JPS6398825A - 磁気記録媒体 - 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 本発明は、強磁性体金属薄膜を記録層としたビデオ、オ
ーディオ、データ等の信号を記録する磁気記録媒体に関
するものである。

従来の技術 最近、高密度記録を実現するための記録媒体としてＧｏ
　、　Ｎｉ　、　Ｃｒ　、　Ｆｅ　　等の強磁性体金属
薄膜を記録層に用いるものが注目され、その実用化が検
討されている。しかし媒体表面が金属であるために摩擦
係数が犬きく、磁気ヘッドなどとの摺動により短時間で
記録層がはく離するなどの損傷を受ける。条件によって
は磁気ヘッドが損傷する場合もある。このため、従来で
は例えば記録層表面を酸化させる等の方法で記録層自身
の耐久性を向上させるとともに、記録層を有効に保護す
る保護膜の開発が重要な課題であった。

従来から、保護膜としては例えばステアリン酸。

ミリスチン酸など有機系物質の潤滑材料を塗布もしくは
真空蒸着したものが試みられているが、未だ実用特性全
満足するものは得られていない。

発明が解決しようとする問題点 我々は保護膜に、ダイヤモンドもしくはダイヤモンドに
近い諸特性を示すターイヤモンド状炭素膜全応用するこ
とを考えた。ダイヤモンドは、物質中で最高の硬さ全示
し化学的にも極めて安定であることから、耐久性、４候
性に優れた理想的な保護膜同村と考えられる。ダイヤモ
ンドもしくはダイ−・モンド状炭素膜の合成方法に関し
ては、従来から多くの方法が報告されている。

（参考文献） （１）難波義提；ターイヤモンド薄膜の低圧合成の研究
、応用機械工学 （２）松本精一部；ダイヤモンドの低圧合成、現代化学
、１９８４年９月号 （３）順高信雄；ダイヤモンドの低圧合成９日本産業技
術振興協会、技術資料、％　１３８　、５９　／しかし
ながらいずれの方法も研究段階であり、また、 （１）　　成膜時の基板温度が高い（４００℃以上）（
２）成膜速度が遅い（最高でも２００〜３００人／分）
などの理由から、磁気記録媒体の保護膜形成手段として
利用することは極めてＭＩｔ＝　Ｌ、かった。

我々は、この課題を解決し基板温度が低温でかつ高速で
タ′イヤモンド状炭素膜を合成できる方法を開発した（
特５預昭６０−８０５１５号、膜形成方法及び膜形成装
置）。

この方法は、例えばメタンガスなどの炭化水素ガスを原
料ガスとして１０〜１００Ｐａの低圧でこれ全プラズマ
化し、少なくともイオンを加速しつつこのプラズマを基
板に噴射して成膜する方法で、我々はプラズマ・インジ
ェクンヨンＣＶＤ法（ＰＩ−ＣＶＤ法）と称している。

ＰニーＣＶＤ法によれば、基板を加熱することなく室温
程度の低温でビッカース硬さ２０００　ｋｌ）　／−以
上のダイヤモンド状炭素膜を最高６０００人／分程度の
高速で合成することができ、磁気記録媒体の保護膜とし
て応用することが可能となった。

Ｇｏ−Ｎｉ−０の金属薄膜を記録層とするテープ状磁気
記録媒体表面にｐニーｃｖｎ法により膜厚約２００Å以
上のダイヤモンド状炭素膜を合成してメチル耐久試験を
行ったところ、有機系物質を保護膜としたものに比ベロ
０〜１００倍以上の耐久性を確認することができた←特
許出願、４ａ　ｅ　ｏ　−６００３１号、磁気記録媒体
）。しかしながら、２００人より薄いダイヤモンド状炭
素膜で耐久性金的」ニさせようとすると次のような問題
点が生じる。ＰＩ−ＣＶＤ法では、メタンガス等の炭化
水素ガスをプラズマ化して使用するために、炭化水素ガ
スが分解して原子状水素が発生する。原子状水素は、非
常に活性で表面を化学的にスパッタリングしたりあるい
は還元したりするために、ダイヤモンド状炭素膜の合成
時に記録層表面を変質させる。例えば先述のような耐久
性の向上を目的として記録層表面を酸化させた磁気記録
媒体の場合には、原子状水素やイオンの衝撃によりこの
酸化層が還元される。

Ｐ　ｌ−１３ＶＤ法に限らず、ダイヤモンド状炭素膜を
合成する方法では原子状水素を使用することが普通で、
還元作用による記録層表面の変質はいずれの方法でも間
；題となる。

酸化層が還元されると記録層自身の耐久性が著しく劣化
し、その上にダイヤモンド状炭素膜を合成しても効果は
半減する。ダイヤモンド状炭素膜が膜厚２００Å以上で
あれば、上述のようにダイヤモンド状炭素膜の剛性によ
り記録層の耐久性劣化を補って耐久性を向上することが
できる。しかし、さらに膜厚を薄くしようとすると、ダ
イヤモンド状炭素膜だけの剛性では記録層変質による記
録層自身の耐久性劣化を補うことができなくなり、磁気
記録媒体は耐久性の弱くなった記録層変質部から破壊が
生じる。このため２００人より薄いダイヤモンド状炭素
膜を保護膜として形成した磁気記録媒体は、有機系薄膜
を潤滑膜とする従来の磁気記録媒体に比べても耐久性に
劣るという問題点があった。

