DE3587980T2

DE3587980T2 - Magnetischer Aufzeichnungsträger.

Info

Publication number: DE3587980T2
Application number: DE3587980T
Authority: DE
Inventors: Seiichi Asada; Masaaki Futamoto; Yukio Honda; Heigo Ishihara; Takashi Hitachi Dain Nishimura; Kazuetsu Yoshida
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Maxell Ltd
Priority date: 1984-10-22
Filing date: 1985-10-14
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2005-10-15
Also published as: DE3587979T2; EP0179382A2; US5073460A; EP0369225B1; EP0179382A3; KR930007058B1; KR860003587A; EP0369225A1; EP0369226B1; EP0369226A1; EP0179382B1; DE3587979D1; DE3587980D1; DE3585489D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger und ein Verfahren zum Herstellen desselben. Spezieller betrifft die Erfindung einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit einer Überzugsschicht, die stark zur Verbesserung der Beständigkeit des Trägers beiträgt, und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen magnetischen Aufzeichnungsträgers.
Um der wachsenden Nachfrage nach Aufzeichnung mit hoher Dichte in den letzten Jahren zu genügen, werden Anstrengungen zur Entwicklung und zur praktischen Verwendung sogenannter Bindemittelfreier magnetischer Aufzeichnungsträger aus einer ferromagnetischen Metalldünnschicht unternommen, die durch Aufdampfen im Vakuum, Sputtern, Ionenplattieren oder andere Verfahren ohne Bindemittel hergestellt wurden. Eine Verbesserung der magnetischen Eigenschaften ist selbstverständlich ein wichtiges Erfordernis zum Realisieren einer praktischen Verwendung dieser Art magnetischer Aufzeichnungsträger, jedoch sind zu diesem Zweck gleich wichtige Faktoren das sichere Verhindern einer Qualitätsänderung des Trägers aufgrund von Oxidation und anderer Gründe beim Gebrauch sowie die Verbesserung der Beständigkeit oder der Festigkeit gegen Reibkontakt mit einem Magnetkopf.
Es erfolgten Vorschläge zum Verhindern von Qualitätsänderungen des Mediums und zum Verbessern der Beständigkeit desselben, z. B. hinsichtlich eines Verfahrens, bei dem ein nichtoxidierbares Metall wie Rh, Au, Pt, Pd, Cr, Al, Pd-B, Ce-Sn, Ag-Cu oder dergleichen als Schutzschicht auf einer ferromagnetischen Metalldünnschicht abgeschieden wird (japanische Patentoffenlegungen Nr. 40505/78 und 73932/80).
Solche Verfahren mit Herstellung einer metallischen Schutzschicht auf einer ferromagnetischen Dünnschicht sind jedoch immer noch unzufriedenstellend, wenn es darum geht, ausreichende Beständigkeit für den Aufzeichnungsträger zu schaffen.
JP-A-59-146 463 offenbart die Verwendung von Si oder SiO&sub2; als Schutzfilm für einen photothermischen Aufzeichnungsträger. Der photothermische Aufzeichnungsträger weist eine Dünnschicht aus einem Metall oder einem Oxid zwischen einer amorphen, magnetischen Aufzeichnungsschicht und einer Schutzschicht auf.
DE-A-31 17 931 offenbart die Verwendung eines Oxids von Si, eines Oxids von Ge und einer Mischung derselben als Schutzschicht für einen magnetischen Aufzeichnungsträger. Auf ähnliche Weise offenbart EP-A-0 109 481 die Verwendung von SiO&sub2; als Schutzschicht für einen magnetischen Aufzeichnungsträger.
US-A-4,411,963 offenbart einen magnetischen Aufzeichnungsträger, bei dem eine Schutzschicht aus Gold und Tantal verwendet wird und u. a. ein Nitrid oder Carbid von Si verwendet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen magnetischen Aufzeichnungsträger zu schaffen, der wirkungsmäßig hinsichtlich seiner Beständigkeit aufgrund erhöhter Haftfestigkeit einer Schutzschicht an einer ferromagnetischen Dünnschicht verbessert ist, und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen magnetischen Aufzeichnungsmediums zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, wie sie in Anspruch 1 dargelegt ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die schematisch ein Beispiel für den Aufbau eines Apparats veranschaulicht, der dazu verwendet wird, ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsträgers auszuführen.
Fig. 2, 3 und 4 sind Querschnitte, die schematisch Querschnittsstrukturen von Proben eines magnetischen Aufzeichnungsträgers zeigen, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEI- SPIELE

