(57)【要約】【課題】磁気記録媒体のＤＬＣ保護膜層の内部応力を緩和し、磁性膜との密着力を向上させ、耐摺動性に優れた磁気記録媒体、その製造方法及びそれを用いた磁気記録装置を提供する。【解決手段】磁気記録媒体の磁性膜６を保護する保護膜７を炭素を主成分とするダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）で形成する際に、硬度の高いＤＬＣ層と低いＤＬＣ層とを交互に膜厚周期０．３〜１．５ｎｍで積層した多層積層膜構造とする。好ましくは、窒素含有量の多いＤＬＣ層と少ないＤＬＣ層とを交互に膜厚周期０．３〜１．５ｎｍで積層した多層膜とする。【選択図】図１
2004022025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に少なくとも下地層を介して磁性膜と保護膜とを順次成膜して成る磁気記録媒体であって、前記保護膜を、炭素を主成分とするダイヤモンドライクカーボンから成る硬度の高い層と低い層とでそれぞれ交互に周期的に積層した多層膜で構成したことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
硬度の高い層と低い層とでそれぞれ交互に積層された前記ダイヤモンドライクカーボンから成る保護膜の積層膜厚周期を０．３ｎｍ〜１．５ｎｍとしたことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
上記保護膜を、窒素含有量の多いダイヤモンドライクカーボン層と少ないダイヤモンドライクカーボン層とを交互に膜厚周期０．３〜１．５ｎｍで積層した多層膜で構成したことを特徴とする請求項１もしくは２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
非磁性基板上に少なくとも下地層を介して磁性膜及び保護膜を順次形成する工程を有する磁気記録媒体の製造方法であって、前記保護膜の形成工程を、少なくとも炭化水素ガスを用いたイオンビームデポジション法もしくはケミカルベーパーデポジション法で成膜する炭素を主成分とするダイヤモンドライクカーボン保護膜の形成工程で構成すると共に、前記保護膜の形成工程においては前記非磁性基板へバイアス電圧を周期的に印加、不印加とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
非磁性基板上に少なくとも下地層を介して磁性膜及び保護膜を順次形成する工程を有する磁気記録媒体の製造方法であって、前記保護膜の形成工程を、少なくとも炭化水素ガスとこれに加えて窒素ガスまたは亜酸化窒素ガスを用いたイオンビームデポジション法もしくはケミカルべーパデポジション法で成膜する炭素を主成分とし窒素を含むダイヤモンドライクカーボン保護膜の形成工程で構成すると共に、前記保護膜の形成工程においては前記非磁性基板へバイアス電圧を周期的に印加、不印加とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
磁気記録媒体と、磁気記録媒体を駆動する駆動部と、記録部と再生部とを有する磁気ヘッドと、磁気ヘッドとの間で信号授受を行なう記録再生信号処理部とを具備する磁気記憶装置であって、前記磁気記録媒体を請求項１乃至３の何れか一つに記載の磁気記録媒体で構成したことを特徴とする磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法とそれを用いた磁気ディスク装置に係り、特に、優れた信頼性を有し、高密度に磁気記録が可能な磁気記録媒体及びその製造方法とコンピュータの補助記憶装置に用いられる磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型コンピュータ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ等の記憶装置に用いられる磁気ディスク装置は年々その重要性が高まり、大容量小型化へと発展を遂げている。
【０００３】
磁気ディスク装置の大容量小型化には高密度化が不可欠であり、これを実現するための技術としては磁気ディスク上を浮上する磁気ヘッドと磁気記録媒体の磁気記録層との間の距離を小さくするということが挙げられる。
【０００４】
従来より、スパッタリングによる成膜技術を用いて作製される磁気記録媒体には、磁性膜を磁気ヘッドによる摺動から保護する目的で保護膜が設けられている。そして、この保護膜を薄膜化することと、保護膜表面と磁気ヘッドとの間の距離を小さくすることが磁気記録層と磁気ヘッドとの間の距離をより小さくする為の最も有効な手段である。
【０００５】
