JPH06349054A

JPH06349054A - 磁気記録媒体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH06349054A
Application number: JP5136294A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Onodera; 克己小野寺
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1994-12-22
Also published as: US5607783A

Abstract

(57)【要約】【目的】硬度の高いスライダー材料に対応でき、ＣＣ
Ｓ耐久性に優れ、カーボン保護膜の薄膜化により高密度
記録が実現できる磁気記録媒体を提供すること。【構成】水素含有のカーボン保護膜４はメタンを混入
したスパッタリングガス雰囲気でＡｒスパッタリングに
より成膜されるが、カーボン保護膜４は下層の第１のカ
ーボン膜４ａと上層の第２のカーボン膜４ｂとからなる
２層膜構造である。第１のカーボン膜４ａの水素含有率
は２５ａｔ％程度で微小硬度６０ＧＰａ以上の高硬度膜
である。また第２のカーボン膜４ｂの水素含有率は３５
ａｔ％程度で微小硬度５０ＧＰａ以下の柔軟性のある膜
である。ここでは、第１のカーボン膜４ａ及び第２のカ
ーボン膜４ｂの膜厚はそれぞれ略等しく１００Å程度に
してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定磁気ディスク記録
装置等に用いられる磁気記録媒体に関し、特に、磁気記
録媒体の磁性層を保護するために形成される水素含有の
カーボン保護層に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータなどの情報処理装置の外部
記録装置として固定磁気ディスク装置が多く用いられて
いる。固定磁気ディスク装置においては、一般にモータ
回転時にヘッドが浮上し、停止時にはヘッドが磁気記録
媒体に接触するＣＳＳ（コンタクト・スタート・ストッ
プ）方式が採用されているため、回転の開始時と停止時
にヘッドと磁気記録媒体が接触し摺動状態となる。この
サイクルが繰り返されると、媒体の耐磨耗性，潤滑特性
が不充分な場合、媒体表面に形成された保護膜の磨耗が
進行し、程度がひどいときには磁性層も損傷を受けクラ
ッシュ状態となる。

【０００３】図１０に、この固定磁気ディスク装置に用
いられている一般的な磁気記録媒体の構成を示してあ
る。この磁気記録媒体は、非磁性基板１ａ上に非磁性金
属層（硬化層）１ｂを形成して非磁性の基体１とし、こ
の基体１の上に非磁性の金属下地層２を積層してある。
そして、この金属下地層２上に強磁性合金体であるＣｏ
−Ｃｒ−Ｔａ（コバルト−クロム−タンタル）、または
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）などによ
り磁性層３を薄膜状に積層形成し、さらに、これの磁性
層３上に保護層４を形成する。そして、この保護層４の
上に、必要に応じて液体潤滑剤からなる潤滑層５を設け
て磁気ディスクを形成している。非磁性の基体１として
は、例えばＡｌ−Ｍｇ合金の非磁性基板１ａに無電解メ
ッキによりＮｉ−Ｐメッキ層１ｂを形成したもの、アル
マイト基体、ガラス基体、セラミック基体、などが用い
られる。そして、この基体１を必要に応じて研磨し、テ
クスチャーなどによりある程度の粗面（テクスチャー加
工面）を形成する場合もある。この非磁性の基体１を〜
２００°Ｃに加熱しながらＡｒ雰囲気下のスパッタリン
グによりＣｒからなる非磁性金属下地層３、Ｃｏ−Ｃｒ
−Ｔａなどからなる磁性層４、およびアモルファスカー
ボンからなる保護膜５を順次スパッタ法により積層成形
する。そして、保護層４上に、フロロカーボン系の液体
潤滑剤を塗布して潤滑層６を形成し、金属薄膜ディスク
を製造する。

