JPH0369012A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば、磁気ディスク装置に使用される磁
気記録媒体及びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、コンピュータシステムにおける磁気ディスク装置
などの外部記憶装置の重要性が増大し、高記録密度に対
する要求が高まっている。磁気ディスク装置は記録再生
ヘッド及び磁気ディスクのｔ構成部から構成されている
。ｉＢ気ディスクは高速で回転し、記録再生ヘッド、即
ち磁気ヘッドは磁気ディスクより微小間隔で浮ヒしてい
る。磁気ディスクの高記録密度化、及び高性能化を図る
ためには、磁気記録媒体の薄層化、均一−−様化、保磁
力や角形比の向上などの磁気特性の改良、磁気ヘッドの
低浮上化などが挙げられる。

これまで、磁気ディスクは塗布形といい、バインダーな
どの高分子材料とγ−Ｆｅ＊Ｏｓ磁気記録媒体粒子を混
合して塗布して製作していた。しかしこの方法では、磁
気記録媒体のｉ１１層化、均一−−一様化に限界がある
。このため最近では、磁気記録媒体をスパッタリングな
どの方法により連続薄膜として基材に設けるようになっ
てきた。

現在、磁気ディスク装置では、起動及び停止時に磁気デ
ィスクと磁気ヘッドが接触するコンタクト・スタート・
ストップ（ＣＳＳ）方式を採用しており、起動及び停止
時には磁気ヘッドと磁気ディスク表面が接触したまま回
転する。この接触摩擦状態における磁気ヘッドと磁気デ
ィスクの間に生じる摩擦力は、磁気ヘッドと磁気ディス
ク表面を厚比させ、ついには磁気ヘッド及び磁気記録媒
体層に傷を作ることがある。磁気記録媒体に連続薄膜を
用いた場合、わずかな傷であっても記録媒体の欠如とな
り、記録信号の消失につながる。このことは、磁気ディ
スク装置の外部記憶装置としての信頼性に関わる重大な
問題である。

そこで、磁気ヘッドと磁気記録媒体との接触摩擦及び接
触破壊から磁気記録媒体を保護するために、磁気ディス
クの表面にＳｉｆｔ膜、カーボン膜、Ａｌｔｏｓ膜のよ
うな保護膜を設けることが提案されている１例えば、第
８回日本応用磁気学会学術講演概要集（１９８４年１１
月）、第２２２頁、「磁気ディスク用カーボン保護膜」
（田子章男他）：昭和６１年度電子通信学会総合全国大
会予稿集（１９８６年）、第１−１６６頁、「磁気ディ
スク用酸化物保護膜の検討」　（本町良弘他）二日本潤
滑学会第３０期存期研究発表会予稿’Ｊ（＋９１’！６
年）、第１４１頁（刈本博保他）などに記載されている
。また、磁気記録媒体が金属の場合、この保護膜は金属
膜の腐食を防ぐ保護も兼ねる役目がある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のスパッタリングなどによって成膜される酸化膜や
カーボン膜は、強度的には優れたものができる（例えば
、昭和６１年度電子通信学会総合全国大会予稿集（１９
８６年）、第［−１６６頁、「磁気ディスク用酸化物保
護膜の検討」　（本町良弘他）参照）、シかし、多くの
学会発表例にみられるようなＳｉｆｔ膜、Ａｌｔｏｓ膜
などの保護膜では、硬いが脆く潤滑性能をほとんど有し
ないという問題点があった。即ち、保、ＪＰＡ単独では
摩擦力が非常に大きく磁気ディスクの耐久性を満足でき
ないため、液体潤滑剤をさらに保護膜」、に塗布して使
用せざるを得す、この液体潤滑剤によるヘッド吸着が生
じるという問題点があった。また、カーボン膜ではこれ
ら酸化膜に比べて潤滑性が若干高いが、硬いヘッドスラ
イダに対しては削れてしまい、潤滑剤を使用している例
が多い。

この発明は上記のような問題点を解決するためのなされ
たもので、磁気ヘッドによる磁気ディスクへの損傷を防
ぎ、保護膜の剥離を防止でき、かつ潤滑性を有する保護
膜を形成して、信頼性の高い磁気記録媒体及びその製造
方法を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る磁気記録媒体は、基Ｈに設けた磁気記録
媒体層、及び磁気記録媒体層に１００〜１０００人の厚
さで設けた。＃２素を含有するＡｌ−Ｓｉ合金保護潤滑
膜を備えたことものである。

