JPH10143837A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気ヘッドスライダーと磁気記録媒体の摩擦抵
抗を減少させ、ＣＳＳ特性の優れた磁気記録媒体を提供
する。 【解決手段】非磁性の基体１上に非磁性の金属下地層
２、強磁性合金からなる薄膜磁性層３、および保護層４
とが順次積層され、最表面に潤滑層５が塗布されている
磁気記録媒体において、基体上に炭素または金属炭化物
からなる突起物Ｐが形成されており、この突起物に起因
する凸部Ｑが前記保護層の表面に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定磁気ディスク
記憶装置などに用いられる、非磁性基体上に下地層、薄
膜強磁性層および保護層が形成された磁気記録媒体に関
し、特に基体上に凹凸形成のためのカーボンまたはその
化合物の凹凸制御層を設けることにより保護層表面に凹
凸を有する磁気記録媒体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
記憶装置として磁気記録媒体を有する固定磁気ディスク
装置が多く用いられている。図２は従来の磁気記録媒体
の構成を示す断面図である。この磁気記録媒体は、非磁
性基体１のナノメターレベルで平滑化された面上に非磁
性の金属下地層２、強磁性合金体であるコバルト─クロ
ム─白金（以下構成元素記号を用いてＣｏ─Ｃｒ−Ｐｔ
などと記す）などの薄膜状の磁性層３、アモルファスカ
ーボンからなる保護層４が積層形成され、さらにその上
の液体潤滑剤からなる潤滑層５から構成されている。

【０００３】非磁性基体１としては、鏡面研磨を施した
ガラス基板が用いられる。この非磁性基体１を真空チャ
ンバー内で３００℃に加熱処理後、Ｃｒからなる膜厚１
００nmの非磁性金属下地層２、Ｃｏ８０ａｔ％、Ｃｒ１
４ａｔ％、Ｐｔ６ａｔ％からなる膜厚５０nmの磁性層
３、およびアモルファスカーボンからなる膜厚２０nmの
保護層４を順次スパッタにより積層形成される。そし
て、保護層４上に、フロロカーボン系の液体潤滑剤が膜
厚２nm塗布されて潤滑層５が形成され、磁気記録媒体が
完成する。

【０００４】このようにして作製された磁気記録媒体
は、寸法精度および機械的強度などは良好であり、実用
上の支障はない。また、磁気特性も保磁力Ｈｃは１６０
０程度で、残留磁束密度（記号をBrとし、単位はＧであ
る) と磁性層膜厚 (記号をδとし、単位はμm である)
の積であるBr・δは４００Ｇ・μm 程度と、従来の記録
密度や記録容量に対しては、良好である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表面平
滑性に優れ、磁気ヘッドスライダー（以降、スライダー
と略記する）の浮上量の小さい従来のガラス基板を用い
た磁気記録媒体においては、基板表面が平滑なため、着
地時にスライダーが磁気記録媒体に最悪の場合吸着され
てしまい、引き剥がせなくなり、磁気記録の消失事故
（スティッキング）を起こすことがあった。吸着に至る
以前に、スライダーの浮上・着地の繰り返しにおけるス
ライダーと磁気記録媒体の表面の摩擦抵抗と繰り返し回
数の増加に伴う摩擦抵抗の増加を主とするＣＳＳ（Cont
act start and stop) 特性が悪くなることが観測され
る。

【０００６】上記の問題点に鑑みて、本発明の目的は非
磁性の基体の平滑性に起因するスライダーと磁気記録媒
体の摩擦抵抗を減少させ、ＣＳＳ特性の優れた磁気記録
媒体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、非磁性の基体上に非磁性の金属下地層、強磁性合
金からなる薄膜磁性層、および保護層とが順次積層さ
れ、最表面に潤滑層が塗布されている磁気記録媒体にお
いて、基体上に炭素または金属炭化物からなる突起物が
形成されており、この突起物に起因する凸部が前記保護
層の表面に形成されていることとする。

【０００８】前記凸部の平滑部に対する高さは潤滑層の
厚さより大きいと良い。前記凸部の密度は磁気記録ヘッ
ドスライダーの着地面積に対し複数個であると良い。前
記炭素はアモルファスカーボンであると良い。前記金属
炭化物はタングステンカーバイドであると良い。

【０００９】前記磁気記録媒体の製造方法において、前
記突起物は炭素を含む化合物ガス中の電子ビームにより
誘導堆積されることとする。前記突起物の直径、高さお
よびその間隔の制御は前記電子ビームの制御によりなさ
れると良い。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は次の実験事実に基づいて
いる。非磁性の基体と非磁性の下地層の間に、電子ビー
ム誘導堆積によるカーボンまたはその化合物の突起物を
介在させることにより、磁気記録媒体の表面の凹凸を制
御することにより、高保磁力、高角形比な磁気特性は変
わらず、摩擦抵抗が減少し、その繰り返し使用に対する
摩擦抵抗の増加の少ない、すなわちＣＳＳ特性の優れた
磁気記録媒体が実現できることを見出した。

