JP2002032907A - Carbon protective film, magnetic recording medium, method for producing them, and magnetic disk drive - Google Patents
Carbon protective film, magnetic recording medium, method for producing them, and magnetic disk driveInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜厚が5nm以下の薄膜の時にも優れた耐久性
を示し、しかもその耐久性を長期にわたって維持するこ
とのできる、特に磁気記録媒体に好適なカーボン保護膜
を提供すること。
【解決手段】 非磁性の基板上に堆積された磁気記録層
を保護するカーボン保護膜を備えた磁気記録媒体であっ
て、前記カーボン保護膜が、FCA法によって堆積され
たものであり、かつその保護膜中に窒素を含有している
ように構成する。
(57) [Problem] To provide a carbon protective film which exhibits excellent durability even when the film thickness is 5 nm or less and can maintain the durability for a long period of time, and is particularly suitable for magnetic recording media. To provide. A magnetic recording medium provided with a carbon protective film for protecting a magnetic recording layer deposited on a non-magnetic substrate, wherein the carbon protective film is deposited by an FCA method, and The protective film contains nitrogen.
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、カーボン保護膜、
そしてコンピュータのハードディスク装置等に用いられ
る磁気記録媒体及びそれらの製造方法、そしてそれを使
用した磁気ディスク装置に関する。さらに詳しく述べる
と、本発明は、磁気記録媒体の磁気記録層等を保護する
カーボン保護膜とその製造に関する。The present invention relates to a carbon protective film,
The present invention also relates to a magnetic recording medium used for a hard disk device of a computer, a method for manufacturing the same, and a magnetic disk device using the same. More specifically, the present invention relates to a carbon protective film for protecting a magnetic recording layer and the like of a magnetic recording medium, and its production.
【0002】[0002]
【従来の技術】コンピュータなどの情報処理装置におい
て、磁気ディスク装置が外部記録装置として広く用いら
れている。磁気ディスク装置を使用すると、磁気記録媒
体(磁気ディスク)上で磁気ヘッドを走査して、磁気記
録媒体において情報の記録や読出を行うことができる。
また、最近における高度なニーズ(例えば、高密度記
録、高感度、高速度での記録及び読出など)に応えて、
磁気記録媒体及び磁気ヘッドはのどちらにもいろいろな
改良が加えられている。2. Description of the Related Art In an information processing device such as a computer, a magnetic disk device is widely used as an external recording device. When a magnetic disk device is used, a magnetic head can be scanned on a magnetic recording medium (magnetic disk) to record and read information on the magnetic recording medium.
In response to recent advanced needs (eg, high density recording, high sensitivity, high speed recording and reading, etc.)
Various improvements have been made to both the magnetic recording medium and the magnetic head.
【0003】従来の一般的な磁気記録媒体は、周知の通
り、非磁性の基板と、その上に順次積層された、下地
層、磁気記録層(磁性層ともいう)、保護膜、そして潤
滑剤層とから構成されている。このような磁気記録媒体
において、基板は、例えばアルミニウム基板からなり、
その表面にメッキにより付着させたNiP膜を有してお
り、さらにその表面が超仕上げされている。超仕上げ
は、基板の表面を平滑化するためのものである。下地層
は、通常、非磁性の金属であるCr系合金からなる。C
r系合金は、例えば、CrMo合金である。磁気記録層
は、通常、強磁性の金属であるCoCr系合金からな
る。CoCr系合金は、例えば、CoCrTa、CoC
rPt、CoCrPtTaNbなどである。このような
磁気記録層の上には、磁気記録層を磁気ヘッドの衝撃に
よる破損などから保護するため、保護膜が設けられてい
る。保護膜は、各種のカーボン材料、例えばアモルファ
スカーボンなどから形成されている。保護膜は、通常、
カーボン保護膜と呼ばれている。また、カーボン保護膜
の上には、磁気記録媒体におけるヘッドの円滑な浮上な
どを図る目的で、液体の潤滑剤、例えばフルオロカーボ
ン系の液体潤滑剤が含浸せしめられて、潤滑剤層を形成
している。As is well known, a conventional general magnetic recording medium includes a non-magnetic substrate, an underlayer, a magnetic recording layer (also referred to as a magnetic layer), a protective film, and a lubricant, which are sequentially laminated thereon. And layers. In such a magnetic recording medium, the substrate is made of, for example, an aluminum substrate,
It has a NiP film deposited on its surface by plating, and its surface is super-finished. Superfinishing is for smoothing the surface of the substrate. The underlayer is usually made of a Cr-based alloy that is a nonmagnetic metal. C
The r-based alloy is, for example, a CrMo alloy. The magnetic recording layer is usually made of a CoCr-based alloy that is a ferromagnetic metal. CoCr-based alloys include, for example, CoCrTa, CoC
rPt, CoCrPtTaNb and the like. A protective film is provided on such a magnetic recording layer in order to protect the magnetic recording layer from damage due to impact of a magnetic head. The protective film is formed from various carbon materials, for example, amorphous carbon. The protective film is usually
It is called a carbon protective film. On the carbon protective film, a liquid lubricant, for example, a fluorocarbon-based liquid lubricant is impregnated for the purpose of smooth floating of the head in the magnetic recording medium to form a lubricant layer. I have.
【0004】また、磁気ヘッド、例えば磁気抵抗効果型
ヘッド(MRヘッド)においても、最近の高密度化を反
映して、カーボン保護膜が使用されている。すなわち、
MRヘッドを使用した場合には、ヘッドと媒体間の距離
に対応する磁気スペーシングが短くなるため、ヘッドク
ラッシュを防ぐ意味で、耐磨耗性に優れたカーボン保護
膜が有用であるからである。[0004] In a magnetic head, for example, a magnetoresistive head (MR head), a carbon protective film is used in light of recent high density. That is,
When an MR head is used, the magnetic spacing corresponding to the distance between the head and the medium becomes shorter, so that a carbon protective film having excellent wear resistance is useful in the sense of preventing head crash. .
【0005】従来の磁気記録媒体では、カーボン保護膜
を半導体装置の製造において慣用の成膜技術である、ス
パッタリング法、化学的気相成長法(以下、「CVD
法」と呼ぶ)などを使用して成膜している。また、この
ようにして形成されたカーボン保護膜に対して高められ
た耐久性を付与するため、そのカーボン保護膜に水素や
窒素を添加することも行われている。例えば、特開平7
−296372号公報には、非磁性基板上に磁性層、炭
素質保護膜、潤滑層を順次積層してなる磁気記録媒体に
おいて、炭素質保護膜表面がアンモニアガス含有雰囲気
でプラズマ処理を施されたのちに、一方の末端にカルボ
キシル基を有する潤滑剤分子を含有する潤滑剤を用いて
形成された潤滑層を備えたことを特徴とする磁気記録媒
体が開示されている。この磁気記録媒体において、炭素
質保護膜は、カーボン保護膜、水素化カーボン保護膜な
どであり、例えば、スパッタリング法、プラズマCVD
法、イオンプレーティング法などによって形成される。
また、かかる炭素質保護膜の膜厚は、通常、50〜50
0Åであり、好適には100〜300Åである。In a conventional magnetic recording medium, a carbon protective film is formed by a sputtering method, a chemical vapor deposition method (hereinafter, referred to as "CVD") which is a film forming technique commonly used in the manufacture of semiconductor devices.
Method is called). Further, in order to impart enhanced durability to the carbon protective film formed in this way, hydrogen and nitrogen are also added to the carbon protective film. For example, JP-A-7
Japanese Patent Application Laid-Open No. 296372/1990 discloses that in a magnetic recording medium in which a magnetic layer, a carbonaceous protective film, and a lubricating layer are sequentially laminated on a nonmagnetic substrate, the surface of the carbonaceous protective film is subjected to plasma treatment in an atmosphere containing ammonia gas. Later, there has been disclosed a magnetic recording medium comprising a lubricant layer formed using a lubricant containing a lubricant molecule having a carboxyl group at one end. In this magnetic recording medium, the carbonaceous protective film is a carbon protective film, a hydrogenated carbon protective film, or the like.
It is formed by a method, an ion plating method, or the like.
The thickness of the carbonaceous protective film is usually 50 to 50.
0 °, preferably 100-300 °.
【0006】同様な磁気記録媒体は、特開平10−14
3836号公報にも開示されている。この公開公報に開
示されている磁気記録媒体は、非磁性基板上に強磁性金
属薄膜が形成されるとともに、その強磁性金属薄膜上に
保護膜が形成されてなるもので、保護膜が、窒素を含有
するカーボン膜であり、かつ、保護膜中の窒素濃度が、
その保護膜の厚さ方向に異なり、基板側の層の窒素濃度
よりも表面側の層の窒素濃度が高いこと、そして保護膜
の上の潤滑層において、パーフルオロポリエーテル潤滑
剤に加えて、重量比0.01から1.0の間の比率でポ
リフェノキシ−シクロトリフォスファゼン潤滑剤が含ま
れること、を特徴としている。[0006] A similar magnetic recording medium is disclosed in JP-A-10-14.
No. 3836 also discloses it. The magnetic recording medium disclosed in this publication has a ferromagnetic metal thin film formed on a non-magnetic substrate and a protective film formed on the ferromagnetic metal thin film. Is a carbon film, and the nitrogen concentration in the protective film is
Differing in the thickness direction of the protective film, the nitrogen concentration of the surface side layer is higher than the nitrogen concentration of the substrate side layer, and in the lubricating layer on the protective film, in addition to the perfluoropolyether lubricant, A polyphenoxy-cyclotriphosphazene lubricant is contained in a weight ratio between 0.01 and 1.0.
【0007】しかしながら、従来の磁気記録媒体では、
そのカーボン保護膜に水素や窒素を添加して耐久性の向
上を図っているにもかかわらず、それを薄膜化した時
に、十分に高い耐久性をもたらすことができない。すわ
なち、ハードディスク装置の急速な高記録密度化に伴
い、ヘッドの低浮上化、保護膜の薄膜化が進んでいるけ
れども、カーボン保護膜は、それを薄膜化した時、耐久
性を向上させ、維持することができない。実際、スパッ
タリング法やCVD法によって形成されたカーボン保護
膜は、それに窒素を添加することによって耐久性を向上
させたとしても、膜厚が5nm以下の薄膜の場合にはその
耐久性を維持するのが厳しい状況にある。However, in the conventional magnetic recording medium,
Although hydrogen and nitrogen are added to the carbon protective film to improve the durability, when the carbon protective film is made thinner, it cannot provide sufficiently high durability. In other words, with the rapid increase in recording density of hard disk drives, the flying height of the head and the thickness of the protective film have been progressing, but the carbon protective film has improved durability when it is made thinner. , Can not be maintained. In fact, a carbon protective film formed by a sputtering method or a CVD method maintains its durability when the film thickness is 5 nm or less, even if the durability is improved by adding nitrogen thereto. Is in a severe situation.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来の技術の問題点を解消して、膜厚が5nm以下の
薄膜の時にも優れた耐久性を示し、しかもその耐久性を
長期にわたって維持することのできる、特に磁気記録媒
体に好適なカーボン保護膜、すなわち、炭素質の保護膜
を提供することにある。また、本発明の目的は、耐久性
の低下を抑えつつ、潤滑剤層との密着性を向上できるカ
ーボン保護膜を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to show excellent durability even when the film thickness is 5 nm or less. It is an object of the present invention to provide a carbon protective film that can be maintained for a long period of time and is particularly suitable for a magnetic recording medium, that is, a carbonaceous protective film. Another object of the present invention is to provide a carbon protective film capable of improving adhesion to a lubricant layer while suppressing a decrease in durability.
【0009】本発明のもう1つの目的は、上述のような
本発明のカーボン保護膜を備えた磁気記録媒体とその製
造方法を提供することにある。また、本発明のもう1つ
の目的は、上述のような本発明のカーボン保護膜付きの
磁気記録媒体を備えた磁気ディスク装置を提供すること
にある。Another object of the present invention is to provide a magnetic recording medium provided with the carbon protective film of the present invention as described above, and a method for manufacturing the same. Another object of the present invention is to provide a magnetic disk drive provided with a magnetic recording medium having a carbon protective film of the present invention as described above.
【0010】本発明の上記した目的及びその他の目的
は、以下の詳細な説明から容易に理解することができる
であろう。The above and other objects of the present invention will be readily understood from the following detailed description.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
目的を達成するために鋭意研究した結果、カーボン保護
膜の形成に従来から広く使用されているスパッタリング
法やCVD法に代えて、最近開発された技術であるFilt
ered Cathodic Arc 法(以下、「FCA法」と呼ぶ)を
用いて高硬度のカーボン保護膜を磁気記録層上に堆積す
るとともに、その高硬度のカーボン保護膜中に窒素を含
有させた場合、カーボン保護膜の液体潤滑剤に対する吸
着性が著しく向上せしめられ、優れた耐久性を得、かつ
維持できるということを見い出した。本発明は、1つの
面において、下地を保護するカーボン膜であって、前記
下地の上にFiltered Cathodic Arc 法(FCA法)によ
って堆積されたものであり、その保護膜中に窒素を含有
していることを特徴とするカーボン保護膜にある。本発
明のカーボン保護膜における窒素濃度は、膜厚方向に関
して均一であってもよく、さもなければ、カーボン保護
膜の下部から上部にかけて窒素濃度が徐々に増加するよ
うに傾斜していてもよい。また、カーボン保護膜に窒素
を含ませる場合に、カーボン保護膜の最下部(下地との
界面)から少なくとも膜厚の半分の領域までは窒素が完
全にもしくは実質的に含まれないように構成してもよ
い。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above-mentioned object, and as a result, the sputtering method and the CVD method, which have been widely used in the past, have been used for forming a carbon protective film. Filt, a recently developed technology
When a hardened carbon protective film is deposited on the magnetic recording layer using the ered Cathodic Arc method (hereinafter referred to as “FCA method”), and when nitrogen is contained in the hardened carbon protective film, carbon It has been found that the adsorptivity of the protective film to the liquid lubricant is remarkably improved, and excellent durability can be obtained and maintained. The present invention, in one aspect, is a carbon film that protects an underlayer, which is deposited on the underlayer by a filtered cathodic arc method (FCA method) and contains nitrogen in the protective film. A carbon protective film. The nitrogen concentration in the carbon protective film of the present invention may be uniform in the film thickness direction, or may be inclined so that the nitrogen concentration gradually increases from the lower part to the upper part of the carbon protective film. When nitrogen is contained in the carbon protective film, the carbon protective film is configured so that nitrogen is completely or substantially not contained from the lowermost portion (the interface with the base) to at least a half region of the film thickness. You may.
