JPH0464920A - 金属薄膜型磁気記録媒体の炭素質保護膜およびその成膜方法 - Google Patents

金属薄膜型磁気記録媒体の炭素質保護膜およびその成膜方法

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JPH0464920A
JPH0464920A JP17679790A JP17679790A JPH0464920A JP H0464920 A JPH0464920 A JP H0464920A JP 17679790 A JP17679790 A JP 17679790A JP 17679790 A JP17679790 A JP 17679790A JP H0464920 A JPH0464920 A JP H0464920A
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Japan
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layer
carbon
sputtering
magnetic
diamond
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JP17679790A
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Hiroshi Seki
関 博司
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02Pretreatment of the material to be coated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
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  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

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〕 本発明は、金属薄膜型磁気記録媒体の磁性層表面を被覆
保護する炭素質保護膜およびその成膜方法に関する。
(従来の技術〕 非磁性基体上に、記録層としてC0−Cr系、Co−C
r−Ni系、C0−Cr−N1−′F、1系等の金属か
らなる薄膜(磁性層)を形成した金属薄膜型磁気記録媒
体の該磁性層を、記録・再生操作時の磁気ヘソI・の接
触による摩耗、損傷から保護すると共に、磁気ヘッドの
接触を滑らかにする保護潤滑膜として、磁性層表面に、
アモルファス・カーボン膜やダイヤモンド・ライク・カ
ーホン膜などの炭素質膜を形成することが行われている
アモルファス・カーボン膜は、黒鉛をターゲノトとして
Arガス単味の減圧雰囲気下でスパッタリングを行うこ
とにより形成され、またダイヤモンド・ライク・カーボ
ン膜はArガスに所定濃度の炭化水素ガス(メタン、エ
タン、プロパン、ブタン等)または水素ガスを添加した
混合ガスの減圧雰囲気下に、黒鉛ターゲラ1へをスパッ
タリングすることにより成膜される。
炭素質膜(ダイヤモンド・ライク・カーボン、アモルフ
ァス・カーボン等)は、良好な潤滑性を有する膜体であ
り、殊に硬質化された炭素質膜であるダイヤモンド・ラ
イク・カーボン膜は、耐摩耗性も極めて高く、磁性層保
護膜として好適である。
〔発明が解決しようとする課題〕
磁性層表面に積層形成される保護潤滑膜の保護機能とそ
の安定性は、磁性層表面に対する密着力に大きく依存す
る。硬質化した炭素質膜であるダイヤモンド・ライク・
カーボン膜は卓抜した摩耗抵抗性を有してはいるもの1
、内部応力が大きいため、他の炭素質膜に比べて磁性膜
面に対する密着力が低い。このため、磁気ヘッドの接触
・衝突による剥離損傷を生じ易く、保護膜機能の安定性
・耐久性に乏しいという問題がある。
本発明は、磁性層に対するダイヤモンド ライク・カー
ボン膜の密着性を強化し、その膜面のずくれた摩耗抵抗
性による磁性層保護膜としての長期に亘る安定な機能を
確保し磁気記録媒体の耐用ノY命を向上さ氾るべくなさ
れたものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明に係る
金属薄膜型磁気記録媒体の磁性層を被覆する炭素質保護
膜は、アモルファス・カーボンからなる基層と、ダイヤ
モンド・ライク・カーボンからなる表層と、前記基層と
表層との間のアモルファス・カーボンからダイヤモンド
・ライク・カーボンに漸次変化する中間層とからなる多
層構造を有している。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明における炭素質保護膜の形成は、黒鉛をターゲッ
トとするスパッタリング工程において、Arガスの減圧
雰囲気下にアモルファス・カーボン層(基層)を形成し
