磁気記録媒体
【課題】 磁気記録媒体の磁性層の保護と磁気特性の向上を目的とする。
【解決手段】 磁性層の保護と磁気特性の向上のため、磁性層の上にＤＬＣのを設けた。磁気記録媒体上に摩擦係数の小さなＤＬＣを形成し、媒体表面の中心線平均粗さを３０ｎｍ以下と出来たため磁気特性を向上させ得た。
【解決手段】 磁性層の保護と磁気特性の向上のため、磁性層の上にＤＬＣのを設けた。磁気記録媒体上に摩擦係数の小さなＤＬＣを形成し、媒体表面の中心線平均粗さを３０ｎｍ以下と出来たため磁気特性を向上させ得た。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はオーディオテープ、ビデオテープ、フロッピィディスク、ハードディスク等磁気記録媒体に関するものである。特に前記磁気記録媒体の特性向上のための磁性薄膜上被膜の形成に関する技術を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】オーディオテープ、ビデオテープ、フロッピィディスク、ハードディスク等磁気記録媒体は一般に有機樹脂もしくは金属等の支持基板上に磁性膜を形成して構成される。磁性膜は塗布、もしくは蒸着、スパッタ等の真空プロセスにより形成される。性能よりはコストを優先させる場合は塗布で、高性能が要求される場合は真空プロセスが用いられる。
【０００３】これら磁気記録媒体はその使用状態において、常時もしくは一時的に、磁気ヘッド（信号書込み・読み取り装置）またはその機構部品、およびキャプスタイン、ロラー等送り機構部品と接触しており、機械的負荷を受ける。このため、磁気特性と同時に機械的耐久性および低摩擦性が要求される。従来、摩擦係数を下げる方策として、磁性膜表面に潤滑膜を塗布する、表面に凹凸を設け実質的な接触面積を低下させる等の対策が採られているが、接触、慴動により潤滑膜は磨耗し、摩擦係数が上昇し、加速的に劣化が進行してしまう。
【０００４】また、近年は映像、音響等従来アナログ信号として扱ってきた情報をディジタル化する流れにあり、磁気記録媒体に対してもその記録信頼性の向上が望まれている。このような背景においては長期的に摩擦係数が安定して低いレベルに保たれる必要がある。
【０００５】磁性薄膜は有機物ポリマーに磁性材料粉を混入させ、塗布により基板上に層を形成する方法と磁性材料自体を真空蒸着またはスパッタ法等の真空プロセスにより層形成する方法があるが、真空プロセスを用いたほうが磁気特性が良好となる。磁性材料はフェライト、金属等を用いるのが一般的である。金属磁性材料としてはＮｉＣｏ、ＣｏＰｔＣｒ等が用いられる。
【０００６】一方、炭素もしくは炭素を主成分とする硬度の高い被膜をプラズマＣＶＤ技術を用いて形成できることは特公平３−７２７１１、特公平４−２７６９０、特公平４−２７６９１等に開示されており、良く知られている。即ち、減圧容器内に主に炭化水素ガスと水素ガスを原料ガスとして導入し、容器内に設置した一対もしくはそれ以上の電極に通常高周波の電界を印加し、該電界により原料ガスをプラズマ化して炭素を含む粒子を活性化し、これを基板に堆積させる技術である。
【０００７】これらの被膜は硬度が高く、ダイヤモンド状の物性を示すことからダイヤモンドライクカーボン（以下ＤＬＣと略称）と称される。通常、ＤＬＣを成膜するときにはプラズマ電位に対して負のバイアスが基板に印加されるよう自己バイアス、もしくは外部電源によるバイアスが印加される。これにより炭素膜中のグラファイトライクな物性を示す結合（ｓｐ2 混成軌道＋ｐ軌道）がエッチングされ、ダイヤモンドライクな物性を示す結合（ｓｐ3 混成軌道）が主に形成されることとなる。
【０００８】このようなＤＬＣ薄膜の硬度はビッカース硬度にして２０００ｋｇ／ｍｍ2 以上と高く、摩擦係数も低いため、磁性膜表面の保護膜、潤滑膜として好適なものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらＤＬＣ膜は磁性材料、特に金属磁性材料との接着性が充分でなく成膜後に自然に剥離したり、機構部品との接触、慴動により剥離してしまい、実用に耐えるだけの接着強度を有しないという問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため本発明では、磁性薄膜上に形成される炭素もしくは炭素を主成分とする被膜に４族の元素を２０原子％以下添加するものである。４族元素としてはＳｉ、Ｇｅを用いることができる。
【００１１】ＤＬＣに４族元素を添加すると接着性が向上する理由は以下のように推察できる。ＤＬＣ膜中にはグラファイトライクな物性を示す結合（ｓｐ2 混成軌道＋ｐ軌道）とダイヤモンドライクな物性を示す結合（ｓｐ3 混成軌道）が混在しており、ｓｐ3 混成軌道の場合は４つのσ電子が結合に寄与するもののｓｐ2 混成軌道＋ｐ軌道の場合は３つのσ電子と１つのπ電子により結合がなされる。π電子による結合はσ電子によるそれより結合力が小さいと考えられるのでｓｐ3 混成軌道となっている炭素原子の比率が高いＤＬＣ膜ほど硬度が高く、ダイヤモンドに近い物性を示す。これは金属との界面においても同様に考えることが出来、界面近傍にｓｐ2 混成軌道＋ｐ軌道をもった炭素原子が少ないほど結合力すなわち密着性が良好となると考えられる。
【００１２】一方、Ｓｉ原子はアモルファス状態にあってもｓｐ3 混成軌道状態（４配位）しかとりえないことが知られており、また、４配位元素中に孤立状態では３配位もしくは５配位する元素を添加した場合周りの配位数と同じ配位数すなわち４配位となるほうが熱的に安定である事実はＳｉにＰまたはＢをドープしたときＰまたはＢが４配位していることでよく知られている。すなわち、ｓｐ2 混成軌道＋ｐ軌道（３配位）状態にある炭素原子の最近接原子に４配位状態しか取りえないＳｉ原子を配置すると炭素原子は４配位となり、結果としてｓｐ3 混成軌道となっている炭素原子の比率が上昇することとなる。よって、Ｓｉを添加したＤＬＣ膜は密着性が良くなると考えられる。