【0012】本発明は、そのもう1つの面において、非
磁性の基板上に堆積された磁気記録層を保護するカーボ
ン保護膜を備えた磁気記録媒体であって、前記カーボン
保護膜が本発明のカーボン保護膜であること、すなわ
ち、FCA法によって堆積されたものであり、その保護
膜中に窒素を含有していることを特徴とする磁気記録媒
体にある。According to another aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording medium provided with a carbon protective film for protecting a magnetic recording layer deposited on a nonmagnetic substrate, wherein the carbon protective film of the present invention is provided. The magnetic recording medium is a carbon protective film, that is, a film deposited by the FCA method, wherein the protective film contains nitrogen.
【0013】また、本発明は、非磁性の基板上に堆積さ
れた磁気記録層を保護するカーボン保護膜を備えた磁気
記録媒体を製造するに当たって、前記カーボン保護膜を
FCA法によって堆積するとともに、そのカーボン保護
膜の堆積の際、カーボン保護膜中に窒素を含ませること
を特徴とする磁気記録媒体の製造方法にある。Further, according to the present invention, in manufacturing a magnetic recording medium having a carbon protective film for protecting a magnetic recording layer deposited on a nonmagnetic substrate, the carbon protective film is deposited by an FCA method, In the method of manufacturing a magnetic recording medium, nitrogen is contained in the carbon protective film when depositing the carbon protective film.
【0014】さらに、本発明は、そのもう1つの面にお
いて、磁気記録媒体において情報の記録を行うための記
録ヘッド及び情報の再生を行うための再生ヘッドを備え
た磁気ディスク装置であって、前記磁気記録媒体が、非
磁性の基板上に堆積された磁気記録層を保護するカーボ
ン保護膜を備えた磁気記録媒体であり、前記カーボン保
護膜が、本発明のカーボン保護膜であることを特徴とす
る磁気ディスク装置にある。According to another aspect of the present invention, there is provided a magnetic disk drive comprising a recording head for recording information on a magnetic recording medium and a reproducing head for reproducing information. The magnetic recording medium is a magnetic recording medium provided with a carbon protective film for protecting a magnetic recording layer deposited on a nonmagnetic substrate, wherein the carbon protective film is the carbon protective film of the present invention. Magnetic disk drive.
【0015】本発明で成膜法として使用するFCA法
は、従来のカーボン保護膜の成膜法であるスパッタリン
グ法、CVD法などと比較した場合、よりダイヤモンド
成分の多い高硬度のカーボン膜を形成することができ、
したがって、本発明に従うFCA法によるカーボン膜
は、今までに予想されなかったことではあるが、5nmも
しくはそれ以下の膜厚の時でも高い耐久性を示すことが
できる。The FCA method used as a film forming method in the present invention forms a high hardness carbon film containing more diamond components as compared with the conventional methods of forming a carbon protective film, such as sputtering and CVD. Can be
Therefore, the carbon film formed by the FCA method according to the present invention can exhibit high durability even at a film thickness of 5 nm or less, which has not been expected so far.
【0016】さらに加えて、本発明に従いそのカーボン
膜中に、好ましくは窒素イオンビームアシスト又は窒素
雰囲気下での成膜によって、窒素の所定量を含有させる
と、膜硬度の制御及び液体潤滑剤に対する吸着性の制御
を行うことができ、よって、カーボン膜の高い耐久性を
制御しつつ安定に維持することができる。カーボン膜中
における窒素の含有量は、通常、膜厚方向に関してほぼ
均一である。さらに、本発明に従いカーボン膜中に窒素
を添加するに際して、カーボン膜の下部から上部に向か
って窒素濃度が徐々に増加するように窒素添加量に傾斜
をもたせることによって、窒素添加に原因して発生する
おそれのある硬度の低下を、均一窒素濃度のカーボン膜
に較べて、より効果的に抑えることができる。また、こ
のような窒素濃度の傾斜分布は、窒素添加に由来する効
果である潤滑剤層との密着性の向上に対して、悪影響を
及ぼすことがない。さらに、膜耐久性の低下を抑え、か
つ潤滑剤層との密着性を向上させる効果は、カーボン保
護膜の上層部、好ましくは上半分にのみ選択的に窒素を
添加することによって、より顕著なものとすることがで
きる。In addition, when a predetermined amount of nitrogen is contained in the carbon film according to the present invention, preferably by nitrogen ion beam assist or film formation under a nitrogen atmosphere, control of film hardness and liquid lubricant It is possible to control the adsorptivity, and thus to stably maintain the carbon film while controlling the high durability. Usually, the content of nitrogen in the carbon film is almost uniform in the film thickness direction. In addition, when nitrogen is added to the carbon film according to the present invention, the nitrogen addition amount is inclined so that the nitrogen concentration gradually increases from the lower part to the upper part of the carbon film, thereby causing nitrogen generation. It is possible to more effectively suppress the decrease in hardness that may occur, as compared with a carbon film having a uniform nitrogen concentration. Further, such a gradient distribution of the nitrogen concentration does not adversely affect the improvement of the adhesion to the lubricant layer, which is an effect derived from the addition of nitrogen. Further, the effect of suppressing the decrease in film durability and improving the adhesion with the lubricant layer is more remarkable by selectively adding nitrogen only to the upper layer portion, preferably only the upper half of the carbon protective film. Things.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】本発明による磁気記録媒体は、カ
ーボン保護膜における相違を除いて、磁気記録媒体とし
て一般的に知られ、実施されている層構成を有すること
ができ、よって、以下、図1の基本構成を参照して本発
明の磁気記録媒体を説明する。本発明の磁気記録媒体1
0は、非磁性の基板1、下地層2、磁気記録層3、カー
ボン保護膜4、そして潤滑剤層5を少なくとも有してい
る。しかし、磁気記録媒体10では、本発明の範囲内に
おいて種々の変更や改良、例えば、磁気記録層3の多層
化、中間層の追加などを行うことができる。実際、現用
の磁気記録媒体の層構成は、非常に複雑になっている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The magnetic recording medium according to the present invention can have a layer structure generally known and implemented as a magnetic recording medium, except for a difference in a carbon protective film. The magnetic recording medium of the present invention will be described with reference to the basic configuration of FIG. Magnetic recording medium 1 of the present invention
Numeral 0 has at least a non-magnetic substrate 1, an underlayer 2, a magnetic recording layer 3, a carbon protective film 4, and a lubricant layer 5. However, in the magnetic recording medium 10, various changes and improvements can be made within the scope of the present invention, for example, the magnetic recording layer 3 can be multi-layered, an intermediate layer can be added, and the like. In fact, the layer structure of the current magnetic recording medium is very complicated.
【0018】本発明の磁気記録媒体において、非磁性の
基板は、この技術分野において常用のいろいろな材料か
ら形成することができる。適当な非磁性の基板として
は、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれ
ども、例えば、NiPメッキ付きのアルミニウム(アル
ミニウム合金を含む)基板、ガラス又は強化ガラス基
板、表面酸化膜(例えばシリコン酸化膜)を有するシリ
コン基板、SiC基板、カーボン基板、プラスチック基
板、セラミック基板などを挙げることができる。特に、
NiPメッキ付きのアルミニウム(アルミニウム合金を
含む)基板を有利に使用することができる。In the magnetic recording medium of the present invention, the non-magnetic substrate can be formed from various materials commonly used in this technical field. Suitable non-magnetic substrates include, but are not limited to, those listed below, such as NiP-plated aluminum (including aluminum alloy) substrates, glass or tempered glass substrates, surface oxide films (eg, silicon A silicon substrate having an oxide film), a SiC substrate, a carbon substrate, a plastic substrate, a ceramic substrate, and the like. In particular,
An aluminum (including aluminum alloy) substrate with NiP plating can be advantageously used.
【0019】非磁性の基板の上の下地層は、常用の磁気
記録媒体において一般的な非磁性金属材料から形成する
ことができ、好ましくは、クロムを主成分とする非磁性
金属材料から形成することができる。下地層は、単層で
あっても2層もしくはそれ以上の多層構造であってもよ
い。多層構造の下地層の場合、それぞれの層の組成は任
意に変更することができる。かかる下地層は、特に、ク
ロムのみを主成分とする金属材料あるいはクロム及びモ
リブデンを主成分とする金属材料から有利に構成するこ
とができる。例えば、磁気記録媒体の磁気記録層に白金
が含まれるような場合には、クロム及びモリブデンを主
成分とする金属材料から下地層を構成のが好ましい。す
なわち、モリブデンの添加によって、格子面間隔を広げ
ることができ、また、磁気記録層の組成、特に白金量に
よって広がる磁気記録層の格子面間隔に対して下地層の
格子面間隔を近くしてやることにより、磁気記録層(C
oCr系合金)のC軸の面内への優先配向を促すことが
できるからである。適当な下地層の材料の例として、例
えば、Cr、CrW、CrV、CrTi、CrMoなど
を挙げることができる。このような下地層は、好ましく
は、例えばマグネトロンスパッタ法などのスパッタ法に
より、常用の成膜条件により形成することができる。特
に、保磁力を高めるため、DC負バイアスの印加下にス
パッタ法を実施するのが好ましい。適当な成膜条件とし
て、例えば、約100〜300℃の成膜温度、約1〜1
0mTorrのArガス圧力、そして約100〜300
VのDC負バイアスを挙げることができる。また、必要
に応じて、スパッタ法に代えて、他の成膜法、例えば蒸
着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。か
かる下地層の膜厚は、種々のファクタに応じて広い範囲
で変更することができる。下地層の膜厚は、この範囲に
限定されるものではないけれども、S/N比を高めるた
め、一般的には5〜60nmの範囲である。下地層の膜厚
が5nmを下回ると、磁気特性が十分に発現しないおそれ
があり、また、反対に60nmを上回ると、ノイズが増大
するおそれがある。The underlayer on the non-magnetic substrate can be formed of a non-magnetic metal material commonly used in ordinary magnetic recording media, and is preferably formed of a non-magnetic metal material containing chromium as a main component. be able to. The underlayer may be a single layer or a multilayer structure of two or more layers. In the case of an underlayer having a multilayer structure, the composition of each layer can be arbitrarily changed. Such an underlayer can be advantageously made of a metal material mainly containing chromium alone or a metal material mainly containing chromium and molybdenum. For example, when platinum is contained in the magnetic recording layer of the magnetic recording medium, the underlayer is preferably formed of a metal material containing chromium and molybdenum as main components. That is, by adding molybdenum, the lattice spacing can be increased, and the lattice spacing of the underlayer is made closer to the lattice spacing of the magnetic recording layer, which is increased by the composition of the magnetic recording layer, particularly, the amount of platinum. , Magnetic recording layer (C
This is because it is possible to promote preferential orientation in the plane of the C axis of the (oCr-based alloy). Examples of suitable underlayer materials include, for example, Cr, CrW, CrV, CrTi, CrMo, and the like. Such an underlayer can be preferably formed by a sputtering method such as a magnetron sputtering method under ordinary film forming conditions. In particular, in order to increase the coercive force, it is preferable to perform the sputtering method under the application of a DC negative bias. Suitable film forming conditions include, for example, a film forming temperature of about 100 to 300 ° C.,
Ar gas pressure of 0 mTorr, and about 100-300
V DC negative bias. Further, if necessary, instead of the sputtering method, another film forming method such as an evaporation method or an ion beam sputtering method may be used. The thickness of such an underlayer can be varied in a wide range according to various factors. Although the thickness of the underlayer is not limited to this range, it is generally in the range of 5 to 60 nm in order to increase the S / N ratio. If the thickness of the underlayer is less than 5 nm, the magnetic properties may not be sufficiently exhibited, while if it exceeds 60 nm, noise may increase.
【0020】本発明の磁気記録媒体は、必要に応じて、
その非磁性の基板とその上方の前記下地層との中間に、
チタンを主成分とする金属材料からなる追加の下地層、
好ましくはTi薄膜を有していてもよい。このような中
間層は、両者の結合関係をより向上させる働きを有して
いる。本発明の磁気記録媒体において、非磁性の下地層
の上に形成されるべき磁気記録層は、下地層と同様に、
常用の磁気記録媒体において一般的な磁気記録層から形
成することができる。磁気記録層は、単層であってもよ
く、2層もしくはそれ以上の多層構造であってもよい。
多層構造の磁気記録層の場合、それぞれの磁気記録層の
組成は同一もしくは異なっていてもよく、また、必要に
応じて、磁気記録層の間に中間層を介在させて、磁気記
録特性の向上などを図ってもよい。The magnetic recording medium of the present invention can be used, if necessary,
In the middle between the non-magnetic substrate and the underlayer above it,
An additional underlayer made of a metal material containing titanium as a main component,
Preferably, it may have a Ti thin film. Such an intermediate layer has a function of further improving the bonding relationship between the two. In the magnetic recording medium of the present invention, the magnetic recording layer to be formed on the nonmagnetic underlayer is, like the underlayer,
It can be formed from a general magnetic recording layer in a usual magnetic recording medium. The magnetic recording layer may be a single layer, or may have a multilayer structure of two or more layers.