【０００４】スパッタ法で形成される金属薄膜媒体で
は、磁性層４の上の保護膜５には一般にカーボンターゲ
ットをスパッタ成膜して作製するアモルファスカーボン
膜（ａ−Ｃ）が広く用いられる。この他にも酸化物系、
例えば、酸化ジルコニアなどが使用されることもある。
保護膜としてカーボンが採用される理由の一つとして、
スパッタリングにより形成されるアモルファスカーボン
層は、比較的グラファイト性が強いため、グラファイト
特有の水を含んだ大気下において低い摩擦係数を示すと
いう特徴を有する点がある。

【０００５】しかしながら、このようなアモルファスカ
ーボン保護膜は、従来のＭｎ−Ｚｎフェライトヘッド
（ビッカース硬度約６５０）に対しては十分な耐磨耗性
を有し、良好な耐ＣＳＳ特性を示すが、最近になり固定
磁気ディスク装置に採用される薄膜ヘッドやＭＩＧヘッ
ドのスライダー材料であるＡｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣやＣａＴ
ｉＯ₃といった硬質のセラミック材料（ビッカース硬度
約２０００）と比較すると硬度が低いため、これら硬質
スライダーに対しては磨耗を引き起こし易く、場合によ
っては、ヘッドがクラッシュするという問題があり、耐
磨耗性が不充分で、充分なＣＣＳ耐久性が得られない。
これに対し、硬度の高い酸化物系の保護層を用いた場合
は、磨耗は起こし難いが、その硬すぎる性質と、摩擦係
数が高い点が問題となる。すなわち、シーク動作に伴う
浮上動作中、あるいはＣＳＳ動作中にディスク表面の異
物や突起物によって起きる瞬間的なエネルギーの高い状
態でのヘッドタッチにより、瞬時にヘッドがクラッシュ
してしまうのである。このような問題を解決するため
に、近年ではカーボン保護層の性質のうち、硬度の高い
ダイアモンド的な性質を増長させ、ダイアモンド結合状
態の比率がグラファイト結合状態の比率に比して高いダ
イアモンド状炭素膜を磁性層上に保護層として形成する
方法が示されている。このダイアモンド状炭素膜は、炭
素の優れた摺動特性に加えて、ダイアモンド構造を取る
ため硬度が高く、高硬度のＡｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣスライダ
ーやＣａＴｉＯ₃スライダーに対しての耐磨耗特性を改
善することができ、既に様々な提案がなされている。例
えば、特開昭６１−１２６６２７には不活性ガスと炭化
水素ガスとの混合雰囲気中でのスパッタリング法または
ＣＶＤ法で形成した硬質カーボン層と含フッ素潤滑層と
の複合層が示されている。また、特開平２−７１４２２
には膜中結合水素とラマンスペクトルから規定された膜
質のカーボン層が示され、特開平２−２９９１９にはラ
マンスペクトルにより規定されたカーボン層の例があ
る。また、特開平２−８７３２２には水素を含む炭素膜
とその上に潤滑剤が塗布された磁気記録媒体の例があ
り、特開平１−２５８２２０では高硬度スライダー用保
護層として、水素含有量２〜７×１０²²原子個数／ｃｃ
のダイアモンド状炭素膜が高硬度スライダーと同程度の
硬度を有し、耐ＣＳＳ特性に優れることが示されてい
る。さらに、特開平２−２８２４７０では、炭化水素ガ
ス中でスパッタして形成し、カーボンをＡｒのみでスパ
ッタリング成膜した従来のグラファイト保護膜と同程度
の硬度を持つこととその表面が疎水性を持つことを規定
したカーボン保護膜が提案されている。

【０００６】我々は上記の提案について各々検討を試み
たが、いずれの提案もＡｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣやＣａＴｉＯ
₃の硬質スライダーに対する摺動特性を十分満足する結
果は得られなかった。上記構成のカーボン保護層におい
て、ダイアモンド的な性質を増長させてダイアモンド結
合状態の比率が高い高硬度な層を形成すれば、硬質スラ
イダーに対しての耐磨耗性を向上させることができる
が、硬すぎると、かえって磁気ヘッドを傷つけ、その磨
耗粉が磁気ヘッドおよび磁気ディスクをさらに傷つけて
磨耗を促進させるという問題がある。逆に、軟らかすぎ
ると、アモルファスカーボン層の場合と同じく、硬質ス
ライダーによって磨耗されてしまう。このように、上記
従来技術では、低摩擦係数と耐磨耗性とを具備する優れ
た摺動特性を有し、最適な耐ＣＳＳ特性を示す膜質を見
出すには至っていない。

