JPH0289216A

JPH0289216A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0289216A
Application number: JP23976988A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Gomi; 五味　憲一; Shoichi Sawahata; 沢畠　昇一; Shigeoki Nishimura; 西村　成興
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1990-03-29

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、磁気記録媒体とそれを用いた磁気記録装置に
関し、特に基板上に下地層、その上方に磁性層を有する
磁気記録媒体の改良に関する。

〔従来の技術〕

近年、コンピュータ・システムにおける外部記憶装置と
しての重要性が増大し、磁気ディスクの記録密度は年々
著しい向上が図られている。従来、磁気記録媒体は、針
状ｒ−Ｆ８２０３微粒子を有機バインダー中に分散した
粘性材料をアルミ合金基板上にスピン塗布後、焼成した
塗布型媒体の薄膜化を中心に開発が進められ、現在広く
用いられている。

しかし、よシ高密度化を達成するためＫは媒体の薄膜化
が必要となるが、現在の塗布型媒体では技術的に限界が
あると考えられ、これに代わる高密度磁気ディスクとし
て、薄膜化が容易な金属磁性薄膜媒体をもつ磁気ディス
クが注目されている。

この金属磁性薄膜媒体はめつき技術によって形成するめ
つき磁気ディスク、金属磁性膜（Ｃｏ−Ｃｒ　。

Ｃｏ−Ｎｉ等）、あるいは、金属酸化物（ｒ−Ｆｅ２０
３等）を用いたスパッタディスク等が開発され、記録密
度を大巾に増加しうるものと期待されている。

この様な薄膜連続媒体を用いた磁気ディスクの一般的な
構造は次のようである。基板は高純度アルミニウム合金
が用いられ、その上に下地層が形成される。下地層の上
に磁性層が形成されるが、この二層の間には両層の密着
性向上や磁性層の特性向上を目的として中間層が形成さ
れることがある。磁性層の上には潤滑層、あるいは、保
護層が形成される。

この下地層は、磁性層の薄膜化を可能とし、低浮上量に
おける安定したヘッド浮揚状態を確保するための平担性
および平滑性が要求され、基板欠陥の著しい低減が必要
とされる。また、下地／ｍには機械的強度、加工性、研
摩性などの緒特性の他に、例えば、特開昭５９−４５６
５４号公報に記載されているように、磁性層あるいは潤
滑層、保護層の形成工程における熱処理によっても下地
層が帯磁しないことが要求される。

上記の下地層としては無電解めっき法で形成したＮ１−
Ｐ膜が一般的に用いられているが、これ以外に、例えば
、特開昭５７−１６９９５０号公報に記載されているよ
うに、金属アンダーコート層を形成する方法や特開昭４
９−７４９１１号公報、特開昭５７−５０５２４号公報
、特開昭５９−２１７２２５号公報に記載されているよ
うに、金属の酸化物、窒化物等を形成する方法などが知
られている。

磁性層の形成法には、一般的に蒸着、スパッタリング等
の真空下で形成する方法が用いられている。

また、磁気記録媒体としてＡｔ−Ｍｇ合金のような硬度
の低い材料を用いた場合には、磁気ヘッドと磁気記録媒
体の接触時の衝撃に対しても磁気記録媒体の表面が損傷
しないために、下地層として、Ｎ１−Ｐめつき膜や非磁
性の金属アンダーコート層、あるいは金屑の酸化物や窒
化物層が形成される。

しかし、下地層としてＮ１−Ｐめつき膜を用いた場合に
はめつき膜形成後、その表面の平滑性が劣るため表面を
研、摩加工する必要がある。更に、磁性層等の形成は乾
式の真空プロセスが使われるのが一般的であり、磁気記
録媒体を生産する上で、湿式法と乾式法の混合プロセス
となり経済的な生産工程とはなりえないという問題があ
る。これに対して、下地層として非磁性の金属あるいは
金属酸化物や窒化物層を乾式法で形成する方法が提案さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記したような従来技術においては、下地層と基板との
密着性については十分配慮されておらず磁気ヘッドと磁
気ｄピ録媒体の接触時の衝撃を吸収するために、下地層
を厚く形成した場合には、基板面と下地層の間ではく離
し、結果として磁気記録媒体が損傷するという問題があ
った。