Die Erfindung betrifft die Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers mit hoher Beständigkeit, bei dem eine ferromagnetische Dünnfilmschicht durch ein Dampfniederschlagungsverfahren wie Aufdampfen im Vakuum, Sputtern oder Ionenplattieren auf einem Substrat ausgebildet wird, und ferner eine Schutzschicht durch Dampfniederschlagung direkt auf der ferromagnetischen Schicht ausgebildet wird.
Der Begriff "direkt" wird hier dazu verwendet, einen solchen Zustand zu bezeichnen, bei dem die Grenzfläche zwischen der ferromagnetischen Schicht und der darauf liegenden Schutzschicht frei von einer erkennbaren Reaktionsablagerung der Elemente ist, die die ferromagnetische Schicht aufbauen (ausschließlich einer Reaktionsablagerung der Elemente, die die Schutzschicht bilden), und frei von einer Verunreinigung durch Fremdsubstanzen ist, und eine solche "direkte" Laminierung kann z. B. dadurch erzielt werden, daß eine Schutzschicht auf der ferromagnetischen Dünnschicht in demjenigen Vakuum ausgebildet wird, das verwendet wird, wenn die ferromagnetische Schicht hergestellt wird.
Das Erfordernis einer direkten Ausbildung der Schutzschicht auf der ferromagnetischen Schicht ist aus der folgenden Tatsache erkennbar.
Wenn die durch ein solches Verfahren hergestellte ferromagnetische Metalldünnschicht in Luft entnommen wird oder zu lange im Schichtherstellgerät verbleibt, besteht die Tendenz, daß sich an der Oberfläche des Films Öl und Wasserdampf ansammelt und dort adsorbiert wird, was zu Oxidation oder Verunreinigung der Filmoberfläche führt, und wenn darauf eine Schutzschicht ausgebildet wird, ist die Anhaftung zwischen der ferromagnetischen Schicht und der Schutzschicht durch den Einfluß der oxidierten Schicht oder der adsorbierten Materialien verringert, was zu schlechter Beständigkeit des Erzeugnisses führt. (Es stellt sich z. B. heraus, daß dann, wenn Si und eine Si-Legierung und ein Si-Oxid auf einer ferromagnetischen Metalldünnschicht abgeschieden werden und die mikroskopische Haftfestigkeit untersucht wird, daß Abscheidungen von Si und einer Si-Legierung eine viel höhere Haftfestigkeit zeigen als ein Si-Oxid. Es wird angenommen, daß dies der Tatsache zuzuschreiben ist, daß die Bindungskraft an Fe, Co, Ni usw. durch die Vermittlung von Sauerstoff, Stickstoff und anderer Elemente stark verringert wird.)
Wenn eine ferromagnetische Metallschicht mit einer Überzugs (Schutz)-Schicht direkt nach der Herstellung der Schicht bedeckt wird, kann das Überzugsschichtmaterial auf der Schicht abgeschieden werden, während deren Oberfläche noch in sauberem und aktivem Zustand ist, so daß die Haftfestigkeit zwischen ihnen maximiert ist und selbstverständlich die Beständigkeit des Erzeugnisses verbessert ist. In diesem Fall existiert keine Oxidationsschicht an der Grenzfläche zwischen der ferromagnetischen Schicht und der Überzugsschicht. Wenn das Substrat erwärmt wird, wenn die ferromagnetische Metallschicht hergestellt wird, ist es erwünscht, das Substrat erwärmt zu halten, bis die Herstellung der Überzugsschicht abgeschlossen ist, da ein solches kontinuierliches Erwärmen eine Adsorption von Restgasen in der Schichtherstellungskammer verhindert und es ermöglicht, die Filmoberfläche aktiv zu halten. Die Substrattemperatur wird vorzugsweise im Bereich von 50 - 400ºC gehalten, was zum Maximieren der Haftfestigkeit geeignet ist, ohne daß eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der ferromagnetischen Metallschicht hervorgerufen wird. Wenn die Schichtoberfläche verunreinigt ist, ist es empfehlenswert, diese Schichtoberfläche durch ein geeignetes Verfahren wie Ionensputtern zu reinigen, bevor die Überzugsschicht hergestellt wird.
Die Dicke der Schutzschicht (Überzugsschicht) wird so ausgewählt, daß sie den Erfordernissen genügt, daß die gewünschte Schutzwirkung erzielt ist und daß das Auslesesignal der magnetischen Aufzeichnung nicht durch einen Abstandsverlust aufgrund eines Spalts zwischen der Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsträgers und einem Magnetkopf verringert wird, und angesichts dieser Tatsache liegt die bevorzugte Dicke der Schutzschicht im Bereich von 0,003 - 0,3 um, bevorzugter 0,01 - 0,15 um.
Als Material für die Schutzschicht sind Si und Legierungen auf Si-Basis aus den folgenden Gründen bevorzugt. "Legierungen auf Si-Basis", auf die hier Bezug genommen wird, bedeuten Legierungen, die Si mit einer Menge von 50 Atom-% oder mehr, vorzugsweise 66 Atom-% oder mehr, enthalten.
