[发明专利]磁记录媒体器件的经氟化处理的类金刚石碳保护覆层

说明书

本发明总的来涉及象磁盘和磁头之类的薄膜磁记录媒体器件，更具体地说，涉及一种被覆在这类器件上、耐磨性能有所改进，低摩擦和低静摩擦的保护性覆层，以及这种覆层被覆到磁记录媒体器件上的方法。

设计薄膜磁记录媒体器件时，为确保器件使用寿命和可靠性，重要的一点是给器件的最上层表面敷上保护性覆层。用氢处理过的类金刚石碳(DIC)是摩擦系数较低的硬质耐磨材料，象薄膜磁盘和磁记录头之类的磁记录媒体器件历来都采用DLC作为保护性被覆层。

例如，美国专利4,647,494和美国专利5,159,508就公开了将氢处理过的薄层碳膜分别被覆到磁记录盘和磁头滑座上的作法。但这两个专利公开的方法都需要在敷上氢处理过的碳被覆层之前在衬底上另外敷上助粘层。因此这两个专利介绍的是两步淀积法。要提高这些器件的耐磨性，必须在保护性DLC被覆层表面使用液体润化剂。现代的记录器件为提高记录密度，减小了磁头与磁盘之间的间距，在这种情况下，最好能消除额外的润滑层。表面张力和弯液面的形成会增加静摩擦，为消除这两种因素，最好也不用液体润化剂。往磁盘表面加液体润化剂是需要若干处理工序的，因而不用液体润化剂可降低制造这类磁盘的造价。

取消液体润化剂的一个方法是进一步减小DLC被覆层的摩擦系数。

Miyake等人在1991年美国机械工程师学会的摩擦学说论文集(J.TribolTrans.ASME 113(1991)384)中就公开了这种方法。先是用电子回旋共振淀积法淀积厚1微米左右的含硅碳膜，再把试样表面暴露在CF₄等离子体中加以氟化。实验证明，DLC经氟化处理的表面可减小DLC薄膜的摩阻和微量磨损。由于氟化工序是在淀积DLC薄膜之后进行的，氟化作用只局限于最上层的被覆层。鉴于被覆层一磨损磨除了氟化层，因而经一段较短时间的磨损之后，失去了其润化作用的优点。若氟化处理是在保护层的整个厚度上进行的，则可以扩大其保持耐磨作用的优点。

过去，还有其他人都制备过氟化处理过的DLC薄膜。例如，Seth等人在1993年的“固态薄膜”杂志(Thin Solid Films，230(1993)90)上报道过，含氟量高的薄膜其密度大幅度下降，这表明薄膜的结构较松散。这种薄膜特别软，不耐磨。

日本的PUPA63-275035公开了一种制造磁记录媒体的方法，其中在铁磁金属膜上形成类金刚石炭(DLC)膜的过程中，记录媒体被经过放电气体，该放电气体除碳氢化合物外还包括炭氟化合物，使得被部分氟化的膜具有高级的防磨损性。

因此本发明的目的是提供具有经氟化处理的DLC保护性被覆层的磁记录媒体器件，它没有传统保护覆层所具有的那种缺点。

本发明的另一个目的是提供一种磁记录媒体器件用的经氟化处理的DLC保护性被覆层，该层具备充分的耐磨性而无需使用液体润滑剂。

本发明的又一个目的是提供磁记录媒体器件的一种经氟化处理的DLC保护性被覆层，它在整个被覆层厚度上耐磨性优异因而不致随最上层表面的磨损而变坏。

本发明的又另一个目的是提供磁记录媒体器件的一种经氟化处理的DLC保护性被覆层，它无需中间助粘层可直接敷到器件最上层表面。

本发明还有另一个目的，即提供磁记录媒体器件的一种耐磨性能优异、静摩阻减小的经氟化处理的DLC保护性被覆层。

本发明还有又另一个目的，即提供磁记录媒体器件的一种经氟化处理的DLC保护性被覆层，它可在低于250℃温度下在等离子体增强型化学汽相淀积室中淀积形成。

本发明的磁记录媒体器件用的经氟化处理的类金刚石般碳保护性被覆层可用淀积类金刚石碳膜用的淀积法敷上。

根据本发明，为使磁记录盘或磁头耐磨并减小其摩阻和静摩阻，给磁盘或磁头覆上经氟化处理的类金刚石碳(FDLC)硬质被覆层。FDLC薄膜是用等离子体增强化学汽相淀积法(PECVD)在加了负偏压的衬底上用经氟化处理的烃与氢的混合科制备的，最好经氟化处理的烃其氟对碳的分子比较大，例如六氟代苯(C₆F₆)或氟苯(C₆HF₆)。采用适当的反应气体混合科、等离子体参数和衬底偏压可以获取耐磨性能优异的经氟化处理的碳膜。由于氟化处理是在整个碳膜的预定厚度上进行的，因而表面层因磨损而剥落时不会改变保护膜的组成和耐磨性能。

在一个实施例中，FDLC薄膜是和未经氟化处理的类金刚石碳(DLC)组成的薄的中间层一层淀积的。例如，DLC层厚度可以是4纳米左右，再加上6纳米厚的DFLC顶层。