HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Feld der industriellen Anwendung
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Diese Erfindung bezieht sich auf ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium. Genauer gesagt bezieht sie sich auf ein
magnetisches Aufzeichnungsmedium, das in einer breiten Spanne
von Aufzeichnungsdichten ein hohes Ausgangssignal aufweist.
Stand der Technik
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Die steigende Nachfrage nach hochdichter Aufzeichnung hat
die Forscher zu ernsthaften Untersuchungen an diversen
neuen Aufzeichnungssystemen angeregt. Besonders im Bereich der
magnetischen Aufzeichnungstechnik wird das vertikale
Aufzeichnungssystem als eines der vielversprechendsten
hochdichten Aufzeichnungsverfahren angesehen und
verheißungsvolle Studien werden an diesem System durchgeführt. Als
Material für Aufzeichnungsmedien zum vertikalen Aufzeichnen
wurden Co-Cr-Legierungsfilm, der am meisten geschätzt wird,
Co-O-Film, Fe-M-O-Filme (M steht für Sn, Ge, etc.) sowie
Filme vorgeschlagen, in denen Fe oder andere Elemente in
feinen Poren von eloxiertem Aluminium abgeschieden worden
sind, und die Ergebnisse vieler Tests und Experimente haben
deren ausgezeichnete Eigenschaften bei hochdichten
Aufzeichnungen gezeigt.
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Ein vertikales Aufzeichnungssystem, in dem solche
magnetischen Medien verwendet werden, hat in der Tat
ausgezeichnete
Eigenschaften bei hochdichter Aufzeichnung, doch hat
dieses System den Nachteil, daß sein Ausgangssignal bei
niedrigdichten Aufzeichnungen im Vergleich zum
herkömmlichen longitudinalen Aufzeichnungssystem niedrig ist.
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Dies läßt sich auf die Tatsache zurückführen, daß durch den
auf der Rückseite des Films bei der Magnetisierung des
vertikalen Aufzeichnungsmediums gebildeten freien Magnetpol
ein starkes entmagnetisierendes Feld erzeugt wird, und ein
solches starkes entmagnetisierendes Feld schwächt die
Aufzeichnungsmagnetisierung ab. Es sollte daher eine wirksame
Maßnahme gegen dieses Problem sein, eine weichmagnetische
Schicht zwischen der vertikal magnetisierten
Aufzeichnungsschicht und dem Substrat anzubringen, um so die Aktivität
des freien Magnetpols an der Grenzschicht zur
weichmagnetischen Schicht zu verringern. Dieses Konzept ist bereits in
dem US Patent 4 210 946 offenbart, und weitere
Untersuchungen werden an diesem Zweischichtfilm-Aufzeichnungsmedium
durchgeführt.
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Diese Art von Aufzeichnungsmedium hat jedoch einige
schwerwiegende Nachteile. Erstens wird, wenn eine vertikal
magnetisch anisotrope Aufzeichnungsschicht wie etwa ein Co-Cr-Film
auf der weichmagnetischen Schicht wie etwa einer
Permalloyschicht gebildet wird, die Kristallorientierung des
Co-Cr-Films gestört. Zweitens wird, wie von Uesaka et al.
in Journal of Applied Physics 57, 3925 (1985) offenbart, in
der weichmagnetischen Schicht ein Spitzenrauschen (spike
noise) erzeugt, so daß kein gutes Signalrauschverhältnis
erzielt werden kann. Drittens wird, wenn das
Zweischichtfilm-Aufzeichnungsmedium in Kombination mit einem Ringkopf
benutzt wird, das Kopfmagnetfeld in vertikaler Richtung
aufgrund der Anwesenheit der weichmagnetischen Schicht
verbreitert,
was zu einer Beeinträchtigung der hochdichten
Aufzeichnungsleistung führt.
Kurzbeschreibung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das Problem des
geringen Wiedergabeausgangssignals herkömmlicher vertikaler
Aufzeichnungsmedien zu lösen und ein senkrecht magnetisches
Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das in einer breiten
Spanne von Aufzeichnungsdichte ein hohes
Wiedergabeausgangssignal liefert.
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JP-A-57-117122 offenbart ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das den oben
angesprochenen Nachteil des geringen Wiedergabesignals hat.