Die Schutzschicht muß den folgenden Erfordernissen genügen: sie ist korrosionsbeständig; sie kann die magnetische Schicht wie gewünscht schützen; sie weist ausreichende Schmierfähigkeit gegen Reibkontakt mit einem Magnetkopf auf, und sie erlaubt minimierte Schichtdicke (1000 Å oder weniger), um eine Verringerung des elektromagnetischen Wandlungsgrads zu verhindern. Die Oberfläche einer ferromagnetischen Metalldünnschicht, die auf einem unmagnetischen Substrat ausgebildet wurde, weist im allgemeinen mikroskopische Höhenschwankungen auf. Die Schutzschicht muß fest auf solchen mikroskopischen Höhenschwankungen haften, und es ist erwünscht, daß solche mikroskopische Höhenschwankungen dadurch eingeebnet werden, daß eine Schutzschicht darauf ausgebildet wird. Die Größe der mikroskopischen Höhenschwankungen ist in einer rechtwinkligen magnetischen Schicht, die aus rechtwinklig ausgerichteten, säulenförmigen Kristalliten besteht, maximal. Z. B. existieren im Fall rechteckiger magnetischer Schichten aus Legierungsschichten auf Co-Basis an der Oberfläche Höhenschwankungen mit einer Periode von 200 - 500 Å und einer Tiefe von 50 - 200 Å. Im Oberflächenbereich, in dem die Grenzfläche mikroskopischer Kristallite freiliegt, existieren sogar Vertiefungen mit einer Größe in atomarer Größenordnung (10 Å oder weniger). Die auf einer ferromagnetischen Metallschicht mit solchen mikroskopischen Höhenschwankungen ausgebildete Schutzschicht muß fest auf einer solchen gewählten Schichtoberfläche anhaften, wobei das Schutzschichtmaterial in jeden Winkel und jede Ecke der Höhenschwankungen eindringt.
Die von den Erfindern ausgeführten Versuche zeigten, daß die Verwendung von Si oder von Legierungen auf Si-Basis als Schutzschichtmaterial zu einer besonders herausragenden Wirkung führt. Dies aufgrund der Tatsachen, daß Si-Atome ausreichend kleine Größe im Vergleich zu Atomen wie Fe, Ni, Co usw. aufweisen, die die ferromagnetische Metallschicht bilden und sie leicht den Weg sogar in mikroskopische Vertiefungen auf der Schichtoberfläche finden können, und daß Si, Ge und B gutes Haftvermögen zu Metallatomen haben und fest an einer magnetischen Schicht anhaften können. Ferner sind Materialien vom Si-Typ dicht und hart und können mit glatter Oberfläche bearbeitet werden, so daß sie bei Verwendung für einen magnetischen Aufzeichnungsträger besonders hervorragende Abriebfestigkeit und Schmierwirkung für den Magnetkopf aufweisen. Auch ist es mit diesen Werkstoffen leicht, eine amorphartige Schicht durch Sputtern oder andere Maßnahmen auf der Oberfläche einer magnetischen Schicht auszubilden, und wenn eine Schutzschicht mit einer Dicke in der Größenordnung von 200 - 500 Å mit diesen Werkstoffen auf einer magnetischen Schicht ausgebildet wird, zeigt eine solche Schutzschicht die Tendenz, mikroskopische Höhenschwankungen auf der Oberfläche der magnetischen Schicht einzuebnen. Darüber hinaus hat Si ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, und wenn ein aus einem organischen Material bestehendes Schmiermittel zum weiteren Verbessern der Beständigkeit verbessert wird, zeigt Si bessere Affinität zum organischen Material, als wenn andere Metalle für die Schutzschicht verwendet werden.
Ge, Sn, C, Sb, Bi, B und dergleichen können als Legierungselemente für Si-Legierungen verwendet werden. Ein typischer Vorteil bei der Verwendung einer Legierung ist es, daß durch das Hinzufügen einer kleinen Menge der genannten Legierungselemente zu reinem Si eine Schutzschicht mit größerer Härte und größerer Abriebbeständigkeit aufgrund der Feststofflösung-Aushärtwirkung erzielt werden kann. Auch ist es beim Herstellen eines metallisierten Films, wenn reines Si verwendet wird, schwer, stabile Aufdampfung auszuführen, insbesondere beim Herstellen einer Schicht mit hoher Geschwindigkeit über 5 A/S, wenn jedoch Legierungselemente hinzugefügt werden, ist die Aufdampfung stabilisiert, und es kann eine Schutzschicht hoher Qualität mit hoher Ausbeute erzielt werden.
In dieser Erfindung ist die Verwendung eines amorphen Materials für die Schutzschicht erwünscht, da es sich zeigt, daß ein solches Material zum Herstellen eines homogenen Films besser geeignet ist, jedoch kann kristallines Material enthalten sein.
Die Erfindung schafft einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit einem Schutzfilm mit zwei Laminatfilmschichten mit verschiedenen Funktionen sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen magnetischen Aufzeichnungsträgers.