【０００７】そこで、本出願人は、先に特願平４−３１
９８０４号を以て、グラファイト的なカーボンの摩擦係
数が低いという性質を残しながら、硬度の高いＡｌ₂Ｏ
₃・ＴｉＣスライダーやＣａＴｉＯ₃スライダーに対応
するために、スパッタリングにより形成されるカーボン
保護膜の性質のうち、硬度の高いダイアモンド的な性質
を増長させながら、一方で、ポリマー的な結合を導入
し、硬度を低下させた（靱性を高めた）水素含有リッチ
なカーボン保護膜を提案した。すなわち、カーボン保護
膜の主成分である炭素のラマンスペクトル解析（波長５
１４．５ｎｍのアルゴンイオンレーザー励起による）に
より、ポリマー性結合状態と、グラファイト結合状態に
比して高い比率のダイアモンド結合状態とを示すカーボ
ン保護膜であれば、硬度の高いスライダー材料が用いら
れたヘッドに対して優れたＣＣＳ耐久性を得ることがで
きることが判明した。

【０００８】図１１は同出願の添付図面と同一の図で、
カーボン保護膜のビッカース硬さを示す微小硬度と、Ａ
ｒを主成分とするスパッタリングガスに含有させたメタ
ンガスの混入量との関係を示すグラフである。この図か
ら判るように、メタン混入量が増加する（水素含有量が
増加する）と、微小硬度は増加し、メタン混入量が略１
の時に微小硬度は最高となる。そして、さらに、メタン
混入量を増加させると、微小硬度は低下することが判っ
た。メタン混入量がそれぞれ０、１、４のものをケース
１、２、３として選択し、各々のカーボン保護膜のラマ
ンスペクトル分析を行なった。ここでまた同出願に添付
した図と同一の図１２にその結果を示す。図１２（ａ）
に示すケース１の磁気ディスクのカーボン保護膜は、ダ
イアモンド結合を示す準位ＳＰ３のピークと、グラファ
イト結合を示す準位ＳＰ２のピークの高さが略同じとな
っており、水素含有量が少ないとグラファイト性が強い
カーボン保護膜である。図１２（ｂ）に示すケース２の
カーボン保護膜は、ダイアモンド結合を示すＳＰ３のピ
ークがグラファイト結合を示すＳＰ２のピークと比較
し、非常に高く、ダイアモンド結合の比率が増加してい
る。このため、図１１に示す微小硬度が増加していると
考えられる。さらに、メタン混入量が増えたケース３の
カーボン保護膜のラマンスペクトルは、図１２（ｃ）に
示してある。ダイアモンド結合を示すＳＰ３のピークは
やはりグラファイト結合を示すＳＰ２のピークと比較
し、非常に高く、ダイアモンド結合の比率は高い。さら
に、ケース３においては、各ピークの裾野の部分（蛍光
によるバックグラウンド分）が増加しており、ランダム
なポリマー性の結合が増加していることが判る。従っ
て、微小的にはダイアモンド結合が増加していることか
ら硬度は高いと考えられるが、微小硬度として得られる
値は、ポリマー性の結合が反映されて硬度が低下しする
も靱性が強くなるものと考えられる。そして、微小硬度
の低下量は非常に大きく、微小硬度の値としては、Ａｒ
のみのスパッタリングガスを用いたケース１の場合より
もむしろ低くなる。