たのち、スパッタ雰囲気に炭化水素ガスまたは水素ガス
を添加し、その添加ガス濃度を連続的ないし段階的に漸
増しながら、黒鉛ターゲットのスパッタリングを継続す
ることにより行われる。
すなわち、基層であるアモルファス・カーボン層はAr
単味の雰囲気下でのスパッタリングにより形成され、中
間層は、基層形成後Arガスに炭化水素ガスまたは水素
ガスを添加しその添加濃度を漸増させつつスパッタリン
グする過程で形成される。またダイヤモンド・ライク・
カーボンからなる表層は、混合ガス雰囲気中の添加ガス
量が所定濃度に達した後のスパッタリングにおいて形成
される。この基層、中間層および表層の成膜は、連続し
た一つのスパッタリング工程として行われる。その成膜
工程のスパッタ雰囲気圧は、例えばlXl0−2〜I 
X 10− ’Torrである。なおダイヤモンド・ラ
イク・カーボン層の成膜に必要なスパッタ雰囲気におけ
る添加ガス濃度は、添加ガス成分の種類やスパッタ装置
の種類・形式等により異なるが、例えば、直流マグネト
ロンスパッタ装置において、メタンガスを添加ガスとす
るスパッタ雰囲気でダイヤモンド・ライク・カーボン層
を成膜する場合のメタンガス/Arガスの混合比は約1
0/90〜40/60 (容量比)とすることができる
ダイヤモンド・ライク・カーボンは、完全なダイヤモン
ド結晶であるSP3結合成分にSP2結合成分が混在し
た微細構造を有し、アモルファス・カーボンになる程、
SP2結合に対するSP’結合成分の比が減少する。ア
モルファス・カーボンからなる基層と、ダイヤモンド・
ライク・カーボンからなる表層との間の中間層は、アモ
ルファス・カーボンからダイヤモンド・ライク・カーボ
ンへと、膜厚方向にSP3結合成分が漸増していく微細
構造遷移層である。第1図は、基層、中間層および表層
からなる炭素質膜の膜厚方向の微細構造の変化を模式的
に示している。
上記多層構造を有する本発明の炭素質保護膜の適正な膜
厚は、対象とする磁気記録媒体の種類や記録再生操作方
式等にもよるが、あまり薄い膜厚では膜面の均質性の確
保が困難であるので、約1.50Å以上とするのが好ま
しい。その膜厚ば約500人程度までで十分であり、そ
れ以上とする利益は特にない。また、その多層構造膜に
おける基層(アモルファス カーボン)および表層(ダ
イヤモン1ξ・ライク・カーボン)の各層厚は、全膜厚
を100とするとき、前者を約lO以ト、後者のそれを
約50以−1−とじ、中間層は約10〜40とするのが
適当である。基層および表層の層厚は、それぞれの所定
のスパッタ雰囲気におけるスパッタ時間等により、また
中間層の微細構造変化の勾配及びその層厚は、基層形成
スパッタ雰囲気から表層形成スパッタ雰囲気への雰囲気
ガス組成の変化の速度等によりそれぞれ容易に増減調節
することができる。
−ト記炭素質保護膜を形成するスパッタ方式の選択は任
意であり、例えばターゲットを陰極、磁気記録媒体を陽
極として両極間にグロー放電をヰしさせる直流スパッタ
、その直流電源を高周波電源に代えた高周波スパッタ、
あるいは直交電磁界配置を有するマグネトロンスパンタ
等により行えばよい。
本発明の炭素質膜は、その表層が硬質のダイヤモンド・
ライク・カーボンで形成されているので、磁気ヘットの
接触に対する高度の摩耗抵抗性を有し、また磁性層と接
する基層が内部応力の小さいアモルファス・カーホンで
形成されているので、膜厚全体をダイヤモンド・ライク
・カーホンとした場合と異なって、磁性層に対する密着
力が強く、剥離に対する抵抗性にもずくれている。更に
、その基層と表層とを単純に積層した構造と異なって、
基層から表層に向かってアモルファス・カーホンからダ
イヤモン1−・ライク・カーボンへと微細構造が漸変す
る層構造を有しているので、層界面の明瞭な分画かなく
、層厚方向における微細構造変化の連続性により、層間
の密着性が高く、かつそのバラツキも小さい。
なお、本発明の対象となる磁気記録媒体は、磁気ディス
クをはしめ、各種磁気ドラム、磁気テプ、磁気シート等
が包含される。また、その磁性層表面に前記炭素質保護
膜を形成したのち、所望により、磁気ヘットの摩擦に対
する潤滑性を向上させる目的で、炭素質保護膜の上に、
液体潤滑剤(例えば、モンテシソン社製r A M2O
0]、 J等)の薄膜(例えば10〜100人)が塗布
される。
〔実施例〕
〔I〕供試磁気ディスクの製作 (1)磁性層の形成ニ アルミニウム合金基板の表面に、NI−P無電解めっき
膜(膜厚20μm)を形成し、表面をポリッシュした後
、テキスチャ処理し、ついで直流マグネトロンスパッタ
リング(雰囲気:  0.7X10−2Torr、 A
 rガス)により、下地層としてCr膜(膜厚: 15
00人)および記録層としてCo7oNi2oCr+o
磁性層(膜厚ニア00人)をこの順に積層形成した。
(2)炭素質保護膜の形成: 上記磁性層成膜後、スパッタ室内のクーゲットを黒鉛に
代え、まずArガス単味の雰囲気におけるスパッタリン
グを約15秒間行い、ついでメタンガスの添加を開始し