Die Rollen einer auf einer ferromagnetischen Schicht aufgebrachten Schutzschicht sind: (1) Verhindern einer Qualitätsänderung der ferromagnetischen Schicht aufgrund von Oxidation usw. des Films; (2) Verhindern oder Minimieren des Abriebs des letzteren Films, wenn er sich gleitend entlang einem Magnetkopf bewegt; und (3) Minimieren der Reibung zwischen der Schicht und dem Magnetkopf bei Gleitbewegung. Gemäß der Erfindung wird eine Schutzschicht, die diese Rollen gut wahrnehmen kann, typischerweise dadurch geschaffen, daß zwei Filmschichten aufeinanderlaminiert werden, die unterschiedliche Rollen spielen. Die erste Schicht besteht aus einem Material, das zum Verhindern einer Qualitätsänderung der ferromagnetischen Schicht wirksam ist und ausgezeichnete Abriebfestigkeit aufweist, und die zweite Schicht besteht aus einem Material, das beim Gleitkontakt mit einem Magnetkopf weniger Reibung erzeugt. Bevorzugte Beispiele für den für die erste Schicht verwendeten Werkstoff sind Si-Legierungen, die Si als Hauptbestandteil enthalten, und Verbindungen, die Si als Hauptbestandteil enthalten, wie SiC, Si&sub3;N, B&sub4;Si usw. Diese Werkstoffe sind im allgemeinen hart und hochabriebfest. Sie können auch dichte Filme frei von feinen Löchern bilden, und sie sorgen ferner für hohe Haftfestigkeit gegen die ferromagnetische Schicht. Als Werkstoff für die zweite Schicht sind Sn, Pb, In, Se, Te, Cu, Ag, Au oder Legierungen, die eines dieser Elemente als Hauptbestandteil enthalten, bevorzugt. Diese Werkstoffe sind im allgemeinen weich und können die Rolle eines Schmiermittels spielen, wenn eine aus einem solchen Werkstoff bestehende Schicht zwischen der ersten Schicht aus hartem Material und einem Magnetkopf liegt, der ebenfalls aus hartem Material besteht.
Die Dicke der Schutzschicht mit dieser Struktur sollte im Bereich von 0,003 - 0,05 um, vorzugsweise 0,01 - 0,2 um, dadurch geeignet gewählt werden, daß die wesentlichen Bedingungen berücksichtigt werden, daß die ausgewählte Dicke in der Lage sein sollte, ausreichende Schutzwirkung zu schaffen und eine Schwächung des Auslesesignals der magnetischen Aufzeichnung zu verhindern, wie durch Abstandsverluste aufgrund des Spalts zwischen der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht des magnetischen Aufzeichnungsträgers und dem Magnetkopf hervorgerufen. Es ist erforderlich, daß die Summe aus der Dicke der ersten Schicht und der Dicke der zweiten Schicht in diesen Bereich fällt. Im Fall der mit zwei Schichten strukturierten Schutzschicht ist es erwünscht, daß die erste Schicht 1,5- bis 5mal dicker ist als die zweite Schicht.
Die ferromagnetische Metallschicht gemäß der Erfindung besteht vorzugsweise aus einer Legierung auf Co-Basis, wie Co-Cr, Co-V, Co-Mo, Co-W, Co-Re, Co-O, Co-Cr-Rh, Co-Cr-Ru, Co-Ni-O, Co-Ni, Co-P, Co-B, Co-Si, Co-Y, Co-La, Co-Pr, Co-Ce, Co-Sm, Co-Mn, Co-Ni-P, Co-Ni-B, Co-Ni-Ag, Co-Ni-Nd, Co-Ni-Ce, Co-Ni-Zn, Co-Ni-Cu, Co-Ni-Hg, Co-Ni-W, Co-Ni-Re, Co-Mn-P, Co-Zn-P und dergleichen oder aus einer Legierung auf Fe-Basis, wie Fe-Co, Fe-Ni, Fe-Si, Fe-Rh, Fe-V und dergleichen, wobei eine Schicht hieraus durch ein Dampfniederschlagungsverfahren hergestellt wird, wie durch Aufdampfen, Sputtern, Ionenplattieren usw. Die Dicke der ferromagnetischen Metallschicht sollte im Bereich von 0,03 - 5 um liegen, jedoch ist eine Dicke im Bereich von 0,05 - 1 um bevorzugt, um magnetisches Aufzeichnen mit hoher Dichte zu realisieren.
Als Substratmaterial für die ferromagnetische Metallschicht können hochpolymere Materialien wie Polyimid, Polycarbonat, Polyvinylidenchlorid, Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Zelluloseacetat, Polyamid und dergleichen, metallische Materialien wie Aluminium, rostfreier Stahl, Messing und dergleichen wie auch Glas und Keramik verwendet werden. Eine Filmschicht aus einem anderen Material kann zwischen dem aus einem Material wie vorstehend genannt bestehenden Substrat und dem ferromagnetischen Metallfilm ausgebildet werden. Z. B. kann eine dünne Zwischenschicht aus Cr vorhanden sind, um die Haftfestigkeit zwischen dem Substrat und der ferromagnetischen Metallschicht zu erhöhen, oder eine Dünnschicht aus einem weichmagnetischen Material kann vorhanden sein, um die magnetischen Eigenschaften der ferromagnetischen Metallschicht zu verbessern. Das Substrat kann die Form einer Platte, eines Bands oder einer Trommel einnehmen.
Die Erfindung wird nachfolgend weiter durch Beispiele derselben beschrieben.