この保護膜には、ＤＣスパッタリング、ＲＦスパッタリング（例えば特開平５−１７４３６９号公報）、ＣＶＤ（例えば特開平４−９０１２５号公報）で作製されるカーボン膜が最も一般的に用いられており、より強度に優れた保護膜を得るために膜中に窒素原子や水素原子等を混入させる方法（例えば特開昭６２−２４６１２９号公報）が一般的に採用されてきた。
【０００６】
近年では、磁気ヘッドと磁気記録媒体の摩擦を低減する目的で保護膜の上にはパーフルオロポリエーテル液体潤滑剤を用いるのが一般的である。
【０００７】
このカーボン保護膜を薄膜化する一般的方法としては、イオンビームデポジション（ＩＢＤ）やケミカルベーパーデポジション（ＣＶＤ）を用いてダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）にすることが挙げられる。ＤＬＣ膜は、一般的にスパッタリングによって成膜されたカーボン膜より硬度が大きく強度的に優れている。
【０００８】
これらＤＬＣは一般的に磁性膜の形成された基板に負の電圧を印加して主に炭化水素のプラスイオンを基板に引き寄せ堆積させることによって得られる。ところがこの場合、磁性膜上に堆積したＤＬＣ膜は内部応力が大きく、また、磁性膜との密着性が希薄であるため磁気ヘッドの衝突により破壊されてしまうという問題が付きまとう。
【０００９】
このＤＬＣ膜の生産性や摺動耐力向上に対しては、さまざまな試みがなされている。例えば、特開平６−８４１６８号公報では磁性膜上にＣ：Ｎ保護膜を付与し、さらにその上にＤＬＣ膜を重ねている。また、特開平１１−１７５９６０号公報ではＤＬＣ膜形成の後半から終盤にかけて窒素を添加する試みがなされている。しかしながら、これらの手法で得られたＤＬＣ保護膜では膜厚３ｎｍ以下と言う極薄膜領域では十分な摺動耐力が得られない。
【００１０】
さらに言及すると、ＤＬＣは一般的に薄膜中の炭素原子と水素原子の結合力が強く、また、そのネットワークはスパッタリングにより供されるカーボン保護膜と比較して連続性が高い。そのため膜中や膜表面の官能基が少なく保護膜上に付与するパーフルオロポリエーテル潤滑剤との結合力が弱いという問題がある。
【００１１】
上記磁気記録媒体を用いた磁気記録装置の性能指標の一つとしてデータの転送速度が上げられる。この転送速度はデータのアクセス時間に大きく依存している。アクセス時間はシーク時間と回転待ち時間からなり、磁気記録媒体の回転速度を上げることで回転待ち時間を短くすることがデータ転送速度の向上につながる。
【００１２】
ところが磁気記録媒体の回転速度を上げると磁気記録媒体のＤＬＣ保護膜上にある液体潤滑剤に遠心力が働き、上記のごとく結合力が弱いという問題点の結果、液体潤滑剤は磁気記録媒体の外周部に追いやられ、ついには磁気記録媒体から振り切られてしまう（以下回転飛散と呼ぶ）。この結果、磁気記録媒体上の潤滑剤が減少してしまい磁気記録媒体と磁気ヘッドの摩擦力の増加、クラッシュという結果に至ってしまう問題があった。
【００１３】
これを防止するために、ＤＬＣ保護膜に各種の表面処理を施し結合力を増加する試みがなされている。例えば、特開昭６２−１５０５２６号公報、特開昭６３−２１１７号公報では表面にプラズマ処理を施している。また、例えば、特開平４−６６２４号公報では表面に紫外線処理、水処理、オゾン処理などを施している。
【００１４】
また、例えば、特開昭６３−２１１７号公報、特開昭６３−２１１７号公報、特開平９−３０５９６０号公報、特開平８−２２５７９１号公報、特開平７−２１０８５０号公報、特開平５−１７４３５４号公報等も上記と同様の類であり、これらはすべて保護膜形成後にその表面に何らかの処理を施すものである。
【００１５】
ところが、これらの方法は表面全面を均一に処理することが難しく、作業が一工程増えるばかりか潤滑剤の付着力も不十分であるという問題があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は上記従来の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の目的は、ＤＬＣ保護膜層の内部応力を緩和し磁性層との密着力を強化すること、さらには保護膜層と液体潤滑剤の化学的結合力を増し高速回転下でも回転飛散による液体潤滑剤の減少を起こさないことで耐摺動性に優れた磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
【００１７】