【００１３】ＤＬＣ中に添加されるＳｉの量は２０原子％以下が良く、好ましくは１〜１５原子％がよい。添加されるＳｉの量が増大するとＣ−Ｃの結合が減少し、Ｃ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｓｉの結合量が増大する。Ｃ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｓｉの結合量が増えるとその膜の物性はＳｉ膜に近くなり、硬度は低下し、摩擦係数は上昇する。よってＳｉ量には最適値が存在する。
【００１４】また、ＤＬＣ中にはＣ、Ｓｉの他にＨ元素が存在する。これは炭化水素を原料ガスとして用いていることよりＨが膜中に入ってしまうものであるが、さらに水素ガスを原料ガスに加えて積極的に膜中に水素をいれることもある。膜中の水素はダングリングボンド（未結合手）のターミネーターとして働き、膜の電気的、光学的特性の向上、熱的安定性の向上として作用する。本発明のＤＬＣにも１０〜６０原子％、好ましくは１５〜４０原子％のＨが含まれている。
【００１５】さらに３族もしくは５族の元素を添加することもできる。３族の元素としてＢ、Ａｌ、Ｇａ、５族の元素としてＮ、Ｐ、Ａｓ等を用いることができる。これら３族もしくは５族の元素はＤＬＣ膜の内部応力を緩和するように作用させることが可能である。接着性はＤＬＣと磁性材料との界面での接着強度に大きく依存するが、ＤＬＣ自体の有する内部応力を低下させることにより接着性を改善することができる。すなわち、膜を剥離させようとする駆動力はＤＬＣ自体の有する内部応力であるためそれを緩和するものである。
【００１６】ＤＬＣ中に含まれるＳｉ原子の濃度は膜の深さ方向で一定でも良いが、表面近くになるに従いＳｉ原子濃度が減少するほうがより好ましい。これは、Ｓｉ原子濃度が上昇するほどｓｐ3 性は高くなるものの、摩擦係数が増大するためである。界面近傍の接着性が要求される部分ではＳｉ添加によりｓｐ3 性を高くし、表面の低摩擦係数が要求される部分ではＳｉ添加を行わないというようにＤＬＣ層を少なくとも２層に分け、各々機能を分離するものである。磁性薄膜上のＤＬＣ膜の構成としては機能分離型が好ましい。例えば、ＤＬＣ膜は、図１０（Ａ）または図１０（Ｂ）に示すような不純物（例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ）の濃度分布を有していてもよい。不純物濃度は磁性膜とＤＬＣ膜の界面からＤＬＣ膜の表面に向かって減少する。また、ＤＬＣ膜の表面付近のＤＬＣ膜の不純物濃度は、前記界面付近のＤＬＣ膜の不純物濃度より小さい。
【００１７】上記の方法で接着性を改善し、更に、本発明人はＤＬＣの効果を確かめる実験を行ったところ、従来必要であった表面の凹凸がＤＬＣを用いることにより必要がなくなり、その結果、磁気ヘッドと磁性材料間の距離を縮めることが可能となったため磁気特性を大幅に向上させることが可能となった。それは、以下の理由による。
【００１８】一般に、単位面積当たりの磁化が一定であるとすると磁気ヘッドの距離は磁性体に近い程Ｓ／Ｎ比は向上し、逆に磁気ヘッドの距離が十分に近ければ一定以上のＳ／Ｎ比を保証する磁束を少なくできる。よって記録信頼性を向上しようとすれば磁気ヘッドをできるだけ磁性材料に近づける必要がある。
【００１９】従来磁気記録媒体の表面摩擦係数を低下させるため表面に凹凸を付けていた。表面に凹凸が有る場合、実効的な接触面積が低下するため摩擦係数は低下するからである。が、これは磁気特性を犠牲にして摩擦係数を優先していたと言える。
【００２０】本発明では上記の相反する特性、すなわち、磁気記録媒体表面と各種機構部品との摩擦係数の低下と、記録信頼性の向上を同時に満足することができる。
【００２１】発明人の実験ではＤＬＣを成膜しない表面の摩擦係数は中心線平均粗さ（Ｒａ）が３０ｎｍの場合で０．４程度、Ｒａ＝１０ｎｍの場合で０．８となる。実用的な摩擦係数は０．４以下であり、ＤＬＣを成膜しない場合はＲａ＝３０ｎｍ以上必要であることがわかる。一方ＤＬＣを成膜すると摩擦係数はＲａ＝１０ｎｍの場合でも０．２〜０．４と低レベルにあり、しかも、慴動を繰り返しても摩擦係数の変化はほとんど無かった。
【００２２】なお、摩擦係数はＤＬＣ膜厚の依存性をもち、ＤＬＣ膜厚が大きいほど摩擦係数が小さくなることが実験によりわかっている。実用的な摩擦係数は１０ｎｍ以上で得られる。
【００２３】すなわち、摩擦係数は低レベルに保ったまま表面の凹凸を減少させ、磁気特性を向上させることが可能となる。
【００２４】ＤＬＣの作製方法を以下に示す。従来技術で述べた通りＤＬＣはプラズマＣＶＤ法を用いて作製できる。プラズマＣＶＤ法は一般的な平行平板電極を用いたものでも、また、プラズマの陽光柱部分を用いた陽光柱方式のプラズマＣＶＤでもよい。平行平板電極方式の場合は基板が平面に限定されるのに対し陽光柱方式では立体に成膜可能なため基板形状を選ばず、量産性の点でも有利となる。
【００２５】基板は平板状の場合基板ホルダーにセットして反応空間内に保持される。基板がフィルムの場合はロール状態で真空中に導入し、ロールからロールに巻き取る方式で反応空間内を走行させて成膜することができる。
【００２６】反応ガスは炭素の原料として炭化水素を用いることができる。炭化水素の例としてはメタン、エタン、プロパン、ブタン等の飽和炭化水素、エチレン、アセチレン等の不飽和炭化水素があげられる。ベンゼン、トルエン等の芳香族系、アダマンタン、アダマンタノール等を用いてもよい。また、炭化水素分子の水素のうち１個もしくは複数個がＦ、Ｃｌ、Ｂｒ等のハロゲン系元素におきかわったハロゲン化炭化水素を用いてもよい。
【００２７】反応ガスには炭化水素の他に水素を添加してもよい。水素を添加するとプラズマ中での水素ラジカルが増加し、膜中の余分な水素を引き抜く効果が期待できる。よって、より高品質な膜を得ることが可能となる。全ガス流量に対する水素ガス流量の比は９０〜３０％、好ましくは７０〜５０％が良い。全ガス流量に対する水素ガス流量の比が多すぎると成膜速度が減少し、少なすぎると余分な水素の引抜き効果がなくなる。