また、この発明の別の発明に係る磁気記録媒体の製造方
法は、炭化水素系ガス雰囲気あるいはフッ素化炭素ガス
雰囲気で、磁気記録媒体層が設けられた基Ｈにクラスタ
ーイオンビーム法を弛し、磁気記録媒体層に１００〜１
０００人の厚さで炭素を含有するＡＩ　−Ｓｉ合金保護
潤滑膜を形成したものである。

また、この発明のさらに別の発明に係る磁気記録媒体の
製造方法は、炭化水素ガスイオン源あるいはフッ素化炭
素ガスイオン源によって励起、解離及びイオン化した雰
囲気で、磁気記録媒体層が設けられた基材にクラスター
イオンビーム法を施し、磁気記録媒体層に１００〜１０
００Åの厚さで炭素を含有するＡｌ−Ｓｉ合金保護潤滑
膜を形成したものである。

［作用］ この発明に係る磁気記録媒体は、表面に硬度と潤滑性に
富む炭素を含むＡｌ−Ｓｉ合金保護潤滑膜を設けること
により、磁気ディスク表面の保護膜の耐久性が従来の酸
化アルミニウムなど酸化物膜やカーボン膜に比べ格段に
強化され、信頼性が増加する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の・一実施例による磁気記録媒体としての
磁気ディスクを示す断面図である。

図において、（１）はＡｌ−Ｍｇ合金基材、（２）は磁
気記録媒体層の下地層、（３）は磁気記録媒体層、（４
）は炭素を含有したＡｌ−Ｓｉ合金保護潤滑膜である。

Ａｌ−Ｍｇ合金基材（１）の表面にＮ１−ＰあるいはＮ
１−Ｃｕ−Ｐメツキ膜を下地層（２）として成膜し鏡面
加工する。この基Ｈに対して、テープ研磨機を用い、ラ
ッピングテープＷ　Ａ　＃　６０００、押し圧ＩＫｇ、
基板回転数２００ｒｐｍ、テープ送り速度２０ｍｍ／ｗ
ｉｎの条件でテクスチャ加工を行った。この加Ｊ二によ
りＲｍａｘ　５００　Ａ程度の基材（１）が得られる。

実施例１ 上記に示した基材（＋）に磁気記録媒体層（３）として
、γ−Ｆｅｔｕｓをスパッタリング法により成膜した。

さらに、この磁気記録媒体層（３）の上に保護潤滑膜（
４）を以下のような方法で形成した。　Ａｌ−Ｓｉ合金
のターゲットと炭素のターゲットの２　ｆｌｌをスパッ
タ装置内に配置し、スパッタリング法により磁気記録媒
体層（３）上にＡｌ−Ｓｉ合金と炭素を文′Ｉ′Ｌにシ
ャッタを開閉して積層した。この侍、磁気デ、ｆスク基
板を回転して積層させて成膜してちまい。Ａｌ−Ｓｉ合
金ターゲ・ノドのＳｉ含有量は１１．７原子％である。

炭素ターゲットはグラフフィトの焼結体を用いた。スパ
ッタ条件はＲＦパワーを３００Ｗ／８インチ、Ａ「圧力
３　ｍＴｏｒｒで基板加熱は１５０℃にした。Ａｌ−Ｓ
ｉの膜厚は５０（＋入であった。炭素の含イイ率は２０
原子％であった。

実施例２ １、記に示した基材（１）に磁気記録媒体層（３）とし
て、Ｃ０−Ｎｉ−Ｃｒをスパッタリング法により成膜し
た。さらに、この磁気記録媒体層（３）のＥに保護潤滑
膜（４）を以下のような方法で形成した。　Ａｌ−Ｓｉ
合金のターゲットと炭素のターゲットを用いて、２充電
子ビーム蒸着により同時に成膜した。

Ａｌ−Ｓｉ合金ターゲットのＳｉ含有量は１１．７原子
％である。炭素ターゲットはグラファイトの焼結体を用
いた。蒸着条件は加速電圧１０ｋＶ、電流１００ｍＡ　
。

基板温度１５０℃、Ａｒ圧力１　ｍＴｏｒｒにした。Ａ
ｌ−Ｓｉ合金の膜厚は６００Åであった。炭素の含有率
の制御は炭素ターゲットのシャッタの開閉によって行っ
た。供試ディスクのＡＩ　−Ｓｉ！ＩＱの炭素の含有率
は４０原子％であった。

