JPS6288131A - 磁気デイスク - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気ディスクに係り、とくに磁性薄膜上にアモ
ルファスカーボン膜を形成した薄膜形高密度磁気記録媒
体に関するものである。

〔発明の背景〕

近年、磁気記録の分野においては、記録・再生装置の小
形化および記録媒体としては高密度に記録することが可
能な媒体の出現が望まれている。

これに対応して従来のγ−Ｆｅ２Ｏ３の塗布形媒体に代
ってＣｏ−Ｎｉ、　Ｃｏ−Ｐ、　Ｇｏ−Ｎｉ−Ｐなどを
真空蒸着、イオンプレーテープ、メッキなどの手法によ
りγ−Ｆｅ２０．　、　Ｃｏ−Ｃｒをスパッタリング法
により形成した磁性媒体が提案されている。

磁気ディスクにおいては、これらの媒体を用いて記録・
再生する方法として磁気ヘッドと磁気記録媒体とを接触
状態でセットしたのち、磁気記録媒体を回転させたとき
、ｉ気ヘッドと磁気記録媒体との間に空気層が発生して
これにより浮上するといういわゆるコンタクト・スター
ト・ストップ方式（以下Ｃ８Ｓという）が実施されてい
る。

しかるに、上記の方式では、磁気ヘッドと磁気記録媒体
との摺動により磁気記録媒体が損傷するのでこれを防止
するため磁気記録媒体に保護膜もしくは潤滑膜を設置し
なければならない。

また磁気ヘッドと磁気記録媒体との間隙が大きくなると
、出力の減少につながるので、高記録密度化のためには
、保護膜もしくは潤滑膜の物性としては、膜が強靭でピ
ンホールがなく超極薄であって自己潤滑性を保有するこ
とが必要である。

そこで従来より保護膜を磁気記録媒体の表面に形成する
方法は種々提案されている。たとえば金属磁性体の表面
にＳｉＯ２などの金属酸化物を形成する方法、Ｓｊ、、
Ｔｕなどの炭化物、窒化物をスパッタリング、イオンブ
レーティングなどに形成する方法および炭素薄膜を磁気
記録媒体の表面に形成する方法がある。

また潤滑油を形成する方法としては、摩擦係数を比較的
小さく形成することの可能な高級脂肪酸。

シリコン油、フッ素油などの湿式潤滑薄膜を形成する方
法がある。

これらの保護膜および潤滑膜は前記磁性薄膜媒体の表面
にそれぞれ中、独で使用したり、または保護膜の上にさ
らに潤滑膜を設置する方法が実施されている。

しかるに金属酸化物、窒化物、炭化物などは摩擦係数が
高く、耐摩耗性が十分でないため、保護膜および潤滑膜
の併用が一般的である。

ところが潤滑膜は磁気記録媒体または保護膜との親和力
が十分でなく、磁気ヘッドとの摺動に十分に耐えられな
いし、面記Ｃ８Ｓの場合、磁気〆＼フッド粘着しやすい
欠点がある。

また、炭素薄膜の場合、γ−Ｆｅ＝０３などの磁性表面
に対して密着力が小さいので剥れやすいなどの欠点があ
る。

なお、薄膜磁気ディスクに関しては、たとえばジェ・ア
ップル・フイリックス（Ｊ−Ａｐｐｌ・Ｐｈｙｓ）５５
（６）１５マーチ（Ｍａｒｃｈ）　１９８４におけるイ
・エム・ロッシュ（Ｅ−Ｍ・Ｒｏｓｓｉ）によるバキュ
ウムーデボジテド　シン−メタル−フィルム　ディスク
（Ｖａｃｕｕｍ　−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄｔｈｉｎ−ｍｅ
ｔａｌ　ｆｉｌｍｄｉｓｋ）　・工業材料Ｖｏｗ−，３
３Ｎｏ、４エプリル（Ａｐｒｊ、］、）１９８５の日立
金属による「コバルト−ニッケル系金属薄膜磁気ディス
クの製造」。

第２回理研シンポジウムの新り表面の創成と特性評価に
おける日本電機■柳沢による［めっき磁気ディスクの保
護膜」などに掲載されている。

〔発明の目的〕

本発明は前記従来の問題点を解決し、ディスクの寿命を
大巾に向上しろる磁気ディスクを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は前記の目的を達成するため、保護膜または潤滑
油として膜が強靭でピンホールがなく超極薄であり、自
己潤滑性があり、磁性層表面への密着力が大きく剥れに
くいことが必要であること、また、磁気ヘッドが磁気デ
ィスク表面に粘着しないことなどの点から、カーボンの
スパッタリングによる薄膜を選定した。これはスパッタ
リングが物理吸着であることから密着力を上げる点で有
利であること、およびＣ８Ｓ時の磁気ヘッドと磁気ディ
スクとの間隔、すなわちヘッドスペーシングが小さいた
め、成膜後の膜厚の均一性が重要であり、スパッタリン
グはこの点で容易であることなどからである。また、カ
ーボン膜はヘッドの非粘着性、自己潤滑性があることか
ら有効であると考える。しかしその反面γ−Ｆｅ、０１
の磁性層表面に対しては、以外にも密着力が悪く、膜剥
れを生じやすいことがわかった。そこで、本発明におい
ては、磁性層とカーボン膜との間に中間支持層として金
属膜、有機高分子膜、無機化合物膜等を形成し検討を進
めたところ、Ｓｉ化合物、アモルファスシリコンが密着
力の改善に最も有効であることを見い出した。

