JPS61267929A

JPS61267929A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPS61267929A
Application number: JP61006923A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Endo; 遠藤　重郎; Shiro Murakami; 志郎村上; Shigeo Fujii; 重男藤井; Masayuki Nakao; 政之中尾; Shigeru Oguma; 小熊　繁
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1986-11-27
Also published as: DE3546325A1; DE3546325C2; US4774130A

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に係り、特に、磁性薄膜及びこの
表面側に形成された耐食性の高い保護膜を有する磁気記
録媒体に関する。

［従来の技術］記録密度の高い合金磁性薄膜を有する磁気記録媒体の研
究開発が近年大いに推進されているが、その一つとして
、基板の板面上に磁性薄膜層を形成し、さらにその上に
保護膜を設けたものがある。

この保護膜としては、オスミウム、ルテニウム、イリジ
ウム、マンガン、タングステン等の金属、酸化珪素、酸
化チタン、酸化タンタル、酸化ハフニウム等の酸化物、
各種の窒化物、炭化物、ホウ素、炭素、炭素とホウ素の
合金、ポリ珪酸。

ダイヤモンド構造炭素からなる膜を用いることが公知で
ある（特開昭５９−６１１０６）。

［発明が解決しようとする問題点１これらの保護膜のうち、潤滑性に優れるところから、炭
素がしばしば用いられている。しかしながら、この炭素
保護膜は、Ｎ２０や０２等を透過させる性質が比較的高
い、これがために、炭素保護膜は、磁性膜層の耐食、耐
候性を高めるという本来の保護作用にやや欠ける。

また、上記の炭素以外の材質からなる保護膜においては
、多少耐食性、耐候性に優れてはいるものの・潤滑性が
炭素よりもかなり劣る。

［問題点を解決するための手段］本発明者らは、磁気記録媒体の磁性薄膜上に形成される
保護膜について、鋭意研究を重ねた結果、保護膜としテ
Ｃｒ　２０３．　Ｓ　ｉ及びＧｅの１又は２以上を組合
せた第１層と、この第１層上に形成されたアモルファス
状炭素（Ｃ）又はグチファイト状炭素を含むアモルファ
ス状炭素の第２層からなるものは耐食性、耐候性及び潤
滑性のいずれの特性にも極めて優れていることを見出し
た。

本発明はかかる知見に基いてなされたものであり、基板の板面上に磁性薄膜が形成されており、かつこの磁
性薄膜の表面に保護膜層が形成された磁気記録媒体にお
いて、該保護膜層は、Ｃｒ２Ｏ３，Ｓｉ及びＧｅよりな
る群から選ばれた１又は２以上の物質を含んでなる第１
暦とこの第１層の表面側に形成されたアモルファス状炭
素からなる第２Ｎとから構成されていることを特徴とす
る磁気記録媒体、を要旨とすものである。

以下本発明について更に詳細に説明する。

本発明においては、基板としては、アルミニウム、マグ
ネシウムを７ｗｔ％以下、好適には３〜４ｗｔ％含むア
ルミニウム合金、チタン合金などが用いられるが、軽量
かつ安価であり加工も容易な点からしてアルミニウム合
金が好適である。使用可能な他のアルミニウム合金とし
てはＡ１−Ｚｎ系がある。なお、近年、セラミック基板
が注目されているが１本発明はこのセラミック基板例え
ばＺ　ｒ　Ｏ２系、Ａ　ｊＬ　２　Ｏａ系やあるいはガ
ラス基板をも用い得る。

基板は、その表面が平坦になる様に、機械的な研摩や化
学的な研摩などの仕上げ処理を施されたものが用いられ
る。この基板の上にはヘッドクラッシュによるディスク
表面の変形を防ぐために、アルマイトやＮｉ−Ｐ等の硬
質の下地層が設けられる。（なお、セラミック基板の場
合は必ずしも必要ではない、）基板がアルミニウム又はアルミニウム合金である場合に
は、下地層としてこの基板の表面を陽極酸化法によって
アルマイト層を形成することができる。アルマイト層の
厚さは、特に限定されるものではないが、通常は数ＩＬ
ｍ〜数１０ｐｍ、例えば１０終ｍ前後程度とされる。

Ｎｉ−Ｐの下地層は、通常、無電解めっき法により形成
され、その厚さとしては、約ｌＯ〜１１００ＩＬ程度と
される。また、これらのアルマイト下地層やＮｉ−Ｐ下
地層は、その上に磁性薄膜を形成するに先立って表面研
磨するのが好ましい、好ましい表面粗さは平面粗さＲａ
≦０．０２ｐｍ程度である。研磨の方法としてはコロイ
ダルシリカ微粉末によるメカノケミカルボリジングなど
がある。