実施例３ Ｌ記に示した基材（＋１に磁気記録媒体層（３）　とし
て、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒをスパッタリング法により成膜し
た。さらに、この磁気記録媒体層（３）の上に保護潤滑
膜（４）をＣＶＤ装置により形成した。　ＡＩ供給源と
してトリメチルアルミニウム（ＡＩ　（Ｃ１１３）　ｓ
）、Ｓｉ供給源としてシランガス（ＳｉＨ４）、炭素供
給源としてメタンを用いた。基板な２５０℃に加熱し、
真空槽内を１．ＯＸ　Ｉｎ−’Ｔｏｒｒ以下の真空度に
なるまで排気した後、反応性ガスとしてＡＩ　（Ｃ１（
，１，、シラン（ＳｉＨ＜　）ガス、メタン（Ｃ１，）
ガスを導入した。

ガス流に比は、（ＡＩ）　：　（Ｓｉ）　　：　（Ｃ）
　＝６　：　３：ｌにし、全圧力を５Ｘ　１０−’Ｔｏ
ｒｒにした。さらにＩＦパワーをＩＷ／ｃ−にした。以
上のような条件で基板（１１上に炭素を含有するＡＩ　
−Ｓｉ合金保護潤滑膜（４）を３００人の膜厚で成膜し
た。この場合の酎−Ｓｉ合金保護潤滑膜（４）中のＳｉ
含グイ１績１２原子％、炭素含有量は１５原子％であっ
た。

実施例４ 第２図は磁気記録媒体層（３）上に炭素を含有するＡＩ
　−Ｓｉ合金保護潤滑膜（４）を形成するために用いる
イオンビーム蒸着装置の一実施例の概要を示す構成内で
ある０図において、（５）はクラスターイオンビーム発
生源であり、蒸気発生ａ（５１）、イオン化手段（５２
）　、及びイオンビーム加速手段（５３）等を備えてい
る。蒸気発生源（５Ｉ）は、ルツボ（５１ａ）　、この
ルツボ（５１ａ）に収容されたＡＩ　−Ｓｉ合金等の蒸
着物質（５１ｂ）をイイしている。

（６）　はガスイオンビーム発生源であり、例えばメタ
ン（ＣＨ，）　、エチレン（ＣｔｌＬ）　、ＣＦ４等を
含むガスなどの反応性ガスを噴射するガス噴射ノズル（
６１）　、この噴射ノズル（６１）から噴射した反応性
ガスを励起、解離及びイオン化するイオン化手Ｇ　（６
２）　、このイオン化手段（６２）によって生成したガ
スイオンを、磁気記録媒体層（３）が形成されたディス
ク基板（７）の方向に加速するイオンビーム加速量４　
（６３）　、及びガスイオン源の内部をその回りの空間
よりも高いガス圧に保つシールド板（６４）等を備えて
いる。また、イオン化手段（６２）は電子ビーム引出し
電子４　（６２ａ）と電子ビーム放出フィラメント（６
２ｂ）を何している。このクラスターイオンビーム発生
源（５）、ガスイオンビーム発生源（６）及びディスク
基板（７）は、所定の真空度に保持された真空槽（図示
せず）内に納められている。

次に上記のように構成されたイオンビーム蒸着装置によ
り、炭素を含有するＡｌ−Ｓｉ合金保護潤滑膜（４）を
形成する場合について説明する。Ａｌ−Ｓｉ合金は例え
ばＳｉ含有１９１１．７原子％としている。

図示されていない真空排気系によって真空槽内が　１．
　ＯＸ　１０−’Ｔｏｒｒ以下の真空度になるまで排気
した後、反応性ガスとしてのメタンガスをガス噴射ノズ
ル（６１）より導入し、電子ビーム放出フィラメント（
６２ａ）からガス噴射ノズル（６１）の下°流に配置さ
れている電子ビーム引出し電Ｗ４（グリッド）　　（６
２ｂ）に電子を放出して、メタン（ＣＨ，）ガスを励起
、解離及びイオン化して非常に活性化された状態とする
。イオン化手段（６２）とイオンビーム加速手段（６３
）の間にバイアス電圧を印加して、イオンを引出しさら
に加速して、励起及び解離したメタン（ＣＨ，）ガスと
共に、ディスク基板（７）に照射する。一方、ルツボ（
５１ａ）に充填された蒸着物質であるＡｌ−Ｓｉ合ｆｔ
（５１ｂ）を、蒸気発生１ｌｌ（５１）内に設けられた
フィラメントにより加熱して、蒸気及びクラスターとし
て噴出させる。この蒸気及びクラスターは、イオン化手
段（５２）で一部イオン化された後、イオンビーム加速
「０段（５３）によって加速され、イオン化されていな
い中性の蒸気及びクラスターと共にディスク基板（７）
に運ばれ、ディスク基板（７）近傍に仔在する励起、解
離及びイオン化したメタンガスと化学反応を起こし、デ
ィスク基板（１）上に炭素を含有するＡｌ−Ｓｉ合金保
護潤滑膜（４）が形成される。

