JPH0528465A - 磁気デイスク保護膜の製造方法 - Google Patents

磁気デイスク保護膜の製造方法

Info

Publication number
JPH0528465A
JPH0528465A JP17914591A JP17914591A JPH0528465A JP H0528465 A JPH0528465 A JP H0528465A JP 17914591 A JP17914591 A JP 17914591A JP 17914591 A JP17914591 A JP 17914591A JP H0528465 A JPH0528465 A JP H0528465A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
magnetic disk
protective film
hard carbon
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP17914591A
Other languages
English (en)
Inventor
Morihiro Okada
守弘 岡田
Tsutomu Sugiura
勉 杉浦
Takumi Kono
巧 河野
Maki Sato
真樹 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp, Nippon Steel Chemical Co Ltd filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP17914591A priority Critical patent/JPH0528465A/ja
Publication of JPH0528465A publication Critical patent/JPH0528465A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、硬度が高く、耐摩耗性と固体潤滑
性に優れた硬質炭素膜を保護膜として有する磁気ディス
クの製造方法に関する。 【構成】 コンピューター等の情報記録装置に用いられ
ている磁気ディスクの表面に、耐疵用の保護膜として、
硬質炭素膜を炭化水素のイオンビームを用いて形成す
る。保護膜の厚みは1(nm)以上100(nm)以下とす
る。 【効果】 本発明の磁気ディスクを用いると、磁気ヘッ
ドを50〜60(nm)近づけて書き込み、読み取り操作
を行うことができ、磁気記録密度を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硬度が高く、耐摩耗性
と固体潤滑性に優れた硬質炭素膜を保護膜として有する
磁気ディスクの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスクはコンピューター等の情報
記録装置として用いられている。磁気ディスクは、アル
ミニウムやプラスチック、ガラス等の基板上に鉄、酸
素、マグネシウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッ
ケル、銅、亜鉛、カドミウム、タンタル、ネオジウム、
サマリウム、ガドリニウム、テルビウム、等の元素を含
む物質を磁気記録媒体として、塗布法やスパッタリング
法にて膜状に形成させて用いられる。このような記録媒
体に磁気信号を書き込んだり読み出したりする磁気ヘッ
ドは、可能な限り磁気ディスク面に近づけて使用される
ために、振動、衝撃により磁気ヘッドが磁気ディスクに
接触することがある。その際生ずる傷から磁気ディスク
の記録媒体表面を保護するために、非磁性の保護膜を磁
気ディスクに被覆することが広く行われている。
【0003】保護膜として、二酸化珪素やアルミナ、カ
ーボン膜、有機単分子膜を、塗布法あるいはスパッタリ
ング法、蒸着法で形成したものが用いられている。さら
に、硬質炭素膜またはダイヤモンド状炭素膜を保護膜と
して用いることが、特開昭62−116749号公報、
特開昭62−116750号公報、特開昭62−139
872号公報等に開示されている。
【0004】しかしこれらの公報に開示されている平行
平板型の三極グロー放電プラズマ気相合成装置によっ
て、磁気ディスクに成膜された硬質炭素膜は剥がれやす
く、保護膜としては不充分であった。そのために、特開
平3−83224号公報に開示されているように金属炭
化膜を中間層とする工夫がなされたが、膜質にむらがあ
り、本工程は現状の磁気ディスク生産ラインに採用され
るには至らなかった。
【0005】以上の製法とは別に、特開昭53−143
206号公報に不活性ガス雰囲気下での黒鉛電極放電ス
パッタリングによる炭素系被膜を磁気ディスクの保護膜
とすることが開示されているが、本方法による膜は硬度
が高いものの、炭素原子がクラスター状に堆積している
ために10nm〜20nm程度の表面凹凸があり、磁気ヘッ
ドを傷つけやすいという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前項で述べた二酸化珪