本発明の目的は、従来技術で得られる磁気記録媒体と同
等以上の性能を有し、しかも、磁気ヘッドに対する耐摺
動性にも優れた磁気記録媒体及びその効率的な製造法を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討の結
果、基板と下地層の間に、基板との混合層を設けること
により、下地層と基板との密着性のよい磁気記録媒体が
得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、基板上に下地層、その上方に磁性
層を有する磁気記録媒体において、該基板と下地層の間
に、基板と非磁性金属化合物との混合層を有することを
特徴とする磁気記録媒体に関し、また、該混合層を基板
上にイオンビームを照射してガス状にした金属を付着さ
せて形成する磁気記録媒体の製法に関する。更に、磁気
ヘッドと磁気ディスクを持つ磁気記録装置において、磁
気ディスクに前記磁気記録媒体を組込んだ磁気記録装置
に関する。

次に本発明をより詳しく説明する。

本発明の磁気記録媒体は、例えばイオンビームを用いて
基板の表面に、約ｎ１〜１．０μｍの非磁性の金属の化
合物層を混合層として形成した後、核層の上部に、物理
的気相析出法（ＰＶＤ）や化学的気相析出法（ＣＶＤ）
等によって非磁性の下地層を形成させ、該基板を用いて
磁性層等を形成させることにより、製造することができ
る。

上記の基板としては一般的にはＡｔ合金、例えばＡＡ規
格の５０８６や、更にそのＡｔ合金中のＦｅ、　８１　
等の不純物濃度を低下させたＡｔ−ＭＩＪ合金等を用い
ることができる。また、上記基板表面には窒素、酸素等
のイオンビームを用いて、例えばＴｉＮ、　Ｔ１０．等
の金属化合物層の混合層を形成させた後、物理的気相析
出法（ＰＶＤ）や化学的気相析出法（ＣＶＤ）等、例え
ばスパッタ法やプラズマＣＶＤ法により、Ｔｉ、Ｚｒ％
Ｈｆ、　Ｖ、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｃｒ。

ＭＯ５Ｗ、　Ａｔ％Ｓｉ、Ｍｎ、Ｂ等の中から選ばれた
少なく共一種の金属の炭化物、窒化物、硼化物、酸化物
層を形成させて、磁気記録媒体の下地層とすることがで
きる。

上記したように、界面混合層の上層には前記し・たより
な種々の金属の非磁性の化合物層を形成して磁気記録媒
体の下地層を形成することができるが、この層を構成す
る化合物は前記以外にも磁気記録媒体と磁気ヘッドとの
接触時に、磁性層を損傷させないだけの強度を有するも
のであれば特に限定されるものではなく、更に、その層
の形成法についても特に限定されるものではないが、磁
気記録媒体の製造時のスループットを上げるためには、
できるだけ高速で成膜できる手法が望ましい。

また、上記の非磁性の金属化合物ノーの厚さは、その物
質の物性、特に硬度によって大きく支配され、高い硬度
のものほど膜厚は小さくてよく、さらに、基板面に形成
する界面混合層の厚さも小さぐてよい。

次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法について更に具
体的に説明する。

本発’ＩＪＪの磁気記録媒体の基板材料としてはＡｔ合
金、グラスチック、セラミックス、ガラス等を用いるこ
とができるが、Ａｔ合金を用いるのが一般的である。本
発明によるＡｔ合金基板面への下地層の形成にあたり、
基板面に照射するイオンビームの種類としてはアルゴン
、窒素、ｒＲ索等を用いることができ、イオン揮として
窒素及び酸素を用いる場合には、基板面に金属を同時に
析出させることにより、金属の窒化物及び酸化物層を形
成させることができる。上記で使用するイオンビームの
エネルギーをコントロールすることにより、基板面に形
成する基板との混合層の厚さを制御することが可能であ
る。

上記の混合層を形成する方法としては、磁気記録媒体で
は基板の両面に同時に形成できる方法が望ましく、例え
ば基板の両面にイオンビームを照射しながら、非磁性の
金属をスパッタすることにより、基板面に非磁性金属の
化合物層を形成させることができる。この場合、基板面
に照射されるイオンビームのエネルギーは基板面で熱エ
ネルギーに変わるため、上記の手法で膜厚の大きい層を
形成することは基板面の平担性の低下、あるいは変形を
招くことになり、好ましいことではない。

本発明の好ましい冥施態様としては、上記の手法で基板
面の温度上昇を極力押さえるだけの膜厚、例えば１μｍ
以下の膜厚に形成した後、上記の層の上部に化学的気相
析出法（ＣＶＤ）、物理的気相析出法（ＰＶＤ）等の高
速成膜法で、非磁性で高硬度の下地層を形成することが
望ましい。