In the case of a multi-layer magnetic recording layer, the composition of each magnetic recording layer may be the same or different, and if necessary, an intermediate layer may be interposed between the magnetic recording layers to improve the magnetic recording characteristics. For example, you may plan.
【0021】例えば、磁気記録層は、それが単層構造を
有している場合、コバルトを主成分として含有し、 クロム 14〜23at%、及び 白金 1〜20at%、 を含み、さらにタングステン及びカーボンを組み合わせ
て有する五元系合金から構成することができる。また、
この磁気記録層は、磁気記録層が2層構造を有している
場合、その上層磁気記録層を構成することができる。For example, when the magnetic recording layer has a single-layer structure, the magnetic recording layer contains cobalt as a main component, contains 14 to 23 at% of chromium, and 1 to 20 at% of platinum, and further contains tungsten and carbon. Pentagonal alloy having a combination of Also,
When the magnetic recording layer has a two-layer structure, the magnetic recording layer can constitute an upper magnetic recording layer.
【0022】さらに具体的に説明すると、単層構造の磁
気記録層又は2層構造の上層磁気記録層の五元系合金
は、好ましくは、次式により表される組成範囲: Cobal.−Cr14-23 −Pt1-20−Wx −Cy (上式中、bal.はバランス量を意味し、そしてx+yは
1〜7at%である)にある。More specifically, the pentagonal alloy of the magnetic recording layer having a single-layer structure or the upper magnetic recording layer having a two-layer structure preferably has a composition range represented by the following formula: Co bal. 14-23 -Pt 1-20 -W x -C y (in the formula, bal. means the balance amount, and x + y is 1~7at%) in.
【0023】本発明による磁気記録媒体では、磁気記録
層をCoCrPt合金から構成し、これにW及びCの両
方を添加し、さらに層構成や成膜プロセスを最適化した
ことにより、ノイズの大幅な低減を図ることができ、し
たがって、高いS/N比が得られ、よって、高密度記録
媒体を具現することができる。上記したような注目すべ
き効果が得られることは、本発明者らの知見によると、
磁気記録層の形成のためにCoCrPt合金に対して添
加されたW及びCは、WC及びW2 Cなる安定な化合物
を形成することができることに由来する。これらの化合
物は、Coへの固溶限界が極めて小さいため、結晶粒界
に析出するものと考えられる。In the magnetic recording medium according to the present invention, the magnetic recording layer is made of a CoCrPt alloy, to which both W and C are added, and the layer structure and the film forming process are optimized, so that the noise is greatly reduced. Therefore, a high S / N ratio can be obtained, and a high-density recording medium can be realized. The remarkable effects as described above are obtained, according to the findings of the present inventors,
W and C added to the CoCrPt alloy for forming the magnetic recording layer are derived from the fact that stable compounds such as WC and W 2 C can be formed. These compounds are considered to precipitate at the crystal grain boundaries because the solubility limit of Co in Co is extremely small.
【0024】ここで、WC及びW2 Cは強磁性材料では
ないので、結晶粒界に析出した場合に、各磁性粒子の磁
気的な結合を切断し、ノイズを低減させる。しかしなが
ら、過剰なCの添加は、磁性層の粒子径を微細化し、保
磁力Hcの低下を招く傾向にある。したがって、W:C
におけるカーボン比は2より小さいことが必要である。
一方、上述のように、Cが1に対して、平均で、1.5
のWがカーボンと結合可能である。残りのタングステン
は、磁性粒子のCoリッチな領域に進入し、粒子の微細
化をもたらし、媒体の低ノイズ化に寄与する。W:Cに
おいて、タングステン比が5よりも大であると、組織の
微細化が進行し、保磁力Hcが低下するため、媒体ノイ
ズの増大や高密度記録領域における信号出力の低下が生
じる。また、過剰なWの添加を行うと、ターゲットが硬
化するので、その加工が困難となる。このような観点か
ら、単層構造の磁気記録層又は上層磁気記録層のCoC
rPtWC五元系合金において、W及びCの添加量の比
は、5:1〜2:1の範囲であることが好ましい。ま
た、かかる五元系合金において、W及びCの添加量の比
が4:1でありかつ合計量が1〜7at%であることが
特に好ましい。Here, since WC and W 2 C are not ferromagnetic materials, when they precipitate at the crystal grain boundaries, they cut off the magnetic coupling of each magnetic particle and reduce noise. However, an excessive addition of C tends to make the particle size of the magnetic layer finer and lower the coercive force Hc. Therefore, W: C
Is required to be smaller than 2.
On the other hand, as described above, C is 1 with an average of 1.5
W can be bonded to carbon. The remaining tungsten enters the Co-rich region of the magnetic particles, reduces the size of the particles, and contributes to lower noise of the medium. In the case of W: C, if the tungsten ratio is larger than 5, the fineness of the structure is advanced and the coercive force Hc is reduced, so that the medium noise is increased and the signal output in the high density recording area is reduced. Further, if excessive addition of W is performed, the target is hardened, so that the processing becomes difficult. From such a viewpoint, the CoC of the magnetic recording layer having the single-layer structure or the upper magnetic recording layer
In the pentagonal rPtWC alloy, the ratio of the added amount of W and C is preferably in the range of 5: 1 to 2: 1. Further, in such a pentagonal alloy, it is particularly preferable that the ratio of the added amount of W and C is 4: 1 and the total amount is 1 to 7 at%.
【0025】また、磁気記録媒体の磁気記録層が2層構
造を有している場合には、上層磁気記録層としては、上
記したCoCrPtWC五元系合金からなる磁気記録層
を採用することができ、この上層磁気記録層と下地層と
の中間に配置されるべき下層磁気記録層としては、コバ
ルトを主成分として含有し、 クロム 13〜21at%、及び 白金 1〜20at%、 を含み、さらにタンタル及びニオブを組み合わせて有す
る五元系合金から構成されている磁気記録層を採用する
ことができる。When the magnetic recording layer of the magnetic recording medium has a two-layer structure, the magnetic recording layer made of the CoCrPtWC five-element alloy can be used as the upper magnetic recording layer. The lower magnetic recording layer to be disposed between the upper magnetic recording layer and the underlayer contains cobalt as a main component, 13 to 21 at% of chromium, and 1 to 20 at% of platinum, and further includes tantalum. And a magnetic recording layer composed of a pentagonal alloy having a combination of niobium and niobium.
【0026】さらに具体的に説明すると、この下層磁気
記録層の五元系合金は、好ましくは、次式により表され
る組成範囲: Cobal.−Cr13-21 −Pt1-20−Tax −Nby (上式中、bal.はバランス量を意味し、そしてx+yは
1〜7at%である)にある。このような場合に、下層
磁気記録層の五元系合金において、タンタル及びニオブ
の添加量は、同等もしくはほぼ同等でありかつ合計量が
1〜7at%であることが好ましい。一例を示すと、こ
の下層磁気記録層を、マグネトロンスパッタ装置を使用
して、200℃以上の成膜温度で、−80〜−400V
程度のバイアス電圧を印加して成膜したとすると、例え
ばCo74Cr17Pt5 Ta2 Nb2媒体の磁気特性は、
tBr=100Gμm 、Hc=2500Oe、S=0.
8、S* =0.8の最適値となる。More specifically, the pentagonal alloy of the lower magnetic recording layer preferably has a composition range represented by the following formula: Co bal .- Cr 13-21 -Pt 1-20 -Ta x -Nb y (in the formula, bal. means the balance amount, and x + y is 1~7at%) in. In such a case, in the pentagonal alloy of the lower magnetic recording layer, it is preferable that the addition amounts of tantalum and niobium are equal or almost equal, and the total amount is 1 to 7 at%. As an example, the lower magnetic recording layer is formed by using a magnetron sputtering apparatus at a film formation temperature of 200 ° C. or more at −80 to −400 V
Assuming that a film is formed by applying a bias voltage of the order of, for example, the magnetic characteristics of the Co 74 Cr 17 Pt 5 Ta 2 Nb 2 medium are
tBr = 100 Gμm, Hc = 2500 Oe, S = 0.
8. The optimum value is S * = 0.8.
【0027】特に、本発明者らは、下層磁気記録層に極
めてノイズの低いCo74Cr17Pt 5 Ta2 Nb2 を用
い、さらにその上層に、分解能に優れ、ノイズも抑制さ
れたCobal.−Cr14-23 −Pt1-20−Wx −Cy (前
出)を用いることにより、高分解能、低ノイズな媒体を
作製することができた。本発明の磁気記録媒体におい
て、その磁気記録層は、単層構造及び2層構造にかかわ
りなく、30〜180Gμm のtBr(磁気記録層の膜
厚tと残留磁化密度Brの積)を有していることが好ま
しい。特に、単層構造の磁気記録層は、50〜180G
μm のtBrを有していることが好ましく、また、2層
構造の磁気記録層は、30〜160Gμm のtBrを有
していることが好ましい。本発明の磁気記録層は、従来
の磁気記録層に比較して低Brに構成したことにより、
特にMRヘッドをはじめとした磁気抵抗効果型ヘッド用
として最適である。In particular, the present inventors have found that the lower magnetic recording layer
Low noise Co74Cr17Pt Five TaTwo NbTwo For
In addition, the upper layer has excellent resolution and reduced noise
Cobal.−Cr14-23 -Pt1-20-Wx -Cy (Previous
), A medium with high resolution and low noise
Could be produced. In the magnetic recording medium of the present invention
Therefore, the magnetic recording layer has a single-layer structure and a two-layer structure.
TBr (magnetic recording layer film)
(The product of the thickness t and the residual magnetization density Br).
New In particular, the magnetic recording layer having a single-layer structure has a thickness of 50 to 180 G.
μm tBr, and two layers
The magnetic recording layer having a structure has a tBr of 30 to 160 Gμm.
Is preferred. The magnetic recording layer of the present invention
By having a low Br compared to the magnetic recording layer of
Especially for MR heads and other magnetoresistive heads
As the best.
【0028】非磁性基板上に下地層を介して設けられる
磁気記録層は、上記したように、CoCrPtWCの五
元系合金から構成されるものであり、あるいは、必要に
応じて、CoCrPtWCの五元系合金からなる上層と
CoCrPtTaNbの五元系合金からなる下層とから
構成されるものである。かかる磁気記録層は、好ましく
は、スパッタ法により、特定の成膜条件下で有利に形成
することができる。特に、保磁力を高めるため、DC負
バイアスの印加下にスパッタ法を実施するのが好まし
い。スパッタ法としては、上記した下地層の成膜と同
様、例えばマグネトロンスパッタ法などを使用すること
ができる。適当な成膜条件として、例えば、約100〜
350℃の成膜温度、好ましくは約200〜320℃の
温度、特に好ましくは250℃前後の温度、約1〜10
mTorrのArガス圧力、そして約80〜400Vの
DC負バイアスを挙げることができる。ここで、約35
0℃を上回る成膜温度は、本来非磁性であるべき基板に
おいて磁性を発現する可能性があるので、その使用を避
けることが望ましい。また、必要に応じて、スパッタ法
に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームス
パッタ法等を使用してもよい。磁気記録層の形成の好ま
しい1例を示すと、非磁性基板がNiPメッキ付きのア
ルミニウム基板である場合、前記磁気記録層を、スパッ
タ法で、DC負バイアスの印加下に、約220〜320
℃の成膜温度で、上記の合金から有利に形成することが
できる。The magnetic recording layer provided on the non-magnetic substrate with the underlayer interposed therebetween is made of a CoCrPtWC pentagonal alloy as described above, or, if necessary, a CoCrPtWC pentagonal alloy. An upper layer made of a base alloy and a lower layer made of a pentagonal alloy of CoCrPtTaNb. Such a magnetic recording layer can be advantageously formed advantageously by a sputtering method under specific film forming conditions. In particular, in order to increase the coercive force, it is preferable to perform the sputtering method under the application of a DC negative bias. As the sputtering method, for example, a magnetron sputtering method or the like can be used in the same manner as the above-described formation of the underlayer. As appropriate film forming conditions, for example, about 100 to
A film formation temperature of 350 ° C., preferably a temperature of about 200 to 320 ° C., particularly preferably a temperature of about 250 ° C., about 1 to 10
Ar gas pressure of mTorr and DC negative bias of about 80-400V. Here, about 35
A film formation temperature higher than 0 ° C. may exhibit magnetism on a substrate that should be non-magnetic in nature. Further, if necessary, instead of the sputtering method, another film forming method such as an evaporation method or an ion beam sputtering method may be used. As a preferred example of the formation of the magnetic recording layer, when the non-magnetic substrate is an aluminum substrate with NiP plating, the magnetic recording layer is sputtered under a DC negative bias to about 220-320.
At a film formation temperature of ° C., it can be advantageously formed from the above alloys.
【0029】本発明の磁気記録媒体は、磁気記録層の上
に、それを保護する本発明によるカーボン保護膜を備え
る。カーボン保護膜は、それが炭素質である点におい
て、磁気記録媒体の分野において一般的に使用されてい
る従来のカーボン保護膜に類似するが、それをFCA法
によって堆積するとともに、その保護膜中に窒素を導入
した点において従来のカーボン保護膜とは区別される。The magnetic recording medium of the present invention has a carbon protective film of the present invention for protecting the magnetic recording layer on the magnetic recording layer. The carbon protective film is similar to a conventional carbon protective film generally used in the field of magnetic recording media in that it is carbonaceous, but it is deposited by the FCA method, and the carbon protective film is formed in the protective film. Is distinguished from the conventional carbon protective film in that nitrogen has been introduced.
