JPH08227520A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気記録媒体において、凹凸形成層と非磁性
基体との膜剥がれを有効的に防止しつつ、凹凸形成層の
上下層の膜材質の選定自由度を拡大でき、簡単な層構成
で量産性に向いた磁気記録媒体を提供。 【解決手段】 磁気記録媒体１０においては、ガラス基
板１１とＣｒ等の非磁性金属バッファ層１２からなる基
体１の表面に、窒素を含有するＡｌ等の非磁性金属堆積
物の凹凸形成層８が形成されている。更に、凹凸形成層
８の上には、非磁性金属下地層２、磁性層３、及び保護
層４が順次積層形成されており、そして保護層４の表面
には液体潤滑剤の潤滑層５が塗布形成されている。凹凸
形成層８は、非磁性金属が局所的に凝集して離散的に分
布した結晶質相の島状凸部８１と、これら島状凸部８１
の間隙に浅く敷き詰められた非晶質相の凸部間連結層８
２とから成る。結晶質相の島状凸部８１は面内方向に不
連続の島状膜で、非晶質相の凸部間連結層８２は連続膜
となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定磁気ディスク
装置等に用いられる磁気記録媒体及びその製造方法に関
し、磁気記録媒体の最表面に微細な凹凸を形成すること
により磁気ヘッドの低浮上化を達成して磁気記録媒体の
高記録密度化を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】固定磁気ディスク装置（ＨＤＤ）等に用
いられる磁気記録媒体（磁気ディスク）は、一般的に図
１４に示すような層構造を有している。即ち、この磁気
記録媒体は、非磁性基体１の上に、非磁性の金属下地層
２、強磁性合金であるＣｏＣｒＴａなどの磁性層３、ア
モルファスカーボンなどの保護層４を順次積層して成
り、保護層４の上に、液体潤滑剤からなる潤滑層５を設
けて磁気記録媒体を形成している。非磁性基体１として
は、例えば鏡面研磨を施したガラス基板や、Ｓｉ，カー
ボン基板などが用いられる。

【０００３】一般に、磁気ディスク装置においては、情
報の読み取り及び書き込み方式としてＣＳＳ（コンタク
ト・スタート・ストップ）方式が採用されており、稼働
時に磁気ヘッドが磁気記録媒体表面から僅かに浮上して
情報の読み取り動作又は書き込み動作が行われる。この
ＣＳＳ方式は、停止時には磁気ヘッドと磁気記録媒体が
接触するため、磁気記録媒体表面が鏡面状態であると、
磁気ヘッドと磁気記録媒体表面との摩擦係数が大きく、
磁気ヘッドが磁気記録媒体表面に吸着してしまうことが
ある。また始動時に、磁気ヘッドが磁気記録媒体表面上
を摺動する際の大きな摩擦力によって、磁性層が磨耗し
てしまうことがある。そこで、一般に磁気記録媒体にお
いては、上記非磁性基体１の表面を何らかの方法で粗面
化（凹凸化）し、それによって磁気ヘッドと磁気記録媒
体表面との摩擦係数を低減させている。

【０００４】一方、近年の磁気記録媒体の高記録密度
化，大容量化に対応するため、磁気ヘッドの媒体表面か
らの浮上高さを低減する必要があり、そのためには磁気
記録媒体表面の粗さをある程度までに抑える必要があ
る。したがって、磁気記録媒体表面粗さは、磁気ヘッド
との摩擦係数と、磁気ヘッドの浮上高さの両方の要求を
満足するように、精密に制御する必要がある。

【０００５】このような要請から、非磁性基体の表面に
機械的凹凸溝を付与するテクスチャー加工を施したもの
や、また様々な方法で基体表面を粗面化する手段が提案
されている。

【０００６】例えば特開平３−７３４１９号公報には、
図１５に示す如くの構造の磁気記録媒体が示されてい
る。即ち、この磁気記録媒体は、ガラス基板１ａと、こ
の上にＡｌ等の低融点金属からなり面内方向に不連続で
ある島状構造の凸部６と、凸部６上及び凸部間に一面に
覆って成膜されたＴｉ膜等の酸素トラップ層７とを有
し、この酸素トラップ層７上に、Ｃｒの金属下地層２、
磁性層３、アモルファスカーボンなどの保護層４が順次
積層されている。Ａｌ等の低融点金属の島状構造の凸部
６による凹凸が媒体表面にまで反映された状態となるた
め、ＣＳＳ時の摩擦低下に寄与している。基板１ａの表
面は島状構造の凸部６の物質で全面に亘り覆われること
なく、散在的ないし離散的に被覆されているため、基板
１ａの表面は部分的に露出している。このため、酸素ト
ラップ層７又はこれが非形成のときはＣｒの金属下地層
２が直接ガラス基板１ａに接触して密着するので、酸素
トラップ層７又はこれが非形成のときはＣｒの金属下地
層２が島状構造の凸部６を包み込んで押さえ付けた状態
となっており、島状構造の凸部６の剥離は容易に生じる
ことはない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１５
に示す島状構造の凸部６を持つ凹凸形成層にあっては、
次のような問題点があった。

【０００８】即ち、凹凸形成層を構成する島状の低融点
金属の堆積物６は、完全に離散的である（面内方向に不
連続である）ため、上層の酸素トラップ層７又はこれが
非形成のときはＣｒの金属下地層２が島状構造の凸部６
とガラス基板１ａの露出表面の双方に付着するので、そ
の付着力を確保するには凹凸形成層の上下層の材質選定
が制限されてしまう。そのため、磁気記録媒体を作製す
るために複雑な層構成とする必要があり、製造コストの
増加を招く。