本発明で使用できるスパッタリング法としてはＣＤ型Ｒ
Ｆスパッタリング、ＰＭ型ＲＦスパッタリング、１〕Ｃ
スパツタリング、ＤＣマグネトロンスパッタリングが、
中間支持層、カーボン層共に使用でき、特にＰ　Ｍ型Ｒ
Ｆスパッタリング、　ＤＯマグネトロンスパッタリング
が好ましく、基板にバイアスをかけても良い。

また、本発明で使用できる中間支持層のとしては、アモ
ルファスシリコン、　ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４．　ＳｉＢｒ
４゜５ｉ０２＋シリコーン樹脂などがあり、かつこれら
の中間支持層を形成する際には反応性スパッタリング等
を用いても良い。これらの中間支持層の中ではとくに、
アモルファスシリコン、　ＳｉＣ，シリコーン樹脂が好
ましい。

さらに本発明の磁気ディスクにおいては、中間支持層と
カーボン層は真空中内で連続成膜することが望ましいが
、一端大気開放をする場合には。

スパッタエッチなどの表面清浄をしても良い。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を示す図について説明する。

図は本発明によるスパッタリング装置の要部を示す説明
図である。同図に示す如く、チャンバ１内を透穴１ａを
有する仕切壁１ｂにて２個の室１ｃ、　ｌｄに分割し、
各室１ｃ、　ｌｄ内には上方部にサブストレート３ａ、
　３ｂを保持する基板電極２ａ、　２ｂを設置し、下方
の上記サブストレート３ａ、　３ｂの対向位置に中間層
ターゲット４あるいはカーボンターゲット５および磁石
６ａ、６ｂを保持するターゲット電極７ａ。

７ｂを設置しこれらターゲット電極７ａ、’７ｂをＲＦ
定電源たはＤ　Ｃ’ｆ４ｆ、圧１１ａ、　ｌｌｂに接続
している。また各室１ｃ、　ｌｄ内はＡｒガス流量調整
弁９ａ、９ｂを保持する純度９９．９９％のＡｒガス用
導入管８ａ、　８ｂと、排気弁１０ａ、　１０ｂを保持
する排気管１０ｃ、　１０ｄとを設置している。

本発明によるスパッタリング装置は前記の如き構成をし
ているから、サブストレー１−３ａ、　３ｂを夫々基板
電極２ａ、　２ｂに保持し、排気弁１０ａ、　１０ｂを
開いて排気管１０ｃ、　１０ｄにより各室１ｃ、　ｌｄ
内の圧力をＩ　Ｘ　１０−’　ＴＯｒｒまで低下させる
とともにＡｒガス流流調調整弁９ａ　９ｂを開いてＡｒ
ガス用導入管８ａ、８ｂより各室１ｃ、　ｌｄ内にＡｒ
ガスを導入したのち上記排気弁１０ａ、　１０ｂの閉じ
量を調整して各室１ｃ、　ｌｄ内を所定のスパッタ圧力
（たとえばｌ　Ｘ　１Ｏ−２Ｔｏｒｒ）に設定する。

ついでターゲット電極７ａと基板電極２ａとの間にＤＣ
電圧１１ａを印加し、ターゲット電極７ａと基板電極２
ｂとの間にＲＦ電圧１１ｂを印加すると両電極７ａ、　
２ａ、　７ｂ、　２ｂ間にグロー放電が発生して中間層
ターゲット４およびカーボンターゲット５がスパッタリ
ングしてサブストレート３ａ、　３ｂ上に所定の膜厚の
薄膜が形成される。

〔実施例１〕 アルミニウム合金基板を陽極酸化によりアルマイト層を
形成したのち、γ−Ｆｅ、０３の磁性層が形成された磁
気記録媒体を使用して前記図に示すスパッタリング装置
を使用してアモルファスシリコン、ついでカーボン膜を
それぞれ５０人、２００人の膜厚で形成した。このとき
の膜の形成条件は、アモルファスシリコンの場合、電力
を７５０Ｖ、５Ａ、　ガス圧を１５ｍＴｏｒｒとし、カ
ーボン膜の場合、電力を１．５ＫＷ、ガス圧を１０ｒｎ
Ｔｏｒｒとし、基板温度を共に２００℃とした。

