JPH044658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

Ａ 産業上の利用分野 本発明は、磁気記録デイスクに関するものであ
り、さらに具体的には薄膜金属合金の磁気層と水
素化炭素膜の保護層を有するデイスクの製造方法
に関するものである。 Ｂ 従来技術 薄膜金属合金磁気記録デイスクは、一般にニツ
ケル−リン（NiP）で表面を皮覆したアルミニウ
ム−マグネシウム（AlMg）合金などの基板と、
基板上に磁気層としてスパツタ付着させたコバル
トを主成分とする合金と、それに磁気層上にスパ
ツタ付着させた無定形炭素皮膜などの保護層とを
備えている。このようなデイスクは、また基板と
磁気層の間にスパツタ付着させたクロム（Cr）、
クロム−バナジウム（CrV）、タングステン（Ｗ）
などの下層、それに磁気層と保護層の間にスパツ
タ付着させたCr、Ｗ、チタン（Ti）などの接着
層を含むこともある。このような薄膜デイスクの
構造の記載は、オプフアー（Opfer）等の米国特
許第4610911号およびリン（Lin）等の米国特許
第4552820号に出ている。 こうしたデイスクに伴う問題の一つは、下側に
ある磁気層の耐腐食性と、磁気記録ヘツドを担持
する空気軸受スライダがデイスクに接触すること
によつて生じる摩耗に対する耐摩耗性とをもたら
すのに保護層が適しているかどうかである。ネル
ソン（Nelson）等の米国特許第4502125号に記載
されているような、純粋なアルゴン（Ar）の存
在下でグラフアイト・ターゲツトのスパツタによ
つて形成される無定形炭素の保護層は、磁気層に
充分な耐腐食性を与えないことがわかつている。 炭化水素ガスの化学的気相成長（CVD）プラ
ズマ分解法またはアルゴンと炭化水素ガスの雰囲
気中でのグラフアイト・ターゲツトの反応性スパ
ツタ法が、薄膜デイスク保護層用に適していると
示唆されてきた。特開昭60−155668号は、様々な
炭化水素ガス雰囲気中で炭素をスパツタすること
によつて形成される保護層を記載し、特開昭60−
157725号は、様々な炭化水素ガスまたはそうした
炭化水素ガスとAr、ヘリウム（He）または水素
（H₂）との混合物の存在下で炭素ターゲツトをス
パツタすることによつて形成される保護層を記載
している。 Ｃ 発明が解決しようとする問題点 従来の方法で形成された保護層は、耐腐食性お
よび耐摩耗性に関して十分満足できるものではな
かつた。 Ｄ 問題点を解決するための手段 本発明は、基本的にArとH₂からなる雰囲気中
で磁気層と保護層を共にスパツタ付着することに
よつて薄膜デイスクを製造する方法に関するもの
である。この方法は、同じAr−H₂雰囲気中で磁
気層に対する下層と保護層に対する接着層を形成
するステツプを含むこともできる。デイスク構造
全体が同じ雰囲気中でのスパツタ付着によつて形
成できるので、この方法ではデイスクの連続的イ
ンライン製造が可能である。結局、この方法によ
り次のようなデイスクを生成することができる。
すなわち、優れた磁気特性を有し、H₂ガスとス
パツタリング・ターゲツトからの炭素との反応に
よつて形成された水素化炭素（Ｃ：Ｈ）の保護層
を有するデイスクである。得られる保護層は、通
常の無定形炭素の保護層を上回る耐腐食性と耐摩
耗性をもつ。 本発明の性質と利点をより完全に理解するに
は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を参照さ
れたい。 Ｅ 実施例 炭化水素雰囲気中での反応性スパツタ付着とい
う既知の技術によつて形成された水素化炭素保護
層をもつ薄膜デイスクの製造のフイージビリテイ
を研究するため、アルゴン−メタン（Ar−CH₄）
雰囲気中でCH₄の量を様々に変えたスパツタ付着
により、様々なデイスクの皮膜構造を形成した。
次にこうしたデイスクの磁気特性を検討した。シ
リコン（Si）基板とCr₈₀Vおよびコバルト−白金
−クロム（Co₇₇PtCr）のターゲツトとを入れた
高周波動力式Ｓ−ガン（Varian Associatesの商
標）マグネトロン・スパツタ室の単一ポンプ・ダ