下地層の上には磁性薄膜が形成される。

この磁性薄膜としては、合金磁性薄膜や酸化物系磁性薄
膜を用いることができるが、合金磁性薄膜としては、Ｃ
ｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ、
Ｇｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−ＰＬ、Ｃｏ−Ｎ
ｉ−Ｃｒ系等各種のものを用いることができる。また、
ＣｏやＮｉの一部をＦｅでおきかえたもの、あるいは、
Ｃｏ−ＮｉのＣｏの一部を、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｉｆ。

Ｒｕ　、Ｐｔの単独或いはこれらの２種以上を複合して
１合計量で２〜２０ａｔ％の範囲内で置換したものでも
差支えない、酸化物系磁性薄膜としては、γ−Ｆｅ２Ｏ
３等が挙げられる。

これらの磁性薄膜は、通常のスパッタリング等の気相め
っき法や特開昭５６−４１５２４号に記載のように、液
相めっき法によって形成できる。

なお、上記の組成及び製造法は１本発明においては、−
例であって、特にこれらに限定されるものではない。

Ｃｏ−Ｎｉ　、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ　、’Ｃｏ−Ｎｉ　−
Ｐ系の磁性薄膜は、好適には、Ｎｉを５〜４０ａｔ％と
りわけ１０〜３０ａｔ％含む、ここにおいて、ＣｏとＮ
ｉとの他に、ざらにＰｔを含む場合は、Ｐｔの含有率は
１２ａｔ％以下とりわけ１０ａｔ％以下が好ましい、ま
た、ＣｏとＮｉとの他に、ざらにＰを含む場合は、Ｐの
含有率は１２ａｔ％以下が好ましい、Ｃｏ−Ｐｔ系の磁
性薄膜は、Ｐｔを好適には１２ａｔ％以下、とりわけ１
０ａｔ％以下含む、Ｃｏ−Ｃｒ媒体のＣｒは５〜２０ａ
ｔ％、とりわけ５〜７ａｔ％を含む。

Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ媒体はＣｒを５〜２０ａｔ％、Ｐｔを
ｌＮｉ０ａｔ％、とりわけＣｒを５〜７ａｔ％、Ｐｔを
５〜９ａｔ％含む、Ｃｏ−Ｎｉ　−Ｃｒ媒体はＮｉを１
０〜３５ａｔ％、Ｃｒを３〜１５ａｔ％、とりわけＮｉ
ｅ１５〜２５ａｔ％。

Ｃｒを３〜ｌ　Ｏａ　ｔ％含む。

磁性薄膜は、好適には、３００〜３０００Ａとりわけ５
００　Ｎｉ５００Ａの厚さである。３００Ａよりも薄い
磁性薄膜は安定した特性を磁気記録媒体に与えないであ
ろう、３０００Ａよりも厚い膜は長い形成時間を要し、
それを製造するためのコストを不必要に大きくするであ
ろう。

磁性薄膜の上にはＣｒ　２０３　、　Ｓ　ｉ及びＧｅか
ら選ばれるｌ又は２以上の物質からなる第１層と、この
第１層の表面側に形成された第２層たるアモルファス炭
素又はグラファイト炭素を含むアモルファス炭素層とを
有した保護膜を形成する。

第１層としては、具体的には、■Ｓｉのみ、■Ｇｅのみ
、■Ｃｒ２０ａ（７）み、■５ｉ−Ｇｅ、■Ｓ　ｉ　−
Ｃｒ　２０　ａ　、■Ｇ　ｅ　−Ｃｒ　２０３、■５ｉ
−Ｇｅ−Ｃｒ２０ａ（７）７通りがあって、このいずれ
でも良い。

このＳｉ、Ｇｅ及びＣｒ２Ｏ３は前記のアモルファス状
炭素よりも優れた耐食性及び耐候性を有している。モし
てＳｉとＧｅは潤滑性についても相当に優れた特性を有
する。また、Ｃｒ２０ａは硬質であり、保護膜の耐Ｃ３
Ｓ性を高める。

第２層のアモルファス炭素層又はグラファイト炭素を含
むアモルファス炭素層は、潤滑性に極めて優れる。特に
比抵抗が１０−２〜１０２Ω・ｃｍのアモルファス状炭
素及びグラファイト炭素を含むアモルファス炭素層が高
い潤滑性と耐摩耗性を有する。１ｏ−３Ω・ｃｍ以下の
場合には、潤滑性は優れるが摩耗がはげしく結果的に耐
Ｃ８Ｓ性にやや弱いこと、また、１０４Ω・ｃｍ以上の
場合には、ダイヤモンド状に近いアモルファス炭素にな
り潤滑性に劣る様になることが判明した。