【０００９】このようなカーボン保護層が形成された磁
気ディスクに対しＣＳＳサイクルの繰り返し試験を行っ
ており、ここでまた同出願に添付した図と同一の図１３
にその結果を示す。この試験は、Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣの
薄膜ヘッドを用いて１０ｇｆの荷重によりＣＳＳ動作を
繰り返す試験であり、一般には、２５０００〜３０００
０回の繰り返し耐力が通常要求される。図１３（ａ）に
示すケース１の磁気ディスク、すなわち、グラファイト
性の高い保護膜の形成された磁気ディスクにおいては、
急激に摩擦係数が増加し、２００００回前においてクラ
ッシュしてしまう。ケース２の磁気ディスク、すなわ
ち、ダイアモンド結合の比率が高いカーボン保護膜を有
するものにおいては、図１３（ｂ）に示すように、全体
として摩擦係数の増加は緩やかであるが、硬すぎるため
むしろ脆く、すぐにクラッシュしてしまう場合もあり、
クラッシュが直ぐに発生しないものであっても、２００
００回前後の耐ＣＳＳ性能である。これに対し、ケース
３の磁気ディスク、すなわち、ポリマー性の結合が導入
されたカーボン保護膜を有するものは、図１３（ｃ）に
示すように、摩擦係数の上昇も緩やかであり、また、ク
ラッシュの発生もないことから４００００回のＣＳＳサ
イクルを繰り返しても性能の劣化は見られない。

【００１０】ここで、また同出願に添付した図と同一の
図１４を示す。図１４（ａ）はカーボン保護膜のラマン
スペクトルである。図において、ラマンシフト１３５０
ｃｍ^-1付近にグラファイト結合を示す準位ＳＰ２のピー
クと、１５６０ｃｍ^-1付近（１５６２ｃｍ^-1）にダイア
モンド結合を示す準位ＳＰ３のピークとがあり、主ピー
クであるＳＰ３のピークの両側方の裾野を結ぶ直線２０
の下方側の領域Ｓがこのラマンスペクトルにおける蛍光
分である。従って、カーボン保護層の蛍光強度比は、Ｓ
Ｐ３のピークにおける蛍光分を除いた実質的なピーク強
度Ａと、蛍光分を含んだ全体的なピーク強度Ｂとの比率
（Ｂ／Ａ）である。蛍光分として示されるラマンスペク
トルのバックグラウンド（領域Ｓ）は、カーボン保護膜
のポリマー性結合を示すものであるので、比率（Ｂ／
Ａ）が１．５以上であれば、良好なＣＣＳ耐久性のある
カーボン保護膜を得ることができると判明した。また図
１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示すラマンスペクトルに
対して蛍光によるバックグラウンド（領域Ｓ）を直線近
似で除去して、ガウス関数によりＳＰ２とＳＰ３との２
つのピークに波形分離した波形図である。図において、
カーボン保護膜のピーク強度比は、ＳＰ３のピーク強度
ＤとＳＰ２のピーク強度Ｇとの比率（Ｄ／Ｇ）である。
比率（Ｄ／Ｇ）が１．３〜３．５の範囲内にあれば、良
好なＣＣＳ耐久性のある水素含有カーボン保護膜を得る
ことができると判明した。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】硬度の高いヘッドスラ
イダーと媒体の接触界面では、媒体側が弾性変形し、ス
ライダーが媒体側にもぐり込んで堀り起こしを行いなが
ら進むことになるが、上記の柔軟性のある水素含有３５
ａｔ．％以上の水素含有カーボン膜では、弾性変形が大
きいので脆性破壊が起こりにくいので、ＣＣＳ耐久性に
優れている。しかしながら、研削性の高いスライダー
（材料，形状による）を用いた場合や、高密度記憶を保
証するためカーボン膜を薄膜化した場合には、磨耗が起
こり易く、ＣＣＳ耐久性が悪い。これに対する詳細なメ
カニズムは不明であるが、次のようなメカニズムである
と推定できる。即ち、水素の高含有率のカーボン膜は柔
軟性が高いので実質的に真実接触面積が大きく、摩擦係
数が大きい。摩擦係数を低く抑えるには膜の剪断に対す
る耐性を充分高くする必要がある。膜厚が厚いと剪断に
対する耐性は高いが、膜厚が薄いと剪断に対する耐性は
低く、摩擦係数は大きいので、水素の高含有率のカーボ
ン膜の膜厚を薄くすると、ＣＣＳ耐久性が悪くなるもの
と考えられる。