【００２８】４族元素を添加するためのガスはＳｉにたいしてはシラン、ジシラン、フッ化シラン等を用いることができる。Ｇｅにたいしてはゲルマン、フッ化ゲルマン等を用いることができる。３族元素に対してはジボラン、３フッ化ボロン、トリメチルボロン等、４族元素の窒素にたいしてはＮ2 、アンモニア、３フッ化窒素等、Ｐにたいしてはフォスフィン等のガスを用いることができる。添加ガスの流量比は圧力、印加電力等他の成膜パラメータにもよるが炭素源ガスに対して１０％以下になる流量に制御するのが良い。
【００２９】反応ガスを反応容器内に導入し、所定の圧力に制御して、反応容器内に設置された一対もしくは複数の電極に高周波電力を印加し、前記反応ガスをプラズマ化する。反応ガスの総流量は反応空間体積が約０．０２立方メートルの場合で３０ｓｃｃｍ以上、好ましくは５０ｓｃｃｍ以上必要となる。総流量の上限値は排気装置の排気速度によって決まるが、少なくとも前記の値は必要である。
【００３０】反応圧力は５ｍＴｏｒｒから１０００ｍＴｏｒｒ、好ましくは１０〜１００ｍＴｏｒｒが良い。高周波の電力は通常１３．５６ＭＨｚの周波数を用いる。印加する電力は０．０１〜１Ｗ／ｃｍ2 、好ましくは０．０５〜０．５Ｗ／ｃｍ2 とするのがよい。
【００３１】基板の温度は非加熱で良く、この点は量産性を考慮した場合大きなメリットとなる。
【００３２】ＤＬＣ成膜の場合はプラズマ中の粒子、主にイオンが基板表面に入射するような電界を存在させると硬度向上と膜の緻密化に対して有利である。平行平板方式の場合はＲＦ電力給電側の電極にブロッキングコンデンサを設置せしめて該電極側に自己バイアスを発生させ、これをイオンが基板表面に入射させる電界として利用する方法がある。この場合基板はＲＦ電力給電側に設置する。
【００３３】陽光柱方式の場合は陽光柱内に基板をセットしただけではイオンが基板表面に入射するような電界は発生しないので外部電源により前記電界を発生させる必要がある。外部電源による電界は交流が効果的で、周波数はプラズマ内のイオンプラズマ周波数と電子プラズマ周波数の間にとるのが良い。イオンと電子の質量の差によりイオンプラズマ周波数の方が電子プラズマ周波数より数桁小さくなる。イオンプラズマ周波数よりも高く電子プラズマ周波数よりも低い周波数の外部電場を印加した場合、イオンの動きは外部電場に追随できず、一方、電子は外部電場に追随に追随するため、基板表面は負に帯電する。その結果基板表面にはイオンが基板表面に入射するような電界が発生し、該入射イオンの作用で硬くて緻密なＤＬＣ膜が生成されるようになる。バイアス印加のための外部電場の周波数は、プラズマ内の電子温度、電子密度、イオン温度、イオン密度にもよるが、１〜１０００ｋＨｚの間が良く、好ましくは１０〜５００ｋＨｚが良い。電場の強さはピークツゥピークで５０〜１０００Ｖ、好ましくは１００〜４００Ｖが良い。
【００３４】本発明のＤＬＣ膜は図９のＣＶＤ装置を用いて形成することができる。図９において、ＣＶＤ装置は、絶縁物５１、５２、５３、５４、５５および５６、キャンロール３１（カソード電極として機能する。）、巻き出しロール３３、巻き取りロール３２、ガイドロール３４、ブロッキングコンデンサ５８を介してキャンロール３１に接続されているＲＦ電源３５、真空ポンプに接続されている排気パイプ３６、３７、３８、３９、４２、４５および４７、アノード４３の内側を介して放電空間４４に延在しているガス供給通路４０、ＤＬＣ膜成膜空間４１、水素プラズマ処理空間４９、アノード４６の内側を介して放電空間４８に延在しているガス供給通路５０からなる。フィルム基板５７（その上には磁性材料層が設けられている。）は、巻き出しロール３３から供給され、巻き取りロール３２に巻き取られる。空間４９と放電空間４８は、真空ポンプによって排気パイプ４７を介して真空引きされ、Ｈ2 ガスをガス供給通路５０から供給し空間４９と放電空間４８の圧力は６０〜１００Ｐａ例えば８０Ｐａに維持する。空間４１と放電空間４４は排気パイプ４２を介して真空ポンプによって真空引きされＨ2 ガスとＣ2 Ｈ4 ガスをガス供給通路４０から供給し空間４１と放電空間４４の圧力は６０〜１００Ｐａ例えば８０Ｐａに維持する。アノード４３および４６は例えば接地される。カソード電極即ちキャンロール３１には１３．５６ＭＨｚでＲＦ電源３５からＲＦ電力が供給される。このようにして、キャンロール（カソード）３１とアノード４６の間に放電が起き、またキャンロール（カソード）３１とアノード４３の間にも放電が起きる。こうして、フィルム基板５７は、放電空間４８において水素プラズマ処理が行われ、放電空間４４において磁性材料層の上にＤＬＣ膜の成膜が行われる。キャンロール３１の表面とアノード４３の表面５９の間の距離、キャンロールの表面とアノード４６の表面６０の間の距離は２０ｍｍ以下好ましくは１８ｍｍ以下である。キャンロール３１の表面と絶縁物５１、５２、５５および５６のそれぞれの表面との間の距離は５ｍｍ以下例えば２ｍｍ以下である。
【００３５】
【実施例】〔実施例〕本実施例１ではフィルム状基板に磁気記録媒体を形成した例を述べる。本実施例により作製される磁気テープの層構成を図１に示す。
【００３６】支持基板として厚さ７μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム（１１）を用いた。基板表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）は３ｎｍである。該基板は４００ｍｍ幅のロールとして供給される。ＤＬＣ膜を形成する前にあらかじめ磁性膜（１２）の成膜を行った。磁性膜（１２）はＣｏＮｉの合金を用いた。成膜は真空蒸着により行い、膜厚は２００ｎｍとした。該磁性膜（１２）上にＤＬＣ膜（１３）を厚さ１０ｎｍ〜５０ｎｍの間で変化させて成膜した。
【００３７】ＤＬＣ膜は陽光柱方式のＣＶＤ装置を用いた。装置の概略を図２に示す。真空容器（２１）内に一対の電極（２２）（点線で図示）を設置し、該電極（２２）にマッチングボックス（図示せず）を介してＲＦ電源（図示せず）よりＲＦ電力を加えると反応空間（２５）にプラズマが発生する。反応空間には原料ガスとしてメタンガスを５０ｓｃｃｍ、水素５０ｓｃｃｍもしくはメタンガスを３０ｓｃｃｍ、水素７０ｓｃｃｍの２水準について導入した。圧力は１０ｍＴｏｒｒに制御した。印加したＲＦ電力は１００Ｗとした。