この保護膜はその膜厚（第１層と第２層との膜厚の和）
が１００ＯＡを越えると、形成時間が長くなると共に、
磁気ヘッドと磁性薄膜との距離を大きくしディスクの電
磁変換特性を低下させる。

また、当然ながら、薄すぎる場合には、保護膜としての
機能を果さなくなる。特に好ましい膜厚は３００−１０
００Ａである。

なお、第１層は１００〜３００Ａ程度が好ましい、１０
０Ａよりも薄い場合には、耐食性、耐候性を改善する効
果が小さくなる。一方、３００Ａを超える場合には、耐
食性、耐候性の点においては優れるのであるが、その分
だけ第２層（アモルファス状炭素層及びグラファイト炭
素を含むアモルファス状炭素層）の厚さを減らすように
する必要が生ずる。これは、前述のように、保護膜全体
として１００ＯＡ以下の厚さにするのが好ましいからで
ある。

第２層は２００〜７００Ａ程度が好ましい。

２００Ａよりも薄い場合には潤滑性改善効果が小さくな
り、７００Ａを超える場合には、第１層の厚さを制限す
る必要が生じ得る０本発明においては、更にこの保護膜
の上に各種の有機物質１例えばパーフロロアルキルポリ
エーテル・モノステアリン、トリアコンチノルトリメト
キシシランから成る潤滑剤を塗布することもできる。

磁性薄膜上に形成されたＣｒ２０ａ、Ｓｉ、Ｇｅを含む
第１層は耐食性、耐候性に優れる。また、第２層（アモ
ルファス状炭素層及びグラファイト炭素を含むアモルフ
ァス状炭素層）は潤滑性に優れる。

本発明の磁気記録媒体の保護膜は、この第１層と第２層
の長所を具備する。このため１本発明の磁気記録媒体の
保護膜は、耐食性及び耐候性に優れているので、磁性層
の十分な保護が図れ、磁気記録媒体は耐久性に優れる。

また、この保護膜は潤滑性も極めて高く、実用性にも優
れる。

磁性膜及び保護膜はスパッタリング法により形成できる
。このスパッタリングを行なうには、通常のスパッタリ
ング装置、即ち、ターゲット及び試料設置台を有する装
置ケーシング、このケーシング内を加熱するためのヒー
タ、このケーシング内を減圧するための真空ポンプ及び
ケーシングに接続されたガスボンベを備えて構成された
ものが好適に用いられる。このターゲットとしては、形
成する膜の合金組成と完全に又はほぼ一致した合金組成
のものが好適である。

スパッタリングは、希ガス好ましくはアルゴン（Ａｒ）
ガス雰囲気で行なわれる。雰囲気圧は。

全圧でｌ　Ｎｔｏｏｍ”ｒｏｒｒ、とりわけ５〜５０ｍ
Ｔｏｒｒとするのが好適である。なお、予定するスパッ
タリング雰囲気を形成するに先立って、一旦、１０−５
Ｔｏｒｒ以下の真空に減圧するのが好適である。

スパッタリングを行なうときには、基板を加熱しても良
く、室温のままにしても良い、基板を加熱する場合は、
２５０℃以下、とりわけ２２０℃以下とするのが好まし
い、スパッタリング時間は形成しようとする膜厚を、平
均的な膜形成速度で割り算することにより決定される。

スパッタリング装置としては、上記のような温度、雰囲
気、雰囲気圧力等の条件を種々調節できるものが好適で
ある。良く知られているスパッタリング装置としては、
高岡波マグネトロンスパッタリング装置、円型マグネト
ロンスパッタリング装置、平板型マグネトロンスパッタ
リング装置、同軸円筒電極型マグネトロンスパッタリン
グ装置、高周波スパッタリング装置、イオンビームスパ
ッタリング装置、高周波スパッタリング装置、直流２極
スパツタリング装置などが挙げられる。

なお基板と磁性薄膜との間に下地層の他、磁性薄膜の付
着強度を増大させる各種の中間層、具体的にはＣｒ　、
Ｖ　、Ｍｎ（７）５０〜５００Ａの層などを設けても良
い。

なお、本発明は１インチないし２インチのような極めて
小さなディスク径のものから、１０インチ又はそれ以上
の大きなディスク径の磁気記録媒体にも適用できる。

以下１本発明を具体的実施例によって詳細に説明する。

なお以下に述べる実施例はマグネトロンｒ、ｆ、スパッ
タ装置によったが、イオン工学的に同様のことが言える
イオンビームスパッタリング等によって本発明の効果を
得ることが可能であることは無論である。