【0030】ここでFCA法の原理について簡単に説明
する。FCA法では、カソードターゲットとアノードの
間でアーク放電をおこし、そのアークにより形成される
ターゲット表面のカソードスポットからターゲット構成
原子、電子をはじき出す。はじき出された原子は、カソ
ードスポット近傍で電子との衝突によりイオン化され
る。また、カソードスポットからは原子、電子の他に、
マクロパーティクルも剥離される。発生したこれらのイ
オン、電子、中性原子及びマクロパーティクルは、電
場、プラズマの影響により加速され、フィルタ部へと進
むが、ここで、中性原子とマクロパーティクルはフィル
タによりトラップされ、イオンと電子のみが基板まで到
達する。その結果、基板の表面に、到達したイオンと電
子に由来する窒素含有のカーボン薄膜が形成される。Here, the principle of the FCA method will be briefly described. In the FCA method, an arc discharge is caused between a cathode target and an anode, and target constituent atoms and electrons are repelled from a cathode spot formed on the target surface by the arc. The ejected atoms are ionized by collision with electrons near the cathode spot. In addition to the atoms and electrons from the cathode spot,
Macro particles are also exfoliated. These generated ions, electrons, neutral atoms, and macroparticles are accelerated by the influence of the electric field and plasma, and proceed to the filter section. Here, the neutral atoms and macroparticles are trapped by the filter, and the ions and electrons are trapped. Only reach the substrate. As a result, a nitrogen-containing carbon thin film derived from the arriving ions and electrons is formed on the surface of the substrate.
【0031】本発明では、このようなFCA法によるカ
ーボン薄膜の形成に、窒素の導入を組み合わせている。
FCA法によると、硬質のカーボン薄膜を形成すること
ができるが、膜質を変更するなどといったことは、成膜
条件の複雑さなどに原因して容易に可能でない。最近の
磁気記録媒体の前記したようなニーズに十分に応えるた
めには膜質のコントロールが不可欠であるが、本発明で
は、カーボンビームに窒素を混入することによって、こ
れを可能とした。ここで、FCA法によるカーボン保護
膜の堆積の途中に窒素を含ませる処理は、窒素イオンビ
ームの照射、窒素雰囲気の適用あるいはその組み合わせ
のいずれかによって、有利に行うことができる。なお、
従来の技術で、例えばスパッタリング法によってカーボ
ン薄膜を形成する際に窒素を混入することが広く行われ
ているが、これによって達成されるものは、結合の強化
に由来する硬度の向上のみである。In the present invention, the formation of the carbon thin film by the FCA method is combined with the introduction of nitrogen.
According to the FCA method, a hard carbon thin film can be formed, but it is not easy to change the film quality due to the complexity of the film forming conditions and the like. Control of film quality is indispensable to sufficiently meet the above-mentioned needs of recent magnetic recording media. In the present invention, this is made possible by mixing nitrogen into a carbon beam. Here, the process of including nitrogen during the deposition of the carbon protective film by the FCA method can be advantageously performed by irradiation with a nitrogen ion beam, application of a nitrogen atmosphere, or a combination thereof. In addition,
In the prior art, nitrogen is widely mixed in forming a carbon thin film by, for example, a sputtering method, but the only thing achieved by this is an improvement in hardness due to strengthening of the bond.
【0032】上述のような窒素導入をともなう成膜法
は、以下に参照して説明する図7からさらに容易に理解
することができるであろう。すなわち、成膜室の内部に
は基板が配置される。基板の表面には、フィルタ部から
のカーボンビーム(イオンと電子のビーム)が衝突す
る。一方、成膜室の上部には窒素ガス装入管を備えたイ
オンガンが装備されていて、カーボンビームと直交する
ようにして、窒素イオンビーム(窒素ガスを含む)が送
り出される。窒素イオンビームは、基板の磁気記録層へ
のダメージを少なくする目的で、基板に対して水平から
入射させるが、必要に応じて、斜め方向などから入射さ
せてもよい。なお、このような窒素イオンビームによる
アシストに代えて、窒素雰囲気(例えば、窒素ガスフロ
ー)下において窒素の導入を行う場合にも、カーボン膜
中の窒素の均質性を高めるためにカーボンイオンビーム
に対して垂直方向から窒素を導入するのが好ましい。窒
素イオンビームは、カーボン薄膜に窒素をドーピングす
る作用に加えて、基板の表面をエッチングし、クリーニ
ングする作用も有している。よって、基板の表面にカー
ボンが堆積される間に、その薄膜中に窒素を混入可能で
ある。この窒素の混入を通じて、カーボン薄膜の構造
を、液体潤滑剤に対する吸着性を向上させる方向で変化
させることができる。窒素の混入量及びしたがってカー
ボン薄膜の液体潤滑剤に対する吸着性は、窒素イオンビ
ームを送り出す量を変更することによって容易にコント
ロール可能である。具体的には、例えば、窒素イオンビ
ームのアシスト下に成膜を行う場合にはイオンビームの
電力の制御によって窒素含有量をコントロールすること
ができ、また、窒素雰囲気下での成膜の場合には導入窒
素ガスの流量の調整によって窒素含有量をコントロール
することができる。また、形成されるカーボン薄膜の膜
厚なども、カーボンのイオン化条件などを変更すること
によって、容易にコントロール可能である。The above-described film formation method with the introduction of nitrogen can be more easily understood from FIG. 7 described below. That is, the substrate is disposed inside the film forming chamber. A carbon beam (ion and electron beams) from the filter collides with the surface of the substrate. On the other hand, an ion gun provided with a nitrogen gas inlet tube is provided at the upper part of the film formation chamber, and a nitrogen ion beam (including nitrogen gas) is sent out so as to be orthogonal to the carbon beam. The nitrogen ion beam is incident on the substrate from a horizontal direction for the purpose of reducing damage to the magnetic recording layer of the substrate, but may be incident on the substrate from an oblique direction if necessary. When nitrogen is introduced under a nitrogen atmosphere (for example, nitrogen gas flow) instead of assisting with the nitrogen ion beam, the carbon ion beam is used to increase the homogeneity of nitrogen in the carbon film. On the other hand, it is preferable to introduce nitrogen from a vertical direction. The nitrogen ion beam has a function of etching and cleaning the surface of the substrate, in addition to a function of doping the carbon thin film with nitrogen. Therefore, nitrogen can be mixed into the thin film while carbon is deposited on the surface of the substrate. Through the incorporation of nitrogen, the structure of the carbon thin film can be changed in a direction to improve the adsorptivity to the liquid lubricant. The amount of nitrogen incorporated, and thus the adsorptivity of the carbon thin film to the liquid lubricant, can be easily controlled by changing the amount of sending out the nitrogen ion beam. Specifically, for example, when film formation is performed with the aid of a nitrogen ion beam, the nitrogen content can be controlled by controlling the power of the ion beam, and in the case of film formation under a nitrogen atmosphere, The nitrogen content can be controlled by adjusting the flow rate of the introduced nitrogen gas. Further, the thickness of the carbon thin film to be formed can be easily controlled by changing the ionization conditions of carbon and the like.
【0033】上記したようなカーボン保護膜は、その層
中の窒素の含有量が、2〜20at%の範囲であること
が好ましく、さらに好ましくは4〜15at%の範囲で
ある。窒素含有量が2at%を下回ると、窒素をドーピ
ングした効果が発現せず、反対に20at%を上回る
と、カーボン−窒素結合の割合が増加するので、カーボ
ン原子どうしのダイヤモンド性の結合量が減少してしま
い、膜硬度及びしたがって耐久性が低下する。また、カ
ーボン保護膜の膜硬度は、FCA成膜の優位性の観点か
ら、少なくとも18GPaであることが好ましく、さら
に好ましくは少なくとも20GPaである。また、本発
明のカーボン保護膜においては、その膜厚の方向におけ
る窒素濃度分布をいろいろに変更することができる。窒
素濃度分布は、通常、カーボン保護膜の膜厚の方向に関
して均一であるけれども、窒素を添加することにより膜
硬度が低下してしまうのを抑制するため、カーボン膜の
下部から上部にかけて窒素濃度が徐々に増加するように
窒素添加量に傾斜をもたせることが好ましい。図2は、
カーボン保護膜4における窒素(便宜的に黒点で示す)
の濃度の漸次的増加を模式的に示したもので、膜厚方向
において、矢印の方向(下から上に)に向かって窒素濃
度が徐々に増加している。本発明によれば、窒素濃度を
このようにコントロールすることによって、カーボン保
護膜の表面部での液体潤滑剤層との密着性を向上させる
ことができるばかりか、窒素添加に由来する硬度の低下
に関しては、均一窒素濃度カーボン保護膜に比較して硬
度の低下のレベルを小さく抑えることもできる。また、
このような効果は特に、カーボン保護膜の上層部に窒素
を選択的に添加することによって、より顕著なものとす
ることができる。換言すると、本発明の1態様に従う
と、下地(例えば、磁気記録媒体では磁気記録層)との
界面であるカーボン保護膜の最下部から少なくとも膜厚
のほぼ半分までの領域には窒素が含まれないように、窒
素を選択的に添加することが好ましい。本発明のカーボ
ン保護膜において、その膜硬度が耐久性の尺度の1つで
あることは前記した。本発明のカーボン保護膜の耐久性
はまた、以下に詳細に説明するように、ピンオンディス
ク摺動試験法を用いても表すことができる。本発明のカ
ーボン保護膜は、好ましいことに、ピンオンディスク摺
動試験法を用いた場合、荷重10gf、基板回転速度20
cm/秒の条件で、膜厚4nmにおいても1000回以上の
パス回転数を保証することができる。The carbon protective film as described above preferably has a nitrogen content in the layer in the range of 2 to 20 at%, more preferably 4 to 15 at%. When the nitrogen content is less than 2 at%, the effect of doping with nitrogen is not exhibited. On the other hand, when the nitrogen content is more than 20 at%, the ratio of carbon-nitrogen bonds increases, so that the amount of diamond bonding between carbon atoms decreases. The film hardness and thus the durability are reduced. Further, the film hardness of the carbon protective film is preferably at least 18 GPa, more preferably at least 20 GPa, from the viewpoint of the superiority of FCA film formation. Further, in the carbon protective film of the present invention, the nitrogen concentration distribution in the direction of the film thickness can be variously changed. Although the nitrogen concentration distribution is generally uniform in the direction of the thickness of the carbon protective film, the nitrogen concentration is reduced from the lower part to the upper part of the carbon film in order to suppress the film hardness from being reduced by adding nitrogen. It is preferable to have a gradient in the amount of nitrogen added so as to increase gradually. FIG.
Nitrogen in carbon protective film 4 (shown as black dots for convenience)
Schematically shows a gradual increase in the concentration of nitrogen in the thickness direction, and the nitrogen concentration gradually increases in the direction of the arrow (from bottom to top). According to the present invention, by controlling the nitrogen concentration in this manner, not only can the adhesiveness with the liquid lubricant layer at the surface portion of the carbon protective film be improved, but also the decrease in hardness due to nitrogen addition can be achieved. With regard to the above, the level of decrease in hardness can be suppressed to be smaller than that of the carbon protective film having a uniform nitrogen concentration. Also,
Such an effect can be made more remarkable especially by selectively adding nitrogen to the upper layer portion of the carbon protective film. In other words, according to one embodiment of the present invention, nitrogen is contained in a region from the lowermost portion of the carbon protective film, which is an interface with a base (for example, a magnetic recording layer in a magnetic recording medium), to at least approximately half the film thickness. It is preferable to selectively add nitrogen so as not to cause this. As described above, in the carbon protective film of the present invention, the film hardness is one of the measures of durability. The durability of the carbon protective film of the present invention can also be expressed using a pin-on-disk sliding test, as described in detail below. The carbon protective film of the present invention preferably has a load of 10 gf and a substrate rotation speed of 20 when the pin-on-disk sliding test method is used.
Under the condition of cm / sec, a pass rotation speed of 1000 times or more can be guaranteed even at a film thickness of 4 nm.
【0034】さらに、カーボン保護膜の液体潤滑剤の吸
着性は、その膜の水の接触角から簡易に評価することが
できる。本発明者らの知見によると、カーボン保護膜の
水に対する接触角は、成膜後30分以内で測定した時、
35°以下であることが好ましい。水に対する接触角が
35°を上回るようになると、カーボン保護膜の液体潤
滑剤に対する吸着性が低下し、磁気記録媒体の寿命が大
幅に低下する。Further, the adsorbability of the liquid lubricant on the carbon protective film can be easily evaluated from the contact angle of water on the film. According to the findings of the present inventors, the contact angle of water of the carbon protective film was measured within 30 minutes after film formation.
It is preferable that the angle is 35 ° or less. When the contact angle with water exceeds 35 °, the adsorptivity of the carbon protective film to the liquid lubricant is reduced, and the life of the magnetic recording medium is significantly reduced.
【0035】カーボン保護膜は、磁気記録媒体に一般的
に使用されているようないろいろな膜厚で使用すること
ができるが、本発明の場合、50nm以下の薄膜の形の時
でも十分にその作用効果を発揮することができ、特に重
要なことには、従来の技術では耐久性の維持が難しいと
されてきた5nmもしくはそれ以下の膜厚の時でも、高い
耐久性を長期にわたって維持することができる。もちろ
ん、かかる薄膜の形であっても、液体潤滑剤とのすぐれ
た密着性を、カーボン保護膜は示すことができる。The carbon protective film can be used in various thicknesses such as those generally used for magnetic recording media. In the case of the present invention, the carbon protective film is sufficiently formed even in the form of a thin film of 50 nm or less. It can exert its effect, and especially important is to maintain high durability for a long time even at a film thickness of 5 nm or less, which has been difficult to maintain in the conventional technology. Can be. Of course, even in such a thin film form, the carbon protective film can exhibit excellent adhesion to the liquid lubricant.