、15秒を要して雰囲気中のメタンガス濃度を30容量
%まで連続的に増加させつつスパッタリングを行うとと
もに、その雰囲気(70%Arガス+30%メタンガス
)でのスパッタリングを約45秒間行った。雰囲気圧は
I Xl0−”T。
rrに保持し、投入電力は2.0KWとした。
−上記スパッタリングにより磁性層表面に形成された炭
素質膜の膜厚は約260人であり、基層(アモルファス
・カーホン層):中間層:表層(ダイヤモン1:・ライ
ク・カーボン層)の層厚比は、約20 : 20 : 
60である。この供試磁気ディスクをAとする。
比較例として、Arガスとメタンガスの混合ガス雰囲気
(70%Arガス+30%メタンガス、■×10−’T
orr)において黒鉛ターゲットのスパッタリング(投
入型カニ 2.OKW、 スパッタ時間=60秒)を行
うことにより、磁性層表面をダイヤモンド・ライク・カ
ーボンからなる炭素質膜(膜厚:約260人)で被覆し
た供試磁気ディスクを得た。この磁気ディスクをBとす
る。
〔H)css試験 上記供試磁気ディスクAおよびBの炭素質膜面にバーニ
ッシュ処理を施したのち、液体潤滑剤(モンテジソン社
製rAM2001」)を塗布(膜厚20人)してCS 
S (Contact S tart and 5to
p)試験に付した。磁気ヘッドはコンポジットタイプを
使用し、炭素質膜面に3万回反復接触させた後、炭素質
膜面を目視観察し、疵の発生の有無により合否を判定し
て次の結果を得た(N=100)。
合格率 磁気ディスクA(発明例)85% 磁気ディスクB(比較例)70% 〔発明の効果〕 本発明における金属薄膜型磁気記録媒体の磁性層を被覆
する炭素質膜は、磁性層に対する密着力が高く、かつ表
面の硬質層による高度の耐摩耗性を有しているので、磁
気ヘッドの接触・衝突が反復作用する記録・再生操作に
おいて摩耗・剥離等に対する抵抗性が高く、磁性層保護
膜として長期に亘る安定な機能を保持す名ことができる
。その改良された保護機能により磁気記録媒体の耐久性
の向上、記録メディアとしての機能の安定・向上環の効
果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の炭素質膜の層構造を模式的に示す図で
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、磁性層を被覆する保護膜が、アモルファス・カーボ
    ンからなる基層と、ダイヤモンド・ライク・カーボンか
    らなる表層と、前記基層と表層との間のアモルファス・
    カーボンからダイヤモンド・ライク・カーボンに漸次変
    化する中間層とからなる金属薄膜型磁気記録媒体の炭素
    質保護膜。 2、請求項1に記載の炭素質保護膜を、黒鉛ターゲット
    のスパッタリングにより磁性層表面に形成する方法にお
    いて、 Arガスの減圧雰囲気下に磁性層の表面にアモルファス
    ・カーボンからなる基層を形成し、ついでスパッタ雰囲
    気に炭化水素ガスまたは水素ガスを添加すると共に、添
    加ガス濃度を漸増しつつスパッタリングを継続すること
    により、前記基層の上に、アモルファス・カーボンから
    ダイヤモンド・ライク・カーボンに漸次変化する中間層
    とダイヤモンド・ライク・カーボンからなる表層を形成
    することを特徴とする磁性層表面の炭素質保護膜の成膜
    方法。
JP17679790A 1990-07-03 1990-07-03 金属薄膜型磁気記録媒体の炭素質保護膜およびその成膜方法 Pending JPH0464920A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997049840A1 (de) * 1996-06-25 1997-12-31 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Stoffverbund und verfahren zu dessen herstellung
US5901021A (en) * 1995-05-19 1999-05-04 Sanyo Electric Co., Ltd. Thin-film magnetic head
US6110329A (en) * 1996-06-25 2000-08-29 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Method of manufacturing a composite material
JP2009248548A (ja) * 2008-04-11 2009-10-29 Seiko Epson Corp 静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド及びそれらの製造方法並びに液滴吐出装置

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