【００３８】ＤＬＣと磁性膜界面にＳｉを添加するため、反応時間の１０％にあたる１分間だけ前記反応ガスにＳｉＨ4 ガスを添加した。流量は２．５ｓｃｃｍとした。
【００３９】基板フィルムは送り出しロール（２６）より供給され、巻取りロール（２７）に成膜後巻き取られる。反応空間（２５）内ではローラー（２８）により複数回のターンが繰り返され反応空間を有効に利用してスループットの向上を図っている。
【００４０】フィルムの裏面に接してバイアス電極（２９）を設置してバイアス電界を印加した。バイアス電圧周波数は５０ｋＨｚ、バイアス電圧（ピークツウピーク値）２００Ｖとした。
【００４１】この時、同一バッチ内にシリコンウエファーを膜質モニター用に設置し、このサンプルにより膜質を評価したところ硬度はヌープ硬度で２５００ｋｇ／ｍｍ2であった。また、ＦＴ−ＩＲ測定の結果を図３に、ラマン分光結果を図４に示す。ＦＴ−ＩＲ測定結果より７００〜８００ｃｍ-1付近にＳｉ−Ｃ結合の伸縮振動が、２１００ｃｍ-1付近にＳｉ−Ｈ結合の伸縮振動が見られる。また、ラマン分光結果よりＤＬＣに特徴的な１５５０ｃｍ-1付近のブロードな散乱光ピークが見られている。このことよりＳｉが添加され、かつ、ＤＬＣの構造も保たれていることが分かる。
【００４２】本実施例で作製された磁気テープの摩擦係数を測定した。測定方法は直径３ｍｍのステンレスピンにテープを半周巻付け、荷重を２０ｇ、慴動速度４２８ｍｍ／ｍｉｎ、慴動距離５０ｍｍで行った。
【００４３】膜厚に対する初期摩擦係数のグラフを図５に示す。ＣＨ4 濃度３０％の場合は膜厚依存性があり、膜厚１５ｎｍでは摩擦係数０．４４と大きく、膜厚が大きくなるに従い摩擦係数は低下する。膜厚２０ｎｍ程度で実用的な摩擦係数である０．４以下となる。一方、ＣＨ4 濃度５０％の場合は膜厚依存性はなく、膜厚１５ｎｍでも０．３以下である。
【００４４】膜厚に対する経時摩擦係数の変化を図６に示す。変化の値は初期摩擦係数に対し２００回慴動を行った後の摩擦係数の増加分とした。図６より、ＣＨ4 濃度に係わらず膜厚依存性を示し、膜厚が大きいほど経時摩擦係数の変化は小さくなっているのが分かる。実用状態においては経時摩擦係数の変化が無いのが理想であるが、摩擦係数が０．４を越えないことを限度とするなら、ＣＨ4 濃度５０％の場合で経時摩擦係数の変化０．１以下、ＣＨ4 濃度３０％の場合で０以下が望ましく、よって膜厚はＣＨ4 濃度５０％の場合で２７ｎｍ以上、ＣＨ4 濃度３０％の場合で２１ｎｍ以上が望ましいことが分かる。
【００４５】初期摩擦係数と経時摩擦係数の変化よりＣＨ4 濃度５０％の場合で２７ｎｍ以上、ＣＨ4 濃度３０％の場合で２１ｎｍ以上の膜厚が必要となることがわかる。磁気特性は一般的に磁気ヘッドが１０ｎｍ離れると信号レベルが１ｄＢ低下することが知られている。本実施例では表面粗さ３ｎｍの基板を用いたため、実用に必要な摩擦係数を保証するだけのＤＬＣを成膜すると濃度５０％の場合で３ｄＢ、濃度３０％の場合で２．４ｄＢの低下となる。
【００４６】一方、従来の方法では３０ｎｍの凹凸が必要であり、さらに１０ｎｍ以上の潤滑膜が必要であったので、４ｄＢ以上のレベル低下となっていた。よって、本発明のＤＬＣ膜を用いると１ｄＢ以上のレベル改善となる。
【００４７】〔比較例〕実施例との比較のためＳｉを添加しないＤＬＣ膜を作製した。磁気テープ、作製方法は原料ガスにシランガスを加えない以外は実施例と同じにした。作製された膜のＦＴ−ＩＲ測定結果を図７に、ラマン測定結果を図８に示す。ラマン測定結果より典型的なＤＬＣ膜であり、かつＦＴ−ＩＲ測定結果よりＳｉは膜中に含まれていないことが分かる。磁気テープ上のＤＬＣは自然に剥離が発生し、膜にはならなかった。
【００４８】
【発明の効果】磁気記録媒体上に保護膜もしくは潤滑膜としてＤＬＣ膜を成膜するに際し、Ｓｉを添加することにより磁性材料との接着性を向上させることができた。また、磁気記録媒体上にＤＬＣ膜を成膜する事により媒体表面の凹凸を少なくでき、よって磁気特性を従来に比べて１ｄＢ以上向上させることができた。
【００４９】なお、本実施例のＤＬＣ膜は陽光柱方式のＣＶＤ装置を用いて成膜したが、成膜方式によって本発明の効果が制限されるものではない。よって、実施例には記述しなかったが、平行平板型ＣＶＤ装置であっても、また、炭素イオンビームによる成膜方式であっも良いのはいうまでもない。
【００５０】また、本実施例では接着性改善のための添加物としてＳｉを用いたが、他の４族元素であるＧｅについても同様の接着強度が実現されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気記録媒体の層構成を示す
【図２】陽光柱方式のプラズマＣＶＤ装置の概略図を示す
【図３】シリコンを添加したＤＬＣ膜のＦＴ−ＩＲ測定結果を示す
【図４】シリコンを添加したＤＬＣ膜のラマン分光測定結果を示す
【図５】初期摩擦係数のＤＬＣ膜厚依存性を示す
【図６】経時摩擦係数変化のＤＬＣ膜厚依存性を示す
【図７】シリコンを添加しないＤＬＣ膜のＦＴ−ＩＲ測定結果を示す
【図８】シリコンを添加しないＤＬＣ膜のラマン分光測定結果を示す
【図９】ＤＬＣ膜形成用ロールトゥロール型装置の概略図を示す。
【図１０】不純物濃度分布を示す。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はオーディオテープ、ビデオテープ、フロッピィディスク、ハードディスク等磁気記録媒体に関するものである。特に前記磁気記録媒体の特性向上のための磁性薄膜上被膜の形成に関する技術を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】オーディオテープ、ビデオテープ、フロッピィディスク、ハードディスク等磁気記録媒体は一般に有機樹脂もしくは金属等の支持基板上に磁性膜を形成して構成される。磁性膜は塗布、もしくは蒸着、スパッタ等の真空プロセスにより形成される。性能よりはコストを優先させる場合は塗布で、高性能が要求される場合は真空プロセスが用いられる。