【００１１】図１は本発明に係る磁気記録媒体の構成を
示す断面図である。本発明に係る磁気記録媒体は、非磁
性基体１の平滑化された表面に電子ビーム誘導堆積によ
る突起物Ｐを高密度で形成してある。非磁性基体１の上
（突起物Ｐを含む）に順次、金属下地層２、磁性層３お
よび保護層４が積層され、保護層４の表面には潤滑層５
が塗布される。突起物Ｐに起因して保護層４の表面には
凸部Ｑが形成されている。

【００１２】本発明に係るの構成の磁気記録媒体におい
ては、電子ビーム誘導堆積により、任意の等間隔で突起
部を形成できるので、スライダーの着地部の面積当たり
多数の凸部Ｑを一様な密度（個数／単位面積）で、また
凸部Ｑの高さを潤滑層の厚さより大きく形成することが
できる。従って、スライダーはその着地位置に関わら
ず、多数のはぼ同じ数の凸部Ｑとの点接触によって支持
され、薄い潤滑層５に広い面積にわたっては、吸着され
ることはない。また、突起物を被覆する金属下地層２か
ら保護層４が突起物の上および周囲に一様に成膜される
ので磁気記録媒体の表面の凸部Ｑは滑らかであり、スラ
イダーとの衝突時の衝撃力は緩和される。スライダーの
吸着は起こらない。従ってＣＳＳ特性の向上が期待でき
る。

【００１３】本発明に係る非磁性基体としては、例えば
ガラス板、セラミックス板、アルミニウム板、チタニウ
ム金属板、カーボン板、シリコン板等が挙げられる。こ
れらの中でも、表面の平滑性を高くでき、かつ安価に入
手できることからガラス板の使用は好ましい。電子ビー
ム誘導堆積は、炭素を含む化合物の低圧のガス中で、電
子顕微鏡用の電子銃などからの放射される電子ビームを
基板表面に細く絞って照射することによって、ガス中の
炭素またはガス分子の構成元素からなる金属炭化物等の
突起物が電子ビーム照射部に堆積する現象である。

【００１４】炭素を含む化合物としてはは炭酸ガス、炭
化水素ガス等の他真空ポンプオイル、あるいはＷ（Ｃ
Ｏ）₆ 等の揮発性の金属カルボニルなどを用いることが
できる。突起物Ｐの直径および高さの制御は電子エネル
ギー、電流量、電子ビーム径および電子ビームの照射時
間を変えることにより任意に制御可能である。また、突
起の間隔は電子ビームの移動または基体１の回転および
移動させることにより任意の位置に突起形成が可能であ
る。 実施例１ 以下に、本実施例における磁気記録媒体の作製手順に沿
って、図１に基づいて説明する。

【００１５】先ず、内外径加工および面切削されたディ
スク状のガラスからなる基体１の表面を超精密平面研磨
し、精密洗浄後、真空チャンバー内に導入した。この真
空チャンバー内の真空度は電子ビームを発生、制御でき
る範囲内で任意に制御可能である。導入した基体１に、
電子エネルギー１０ｋｅＶ、ビーム電流１μＡの電子ビ
ームを照射し、高さ１５ｎｍの突起物Ｐをおよそ５００
ｎｍ間隔に形成した。なお、電子ビームの基体１表面で
の移動、停止、照射電流などを計算機制御し、突起物の
均一性を高め、また電子ビーム装置の稼働率を高めた。

【００１６】この実施例では電子ビームによるアモルフ
ァスカーボンの原料は真空チャンバー内に残留する一酸
化炭素または真空ポンプ用オイルなどのカーボン系ガス
を利用し、別途供給はしなかった。突起物Ｐの形成後、
マグネトロンスパッタ装置を用い、成膜室圧力を０．７
PaのArガス雰囲気中とし、基体１の温度を３００℃まで
加熱後、Crからなる厚さ１００ｎｍの非磁性金属下地層
２、Ｃｏ８０ａｔ％−Ｃｒ１４ａｔ％−Ｐｔ＆ａｔ％か
らなる厚さ５０ｎｍの磁性層３、およびカーボンからな
る厚さ２０ｎｍの保護層４を順次スパッタにより積層形
成した。その後、保護層４上にフロロカーボン系の液体
潤滑剤を２ｎｍ塗布して潤滑層５を形成して磁気記録媒
体を得た。