【0036】本発明のカーボン保護膜は、通常、カーボ
ンの単独からなる薄膜に所定量の窒素をドーピングした
形で用いられる。しかし、このカーボン保護膜は、もし
もFCA法で形成させることができ、所期の作用効果を
奏することができる限り、カーボンの化合物からなる
層、例えばWC層、SiC層、B4 C層、水素含有C層
などの形をとってもよい。The carbon protective film of the present invention is usually used in a form in which a thin film made of carbon alone is doped with a predetermined amount of nitrogen. However, this carbon protective film can be formed by the FCA method, and a layer made of a carbon compound, for example, a WC layer, a SiC layer, a B 4 C layer, a hydrogen It may take the form of a contained C layer or the like.
【0037】本発明の磁気記録媒体は、上記したような
必須の層及び任意に使用可能な層に加えて、この技術分
野において常用の追加の層を有していたり、さもなけれ
ば、含まれる層に任意の化学処理等が施されていてもよ
い。例えば、上記したカーボン保護膜の上に、フルオロ
カーボン樹脂系の潤滑剤層が塗布されていたり、さもな
ければ、別の潤滑処理が施されていてもよい。適当な潤
滑剤は、液体であり、例えば、フォンブリン、クライオ
トックスなどという商品名で容易に入手可能である。か
かる潤滑剤は、ヘッドと媒体が接触して磁気記録データ
を破壊するヘッドクラッシュと呼ばれる障害を防止し、
しかもヘッドと媒体の摺動に伴う摩擦力を低減させ、媒
体の寿命を延ばす働きがある。潤滑剤層の厚さは、通
常、約0.1〜0.5nmである。The magnetic recording medium of the present invention has, in addition to the essential and optional layers described above, additional layers commonly used in the art or otherwise included. The layer may have been subjected to any chemical treatment or the like. For example, a fluorocarbon resin-based lubricant layer may be applied on the above-described carbon protective film, or another lubricant treatment may be applied. Suitable lubricants are liquids and are readily available, for example, under the trade names Fomblin, Cryotox, and the like. Such a lubricant prevents a failure called a head crash in which a head and a medium come into contact and destroy magnetic recording data,
In addition, it has the function of reducing the frictional force associated with the sliding of the head and the medium and extending the life of the medium. The thickness of the lubricant layer is usually about 0.1 to 0.5 nm.
【0038】上記したようなカーボン保護膜は、磁気記
録媒体の他に、磁気ヘッドにも有利に応用することがで
きるであろう。磁気ヘッドも、基本的には磁気記録媒体
と同様な層構成を有することができるからである。磁気
ヘッドの場合、近年における情報処理技術の発達に伴
い、コンピュータの外部記憶装置に用いられる磁気ディ
スク装置に対して高密度化の要求が高まっていることを
考慮して、従来の巻線型のインダクティブ薄膜磁気ヘッ
ドに代えて、磁界の強さに応じて電気抵抗が変化する磁
気抵抗素子を使用した磁気抵抗効果型ヘッド、すなわ
ち、MRヘッドを使用することが推奨される。MRヘッ
ドは、磁性体の電気抵抗が外部磁界により変化する磁気
抵抗効果を記録媒体上の信号の再生に応用したもので、
従来のインダクティブ薄膜磁気ヘッドに較べて数倍も大
きな再生出力幅が得られること、イングクタンスが小さ
いこと、大きなS/N比が期待できること、などを特徴
としている。また、このMRヘッドとともに、異方性磁
気抵抗効果を利用したAMRヘッド、巨大磁気抵抗効果
を利用したGMRヘッド、そしてその実用タイプである
スピンバルブGMRヘッドの使用も推奨される。The above carbon protective film can be advantageously applied to a magnetic head in addition to a magnetic recording medium. This is because the magnetic head can basically have the same layer configuration as the magnetic recording medium. In the case of a magnetic head, in consideration of the demand for higher density of a magnetic disk device used for an external storage device of a computer with the development of information processing technology in recent years, a conventional winding type inductive device has been considered. It is recommended to use a magnetoresistive head using a magnetoresistive element whose electric resistance changes according to the strength of a magnetic field, that is, an MR head, instead of the thin film magnetic head. The MR head applies the magnetoresistance effect in which the electric resistance of a magnetic material changes due to an external magnetic field to the reproduction of a signal on a recording medium.
It is characterized by the fact that a reproduction output width several times larger than that of the conventional inductive thin film magnetic head can be obtained, the inductance is small, and a large S / N ratio can be expected. Along with this MR head, it is also recommended to use an AMR head utilizing the anisotropic magnetoresistance effect, a GMR head utilizing the giant magnetoresistance effect, and its practical type spin valve GMR head.
【0039】本発明は、上記したような磁気記録媒体及
びその製造方法の他に、本発明の磁気記録媒体を使用し
た磁気ディスク装置にある。本発明の磁気ディスク装置
において、その構造は特に限定されないというものの、
基本的に、磁気記録媒体において情報の記録を行うため
の記録ヘッド部及び情報の再生を行うための再生ヘッド
部を備えている装置を包含する。特に、再生ヘッド部
は、以下に説明するように、磁界の強さに応じて電気抵
抗が変化する磁気抵抗素子を使用した磁気抵抗効果型ヘ
ッド、すなわち、MRヘッドを備えていることが好まし
い。かかる磁気ディスク装置で用いられる磁気記録媒体
に、本発明のカーボン保護膜が組み込まれて使用され
る。The present invention resides in a magnetic disk drive using the magnetic recording medium of the present invention, in addition to the above-described magnetic recording medium and its manufacturing method. Although the structure of the magnetic disk drive of the present invention is not particularly limited,
Basically, it includes an apparatus provided with a recording head for recording information on a magnetic recording medium and a reproducing head for reproducing information. In particular, as described below, the reproducing head preferably includes a magnetoresistive head using a magnetoresistive element whose electric resistance changes according to the strength of a magnetic field, that is, an MR head. The carbon protective film of the present invention is incorporated into a magnetic recording medium used in such a magnetic disk drive.
【0040】本発明の磁気ディスク装置において、好ま
しくは、磁気抵抗効果素子及び該磁気抵抗効果素子にセ
ンス電流を供給する導体層を有し、磁気記録媒体からの
情報の読み出しを行う磁気抵抗効果型の再生ヘッド部
と、薄膜で形成された一対の磁極を有し、磁気記録媒体
への情報の記録を行う誘導型の記録ヘッド部とが積層さ
れてなる複合型の磁気ヘッドを使用することができる。
磁気抵抗効果型の再生ヘッドは、この技術分野において
公知のいろいろな構造を有することができ、そして、好
ましくは、異方性磁気抵抗効果を利用したAMRヘッド
又は巨大磁気抵抗効果を利用したGMRヘッド(スピン
バルブGMRヘッド等を含む)を包含する。再生ヘッド
部の導体層は、いろいろな構成を有することができるけ
れども、好ましくは、 1.導体層の膜厚に関して、磁気抵抗効果素子の近傍部
分を比較的に薄く形成し、その他の部分を厚く形成した
もの、 2.導体層の膜厚及び幅員に関して、磁気抵抗効果素子
の近傍部分のそれを比較的に薄くかつ細く形成し、その
他の部分を厚くかつ幅広に形成したもの、を包含する。
導体層の膜厚及び必要に応じて幅員を上記のように調整
することは、いろいろな手法に従って行うことができる
ものの、特に、導体層の多層化によって膜厚の増加を図
ることによりこれを達成することが推奨される。In the magnetic disk drive of the present invention, it is preferable that the magnetic disk drive has a magnetoresistive element and a conductor layer for supplying a sense current to the magnetoresistive element, and reads information from a magnetic recording medium. It is possible to use a composite magnetic head in which a read head unit and an inductive recording head unit having a pair of magnetic poles formed of a thin film and recording information on a magnetic recording medium are stacked. it can.
The magnetoresistive read head can have various structures known in the art, and is preferably an AMR head utilizing the anisotropic magnetoresistive effect or a GMR head utilizing the giant magnetoresistive effect (Including a spin valve GMR head and the like). Although the conductor layer of the read head portion can have various configurations, it is preferable that: 1. With respect to the thickness of the conductor layer, a portion near the magnetoresistive effect element is formed relatively thin, and the other portions are formed thick. Regarding the film thickness and width of the conductor layer, it includes those in which the portion near the magnetoresistive element is formed relatively thin and thin, and the other portions are formed thick and wide.
Adjusting the thickness of the conductor layer and the width as necessary as described above can be performed according to various methods, but this is achieved particularly by increasing the film thickness by increasing the number of conductor layers. It is recommended that
【0041】特に上記したような構成の磁気ディスク装
置を使用すると、従来の複合型の磁気ヘッドに比較し
て、記録ヘッド部の磁極の湾曲を小さくするとともに導
体層の抵抗を下げ、オフトラックが小さい範囲であれ
ば、精確にかつ高感度で情報を読み出すことができる。
本発明の磁気ディスク装置は、好ましくは、その記録ヘ
ッド部及び再生ヘッド部を図3及び図4に示すような積
層構造とすることができる。図3は、本発明の磁気ディ
スク装置の原理図であり、図4は、図3の線分B−Bに
そった断面図である。In particular, when the magnetic disk drive having the above-described configuration is used, the curvature of the magnetic pole of the recording head portion is reduced, the resistance of the conductor layer is reduced, and the off-track is reduced, as compared with the conventional composite type magnetic head. Within a small range, information can be read accurately and with high sensitivity.
In the magnetic disk device of the present invention, preferably, the recording head portion and the reproducing head portion can have a laminated structure as shown in FIGS. FIG. 3 is a principle view of the magnetic disk drive of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view along the line BB in FIG.
【0042】図3及び図4において、11は磁気記録媒
体への情報の記録を行う誘導型の記録ヘッド部、12は
情報の読み出しを行う磁気抵抗効果型の再生ヘッド部で
ある。記録ヘッド部11は、NiFe等からなる下部磁
極(上部シールド層)13と、一定間隔をもって下部磁
極13と対向したNiFe等からなる上部磁極14と、
これらの磁極13及び14を励磁し、記録ギャップ部分
にて、磁気記録媒体に情報の記録を行わせるコイル15
等から構成される。In FIGS. 3 and 4, reference numeral 11 denotes an inductive recording head for recording information on a magnetic recording medium, and reference numeral 12 denotes a magnetoresistive reproducing head for reading information. The recording head unit 11 includes a lower magnetic pole (upper shield layer) 13 made of NiFe or the like, an upper magnetic pole 14 made of NiFe or the like opposed to the lower magnetic pole 13 at regular intervals,
A coil 15 that excites these magnetic poles 13 and 14 to record information on a magnetic recording medium in a recording gap portion.
And so on.
【0043】再生ヘッド部12は、好ましくはAMRヘ
ッドやGMRヘッド等でもって構成されるものであり、
その磁気抵抗効果素子部12A上には、磁気抵抗効果素
子部12Aにセンス電流を供給するための一対の導体層
16が記録トラック幅に相応する間隔をもって設けられ
ている。ここで、導体層16の膜厚は、磁気抵抗効果素
子部12Aの近傍部分16Aが薄く形成され、他の部分
16Bは厚く形成されている。The reproducing head section 12 is preferably constituted by an AMR head, a GMR head, or the like.
A pair of conductor layers 16 for supplying a sense current to the magnetoresistive element section 12A are provided on the magnetoresistive element section 12A at intervals corresponding to the recording track width. Here, the thickness of the conductor layer 16 is such that the portion 16A in the vicinity of the magnetoresistive element portion 12A is formed thin and the other portion 16B is formed thick.
【0044】図3及び図4の構成では、導体層16の膜
厚が、磁気抵抗効果素子部12Aの近傍部分16Aで薄
くなっているため、下部磁極(上部シールド層)13等
の湾曲が小さくなっている。このため、磁気記録媒体に
対向する記録ギャップの形状もあまり湾曲せず、情報の
記録時における磁気ヘッドのトラック上の位置と読み出
し時における磁気ヘッドのトラック上の位置に多少ずれ
があっても、磁気ディスク装置は正確に情報を読み出す
ことができ、オフトラック量が小さいにもかかわらず読
み出しの誤差が生じるという事態を避けることができ
る。In the configuration shown in FIGS. 3 and 4, since the thickness of the conductor layer 16 is reduced in the portion 16A near the magnetoresistive element portion 12A, the curvature of the lower magnetic pole (upper shield layer) 13 and the like is small. Has become. Therefore, the shape of the recording gap facing the magnetic recording medium is not so curved, and even if the position on the track of the magnetic head during recording of information and the position on the track of the magnetic head during reading are slightly shifted, The magnetic disk device can accurately read information, and can avoid a situation in which a reading error occurs despite a small off-track amount.
【0045】一方、導体層16の膜厚が、磁気抵抗効果
素子部12Aの近傍以外の部分16Bでは厚く形成され
ているため、導体層16の抵抗を全体として小さくする
こともでき、その結果、磁気抵抗素子部12Aの抵抗変
化を高感度で検出することが可能になり、S/N比が向
上し、また、導体層16での発熱も避けることができ、
発熱に起因したノイズの発生も防げる。On the other hand, since the thickness of the conductor layer 16 is formed thicker in the portion 16B other than the vicinity of the magnetoresistive element portion 12A, the resistance of the conductor layer 16 can be reduced as a whole. A change in resistance of the magnetoresistive element portion 12A can be detected with high sensitivity, the S / N ratio is improved, and heat generation in the conductor layer 16 can be avoided.
The generation of noise due to heat generation can also be prevented.
【0046】本発明による磁気ディスク装置の好ましい
一例は、図5及び図6に示す通りである。なお、図5
は、磁気ディスク装置の平面図(カバーを除いた状態)
であり、図6は図5の線分A−Aにそった断面図であ
る。これらの図において、参照番号50は、ベースプレ
ート51上に設けられたスピンドルモータ52によって
回転駆動される磁気記録媒体としての複数枚(図示の態
様では3枚)の磁気ディスクを示している。A preferred example of the magnetic disk drive according to the present invention is as shown in FIGS. FIG.