上記の下地層の材料としてＦｉＴｉ、Ｚｒ％Ｈｆ、Ｖ。

Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｃｒ％ＭＯ％Ｗ１ｋ１％Ｓｉ、Ｍｎ等
から構成される下記の構造の膜を用いることができる。

例えば、一般式ＴＸ９るいはＴＭＸ（Ｔ％Ｍ：’ｒｉ、
Ｚｒ％Ｈｆ％Ｖ１Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｃｒ、　Ｍｏ、Ｗ、
ただしＴ＼Ｍ１Ｘ　：　Ｃ，Ｎ、Ｂ、Ｏ）、Ａ３ＭＸ　
（Ａ　：　Ｔｉ、Ｍｎ、Ｍ：Ａｔ、　８１、Ｘ：Ｃ，Ｎ
）、Ａ４ＭＸ　（Ａ　：　Ｔｉ、Ｖ％Ｃｒ。

Ｍ：Ａｔ％Ｓｉ、Ｘ：Ｃ，Ｎ）、ＡＭＤＸ　（Ａ　：　
’ｒｉ、Ｍ：Ｖ、　Ｄ　：　Ｃａｒｂｏｎ、　Ｘ：Ｎ）
　　等で表わされるものである。

本発明で使用できる磁気記録装置は、通常の磁気ヘッド
と磁気ディスクを持つものならいずれも使用でき、例え
ば第３図に記載の装置が用いられる。第５図／ｆｉｎ気
記録装置の構造を示す部分平面概略図であシ、符号１１
は磁気ディスク、１２は磁気へラドスライダ、１５はジ
ンバル、１４は回転軸、１５はキャリッジ、１６はへラ
ドアームを示す。そして、本発明の磁気記録媒体は、上
記磁気記録装置の磁気ディスク１に組込まれているもの
である。

〔実施例〕

以下に、本発明を図面を参照にしながら具体的な実施例
により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。

第２図は従来からの磁気記録媒体の構成を示す断面図で
あり、第１図は本発明の特徴である下地層までの構成を
示す断面図である。

通常の磁気記録媒体は、第２図に示すように、基板１の
上に順次、下地膜２、中間層３、磁性層４、保護層５、
潤滑層６が形成されているが、本発明の磁気記録媒体は
、第１図に示すように、基板の上に混合層７を設けて下
地層を形成しているものである。

次に１上記図面を参照にして具体的な実施例を記載する
。

実施例１基板１として５．２５＃φのＡ／、合金（Ｍｇ約４　ｗ
ｔチ含有）を用い、あらかじめ所定の加速度、真直度に
なるように表面加工した。さらに、上記の基板１面にダ
イヤモンド旋盤、テープ等により、基板１の円周方向に
沿って微小な溝（テクスチャー加工と呼ばれている）を
形成させた。上記の溝は円周方向に連続している必要は
なく、また、溝巾を一定に制御する必要もない。円板の
半径方向に沿って測定した表面粗さはＲａ　（中心線平
均粗さ）で２〜５０ｎｍ　Ｋするのが好ましく、鋭い凸
状を有する溝は好ましくない。

上記基板１面に金［Ｔｉをターゲットとし、Ａｒイオン
ビーム（加速電圧＋　５００　ｅＶ、５７　ｍＡ　）を
上記ターゲットに照射して金属Ｔ１を基板１面にスパッ
タすると同時に、基板面には、他のイオンビーム源から
Ｎ２のイオンビーム（加速電圧２００ｅｖ、ａｍＡ）を
照射して、基板面にＴｉＮ膜を形成させた。膜形成時の
圧力は５　Ｘ　１０”Ｔｏｒｒとした。

上記の方法により、基板１面に混合層７として藺’ｋ　
（Ｌ　５　ａｍの厚さに形成した後、上記の混合／＃　
７を形成した基板をゲートパルプを介して、基板搬送系
により次工程の成膜室に移動させた。次工程では電子サ
イクロトロン共鳴プラズマ化学的気相析出法（ＥＣＲプ
ラズマＣＶＤ法）により、原料ガスとして８１Ｈ４４Ｈ
２混合ガスとＣ，Ｈ４＋Ｈ，混合ガスを用いて上記基板
上に下地層２としてＳｉＣ膜を２．０μｍ形成させた。