また、第２の目的は、第１の目的を達成できる磁気記録媒体の製造方法により供される磁気記録媒体を提供することにあり、第３の目的は、前記第１の目的を達成した磁気記録媒体を用いて高速回転と高い信頼性を両立するのに適した磁気記憶装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、主として次のような構成を採用する。すなわち、本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に少なくとも下地層を介して磁性膜と保護膜とを順次成膜して成る磁気記録媒体であって、前記保護膜を、炭素を主成分とするダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）から成る硬度の高い層と低い層とを交互に周期的に、望ましくは０．３〜１．５ｎｍの周期で積層した多層膜で構成したことを特徴とする。そしてさらに望ましくは、上記保護膜を、窒素含有量の多いＤＬＣ層と少ないＤＬＣ層とを交互に膜厚０．３〜１．５ｎｍの周期で積層した多層膜で構成したことを特徴とする。
【００１９】
このＤＬＣ保護膜を、硬度の高い層と低い層とを交互に積層して多層膜とすることで内部応力の増加が抑止され磁性膜に対して密着性の高い、また、緻密で耐食性の優れた、ひいては耐摺動性の高い膜にすることができる。
【００２０】
また、窒素含有量の多いＤＬＣ層と少ないＤＬＣ層と交互に積層することで、さらに耐摺動性を増すことができ、窒素含有量の多いＤＬＣ層を最表面にすることで潤滑材との結合性に優れた保護膜とすることができる。
【００２１】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板上に少なくとも下地層を介して磁性膜及び保護膜を順次形成する工程を有する磁気記録媒体の製造方法であって、前記保護膜の形成工程を、イオンビームデポジション法もしくはケミカルベーパーデポジション法で成膜する炭素を主成分とするダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）保護膜の形成工程で構成すると共に、前記保護膜の形成工程においては前記基板へバイアス電圧を周期的に印加、不印加とすることを特徴とする。
【００２２】
前記イオンビームデポジション法もしくはケミカルベーパーデポジション法で保護膜を成膜する際には炭化水素ガスを用いるが、この時、窒素又は亜酸化窒素カ゛スを添加することでＤＬＣ膜中に窒素原子を含有させることができる。また、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの内の少なくとも一つをキャリアガスとして用いても良い。
【００２３】
本発明の磁気記憶装置は、前述の磁気記録媒体と、この磁気記録媒体を駆動する駆動部と、記録部と再生部とを有する磁気ヘッドと、この磁気ヘッドとの間で信号授受を行なう記録再生信号処理部とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の構成と機能並びに作用についての概略を以下に説明する。
本発明の磁気記録媒体は、例えば予めＣｒ系等の下地膜が形成された基板上に磁性膜とこれを保護する炭素（カーボン）を主成分とする保護膜及び少なくとも一つの官能基を有するパーフルオロポリエーテルの潤滑膜とを順次設けた磁気記録媒体であって、前記保護膜を炭素を主成分とするダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）で構成するが、この保護膜は硬度の高い（ＤＬＣ）層と低い（ＤＬＣ）層を交互に膜厚周期０．３〜１．５ｎｍで積層した多層膜とする。
【００２５】
また、このＤＬＣ積層膜では、窒素含有量の多い層と少ない層を交互に膜厚周期０．３〜１．５ｎｍで積層した多層膜とする。
【００２６】
上記手法により供される磁気記録媒体は、内部応力の増加が抑止され磁性膜との密着性の高い、また、緻密で耐食性の優れた、ひいては耐摺動性の高い媒体にすることができる。さらに、このＤＬＣ積層保護膜においては、窒素含有量の多い層を最表面にすることで潤滑剤との結合性に優れた媒体にすることができる。
【００２７】
【実施例】
以下、図面にしたがって本発明の一実施例を詳細に説明する。
＜実施例１＞
図１（ａ）は本発明の磁気記録媒体の断面を模式的に示したものであり、１は非磁性基板、２はＮｉＴａシード層、３はＣｒ合金下地層、４はＣｏ合金下部磁性層、５はＲｕ反強磁性結合誘発層、６はＣｏ合金上部磁性層、７はＤＬＣ積層保護膜、８は潤滑層をそれぞれ示している。また、図１（ｂ）はＤＬＣ積層保護膜７の積層周期を模式的に示した拡大図である。
【００２８】
図２は磁気記録媒体の磁性層上にＤＬＣ積層保護膜を形成する成膜装置の概要を模式的に示した説明図である。なお、非磁性基板上に磁性層を形成するまでの工程は、以下に示すような通常の製造方法に従って行ったので製造装置の図面は省略する。
【００２９】