【００１２】そこで上記問題点に鑑み、本発明は、硬度
の高いスライダー材料に対応でき、ＣＣＳ耐久性に優
れ、カーボン保護膜の薄膜化により高密度記録が実現で
きる磁気記録媒体を提供することにある。

【００１３】

【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、カーボン保護膜を単層膜ではなく複層膜
構造としてある。即ち、カーボン保護膜は、磁性層の上
に形成された第１の水素含有率を持つ第１のカーボン膜
と、この第１のカーボン膜の上に形成された第１の水素
含有率より大きい第２の水素含有率を持つ第２のカーボ
ン膜とから構成された少なくとも２層構造である。必要
な場合、３層膜，４層膜構造を採用できるが、２層膜構
造の場合には、第１の水素含有率を２５ａｔ．％以上３
５ａｔ．％未満とし、第２の水素含有率を３５ａｔ．％
以上とする。

【００１４】カーボン保護膜の膜構造が水素含有率の異
なる複層膜であるときには、膜界面で水素含有率が離散
的に変化するが、本発明の別の手段では、水素含有カー
ボン保護膜を水素含有率が下面から上面にかけて単調増
加する勾配分布を持つような密度勾配膜としてある。か
かる密度勾配膜の場合は、カーボン保護膜の下面側の水
素含有率を２５ａｔ．％以上３５ａｔ．％未満とし、カ
ーボン保護膜の上面側の水素含有率を３５ａｔ．％以上
とする。

【００１５】上記の磁気記録媒体の製造方法において
は、非磁性の基体上に積層された磁性層の表面に、Ａｒ
ガスを主成分としてメタンを混入したスパッタリングガ
ス雰囲気下でカーボンターゲットを用いてスパッタリン
グによりカーボン保護膜を形成するものであるが、本発
明は、複層膜又は密度勾配膜のいずれを形成する場合に
おいても、同一チャンバー内で基体をスパッタリングガ
スの第１のガス配管側からこのガス流量とは異なるガス
流量の第２の配管側へ移動させて成膜することを特徴と
する。

【００１６】

【作用】水素含有率の低い下層のカーボン膜は高硬度膜
であり、水素含有率の高い上層のカーボン膜は柔軟性の
ある膜であるから、下層に高硬度膜があるとスライダー
のもぐり込みによる媒体側の変形量を抑制することがで
き、真実接触面積を低減させることができ、また上層に
柔軟性のある膜が存在するので脆性破壊を起こし難い。
従って、膜厚が薄膜化したときにも高いＣＳＳ耐久性を
示す。複層膜には層剥離等の密着性の問題等があるが、
下面から上面にかけて水素含有率が単調増加する勾配分
布の密度勾配膜をカーボン保護膜とした場合には、カー
ボン膜内には界面がないので、ＣＳＳ耐久性が高いと期
待される。

【００１７】また、本発明の製造方法によれば、同一ガ
スを使用しながらガス流量を異ならしめることによりカ
ーボン保護膜を複層膜及び密度勾配膜のいずれにでも形
成でき、基体の移動プロファイルを変えることで、膜厚
比や勾配分布を簡単に変更するとができる。

【００１８】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。図１は本発
明の実施例に係る磁気記録媒体の断面構造を示す断面模
式図である。