Shows the top view of the magnetic disk drive (without cover)
FIG. 6 is a sectional view taken along line AA in FIG. In these figures, reference numeral 50 indicates a plurality (three in the illustrated embodiment) of magnetic disks as magnetic recording media rotationally driven by a spindle motor 52 provided on a base plate 51.
【0047】参照番号53は、ベースプレート51上に
回転可能に設けられたアクチュエータである。このアク
チュエータ53の一方の回転端部には、磁気ディスク5
0の記録面方向に延出する複数のヘッドアーム54が形
成されている。このヘッドアーム54の回転端部には、
スプリングアーム55が取り付けられ、更に、このスプ
リングアーム55のフレクシャー部に前述のスライダ4
0が図示しない絶縁膜を介して傾動可能に取り付けられ
ている。一方、アクチュエータ53の他方の回転端部に
は、コイル57が設けられている。Reference numeral 53 denotes an actuator rotatably provided on the base plate 51. One rotating end of the actuator 53 has a magnetic disk 5
A plurality of head arms 54 extending in the direction of the recording surface 0 are formed. At the rotating end of the head arm 54,
The spring arm 55 is attached, and the slider 4
Numeral 0 is tiltably attached via an insulating film (not shown). On the other hand, a coil 57 is provided at the other rotating end of the actuator 53.
【0048】ベースプレート51上には、マグネット及
びヨークで構成された磁気回路58が設けられ、この磁
気回路58の磁気ギャップ内に、上記コイル57が配置
されている。そして、磁気回路58とコイル57とでム
ービングコイル型のリニアモータ(VCM:ボイスコイ
ルモータ)が構成されている。そして、これらベースプ
レート51の上部はカバー59で覆われている。A magnetic circuit 58 composed of a magnet and a yoke is provided on the base plate 51, and the coil 57 is disposed in a magnetic gap of the magnetic circuit 58. The magnetic circuit 58 and the coil 57 constitute a moving coil type linear motor (VCM: voice coil motor). The upper portions of the base plates 51 are covered with a cover 59.
【0049】次に、上記構成の磁気ディスク装置の作動
を説明する。磁気ディスク50が停止している時には、
スライダ40は磁気ディスク50の退避ゾーンに接触し
停止している。次に、磁気ディスク50がスピンドルモ
ータ52によって、高速で回転駆動されると、この磁気
ディスク50の回転による発生する空気流によって、ス
ライダ40は微小間隔をもってディスク面から浮上す
る。この状態でコイル57に電流を流すと、コイル57
には推力が発生し、アクチュエータ53が回転する。こ
れにより、ヘッド(スライダ40)を磁気ディスク50
の所望のトラック上に移動させ、データのリード/ライ
トを行なうことができる。Next, the operation of the magnetic disk drive having the above configuration will be described. When the magnetic disk 50 is stopped,
The slider 40 comes into contact with the retraction zone of the magnetic disk 50 and stops. Next, when the magnetic disk 50 is rotationally driven at a high speed by the spindle motor 52, the slider 40 flies from the disk surface at a minute interval due to the airflow generated by the rotation of the magnetic disk 50. When a current is applied to the coil 57 in this state, the coil 57
Generates a thrust, and the actuator 53 rotates. As a result, the head (slider 40) is moved to the magnetic disk 50.
On a desired track to perform data read / write.
【0050】この磁気ディスク装置では、磁気ヘッドの
導体層として、磁気抵抗効果素子部の近傍部分を薄く形
成し他の部分を厚く形成したものを用いているため、記
録ヘッド部の磁極の湾曲を小さくすると共に導体層の抵
抗を下げ、オフトラックが小さい範囲であれば正確に且
つ高感度に情報を読み出すことができる。In this magnetic disk drive, since the conductor layer of the magnetic head uses a thinner portion near the magnetoresistive element and a thicker other portion, the curvature of the magnetic pole of the recording head is reduced. As the resistance is reduced, the resistance of the conductor layer is reduced, and information can be read accurately and with high sensitivity if the off-track is in a small range.
【0051】[0051]
【実施例】引き続いて、本発明をその実施例を参照して
説明する。実施例1 磁気記録媒体の作製 下記の層構成を有する磁気ディスクを作製した。なお、
現在の磁気ディスクでは、下記のものよりもさらに多層
の層構成となっているが、本例では、容易な理解のた
め、単純な層構成を採用した。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described with reference to embodiments. Example 1 Production of Magnetic Recording Medium A magnetic disk having the following layer configuration was produced. In addition,
The current magnetic disk has a more multilayered structure than the following, but in this example, a simple layered structure is adopted for easy understanding.
【0052】 ─────────────────── 潤滑剤層 ─────────────────── 窒素ドープのカーボン保護膜 ─────────────────── 磁気記録層(CoCrPtTaNb) ─────────────────── 下地層(CrMo10) ─────────────────── NiPメッキ付きアルミニウム基板 ─────────────────── アルミニウム(Al)基板1の上にNiPをメッキして
NiPメッキ層を形成した後、その表面を良く洗浄し、
さらにテクスチャ処理を施して十分に平滑にした。得ら
れたNiP/Al基板に、DCマグネトロンスパッタ装
置により、CrMo10(at%)下地層、CoCrP
tTaNb系磁気記録層、そして窒素ドープのカーボン
(C)保護膜、そして「フォンブリン」(商品名)から
なる潤滑剤層を順次積層した。本例の場合、下地層の成
膜前にスパッタ室内を3×10-7Torr以下に排気
し、基板温度を280℃に高め、Arガスを導入してス
パッタ室内を5mTorrに保持し、−200Vのバイ
アスを印加しながら、下地層としてのCrMoを30nm
厚に成膜した。さらに、下地層の成膜に続けて、CoC
rPtTaNb膜をそのBrtが100Gμm(27nm
厚)となるように成膜した。成膜に使用したターゲット
は、CoCrターゲットにPt、Ta、Nbチップを配
置した複合ターゲットであった。─────────────────── Lubricant layer ─────────────────── Nitrogen-doped carbon protective film ─────────────────── Magnetic recording layer (CoCrPtTaNb) 下地 Underlayer (CrMo 10 )ア ル ミ ニ ウ ム Aluminum substrate with NiP plating の Aluminum (Al) substrate 1 After plating NiP on top to form a NiP plating layer, the surface is thoroughly washed,
In addition, texture processing was performed to make the surface sufficiently smooth. On the obtained NiP / Al substrate, a CrMo10 (at%) underlayer, CoCrP
A tTaNb-based magnetic recording layer, a nitrogen-doped carbon (C) protective film, and a lubricant layer made of “Fomblin” (trade name) were sequentially laminated. In the case of this example, before forming the underlayer, the inside of the sputtering chamber is evacuated to 3 × 10 −7 Torr or less, the substrate temperature is increased to 280 ° C., Ar gas is introduced, and the sputtering chamber is maintained at 5 mTorr, and −200 V is applied. While applying a bias of 30 nm,
A thick film was formed. Further, following the formation of the underlayer, CoC
The rPtTaNb film has a Brt of 100 Gμm (27 nm).
(Thickness). The target used for film formation was a composite target in which Pt, Ta, and Nb chips were arranged on a CoCr target.
【0053】引き続いて、図7に示すFCA成膜装置を
使用して、窒素ドープのカーボン保護膜を次のようにし
て成膜した。本例で使用したFCA成膜装置は、大きく
分けて、成膜室60、フィルタ部61及び放電室62か
らなる。放電室62は、カソードターゲット74、アノ
ード75、カソードコイル77及びストライカ76から
なる。カソードコイル77には純グラファイトを使用し
ており、ストライカ76でカソードターゲット74の表
面を叩くことによってアーク放電を開始させる。放電
時、カソードコイル77とアノード75が高温となるの
で、冷却水によって水冷されている。カソードコイル7
7は、イオン化を促進させるためのものである。放電室
62で発生したカーボン粒子群は、ビーム状になって隣
のフィルタ部61へと進む。Subsequently, a nitrogen-doped carbon protective film was formed as follows using the FCA film forming apparatus shown in FIG. The FCA film forming apparatus used in this example is roughly divided into a film forming chamber 60, a filter section 61, and a discharge chamber 62. The discharge chamber 62 includes a cathode target 74, an anode 75, a cathode coil 77, and a striker 76. Pure graphite is used for the cathode coil 77, and an arc discharge is started by hitting the surface of the cathode target 74 with the striker 76. At the time of discharge, the temperature of the cathode coil 77 and the anode 75 becomes high, so that the water is cooled by the cooling water. Cathode coil 7
7 is for accelerating ionization. The group of carbon particles generated in the discharge chamber 62 forms a beam and proceeds to the adjacent filter unit 61.
【0054】フィルタ部61は、フィルタコイル73を
装備した45°ベントタイプのフィルタを用いている。
磁場によって、カーボンのイオンと電子が曲げられ、成
膜室60に向かうが、中性原子、マクロパーティクルは
曲がりきれずトラップされる。また、ラスターマグネッ
ト72によってビームを上下左右に振ることができ、膜
の面内膜厚分布を向上させることができる。The filter section 61 uses a 45 ° vent type filter equipped with a filter coil 73.
Carbon ions and electrons are bent by the magnetic field and go to the film forming chamber 60, but neutral atoms and macro particles are trapped without being bent. Further, the beam can be swung up, down, left and right by the raster magnet 72, and the in-plane film thickness distribution of the film can be improved.
【0055】成膜室60にはイオンガン67が搭載され
ており、基板ホルダー71によって保持されている基板
1のクリーニングやイオンビームアシストに使用でき
る。導入ガスライン66には図示のように2つの配管が
あり、クリーニング用ガスとイオンアシスト用ガスの切
替えを容易にできる。また、基板ホルダー71には回転
機能及び傾斜機能がついており、面内膜厚分布を向上で
きる。An ion gun 67 is mounted in the film forming chamber 60 and can be used for cleaning the substrate 1 held by the substrate holder 71 and for ion beam assist. The introduction gas line 66 has two pipes as shown, and can easily switch between the cleaning gas and the ion assist gas. Further, the substrate holder 71 has a rotation function and a tilt function, and can improve the in-plane film thickness distribution.
【0056】排気系には、図示しないが、ターボ分子ポ
ンプ、ドライポンプ、ポリコールドを使用しており、到
達真空度は、約5×10-5Paである。図7のFCA成
膜装置を使用して、下記の成膜条件で、窒素を含むカー
ボン保護膜を形成した。なお、下記の成膜条件は一例で
あって、現在入手可能な各種のFCA成膜装置ごとに、
最適な条件を選択し得ることは言うまでもない。 アーク電流 80A カソードコイル電流 10A フィルタコイル電流 10A,6A ラスタコイル電流 X:0A,Y:10A 基板は、膜厚分布改善のため、グラウンドに落として使
用した。膜厚測定をサーウェーブ社製の光学式膜厚測定
機、「オプティプローブOP−2100」(商品名)を
用いて行ったところ、5nmであり、面内膜厚分布は±8
%であった。また、成膜室内の真空度は、ビームの安定
性に依存するが、だいたい0.8〜4×10-2Paの範
囲である。実施例2 カーボン保護膜の膜硬度の測定 カーボン保護膜の膜硬度がそれに対する窒素の添加量に
よっていかに変動するかを評価するため、前記実施例1
に記載のカーボン保護膜の成膜法に従い、シリコンウェ
ハ上にFCAカーボン膜を膜厚45nmで堆積した。窒素
の添加量は、図8に示すように、0〜16at%の範囲
で変化させた。それぞれのFCAカーボン膜の膜硬度を
ナノインストルメンツ社製の硬度測定機、ナノインデン
タII(商品名)を使用して測定したところ、図8にプロ
ットしたような測定結果が得られた。この測定結果から
理解されるように、本発明に従うと、窒素添加量が12
at%のカーボン膜においても20GPa以上の膜硬度
を保つことができる。このことは、同じ膜厚の時、スパ
ッタリング法及びCVD法で成膜したカーボン膜の膜硬
度がそれぞれ高々約15GPa及び約17GPaである
ということを考慮すると、注目に値する結果である。す
なわち、非常に高硬度なカーボン膜が得られたことがわ
かる。窒素の添加量をさらに増やすと硬度は低下し、添
加量16at%では約17GPaとなった。膜中窒素含
有量が増えるとカーボン−窒素の結合の割合が増加し、
カーボン原子どうしのダイヤモンド性の結合量が減少し
てしまい、硬度が低下したものと考察される。実施例3 カーボン保護膜の接触角の測定 液体潤滑剤のカーボン膜への吸着性は、そのカーボン膜
の表面における水の接触角に簡易的に評価できるので、
本例でもそれにならい、カーボン保護膜の水に対する接
触角(ぬれ性)がそれに対する窒素の添加量によってい
かに変動するかを経時的に評価した。Although not shown, a turbo molecular pump, a dry pump, and polycold are used in the exhaust system, and the ultimate vacuum degree is about 5 × 10 −5 Pa. Using the FCA film forming apparatus of FIG. 7, a carbon protective film containing nitrogen was formed under the following film forming conditions. In addition, the following film forming conditions are examples, and for each of various FCA film forming apparatuses currently available,
It goes without saying that optimal conditions can be selected. Arc current 80 A Cathode coil current 10 A Filter coil current 10 A, 6 A Raster coil current X: 0 A, Y: 10 A The substrate was used by dropping it to ground to improve the film thickness distribution. The film thickness was measured using an optical film thickness measuring device manufactured by Sirwave, "Optiprobe OP-2100" (trade name), and it was 5 nm, and the in-plane film thickness distribution was ± 8.
%Met. The degree of vacuum in the film forming chamber depends on the stability of the beam, but is generally in the range of 0.8 to 4 × 10 −2 Pa. Example 2 Measurement of Film Hardness of Carbon Protective Film In order to evaluate how the film hardness of the carbon protective film fluctuates depending on the amount of nitrogen added thereto, the above-described Example 1 was used.