まず、用いるソーダライムガラス基板１（外径８４ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ１．２７ｍｍ）の洗浄を十分に行った。これを約１．３×１０−５Ｐａ以下（１．０×１０−７Ｔｏｒｒ）まで排気された真空槽内に導入した。
【００３０】
最初にシード層形成室に搬送しＡｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下でＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＮｉ−３７．５ａｔ％　Ｔａシード層２を２５ｎｍ形成した。次に真空槽内の加熱室に搬送し、ＩＲヒータ（赤外線ヒータ）により基板温度を２８０℃に加熱した。
【００３１】
続いて下地層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下でＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＣｒ−１５ａｔ％Ｔｉ−４ａｔ％Ｂ合金下地層３を１０ｎｍ成膜した。
【００３２】
続いて第一磁性層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．９Ｐａ（７ｍＴｏｒｒ）の条件下でＤＣマグネトロンスパッタリング法により、Ｃｏ−１５ａｔ％Ｃｒ−５ａｔ％Ｐｔ合金層４を５ｎｍ形成した。
【００３３】
続いて反強磁性結合誘発層形成室に搬送しＡｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下でＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＲｕ層５を０．５ｎｍ形成した。
【００３４】
さらに磁気記録層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．９Ｐａ（７ｍＴｏｒｒ）の条件下でＤＣマグネトロンスパッタリング法により、Ｃｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ−５ａｔ％Ｂ合金からなる磁気記録層６を２０ｎｍ形成した。この磁気記録層６まで形成した基板を用い、以下に述べる本発明に関わるカーボンを主成分とするＤＬＣ積層保護膜７を形成した。
【００３５】
前記基板１としては、ソーダライムガラスの他に、化学強化したアルミノシリケート、Ｎｉ−Ｐを無電解めっきしたＡｌ−Ｍｇ合金基板、シリコン、硼珪酸ガラス等からなるセラミックス、または、ガラスグレージングを施したセラミックス等からなる非磁性の剛体基板等を用いることができる。
【００３６】
シード層２は、ソーダライムガラスからのアルカリ金属の電気化学的溶出を防ぐために設けてあるもので、厚さは任意である。また、特に用いる必要がなければ省略することもできる。
【００３７】
下地層３は、その上に形成する磁性層の結晶配向性を制御する下地膜として用いられる。下地層としては、磁性膜と結晶整合性の良い（１００）配向させることも可能な不規則固溶体を形成する非磁性のＣｒ−Ｖ、Ｃｒ−Ｔｉ、Ｃｒ−Ｍｏ、Ｃｒ−Ｓｉ、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｔｉ合金等のＣｒ基合金の薄膜を用いることもできる。スパッタで用いる放電用のガスに０．５体積％から５０体積％の窒素を同時に添加して下地層を形成すると下地層の結晶粒が微細化した。その結果、連続して形成する磁性層の結晶粒も微細化し、媒体ノイズを低減できた。
【００３８】
磁性層４及び６としては、上述した合金だけでなく、Ｃｏを主成分とし、保磁力を高めるためにＰｔを含有し、さらに媒体ノイズを低減するためＣｒ、Ｔａ、ＳｉＯ２、Ｎｂ等を添加した多元の合金系を用いることができる。特にＴａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉを添加するとターゲットの融点が下がり、Ｃｒを含有した磁性膜の組成分離が進行し易くなり好ましかった。
【００３９】
Ｐｔ、ＮｉあるいはＭｎを添加したＣｏ基合金系では、磁気異方性エネルギの低下が他の添加元素に比べて少なく実用的である。具体的には、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂの他に、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｍｎ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｖ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔｉ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ−Ｔａ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｎｉ−ＳｉＯ２等の合金を用いることができる。