【０００９】図１５に示す構造においては、現実には、
酸素トラップ層７の代わりに、ガラス基板１ａ上に基板
温度を維持する蓄熱層として又はガラス基板内の有機物
の吹上を阻止するバリアメタルとしての非磁性金属層
（非磁性金属バッファ層）を形成する必要がある。この
非磁性金属層の金属と金属下地層２の金属を同じにすれ
ば、上下層の相互付着性が最も強固で島状構造の凸部６
の膜剥がれを効果的に防止できるところであるが、凸部
６は低融点金属であるが故に、非磁性金属層自体の蓄熱
層又はバリアメタルとしての機能が充分発揮できない。

【００１０】そこで、以上の問題点に鑑み、本発明の課
題は、非磁性基体の上に金属堆積物の凹凸形成層を形成
した磁気記録媒体において、凹凸形成層の構造を改善す
ることにより、その凹凸形成層と非磁性基体との膜剥が
れを有効的に防止することを前提としつつ、凹凸形成層
の上下層の膜材質の選定自由度を拡大でき、簡単な層構
成で量産性に向いた磁気記録媒体及びその製造方法を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、非磁性基体の表面側に、凹凸形成層、非
磁性金属下地層、磁性層、及び保護層を順次積層して成
る磁気記録媒体において、上記凹凸形成層が窒素又は酸
素を含有する非磁性の金属堆積物であって、上記非磁性
基体の表面上に離散的に分布した結晶質相の島状凸部
と、上記島状凸部の間隙に浅く敷き詰められた非晶質相
の凸部間連結層とを有して成ることを特徴とする。非磁
性金属堆積物は、窒素を含有したものや酸素を含有した
ものは勿論のこと、窒素及び酸素の双方を含有したもの
でも構わない。ここで、上記金属堆積物としては、Ａ
ｌ，Ｔａ，Ｔｉ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｓｉ，Ｂ，Ｚｒ，
Ｃｒからなる群より選ばれた１種の金属又は２種以上の
合金であることが好ましい。また、上記非磁性基体とし
ては、ガラス等の非磁性基板とこの上に積層された非磁
性金属バッファ層とから成ることが好ましい。特に、上
記金属堆積物の金属がＡｌである場合には、上記島状凸
部の最大の直径は１０ｎｍから３００ｎｍまでの範囲に
あることが好ましい。

【００１２】上記のように、離散的に分布した結晶質相
の島状凸部と非晶質相の凸部間連結層とから成る窒素を
含有する金属堆積物の凹凸形成層を有する磁気記録媒体
の製造方法としては、非磁性基体を所定の温度に加熱し
た状態で、Ａｒガスと窒素ガスとからなる混合スパッタ
リングガス雰囲気下において、凹凸形成層をスパッタ形
成するスパッタリング工程を有することを特徴とする。
ここで、窒素を含有する金属堆積物の金属がＡｌである
場合には、上記非磁性基体の加熱温度は１５０°Ｃから
３５０°Ｃまでの範囲にあり，且つ、上記混合スパッタ
リングガスに占める窒素ガスの分圧比は２％から３５％
までの範囲にあることが望ましい。

【００１３】また、離散的に分布した結晶質相の島状凸
部と非晶質相の凸部間連結層とから成る酸素を含有する
金属堆積物の凹凸形成層を有する磁気記録媒体の製造方
法としては、非磁性基体を所定の温度に加熱した状態
で、Ａｒガスと酸素ガスとからなる混合スパッタリング
ガス雰囲気下において、凹凸形成層をスパッタ形成する
スパッタリング工程を有することを特徴とする。ここ
で、酸素を含有する金属堆積物の金属がＡｌである場合
には、上記非磁性基体の加熱温度は１５０°Ｃから５０
０°Ｃまでの範囲にあり，且つ、上記混合スパッタリン
グガスに占める酸素ガスの分圧比は０．５％から３５％
までの範囲にあることが望ましい。

【００１４】〔作用〕このように、本発明に係る磁気記
録媒体における凹凸形成層は窒素又は酸素を含有した金
属堆積物であるが、散在的に分布した結晶質相の島状凸
部のみから構成されているのではなく、その外、島状凸
部の間隙に浅く敷き詰められた非晶質相の凸部間連結層
を有して成ることを特徴としている。浅く敷き詰められ
た非晶質相の凸部間連結層の中に結晶質相の島状凸部が
埋め込まれて離散的に分布した状態となっているので、
島状凸部の凸部間連結層から頭を出した突出部分が媒体
表面に凹凸を反映させる。非晶質相の凸部間連結層は連
続膜を形成してこれが離散的に分布した島状凸部を相互
に繋いでいるため、凹凸形成層の上下の層との密着性に
優れている。殊に、結晶質相の島状凸部とその上下層と
の密着力に比して非晶質相の凸部間連結層とその上下層
との密着力の方が強い。従って、凹凸形成層の膜剥がれ
を効果的に防止することができる。そして、全体として
連続膜の凹凸形成層によって非磁性基体の表面は完全に
被覆されているので、隔離層としての凹凸形成層の上層
と非磁性基体とが直接接触することはない。従って、凹
凸形成層の上下層の材質等の相性を選ばずに、磁気記録
媒体が構成できる。このため、非磁性基体上の非磁性金
属バッファ層には、非磁性金属下地層と同一の材料を使
用でき、生産性を向上できる。