素やアルミナは硬度及び固体潤滑性の点で充分ではな
く、カーボン膜は付着力が弱く表面が粗いので、これら
の材料は今後さらに集積度や高速回転が要求される磁気
ディスクの保護膜としては充分ではなかった。また、従
来の方法による硬質炭素膜は、膜質及び付着力が充分で
ない上に製造プロセスに起因する煤等の不純物が保護膜
中に混入しやすく、安定して成膜できないので量産化に
は問題を有していた。本発明の目的は、以上の欠点をな
くした硬質炭素膜を、磁気ディスクにコーティングする
製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気ディスク
の表面に、外側の保護膜として厚み1nm以上100nm以
下の硬質炭素膜を、炭化水素のイオンビームを用いて形
成することを特徴とする磁気ディスク保護膜の製造方法
に関する。
【0008】本発明でいう硬質炭素あるいはダイヤモン
ド状炭素と別称されているものは、次のようなものであ
る。元素の構成の主体は炭素であり、天然ダイヤモンド
に準ずる硬度を持ち、非晶質で電子線回折像はハローパ
ターンを示す。ラマンスペクトルは1100cm-1から1
700cm-1にかけて非晶質特有の広いピークを示す。硬
質炭素膜を走査型電子顕微鏡で、10,000倍程度に
拡大して観察しても、結晶粒界が認められない一様な膜
である。
【0009】硬質炭素膜は一般に炭化水素化合物を原料
とした気相合成法によって生成され、アルゴンイオンを
用いたラザフォード散乱分析法によると40原子%以下
の水素を含有していることが認められており、水素が炭
素原子のダングリングボンドの部分に入ることにより非
晶質状態が安定化されると考えられている。また、約6
00℃以上で硬質炭素は黒鉛に変態する。
【0010】適量の水素が存在することで、硬質炭素膜
は天然ダイヤモンドに準ずる高い硬度と低い摩擦係数を
示すものと推測され、硬質炭素膜中の水素が多すぎると
軟らかい有機質の膜になる。そのため水素の割合は、ア
ルゴンイオンを用いたラザフォード散乱分析法による測
定で、膜中に35原子%以下、好ましくは20〜30原
子%とすることが良い。
【0011】磁気ディスク保護膜としての硬質炭素膜の
膜厚は1nm以上あれば充分であるが、量産化に適した膜
厚としては9nm以上30nm以下が望ましい。1nm未満で
は膜厚が薄すぎ保護膜中にピンホールが発生し易く不適
当である。また100nm超では膜厚が厚すぎ磁気ディス
クの記録密度を高くすることができなくなり、これまた
不適当である。
【0012】基材から剥離した硬質炭素膜自体は、弾性
のある軟らかい膜であり、剥離すると内部応力を解消す
るために、縮んだり丸まったりし、場合によっては裂け
たりしてしまう。従って、コーティング膜として硬質炭
素膜の高硬度の物性を引き出すためには次の3つの条件
が必要と考えられる。
【0013】成膜中に高速度のイオンが打ち込まれる
ことによる楔効果で、内部応力を蓄積する。 大きな内部応力にもかかわらず膜が剥離しない程度
に、膜の基材への付着力が強い。 膜から受ける応力を支えられる程に基材表面が硬い。 上記の条件,は成膜条件に依存し、炭化水素のイオ
ンビームによる成膜方法がこの条件を満たすことを見い
出した。
【0014】さらに炭化水素を原料とするイオンビーム
法では、一つ一つのイオン種が1個の炭化水素分子のイ
オン(Cn Hm M+)か、同分子の分解したもの(Cn-x
Hm- y M+)であるので、記録媒体に妨げになる固形粒子
が混入しない。また、イオンビームが照射された箇所の
みで硬質炭素膜が成膜され、他の成膜方法で障害とな
る、グロー放電による基板台の側面等への煤状の付着物
の生成がないので、安定した量産プロセスとして採用で
きる。
【0015】本発明に用いる硬質炭素膜のコーティング
方法としては、カウフマン型イオン源、バケット型イオ
ン源、ホール型イオン源等の各種イオン源で発生される
炭化水素分子のイオンビームを照射する方法を適用する
ことができる。ここでは図1に示すカウフマン型イオン
源によりコーティングする方法を例にして説明する。
【0016】減圧下に硬質炭素膜の原料となる炭化水素
ガスを導入し、これをイオン源内のグロー放電と赤熱フ
ィラメント3によりイオン化させ、電磁石4の広がり磁
場でこのイオンを引き出す。電磁石で覆われたこの部分
をイオン源という。引き出されたイオンは負のバイアス
電圧がかけられた基材1に向かって加速され、基材に衝
突、成膜する。
【0017】原料ガスとしては、メタン、エタン、アセ
チレン、ベンゼン等の容易に気体として導入できる炭化
水素を用いれば良いが、中でもメタンが好ましい。水素
ガスを前述の原料ガスの希釈ガスとして用いたり、アル
ゴン、二酸化炭素、弗化炭素、シラン等他のガスを添加
してもさしつかえない。容器内の圧力は、プラズマを発
生させて、しかもイオンを加速することが必要なため、
1×10-6Torrから1Torrでよいが、膜質、膜生成速度
の点からは1×10-4Torrから1×10-1Torrが望まし
い。
【0018】基材の温度としては室温(25℃程度)か
ら350℃とすると良好な薄膜が形成される。その範囲
内でも特に室温(25℃程度)から300℃が好ましい