【００４０】
強磁性の部分を占めるＣｏ合金層の組成に関し、Ｃｒの固溶限は５〜１０ａｔ％、Ｔａの固溶限は約２ａｔ％であると考えられ、これらの固溶限を超えてＣｏ合金磁性層を形成することにより、磁性層における磁気的な分離が進行し、媒体ノイズが低減する。
【００４１】
また、反強磁性結合誘発層に用いたＲｕ層５は、その膜厚が０．２〜０．６ｎｍの範囲で第一磁性層４と磁気記録層６を反強磁性結合できることが確認できた。
【００４２】
磁性層６まで積層した基板１を真空槽内から出すことなく、図２に示す保護膜形成室２１に搬送した。この保護膜形成室２１は、熱フィラメント２２とアノード２３からなるイオンガンからなる。そして、これらは基板１の両サイドに左右対称に設けてあり、両面同時にあるいは時間差をおいて交互に成膜できる構成となっている。この保護膜形成室２１をターボモレキュラポンプ２４で排気しながら、アノード後方のガス導入口２５からＡｒガスを５ｓｃｃｍ（Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｃｕｂｉｃ　ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ　ｐｅｒ　ｍｉｎｕｔｅｓ）とエチレン（Ｃ２Ｈ４）ガスを５０ｓｃｃｍマスフローコントローラを介して導入した。この時の圧力はバラトロンゲージで約０．５Ｐａ（３．５ｍＴｏｒｒ）であった。
【００４３】
次いで、基板の両サイドに位置したイオンガンの熱フィラメント２２に３０Ａ、アノード２３に直流＋９０Ｖを印加しプラズマを誘引した。更に電位がグランドＧ及びアノード電位から絶縁されたアルミニウム合金からなる不図示の電極を基板端面に接触させ基板へバイアス電圧を印加できる構造とした。
【００４４】
基板１へのバイアス印加は、最初の０．３ｓｅｃは０Ｖ、続く０．３ｓｅｃは−１１０Ｖとし、この０．６ｓｅｃを１サイクルとして５回繰り返した。この時のアノード電流はバイアス電圧０Ｖの時０．５５Ａ、バイアス電圧−１１０Ｖの時０．６５Ａ、基板のバイアス電流はバイアス電圧０Ｖの時２５ｍＡ、バイアス電圧−１１０Ｖの時５５ｍＡであった。また、フィラメント２２から発せられるエミッション電流は計算上０．５Ａであった。
【００４５】
このイオンビームデポジション法（ＩＢＤ）により、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ　合金磁性層６の上に炭素を主成分とし水素を含有するＤＬＣ保護膜７を２．７ｎｍ形成した。このときの膜の堆積速度はバイアス電圧０Ｖの時０．８ｎｍ／ｓ、バイアス電圧−１１０Ｖの時１．０ｎｍ／ｓであった。すなわち、ＤＬＣ積層の膜厚周期は０．５４ｎｍ、交互に１０層（７ａ、７ｂで表示）である。
【００４６】
上述した手法により磁気ディスクを複数枚作製し、ＤＬＣ積層保護膜７の上に周知の方法でフルオロカーボン系の潤滑剤層８を設けた。この厚みはフーリエトランスファー赤外分光分析装置（ＦＴ−ＩＲ）で定量したところ１．８ｎｍであった。このようにして作成された磁気ディスクを磁気ディスク装置に組み込み磁気ヘッドの浮上チェックに関する信頼性試験を行った。
【００４７】
信頼性試験には、潤滑剤層８まで設けた磁気ディスクを、磁気ヘッドのロード／アンロード機構を備えた周知の評価装置に装着し試験を行う手法を用いた。１０枚の磁気ディスクを回転数１５０００ｒ．ｐ．ｍでシークを伴うロード／アンロード試験を５０，０００回行った。この試験は、円板外周部（Ｒ４０ｍｍより外側）から磁気ヘッドをランプロードし、浮上量１０ｎｍで内周部（Ｒ１９ｍｍ）までシークした後、再び外周部より磁気ヘッドをアンロードするものである。
【００４８】
この試験の結果、用いた１０枚の磁気ディスクは全てクラッシュすることなく終了することができた。
【００４９】
さらに、試験後の磁気ディスクの潤滑層厚みをＦＴ−ＩＲで測定したところ１．５ｎｍ　と１７％減少していることが確認できた。この原因としては、１５０００ｒ．ｐ．ｍと言う高速回転のため遠心力により潤滑剤が円板外周部に追いやられ、ついには円板上からその一部が振り切られてしまったためと思われる。
【００５０】
これらのサンプルを試験後、顕微鏡観察したところ１０枚中２枚にスクラッチ痕が確認された。この結果、本発明による磁気記録媒体は潤滑剤との結合力に若干の機能不足があるものの保護膜の厚さが２．７ｎｍと極めて薄い状態であっても耐摺動信頼性が十分であることが証明された。以上の評価結果は、サンプルＮｏ．１として表１に示した。
【００５１】
〈比較例１〉