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, daß
die Aufgabe gelöst werden konnte durch Bereitstellen eines
magnetischen Aufzeichnungsmediums wie in Anspruch 1
definiert. In der Beschreibung ist der Ausdruck
"Ebenenmagnetisierungsfilm" definiert als ein magnetischer Film, dessen
Rechteckigkeitsverhältnis in der Ebene größer als in der
darauf senkrechten Richtung ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 und 2 sind partielle schematische Darstellungen,
die die Querschnittsstrukturen von
Ausgestaltungen von magnetischen Aufzeichnungsmedien
gemäß dieser Erfindung zeigen.
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Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des
Magnetisierungszustandes in einem
erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedium.
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Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des
Magnetisierungszustandes in einem herkömmlichen
Zweischichtfilm-Aufzeichnungsmedium.
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Fig. 5 ist ein Kennliniendiagramm, das die
Abhängigkeit der Koerzitivkraft Hc in der Richtung
senkrecht zum Co-Cr-Film und ΔR&sub5;&sub0; in
Abhängigkeit von der Dicke der weichmagnetischen
Ni-Fe-Schicht darstellt.
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Fig. 6 ist ein partieller schematischer Querschnitt
eines magnetischen Aufzeichnungsmediums in
einer Ausgestaltung der Erfindung, bei der
ein Schutzfilm vorgesehen ist.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen
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Bei der vorliegenden Erfindung wird als Material mit
weichmagnetischen Eigenschaften zum Bilden der
weichmagnetischen Schicht ein Ni-Fe-(Permalloy)-Film benutzt.
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Die Dicke der weichmagnetischen Schicht liegt vorzugsweise
im Bereich von 50 bis 500 Å. Eine nichtmagnetische
Zwischenschicht mit einer Dicke von nicht über 300 Å kann
zwischen der weichmagnetischen Schicht und der vertikal
magnetisch anisotropen Aufzeichnungsschicht liegen.
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Eine solche nichtmagnetische Zwischenschicht kann bestehen
aus einem einzelnen Element, ausgewählt unter B, C, Ge, Mo,
Si, Os, Ru, Re, Ta, Ti und W, oder einer Legierung, einem
Oxid oder Nitrid dieser Elemente.
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Eine unmagnetische Unterschicht ist außerdem zwischen dem
nichtmagnetischen Substrat und der weichmagnetischen
Schicht vorgesehen. Die Dicke der unmagnetischen
Unterschicht ist über einen weiten Bereich je nach Art des
nichtmagnetischen Substrats und des Verwendungszwecks des
Aufzeichnungsmediums veränderbar. Zum Beispiel ist bei
Festplatten die Dicke der unmagnetischen Unterschicht
kleiner als 10 um, im allgemeinen ist sie jedoch kleiner als
5000 Å.
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Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium kann
Strukturen wie die in Fig. 1 und 2 gezeigten haben.
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Fig. 1 zeigt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer
unmagnetischen Unterschicht. Bei diesem Aufzeichnungsmedium
ist eine unmagnetische Unterschicht 2 auf ein
unmagnetisches Substrat 1 aufgeschichtet, und eine weichmagnetische
Schicht 3 und eine senkrecht magnetisch anisotrope
Aufzeichnungsschicht 5 sind nacheinander auf die unmagnetische
Unterschicht 2 aufgeschichtet.
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In Fig. 2 ist die Struktur eines magnetischen
Aufzeichnungsmediums mit einer unmagnetischen Unterschicht und
einer unmagnetischen Zwischenschicht gezeigt. Bei diesem
Aufzeichnungsmedium ist eine unmagnetische Unterschicht 2 auf
ein unmagnetisches Substrat aufgeschichtet, und eine
weichmagnetische Schicht 3, eine unmagnetische
Zwischenschicht 4 und eine vertikal magnetisch anisotrope
Aufzeichnungsschicht sind in dieser Reihenfolge auf die
unmagnetische Unterschicht 2 aufgeschichtet.
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Die Gründe dafür, daß das erfindungsgemäße magnetische
Aufzeichnungsmedium ein hohes Wiedergabesignal liefern kann,
werden nachfolgend mit Bezug auf Fig. 3 erklärt, allerdings
basiert diese Erklärung auf Vermutungen, da der genaue
Mechanismus noch nicht vollständig aufgeklärt ist.