【００１５】なお、金属堆積物中に分布した結晶質相の
島状凸部により形成された凹凸は、磁気記録媒体の保護
層表面にまで反映されるので、表面粗さが小さく、磁気
ヘッドの低浮上距離化が可能となることに加えて、磁気
記録媒体と磁気ヘッドとの摩擦係数を低減することがで
き、摺動特性（耐ＣＳＳ特性）の良好な磁気記録媒体を
提供することができる。従って、高記録密度化の際に用
いられる各種ヘッドに対応可能な磁気記録媒体を提供す
ることができる。

【００１６】ここで、保護層の表面に形成される凹凸
は、金属堆積物の凹凸形成層の凹凸形状が反映されたも
のであるので、凹凸形成層の形状を制御することにより
保護層の表面粗さを所望の値とすることができる。即
ち、窒素を含有するＡｌ堆積物の凹凸形成層中に離散的
に分布した結晶質相の島状凸部の最大の直径を１０ｎｍ
から３００ｎｍまでの範囲となるようにした場合、保護
層表面の最大粗さＲｍａｘを１０ｎｍから５０ｎｍまで
の範囲に制限することができ、磁気ヘッドの浮上距離を
０．６μｉｎｃｈから２．５μｉｎｃｈまでの範囲とす
ることが可能となり、且つ磁気ヘッドとのトライボロジ
ーも満足される。そして、かかる金属堆積物の構造及び
形状の制御方法としてはスパッタ成膜法を用いることが
できる。そして、窒素を含有するＡｌ堆積物の凹凸形成
層を成膜する場合、非磁性基体の加熱温度を１５０°か
ら３５０°までの範囲とし、且つ、Ａｒガスと窒素ガス
とからなる混合スパッタリングガスに占める窒素ガスの
分圧比を２％から３５％までの範囲にすると、摩擦係数
μが０．３以下で、媒体表面の最大粗さＲｍａｘも１０
ｎｍ〜５０ｎｍとなり、摩擦特性および浮上特性が両立
し、優れた磁気記録媒体を実現できる。

【００１７】また酸素を含有するＡｌ金属堆積物の凹凸
形成層を成膜する場合、非磁性基体の加熱温度を１５０
°から５００°までの範囲とし、且つ、Ａｒガスと酸素
ガスとからなる混合スパッタリングガスに占める酸素ガ
スの分圧比を０．５％から３５％までの範囲にすると、
同じく、摩擦係数μが０．３以下で、媒体表面の最大粗
さＲｍａｘも１０ｎｍ〜５０ｎｍとなり、摩擦特性およ
び浮上特性が両立し、優れた磁気記録媒体を実現でき
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】

【００１９】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２０】図１は、本発明の実施例に係る磁気記録媒
体の層構成を模式的に示す断面図である。本例の磁気記
録媒体（磁気ディスク）１０においては、ガラス基板１
１とＣｒ等の非磁性金属バッファ層１２からなる非磁性
基体１の表面に、窒素又は酸素を含有するＡｌ等の非磁
性金属堆積物の凹凸形成層８が形成されている。この凹
凸形成層８は非磁性金属バッファ層１２の表面全体に均
一な膜厚を有して成膜されているのではなく、非磁性金
属が局所的に凝集して離散的に分布した結晶質相の島状
凸部８１と、これら散在する島状凸部８１の間隙に浅く
敷き詰められた非晶質相（アモルファス相）の凸部間連
結層８２とを有している。結晶質相の島状凸部８１は面
内方向に不連続の島状膜で、凸部間物質たる非晶質相の
凸部間連結層８２は連続膜となっている。更に、この金
属堆積物の凹凸形成層８の上には、非磁性の金属下地層
２、磁性層３、及び保護層４が順次積層形成されてお
り、保護層４の表面には液体潤滑剤の潤滑層５が形成さ
れている。凹凸形成層８の表面凹凸は保護層４上に形成
された潤滑層５の表面にまで反映され、磁気記録媒体１
０の表面に微細な凹凸が形成されている。

【００２１】〔実施例１〕次に、窒素を含有するＡｌ堆
積物の凹凸形成層８を有する磁気記録媒体１０の製造方
法を説明する。

【００２２】まず、鏡面加工されたディスク状のガラス
基板１１を精密洗浄し、ホルダーにセツトした後、イン
ライン式マグネトロンスパッタ装置の仕込み室に送り込
む。

【００２３】そしてこの仕込み室を５×１０^-6Ｔｏｒｒ
以下の真空度まで排気し、ガラス基板１１を加熱する。
続いて、ガラス基板１１のセットされたホルダーを成膜
室Ａに搬送し、この成膜室Ａを圧力が２０ｍＴｏｒｒの
ＡｒガスとＮ₂ ガスとからなる混合スパッタリングガス
雰囲気とし、ガラス基板１１の表面にＣｒと窒素からな
り、膜厚が２０ｎｍの非磁性金属バッファ層１２をスパ
ッタ形成して、基体１を作製する。この非磁性金属バッ
ファ層（非磁性金属層）１２は、ガラス基板１１自体が
強いヒートシンク性を有するため、後の成膜プロセスに
おいて基板温度を持続させる目的で熱容量のある蓄熱層
として機能すると共に、ガラス基板内の有機物ガスの吹
上を阻止するバリアメタルとして機能する。

【００２４】この後、続いて非磁性金属のＡｌをターゲ
ットとしたスパッタ法により、非磁性基体１即ち非磁性
金属バッファ層１２上に窒素を含有するＡｌ堆積物たる
凹凸形成層８を形成する。なお、ここで凹凸形成層８を
形成する時点での基体温度をＴ°Ｃ、及び（Ａｒ＋
Ｎ₂ ）ガスに占めるＮ₂ ガスの分圧比をＰｎとするが、
これらについては後に詳述する。