ＤＬＣ積層保護膜７を設ける際に、バイアス電圧を常時０Ｖとしたことを除いては上記サンプルＮｏ．１と同一の方法で作製し、サンプルＮｏ．２とした。この場合の保護膜７の膜厚は２．７ｎｍ、このときの膜の堆積速度は０．８ｎｍ／ｓであった。このサンプルＮｏ．２についても上記サンプルＮｏ．１と同様に信頼性試験を行い、その結果を表１に示した。
【００５２】
用いた１０枚の試験磁気ディスク中３枚が摺動し５０，０００回の試験を終了できなかった。また、残りの７枚は５０，０００回の試験は終了できたものの、その後の顕微鏡観察で７枚全ての表面にスクラッチ痕が確認された。
【００５３】
さらに、試験後の磁気ディスクの潤滑層厚みをＦＴ−ＩＲで測定したところ１．２ｎｍ　と３３％減少していることが確認できた。この結果、Ｎｏ．２のサンプルは摺動信頼性が十分ではなく、潤滑剤との結合力も不足していることが確認できた。
【００５４】
〈比較例２〉
ＤＬＣ積層保護膜７を設ける際にバイアス電圧を常時‐１１０Ｖとしたことを除いては上記サンプルＮｏ．１と同一の方法でサンプルＮｏ．３を作製した。保護膜７の膜厚は２．７ｎｍ、このときの膜の堆積速度は１．０ｎｍ／ｓであった。
このサンプルＮｏ．３についても上記サンプルＮｏ．１と同様に信頼性試験を行い、その結果を表１に示した。
【００５５】
用いた１０枚の試験磁気ディスク中５枚が摺動し５０，０００回の試験を終了できなかった。また、残りの５枚は５０，０００回の試験は終了できたものの、その後の顕微鏡観察で５枚全ての表面にスクラッチ痕が確認された。
【００５６】
さらに試験後の磁気ディスクの潤滑層厚みをＦＴ−ＩＲで測定したところ０．９ｎｍ　と半分に減少していることが確認できた。この結果、Ｎｏ．３のサンプルは摺動信頼性が十分ではなく、潤滑剤との結合力も不足していることが確認できた。
【００５７】
〈比較例３〉
ＤＬＣ層積層保護膜７を設ける際にバイアス印加、不印加の時間を変化させ、積層周期を０．２ｎｍから２．７ｎｍまで変化させたサンプルＮｏ．４、５、６、７、８を作製し、これらのサンプルについても上記サンプルＮｏ．１と同様の手法で評価した。積層周期及び評価結果は表１に示す。
【００５８】
この結果、サンプルＮｏ．４の積層周期０．２ｎｍ、及びサンプルＮｏ．８の２．７ｎｍでは十分な耐摺動信頼性が得られずサンプルＮｏ．５の０．３ｎｍ〜サンプルＮｏ．７の１．３５ｎｍにおいては、サンプルＮｏ．２及び３に比べて耐摺動信頼性が向上していることが確認できた。
【００５９】
〈実施例２〉
実施例１と同様の手法で磁気記録層６まで設けたサンプルを用いて本発明にかかわる以下に述べるサンプルを作製評価した。
【００６０】
磁気記録層６まで設けたサンプルを真空槽内から出すことなく、図２に示す保護膜形成室２１に搬送した。この保護膜形成室２１は、熱フィラメント２２とアノード２３からなるイオンガンからなる。
【００６１】
この保護膜形成室２１をターボモレキュラポンプ２４で排気しながら、アノード２３の後方のガス導入口２５から亜酸化窒素ガス（Ｎ２Ｏ）を２０ｓｃｃｍ（Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｃｕｂｉｃ　ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ　ｐｅｒ　ｍｉｎｕｔｅｓ）とエチレン（Ｃ２Ｈ４）ガスを５０ｓｃｃｍマスフローコントローラを介して導入した。この時の圧力はバラトロンゲージで約０．６５Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）であった。
【００６２】
次いで、基板１の両サイドに位置したイオンガンの熱フィラメント２２に３０Ａ、アノード２３に直流＋９０Ｖを印加しプラズマを誘引した。更に電位がグランドＧ及びアノード電位から絶縁されたアルミニウム合金からなる不図示の電極を基板端面に接触させ基板へバイアス電圧を印加できる構造とした。
【００６３】
基板１へのバイアス印加は、最初の０．３ｓｅｃは０Ｖ、続く０．３ｓｅｃは−１１０Ｖとし、この０．６ｓｅｃを１サイクルとして６回繰り返し、さらに０．３ｓｅｃ０Ｖを付け加えた。
【００６４】
この時のアノード電流は、バイアス電圧０Ｖの時０．５０Ａ、バイアス電圧−１１０Ｖの時０．６０Ａ、基板のバイアス電流は、バイアス電圧０Ｖの時２２ｍＡ、バイアス電圧−１１０Ｖの時５１ｍＡであった。
【００６５】
また、フィラメント２２から発せられるエミッション電流は計算上０．５Ａであった。このイオンビームデポジション法（ＩＢＤ）により、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ　合金磁性層６の上に炭素を主成分とし窒素と水素とを含有するＤＬＣ積層保護膜７を２．７ｎｍ形成した。このときの膜の堆積速度は、バイアス電圧０Ｖの時０．６ｎｍ／ｓ、バイアス電圧−１１０Ｖの時０．８ｎｍ／ｓであった。すなわち、積層周期は０．４２ｎｍ、交互に１３層積層した。