【０００３】これら磁気記録媒体はその使用状態において、常時もしくは一時的に、磁気ヘッド（信号書込み・読み取り装置）またはその機構部品、およびキャプスタイン、ロラー等送り機構部品と接触しており、機械的負荷を受ける。このため、磁気特性と同時に機械的耐久性および低摩擦性が要求される。従来、摩擦係数を下げる方策として、磁性膜表面に潤滑膜を塗布する、表面に凹凸を設け実質的な接触面積を低下させる等の対策が採られているが、接触、慴動により潤滑膜は磨耗し、摩擦係数が上昇し、加速的に劣化が進行してしまう。
【０００４】また、近年は映像、音響等従来アナログ信号として扱ってきた情報をディジタル化する流れにあり、磁気記録媒体に対してもその記録信頼性の向上が望まれている。このような背景においては長期的に摩擦係数が安定して低いレベルに保たれる必要がある。
【０００５】磁性薄膜は有機物ポリマーに磁性材料粉を混入させ、塗布により基板上に層を形成する方法と磁性材料自体を真空蒸着またはスパッタ法等の真空プロセスにより層形成する方法があるが、真空プロセスを用いたほうが磁気特性が良好となる。磁性材料はフェライト、金属等を用いるのが一般的である。金属磁性材料としてはＮｉＣｏ、ＣｏＰｔＣｒ等が用いられる。
【０００６】一方、炭素もしくは炭素を主成分とする硬度の高い被膜をプラズマＣＶＤ技術を用いて形成できることは特公平３−７２７１１、特公平４−２７６９０、特公平４−２７６９１等に開示されており、良く知られている。即ち、減圧容器内に主に炭化水素ガスと水素ガスを原料ガスとして導入し、容器内に設置した一対もしくはそれ以上の電極に通常高周波の電界を印加し、該電界により原料ガスをプラズマ化して炭素を含む粒子を活性化し、これを基板に堆積させる技術である。
【０００７】これらの被膜は硬度が高く、ダイヤモンド状の物性を示すことからダイヤモンドライクカーボン（以下ＤＬＣと略称）と称される。通常、ＤＬＣを成膜するときにはプラズマ電位に対して負のバイアスが基板に印加されるよう自己バイアス、もしくは外部電源によるバイアスが印加される。これにより炭素膜中のグラファイトライクな物性を示す結合（ｓｐ2 混成軌道＋ｐ軌道）がエッチングされ、ダイヤモンドライクな物性を示す結合（ｓｐ3 混成軌道）が主に形成されることとなる。
【０００８】このようなＤＬＣ薄膜の硬度はビッカース硬度にして２０００ｋｇ／ｍｍ2 以上と高く、摩擦係数も低いため、磁性膜表面の保護膜、潤滑膜として好適なものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらＤＬＣ膜は磁性材料、特に金属磁性材料との接着性が充分でなく成膜後に自然に剥離したり、機構部品との接触、慴動により剥離してしまい、実用に耐えるだけの接着強度を有しないという問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため本発明では、磁性薄膜上に形成される炭素もしくは炭素を主成分とする被膜に４族の元素を２０原子％以下添加するものである。４族元素としてはＳｉ、Ｇｅを用いることができる。
【００１１】ＤＬＣに４族元素を添加すると接着性が向上する理由は以下のように推察できる。ＤＬＣ膜中にはグラファイトライクな物性を示す結合（ｓｐ2 混成軌道＋ｐ軌道）とダイヤモンドライクな物性を示す結合（ｓｐ3 混成軌道）が混在しており、ｓｐ3 混成軌道の場合は４つのσ電子が結合に寄与するもののｓｐ2 混成軌道＋ｐ軌道の場合は３つのσ電子と１つのπ電子により結合がなされる。π電子による結合はσ電子によるそれより結合力が小さいと考えられるのでｓｐ3 混成軌道となっている炭素原子の比率が高いＤＬＣ膜ほど硬度が高く、ダイヤモンドに近い物性を示す。これは金属との界面においても同様に考えることが出来、界面近傍にｓｐ2 混成軌道＋ｐ軌道をもった炭素原子が少ないほど結合力すなわち密着性が良好となると考えられる。
【００１２】一方、Ｓｉ原子はアモルファス状態にあってもｓｐ3 混成軌道状態（４配位）しかとりえないことが知られており、また、４配位元素中に孤立状態では３配位もしくは５配位する元素を添加した場合周りの配位数と同じ配位数すなわち４配位となるほうが熱的に安定である事実はＳｉにＰまたはＢをドープしたときＰまたはＢが４配位していることでよく知られている。すなわち、ｓｐ2 混成軌道＋ｐ軌道（３配位）状態にある炭素原子の最近接原子に４配位状態しか取りえないＳｉ原子を配置すると炭素原子は４配位となり、結果としてｓｐ3 混成軌道となっている炭素原子の比率が上昇することとなる。よって、Ｓｉを添加したＤＬＣ膜は密着性が良くなると考えられる。
【００１３】ＤＬＣ中に添加されるＳｉの量は２０原子％以下が良く、好ましくは１〜１５原子％がよい。添加されるＳｉの量が増大するとＣ−Ｃの結合が減少し、Ｃ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｓｉの結合量が増大する。Ｃ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｓｉの結合量が増えるとその膜の物性はＳｉ膜に近くなり、硬度は低下し、摩擦係数は上昇する。よってＳｉ量には最適値が存在する。
【００１４】また、ＤＬＣ中にはＣ、Ｓｉの他にＨ元素が存在する。これは炭化水素を原料ガスとして用いていることよりＨが膜中に入ってしまうものであるが、さらに水素ガスを原料ガスに加えて積極的に膜中に水素をいれることもある。膜中の水素はダングリングボンド（未結合手）のターミネーターとして働き、膜の電気的、光学的特性の向上、熱的安定性の向上として作用する。本発明のＤＬＣにも１０〜６０原子％、好ましくは１５〜４０原子％のＨが含まれている。
【００１５】さらに３族もしくは５族の元素を添加することもできる。３族の元素としてＢ、Ａｌ、Ｇａ、５族の元素としてＮ、Ｐ、Ａｓ等を用いることができる。これら３族もしくは５族の元素はＤＬＣ膜の内部応力を緩和するように作用させることが可能である。接着性はＤＬＣと磁性材料との界面での接着強度に大きく依存するが、ＤＬＣ自体の有する内部応力を低下させることにより接着性を改善することができる。すなわち、膜を剥離させようとする駆動力はＤＬＣ自体の有する内部応力であるためそれを緩和するものである。