この実施例の場合、Ａｌ−Ｓｉ合金保護潤滑膜（４）の
含有炭素量はｚｏＲＰ％であり、膜厚は４００八であっ
た。

比較例１ 上記に示した基材（１）に磁気記録媒体層（３）として
、γ−Ｆｅａｒｓをスパッタリング法により成膜した。

この磁気記録媒体層（３）の土に酸化アルミニウム膜を
スパッタリング法により成膜した。スパッタリング法の
条件はほぼ実施例１と同様である。酸化アルミニウムの
膜厚は５００八にした。

比較例２ 上記に示した基材（１）に磁気記録媒体層（３）として
、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒをスパッタリング法により成膜した
。この磁気記録媒体層（３）の土にカーボン膜をスパッ
タリング法により成膜した。スパッタリングの条件はＲ
Ｆパワー３１１０　Ｗ７５．２６インチ、　Ａｒ圧力５
　ｍＴｏｒｒで基板加熱は行わなかった。

これらの比較例を含めた磁気ディスクの初期特性を表に
示す、実施例１．２．３．４による磁気ディスクと比較
例１．２による磁気ディスクの表面に、３３７０形フエ
ライトヘツトを接触させ静摩擦係数を測定した。実施例
１による磁気ディスクでは０．Ｉ８、実施例２による磁
気ディスクでは０．２０、実施例３による磁気ディスク
では０．２２、実施例４による磁気ディスクでは０．２
０、比較例１による磁気ディスクでは０．５８、比較例
２による磁気ディスクでは０１９であった。比較例１を
除いて良好な特性を示した。

表 また、磁気ディスクの耐久試験であるＣ３Ｓ試験を行っ
た。ヘッドとしてはスライダ材料がサファイアである３
３７０形ヘツドを使用した。第３図はＣ５Ｓ試験を行っ
た結果を示しており、縦軸は初期再生出力を１とした規
格化再生出力、横軸はＣ８Ｓ回数（ＸＩＯ’）をとっで
ある。図中○印を結ぶ線はこの発明の実施例Ｉ、２，３
．４によるディスクの場合、×印を結ぶ線は比較例１に
よるディスクの場合、Δ印を結ぶ線は比較例２によるデ
ィスクの場合を示している。

この発明の実施例【、２，３．４によるディスクの場合
には、Ｃ３Ｓ　２００００回においても再生出力の低下
は認められなかった。これに対し、比較例１．２では当
初再生出力の低下は認められないものの、比較例１では
ＣＳ　Ｓ　１５００回前後から次第に再生出力が低トし
始め、Ｃ３Ｓ　　１００００回前後でヘッドクラッシュ
を起こした。比較例２ではヘッドクラッシュを起こさな
かったが、再生出力の低下が太きくＣ３８１２０００回
では初期の５０％になった、 以上のように、従来の保護膜では実現できなかった硬度
と潤滑性を備えた保護膜がこの実施例における炭素を含
有するＡＩ　　Ｓｉ合金保護潤滑膜（４）によって達成
できた。

なお、Ａｌ−Ｓｉ合金保護潤滑膜の膜厚は１００人以ｆ
ｆは均一・な膜にはなっておらず、１０００人以−ヒで
は磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録媒体までの距離
が広がりｉｆ￥生出力出力下するという悪影響が出てく
る。このため、Ａｌ−Ｓｉ合金保護潤滑膜の膜厚は【０
０〜１０００人が適している。特に成膜のしやすさ、均
一性、再生出力からは３００〜８００人が望ましい。

上記実施例ではＡＩ　−Ｓｉ合金保護潤滑膜のＳｉ含有
率は目〜１２原子％の場合について説明したが、５〜３
０原子％の範囲であればよく上記実施例と同様の効果を
奏する。

また、上記実施例では炭素含有率が１５原子％、２０原
子％、４０原子％の場合について説明したが、５〜５０
原子％の範囲であればよく上記実施例と同様の効果を奏
する。

上記実施例では反応ガスとしてメタンの場合について説
明したが、他のエタン、エチレン、アセチレンなどの炭
化水素系ガス、ＣＦ４、ＣｌＩＦ５なとのフッ素化炭素
系ガス、ベンゼン、トルエンなどのス化しやすい炭化水
素系液体などであってもよく上記実施例と同様の効果を
奏する。