ＥＣＲプラズマはマイクロ波（ｚ、　４５　ＧＨｚ　）
とマグネトロンで発生させ、圧力１×１０″″’Ｔｏｒ
ｒとした。基板温度はほぼ室温であった。

上記の工程の後、混合層７と下地膜２を形成した基板を
直流二極スパッタ反応室に搬送し、連続的に中間層５（
Ｃｒ）、磁性層４　（Ｃｏ−Ｎｉ系）及び保護層５（Ｃ
）を形成させた。圧力は５　Ｘ　＋　０−３ＴＯｒｒ、
出力２ｋＷ、それぞれの層の厚さはα２μｍ１５０　ｎ
ｍ及び５０　ｎｍであった。この工程の後、パーフロロ
アルキルエーテル系の液体潤滑剤を塗布して磁気記録媒
体を形成した。

上記の磁気記録媒体を用いて耐摺動性を評価した。磁気
ヘッドとしてはＭｎ−Ｚｎフェライトヘッドを用いて、
通常のＣＳＳ試験（Ｃｏｎｔａｃｔ　８ｔａｒｔ／５ｔ
ｏｐ　試験）を行ったところ、約５万回のＣＳＳ回数後
も磁気記録媒体の表面には何らキズの発生は認められず
、耐ｍ動性の優れた磁気記録媒体であることが判明した
。

上記の磁気記録媒体は従来の構成、すなわち、基板１面
に下地層２として無電解めっき法でＮ１−Ｐ層を形成さ
せた後、前述とまったく同様の方法で磁性層等を形成さ
せたものと比較して、耐摺動性はまったく遜色なく、磁
気記録特性も同等であった。このように、従来の方法の
ように、基板１に下地層２を湿式めっき法で形成した後
、その表面を研摩加工し、その後、真空反応室に移して
スパッタ法等で磁性層を形成するのに比較して、本発明
では、基板１に乾式法で基板との密着性の良い、高強度
の下地／＃２を形成することが可能なため、プロセスが
一貫し、品質の管理が容易でスループットが大きいとい
うメリットがある。

また、基板１ｉｌｉｌｒに従来のように直接ｓｉｃ’等
のような高硬度下地層を形成する場合と比較しても、本
発明では第１図に示すように、基板１面に混合層７ｔ−
形成した後、高硬度下地層２を形成させるため、基板と
下地層２との密着性が優れている。

ここで、Ａｔ合金基板１上に混合層７としてＴｉＮを形
成した後、この混合層７の深さ方向での組成分析を、二
次イオン質量分析法（Ｓ　ＩＭＳ　）により行った結果
を第４図に示す。第４図の横軸はスパッタ時間（ｈ）を
、縦軸は信号強度（任意単位）を示しており、試料の表
面からの深さ方向でのＴｉ”及びＡｔ４″の分布を示し
ている。この図から、Ｔ１＋とＡｔ”の両元素が同時に
検出される層が存在することから、Ａｔ基板の表層にＴ
ｉＮとの混合層が形成されていることがわかる。

混合層７上に形成される高硬度下地層２の膜厚による硬
度の変化を第５図に示す。第５図の横軸は膜厚（μｍ）
を、縦軸はヌープ硬度（ｋｇｆ　／ｇ”　）を示す。こ
の第５図のグラフから、下地層を高硬度にするには、　
ＳｉＣの場合は約２μｍ以上が好ましいことがわかる。

実施例２実施例１と同様の方法により、基板１に混合層７として
ＴｉＮ層を形成させた後、ＥｃＲプラズマＣＶＤ法によ
り原料ガスとして５ｉＨ４４Ｎ、混合ガスを用いること
により下地層２として８１３Ｎ４層を３μｍ形成させ九
。この後、実施例１と同構成に磁性層等を形成して磁気
記録媒体を製造した。

上記の磁気記録媒体も実施例１で得られたものと同様に
、耐摺動性に優れた記録媒体であることが判明した。

実施例３実施例１と同様に、５２５″φのＡｔ合金基板を用いて
、まず、基板１ｉｆｉに実施例１と同様の手法でＴｉＮ
層を形成させた後、次工程として、直流二極スパッタ装
置による反応性スパッタにより、Ｔ１−Ｚｒ合金ターゲ
ットを用いて、Ａｒ＋　Ｎ２　（Ｎ２／Ａｒ比α２）混
合ガス中でスパッタすることにより、上記ＴｉＮ層の上
に下地層２としてＴｉＺｒＮ層を２．０μｍ形成させた
。スパッタ圧５ｍＴＯｒｒ、基板温度１５０℃とした。