実施例１マグネシウムを４％含むアルミニウム合金基板（大きさ
：直径１３０ｍｍ、内径４０　ｍ　ｍ、厚さ１．９ｍｍ
）について表面を旋・盤加工し平坦にした０次いで、無
電解めっき法によってこの加工基板の上にＮｉ−Ｐ層を
厚さ２５４ｍになるよう形成し、この片面を約２１Ｌｍ
研摩し、さらに０．０５ないし０．１ｇｍ深さのスクラ
ッチをアトランダムに付加（テクスチャー処理）した状
態で鏡面研磨仕上げした。

次に平板マグネトロンｒ、ｆ、スパッタ装置を用い、Ｃ
ｒ下地膜を３００ＯＡつけ、ただちに下記条件にてＣｏ
−Ｎｉ薄膜を形成した。

初期排気　　　　　　　　　２Ｘ１０−’↑ｏｒｒスパ
ッタリング時雰囲気　　Ａｒスパッタリング時雰囲気圧　１２霞Ｔｏｒｒ投入電力　
　　　　　　　　１ｋｗターゲット組成　　　　　　Ｎｉ　　２０原子％残部Ｃ
。

極間隔　　　　　　　　　　１０８ｍｍ磁性薄膜の膜厚
　　　　　　５００Ａ薄膜形成速度　　　　　　　２００Ａ／ｍｉｎ基板温度
　　　　　　　　　２００℃ その後、ターゲットを純度９９．９９％のＳｔとしたこ
と以外は上記と同様にしてＳｉ保護膜を２０ＯＡ厚さと
なるようにしてスパッタリングして形成し、更にその上
に、同様にして４０ＯＡ厚のＣｙｆＩＩを形成して磁気
記録媒体とした。この磁気記録媒体の耐Ｃ８Ｓ性テスト
を行った。このテストは、保護膜を付けた５％”φディ
スクにつき５塊”φディスクドライブに装着して行った
。用いたヘッドはＭ　ｎ　−Ｚ　ｎウィンチェスタ−型
であり、内周部Ｒ＝５０ｃｍでのヘッド浮上量を０．４
５１Ｌｍ　（３６００ｒｐｍ時）に設定して、この点で
テストを行った。Ｃ３Ｓサイクルは第１図によった。

耐Ｃ３Ｓ性の寿命はスタート時対比再生出力が１０％低
下する時点あるいはエラーが１ケでも増大する時点とし
た。

第１表にテスト結果を示す。

実施例２保護膜の第１層の材質及び第１層、第２層の厚さを第１
表のように変えた他は、実施例１と同様にして磁気記録
媒体を作成した。

これらの耐Ｃ８Ｓ性テスト結果を第１表に示す。

比較例１保護膜として、Ｓ　ｉ　Ｏ２、オスミウム、窒化珪素、
肇化珪素、ダイヤモンド構造炭素からなる−ものをそれ
ぞれ用いたこと以外は、実施例１と同様にして磁気記録
媒体を作成し、同様にして耐Ｃ８Ｓ性テストを行った。

その結果を第１表に示す。

第１表より、本発明に係る磁気記録媒体においては、保
護膜の潤滑性が高いことが明らかである。

なお、オスミウム、窒化珪素、炭化珪素、ダイヤモンド
構造炭素保護膜については膜厚を４０ＯＡにして同様に
耐Ｃ５Ｓ性テストを試みたが、いずれもＩＯＫ回以下で
あった。また、これらにフロロカーボン系潤滑剤を１０
０Ａ程度付加しても２０に回置下であった０通常、耐Ｃ
５Ｓ性は１０に回ないし２０に回置上必要とされている
ので、安全性をみた場合これらの保護膜は耐Ｃ３Ｓ性的
に充分でない。

実施例３実施例１において、第１暦と第２層の層厚さの比は同じ
（１：２）とし、保ＷＭ層全体の厚さを３００〜１００
ＯＡの間で変化させて耐Ｃ３Ｓ性テストを行った。その
結果を第２図に示す。