Beispiel 1

Unter Verwendung eines Polyimidfilms als Substrat wurde ein magnetischer Aufzeichnungsträger unter Verwendung eines Metallisierapparats mit einem Aufbau, wie in Fig. 1 dargestellt, erzeugt. In Vakuum von 133 · 10&supmin;&sup6; Pa wurde Ge von einer Abscheidungsmetallquelle 3 aufgedampft, während das Polyimidfilmsubstrat 1 durch einen Infrarotheizer 2 auf 200ºC erwärmt wurde, um auf dem Substrat eine 300 Å dicke Ge-Schicht herzustellen. Dann wurde eine Co-Cr-Legierung von einer anderen Abscheidungsmetallquelle 4 aus aufgedampft, während die Substrattemperatur auf 150ºC gehalten wurde, um eine 3500 Å dicke ferromagnetische Metallschicht aus Co mit 21 Gew.-% Cr herzustellen. Ferner wurde bei derselben Substrattemperatur Si aus noch einer anderen Abscheidungsmetallquelle 5 aufgedampft, um eine 200 Å dicke Schutzschicht aus Si herzustellen, um dadurch einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit der in Fig. 2 dargestellten Struktur zu erzeugen. Die Abscheidung von 300 Å Ge auf dem Polyimidfilm soll die magnetischen Eigenschaften des Co-Cr-Films verbessern und die Haftfestigkeit erhöhen.
Proben eines magnetischen Aufzeichnungsträgers mit ähnlicher Struktur wurden unter denselben Bedingungen wie vorstehend beschrieben hergestellt, jedoch unter Verwendung von Si mit 3 Gew.-% C, Si mit 10 Gew.-% Ge, Si mit 30 Gew.-% Sn, Si mit 25 Gew.-% Sb und Si mit 10 Gew.-% B anstelle von Si. Diese Proben eines magnetischen Aufzeichnungsträgers werden als Probengruppe A bezeichnet.
Als Vergleichsbeispiele wurde ein Los Proben eines magnetischen Aufzeichnungsträgers dadurch hergestellt, daß demselben Ablauf, wie vorstehend beschrieben, gefolgt wurde, mit der Ausnahme, daß nach der Herstellung der Co-Cr-Legierungsschicht die Substrattemperatur auf Raumtemperatur erniedrigt wurde, bei dieser Temperatur für 10 Stunden gehalten wurde und dann erneut auf 150ºC erwärmt wurde und der Schutzfilm in diesem Zustand hergestellt wurde. Die so hergestellten Proben werden als Probengruppe Be bezeichnet.
Als andere Gruppe von Vergleichsbeispielen wurde ein Los von Proben eines magnetischen Aufzeichnungsträgers dadurch hergestellt, daß demselben Ablauf, wie vorstehend beschrieben, gefolgt wurde, mit der Ausnahme, daß nach der Herstellung der Co-Cr-Legierungsschicht die Substrattemperatur auf Raumtemperatur erniedrigt wurde, das Metallisiergerät geöffnet wurde, um dessen Inneres Luft für 10 Stunden auszusetzen, und dann erneut auf ein Vakuum von 133 · 10&supmin;&sup6; Pa evakuiert wurde, wobei das Substrat auf 150ºC erwärmt wurde, und die Schutzschicht wurde in diesem Zustand hergestellt. Diese Proben werden als Probengruppe C bezeichnet.
Es wurden auch Proben ohne Schutzfilm als Standardproben für jede der Probengruppen A, B und C hergestellt.
Aus jeder dieser Proben wurde ein plattenförmiges Prüfstück ausgeschnitten und auf die folgende Weise einem Beständigkeitstest unterzogen: jede Probenplatte wurde auf eine Plattendrehvorrichtung aufgesetzt und kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/s in Gleitkontakt mit einem Magnetkopf bei einer Belastung von 10 g, und es wurde die Anzahl von Umdrehungen gezählt, denen die Proben standhalten konnten, bis sie rissig wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1-1 Herstellbedingungen Material der Schutzschicht Gruppe keine Anzahl von Umdreh. Tabelle 1-2 Herstellbedingungen Material der Schutzschicht Gruppe Anzahl von Umdreh.
Wie aus Tabelle 1 erkennbar, wird die Beständigkeit des magnetischen Aufzeichnungsträgers durch das Schaffen der Schutzschicht stark verbessert. Insbesondere ist die Verbesserung der Beständigkeit bei der Gruppe A und der Gruppe B auffällig, bei denen die ferromagnetische Metallschicht und die Schutzschicht kontinuierlich in Vakuum hergestellt wurden, und besonders hervorragende Beständigkeit war bei den Proben der Gruppe A erkennbar, bei denen die kontinuierliche Filmherstellung ausgeführt wurde, während das Substrat auf hoher Temperatur gehalten wurde.
Wie es aus den vorstehenden Ergebnissen hervorgeht, ist es die Hauptbedingung zum Verbessern der Beständigkeit, daß die ferromagnetische Metallschicht und die Schutzschicht kontinuierlich hergestellt werden, ohne daß sie im Verlauf des Herstellprozesses Luft ausgesetzt werden, und ein noch besseres Ergebnisse kann erzielt werden, wenn die kontinuierliche Schichtherstellung ausgeführt wird, während das Substrat auf hoher Temperatur gehalten wird. Wenn die Auswirkung des Vakuums durch einen ähnlichen Test für die Kombination einer Co-Cr-Legierungsschicht und einer Schutzschicht aus Si oder einer Si-Legierung, wie bei diesem Beispiel beschrieben, untersucht wurde, zeigte sich die Tendenz, daß die Haftfestigkeit zwischen der Co-Cr-Legierungsschicht und der Schutzschicht abnimmt, was die Beständigkeit verschlechtert, wenn das Ausmaß des Vakuums schlechter als 5 · 10&supmin;&sup5; Torr wird. In diesem Fall existierte eine Oxidationsschicht an der Grenzfläche zwischen der Co-Cr-Legierungsschicht und der Schutzschicht. Auch zeigte es sich als Ergebnis einer Untersuchung der Auswirkung der Substrattemperatur in der Periode ab der Fertigstellung der Ausbildung der Co-Cr-Legierungsschicht bis zum Zeitpunkt, zu dem die Herstellung der Schutzschicht begonnen wurde, auf die Beständigkeit, daß dann, wenn die niedrigste Substrattemperatur kleiner als 50ºC war, die Schichtoberfläche dazu neigte, Restgase im Vakuum zu adsorbieren, und im Ergebnis verschlechtert sich die Beständigkeit im Vergleich zu Proben, bei denen die Schutzschicht dadurch hergestellt wurde, daß das Substrat auf eine Temperatur über 50ºC erwärmt wurde.
Andererseits bewirkt eine zu hohe Substrattemperatur eine Qualitätsänderung des Polyimidsubstrats, so daß die Substrattemperatur 400ºC nicht überschreiten sollte.
Bei einer Zusammensetzungsanalyse in Tiefenrichtung der Proben der Gruppen A, B und C mit Schutzschicht, was durch Augerelektronen-Spektroskopie erfolgte, war das Vorliegen einer Oxidationsschicht an der Grenzfläche zwischen der ferromagnetischen Metallschicht und der Schutzschicht bei den Proben der Gruppe C deutlich erkennbar, jedoch war bei den Proben der Gruppen A und B kein sichtbares Vorliegen einer Oxidationsschicht erkennbar.
Dieselbe Wirkung zeigte sich im Fall der Verwendung ferromagnetischer Metallschichten aus Co-V, Co-Mo, Co-W, Co-Re, Co-Ni, Co-Cr-Rh, Co-Cr-Ru, Co-Si, Co-Y, Co-La, Co-Pr, Co-Ce, Co-Sm, Co-Mn, Fe-Co, Fe-Ni, Fe-Si, Fe-Rh und Fe-V anstelle einer ferromagnetischen Metallschicht aus Co-Cr, was zeigt, daß die Beständigkeit deutlich dadurch verbessert wird, wenn eine Schutzschicht aus Si oder einer Legierung auf Si-Basis anschließend an die Herstellung der ferromagnetischen Metallschicht hergestellt wird.
Noch bessere Beständigkeit konnte erzielt werden, wenn ein hochpolymeres Schmiermittel auf die Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsträgers aufgetragen wurde.