【００２５】次に、Ａｌ堆積物の凹凸形成層８が形成さ
れた基体１をセットしたホルダーを成膜室Ｂに移し、基
体１の温度を３２０°まで加熱した後、Ｃｒからなり膜
厚が１００ｎｍの非磁性金属下地層２、続いて、Ｃｏ₈₆
Ｃｒ₁₂Ｔａ₂ 合金からなり膜厚が２０ｎｍの強磁性合金
の磁性層３及びアモルファスカーボン等からなり膜厚が
２０ｎｍの保護層４を順次スパッタ法により成膜する。
そして保護層４の表面にパーフルオロポリエール系の液
体潤滑剤を塗布して膜厚約１．５ｎｍの潤滑層５を形成
し、磁気記録媒体１０を作製する。

【００２６】図２（ａ）乃至図５（ａ）には非磁性金属
バッファ層１２上に凹凸形成層８を形成した段階での表
面凹凸形状を原子間力顕微鏡（ＡＭＦ）を用いて観察し
た結果を模写してあり、また図２（ｂ）乃至図５（ｂ）
にはその断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用して観
察した結果を模写してある。なお、図２〜図５は、Ａｌ
堆積物の凹凸形成層８の形成時に用いる（Ａｒ＋Ｎ₂ ）
ガスに占めるＮ₂ ガスの分圧比Ｐｎを変化させて形成し
たＡｌ堆積物の形成状態を示したものであり、図２はＰ
ｎ＝３％の場合，図３はＰｎ＝２０％の場合をそれぞれ
示し、比較として図４はＰｎ＝０％の場合，図５（ｄ）
はＰｎ＝５０％の場合を示してある。

【００２７】これらの図において、窒素を含有するＡｌ
堆積物たる凹凸形成層８は、連続膜をなす非晶質相の凸
部間連結層８２中に結晶質相の島状凸部８１が離散的に
分布して全体として表面凹凸を呈している。図２，図３
及び図５から明らかなように、（Ａｒ＋Ｎ₂ ）ガスに占
めるＮ₂ ガスの分圧比Ｐｎに比例して、結晶質相の島状
凸部８１の直径（粒径）が増大していく傾向にあること
が判る。一方、図４に示すように、Ａｌ堆積物が窒素を
含有しない場合は、Ａｌ堆積物は単一の非晶質相の凸部
間連結層８２のみからなる微細な凹凸構造となってお
り、保護層表面では殆ど平滑面として反映されてしま
い、低摩擦係数を満足させることができない。また図５
に示すように、Ａｌ堆積物中に窒素が多量に含有されて
いる場合には、Ａｌ堆積物たる凹凸形成層８は離散的に
分布する単一の結晶質相の島状凸部８１のみからなり、
その凹凸構造が大きく、図１１に示す従来の凹凸形成層
と同じ構造になってしまう。図２及び図３に示す凹凸形
成層８では、適度な粒径の結晶質相の島状凸部８１と、
それら間隙に浅く敷き詰められた非晶質相の凸部間連結
層８２とが形成されている。非晶質相の凸部間連結層８
２は連続膜を形成してこれが離散的な島状凸部８１を相
互に繋いでいる。従って、凹凸形成層８の上下の層（バ
ッファ層１２，非磁性金属層２）との膜密着性に優れて
いる。凹凸形成層８のうち結晶質相よりも非晶質相の部
分が上下層との密着性に富んでいる。このため、凹凸形
成層８の膜剥がれを効果的に防止することができる。そ
して本例においては、連続膜の凹凸形成層８によってバ
ッファ層１２の表面が余すところ無く覆われているの
で、隔離膜としての意義を持ち、バッファ層１２と非磁
性金属層２との直接接触はない。従って、凹凸形成層８
の上下層の材質等の相性を選ばずに、磁気記録媒体が構
成できる。このため、非磁性金属バッファ層１２には、
非磁性金属下地層２と同一の材料（例えばＣｒ）を使用
でき、成膜プロセスの簡略化により生産性が向上する。

【００２８】次に、上記の窒素を含有するＡｌ堆積物の
凹凸形成層８を持つ磁気記録媒体１０に関し、結晶質相
の島状凸部８１の最大の結晶粒径Ｄの変化に伴う磁気記
録媒体の特性について調査した結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１での調査項目は、保護層４の表面の最
大粗さＲｍａｘと、薄膜磁気ヘッド（Ａｌ₂ Ｏ₃ −Ｔｉ
Ｃスライダー）を用いてＣＳＳ動作を５万回行なった後
の摩擦係数μと、薄膜磁気ヘッドの１．５μｉｎｃｈ浮
上試験を行い、ヘッドクラッシュの発生の有無について
調査した。

【００３１】表１において、μの欄の○印はμ≦０．３
を、△印は０．３＜μ≦０．７を、×印は、μ＞０．７
をそれぞれ示す。また浮上特性の欄の○印はヘッドが媒
体上の突起に接触しなかったことを示し、×印は、ヘッ
ドが媒体上の突起に接触したことを示す。

【００３２】表１から判るように、Ｒｍａｘに代表され
る磁気記録媒体の表面最大粗さは、結晶粒径Ｄが大きく
なるにつれて大きくなっている。従って結晶粒径Ｄの小
さい場合は媒体表面が平滑であるため、磁気ヘッドの浮
上特性は良好であるものの、摩擦特性は悪い。一方、結
晶粒径Ｄが大きい場合には、媒体表面が粗いため、摩擦
特性は良好だが、浮上特性は悪くなる。したがって、表
１から摩擦特性および浮上特性が両立する磁気記録媒体
を実現するには、表面最大粗さＲｍａｘを１０ｎｍから
５０ｎｍの範囲とする必要があり，凹凸形成層８中の結
晶質相の島状凸部の最大の直径Ｄを１０ｎｍから３００
ｎｍの範囲にすることで達成できることが判る。