【００１６】ＤＬＣ中に含まれるＳｉ原子の濃度は膜の深さ方向で一定でも良いが、表面近くになるに従いＳｉ原子濃度が減少するほうがより好ましい。これは、Ｓｉ原子濃度が上昇するほどｓｐ3 性は高くなるものの、摩擦係数が増大するためである。界面近傍の接着性が要求される部分ではＳｉ添加によりｓｐ3 性を高くし、表面の低摩擦係数が要求される部分ではＳｉ添加を行わないというようにＤＬＣ層を少なくとも２層に分け、各々機能を分離するものである。磁性薄膜上のＤＬＣ膜の構成としては機能分離型が好ましい。例えば、ＤＬＣ膜は、図１０（Ａ）または図１０（Ｂ）に示すような不純物（例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ）の濃度分布を有していてもよい。不純物濃度は磁性膜とＤＬＣ膜の界面からＤＬＣ膜の表面に向かって減少する。また、ＤＬＣ膜の表面付近のＤＬＣ膜の不純物濃度は、前記界面付近のＤＬＣ膜の不純物濃度より小さい。
【００１７】上記の方法で接着性を改善し、更に、本発明人はＤＬＣの効果を確かめる実験を行ったところ、従来必要であった表面の凹凸がＤＬＣを用いることにより必要がなくなり、その結果、磁気ヘッドと磁性材料間の距離を縮めることが可能となったため磁気特性を大幅に向上させることが可能となった。それは、以下の理由による。
【００１８】一般に、単位面積当たりの磁化が一定であるとすると磁気ヘッドの距離は磁性体に近い程Ｓ／Ｎ比は向上し、逆に磁気ヘッドの距離が十分に近ければ一定以上のＳ／Ｎ比を保証する磁束を少なくできる。よって記録信頼性を向上しようとすれば磁気ヘッドをできるだけ磁性材料に近づける必要がある。
【００１９】従来磁気記録媒体の表面摩擦係数を低下させるため表面に凹凸を付けていた。表面に凹凸が有る場合、実効的な接触面積が低下するため摩擦係数は低下するからである。が、これは磁気特性を犠牲にして摩擦係数を優先していたと言える。
【００２０】本発明では上記の相反する特性、すなわち、磁気記録媒体表面と各種機構部品との摩擦係数の低下と、記録信頼性の向上を同時に満足することができる。
【００２１】発明人の実験ではＤＬＣを成膜しない表面の摩擦係数は中心線平均粗さ（Ｒａ）が３０ｎｍの場合で０．４程度、Ｒａ＝１０ｎｍの場合で０．８となる。実用的な摩擦係数は０．４以下であり、ＤＬＣを成膜しない場合はＲａ＝３０ｎｍ以上必要であることがわかる。一方ＤＬＣを成膜すると摩擦係数はＲａ＝１０ｎｍの場合でも０．２〜０．４と低レベルにあり、しかも、慴動を繰り返しても摩擦係数の変化はほとんど無かった。
【００２２】なお、摩擦係数はＤＬＣ膜厚の依存性をもち、ＤＬＣ膜厚が大きいほど摩擦係数が小さくなることが実験によりわかっている。実用的な摩擦係数は１０ｎｍ以上で得られる。
【００２３】すなわち、摩擦係数は低レベルに保ったまま表面の凹凸を減少させ、磁気特性を向上させることが可能となる。
【００２４】ＤＬＣの作製方法を以下に示す。従来技術で述べた通りＤＬＣはプラズマＣＶＤ法を用いて作製できる。プラズマＣＶＤ法は一般的な平行平板電極を用いたものでも、また、プラズマの陽光柱部分を用いた陽光柱方式のプラズマＣＶＤでもよい。平行平板電極方式の場合は基板が平面に限定されるのに対し陽光柱方式では立体に成膜可能なため基板形状を選ばず、量産性の点でも有利となる。
【００２５】基板は平板状の場合基板ホルダーにセットして反応空間内に保持される。基板がフィルムの場合はロール状態で真空中に導入し、ロールからロールに巻き取る方式で反応空間内を走行させて成膜することができる。
【００２６】反応ガスは炭素の原料として炭化水素を用いることができる。炭化水素の例としてはメタン、エタン、プロパン、ブタン等の飽和炭化水素、エチレン、アセチレン等の不飽和炭化水素があげられる。ベンゼン、トルエン等の芳香族系、アダマンタン、アダマンタノール等を用いてもよい。また、炭化水素分子の水素のうち１個もしくは複数個がＦ、Ｃｌ、Ｂｒ等のハロゲン系元素におきかわったハロゲン化炭化水素を用いてもよい。
【００２７】反応ガスには炭化水素の他に水素を添加してもよい。水素を添加するとプラズマ中での水素ラジカルが増加し、膜中の余分な水素を引き抜く効果が期待できる。よって、より高品質な膜を得ることが可能となる。全ガス流量に対する水素ガス流量の比は９０〜３０％、好ましくは７０〜５０％が良い。全ガス流量に対する水素ガス流量の比が多すぎると成膜速度が減少し、少なすぎると余分な水素の引抜き効果がなくなる。
【００２８】４族元素を添加するためのガスはＳｉにたいしてはシラン、ジシラン、フッ化シラン等を用いることができる。Ｇｅにたいしてはゲルマン、フッ化ゲルマン等を用いることができる。３族元素に対してはジボラン、３フッ化ボロン、トリメチルボロン等、４族元素の窒素にたいしてはＮ2 、アンモニア、３フッ化窒素等、Ｐにたいしてはフォスフィン等のガスを用いることができる。添加ガスの流量比は圧力、印加電力等他の成膜パラメータにもよるが炭素源ガスに対して１０％以下になる流量に制御するのが良い。
【００２９】反応ガスを反応容器内に導入し、所定の圧力に制御して、反応容器内に設置された一対もしくは複数の電極に高周波電力を印加し、前記反応ガスをプラズマ化する。反応ガスの総流量は反応空間体積が約０．０２立方メートルの場合で３０ｓｃｃｍ以上、好ましくは５０ｓｃｃｍ以上必要となる。総流量の上限値は排気装置の排気速度によって決まるが、少なくとも前記の値は必要である。
【００３０】反応圧力は５ｍＴｏｒｒから１０００ｍＴｏｒｒ、好ましくは１０〜１００ｍＴｏｒｒが良い。高周波の電力は通常１３．５６ＭＨｚの周波数を用いる。印加する電力は０．０１〜１Ｗ／ｃｍ2 、好ましくは０．０５〜０．５Ｗ／ｃｍ2 とするのがよい。
【００３１】基板の温度は非加熱で良く、この点は量産性を考慮した場合大きなメリットとなる。
【００３２】ＤＬＣ成膜の場合はプラズマ中の粒子、主にイオンが基板表面に入射するような電界を存在させると硬度向上と膜の緻密化に対して有利である。平行平板方式の場合はＲＦ電力給電側の電極にブロッキングコンデンサを設置せしめて該電極側に自己バイアスを発生させ、これをイオンが基板表面に入射させる電界として利用する方法がある。この場合基板はＲＦ電力給電側に設置する。