ウン中にデイスクを作成した。スパツタ室にAr
とCH₄を導入し、約３−４ミリトルの圧力に保つ
た。320ワツトで基板に−50Vのバイアス電圧を
かけてCr₈₀Vターゲツトを活性化し、Si基板上に
厚さ300Åの下層を毎分約33Åの速度で形成させ
た。その後、270ワツトで基板を接地電位に保つ
てCo₇₇PtCrターゲツトを活性化させ、Cr₈₀V下層
上に厚さ300ÅのCo₇₇PtCr磁気層を形成させた。 第１表に示すように、コバルトを主成分とする
合金磁気層のスパツタ付着の際に雰囲気中にCH₄
が存在すると、保磁力（Hc）が大幅に減少し、
デイスクは磁気記録媒体として満足できないもの
になつた。

【表】 すなわち、第１表の結果から、Ar−CH₄雰囲
気中で炭素ターゲツトの反応性スパツタによつて
形成された保護層は、その適合性がどうであれ、
デイスクをAr雰囲気のスパツタ室から取り出し
てAr−CH₄雰囲気中の第２のスパツタ室に入れ
ることにより、あるいはCoを主成分とする磁気
層が完全に形成された後でスパツタ室にCH₄を導
入することにより、製造工程中の独立したステツ
プとして形成しなければならないことがわかる。
どちらの方法も、デイスク基板が連続的に単一の
スパツタ部に入つて出る連続インライン・デイス
ク製造工程には適合しない。 第１表に試験結果を示したものと類似の皮膜構
造をもつデイスクを、同様のスパツタ条件で、た
だし雰囲気をAr−H₂としH₂の量を様々に変えて
製造した。さらに、磁気層の付着後に、デイスク
のCoPtCr磁気層上に厚さ250Åの水素化炭素保護
層を形成させた。こうしたデイスク製造の際まず
Ｓ−ガン・スパツタ室中でAr−H₂雰囲気を３−
４ミリトルに保ち、Cr₈₀Vターゲツトに235ワツ
トの高周波電力を供給し、基板に−50Vのバイア
ス電圧をかけて、基板上にCr₈₀V下層を形成し
た。その結果、厚さ400Åの下層が毎分約32Åの
速度で付着した。次に、同じ雰囲気中で基板を接
地電位に保ちながらCo₇₅PtCrターゲツトを240ワ
ツトで活性化して、CO₇₅PtCr磁性皮膜を形成し
た。厚さ350ÅのCO₇₅PtCr磁性皮膜が毎分約37Å
の付着速度で形成された。次に、基板を接地電位
に保ちながらグラフアイト・ターゲツトを250ワ
ツトで活性化して、磁気層上に厚さ200Åの水素
化炭素保護層を毎分６−７Åの速度で形成した。
このデイスク構造をSi基板およびAlMg−NiP基
板上に形成した。 これらのデイスクのHcと保磁力く形性（S^*）
を測定した。それらの値をH₂百分率の関数とし
て第１図に示す。第１図から明らかなように、反
応性Ar−H₂環境でのCr₈₀V下層およびCo₇₅PtCr
磁気層のスパツタ付着は、思いがけないことにデ
イスクの磁気的性質に影響を与えなかつた。磁気
層の組成をCo₆₈PtCrに変えても、磁気的性質が
まつたく低下しないことも観察された。 第１図に示した結果からはつきりわかるよう
に、デイスク構造中のすべての層を基本的にAr
とH₂からなる雰囲気中でスパツタ付着する連続
インライン工程により、水素化炭素保護層をもつ
薄膜金属合金デイスクを製造することが可能であ
る。 Ar−H₂中でのスパツタによつて形成された水
素化炭素保護層の耐腐食性は、純粋なAr中での
スパツタによつて形成された通常の無定形炭素に
比べて大幅に向上している。第２図に、CoPtCr
磁気層を含むデイスクでこの２種の保護層につい
て、電解質（0.1規定Na₂SO₄）中で電解質のPHレ
ベルを様々に変えて測定した腐食電流の測定値を
示す。 H₂濃度が比較的低い（８％）Ar−H₂スパツタ
雰囲気中で形成した水素化炭素保護層も、腐食電
流の測定値からみてCH₄濃度が比較的高い（50
％）Ar−CH₄スパツタ雰囲気中で形成された水
素化炭素保護層と匹敵する耐腐食性を示す。 工程中に必要なH₂の好ましい最小量は、約１
％と考えられる。Ar−H₂雰囲気中のH₂の量が約
１％未満のときは、そうした保護層の耐腐食性
は、通常の無定形炭素保護層に比べて大した改善
が見られなかつた。 本発明の方法（H₂4％）にもとづいて作成し