Beispiel 2

Unter Verwendung eines plattenförmigen, oxidierten Aluminiumsubstrats mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Dicke von 2 mm wurde ein magnetischer Aufzeichnungsträger mit dem folgenden Ablauf unter Verwendung eines Apparats für kontinuierliches Sputtern hergestellt. Die Probenkammer des Sputterapparatus wurde auf 670 · 10&supmin;&sup7; Pa evakuiert, gefolgt vom Einleiten von Ar-Gas von 400 · 10&supmin;³-Pa, und eine Legierung aus Co mit 80 Gew.-% Zr und 9,5 Gew.-% Mo wurde bei einer Hochfrequenz-Ausgangsleistung von 4 W/cm² und einer Substrattemperatur von 100 ºC aufgesputtert, um eine 5000 Å dicke Schicht herzustellen. Dann wurde das Sputtertarget durch eine Legierung aus Co mit 20,0 Gew.-% Cr ersetzt. Während dieses Vorgangs wurde das Innere der Probenkammer auf der Ar-Atmosphäre von 400 · 10&supmin;³ Pa belassen, und die Substrattemperatur wurde auf 100ºC gehalten. Auf ähnliche Weise wurde auch eine Co-Cr-Legierungsschicht mit einer Dicke von 2000 Å durch Sputtern abgeschieden. Weiter wurde das Sputtertarget durch Si ersetzt, und unter denselben Sputterbedingungen wurde eine 300 Å dicke Schutzschicht aus Si hergestellt.
Ähnliche Proben eines magnetischen Aufzeichnungsträgers wurde unter Verfolgen desselben Ablaufs, wie vorstehend beschrieben, hergestellt, mit der Ausnahme, daß als Sputtertarget Si mit 2 Gew.-% C, Si mit 15 Gew.-% B, Si mit 5 Gew.-% Ge, Si mit 10 Gew.-% Sn, Si mit 40 Gew.-% Sb, Si mit 5 Gew.-% Mn und Si mit 3 Gew.-% Cr anstelle von Si verwendet wurden. Diese Gruppe von Proben wird als Gruppe D bezeichnet.
Als Vergleichsbeispiele wurde ein Los ähnlicher magnetischer Aufzeichnungsträger unter denselben Schichtherstellbedingungen, wie vorstehend beschrieben, erzeugt, mit der Ausnahme, daß die Substrattemperatur auf Raumtemperatur erniedrigt wurde, nachdem die Co-Cr-Legierungsschicht hergestellt war, wobei diese Schicht in Ar-Atmosphäre von 400 · 10&supmin;³ Pa für 24 Stunden aufbewahrt wurde, und dann wurde die Schutzschicht unter Beheizen des Substrats auf 150ºC hergestellt. Diese Proben werden als Probengruppe E bezeichnet.
Als noch andere Vergleichsbeispiele wurden ähnliche magnetische Aufzeichnungsträger durch Verfolgen desselben Ablaufs, wie oben beschrieben, hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Substrattemperatur nach dem Herstellen der Co-Cr-Legierungsschicht auf Raumtemperatur erniedrigt wurde, dann die Schicht dem Apparat entnommen wurde und in einen anderen Sputterapparat eingesetzt wurde, dieser Apparat auf 800 · 10&supmin;&sup7; Pa evakuiert wurde, gefolgt von einem Einleiten von Ar- Gas von 270 · 10&supmin;³ Pa, und 300 Å dicke Schutzschichten aus Si und verschiedenen Si-Legierungen unter einer Bedingung von 5 W/cm² hergestellt wurden. Diese Vergleichsbeispiele werden als Probengruppe F bezeichnet.
Wenn die Proben der Gruppen D, E und F hergestellt wurden, wurden gleichzeitig Proben ohne Schutzschicht hergestellt, und zwar eine solche Probe für jede Gruppe.
Die so erhaltenen Proben wurden demselben Beständigkeitstest wie beim Beispiel 1 unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2-1 Herstellbedingungen Material der Schutzschicht Gruppe Anzahl von Umdreh. Tabelle 2-2 Herstellbedingungen Material der Schutzschicht Gruppe Anzahl von Umdreh.
Wie aus Tabelle 2 erkennbar, ist die Beständigkeit durch das Anbringen einer Schutzschicht aus Si oder einer Si-Legierung stark verbessert. Insbesondere ist eine deutliche Verbesserung der Beständigkeit bei den Gruppen D und E erkennbar, bei denen die ferromagnetische Metallschicht und die Schutzschicht kontinuierlich hergestellt wurden. Es ist ferner zu beachten, daß sich besonders hohe Beständigkeit bei den Proben der Gruppe D zeigt, bei denen die kontinuierliche Schichtherstellung erfolgte, während das Substrat auf hoher Temperatur gehalten wurde.
Als Ergebnis einer Zusammensetzungsanalyse in Tiefenrichtung der Proben der Gruppen D, E und F mit Schutzschicht durch Augerelektronen-Spektroskopie war an der Grenzfläche zwischen der Co-Cr-Legierungsschicht und der Schutzschicht bei den Gruppen D und E das Vorliegen einer Oxidationsschicht nicht deutlich erkennbar, jedoch zeigte sich bei den Proben der Gruppe F eine große Menge an Sauerstoff an der Grenzfläche, und das Vorliegen einer Oxidationsschicht war deutlich.
Dieser Effekt kann wie folgt erklärt werden: wenn das Substrat auf hoher Temperatur gehalten wird, kann dies verhindern, daß Verunreinigungen wie Öldampf in der Probenkammer an der Oberfläche der ferromagnetischen Metallschicht adsorbiert werden, was für die erhöhte Haftfestigkeit zwischen der ferromagnetischen Metallschicht und der Schutzschicht sorgt. Wenn jedoch die Substrattemperatur 400ºC überschritt, traten Schwierigkeiten wie eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der ferromagnetischen Metallschicht und eine Reaktion zwischen der ferromagnetischen Metallschicht und dem Schutzschichtmaterial auf. Daher ist es erforderlich, die Substrattemperatur unter 400ºC zu halten.
Eine ähnliche Wirkung konnte erzielt werden, wenn Polyimid, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, Polychlorvinyliden, Glas und Messing als Substrat anstelle von Al verwendet wurden.
Auch wenn anstelle von Co-Cr auf dem Al-Substrat Legierungsfilme aus Co-V, Co-Mo, Co-Re, Co-Cr-Rh, Co-Cr-Ru, Co-Ni-O, Co-Ni, Co-P, Co-B, Co-Si, Co-Ni-P, Co-Ni-B, Co-Ni-Ag, Co-Ni-Nd, Co-Ni-Ce, Co-Ni-Zn, Co-Ni-Cu, Co-Ni-Hg, Co-Ni-W, Co-Ni-Re, Co-Mn-P, Co-Zn-P, Fe-Co, Fe-Ni, Fe-Si, Fe-Rh und Fe-V verwendet wurden, ergab sich eine deutliche Verbesserung der Beständigkeit beim Abscheiden einer Schutzschicht aus Si oder einer Si-Legierung anschließend an die Herstellung der ferromagnetischen Metallschicht.
Bei allen Proben konnte durch Röntgenbeugung festgestellt werden, daß die Überzugsschicht amorph war.