範囲である。基材温度が400℃よりも高くなると作成
される膜は黒鉛状となりやすく、またたとえ硬質炭素膜
ができても放冷して室温に戻すと、基材と膜との間の残
留熱応力が大きくなり、その後の使用中に膜が剥離し易
くなる。
【0019】基材とイオン源との間のバイアス電圧は−
50Vから−1500Vとし、中でも−500Vから−
1200Vが好ましい範囲である。炭化水素イオンがバ
イアス電圧により加速されて基材に衝突すると、衝突エ
ネルギーにより衝突したイオンのC−H結合が切れて、
水素原子は弾き出されてしまう。
【0020】この水素原子が弾き出される量は、衝突す
るイオンの運動エネルギー即ちバイアス電圧に従ってお
り、バイアス電圧が小さ過ぎると水素が多い有機的な軟
らかい膜になりやすく、バイアス電圧が高過ぎると黒鉛
状の膜になり、さらには膜の自己スパッタリングが生じ
成膜速度が低下する。
【0021】イオン源での磁束密度は100Gから10
00Gの範囲が適当であり、300Gから500Gがよ
り好ましい範囲である。詳細な製造条件は、装置内のガ
ス導入口の配置、イオン源の大きさ、基材の位置などに
よって変化するので適宜、最適条件を設定することが望
ましい。
【0022】
【実施例】硬質炭素膜の成膜には図1に示すカウフマン
型イオン源を用いた。メタンガスに水素ガスを5vol.%
添加したものを原料として、気圧1×10-2Torr、磁気
ディスク基材バイアス電圧−800V、磁気ディスク基
材温度300℃、イオン電流1mA/cm2 の条件で1分間
照射した結果、20nm厚の硬質炭素膜が磁気ディスク基
板上に一様に成膜できた。
【0023】生成した硬質炭素膜の水素含有量は26原
子%であり、電子線回折像はハローパターンを示した。
ラマンスペクトルでは1100cm-1付近から1700cm
-1付近にかけて広いピークを示した。先端に直径1.6
mmダイヤモンド球を有する針による引掻き試験法での膜
の付着力は、5×107 N/m2 であった。
【0024】同じく引掻き試験法による硬質炭素膜の摩
擦係数は0.10であった。表面粗度はRMAX =0.5
nm以下であった。磁気ディスク基材を入れ換えて同じく
イオンビームを1分間照射する操作を1000回繰り返
し、1000回目に成膜した磁気ディスク保護膜を分析
した結果、1回目に成膜したものと全く同様の結果を示
し、不純物の混入及び膜物性の劣化は認められなかっ
た。
【0025】膜の耐摩耗性は以下のようにして評価し
た。マンガン−亜鉛−フェライトからなる磁気ヘッド
を、磁気ディスク保護膜上に50gf/cm2 の荷重で押し
付ける。次に、磁気ディスクを回転させて磁気ヘッドを
浮上させ、その後回転を停止して磁気ヘッドを再び保護
膜表面に接触させることを繰り返す。このコンタクト、
スタート、ストップ試験を、本実施例の磁気ディスクに
25万回施したところ、いずれの磁気ディスクにも摩耗
が生じなかった。
【0026】
【発明の効果】本発明により、硬質炭素膜を磁気ディス
クにコーティングする量産化に適した製造方法が提供さ
れ、磁気ヘッドとの衝突摩耗に強い磁気ディスクを製造
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はイオン化蒸着装置の原理図である。
【符号の説明】 1 基材 2 グリッド 3 フィラメント 4 電磁石 5 ガス導入管 6 シャッター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 巧 神奈川県中原区井田1618番地 新日本製鐵 株式会社先端技術研究所内 (72)発明者 佐藤 真樹 神奈川県中原区井田1618番地 新日本製鐵 株式会社先端技術研究所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 磁気ディスクの表面に、外側の保護膜と
    して厚み1nm以上100nm以下の硬質炭素膜を、炭化水
    素のイオンビームを用いて形成することを特徴とする磁
    気ディスク保護膜の製造方法。
JP17914591A 1991-07-19 1991-07-19 磁気デイスク保護膜の製造方法 Withdrawn JPH0528465A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17914591A JPH0528465A (ja) 1991-07-19 1991-07-19 磁気デイスク保護膜の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17914591A JPH0528465A (ja) 1991-07-19 1991-07-19 磁気デイスク保護膜の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0528465A true JPH0528465A (ja) 1993-02-05

Family