た、厚さ100ÅのTi接着層、厚さ200ÅのＣ：Ｈ
保護層、およびＣ：Ｈ保護層に塗付した通常のパ
ーフルオロアルキルポリエーテル型の潤滑剤を含
むCoPtCrデイスクは、スライダをデイスクの同
じトラツク領域に接触させてデイスク・フアイル
のスタート・ストツプ・サイクルを10000回以上
試験したとき、秀れた耐摩耗性と小さな静止摩擦
を示した。摩耗したトラツクは見られず、またス
ライダとデイスクの間の静止摩擦は、スタート・
ストツプ・サイクルの数が増すにつれて著しく減
少した。 上記の方法にもとづいて形成された水素化炭素
皮膜の構造をラマン分光測光法で分析した。ピー
ク強度は1500−1550波数（cm^-1）の所に見られ
た。Ar−H₂（H₂12％）中で形成された皮膜のピ
ーク強度は、Ar−H₂（H₂8％）中で形成された皮
膜のそれよりも著しく低かつた。この低いピーク
強度は、皮膜中にSP³結合がより多いことを示し
ている。何となれば、SP³結合のラマン効果の方
がSP²結合のそれよりも小さいからである。 薄膜金属磁気記録デイスク製造に上記の方法を
用いる好ましい実施例では、完成したデイスク構
造中のすべての皮膜は、単一のスパツタ部をもつ
生産用インライン・スパツタ・システム中でスパ
ツタ付着させる。たとえば、磁気層の下に下層を
含み、水素化炭素保護層と磁気層の間に接着層を
含むデイスク構造の場合、単一のスパツタ部内部
に４つのターゲツト領域を設けることになる。ス
パツタ室にArとH₂を導入する。すべてのターゲ
ツト領域を同じAr−H₂雰囲気にさらし、この雰
囲気を全工程中同じ圧力に保つ。デイスク基板を
連続搬送システムに載せてスパツタ部に入れ、
次々にターゲツト領域を通過させる。下層を用い
る場合、基板を、その上に所期の厚さの下層を形
成するのに充分な所定の時間の間、その特定のス
パツタ・ターゲツトの前を通らせる。次に、デイ
スクを磁気層用および接着層用のターゲツトを通
過させる。最後に、デイスクを、グラフアイト・
ターゲツトを通過させて、水素化炭素保護層を形
成させる。このようにして、スパツタ雰囲気中に
H₂が存在する連続インライン工程で、デイスク
構造全体が製造される。水素化炭素保護層を形成
するのに必要なH₂は、デイスク構造中の他の皮
膜の形成に悪影響を与えず、完成したデイスクの
磁気的性質にも悪影響を与えない。 本発明の方法で形成したデイスク構造は、CrV
下層とCoPtCr磁気層であつた。ただし、この方
法は下層をもたないデイスク構造やCoを主成分
とする他の磁気層組成を含むデイスク構造にも充
分に適用できる。 Ｆ 発明の効果 本発明により、耐腐食性および耐摩耗性に優れ
た保護層が連続的インライン製造によつてデイス
クに形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁気層と水素化炭素保護層を含む完
全なデイスク構造体製造の際のAr−H₂雰囲気中
のH₂％の関数として、保磁力（Hc）および保磁
力く形性（S^*）をプロツトしたグラフである。
第２図は、通常の無定形炭素保護層および本発明
の方法によつて形成された水素化炭素保護層につ
いて、腐食電流をPHの関数として比較して示した
グラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルゴンと水素からなる雰囲気中でコバルト
   を主成分とする合金の膜をスパツタ付着すること
   により、デイスク基板に磁気層を形成し、実質的
   に同じ雰囲気中で前記磁気層の上に炭素のターゲ
   ツトから水素化炭素の膜をスパツタ付着すること
   を含む、磁気記録デイスクの製造方法。 ２ 単一のスパツタ部内にコバルトを主成分とす
   る合金および炭素のスパツタリング・ターゲツト
   を準備し、ArとH₂からなりH₂の量が１％以上で
   ある雰囲気に前記ターゲツトをさらし、磁気層お
   よび水素化炭素の保護層を順次形成すべくデイス
   ク基板を最初に前記コバルトを主成分とする合金
   のターゲツトの方に通してから前記炭素のターゲ
   ツトの方に通すことを含む、磁気記録デイスクの
   製造方法。