保護膜として形成したダイヤモンド状炭素膜は、磁気ヘ
ッドと記録層との間隙となりスペーシング損失による出
力低下の原因になるため、できる限り薄いことが望まし
い。特に高密度記録化（短波長記録化）を目指した強磁
性体金属薄膜を記録層とする磁気記録媒体ではこの損失
が大きくなる（例えば記録波長０．７μｍの場合、２０
０へのダイヤモンド状炭素膜により約３ｄＢ出力が低下
する。） 従って、強磁性体金属薄膜全記録層とする磁気記録媒体
の保護膜にダイヤモンド状炭素膜を応用して高出力、耐
久性の高い磁気記録媒体を実現するには、記録層表面を
変質することなくダイヤモンド状炭素膜を合成し、記録
層の耐久性全保持しつつより薄いダイヤモンド状炭素膜
で耐久性を向上させなければならないという問題点があ
った。

本発明は上記問題点を解決するもので、記録層表面を変
質させずに夕“イヤモンド状炭素膜を合成し７、高出力
で高密度記録に適し、耐久性、信頼性に優れた磁気記録
媒体を提供するものである。

問題点を解決するための手段 記録層表面を変質させることなくダイヤモンド状炭素膜
を合成するためには、記録層の表面を原子状水素の還元
作用およびイオンの衝撃によるスパッタリング作用から
防御しなければならない。

この手段と］７て、我々は記録層表面に防御膜を設置す
ることを考えた。第１図にその概略を示す。

防御膜３の形成方法については、均一でピンホールがな
く成膜時（て磁性層２表面を変質させなけｉｔば、スパ
ッタリング法、プラズマＣＶＤ法、塗イｈ方法などいず
れの方法を用いてもかまわない。防御膜３の材料と（７
ては、ダイヤモンド状炭素膜４を合成する時のイオン衝
撃によりスパッタリングきれ、これがダイヤモンド状炭
素膜４中へ混入するなどして膜質を劣化させることを防
ぐために、スパッタリングされにくい材料か、あるいは
混入しても膜質劣化の小さい元素（炭素、水素、弗４（
など）から構成されるものが望捷しい。防御膜３の厚み
は１００人以−下でも十分効果があり、記録特性を考慮
すれば６０八以下が望ましい。

作用 上記の防御膜３を記録層２表面（て合成することで、ダ
イヤモンド状炭素膜４を合成する時して発生する原子状
水素は記録層２表面に到達せず、また加速したイオンは
防御膜３を衝撃し一部これをスパッタリングするが、防
御膜３の材料全選定することで記録層２には直接影響し
ない。このため記録層２表面は変質することなくダイヤ
モンド状炭素膜４が形成され、耐久性、信頼性に優れた
磁気記録媒体を得ることができる。

実施例 第２図に、本発明の一実施例を示す。ポリエチレン、ガ
ラスなどの非磁性体基板６上に、蒸着法。

スパッタリング法などによりＧｏ　、Ｎｉの金属磁性膜
が記録層６として形成される。記録層６の表面には、耐
久性、耐蝕性を向上するために酸化層（膜厚１００〜１
６０人）が形成されている。酸化層の上には、防御膜と
して例えば含弗素有機物膜７が例えばプラズマＣＶＤ法
により形成される。

この実施例ではオクタフルオロシクロブタン（Ｃ−０４
Ｆ８）を原料ガスとし、高周波（１３，５８ＭＨｚ　）
でこれをプラズマ化して含弗素有機物膜７を形成した。

含弗素有機物自身はＣｘＦｙ（ｙ／ｘ＝１．２〜１．８
）で、膜厚は１００Å以下である。原料ガスとしてはｃ
−ｃ４ｙ８以外でもＣＦ４．０２Ｆ４．　Ｃ，Ｆ８゜０
６Ｆ６など弗素を含んだガスであればいずれもかまわな
い。

含弗素有機物膜７は、膜厚が１００Å以上になるとスペ
ーンング損失により出力特性が低下すると共に、含弗素
有機物自身の耐久性が大きく影響してダイヤモンド状炭
素膜の効果が十分得られなくなる。また膜厚が１０Å以
下では防御膜としての効果が少なく、原子状水素の還元
作用およびイオン衝撃によるスパッタリング作用から記
録層６表面を十分防御できない。従って、含弗素有機物
膜７の膜厚は１０〜１００人が望ましく、高密度記録化
を考えれば１ｏ〜６０八が望ましい。