【００３３】陽光柱方式の場合は陽光柱内に基板をセットしただけではイオンが基板表面に入射するような電界は発生しないので外部電源により前記電界を発生させる必要がある。外部電源による電界は交流が効果的で、周波数はプラズマ内のイオンプラズマ周波数と電子プラズマ周波数の間にとるのが良い。イオンと電子の質量の差によりイオンプラズマ周波数の方が電子プラズマ周波数より数桁小さくなる。イオンプラズマ周波数よりも高く電子プラズマ周波数よりも低い周波数の外部電場を印加した場合、イオンの動きは外部電場に追随できず、一方、電子は外部電場に追随に追随するため、基板表面は負に帯電する。その結果基板表面にはイオンが基板表面に入射するような電界が発生し、該入射イオンの作用で硬くて緻密なＤＬＣ膜が生成されるようになる。バイアス印加のための外部電場の周波数は、プラズマ内の電子温度、電子密度、イオン温度、イオン密度にもよるが、１〜１０００ｋＨｚの間が良く、好ましくは１０〜５００ｋＨｚが良い。電場の強さはピークツゥピークで５０〜１０００Ｖ、好ましくは１００〜４００Ｖが良い。
【００３４】本発明のＤＬＣ膜は図９のＣＶＤ装置を用いて形成することができる。図９において、ＣＶＤ装置は、絶縁物５１、５２、５３、５４、５５および５６、キャンロール３１（カソード電極として機能する。）、巻き出しロール３３、巻き取りロール３２、ガイドロール３４、ブロッキングコンデンサ５８を介してキャンロール３１に接続されているＲＦ電源３５、真空ポンプに接続されている排気パイプ３６、３７、３８、３９、４２、４５および４７、アノード４３の内側を介して放電空間４４に延在しているガス供給通路４０、ＤＬＣ膜成膜空間４１、水素プラズマ処理空間４９、アノード４６の内側を介して放電空間４８に延在しているガス供給通路５０からなる。フィルム基板５７（その上には磁性材料層が設けられている。）は、巻き出しロール３３から供給され、巻き取りロール３２に巻き取られる。空間４９と放電空間４８は、真空ポンプによって排気パイプ４７を介して真空引きされ、Ｈ2 ガスをガス供給通路５０から供給し空間４９と放電空間４８の圧力は６０〜１００Ｐａ例えば８０Ｐａに維持する。空間４１と放電空間４４は排気パイプ４２を介して真空ポンプによって真空引きされＨ2 ガスとＣ2 Ｈ4 ガスをガス供給通路４０から供給し空間４１と放電空間４４の圧力は６０〜１００Ｐａ例えば８０Ｐａに維持する。アノード４３および４６は例えば接地される。カソード電極即ちキャンロール３１には１３．５６ＭＨｚでＲＦ電源３５からＲＦ電力が供給される。このようにして、キャンロール（カソード）３１とアノード４６の間に放電が起き、またキャンロール（カソード）３１とアノード４３の間にも放電が起きる。こうして、フィルム基板５７は、放電空間４８において水素プラズマ処理が行われ、放電空間４４において磁性材料層の上にＤＬＣ膜の成膜が行われる。キャンロール３１の表面とアノード４３の表面５９の間の距離、キャンロールの表面とアノード４６の表面６０の間の距離は２０ｍｍ以下好ましくは１８ｍｍ以下である。キャンロール３１の表面と絶縁物５１、５２、５５および５６のそれぞれの表面との間の距離は５ｍｍ以下例えば２ｍｍ以下である。
【００３５】
【実施例】〔実施例〕本実施例１ではフィルム状基板に磁気記録媒体を形成した例を述べる。本実施例により作製される磁気テープの層構成を図１に示す。
【００３６】支持基板として厚さ７μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム（１１）を用いた。基板表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）は３ｎｍである。該基板は４００ｍｍ幅のロールとして供給される。ＤＬＣ膜を形成する前にあらかじめ磁性膜（１２）の成膜を行った。磁性膜（１２）はＣｏＮｉの合金を用いた。成膜は真空蒸着により行い、膜厚は２００ｎｍとした。該磁性膜（１２）上にＤＬＣ膜（１３）を厚さ１０ｎｍ〜５０ｎｍの間で変化させて成膜した。
【００３７】ＤＬＣ膜は陽光柱方式のＣＶＤ装置を用いた。装置の概略を図２に示す。真空容器（２１）内に一対の電極（２２）（点線で図示）を設置し、該電極（２２）にマッチングボックス（図示せず）を介してＲＦ電源（図示せず）よりＲＦ電力を加えると反応空間（２５）にプラズマが発生する。反応空間には原料ガスとしてメタンガスを５０ｓｃｃｍ、水素５０ｓｃｃｍもしくはメタンガスを３０ｓｃｃｍ、水素７０ｓｃｃｍの２水準について導入した。圧力は１０ｍＴｏｒｒに制御した。印加したＲＦ電力は１００Ｗとした。
【００３８】ＤＬＣと磁性膜界面にＳｉを添加するため、反応時間の１０％にあたる１分間だけ前記反応ガスにＳｉＨ4 ガスを添加した。流量は２．５ｓｃｃｍとした。
【００３９】基板フィルムは送り出しロール（２６）より供給され、巻取りロール（２７）に成膜後巻き取られる。反応空間（２５）内ではローラー（２８）により複数回のターンが繰り返され反応空間を有効に利用してスループットの向上を図っている。
【００４０】フィルムの裏面に接してバイアス電極（２９）を設置してバイアス電界を印加した。バイアス電圧周波数は５０ｋＨｚ、バイアス電圧（ピークツウピーク値）２００Ｖとした。
【００４１】この時、同一バッチ内にシリコンウエファーを膜質モニター用に設置し、このサンプルにより膜質を評価したところ硬度はヌープ硬度で２５００ｋｇ／ｍｍ2であった。また、ＦＴ−ＩＲ測定の結果を図３に、ラマン分光結果を図４に示す。ＦＴ−ＩＲ測定結果より７００〜８００ｃｍ-1付近にＳｉ−Ｃ結合の伸縮振動が、２１００ｃｍ-1付近にＳｉ−Ｈ結合の伸縮振動が見られる。また、ラマン分光結果よりＤＬＣに特徴的な１５５０ｃｍ-1付近のブロードな散乱光ピークが見られている。このことよりＳｉが添加され、かつ、ＤＬＣの構造も保たれていることが分かる。
【００４２】本実施例で作製された磁気テープの摩擦係数を測定した。測定方法は直径３ｍｍのステンレスピンにテープを半周巻付け、荷重を２０ｇ、慴動速度４２８ｍｍ／ｍｉｎ、慴動距離５０ｍｍで行った。