なお、以下述べる実施例２乃至４においてもカーボン膜
の成膜条件は本実施例１と同一としている。

〔実施例２〕 本実施例２における磁気記録媒体は前記実施例１と同様
であり、かつ前記図に示すスパッタリング装置を使用し
ている。

また中間支持層としてＳｉＣを形成したのち、カーボン
膜をそれぞれ１００人、３００人の膜厚で形成した。

さらに上記ＳｉＣの形成条件としては、電力を６００Ｖ
５０Ａ、ガス圧を１０　ｍ　Ｔ　Ｏｒｒ　＋基板温度を
２５０℃とした。

〔実施例３〕 本実施例３における磁気記録媒体は前記実施例１と同様
であり、かつ前記図に示すスパッタリング装置を使用し
ている。

また中間支持層としてシリコーン樹脂をスパッタして形
成した。ただし、絶縁物のためのＰＭ形ＲＦを使用して
いる。

さらにターゲットにはシリコーン樹脂の素材を塗布、硬
化したものを使用している。

成膜条件は電力を６００Ｗ、ガス圧を３ｍＴｏｒｒとし
、膜厚はシリコーン樹脂層を５０人、カーボン層を２０
０人とし、基板温度はそれぞれ２００℃とした。

〔実施例４〕 本実施例４においては、中間支持層にＳｉ、Ｎ４を使用
した以外は前記実施例１と同一方法にて作成した。

上記５ｉ３Ｎ４（７）成膜条件は電力を６００Ｖ、３Ａ
、ガス圧を７ｍＴｏ、、、基板温度を２５０℃とした。

比較例１゜ 中間支持層、カーボン膜を形成しない前記実施例１と同
じ磁気記録媒体上につぎの方法により５００人厚さのＳ
ｉＯを形成した。

すなわち、ＣＤ型ＲＦスパッタリング法を使用して電力
を１．５ＫＷ、ガス圧を１５ｍＴｏｒｒ中で形成した。

また基板温度は２００℃とした。

比較例２゜ 前記比較例１と同様の磁気記録媒体上にパーフルオロア
ルキルエーテル（Ｋｒｙ　ｔｏｘ　１４３Ｃ８Ｄｕ　Ｐ
ｏｎｔ）を０．０１％のフレオン溶液として回転塗布後
１２０℃／　Ｉ　Ｈｒの熱処理を行なって形成した。

前記実施例１，２，３．４および前記比較例１，２の磁
気記録媒体について耐摩耗性を磁気記録装置によりＣ８
Ｓを行ない、　３００００回後の出力変動を調査し、つ
いで磁気ヘッドの粘着力を５０％Ｒ）（。

１２０Ｈｒ放置したのちに測定した。このときのｉｉｌ
’ｌ定方法は磁気ヘッドを磁気記録媒体上に接触させた
状態で放置し、その後水平方向に引張って磁気ヘッドを
移動させるのに必要な力を４１１定して求めた。

また中間支持層として必要な密着力をビール試験により
測定し、これによって求めた密着力を中間支持層と、カ
ーボン層との間の密着力とした。

上記の結果をまとめてつぎの表に示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁気ヘッドの粘着力を３ｇ以下におさ
えられ、耐摩耗性も従来の手法に比べ格段に良好であり
、中間支持層を持つカーボン膜の固体潤滑方式は薄膜磁
気ディスクに最も適しているものである。

【図面の簡単な説明】

Ａ’／図函は本発明によるスパッタリング装置の要部を
示す説明図である。 １・・・チャンバ、２ａ、　２ｂ・・・基板電極、　３
ａ、　３ｂ・・・サブストレート、４・・・中間支持層
ターゲット、５・・・カーボンターゲット、６ａ、　６
ｂ・・・磁石、　７ａ、　７ｂ・・・ターゲット電極、
８ａ　ｖ　８ｂ　・＝　Ａ　ｒガス用導入管、９ａ　、
　９ｂ・・・Ａｒガス流量調整弁、１０ａ、　１０ｂ・
・・排気弁、１０ｃ。 １０ｄ・・・排気管。 代理人　弁理士　　　秋　　本　　正　　実弟　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体上にスパッタリングによって形成された磁性
   層を設け、この磁性層上に該磁性層を保護するための中
   間支持層を設け、この中間支持層上に固体潤滑層として
   カーボン層を有する磁気ディスクにおいて、上記中間支
   持層をアモルファスシリコン、シリコン化合物から構成
   したことを特徴とする磁気ディスク。 ２、前記磁性層はγ−Ｆｅ＿２Ｏ＿３から構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気デ
   ィスク。 ３、前記中間支持層および前記カーボン層はスパッタリ
   ングによって形成されたアモルファスの薄膜で構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁
   気ディスク。