According to the method for forming a carbon protective film described in 1 above, an FCA carbon film was deposited on the silicon wafer to a thickness of 45 nm. As shown in FIG. 8, the addition amount of nitrogen was changed in the range of 0 to 16 at%. When the film hardness of each FCA carbon film was measured using a hardness measuring device, Nanoindenter II (trade name) manufactured by Nano Instruments, the measurement results plotted in FIG. 8 were obtained. As understood from the measurement results, according to the present invention, the nitrogen addition amount was 12%.
Even in an at% carbon film, a film hardness of 20 GPa or more can be maintained. This is a remarkable result considering that the film thickness of the carbon film formed by the sputtering method and the CVD method at the same film thickness is about 15 GPa and about 17 GPa, respectively. That is, it can be seen that a very hard carbon film was obtained. When the addition amount of nitrogen was further increased, the hardness decreased, and when the addition amount was 16 at%, it became about 17 GPa. As the nitrogen content in the film increases, the proportion of carbon-nitrogen bonds increases,
It is considered that the amount of diamond bonding between the carbon atoms was reduced and the hardness was reduced. Example 3 Measurement of Contact Angle of Carbon Protective Film The adsorptivity of the liquid lubricant to the carbon film can be easily evaluated by the contact angle of water on the surface of the carbon film.
In this example as well, how the contact angle (wettability) of the carbon protective film to water (wettability) varies with the amount of nitrogen added thereto was evaluated over time.
【0057】前記実施例1に記載のカーボン保護膜の成
膜法に従い、アルミニウム基板上にFCAカーボン膜を
膜厚5nmで堆積した。窒素の添加量は、図9に示すよう
に、0〜16at%の範囲で変化させた。それぞれのF
CAカーボン膜の水に対する接触角を、成膜の直後から
10分間ごとに、60分経過後までにわたって測定し
た。接触角の測定は、JIS K6800に記載の指針
に準じて行った。According to the method of forming a carbon protective film described in Example 1, an FCA carbon film was deposited to a thickness of 5 nm on an aluminum substrate. As shown in FIG. 9, the addition amount of nitrogen was changed in a range of 0 to 16 at%. Each F
The contact angle of the CA carbon film with water was measured every 10 minutes immediately after the film formation and after 60 minutes. The measurement of the contact angle was performed according to the guidelines described in JIS K6800.
【0058】図9は、上記のようにして得られた接触角
の測定結果を経過時間の関数としてプロットしたグラフ
である。このグラフから理解されるように、窒素を含有
させたカーボン膜は、窒素を含まない膜に比較して接触
角の減少を示し、窒素含有量が増加するともに接触角の
減少も顕著になっている。また、かかる接触角の減少
は、それぞれのカーボン膜について、成膜の直後におい
て顕著である。このことから、窒素を添加することによ
り、カーボン膜の表面エネルギが増加し、液体潤滑剤に
対する吸着性が向上することが期待できる。実施例4 磁気記録媒体の作製とカーボン保護膜の評価 前記実施例1に記載の手法に従って磁気ディスクを作製
するとともに、図7に示すFCA成膜装置を使用して、
窒素ドープのカーボン保護膜を成膜した。しかし、本例
では、カーボン保護膜中の窒素濃度の分布を均一としな
いで、下から上に向かって徐々に窒素濃度が増加するよ
うに、成膜条件を制御した。本例では、窒素のドーピン
グにイオンビームアシスト法を採用しているので、窒素
イオンビームの照射量の制御により、窒素濃度が傾斜す
るようにした。カーボン保護膜の成膜の初期の段階では
窒素イオンビームの照射は行わず、カーボン堆積の途中
から窒素イオンビームの照射を開始した。その結果、得
られたカーボン保護膜の下層部分において窒素濃度が少
なく、かつ上層部分において窒素濃度が多いことが、X
線光電子分光法の深さ方向分析によって確認された。次
いで、窒素濃度の傾斜がカーボン保護膜表面での液体潤
滑剤との密着性にいかに影響を及ぼすかを評価するた
め、前記実施例3に記載の手法に従ってカーボン保護膜
の接触角を測定した。上述のように窒素イオンビームの
照射量を制御しながら、アルミニウム基板上にFCAカ
ーボン膜を膜厚5nmで堆積した。窒素濃度は、膜の表面
部分で8at%であった。比較のため、窒素の添加がな
い場合(0at%)し窒素濃度が均一に分布している場
合(8at%)についても実験を繰り返した。それぞれ
のFCAカーボン膜の水に対する接触角を、成膜の直後
から、360分経過後までにわたって測定した。接触角
の測定は、JIS K6800に記載の指針に準じて行
った。図10は、上記のようにして得られた接触角の測
定結果を経過時間の関数としてプロットしたグラフであ
る。このグラフから理解されるように、窒素を含有させ
たカーボン膜は、窒素を添加していないカーボン膜に比
較して、接触角の減少を示している。また、窒素濃度が
均一なカーボン膜と窒素濃度に傾きがあるカーボン膜を
比較すると、両者の接触角はほぼ同じであり、後者のカ
ーボン膜においても、表面改質の結果、液体潤滑剤の吸
着が十分に行い得るということを示している。引き続い
て、カーボン保護膜の耐久性をピンオンディスク摺動試
験法を用いて測定した。供試磁気ディスクとして、下記
のような異なるカーボン膜を有する磁気ディスクを用意
した。 磁気ディスクA:FCA法により成膜した、窒素濃度が
均一に分布(8at%)しているカーボン膜。膜厚:2
nm及び4nm。 磁気ディスクB:FCA法により成膜した、窒素濃度が
傾斜(表面8at%)しているカーボン膜。膜厚:2nm
及び4nm。 磁気ディスクC(比較):従来のDLC(ダイヤモンド
ライクカーボン)からなるカーボン膜。膜厚:3nm,4
nm,5nm及び6nm。 それぞれの磁気ディスクの上に球状のAl2O3−TiC
製ピン(直径2mm)を荷重10gfで載置し、線速度20
cm/秒で磁気ディスクを回転させた。カーボン膜の表面
において破断が発生した時点でディスクの回転を中止
し、その時のパス回転数(回)を記録したところ、図1
1にプロットしたような測定結果が得られた。この測定
結果から理解されるように、本発明に従いカーボン膜に
窒素を添加した場合には、膜厚が小さくとも、従来常用
のDLC製カーボン膜に比較してすぐれて良好な耐久性
を得ることができ、特にカーボン膜中の窒素濃度に傾斜
をもたせた場合、耐久性の向上はより顕著となり、膜厚
による変動も少ない。換言すると、窒素濃度に傾斜をも
たせたことによって、窒素添加に由来する耐久性の低下
の抑制効果がより向上せしめられた。さらに続けて、F
CA成膜装置を使用して窒素ドープのカーボン保護膜を
成膜する際、イオンビームアシスト法に代えて窒素雰囲
気の適用により窒素を添加し、かつ導入窒素ガス流量の
調整によりカーボン膜中の窒素濃度を制御した。窒素濃
度を傾斜させた場合、上述のものに比較可能なすぐれた
耐久性及び潤滑剤の密着性を有するカーボン保護膜が得
られた。以上、本発明を特にその好ましい実施の形態及
び実施例を参照して説明した。ここでは、本発明のさら
なる理解のため、本発明の好ましい態様を「付記」とし
てまとめて記載する。 (付記1)下地を保護するカーボン保護膜であって、該
カーボン保護膜が前記下地の上にFiltered Cathodic Ar
c 法によって堆積されたものであり、その保護膜中に窒
素を含有していることを特徴とするカーボン保護膜。 (付記2)前記窒素の含有量が、2〜20at%の範囲
であることを特徴とする付記1に記載のカーボン保護
膜。 (付記3)前記窒素の含有量に傾斜があり、該カーボン
保護膜の下地の側から表面の側に向けて窒素濃度が漸次
に増加していることを特徴とする付記1又は2に記載の
カーボン保護膜。 (付記4)該カーボン保護膜において、その下地の側か
ら膜厚でみて、少なくとも膜厚のほぼ半分の領域まで窒
素が含まれないことを特徴とする付記1〜3のいずれか
1項に記載のカーボン保護膜。 (付記5)該カーボン保護膜の膜硬度が少なくとも18
GPaであることを特徴とする付記1〜4のいずれか1
項に記載のカーボン保護膜。 (付記6)該カーボン保護膜の接触角が35°以下であ
ることを特徴とする付記1〜5のいずれか1項に記載の
カーボン保護膜。 (付記7)磁気記録媒体の磁気記録層の上で用いられる
ことを特徴とする付記1〜6のいずれか1項に記載のカ
ーボン保護膜。 (付記8)非磁性の基板上に堆積された磁気記録層を保
護するカーボン保護膜を備えた磁気記録媒体であって、
前記カーボン保護膜が、Filtered Cathodic Arc 法によ
って堆積されたものであり、その保護膜中に窒素を含有
していることを特徴とする磁気記録媒体。 (付記9)前記カーボン保護膜において、前記窒素の含
有量が、2〜20at%の範囲であることを特徴とする
付記8に記載の磁気記録媒体。 (付記10)前記カーボン保護膜において、窒素の含有
量に傾斜があり、該カーボン保護膜の下地の側から表面
の側に向けて窒素濃度が漸次に増加していることを特徴
とする付記8又は9に記載の磁気記録媒体。 (付記11)前記カーボン保護膜において、その下地の
側から膜厚でみて、少なくとも膜厚のほぼ半分の領域ま
で窒素が含まれないことを特徴とする付記8〜10のい
ずれか1項に記載の磁気記録媒体。 (付記12)前記カーボン保護膜の膜硬度が少なくとも
18GPaであることを特徴とする付記8〜11のいず
れか1項に記載の磁気記録媒体。 (付記13)前記カーボン保護膜の接触角が35°以下
であることを特徴とする付記8〜12のいずれか1項に
記載の磁気記録媒体。 (付記14)非磁性の基板上に堆積された磁気記録層を
保護するカーボン保護膜を備えた磁気記録媒体を製造す
るに当たって、前記カーボン保護膜をFilteredCathodic
Arc 法によって堆積するとともに、そのカーボン保護
膜の堆積の際、カーボン保護膜中に窒素を含ませること
を特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 (付記15)前記カーボン保護膜中に窒素を含ませるた
め、窒素イオンビームの照射下、窒素雰囲気の適用下あ
るいはその組み合わせのいずれかの下でカーボン保護膜
の堆積を行うことを特徴とする付記14に記載の磁気記
録媒体の製造方法。 (付記16)磁気記録媒体において情報の記録を行うた
めの記録ヘッド及び情報の再生を行うための再生ヘッド
を備えた磁気ディスク装置であって、前記磁気記録媒体
が、非磁性の基板上に堆積された磁気記録層を保護する
カーボン保護膜を備えた磁気記録媒体であり、前記カー
ボン保護膜が、Filtered Cathodic Arc法によって堆積
されたものであり、その保護膜中に窒素を含有している
ことを特徴とする磁気ディスク装置。FIG. 9 is a graph in which the measurement results of the contact angle obtained as described above are plotted as a function of elapsed time. As can be understood from this graph, the carbon film containing nitrogen shows a decrease in the contact angle as compared with the film containing no nitrogen, and the decrease in the contact angle becomes more remarkable as the nitrogen content increases. I have. The decrease in the contact angle is remarkable immediately after the formation of each carbon film. From this, it can be expected that the addition of nitrogen increases the surface energy of the carbon film and improves the adsorptivity to the liquid lubricant. Example 4 Production of Magnetic Recording Medium and Evaluation of Carbon Protective Film A magnetic disk was produced according to the method described in Example 1, and the FCA film forming apparatus shown in FIG.
A nitrogen-doped carbon protective film was formed. However, in this example, the film formation conditions were controlled so that the nitrogen concentration in the carbon protective film was not made uniform and the nitrogen concentration gradually increased from bottom to top. In this example, since the ion beam assist method is employed for nitrogen doping, the nitrogen concentration is inclined by controlling the irradiation amount of the nitrogen ion beam. At the initial stage of the formation of the carbon protective film, irradiation with a nitrogen ion beam was not performed, and irradiation with a nitrogen ion beam was started during the carbon deposition. As a result, the lower nitrogen concentration in the lower layer portion of the obtained carbon protective film and the higher nitrogen concentration in the upper layer portion indicate that X
This was confirmed by depth analysis of line photoelectron spectroscopy. Next, the contact angle of the carbon protective film was measured according to the method described in Example 3 in order to evaluate how the inclination of the nitrogen concentration affects the adhesion to the liquid lubricant on the surface of the carbon protective film. While controlling the amount of irradiation of the nitrogen ion beam as described above, a 5 nm-thick FCA carbon film was deposited on the aluminum substrate. The nitrogen concentration was 8 at% at the surface of the film. For comparison, the experiment was repeated when nitrogen was not added (0 at%) and when the nitrogen concentration was uniformly distributed (8 at%). The contact angle of each FCA carbon film with water was measured immediately after film formation and after 360 minutes. The measurement of the contact angle was performed according to the guidelines described in JIS K6800. FIG. 10 is a graph in which the measurement results of the contact angle obtained as described above are plotted as a function of elapsed time. As understood from this graph, the carbon film containing nitrogen shows a decrease in the contact angle as compared with the carbon film not containing nitrogen. Also, when comparing a carbon film having a uniform nitrogen concentration with a carbon film having a nitrogen concentration gradient, the contact angles of the two are almost the same. Can be performed sufficiently. Subsequently, the durability of the carbon protective film was measured using a pin-on-disk sliding test method. Magnetic disks having different carbon films as described below were prepared as test magnetic disks. Magnetic disk A: a carbon film formed by the FCA method and having a uniform nitrogen concentration (8 at%). Film thickness: 2
nm and 4 nm. Magnetic disk B: a carbon film formed by the FCA method and having a nitrogen concentration gradient (surface 8 at%). Film thickness: 2 nm
And 4 nm. Magnetic disk C (comparative): Carbon film made of conventional DLC (diamond-like carbon). Film thickness: 3 nm, 4
nm, 5 nm and 6 nm. A spherical Al 2 O 3 —TiC is placed on each magnetic disk.