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Wenn die vertikal magnetisch anisotrope
Aufzeichnungsschicht 5 magnetisiert wird, wie in der Zeichnung gezeigt,
so wird ein starkes Streufeld insbesondere im
Magnetisierungsübergangsbereich erzeugt. Dies regelt folglich die
Magnetisierung der weichmagnetischen Schicht 3 im
Magnetisierungsübergangsbereich und führt zu einer Tendenz der
magnetischen Flüsse in diesem Bereich, sich zu schließen,
ungeachtet der geringen Dicke der weichmagnetischen Schicht.
Obwohl die Restmagnetisierung im Übergangsbereich mit
Abnahme des entmagnetisierenden Feldes stark zunimmt, ist die
Restmagnetisierung in dem Gebiet um den Bitmittelpunkt
verringert, da der freie Magnetpol in solch einem Gebiet nicht
so stark verlorengeht. In Anbetracht der Tatsache, daß das
Wiedergabesignal bestimmt ist durch das Ausmaß der
Restmagnetisierung im Magnetisierungsübergangsbereich, ist es
leicht, sich vorzustellen, daß eine hohe Restmagnetisierung
und somit ein hohes Wiedergabesignal bei diesem
Aufzeichnungsmedium zu erreichen sind, auch wenn die Dicke der
weichmagnetischen Schicht gering ist.
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Der Magnetisierungszustand bei einem herkömmlichen
Zweischichtfilm-Aufzeichnungsmedium wird unten mit Bezug auf
Fig. 4 beschrieben.
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Wenn eine weichmagnetische Unterschicht 6 zwischen dem
unmagnetischen Substrat 1 und der senkrecht magnetisch
anisotropen Aufzeichnungsschicht 5 angeordnet ist, so sind die
magnetischen Flüsse geschlossen, wie durch Pfeile in Fig. 4
dargestellt, und der an der Rückseite der
Aufzeichnungsschicht erzeugte freie Magnetpol verschwindet vollständig
aufgrund des Vorhandenseins der Unterschicht 6, so daß die
Restmagnetisierung in den Bits fast gleichförmig als Ganzes
wiederhergestellt wird und keine
Restmagnetisierungsverstärkung allein in dem spezifischen Bereich auftritt.
Vereinfacht gesagt muß in diesem Fall die weichmagnetische
Unterschicht 6 eine ausreichende Flußdichte und Dicke haben,
um den Durchgang der aus der vertikalen
Aufzeichnungsschicht 5 ausgreifenden Magnetflüsse zu ermöglichen. Daraus
kann einfach gefolgert werden, daß je höher die
Sättigungsmagnetflußdichte des verwendeten weichmagnetischen
Materials und je größer seine Schichtdicke ist, dies um so
wünschenswerter ist, um die Aufgabe zu lösen, d. h., um ein
höheres Wiedergabesignal zu erreichen. Teilweise auf
Grundlage eines solchen Konzepts ist die Dicke der
weichmagnetischen Unterschicht bei dem herkömmlichen
Zweilagenfilmaufzeichnungsmedium auf einen ziemlich hohen Wert gesetzt
worden.
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Die von den Erfindern dieser Erfindung durchgeführten
Experimente haben jedoch gezeigt, daß wenn die Dicke der
weichmagnetischen Unterschicht vergrößert wird, die darauf
gebildete senkrecht magnetisch anisotrope
Aufzeichnungsschicht in ihren Eigenschaften beeinträchtigt wird und auch
das Rauschen von der weichmagnetischen Unterschicht
zunimmt, während das Wiedergabesignal in Sättigung geht, wenn
die Dicke der weichmagnetischen Schicht einen bestimmten
festen Wert überschreitet. So wurde bestätigt, daß die
Dicke der weichmagnetischen Unterschicht im Hinblick auf das
Wiedergabesignal des Aufzeichnungsmediums nicht größer als
ein bestimmter Wert gemacht werden sollte; jede Steigerung
der Schichtdicke über diesen Wert führt nur zu einer
Beeinträchtigung der Senkrechtmagnetisierungseigenschaften der
Aufzeichnungsschicht, was zu einer verringerten Wirksamkeit
der hochdichten Aufzeichnung und einer Zunahme des
Rauschpegels führt, ohne daß ein merklicher Vorteil erzielt
wird.