【００３３】図６に凹凸形成層８の形成時に用いられる
（Ａｒ＋Ｎ₂ ）ガスに占めるＮ₂ ガスの分圧比Ｐｎの変
化に伴う磁気記録媒体の表面最大粗さＲｍａｘおよびＣ
ＳＳ動作を５万回行った後の摩擦係数μの変移を示して
ある。

【００３４】この図６から判るように、Ｎ₂ ガスの分圧
比Ｐｎが２〜３５％の範囲内で凹凸形成層８が形成され
た場合には，摩擦係数μが０．３以下と良好な値を示
し、且つ媒体表面の最大粗さＲｍａｘも１０ｎｍ〜５０
ｎｍであり、表１から明らかなように、摩擦特性および
浮上特性が両立した優れた磁気記録媒体を実現できる。

【００３５】一方、Ｎ₂ ガスの分圧比が２％以下の場合
は、図４に示すように、凹凸形成層８は殆ど微細な非晶
質相の凸部間連結層８２のみから成り、摩擦係数が大き
過ぎ、３５％を超える場合には、図５に示すように、凹
凸形成層８は離散的に分布する単一の結晶質相の大きな
島状凸部８１のみからなり、この場合にはＣＳＳ試験を
行った際に凹凸形成層８の上下の層間で膜剥がれが生
じ、ヘッドクラッシュを引き起こした。

【００３６】図７に凹凸形成層８を形成する際の非磁性
基体１の温度Ｔの変化に伴う磁気記録媒体の最大粗さＲ
ｍａｘおよびＣＳＳ動作を５万回行った後の摩擦係数μ
の変移を示してある。

【００３７】この図７から明らかなように、非磁性基体
１の温度Ｔが約１５０〜３５０°Ｃの範囲内で凹凸形成
層８が形成された場合には、摩擦係数μが０．３以下と
良好な値を示し、且つ媒体表面の最大粗さＲｍａｘも１
０ｎｍ〜５０ｎｍであり、表１から明らかなように、摩
擦特性および浮上特性が両立し、優れた磁気記録媒体を
実現できることが判った。

【００３８】〔実施例２〕以下に、酸素を含有するＡｌ
堆積物の凹凸形成層８を有する磁気記録媒体１０の製造
方法を説明する。

【００３９】本例も実施例１と同様に、鏡面加工された
ディスク状のガラス基板１１を精密洗浄し、ホルダーに
セツトした後、インライン式マグネトロンスパッタ装置
の仕込み室に送り込む。そしてこの仕込み室を５×１０
^-6Ｔｏｒｒ以下の真空度まで排気し、ガラス基板１１を
加熱する。続いて、ガラス基板１１のセットされたホル
ダーを成膜室Ａに搬送し、この成膜室Ａを圧力が１０ｍ
ＴｏｒｒのＡｒとＯ₂ガスとからなる混合スパッタリン
グガス雰囲気とし、ガラス基板１１の表面にＣｒと酸素
からなり、膜厚が２０ｎｍの非磁性金属バッファ層１２
をスパッタ形成して、基体１を作製する。この非磁性金
属バッファ層（非磁性金属層）１２は、ガラス基板１１
自体が強いヒートシンク性を有するため、後の成膜プロ
セスにおいて基板温度を持続させる目的で熱容量のある
蓄熱層として機能すると共に、ガラス基板内の有機物ガ
スの吹上を阻止するバリアメタルとして機能する。

【００４０】この後、非磁性金属のＡｌをターゲットと
したスパッタ法により、非磁性基体１即ち非磁性金属バ
ッファ層１２上に酸素を含有するＡｌ金属堆積物たる凹
凸形成層８を形成する。なお、本例でも基体温度をＴ°
Ｃ、及び（Ａｒ＋Ｏ₂ ）ガスに占めるＯ₂ ガスの分圧比
をＰｎとする。

【００４１】次に、Ａｌ堆積物の凹凸形成層８が形成さ
れた基体１をセットしたホルダーを成膜室Ｂに移し、基
体１の温度を３２０°まで加熱した後、Ｃｒからなり膜
厚が１００ｎｍの非磁性金属下地層２、続いて、Ｃｏ₈₆
Ｃｒ₁₂Ｔａ₂ 合金からなり膜厚が２０ｎｍの強磁性合金
の磁性層３及びアモルファスカーボン等からなり膜厚が
２０ｎｍの保護層４を順次スパッタ法により成膜する。
そして保護層４の表面にパーフルオロポリエール系の液
体潤滑剤を塗布して膜厚約１．５ｎｍの潤滑層５を形成
し、磁気記録媒体１０を作製する。

【００４２】図８（ａ）乃至図１１（ａ）に本例におけ
る凹凸形成層８を形成した段階での表面凹凸形状を原子
間力顕微鏡（ＡＭＦ）を用いて観察した結果を模写して
あり、また図８（ｂ）乃至図１１（ｂ）にはその断面を
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用して観察した結果を模
写してある。なお、図８はＯ₂ ガス分圧比Ｐｎ＝３％の
場合，図９はＰｎ＝２０％の場合をそれぞれ示し、比較
として図１０はＰｎ＝０％の場合，図１１（ｄ）はＰｎ
＝５０％の場合を示してある。