【００１９】この磁気記録媒体は、非磁性基板１ａ上に
１１μｍの非磁性金属層（硬化層）１ｂを形成して非磁
性の基体１とし、この基体１の上に１０００Åの非磁性
金属下地層２を積層してある。そして、この金属下地層
２上に強磁性合金体であるＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ（コバルト
−クロム−タンタル）、またはＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバ
ルト−クロム−白金）などにより４００Åの磁性層３を
薄膜状に積層形成し、さらに、これの磁性層３上に１８
０Åの保護層４を形成する。そして、この保護層４の上
に、必要に応じて液体潤滑剤からなる１３Åの潤滑層５
を設けて磁気ディスクを形成している。非磁性の基体１
としては、例えばＡｌ−Ｍｇ合金の非磁性基板１ａに無
電解メッキによりＮｉ−Ｐメッキ層１ｂを形成したも
の、アルマイト基体、ガラス基体、セラミック基体、な
どが用いられる。そして、この基体１を必要に応じて研
磨し、テクスチャーなどによりある程度の粗面（テクス
チャー加工面）を形成する場合もある。この非磁性の基
体１を〜２００°Ｃに加熱しながらＡｒ雰囲気下のスパ
ッタリングによりＣｒからなる非磁性金属下地層３、Ｃ
ｏ−Ｃｒ−Ｔａなどからなる磁性層４、およびカーボン
保護膜５を順次スパッタ法により積層成形する。そし
て、保護層４上に、フロロカーボン系の液体潤滑剤を塗
布して潤滑層６を形成し、金属薄膜ディスクを製造す
る。ここで、カーボン保護膜４はＡｒにメタンを混入し
たスパッタリングガス雰囲気でのカーボンターゲットの
スパッタリングにより成膜されるが、カーボン保護膜４
は下層の第１のカーボン膜４ａと上層の第２のカーボン
膜４ｂとからなる２層膜構造である。第１のカーボン膜
４ａの水素含有率は２５ａｔ．％程度で、これは図１１
のケース２の場合に相当している。また第２のカーボン
膜４ｂの水素含有率は３５ａｔ．％程度で、これは図１
１のケース３の場合に相当している。従って、第１カー
ボン膜４ａは高硬度膜で微小硬度６０ＧＰａ以上であ
り、第２のカーボン膜４ｂは柔軟性のある膜で、微小硬
度５０ＧＰａ以下である。また、本例では第１のカーボ
ン膜４ａ及び第２のカーボン膜４ｂの膜厚はそれぞれ略
等しく９０Å程度にしてある。

【００２０】このような２層膜構造のカーボン保護膜を
形成するには、図２に示すような方法が採用される。ス
パッタリング装置の同一チャンバー内において、第１の
カーボンターゲット１２ａに向けて配置した第１のガス
配管１２ｂと、これらに離間した位置で第２のカーボン
ターゲット１４ａに向けて配置した第２のガス配管１４
ｂと設ける。水素含有で２層構造のカーボン保護膜４を
形成するには、第１のガス配管１２ｂのガス流量に比べ
第２のガス配管１４ｂのガス流量を大きくし、基体１を
第１のガス配管１２ｂ側から第２のガス配管１４ｂ側へ
移動させる。本例では、両スパタイング部もガス種はＡ
ｒガスに３０モル％のメタンを混入させ、ガス圧は５ｍ
Ｔｏｒｒ、スパッターパワーは１３７０Ｗとしたが、ガ
ス流量は、第１のガス配管１２ｂが５ＳＣＣＭで、第２
のガス配管１４ｂが２４ＳＣＣＭとした。第１のカーボ
ンターゲット１２ａ近傍では第１のカーボン膜４ａが形
成され、第２のカーボンターゲット１４ａ近傍では第２
のカーボン膜４ｂが形成される。基体１の移動がゆっく
りと行なわれるときには、２層膜構造ではなく、水素含
有が単調増加する勾配分布を持った密度勾配膜が形成さ
れることになる。なお、スパッタリングガスとしては、
Ａｒガスに水素ガスを混入したものを用いることもでき
る。