Pins (diameter 2 mm) with a load of 10 gf and a linear velocity of 20
The magnetic disk was rotated at cm / sec. When the disk rotation was stopped when the fracture occurred on the surface of the carbon film, and the number of pass rotations (times) at that time was recorded, FIG.
A measurement result as plotted in 1 was obtained. As understood from the measurement results, when nitrogen is added to the carbon film according to the present invention, even if the film thickness is small, excellent durability can be obtained as compared with the conventional DLC carbon film. In particular, when the nitrogen concentration in the carbon film has a gradient, the improvement in durability becomes more remarkable, and the variation due to the film thickness is small. In other words, by giving the nitrogen concentration a gradient, the effect of suppressing a decrease in durability due to the addition of nitrogen was further improved. Continuing on, F
When forming a nitrogen-doped carbon protective film using a CA film forming apparatus, nitrogen is added by applying a nitrogen atmosphere instead of the ion beam assist method, and nitrogen in the carbon film is adjusted by adjusting the flow rate of the introduced nitrogen gas. The concentration was controlled. When the nitrogen concentration was inclined, a carbon protective film having excellent durability and lubricant adhesion comparable to those described above was obtained. The invention has been described with particular reference to preferred embodiments and examples. Here, in order to further understand the present invention, preferred embodiments of the present invention are collectively described as “Appendix”. (Supplementary Note 1) A carbon protective film for protecting a base, wherein the carbon protective film has a Filtered Cathodic Ar
A carbon protective film deposited by the c method, wherein the protective film contains nitrogen. (Supplementary note 2) The carbon protective film according to supplementary note 1, wherein the content of nitrogen is in a range of 2 to 20 at%. (Supplementary note 3) The supplementary note 1 or 2, wherein the nitrogen content has a slope, and the nitrogen concentration gradually increases from the base side to the surface side of the carbon protective film. Carbon protective film. (Supplementary note 4) The carbon protective film according to any one of Supplementary notes 1 to 3, wherein nitrogen is not contained in at least a region of at least approximately half of the film thickness when viewed from the underlayer side. Carbon protective film. (Supplementary Note 5) The film hardness of the carbon protective film is at least 18
Any one of supplementary notes 1 to 4, which is GPa
Item 12. The carbon protective film according to Item 1. (Supplementary note 6) The carbon protective film according to any one of Supplementary notes 1 to 5, wherein a contact angle of the carbon protective film is 35 ° or less. (Supplementary note 7) The carbon protective film according to any one of Supplementary notes 1 to 6, wherein the carbon protective film is used on a magnetic recording layer of a magnetic recording medium. (Supplementary Note 8) A magnetic recording medium provided with a carbon protective film for protecting a magnetic recording layer deposited on a nonmagnetic substrate,
A magnetic recording medium, wherein the carbon protective film is deposited by a filtered cathodic arc method, and the protective film contains nitrogen. (Supplementary note 9) The magnetic recording medium according to supplementary note 8, wherein the nitrogen content in the carbon protective film is in a range of 2 to 20 at%. (Supplementary Note 10) In the carbon protective film, the nitrogen content has a slope, and the nitrogen concentration gradually increases from the base side to the surface side of the carbon protective film. Or the magnetic recording medium according to 9. (Supplementary Note 11) The carbon protective film according to any one of Supplementary Notes 8 to 10, wherein nitrogen is not contained in at least a region of about half the film thickness when viewed from the underlayer side. Magnetic recording medium. (Supplementary Note 12) The magnetic recording medium according to any one of Supplementary Notes 8 to 11, wherein the film hardness of the carbon protective film is at least 18 GPa. (Supplementary Note 13) The magnetic recording medium according to any one of Supplementary Notes 8 to 12, wherein a contact angle of the carbon protective film is 35 ° or less. (Supplementary Note 14) In manufacturing a magnetic recording medium having a carbon protective film for protecting a magnetic recording layer deposited on a nonmagnetic substrate, the carbon protective film is filtered by FilteredCathodic.
A method for producing a magnetic recording medium, comprising: depositing by the Arc method, and including nitrogen in the carbon protective film when depositing the carbon protective film. (Supplementary Note 15) The carbon protective film is deposited under any of a nitrogen ion beam irradiation, a nitrogen atmosphere, and a combination thereof in order to include nitrogen in the carbon protective film. 15. The method for manufacturing a magnetic recording medium according to 14. (Supplementary Note 16) A magnetic disk drive provided with a recording head for recording information on a magnetic recording medium and a reproducing head for reproducing information, wherein the magnetic recording medium is deposited on a nonmagnetic substrate. A magnetic recording medium provided with a carbon protective film for protecting the magnetic recording layer, wherein the carbon protective film is deposited by a filtered cathodic arc method and contains nitrogen in the protective film. A magnetic disk device characterized by the above-mentioned.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、FCA法を使用してカーボン保護膜を形成したの
で、優れた耐久性をを長期にわたって維持することので
きるカーボン保護膜を得ることができ、よって、高性能
で長寿命な磁気記録媒体を提供することができる。As described above, according to the present invention, since the carbon protective film is formed using the FCA method, a carbon protective film capable of maintaining excellent durability for a long period of time is obtained. Therefore, a high-performance and long-life magnetic recording medium can be provided.
【0060】また、窒素イオンビームアシスト又は窒素
雰囲気下での成膜により膜中に窒素を含有させるととも
に、それにより膜硬度及び潤滑剤の吸着性を制御できる
ので、膜厚が5nm以下の薄膜の時にも優れた耐久性を達
成することができる。さらに、カーボン保護膜の形成
時、窒素濃度に傾斜をもたせることにより、保護膜表面
部での液体潤滑剤層との密着性を向上させるとともに、
窒素添加に由来する硬度の低下も抑制することができ
る。さらにまた、本発明の磁気記録媒体を磁気ディスク
装置を始めとしたコンピュータのハードディスク装置に
使用すると、近年の高度なニーズ(高記録密度、高感
度、高速度での記録及び読出など)に十分に応えること
ができる。In addition, nitrogen can be contained in the film by nitrogen ion beam assist or film formation in a nitrogen atmosphere, and thereby the film hardness and lubricant adsorption can be controlled. Sometimes excellent durability can be achieved. Furthermore, when forming the carbon protective film, by giving a gradient to the nitrogen concentration, while improving the adhesion with the liquid lubricant layer on the protective film surface,
A decrease in hardness due to the addition of nitrogen can also be suppressed. Furthermore, when the magnetic recording medium of the present invention is used in a hard disk drive of a computer such as a magnetic disk drive, it can sufficiently meet recent advanced needs (high recording density, high sensitivity, high speed recording and reading, etc.). I can respond.
【図1】本発明の磁気記録媒体の典型的な例を模式的に
示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a typical example of a magnetic recording medium of the present invention.
【図2】本発明のFCAカーボン膜における窒素濃度の
傾斜分布を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a nitrogen concentration gradient distribution in the FCA carbon film of the present invention.
【図3】本発明の磁気ディスク装置の原理を示す断面図
である。FIG. 3 is a sectional view showing the principle of the magnetic disk drive of the present invention.
【図4】図3の磁気ディスク装置の線分B−Bにそった
断面図である。4 is a cross-sectional view of the magnetic disk device of FIG. 3, taken along line BB.
【図5】本発明の磁気ディスク装置の好ましい1例を示
す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a preferred example of the magnetic disk drive of the present invention.
【図6】図5の磁気ディスク装置の線分A−Aにそった
断面図である。6 is a cross-sectional view of the magnetic disk device of FIG. 5, taken along line AA.
【図7】本発明で用いられたFCA成膜装置の詳細を示
した模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing details of an FCA film forming apparatus used in the present invention.
【図8】FCAカーボン膜の膜硬度の変化を窒素添加量
の関数としてプロットしたグラフである。FIG. 8 is a graph plotting the change in film hardness of the FCA carbon film as a function of the amount of nitrogen added.
【図9】FCAカーボン膜の水の接触角の変化を窒素添
加量及び経過時間の関数としてプロットしたグラフであ
る。FIG. 9 is a graph plotting the change in the contact angle of water of the FCA carbon film as a function of the amount of nitrogen added and the elapsed time.
【図10】FCAカーボン膜の水の接触角の変化を窒素
濃度の分布及び経過時間の関数としてプロットしたグラ
フである。FIG. 10 is a graph plotting the change in the contact angle of water on the FCA carbon film as a function of the distribution of nitrogen concentration and elapsed time.
【図11】FCAカーボン膜の耐久性を窒素濃度の分布
及び膜厚の関数としてプロットしたグラフである。FIG. 11 is a graph plotting the durability of an FCA carbon film as a function of nitrogen concentration distribution and film thickness.
1…基板 2…下地層 3…磁気記録層 4…カーボン保護膜 5…潤滑剤層 10…磁気記録媒体 11…記録ヘッド部 12…再生ヘッド部 13…下部磁極 14…上部磁極 15…コイル 16…導体層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Underlayer 3 ... Magnetic recording layer 4 ... Carbon protective film 5 ... Lubricant layer 10 ... Magnetic recording medium 11 ... Recording head part 12 ... Reproducing head part 13 ... Lower magnetic pole 14 ... Upper magnetic pole 15 ... Coil 16 ... Conductor layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K029 AA24 BA34 BC02 BD11 CA03 DD06 5D006 AA02 AA04 AA05 FA02 5D112 AA07 BC05 FA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K029 AA24 BA34 BC02 BD11 CA03 DD06 5D006 AA02 AA04 AA05 FA02 5D112 AA07 BC05 FA01
Claims (11)
て、該カーボン保護膜が、前記下地の上にFiltered Cat
hodic Arc 法によって堆積されたものであり、その保護
膜中に窒素を含有していることを特徴とするカーボン保
護膜。1. A carbon protective film for protecting a base, wherein the carbon protective film is provided with a filtered Cat on the base.
A carbon protective film deposited by the hodic Arc method, wherein the protective film contains nitrogen.
範囲であることを特徴とする請求項1に記載のカーボン
保護膜。2. The carbon protective film according to claim 1, wherein the content of nitrogen is in a range of 2 to 20 at%.
ボン保護膜の下地の側から表面の側に向けて窒素濃度が
漸次に増加していることを特徴とする請求項1又は2に
記載のカーボン保護膜。3. The method according to claim 1, wherein the nitrogen content has a slope, and the nitrogen concentration gradually increases from the base side to the surface side of the carbon protective film. The carbon protective film as described above.
から膜厚でみて、少なくとも膜厚のほぼ半分の領域まで
窒素が含まれないことを特徴とする請求項1〜3のいず
れか1項に記載のカーボン保護膜。4. The carbon protective film according to claim 1, wherein nitrogen is not contained in at least a region of about half the film thickness when viewed from the underlayer side. 2. The carbon protective film according to item 1.
18GPaであることを特徴とする請求項1〜4のいず
れか1項に記載のカーボン保護膜。5. The carbon protective film according to claim 1, wherein the film hardness of the carbon protective film is at least 18 GPa.
であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に
記載のカーボン保護膜。6. The carbon protective film according to claim 1, wherein the contact angle of the carbon protective film is 35 ° or less.
れることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記
載のカーボン保護膜。7. The carbon protective film according to claim 1, which is used on a magnetic recording layer of a magnetic recording medium.
を保護するカーボン保護膜を備えた磁気記録媒体であっ
て、前記カーボン保護膜が、請求項1〜6のいずれか1
項に記載されたものであることを特徴とする磁気記録媒
体。8. A magnetic recording medium provided with a carbon protective film for protecting a magnetic recording layer deposited on a non-magnetic substrate, wherein the carbon protective film is any one of claims 1 to 6.
14. A magnetic recording medium according to claim 13, wherein
を保護するカーボン保護膜を備えた磁気記録媒体を製造
するに当たって、前記カーボン保護膜をFiltered Catho
dic Arc 法によって堆積するとともに、そのカーボン保
護膜の堆積の際、カーボン保護膜中に窒素を含ませるこ
とを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。9. When manufacturing a magnetic recording medium provided with a carbon protective film for protecting a magnetic recording layer deposited on a nonmagnetic substrate, the carbon protective film is filtered by a filtered cathod.
A method for producing a magnetic recording medium, comprising: depositing by a dic Arc method; and, when depositing the carbon protective film, including nitrogen in the carbon protective film.
るため、窒素イオンビームの照射下、窒素雰囲気の適用
下あるいはその組み合わせのいずれかの下でカーボン保
護膜の堆積を行うことを特徴とする請求項9に記載の磁
気記録媒体の製造方法。10. The method for depositing a carbon protective film under a nitrogen ion beam irradiation, a nitrogen atmosphere, or a combination thereof in order to include nitrogen in the carbon protective film. A method for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 9.
うための記録ヘッド及び情報の再生を行うための再生ヘ
ッドを備えた磁気ディスク装置であって、前記磁気記録
媒体が、非磁性の基板上に堆積された磁気記録層を保護
するカーボン保護膜を備えた磁気記録媒体であり、前記
カーボン保護膜が、請求項1〜6のいずれか1項に記載
されたものであることを特徴とする磁気ディスク装置。11. A magnetic disk drive comprising a recording head for recording information on a magnetic recording medium and a reproducing head for reproducing information, wherein the magnetic recording medium is mounted on a non-magnetic substrate. 7. A magnetic recording medium comprising a carbon protective film for protecting a deposited magnetic recording layer, wherein the carbon protective film is the one described in any one of claims 1 to 6. Disk device.
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