Beispiel 3

Unter Verwendung eines Polyimidfilms als Substrat wurde ein magnetischer Aufzeichnungsträger mit einer Schutzschicht unter Verwendung eines Abscheidungsgeräts hergestellt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Eine Co-Cr-Legierung wurde aus einer Abscheidungsmaterialquelle 1 aufgedampt, während das Polyimidfilmsubstrat 1 durch einen Infrarotheizer 2 in Vakuum von 133 · 10&supmin;&sup6; Pa auf 180ºC erwärmt wurde, um eine 2000 Å dicke ferromagnetische Schicht aus Co mit 20 Gew.-% Cr herzustellen. Dann wurde Si aus einer anderen Abscheidungsmaterialquelle 4 aufgedampft, während die Substrattemperatur beibehalten wurde, um eine erste, 200 Å dicke Schicht einer Schutzschicht herzustellen, und anschließend wurde Sn aus der Probe 5 aufgedampft, um eine 100 Å dicke zweite Schicht der Schutzschicht herzustellen, um dadurch einen magnetischen Aufzeichnungsträger zu erzeugen, wie er in Fig. 3 dargestellt ist.
Auf dieselbe Weise, jedoch unter Verwendung von Pb, In, Se, Te, Cu, Ag, Au, Sn mit 30 Gew.-% Bi, In mit 10 Gew.-% Bi, Se mit 30 Gew.-% Te und Au mit 5 Gew.-% Al anstelle von Sn wurden Proben eines magnetischen Aufzeichnungsträgers mit derselben Struktur hergestellt.
Auch wurden als Vergleichsbeispiele Proben durch Abscheiden alleine einer Co-Cr-Legierung ohne Schutzschicht sowie Proben mit alleine der ersten Si-Schicht als Schutzschicht hergestellt.
Es wurde ein plattenförmiges Prüfstück aus jeder der Proben ausgeschnitten und auf die folgende Weise einem Beständigkeitstest unterzogen: das Teststück wurde in eine Plattendrehvorrichtung eingesetzt und kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s in Gleitkontakt mit einem mit 10 g belasteten Kopf gedreht, und es wurde die Anzahl von Umdrehungen gezählt, denen das Prüfstück standhalten konnte, bis es beschädigt war. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3 Erste Schicht der Schutzschicht keine Zweite Schicht Anzahl von Umdrehungen
Wie es aus Tabelle 3 erkennbar ist, konnte bestätigt werden, daß die Zweischichtstruktur der Schutzschicht die Beständigkeit des magnetischen Aufzeichnungsträgers stark verbessern konnte. Auch bei einem Test hinsichtlich der Beständigkeit gegen Umgebungsbedingungen, wie er mit den Proben des magnetischen Aufzeichnungsträgers mit zweischichtiger Schutzschicht dadurch ausgeführt wurde, daß sie in eine Umgebung von 75ºC und 95% relativer Luftfeuchtigkeit für 10&sup4; Stunden angeordnet wurden, trat bei der ferromagnetischen Schicht aus Co-Cr bei jeder getesteten Proben keine Qualitätsänderung auf, was auf ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit der Proben hinweist.