【００２１】図３はアルゴンレーザーによる上記２層膜
のカーボン膜のラマンスペクトル解析の結果を示す。図
３（ａ）は、ラマンシフト１３５０ｃｍ^-1付近にグラフ
ァイト結合を示す準位ＳＰ２のピークと、１５６０ｃｍ
^-1付近（１５６２ｃｍ^-1）にダイアモンド結合を示す準
位ＳＰ３のピークとがあり、両ピークの両側方の裾野は
ラマンスペクトルにおける蛍光分である。図３（ｂ）は
図３（ａ）を両ピークをガウス関数で分離した図であ
る。準位ＳＰ３のピークのガウス関数の積分値は８９７
３単位で、準位ＳＰ２のピークのガウス関数の積分値は
１６３９７単位であった。図４はガス流量２４ＳＣＣＭ
でのみ成膜した単層のカーボン保護膜のラマンスペクト
ル解析の結果を示す。また図５はガス流量５ＳＣＣＭで
のみ成膜した単層のカーボン保護膜のラマンスペクトル
解析の結果を示す。これらにおいてはすべて膜厚は等し
くしてある。これらの図を比較すると、図３は図４及び
図５の中庸を示している。

【００２２】図６はＡｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣのスラーダーを
用いた場合におけるカーボン保護膜の膜厚に対するＣＳ
Ｓ試験２００００回後の摩擦係数μを示すグラフであ
る。この図からは明らかなように、高水素含有の単層膜
（２４ＳＣＣＭ）は中水素含有の単層膜（５ＳＣＣＭ）
に比して、ＣＳＳ耐久性に優れていることが判る。しか
し、約膜厚２５０Å以下になると、急激に摩擦係数が大
きくなっている。これに対して、本例の２層膜構造のカ
ーボン膜では膜厚１００Åでも摩擦係数０．８程度であ
り、薄膜化してもＣＳＳ耐久性に優れている。

【００２３】図７はＡｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣのスラーダー
（３．５ｇｆ）を用いた場合における本例のＣＳＳ試験
結果を示す。２００００回のＣＳＳサイクルでも摩擦係
数の増加は見られず、０．２〜０．６の範囲に安定して
いる。図８はガス流量２４ＳＣＣＭでのみ成膜した単層
のカーボン保護膜におけるＣＳＳ試験結果を示す。ＣＳ
Ｓサイクルが増すにつれて、摩擦係数が次第に増加して
いる。図９はガス流量５ＳＣＣＭでのみ成膜した単層の
カーボン保護膜におけるＣＳＳ試験結果を示す。

【００２４】２００００回のＣＳＳサイクルの途中（約
５０００回）でクラッシュしてしまう。このように、本
例の２層膜構造の水素含有カーボン膜は薄膜化しても
（特に２００Å以下で）優れたＣＳＳ耐久性を示す。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、水素含
有カーボン保護膜を水素含有率の低い下層のカーボン膜
と水素含有率の高い上層のカーボン膜との少なくとも２
層膜構造とした点に特徴を有するので、次の効果を奏す
る。

【００２６】下層のカーボン膜は高硬度膜であり、
上層のカーボン膜は柔軟性のある膜であるから、下層に
高硬度膜があるとスライダーのもぐり込みによる媒体側
の変形量を抑制することができ、真実接触面積を低減さ
せることができ、また上層に柔軟性のある膜が存在する
ので脆性破壊を起こし難い。従って、膜厚が薄膜化した
ときにも高いＣＳＳ耐久性を示す。よって、硬度の高い
スライダー材料に対応でき、ＣＳＳ耐久性に優れ、カー
ボン保護膜の薄膜化により高密度記録が実現できる。

【００２７】複層膜には層剥離等の密着性の問題等
があるが、下面から上面にかけて水素含有率が単調増加
する勾配分布の密度勾配膜をカーボン保護膜とした場合
には、カーボン膜内には界面がないので、更に、ＣＳＳ
耐久性が高くなると期待される。

【００２８】また、本発明の製造方法によれば、同
一ガスを使用しながらガス流量を異ならしめることによ
りカーボン保護膜を複層膜及び密度勾配膜のいずれにで
も形成でき、基体の移動プロファイルを変えることで、
膜厚比や勾配分布を簡単に変更するとができる。