【００４３】膜厚に対する初期摩擦係数のグラフを図５に示す。ＣＨ4 濃度３０％の場合は膜厚依存性があり、膜厚１５ｎｍでは摩擦係数０．４４と大きく、膜厚が大きくなるに従い摩擦係数は低下する。膜厚２０ｎｍ程度で実用的な摩擦係数である０．４以下となる。一方、ＣＨ4 濃度５０％の場合は膜厚依存性はなく、膜厚１５ｎｍでも０．３以下である。
【００４４】膜厚に対する経時摩擦係数の変化を図６に示す。変化の値は初期摩擦係数に対し２００回慴動を行った後の摩擦係数の増加分とした。図６より、ＣＨ4 濃度に係わらず膜厚依存性を示し、膜厚が大きいほど経時摩擦係数の変化は小さくなっているのが分かる。実用状態においては経時摩擦係数の変化が無いのが理想であるが、摩擦係数が０．４を越えないことを限度とするなら、ＣＨ4 濃度５０％の場合で経時摩擦係数の変化０．１以下、ＣＨ4 濃度３０％の場合で０以下が望ましく、よって膜厚はＣＨ4 濃度５０％の場合で２７ｎｍ以上、ＣＨ4 濃度３０％の場合で２１ｎｍ以上が望ましいことが分かる。
【００４５】初期摩擦係数と経時摩擦係数の変化よりＣＨ4 濃度５０％の場合で２７ｎｍ以上、ＣＨ4 濃度３０％の場合で２１ｎｍ以上の膜厚が必要となることがわかる。磁気特性は一般的に磁気ヘッドが１０ｎｍ離れると信号レベルが１ｄＢ低下することが知られている。本実施例では表面粗さ３ｎｍの基板を用いたため、実用に必要な摩擦係数を保証するだけのＤＬＣを成膜すると濃度５０％の場合で３ｄＢ、濃度３０％の場合で２．４ｄＢの低下となる。
【００４６】一方、従来の方法では３０ｎｍの凹凸が必要であり、さらに１０ｎｍ以上の潤滑膜が必要であったので、４ｄＢ以上のレベル低下となっていた。よって、本発明のＤＬＣ膜を用いると１ｄＢ以上のレベル改善となる。
【００４７】〔比較例〕実施例との比較のためＳｉを添加しないＤＬＣ膜を作製した。磁気テープ、作製方法は原料ガスにシランガスを加えない以外は実施例と同じにした。作製された膜のＦＴ−ＩＲ測定結果を図７に、ラマン測定結果を図８に示す。ラマン測定結果より典型的なＤＬＣ膜であり、かつＦＴ−ＩＲ測定結果よりＳｉは膜中に含まれていないことが分かる。磁気テープ上のＤＬＣは自然に剥離が発生し、膜にはならなかった。
【００４８】
【発明の効果】磁気記録媒体上に保護膜もしくは潤滑膜としてＤＬＣ膜を成膜するに際し、Ｓｉを添加することにより磁性材料との接着性を向上させることができた。また、磁気記録媒体上にＤＬＣ膜を成膜する事により媒体表面の凹凸を少なくでき、よって磁気特性を従来に比べて１ｄＢ以上向上させることができた。
【００４９】なお、本実施例のＤＬＣ膜は陽光柱方式のＣＶＤ装置を用いて成膜したが、成膜方式によって本発明の効果が制限されるものではない。よって、実施例には記述しなかったが、平行平板型ＣＶＤ装置であっても、また、炭素イオンビームによる成膜方式であっも良いのはいうまでもない。
【００５０】また、本実施例では接着性改善のための添加物としてＳｉを用いたが、他の４族元素であるＧｅについても同様の接着強度が実現されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気記録媒体の層構成を示す
【図２】陽光柱方式のプラズマＣＶＤ装置の概略図を示す
【図３】シリコンを添加したＤＬＣ膜のＦＴ−ＩＲ測定結果を示す
【図４】シリコンを添加したＤＬＣ膜のラマン分光測定結果を示す
【図５】初期摩擦係数のＤＬＣ膜厚依存性を示す
【図６】経時摩擦係数変化のＤＬＣ膜厚依存性を示す
【図７】シリコンを添加しないＤＬＣ膜のＦＴ−ＩＲ測定結果を示す
【図８】シリコンを添加しないＤＬＣ膜のラマン分光測定結果を示す
【図９】ＤＬＣ膜形成用ロールトゥロール型装置の概略図を示す。
【図１０】不純物濃度分布を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】磁性薄膜に接してＤＬＣ膜が設けられた磁気記録媒体において、前記ＤＬＣ膜は水素を１０〜６０原子％含み、前記ＤＬＣ膜の中心線平均粗さは３０ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】磁性薄膜に接してＤＬＣ膜が設けられた磁気記録媒体において、前記ＤＬＣ膜は水素を１０〜６０原子％含み、前記ＤＬＣ膜の膜厚は５０ｎｍ以下であり、且つ、前記ＤＬＣ膜の中心線平均粗さは３０ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】請求項１または請求項２において、前記磁気記録媒体表面の摩擦係数は０．４以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１】磁性薄膜に接してＤＬＣ膜が設けられた磁気記録媒体において、前記ＤＬＣ膜は水素を１０〜６０原子％含み、前記ＤＬＣ膜の中心線平均粗さは３０ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】磁性薄膜に接してＤＬＣ膜が設けられた磁気記録媒体において、前記ＤＬＣ膜は水素を１０〜６０原子％含み、前記ＤＬＣ膜の膜厚は５０ｎｍ以下であり、且つ、前記ＤＬＣ膜の中心線平均粗さは３０ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】請求項１または請求項２において、前記磁気記録媒体表面の摩擦係数は０．４以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０００−２２８００８（Ｐ２０００−２２８００８Ａ）
【公開日】平成１２年８月１５日（２０００．８．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−３６７３３０
【分割の表示】特願平５−３１４４００の分割
【出願日】平成５年１１月１９日（１９９３．１１．１９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【公開日】平成１２年８月１５日（２０００．８．１５）
【国際特許分類】
【分割の表示】特願平５−３１４４００の分割
【出願日】平成５年１１月１９日（１９９３．１１．１９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
[ Back to top ]