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Diese Tatsache spiegelt sich wieder in der Beschreibung der
weichmagnetischen Schicht des erfindungsgemäßen
magnetischen Aufzeichnungsmediums, ein ausgezeichnetes hochdichtes
Aufzeichnungsmedium mit hohem Ausgangssignal kann nämlich
erhalten werden, wenn die Sättigungsmagnetisierung der
weichmagnetischen Schicht höher als die wenigstens der
senkrecht magnetisch anisotropen Aufzeichnungsschicht ist
und die Dicke der weichmagnetischen Schicht im Bereich von
50 bis 1000 Å liegt.
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Die Sättigungsmagnetisierung der weichmagnetischen Schicht
muß nur geringfügig höher als die der
Senkrechtaufzeichnungsschicht sein; ein größerer Unterschied in den
Sättigungsmagnetisierungen der zwei Schichten führt zu keinem
signifikanten Unterschied in der
Wiedergabesignalverbesserungswirkung.
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Wenn die Dicke der weichmagnetischen Schicht kleiner als
50 Å ist, ist das Wiedergabesignal verringert. Dies liegt
wahrscheinlich daran, daß ein durchgehender Film nicht mit
einer solchen Dicke gebildet werden kann, und daß der Film
eine sog. Inselstruktur hat. Wenn die Schichtdicke 1000 Å
überschreitet, nimmt der Rauschpegel zu, obwohl das
Ausgangssignal gesättigt ist, und wenn ein polykristalliner
Film wie etwa ein senkrecht magnetisch anisotroper Co-Cr-Film
auf der Schicht gebildet wird, ist die senkrechte
Orientierbarkeit der Hauptachse des Kristalls stark gestört.
Dies liegt vermutlich daran, daß wenn die Dicke größer als
1000 Å wird, die weichmagnetische Schicht eine so starke
eigene Kristallinität erlangt, daß sie die senkrechte
Orientierbarkeit des senkrecht magnetisch anisotropen,
polykristallinen
orientierten Films stört. Der bevorzugte
Dickenbereich der weichmagnetischen Schicht liegt zwischen 50
und 500 Å.
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Es ist nicht definitiv bekannt, wieso eine
Rauschreduzierung durch drastisches Verringern der Dicke der
weichmagnetischen Schicht im Vergleich mit der herkömmlichen
Schichtdicke von mehreren Tausend Å erreicht werden kann, doch
wird angenommen, daß dies eine enge Beziehung zum Zustand
der Wände der magnetischen Domänen hat, wie die folgende
Tatsache belegt: Bei den Filmen, die ein starkes Rauschen
erzeugten, wurde fast ausnahmslos die Anwesenheit von
Bloch-Wänden festgestellt, wohingegen in dem
weichmagnetischen Film mit einer Dicke von 50 bis 500 Å (dem
bevorzugten Filmdickenbereich bei der vorliegenden Erfindung),
andere Magnetdomänengrenzen als Bloch-Wände beobachtet
wurden, nämlich N el-Wände und keilartige Wände (wedge-type).
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Wenn eine nichtmagnetische Zwischenschicht zwischen der
weichmagnetischen Schicht und der senkrecht magnetisch
anisotropen Aufzeichnungsschicht angeordnet ist, ist die
Kristallorientierbarkeit der Senkrechtaufzeichnungsschicht
verbessert. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn die Dicke
der weichmagnetischen Schicht verringert wird. Wenn jedoch
die Dicke der weichmagnetischen Schicht 500 Å
überschreitet, wird es schwierig, die Orientierbarkeit der
Senkrechtaufzeichnungsschicht bis zu einem bevorzugten Niveau wieder
herzustellen, sofern nicht die Dicke der unmagnetischen
Zwischenschicht auf ein erhebliches Maß erhöht wird.
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Untersuchungen des Einflusses solcher unmagnetischen
Zwischenschichten auf den Wiedergabesignalpegel zeigten, daß
keine starke Abnahme des Ausgangssignals auftritt, wenn die
Dicke der Zwischenschicht kleiner ist als 300 Å. Was das
Material der unmagnetischen Zwischenschicht angeht, so wird
das beste zu verwendende Material je nach dem Material der
unter der Zwischenschicht gebildeten weichmagnetischen
Schicht und der auf der Zwischenschicht gebildeten
senkrecht magnetisch anisotropen Schicht ausgewählt, doch
sollte die Auswahl eines Elements unter B, C, Ge, Mo, Si, Os,
Ru, Re, Ta, Ti und W oder einer Legierung, eines Oxids oder
Nitrids irgendeiner Kombination dieser Elemente eine
ausgezeichnete Orientierungssteuerungsschicht ergeben.