ID=16060761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17914591A Withdrawn JPH0528465A (ja) 1991-07-19 1991-07-19 磁気デイスク保護膜の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0528465A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6403194B1 (en) 1998-09-03 2002-06-11 Hitachi, Ltd. Magnetic recording medium, process for producing same and magnetic disc apparatus
CN100338651C (zh) * 2004-08-31 2007-09-19 株式会社东芝 磁头、磁头悬架组件、磁性再现设备以及制造磁头的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6403194B1 (en) 1998-09-03 2002-06-11 Hitachi, Ltd. Magnetic recording medium, process for producing same and magnetic disc apparatus
US7037607B2 (en) 1998-09-03 2006-05-02 Hitachi Global Storage Technologies Japan, Ltd. Magnetic recording medium, process for producing same and magnetic disc apparatus
CN100338651C (zh) * 2004-08-31 2007-09-19 株式会社东芝 磁头、磁头悬架组件、磁性再现设备以及制造磁头的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6855232B2 (en) Magnetic disk comprising a first carbon overcoat having a high SP3 content and a second carbon overcoat having a low SP3 content
EP0230911B1 (en) Magnetic recording medium
EP0293662B1 (en) A process for making a thin film metal alloy magnetic recording disk with a hydrogenated carbon overcoat
JP3589467B2 (ja) カーボンをスパッタリングするための装置及び方法
US7045175B2 (en) Magnetic recording medium and method for manufacturing the same
US6392244B1 (en) Ion beam deposition of diamond-like carbon overcoats by hydrocarbon source gas pulsing
JP2761859B2 (ja) 磁気記録媒体
JPH04125841A (ja) 摺動部材の保護膜とその形成法
JPH04182916A (ja) 磁気ヘッド
JP2000105916A (ja) 磁気記録媒体及びその製造方法
US20030224216A1 (en) Magnetic recording medium and process for producing same
JPH01257198A (ja) ダイヤモンド状炭素膜のコーディング方法
JP2846036B2 (ja) 磁気ディスク、その製造方法およびそれを用いた磁気ディスク装置
JP2004280905A (ja) 磁気記録媒体
Shi et al. Tetrahedral amorphous carbon (ta-C) ultra thin films for slider overcoat application
JP2901706B2 (ja) 磁気記録媒体および磁気ディスク装置
JP3523601B2 (ja) 磁気ヘッド
JP2004280904A (ja) 磁気記録媒体
JP2004280902A (ja) 磁気記録媒体
Xie et al. The role of duty cycle of substrate pulse biasing in the deposition of amorphous carbon ultrathin films by filtered cathodic vacuum arc
JPH09134523A (ja) 保護膜及び磁気記録媒体並びに磁気記録媒体の製造方法
JPH0668834B2 (ja) 磁気記録媒体
JPH01122912A (ja) 黒鉛材料にダイヤモンド状炭素をコーティングする方法
JPS63181113A (ja) 磁気記録媒体およびその製造方法
JPH01113914A (ja) 磁気記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981008