上記の下地層２を形成させた基板１を用いて、実施例１
と同様の装置で、同構成の磁性層４等を形成させて磁気
記録媒体を得た。

この磁気記録媒体も実施例１て得られたものと同様にＣ
ＳＳ試験による耐摺動性に優れ九磁気記録媒体であるこ
とが判明した。

以上の実施例によｐ本発明を具体的に説明したが、本発
明はそれに限定されることはない。基板面にイオンビー
ムを用いて形成させる金属化合物の界面混合層は、上記
実施例では窒素のイオンビームを用いたが、酸素のイオ
ンビームを用いた場合には金属の酸化物層を形成できる
ことは言うまでもない。さらに、Ａｒ等の不活性ガスを
イオンビームとして用いることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明の磁気記録媒体は、下地層として、まず基板面に
イオンビームを照射しながら金属化合物層からなる混合
層を形成させるため、上記の金属化合物層は基板との境
界部で基板の元素と混合しながら形成される。このため
、上記の金属化合物層は基板との密着性が非常に優れた
ものとなる。

そして、本発明では、上記の金属化合物層を形成した後
、より高速で成膜できる方法で、非磁性の高硬度材料の
下地層を形成させており、得られた磁気記録媒体は、こ
れらの下地層を直接基板上に形成させる場合に比べて、
基板との密着性に優れた磁気記録媒体用下地層を形成す
ることができる。得られた磁気記録媒体は、磁気ヘッド
と磁気記録媒体との接触時にも損傷することがない、基
板との密着性に優れた極めて耐用寿命の長い磁気記録媒
体である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の下地層の構成を示す断面図、第２図は
通常の磁気記録媒体の構成を示す断面図、第３図は磁気
記録装置の構造を示す部分平面概略図、第４図は混合層
の深さ方向での元素分布を示すグラフ、第５図は下地層
材料の硬度と膜厚の関係を示すグラフである。１・・・基板、２・・・下地層、５・・・中間層、４・
・・磁性層、ダ、ヤリ５・・・保護層、６・・・潤滑層、７・・・混合層、・
・・磁気ディスク、１２・・・磁気へッドスライ１′５
・−・ジンバル、１４・・・回転軸、１５・・・キック
、１６・・・ヘッドアーム特許出願人　株式会社　日立製作所

Claims

【特許請求の範囲】１、基板上に下地層、その上方に磁性層を有する磁気記
録媒体において、該基板と下地層の間に、基板と非磁性
金属化合物との混合層を有することを特徴とする磁気記
録媒体。２、混合層の上に非磁性金属の窒化物、炭化物、ほう化
物及び酸化物の中から選ばれた少なくとも一種類の前記
下地層を有することを特徴とする請求項１記載の磁気記
録媒体。３、前記非磁性金属が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｓｉの中の少なくとも一
種類からなることを特徴とする請求項２記載の磁気記録
媒体。４、請求項１記載の磁気記録媒体において、基板が、基
板面に円周方向に沿つた制御された溝を有するものであ
ることを特徴とする磁気記録媒体。５、基板上に下地層とその上方に磁性層を有する磁気記
録媒体の製法において、基板上にイオンビームを照射し
てガス状にした金属を付着させて非磁性の金属化合物か
らなる混合層を形成し、その上に前記下地層を形成する
ことを特徴とする磁気記録媒体の製法。６、前記混合層の形成は、基板上にガス状にした金属を
窒素あるいは酸素を用いたイオンビームを照射すること
によつて付着させて非磁性金属の窒化物あるいは酸化物
層を形成することによつて行なうことを特徴とする請求
項５記載の磁気記録媒体の製法。７、混合層を形成後に、混合層の上に物理的気相析出法
（ＰＶＤ）あるいは化学的気相析出法（ＣＶＤ）により
金属の窒化物、炭化物、ほう化物及び酸化物の中から選
ばれた下地層を形成することを特徴とする請求項５又は
６記載の磁気記録媒体の製法。８、前記下地層の形成は、混合層上に不活性ガスのイオ
ンビームを照射しながら行うことを特徴とする請求項７
記載の磁気記録媒体の製法。９、磁気ヘッドと磁気ディスクを持つ磁気記録装置にお
いて、該磁気ディスクに請求項１記載の構造を有する磁
気記録媒体を組込んだ磁気記録装置。