比較例２比較例１のダイヤモンド構造炭素保護膜を用いた場合に
おいて、ｌ！厚を３００〜１００ＯＡの間で変化させ、
耐Ｃ８Ｓ性テストを行った。結果を第２図に示す。

第２図より、実施例のものは耐Ｃ８Ｓ性に極めて優れる
ことが明らかである。また、耐Ｃ８Ｓ性は当然ながら膜
厚に比例して向上することも認められる。

なお、上記実施例及び比較例に係る磁気記録媒体のうち
、第１表中のいくつかのものについてその耐食性や耐候
性を試験した。

この試験は、試料（磁気記録媒体）を、比抵抗３ＭΩ・
ｃｍ（２５℃）の純水中に１週間浸漬し、飽和磁束密度
（Ｂ　ｒ）の減少量（ΔＢｒ）を求めることにより行っ
た。結果を第２表に示す。

第３図は、実施例３と比較例２のものについて、上記と
同様の耐食性、耐候性試験を行った結果を示すグラフで
ある。

第２表及び第３図より、本発明に係る磁気記録媒体は優
れた耐食性及び耐候性を有することが明らかである。

第　　２　　表［効果］以上詳述した通り、本発明の磁気記録媒体の保ｗ１膜は
、耐食性及び耐候性に優れているので、磁性層の十分か
保護が図れ、磁気記録媒体の耐久性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例及び比較例における耐Ｃ８Ｓ性テスト用
ドライブの回転特性を示す図である。第２図及び第３図
は実施例及び比較例における測定結果を示すグラフであ
る。代理人　　弁理士　　重　野　　剛第１図瑣７ｇＩ（ｓｅｃ）１頁の続き発　明　者　　中　尾　　　政　之　熊谷市三ケ尻５２
０幡地内

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板の板面上に磁性薄膜が形成されており、かつ
この磁性薄膜の表面に保護膜層が形成された磁気記録媒
体において、該保護膜層は、Ｃｒ＿２Ｏ＿３、Ｓｉ及び
Ｇｅよりなる群から選ばれた１又は２以上の物質を含ん
でなる第１層とこの第１層の表面側に形成されたアモル
ファス状炭素からなる第２層とから構成されていること
を特徴とする磁気記録媒体。
（２）保護膜層は第１層の厚さが１００〜３００Åであり第２層の厚さが２００〜７００Åである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気記
録媒体。
（３）第２層が比抵抗１０＾−＾２〜１０＾２Ω・ｃｍ
のアモルファス状炭素又はグラファイト炭素を含むアモ
ルファス状炭素であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項又は第２項に記載の磁気記録媒体。
（４）基板はアルミニウム基板又はアルミニウム基合金
基板であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
し第３項のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
（５）基板は７重量％以下のマグネシウムを含有するア
ルミニウム基合金基板であることを特徴とする特許請求
の範囲第４項に記載の磁気記録媒体。
（６）磁性薄膜はＣｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ、Ｃｏ
−Ｎｉ−Ｐ及びＣｏ−Ｐ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒのうちのいずれかの組成の合金磁
性薄膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
いし第５項のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
（７）磁性薄膜は、５〜３５ａｔ％のＮｉを含むＣｏ−
Ｎｉ合金であることを特徴とする特許請求の範囲第６項
に記載の磁気記録媒体。
（８）磁性薄膜は５〜４０ａｔ％のＮｉと１２ａｔ％以
下のＰｔを含むＣｏ−Ｎｉ−ｐを合金であることを特徴
とする特許請求の範囲第６項に記載の磁気記録媒体。
（９）磁性薄膜は５〜４０ａｔ％のＮｉと１２ａｔ％以
下のＰを含むＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金であることを特徴とす
る特許請求の範囲第６項に記載の磁気記録媒体。
（１０）磁性薄膜は５〜２０ａｔ％のＣｒを含むＣｏ−
Ｃｒ合金であることを特徴とする特許請求の範囲第６項
に記載の磁気記録媒体。
（１１）磁性薄膜はＣｒを５〜２０ａｔ％、Ｐｔを１〜
１０ａｔ％含むＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金であることを特徴
とする特許請求の範囲第６項に記載の磁気記録媒体。
（１２）磁性薄膜は、Ｎｉを１０〜３５ａｔ％、Ｃｒを
３〜１５ａｔ％含むＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金であることを
特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の磁気記録媒体
。
（１３）磁性薄膜と保護膜とはスパッタリング法により
形成されたものであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項ないし第１２項のいずれか１項に記載の磁気記録
媒体。
（１４）基板と磁性薄膜との間に、基板よりも硬度の高
い下地層が形成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第４項に記載の磁気記録媒体。
（１５）基板と磁性薄膜との間に、磁性薄膜を基板に、
それがないときよりも強く接合させる層が設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１４
項のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
（１６）保護膜の上に潤滑剤が塗布されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１５項のいずれ
か１項に記載の磁気記録媒体。