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Das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß dieser Erfindung
hat den Nachteil, daß die weichmagnetische Schicht wegen
ihrer geringen Dicke dazu neigt, durch den vom Magnetkopf
erzeugten Magnetfluß gesättigt zu werden, wodurch die
Aufzeichnungsempfindlichkeit im Vergleich zu einem
herkömmlichen Zweischichtfilmaufzeichnungsmedium etwas verringert
ist, doch ist dieser Nachteil für den praktischen Gebrauch
ohne Bedeutung.
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Das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß dieser Erfindung
ist nicht geeignet für einen Magnetkopf, bei dem das
Aufzeichnungsmagnetfeld verschärft wird, wie etwa ein
Dünnfilmkopf mit Erregung eines Hilfsmagnetpols, doch wird bei
Anwendung auf andere Arten von Magnetköpfen, insbesondere
Köpfe vom Volumentyp, Ringköpfe vom Volumentyp oder
Dünnfilmköpfe mit einseitigem Zugriff aufgrund der Natur der
weichmagnetischen Schicht, die zur Sättigung neigt, keine
Störung des Kopfmagnetfeldes aufgrund der Anwesenheit der
weichmagnetischen Schicht hervorgerufen, und es ist
möglich, eine ausgezeichnete senkrecht magnetische
Aufzeichnung auch auf einem hochempfindlichen Aufzeichnungsbereich
wie etwa einem senkrecht magnetischen
Einschichtaufzeichnungsmedium zu erreichen.
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Die auf der weichmagnetischen Schicht vorgesehene senkrecht
magnetisch anisotrope Co-Cr-Schicht hat vorzugsweise einen
Cr-Gehalt von 15 bis 25 At.% und ihre Dicke liegt im
Bereich von 500 bis 3000 Å. Der Grund dafür, den Cr-Gehalt im
Bereich von 15 bis 25 At.% vorzuschreiben, ist der, daß
wenn er unter 15 At.% liegt, die kristallographische
Orientierung des Co-Cr-Films beeinträchtigt ist und so die
Koerzitivkraft in senkrechter Richtung unterdrückt ist, und daß
wenn der Cr-Gehalt 25 At.% überschreitet, die
Sättigungsmagnetisierung des Films verringert ist, was zu einem Abfall
des Wiedergabesignals führt.
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Ferner ist das Wiedergabesignal des Aufzeichnungsmediums
verringert, wenn die Dicke der vertikal magnetisch
anisotropen Co-Cr-Schicht kleiner als 500 Å ist, und wenn sie
größer als 3000 Å ist, wird es aufgrund der
Kapazitätsgrenze des Magnetkopfs unmöglich, bis zum Boden der
Aufzeichnungsschicht aufzuzeichnen, so daß die
Überschreibeigenschaften beeinträchtigt sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedium
ist eine unmagnetische Unterschicht zwischen dem
unmagnetischen Substrat und der weichmagnetischen Schicht
vorgesehen. Eine Wirkung der Anordnung einer solchen
unmagnetischen Unterschicht ist, daß das während der Erzeugung der
weichmagnetischen Schicht von der Substratoberfläche
abgegebene Gas abgesperrt wird, so daß die magnetischen
Eigenschaften der weichmagnetischen Schicht verbessert werden.
Wenn bei Verwendung von Permalloy als Material der
weichmagnetischen Schicht und Co-Cr als Material der vertikal
magnetisch anisotropen Aufzeichnungsschicht eine Titanschicht
mit hcp-Struktur als Basis des Permalloy bereitgestellt
wird, wächst die (111)-Ebene des Permalloy auf der c-Ebene
der Titan-Basis, was das Wachstum der c-Ebene von Co-Cr auf
der (111)-Ebene erleichtert und so die
c-Achsenorientierbarkeit der Co-Cr-Schicht verbessert.
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Die unmagnetische Unterschicht, die weichmagnetische
Schicht, die unmagnetische Zwischenschicht und die
senkrecht magnetisch anisotrope Aufzeichnungsschicht des
erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmediums können alle in einem
gemeinsam verwendeten Abscheideverfahren wie etwa
Dampfabscheidung gebildet werden. Andere Filmbildeverfahren sind
natürlich auch anwendbar.