また、上記実施例では反応ガスとしてシランくＳｉＨｎ
）ガスの場合に−）いて説明したが、他のテトラメチル
シラン（Ｓｉ（ＣＨａ）４）−テトラエチルシランなど
の気体状、あるいは減圧状態で気体化するシリコン化合
物であってもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

上記実施例では磁気記録媒体がγ−Ｆｅ、Ｏ，の場合に
ついて説明したが、他のＣｒ０ｔのような金属酸化物媒
体であってもよ＜　、１−記実施例と同様の効果を奏す
る。

また、上記実施例では磁気記録媒体がＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ
の場合について説明したが、他のＣｏ−Ｎｉ、Ｇｏ−Ｃ
ｒ、　Ｃｏ−Ｐ　、　Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ　、　Ｆｅ−Ｎ　
、　Ｆｃなどの合金媒体、金属媒体であってもよ＜−ｈ
記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例ではＮ１−Ｐメツキ膜、Ｎ１−Ｃｕ−
Ｐメツキ膜の場合について説明したが、他のアルマイト
膜などであってもよく上記実施例と同様の効果を奏する
。

［′９Ｓ明の効果］ 以にのように、この発明によれば、基Ｈに設けた磁気記
録媒体層、及び磁気記８媒体層に１００〜１０００入の
厚さで設けた、炭素を含有する酎−Ｓｉ合金保護潤滑膜
を備えたことにより、磁気記録媒体を保護し、磁気ディ
スクと磁気へラドスライダ間の摩擦力を低く抑えること
ができ、十分に耐久性および信頼性の高い磁気記録媒体
が得られる効果がある。

また、この発明の別の発明によれば、炭化水素系ガス雰
囲気あるいはフッ素化炭素ガス雰聞気中で、磁気記録媒
体層が設けられた基材にクラスターイオンビーム法を施
し、磁気記録媒体層に１００〜１００ＤＡの厚さで炭素
を含有するＡｌ−Ｓｉ合金保護潤滑膜金属合金を形成し
たことにより、十分に６１久性および信頼性の高い磁気
記録媒体が得られる製造方法が提供できる効果がある。

また、この発明のさらに別の発明によれば、炭化水素ガ
スイオン源あるいはフッ素化炭素ガスイオン源によって
励起、解離及びイオン化した雰囲スで、ｆａ　ｒＡ記録
媒体層が設けられた基材にクラスターイオンビーム法を
施し、磁気記録媒体層に１ｎｏ−１１１［１０人の厚さ
で炭素を含４４するＡｌ−Ｓｉ合金保護潤滑膜金属合金
を形成したことにより、十分に耐久性および信頼性の高
い磁気記録媒体が得られる製造方法が提供できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による磁気記録媒体を示す
断面図、第２図はその製造装置の一実施例を示す構成図
、第３図はこの発明により得られた磁気ディスクと、従
来の磁気ディスクそれぞれに加速試験を行った結果を示
し、Ｃ８Ｓ回数と再生出力の関係を示す特性図である。 （１）・・・Ａｌ−Ｍｇ合金基材、（３）・・・磁気記
録媒体層、（４）・・・炭素を含有するＡｌ−Ｓｉ合金
保護潤滑膜金属合金、（５）・・・クラスターイオンビ
ーム発生源、（６）・・・ガスイオンビーム発生源。 第２図 第 図 １：基材 ２：磁気記録媒体層 ３：炭素を含有したＡ／−Ｓｉ合金 保護潤滑膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基材に設けた磁気記録媒体層、及び上記磁気記録
   媒体層に１００〜１０００Åの厚さで設けた、炭素を含
   有するＡｌ−Ｓｉ合金保護潤滑膜を備えたことを特徴と
   する磁気記録媒体。
2. （２）炭化水素系ガス雰囲気あるいはフッ素化炭素ガス
   雰囲気で、磁気記録媒体層が設けられた基材にクラスタ
   ーイオンビーム法を施し、上記磁気記録媒体層に１００
   〜１０００Åの厚さで炭素を含有するＡｌ−Ｓｉ合金保
   護潤滑膜を形成したことを特徴とする磁気記録媒体の製
   造方法。
3. （３）炭化水素ガスイオン源あるいはフッ素化炭素ガス
   イオン源によって励起、解離及びイオン化した雰囲気で
   、磁気記録媒体層が設けられた基材にクラスターイオン
   ビーム法を施し、上記磁気記録媒体層に１００〜１００
   ０Åの厚さで炭素を含有するＡｌ−Ｓｉ合金保護潤滑膜
   を形成したことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。