【００６６】
上述した手法により磁気ディスクを複数枚作製し、ＤＬＣ積層保護膜７上にフルオロカーボン系の潤滑剤層８を設けた。潤滑層８の厚みはフーリエトランスファー赤外分光分析装置（ＦＴ−ＩＲ）で定量したところ１．８ｎｍであった。その後、これらの磁気ディスクを磁気ディスク装置に組み込み、実施例１と同様の方法で磁気ヘッドの浮上チェックについて信頼性試験を行った。
【００６７】
信頼性試験には潤滑層８まで設けた磁気ディスクを磁気ヘッドのロード／アンロード機構を備えた周知の評価装置に装着し試験を行う手法を用いた。１０枚の磁気ディスクを回転数１５０００ｒ．ｐ．ｍでシークを伴うロードアンロード試験を５０，０００回行った。
【００６８】
この試験は、円板外周部（Ｒ４０ｍｍより外側）から磁気ヘッドをランプロードし、浮上量１０ｎｍで内周部（Ｒ１９ｍｍ）までシークした後、再び外周部よりヘッドをアンロードするものである。
【００６９】
この試験の結果を表１にサンプルＮｏ．９として示した。用いた１０枚は全てクラッシュすることなく終了することができた。さらに試験後の磁気ディスクの潤滑層８の厚みをＦＴ−ＩＲで測定したところ１．７ｎｍ　とほとんど減少していないことが確認できた。これらのサンプルを試験後、顕微鏡観察したところ１０枚全てのサンプルにおいてスクラッチ紺は確認できなかった。
【００７０】
この結果、本発明による磁気記録媒体は潤滑剤との結合力が十分であり保護膜の厚さが２．７ｎｍと極めて薄い状態であっても耐摺動信頼性が十分であることが証明された。
【００７１】
〈比較例４〉
ＤＬＣ積層保護膜７を設ける際に、バイアス電圧を常時０Ｖとしたことを除いては実施例２のサンプルＮｏ．９と同一の方法でサンプルＮｏ．１０の磁気ディスクを作製した。保護膜７の膜厚は２．７ｎｍ、このときの膜の堆積速度は０．６ｎｍ／ｓであった。このサンプルを実施例１のサンプルＮｏ．１と同様の方法で信頼性試験を行った。その結果を表１に示した。
【００７２】
試験に用いた１０枚の磁気ディスク中の３枚が摺動し５０，０００回の試験を終了できなかった。また、残りの７枚は５０，０００回の試験は終了できたものの、その後の顕微鏡観察で７枚中５枚の表面にスクラッチ痕が確認された。
【００７３】
さらに試験後のディスクの潤滑層８の厚みをＦＴ−ＩＲで測定したところ１．７ｎｍ　とほとんど減少していないことが確認できた。この結果、Ｎｏ．１０のサンプルは潤滑剤との結合力は十分なものの耐摺動信頼性においては性能が不足していることが確認できた。
【００７４】
〈比較例５〉
ＤＬＣ積層保護膜７を設ける際に、バイアス電圧を常時‐１１０Ｖとしたことを除いては実施例２のサンプルＮｏ．９と同一の方法でサンプルＮｏ．１１の磁気ディスクを作製した。保護膜７の膜厚は２．７ｎｍ、このときの膜の堆積速度は０．８ｎｍ／ｓであった。
【００７５】
このサンプルを実施例１のサンプルＮｏ．１と同様の方法で信頼性試験を行った。その結果を表１に示した。試験に用いた１０枚の磁気ディスク中の４枚が摺動し５０，０００回の試験を終了できなかった。また、残りの６枚は５０，０００回の試験は終了できたものの、その後の顕微鏡観察で６枚中３枚の表面にスクラッチ痕が確認された。
【００７６】
さらに試験後の磁気ディスクの潤滑層８の厚みをＦＴ−ＩＲで測定したところ１．６ｎｍに減少していることが確認できた。この結果、Ｎｏ．１１のサンプルは摺動信頼性が十分ではなく、潤滑剤との結合力も若干不足していることが確認できた。
【００７７】
〈比較例６〉
ＤＬＣ積層保護膜７を設ける際に、バイアス印加、不印加の時間を変化させ、積層周期を０．２ｎｍから２．７ｎｍまで変化させたサンプルＮｏ．１２、１３、１４、１５、１６を作製し、実施例１と同様の手法で評価した。積層周期及び評価結果を表１に示す。
【００７８】
この結果、サンプルＮｏ．１２の積層周期０．２ｎｍ及びサンプルＮｏ．１６の２．７ｎｍでは十分な耐摺動信頼性が得られず、サンプルＮｏ．１３の０．３〜サンプルＮｏ．１５の１．３５ｎｍにおいては、サンプルＮｏ．１０及び１１に比べて耐摺動信頼性が向上していることが確認できた。
【００７９】
さらに、本発明により供される磁気記録媒体のＤＬＣ積層保護膜８の物理的、化学的性質の解明を試みた。具体的には膜中水素量及び窒素量の定量、薄膜硬度の測定を行った。以下にその手法と結果を説明する。
【００８０】