【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断面構造
を示す断面模式図である。

【図２】本実施例におけるカーボン保護膜の成膜方法を
示す説明図である。

【図３】本実施例におけるカーボン保護膜のラマンスペ
クトル解析結果を示すグラフである。

【図４】ガス流量２４ＳＣＣＭでスパッタ成膜したカー
ボン保護膜のラマンスペクトル解析結果を示すグラフで
ある。

【図５】ガス流量５ＳＣＣＭでスパッタ成膜したカーボ
ン保護膜のラマンスペクトル解析結果を示すグラフであ
る。

【図６】ＣＳＳ試験におけるカーボン保護膜の膜厚に対
する摩擦係数の変化を示すグラフである。

【図７】本実施例におけるカーボン保護膜についてＣＳ
Ｓサイクルに対する摩擦係数の変化を示すグラフであ
る。

【図８】ガス流量２４ＳＣＣＭでスパッタ成膜したカー
ボン保護膜についてＣＳＳサイクルに対する摩擦係数の
変化を示すグラフである。

【図９】ガス流量５ＳＣＣＭでスパッタ成膜したカーボ
ン保護膜についてＣＳＳサイクルに対する摩擦係数の変
化を示すグラフである。

【図１０】磁気ディスクの層構成を示す一部切り欠き斜
視図である。

【図１１】水素含有のカーボン膜を有する磁気記録媒体
において、スパッタリングガスへのメタン混入量に対す
るカーボン膜の微小硬度の変化を示すグラフである。

【図１２】図１１におけるメタン混入量の異なる３つの
ケース（ケース１〜３）のカーボン膜のラマンスペクト
ルを示すグラフである。

【図１３】上記３つのケースのＣＳＳサイクルと摩擦係
数の変化を示すグラフである。

【図１４】（ａ）はカーボン保護層の蛍光分を含むラマ
ンスペクトルを示す波形図、（ｂ）は（ａ）に示すラマ
ンスペクトルから蛍光分を除去したラマンシフトを示す
波形図である。

【符号の説明】

１・・・基体１ａ・・・非磁性基板１ａ１ｂ・・・非磁性金属層（硬化層）２・・・金属下地層３・・・磁性層４・・・水素含有のカーボン保護膜４ａ・・・第１のカーボン膜４ｂ・・・第２のカーボン膜５・・・潤滑層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性の基体上に積層された磁性層を保
護するカーボン保護膜を少なくとも有する磁気記録媒体
において、前記カーボン保護膜は、前記磁性層の上に形成された第
１の水素含有率を持つ第１のカーボン膜と、この第１の
カーボン膜の上に形成された第１の水素含有率より大き
い第２の水素含有率を持つ第２のカーボン膜とから構成
された少なくとも２層構造であることを特徴とする磁気
記録媒体。
【請求項２】請求項１に記載の磁気記録媒体におい
て、前記第１の水素含有率は２５ａｔ．％以上３５ａ
ｔ．％未満であり、前記第２の水素含有率は３５ａｔ．
％以上であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】非磁性の基体上に積層された磁性層を保
護するカーボン保護膜を少なくとも有する磁気記録媒体
において、前記カーボン保護膜は水素含有のカーボン膜であり、そ
の水素含有率が下面からの上面にかけて単調増加する勾
配分布であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項４】請求項３に記載の磁気記録媒体におい
て、前記カーボン保護膜の下面側の水素含有率は２５ａ
ｔ．％以上３５ａｔ．％未満であり、前記カーボン保護
膜の上面側の水素含有率は３５ａｔ．％以上であること
を特徴とする磁気記録媒体。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
記載の磁気記録媒体の製造方法において、非磁性の基体
上に積層された磁性層の表面に、Ａｒガスを主成分とし
てメタンを混入したスパッタリングガス雰囲気下でカー
ボンターゲットを用いてスパッタリングによりカーボン
保護膜を形成する際、同一チャンバー内で前記基体を前
記スパッタリングガスの第１のガス配管側からこのガス
流量とは異なるガス流量の第２の配管側へ移動させて成
膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。