Beispiel 4

Ein Los von Proben wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 3 hergestellt, mit Ausnahme der Verwendung von Ge anstelle von Si als Werkstoff für die erste Schicht der Schutzschicht, und diese Proben wurden demselben Beständigkeitstest unterzogen, wie er beim Beispiel 3 ausgeführt wurde. Im Fall der Proben ohne Schutzschicht und der Proben mit alleine einer einzigen Ge-Schicht als Schutzschicht war die Anzahl von Umdrehungen, denen die Proben standhalten konnten, kleiner als 10³, während dann, wenn auf der ersten Schicht eine zweite Schicht erstellt wurde, um eine zweischichtige Schutzschicht zu erzeugen, die Proben mit jedem Werkstoff für die zweite Schicht mehr als 10&sup4; Umdrehungen standhalten konnten.

Beispiel 5

Ein Los von Proben wurde dadurch hergestellt, daß demselben Ablauf wie beim Beispiel 3 gefolgt wurde, mit der Ausnahme der Verwendung von Si mit 30 Gew. -% Ge anstelle von Si als Werkstoff für die erste Schicht der Schutzschicht, und dann wurden diese Proben demselben Beständigkeitstest unterzogen. Im Fall der Proben ohne Schutzschicht und der Proben alleine mit der ersten Schicht als Schutzschicht war die Anzahl von Umdrehungen, denen die Proben standhalten konnten, kleiner als 10³, während die Proben mit zweischichtiger Schutzschicht mit einem beliebigen der geprüften Werkstoffe für die zweite Schicht mehr als 10&sup4; Umdrehungen standhalten konnten.

Beispiel 6

Ein magnetischer Aufzeichnungsträger wurde dadurch hergestellt, daß eine ferromagnetische Schicht aus einer 0,5 um dicken Permalloyschicht und eine darüberliegende 0,15 um dicke Schicht aus Co mit 20,5 Gew.-% Cr auf ein plattenförmiges Substrat aus oxidiertem Aluminium mit 100 mm Durchmesser und 2 mm Dicke aufgebracht wurden, und auf diesem magnetischen Aufzeichnungsträger eine Schutzschicht mit dem folgenden Ablauf hergestellt wurde: der Aufzeichnungsträger wurde in ein kontinuierliches Sputtergerät eingesetzt und eine 200 Å dicke Schicht aus B wurde als erste Schicht der Schutzschicht unter den Bedingungen einer Hochfrequenz-Ausgangsleistung von 4 W/cm² und einer Substrattemperatur von 120ºC hergestellt, und dann wurde darauf unter denselben Bedingungen eine 100 Å dicke Schicht aus Sn als zweite Schicht hergestellt.
Andere Proben mit ähnlicher Struktur wurden unter denselben Bedingungen unter Verwendung von SiC, Si&sub3;N, B&sub4;C, B&sub4;Si, Si mit 5 Gew.-% B und B mit 3 Gew.-% C anstelle von B für die erste Schicht hergestellt. Als Vergleichsproben wurden Proben ohne Schutzschicht und Proben mit alleine einer 100 Å dicken Sn-Schicht als Schutzschicht auf der magnetischen Schicht hergestellt. Diese Proben wurden demselben Beständigkeitstest wie beim Beispiel 1 unterzogen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt. Tabelle 4 Erste Schicht der Schutzschicht keine Zweite Schicht Anzahl von Umdrehungen

Claims

1. Magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem Substrat, einer auf dem Substrat gebildeten ferromagnetischen Dünnschicht und einer auf der ferromagnetischen Dünnschicht gebildeten Schutzschicht, wobei der Übergang zwischen der ferromagnetischen Dünnschicht und der Schutzschicht frei ist von Reaktionsablagerungen der die ferromagnetische Dünnschicht bildenden Elemente und frei ist von Verunreinigungen durch Fremdsubstanzen, und die ferromagnetische Dünnschicht aus einem Material gebildet ist, das aus Co-Basislegierungen, Fe-Basislegierungen und Ni-Basislegierungen ausgewählt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus Si oder einer Si- Basislegierung besteht.

2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, wobei die ferromagnetische Dünnschicht und die Schutzschicht kontinuierlich in Vakuum unter Luftabschluß gebildet sind.

3. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ferromagnetische Dünnschicht aus einer Co-Cr-Legierung gebildet ist.

4. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine aus einem organischen Material gebildete Gleitschicht auf der Schutzschicht vorgesehen ist.

5. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schutzschicht aus einem amorphen Material besteht.

6. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schutzschicht eine Dicke im Bereich von 0,003 bis 0,3 um, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 0,15 um aufweist.

7. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Schutzschicht eine erste und eine zweite Schicht aufweist, wobei die erste Schicht aus Si oder einer Si-Legierung und die zweite Schicht aus Sn, Pb, In, Se, Te, Cu, Ag, Au, einer Sn-Basislegierung, einer Pb-Basislegierung, einer In-Basislegierung, einer Se-Basislegierung, einer Te-Basislegierung, einer Cu-Basislegierung, einer Ag-Basislegierung oder einer Au-Basislegierung besteht.

8. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 7, wobei die Schutzschicht eine Dicke im Bereich von 0,003 bis 0,5 um, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 0,2 um aufweist.

9. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 7 oder 8, wobei die erste Schicht eine Dicke aufweist, die 1,5 bis 5 mal größer ist als diejenige der zweiten Schicht.

10. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Si-Basisbestandteil der Schutzschicht bzw. deren erster Schicht zumindest eines der Werkstoffe B&sub4;Si, B&sub6;Si oder B&sub4;SixC1-x ist.