ＤＬＣ積層保護膜８中の水素量の定量にはＨＦＳ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ　Ｆｏｒｗａｒｄ　ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いた。測定装置は、神戸製鋼所製の高分解能ＲＢＳ分析装置ＨＲＢＳ５００（商品名）を用い、ビームエネルギー４８０ＫｅＶ、イオン種Ｎ２＋、散乱角３０度、ビーム入射角は試料法線に対し７０度、試料電流約１．５ｎＡ、ビーム照射量約３１０ｎＣ、測定エネルギ範囲６０〜９５ＫｅＶとした。
【００８１】
上記測定条件により窒素イオンにより反跳された水素イオンを磁場型検出器により検出した。また、水素の含まれていない既知のサンプルをバックグランドとして用いた。各サンプルの膜中水素量は表１に示す。
【００８２】
実施例１のサンプルＮｏ．１は、Ｎｏ．２とＮｏ．３の水素濃度の中間的値を示しており、確かにＮｏ．２とＮｏ．３の積層が実現できていることが分かった。Ｎｏ．４は、Ｎｏ．２に近い値を示した。Ｎｏ．５及び６は、Ｎｏ．１とほぼ同等、Ｎｏ．７、８はＮｏ．１より少なかった。
【００８３】
亜酸化窒素を添加したシリーズＮｏ．９からＮｏ．１６も同様の傾向を示す結果となった。窒素量の定量にはＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ　ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いた。測定装置はＰＨＩ社製のＣｕａｎｔｕｍｎ２０００（商品名）を用い、励起源にＡｌＫα１を用い、とりだし角度２４°でＮ１ｓ、Ｃ１ｓスペクトルから定量した。
【００８４】
サンプルＮｏ．９〜１６までの積層保護膜７中の窒素量の値を表１に示す。サンプルＮｏ．９は、Ｎｏ．１０と１１の中間の値を示す。Ｎｏ．９の作製方法からして窒素の多い層と少ない層が交互に積層されていると考えられ、最表面はＮｏ．１０と同等程度のＮ量だということは容易に類推できる。Ｎｏ．１３、１４、１５も同様である。Ｎｏ．１２、１６はそれぞれＮｏ．１０、１１に近い値を示した。
【００８５】
硬度測定にはナノインスツルメンツ社製の薄膜微小硬度測定装置（ナノインデンター）を用いた。曲率半径０．１μｍのバーコビッチ型ダイヤモンド圧子を用い、押し込み深さ一定モードで測定を行い、押し込み深さ４ｎｍでの値を用いた。
【００８６】
結果を表１に示す。サンプルＮｏ．１、５、６、７はサンプルＮｏ．２と３の中間的な値を示した。サンプルＮｏ．９、１３、１４、１５も同様にサンプルＮｏ．１０と１１の中間の値を示した。
【００８７】
上記のＤＬＣ積層保護膜７の物理的，化学的性質の解明結果及び信頼性試験の結果と潤滑残存量を総合的に解釈すると、サンプルＮｏ．３、１１のごとく膜中に水素量を含有し硬度の大きな膜は、密着性に問題があるため磁気ヘッドの衝突により衝撃が加わると破壊されてしまい３ｎｍ以下の薄さが要求される磁気記録媒体の保護膜としては適していない。サンプルＮｏ．２、１０では硬度が不充分でやはり３ｎｍ以下の薄さが要求される磁気記録媒体の保護膜としては適していない。
【００８８】
ところがこれら２種類の層を本発明にかかわる手法で積層した場合に特に優れた信頼性を示し、３ｎｍ以下の薄さが要求される磁気記録媒体の保護膜として有用であることが理解できる。さらには、保護膜中に窒素を添加することで信頼性及び潤滑剤との結合力が向上するが、本発明の手法により最表面の窒素量を多くすることで、潤滑剤との結合力をさらに強化し、円板回転による潤滑剤の飛散を抑止でき３ｎｍ以下の磁気記録媒体の保護膜としてさらに高性能な保護膜が得られることが判明した。
【００８９】
【表１】
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【発明の効果】
以上詳述したように、本発明により内部応力の増加が抑止され磁性層との密着性の高い、また緻密で耐食性の優れた、ひいては耐摺動性の高い保護膜を有する優れた磁気記録媒体を実現すると云う所期の目的を達成することができた。さらに、窒素含有量の多い層を最表面にすることで潤滑剤との結合性に優れた媒体にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施実施例に係る磁気記録媒体の断面模式図である。
【図２】保護膜形成室の概略図である。
【符号の説明】
１…非磁性基板、
２…ＮｉＴａシード層、
３…Ｃｒ合金下地層、
４…Ｃｏ合金下部磁性層、
５…Ｒｕ反強磁性結合誘発層、
６…Ｃｏ合金上部磁性層、
７…保護膜層、
８…潤滑層、
２１…保護膜形成室、
２２…熱フィラメント、
２３…アノード、
２４…ターボポンプ、
２５…ガス導入口。
【図１】
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【図２】
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