【００４３】これらの図において、実施例１と同様に、
酸素を含有するＡｌ堆積物たる凹凸形成層８は、連続膜
をなす非晶質相の凸部間連結層８２中に結晶質相の島状
凸部８１が離散的に分布して全体として表面凹凸を呈し
ている。図８，図９及び図１１から明らかなように、
（Ａｒ＋Ｏ₂ ）ガスに占めるＯ₂ ガスの分圧比Ｐｎに比
例して、結晶質相の島状凸部８１の直径（粒径）が増大
していく傾向にあることが判る。一方、図１０に示すよ
うに、Ａｌ堆積物が酸素を含有しない場合は、Ａｌ堆積
物は単一の非晶質相の凸部間連結層８２のみからなる微
細な凹凸構造となっており、また図１１に示すように、
Ａｌ堆積物中に酸素が多量に含有されている場合には、
Ａｌ堆積物たる凹凸形成層８は離散的に分布する単一の
結晶質相の島状凸部８１のみからなり、その凹凸構造が
大きく、図１５に示す従来の凹凸形成層と同じ構造にな
ってしまう。図８及び図９に示す凹凸形成層８では、適
度な粒径の結晶質相の島状凸部８１と、それら間隙に浅
く敷き詰められた非晶質相の凸部間連結層８２とが形成
されている。非晶質相の凸部間連結層８２は連続膜を形
成してこれが離散的な島状凸部８１を相互に繋いでい
る。従って、凹凸形成層８の上下の層（バッファ層１
２，非磁性金属層２）との膜密着性に優れている。

【００４４】凹凸形成層８のうち結晶質相よりも非晶質
相の部分が上下層との密着性に富んでいる。このため、
凹凸形成層８の膜剥がれを効果的に防止することができ
る。そして本例においては、連続膜の凹凸形成層８によ
ってバッファ層１２の表面が余すところ無く覆われてい
るので、隔離膜としての意義を持ち、バッファ層１２と
非磁性金属層２との直接接触はない。従って、凹凸形成
層８の上下層の材質等の相性を選ばずに、磁気記録媒体
が構成できる。このため、非磁性金属バッファ層１２に
は、非磁性金属下地層２と同一の材料（例えばＣｒ）を
使用でき、成膜プロセスの簡略化により生産性が向上す
る。

【００４５】次に、上記の酸素を含有するＡｌ堆積物の
凹凸形成層８を持つ磁気記録媒体１０に関し、結晶質相
の島状凸部８１の最大の結晶粒径Ｄの変化に伴う磁気記
録媒体の特性について調査した結果を表２に示す。

【００４６】

【表２】

【００４７】なお、表２での調査項目は、表１と同様で
ある。

【００４８】表２から判るように、Ｒｍａｘに代表され
る磁気記録媒体の表面最大粗さは、結晶粒径Ｄが大きく
なるにつれて大きくなっている。従って結晶粒径Ｄの小
さい場合は媒体表面が平滑であるため、磁気ヘッドの浮
上特性は良好であるものの、摩擦特性は悪い。一方、結
晶粒径Ｄが大きい場合には、媒体表面が粗いため、摩擦
特性は良好だが、浮上特性は悪くなる。したがって、表
２から摩擦特性および浮上特性が両立する磁気記録媒体
を実現するには、表面最大粗さＲｍａｘを実質的に１０
ｎｍから４８（５０）ｎｍの範囲とする必要があり，凹
凸形成層８中の結晶質相の島状凸部の最大の直径Ｄを１
０ｎｍから３００ｎｍの範囲にすることで達成できるこ
とが判る。

【００４９】図１２に凹凸形成層８の形成時に用いられ
る（Ａｒ＋Ｏ₂ ）ガスに占めるＯ₂ガスの分圧比Ｐｎの
変化に伴う磁気記録媒体の表面最大粗さＲｍａｘおよび
ＣＳＳ動作を５万回行った後の摩擦係数μの変移を示し
てある。

【００５０】この図１２から判るように、Ｏ₂ ガスの分
圧比Ｐｎが約０．５〜３５％の範囲内で凹凸形成層８が
形成された場合には，摩擦係数μが０．３以下と良好な
値を示し、且つ媒体表面の最大粗さＲｍａｘも約１０ｎ
ｍ〜５０ｎｍであり、表２から明らかなように、摩擦特
性および浮上特性が両立した優れた磁気記録媒体を実現
できる。一方、Ｏ₂ ガスの分圧比が０．５％以下の場合
は、図１０に示すように、凹凸形成層８は殆ど微細な非
晶質相の凸部間連結層８２のみから成り、摩擦係数が大
き過ぎ、３５％を超える場合には、図１１に示すよう
に、凹凸形成層８は離散的に分布する単一の結晶質相の
大きな島状凸部８１のみからなり、この場合にはＣＳＳ
試験を行った際に凹凸形成層８の上下の層間で膜剥がれ
が生じ、ヘッドクラッシュを引き起こした。なお、実施
例１の場合に比べ、Ｏ₂ ガスの分圧比Ｐｎが０．５以上
２％以下でも遜色のない磁気記録媒体が得られる。

【００５１】図１３に凹凸形成層８を形成する際の非磁
性基体１の温度Ｔの変化に伴う磁気記録媒体の最大粗さ
ＲｍａｘおよびＣＳＳ動作を５万回行った後の摩擦係数
μの変移を示してある。