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Die hier angesprochene Dampfabscheidung ist eine Technik
zum Abscheiden eines Materials oder einer Verbindung davon
in Form von Dampf oder ionisiertem Dampf auf einem Substrat
unter Gasatmosphäre oder Vakuum. Diese Technik umfaßt
folgende Verfahren: Vakuumabscheidung, Sputtern, Ionplating,
Ionenstrahlabscheidung, Clusterionenstrahlabscheidung, CVD
und Plasmapolymerisierung.
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Als unmagnetisches Substrat für das erfindungsgemäße
magnetische Aufzeichnungsmedium können verwendet werden ein Film
aus hochmolekularem Material wie etwa Polyimid,
Polyethylenterephthalat etc., eine Platte aus Glas, Keramik oder
einem Metall wie etwa Aluminium, eloxiertes Aluminium,
Messing etc., eine Siliciumeinkristallplatte, eine
Siliciumeinkristallplatte mit thermisch oxidierter Oberfläche und
dergleichen. Wenn nötig kann dieses unmagnetische Substrat
mit einer Schleifunterschicht wie etwa einer
Nickelphosphorlegierungsschicht oder einer eloxierten
Aluminiumschicht zum Planarschleifen oder Strukturieren versehen
werden.
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Die gemäß dieser Erfindung bereitgestellten magnetischen
Aufzeichnungsmedien umfassen Magnetbänder oder
Magnetplatten
mit einem Substrat aus einem Kunstharzfilm wie etwa
einem Polyesterfilm, einem Polyimidfilm etc., magnetische
Platten oder magnetische Trommeln, bei denen als Substrat
eine Platte oder Trommel aus einem Kunstharzfilm, einer
Aluminiumplatte, einer Glasplatte etc. verwendet wird,
sowie diverse andere Formen magnetischer Medien mit einer für
eine Gleitbewegung an einem Magnetkopf entworfenen
Struktur.
Beispiele
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Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium wird
anhand von Ausgestaltungen genauer beschrieben.
Beispiel 1
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Auf einem 50 um dicken Polyimidfilmsubstrat wurden Ti,
Ni&sub9;&sub1;-Fe&sub1;&sub9; und Co&sub7;&sub7;-Cr&sub2;&sub3; nacheinander mit Dicken von 300 Å,
0-2000 Å bzw. 2100 Å abgeschieden. Der Filmbildungsvorgang
wurde durchgeführt unter einem Vakuum von 2 · 10&supmin;&sup5; bis
4 · 10&supmin;&sup6; Torr (2,66 · 10&supmin;³ bis 5,33 · 10&supmin;&sup4; Pa), wobei die
Substrattemperatur auf 250ºC eingestellt wurde. Die
Sättigungsmagnetisierung der weichmagnetischen Schicht betrug
830 G, die der Senkrechtaufzeichnungsschicht betrug 360 G.
Die magnetischen Eigenschaften des Co-Cr-Films einer jeden
der so hergestellten Proben wurde anhand des Kerr-Effekts
bestimmt, und die c-Achsenorientierbarkeit der hcp-Struktur
des Co-Cr-Films wurde aus der Halbwertsbreite ΔR&sub5;&sub0; der
Umklappkurve der (002)-Ebene bestimmt.
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Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit der Koerzitivkraft Hc in
Richtung senkrecht zum Co-Cr-Film und von ΔR&sub5;&sub0; in
Abhängigkeit von der Dicke des Ni-Fe-Films. Es ist zu sehen, daß
ΔR&sub5;&sub0; zunimmt und Hc abnimmt, wenn die Dicke des
Ni-Fe-Films ca. 1000 Å erreicht.
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Eine 3,5-Zoll-Platte wurde aus einer jeden Probe gestanzt
und einer Auswertung von Aufzeichnung und Wiedergabe unter
Verwendung eines amorphen Ferritkompositringkopfs mit einer
Spaltbreite von 0,19 um unterworfen. Die Ergebnisse der
Auswertung des Ausgangssignals S bei einer
Aufzeichnungsdichte von 10 kfci, Rauschpegel und die Aufzeichnungsdichte
D&sub5;&sub0;, bei der das Ausgangssignal auf die Hälfte verringert
ist, sind in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt.
Ausgangssignal (S) und Rauschpegel (N) wurden bei einer Dicke des
Ni-Fe-Films von 0 Å gleich 0 dB gesetzt.