含弗素有機物膜７の上には、例えばＰ　ｌ−ＣＶＤ法に
よりダイヤモンド状炭素膜が合成される。先にも述べた
ように、ＰＩ−ＣＶＤ法は、例えばメタンガス等の炭化
水素ガスを原料ガスとして１０〜１００Ｐａの低圧でこ
れをプラズマ化し、少なくともイオンを加速しつつこの
プラズマを噴射してダイヤモンド状炭素膜を合成する方
法で、加速されたイオンの他に炭化水素ガスが分解して
生じた原子状水素がプラズマ中には存在する。含弗素有
限物膜７企あらかじめ記録層上に形成し７ない時Ｖこ・
は、第３図のＥＳＣＡ分析結果が示すように原子状水素
の還元作用およびイオンの衝撃エネルギーによりＧｏ−
０の酸化層がなくなる。すなわち記録層６の表面が変質
し耐久性が著しく低下する。

これに対して、記録層６の上に含弗素有機物膜Ｔを防御
！ＦＪとして形成すると、ＥＳＣ人分析の結果、第４図
に示すようにダイヤモンド状炭素膜８を形成した後も９
０係近くのＧｏ−０が残存することが確認できた。

さらに、この媒体の実用耐久性を、スチル耐入試、験に
より評価した。その結果の一例を下表に示す。

（以下余白） 先にも述べたように、ダイヤモンド状炭素膜が２００Å
以上であれば、含弗素有機物膜を設定しなくても十分高
いスチル耐久性を得ることができる。しかしダイヤモン
ド状炭素膜の膜厚全町くすると、記録層表面の変質（Ｇ
ｏ−０−＋Ｃｏ）に伴う記録層自身の耐久性低下をカバ
ーしきれなくなり、スチル耐久性が著しく低下する。こ
れに対して含弗素有機物膜７をあらかじめ記録層６」−
に形成すると、第４図に示すＥＳ　ＧＡ分析かられかる
ように、ダイヤモンド状炭素膜８を合成した後もＧ。

−Ｏ／Ｃｏ値の減少は少なく、これは記録層６表面の変
質（Ｃｏ　−０−＋Ｇｏ　）が少ないことを示している
。このためスチル耐久性は向上し、ダイヤモンド状炭素
膜８の厚みが６Ｑ人程度Ｃも含弗素有機物膜７を形成し
ないで膜厚１６０人のダイヤモンド状炭素膜を合成した
場合に比べてスチル耐久性は向上する。

含弗素有機物膜了の防御効果は、膜厚６ｏÅ以下でも十
分発輝され、スペーシング損失による磁気特性劣化は小
をい。

また、さらにすべり性、耐久性をより向」−ニさせるた
めに、ダイヤモンド状炭素膜８の上に、例えば有機物保
護膜を周知の手段により形成してもかまわない。

この実施例では、防御膜として弗素系有機物膜に用いた
が、メタンガス、エタンガスを用いて形成されたＣ−Ｈ
系有機物あるいはＣ−Ｈ−０系膜機物でも同様の効果が
得られる。さらに有機物以外でも、比較的スパッタリン
グされにくぃＳｉＣ。

Ｔｉ３Ｎ４　　などの無機系膜や有機物と金属とが混合
した有機金属膜なども、防御膜としては効果がある０ 発明の効果 本発明は、例えば含弗素有機物の防御膜を記録層上に形
成し７た後、防御膜上にダイヤモンド状炭素膜を形成す
る磁気記録媒体およびその製造方法に関するものであり
、記録層表面が変質することなくダイヤモンド状炭素膜
を形成することが可能である。このため、薄いダイヤモ
ンド状炭素膜でも、スチル耐久性、走行耐久性に優れた
磁気記録媒体を得ることができ、高密度記録化を実現す
る上で極めて有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における磁気記録媒体の基本
概念を示す断面図、第２図は本発明の一実施例における
磁気記録媒体の断面図、第３図。 第４図はタ゛イヤモンド状炭素膜の成膜前後におけるＥ
ＳＣ：Ａ分析結果を示す特性図である。 ２・・・・・・記録層、３・・・・・・防御膜、４・・
・・・・ダイヤモンド状炭素膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名筆　
１　図 第　２　し′１ 第３図 ａ２六屑苅 Ｃｏ−０／Ｃｏ　＝　０４５； Ｏ ↓ ′２４図 ｒα）六謂苅 Ｃｏ−０／凸＝０φ夕 ゐ （・ γＹＯ７８０

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性材料の基板上に強磁性体金属の記録層を有
   し、この記録層上に防御膜が形成され、この防御膜の表
   面にダイヤモンド膜、又はダイヤモンド状炭素膜を備え
   た磁気記録媒体。
2. （２）防御膜が、炭素、水素、酸素および弗素のいずれ
   か、もしくはその組合せから構成された薄膜である特許
   請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体。
3. （３）防御膜が、膜厚６０Å以下である特許請求の範囲
   第１項記載の磁気記録媒体。
4. （４）ダイヤモンド膜、又はダイヤモンド状炭素膜が、
   膜厚１６０Å以下である特許請求の範囲第１項記載の磁
   気記録媒体。