【００５２】この図１３から明らかなように、非磁性基
体１の温度Ｔが約１５０〜５００°Ｃの範囲内で凹凸形
成層８が形成された場合には、摩擦係数μが０．３以下
と良好な値を示し、且つ媒体表面の最大粗さＲｍａｘも
約１０ｎｍ〜５０ｎｍであり、表２から明らかなよう
に、摩擦特性および浮上特性が両立し、優れた磁気記録
媒体を実現できることが判った。図１３では基体温度が
約１３０°Ｃ程度でも構わないことが判る。本例は実施
例１の場合に比べ、適正温度範囲が広く、温度制御が容
易となっている。

【００５３】なお、上記各実施例では、金属堆積物の凹
凸形成層８を構成する非磁性金属としてＡｌを用いてあ
るが、低融点金属に限らず、Ａｌも含めて、Ｔａ，Ｔ
ｉ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｓｉ，Ｂ，Ｚｒ，Ｃｒからなる
群より選ばれた１種の金属又は２種以上の合金であって
も良い。また非磁性基体の支持体としてガラス基板を用
いてあるが、この他のセラミックやＴｉ，Ｃ，Ｓｉおよ
びＮｉ−Ｐメッキを施したＡｌ基板等でも良い。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る磁気
記録媒体においては、凹凸形成層は窒素又は酸素を含有
する金属堆積物であるが、結晶質相の島状凸部のみから
構成されているのではなく、島状凸部の間隙に浅く敷き
詰められた非晶質相の凸部間連結層を有して成ることを
特徴としており、従って、次の効果を奏する。

【００５５】 非晶質相の凸部間連結層は連続膜を形
成してこれが離散的に分布した島状凸部を相互に繋いで
いるため、この上下の層との密着性に優れている。殊
に、結晶質相の島状凸部とその上下層との密着力に比し
て非晶質相とその上下層との密着力の方が強い。従っ
て、凹凸形成層の膜剥がれを効果的に防止することがで
きる。そして、全体として連続膜の凹凸形成層によって
非磁性基体の表面は完全に被覆されているので、隔離膜
としての意義を持ち、凹凸形成層の上層と非磁性基体と
が直接接触することはない。従って、凹凸形成層の上下
層の材質等の相性を選ばずに、磁気記録媒体が構成でき
る。このため、非磁性基体上の非磁性金属バッファ層に
は、非磁性金属下地層と同一の材料を使用でき、製造プ
ロセスの簡易化により生産性を向上できる。

【００５６】 金属堆積物がＡｌの場合、結晶質相の
島状凸部の最大の直径を１０ｎｍから３００ｎｍまでの
範囲となるようにしたときは、保護層表面の最大粗さＲ
ｍａｘを実質的に１０ｎｍから５０ｎｍまでの範囲に制
限することができ、摩擦特性および浮上特性が両立し、
優れた磁気記録媒体を実現できる。

【００５７】 窒素を含有するＡｌ堆積物の凹凸形成
層をスパッタ成膜で形成する場合、非磁性基体の加熱温
度を１５０°から３５０°までの範囲とし、且つ、Ａｒ
ガスと窒素ガスとからなる混合スパッタリングガスに占
める窒素ガスの分圧比を２％から３５％までの範囲にす
ると、摩擦係数μが０．３以下で、媒体表面の最大粗さ
Ｒｍａｘも実質的に１０ｎｍ〜５０ｎｍであり、摩擦特
性および浮上特性が両立し、優れた磁気記録媒体を実現
できる。

【００５８】 酸素を含有するＡｌ堆積物の凹凸形成
層をスパッタ成膜で形成する場合、非磁性基体の加熱温
度を１５０°から５００°までの範囲とし、且つ、Ａｒ
ガスと酸素ガスとからなる混合スパッタリングガスに占
める酸素ガスの分圧比を０．５％から３５％までの範囲
にすると、摩擦係数μが０．３以下で、媒体表面の最大
粗さＲｍａｘも実質的に１０ｎｍ〜５０ｎｍであり、摩
擦特性および浮上特性が両立し、優れた磁気記録媒体を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る磁気記録媒体の構成を模
式的に示す断面図である。

【図２】（ａ）は実施例１において凹凸形成層をＮ₂ ガ
スの分圧比Ｐｎ＝３％で形成した段階での表面凹凸形状
を原子間力顕微鏡（ＡＭＦ）を用いて観察した結果を示
す模写図、（ｂ）はその断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥ
Ｍ）を用して観察した結果を示す模写図である。

【図３】（ａ）は実施例１において凹凸形成層をＮ₂ ガ
スの分圧比Ｐｎ＝２０％で形成した段階での表面凹凸形
状を原子間力顕微鏡（ＡＭＦ）を用いて観察した結果を
示す模写図、（ｂ）はその断面を透過型電子顕微鏡（Ｔ
ＥＭ）を用して観察した結果を示す模写図である。

【図４】（ａ）は実施例１において凹凸形成層をＮ₂ ガ
スの分圧比Ｐｎ＝０％で形成した段階での表面凹凸形状
を原子間力顕微鏡（ＡＭＦ）を用いて観察した結果を示
す模写図、（ｂ）はその断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥ
Ｍ）を用して観察した結果を示す模写図である。

【図５】（ａ）は実施例１において凹凸形成層をＮ₂ ガ
スの分圧比Ｐｎ＝５０％で形成した段階での表面凹凸形
状を原子間力顕微鏡（ＡＭＦ）を用いて観察した結果を
示す模写図、（ｂ）はその断面を透過型電子顕微鏡（Ｔ
ＥＭ）を用して観察した結果を示す模写図である。

【図６】実施例１において凹凸形成層の形成時に用いら
れる（Ａｒ＋Ｎ₂ ）ガスに占めるＮ₂ ガスの分圧比Ｐｎ
の変化に伴う磁気記録媒体の最大粗さＲｍａｘおよびＣ
ＳＳ動作を５万回行った後の摩擦係数μの変移を示すグ
ラフである。