【００１７】保護層４の表面に形成された凸部Ｑは直径
１００ｎｍ、高さ１５ｎｍの球の一部をなす形状であ
り、平滑な面から段差なく滑らかに形成されていた。こ
れは主に最も厚い非磁性金属下地層がカーボン突起物を
被覆したことによっている。こうして得られた磁気記録
媒体のＣＳＳ特性は突起物形成を行わなかった磁気記録
媒体に比較して、磁気特性（保磁力と角形比）は同じで
あったが、摩擦抵抗は初期値は７０％と小さく、その増
加率は５０％と小さいことが判った。 実施例２ この実施例では、実施例１の装置の真空チャンバー内に
Ｗ（ＣＯ）₆ ガスを導入し、その外は実施例１と同様に
突起物を形成した。

【００１８】形成した突起物のオージェ分析の結果、タ
ングステンカーバイドであることが判った。以降、実施
例１の同様に、各層を積層し磁気記録媒体を作製したと
ころ、直径１００ｎｍ、高さ１５ｎｍの球の一部をなす
形状の凸部を得ることができた。得られた磁気記録媒体
のＣＳＳ特性は、突起形成を行わなかった磁気記録媒体
に比較して、摩擦抵抗およびその増加率共実施例１と同
程度に小さく、良好であった。 実施例３ スライダーが浮上・着地を行うＣＳＳ領域とスライダー
の滑走領域が区別される磁気記録媒体において、実施例
１と同じ作製方法により、サイズの異なる２種の突起物
を各領域に形成した。ＣＳＳ領域には実施例１と同じ高
さ１５ｎｍのカーボン突起物をおよそ５００ｎｍ間隔で
形成し、滑走領域には高さ５ｎｍの小さい突起物をおよ
そ５００ｎｍ間隔で形成した。

【００１９】以降、実施例１の同様に、各層を積層し磁
気記録媒体を作製した。ＣＳＳ領域の凸部は直径１００
ｎｍ、高さ１５ｎｍであり、滑走領域の凸部は直径３０
ｎｍ、に高さ５ｎｍであった。こうして得られた磁気記
録媒体のＣＳＳ領域ではＣＳＳ特性は前記実施例と比較
して同等のＣＳＳ特性であり、また滑走領域ではスライ
ダーの浮上量の低下が観測され、より高密度記録の可能
性が認められた。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、非磁性の基体上に非磁
性の金属下地層、強磁性合金からなる薄膜磁性層、およ
び保護層とが順次積層され、最表面に潤滑層が塗布され
ている磁気記録媒体において、基体上に炭素または金属
炭化物からなる突起物を形成し、この突起物に起因する
凸部が前記保護層の表面に形成されているようにしたた
め、スライダーの着地部を多数の凸部で支持でき、また
非磁性基体上の突起物の高さをｎｍオーダーで制御し
て、凸部の高さを潤滑層の厚さより大きくしてあるの
で、スライダーの吸着は起こらない。従ってＣＳＳ特性
は向上する。

【００２１】また、突起物の直径、高さおよびその間隔
の制御は電子ビームの制御によりなされるので、電子ビ
ームを計算機制御することにより精度良くまた再現性よ
く突起物を製造でき、凸部のサイズ、密度の精度は良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気記録媒体の構成を示す断面図

【図２】従来の磁気記録媒体の構成を示す断面図

【符号の説明】

１ 非磁性基体 ２ 金属下地層 ３ 磁性層 ４ 保護層 ５ 潤滑層 Ｐ 突起物 Ｑ 凸部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性の基体上に非磁性の金属下地層、強
   磁性合金からなる薄膜磁性層、および保護層とが順次積
   層され、最表面に潤滑層が塗布されている磁気記録媒体
   において、基体上に炭素または金属炭化物からなる突起
   物が形成されており、この突起物に起因する凸部が前記
   保護層の表面に形成されていることを特徴とする磁気記
   録媒体。
2. 【請求項２】前記凸部の平滑部に対する高さは潤滑層の
   厚さより大きいことを特徴とする請求項１に記載の磁気
   記録媒体。
3. 【請求項３】前記凸部の密度は磁気記録ヘッドスライダ
   ーの着地面積に対し複数個であることを特徴とする請求
   項１または２に記載の磁気記録媒体。
4. 【請求項４】前記炭素はアモルファスカーボンであるこ
   とを特徴とする請求項１ないし３に記載の磁気記録媒
   体。
5. 【請求項５】前記金属炭化物はタングステンカーバイド
   であることを特徴とする請求項１ないし３に記載の磁気
   記録媒体。
6. 【請求項６】前記突起物は炭素を含む化合物ガス中の電
   子ビームにより誘導堆積されることを特徴とする請求項
   １ないし５に記載の磁気媒体の製造方法。
7. 【請求項７】前記突起物の直径、高さおよびその間隔の
   制御は前記電子ビームの制御によりなされることを特徴
   とする請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。