【図７】実施例１において凹凸形成層を形成する際のガ
ラス基体の温度Ｔの変化に伴う磁気記録媒体の最大粗さ
ＲｍａｘおよびＣＳＳ動作を５万回行った後の摩擦係数
μの変移を示すグラフである。

【図８】（ａ）は実施例２において凹凸形成層をＯ₂ ガ
スの分圧比Ｐｎ＝３％で形成した段階での表面凹凸形状
を原子間力顕微鏡（ＡＭＦ）を用いて観察した結果を示
す模写図、（ｂ）はその断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥ
Ｍ）を用して観察した結果を示す模写図である。

【図９】（ａ）は実施例２において凹凸形成層をＯ₂ ガ
スの分圧比Ｐｎ＝２０％で形成した段階での表面凹凸形
状を原子間力顕微鏡（ＡＭＦ）を用いて観察した結果を
示す模写図、（ｂ）はその断面を透過型電子顕微鏡（Ｔ
ＥＭ）を用して観察した結果を示す模写図である。

【図１０】（ａ）は実施例２において凹凸形成層をＯ₂
ガスの分圧比Ｐｎ＝０％で形成した段階での表面凹凸形
状を原子間力顕微鏡（ＡＭＦ）を用いて観察した結果を
示す模写図、（ｂ）はその断面を透過型電子顕微鏡（Ｔ
ＥＭ）を用して観察した結果を示す模写図である。

【図１１】（ａ）は実施例２において凹凸形成層をＯ₂
ガスの分圧比Ｐｎ＝５０％で形成した段階での表面凹凸
形状を原子間力顕微鏡（ＡＭＦ）を用いて観察した結果
を示す模写図、（ｂ）はその断面を透過型電子顕微鏡
（ＴＥＭ）を用して観察した結果を示す模写図である。

【図１２】実施例２において凹凸形成層の形成時に用い
られる（Ａｒ＋Ｏ₂ ）ガスに占めるＯ₂ ガスの分圧比Ｐ
ｎの変化に伴う磁気記録媒体の最大粗さＲｍａｘおよび
ＣＳＳ動作を５万回行った後の摩擦係数μの変移を示す
グラフである。

【図１３】実施例２において凹凸形成層を形成する際の
ガラス基体の温度Ｔの変化に伴う磁気記録媒体の最大粗
さＲｍａｘおよびＣＳＳ動作を５万回行った後の摩擦係
数μの変移を示すグラフである。

【図１４】従来の磁気記録媒体の層構造を模式的に示す
断面図である。

【図１５】特開平３−７３４１９号公報に開示の磁気記
録媒体の層構造を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１…非磁性基体 １ａ…ガラス基板 ２…非磁性金属下地層 ３…磁性層 ４…保護層 ５…潤滑層 ６…非磁性金属層 ７…酸素トラップ層 ８…非磁性の金属堆積物の凹凸形成層 ８１…結晶質相の島状凸部 ８２…非晶質相の凸部間連結層。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性基体の表面側に、凹凸形成層、非
   磁性金属下地層、磁性層、及び保護層を順次積層して成
   る磁気記録媒体において、 前記凹凸形成層は、窒素又は酸素を含有する非磁性の金
   属堆積物であって、前記非磁性基体の表面上に離散的に
   分布した結晶質相の島状凸部と、前記島状凸部の間隙に
   浅く敷き詰められた非晶質相の凸部間連結層とを有して
   成ることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の磁気記録媒体におい
   て、前記金属堆積物は、Ａｌ，Ｔａ，Ｔｉ，Ａｇ，Ｃ
   ｕ，Ｐｂ，Ｓｉ，Ｂ，Ｚｒ，Ｃｒから成る群より選ばれ
   た１種の金属又は２種以上の合金であることを特徴とす
   る磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の磁気記録
   媒体において、前記非磁性基体は非磁性基板とこの上に
   積層された非磁性金属バッファ層とから成ることを特徴
   とする磁気記録媒体。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３に記載の磁気記録
   媒体において、前記金属堆積物の金属はＡｌであって、
   前記島状凸部の最大の直径が１０ｎｍから３００ｎｍま
   での範囲にあることを特徴とする磁気記録媒体。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
   規定する磁気記録媒体の製造方法であって、前記非磁性
   基体を所定の温度に加熱した状態で、Ａｒガスと窒素ガ
   スとからなる混合スパッタリングガス雰囲気下におい
   て、前記凹凸形成層をスパッタ形成するスパッタリング
   工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方
   法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の磁気記録媒体の製造方
   法において、前記金属堆積物の金属はＡｌであって、前
   記非磁性基体の加熱温度が１５０°Ｃから３５０°Ｃま
   での範囲にあり、且つ、前記混合スパッタリングガスに
   占める前記窒素ガスの分圧比が２％から３５％までの範
   囲にあることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
   規定する磁気記録媒体の製造方法であって、前記非磁性
   基体を所定の温度に加熱した状態で、Ａｒガスと酸素ガ
   スとからなる混合スパッタリングガス雰囲気下におい
   て、前記凹凸形成層をスパッタ形成するスパッタリング
   工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方
   法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の磁気記録媒体の製造方
   法において、前記金属堆積物の金属はＡｌであって、前
   記非磁性基体の加熱温度が１５０°Ｃから５００°Ｃま
   での範囲にあり、且つ、前記混合スパッタリングガスに
   占める前記酸素ガスの分圧比が０．５％から３５％まで
   の範囲にあることを特徴とする磁気記録媒体の製造方
   法。