Tabelle 1
Ni-Fe-Filmdicke
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Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ist zu erkennen,
daß ein hohes Ausgangssignal und ein hoher Wert von D&sub5;&sub0;
realisiert werden können, wenn die Ni-Fe-Filmdicke im
Bereich von 50 bis 500 Å liegt, aber daß der Rauschpegel
zunimmt, wenn die Filmdicke über 500 Å hinausgeht.
Beispiel 2
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Auf einem 50 um dicken Polyimidfilmsubstrat wurden Ti,
Ni&sub9;&sub1;-Fe&sub1;&sub9;, Ge und Co&sub7;&sub9;-Cr&sub2;&sub1; nachfolgend mit Dicken von 300 Å,
100 Å, 0-1000 Å bzw. 1600 Å bei einer Substrattemperatur
von 250ºC unter einem Vakuum von 2 · 10&supmin;&sup5; bis 4 · 10&supmin;&sup6; Torr
(2,66 · 10&supmin;³ bis 5,33 · 10&supmin;&sup4; Pa) abgeschieden. Die
Sättigungsmagnetisierung der weichmagnetischen Schicht betrug
830 G und die der Senkrechtaufzeichnungsschicht betrug
490 G. Eine 3,5-Zoll-Scheibe wurde aus jeder der so
hergestellten Proben gestanzt und einem Auswertungstest der
Aufzeichnung und Wiedergabe bei Verwendung eines amorphen
Ferritkompositringkopfs (Spaltbreite: 0,21 um) unterworfen.
Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle 2 gezeigt. Der
Ausgangssignalpegel bei einer Ge-Filmdicke von 0 wurde
gleich 0 dB gesetzt.
Tabelle 2
Ge-Filmdicke
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Wie aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen zu sehen,
nimmt das Ausgangssignal stark ab, wenn die Dicke des die
unmagnetische Zwischenschicht bildenden Ge-Films 300 Å
übersteigt.
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Wie oben beschrieben, ist bei dem erfindungsgemäßen
magnetischen Aufzeichnungsmedium die Sättigungsmagnetisierung
der weichmagnetischen Schicht höher als die der magnetisch
anisotropen Senkrechtaufzeichnungsschicht, und durch Wählen
der Dicke der weichmagnetischen Schicht innerhalb des
Bereichs von 50 bis 1000 Å kann das Wiedergabesignal
drastisch erhöht werden, ohne das hochdichte
Wiedergabeverhalten zu beeinträchtigen.
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Ferner ist bei der vorliegenden Erfindung eine
Schutzschicht aus B oder einer Verbindung auf B-Grundlage auf der
magnetischen Aufzeichnungsoberfläche vorgesehen, und auf
der Schutzschicht ist eine Gleitschicht vorgesehen, die aus
einem Perfluorpolyether aufgebaut ist, der an seinem
Molekülkettenende einen 5-gliedrigen, 6-gliedrigen oder
7-gliedrigen heterozyklischen Ring mit wenigstens einem N
und wenigstens einer Doppelbindung aufweist. Solche Schutz- und
Gleitschichten können die Dauerhaftigkeit und
Korrosionsfestigkeit filmartiger magnetischer
Aufzeichnungsmedien erheblich verbessern.
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Die Schutzschicht kann gebildet werden durch Abscheiden von
B oder einer Verbindung auf B-Grundlage durch ein
gewöhnliches Dampfabscheidungsverfahren wie etwa Vakuumabscheidung
oder Sputtern. Der so erzeugte Dünnfilm ist kompakt und hat
eine gute Kontinuierlichkeit, obwohl seine Dicke äußerst
gering ist, und ein solcher Film hat keine Inselstruktur,
wie sie bei Filmen aus anderen Materialien zu sehen ist.
Das Vorhandensein eines solchen kompakten und
kontinuierlichen
Schutzfilms auf der Oberfläche der magnetischen
Aufzeichnungsschicht verhindert, daß Umgebungsgas in die
Aufzeichnungsschicht eindringt und verbessert so signifikant
die Korrosionsbeständigkeit des Aufzeichnungsmediums. B und
Verbindungen auf B-Grundlage können von Natur aus leicht zu
einem dünnen Film mit hoher Kompaktheit und guter
Kontinuität geformt werden, so daß sie geeignet sind, um einen
ausgezeichneten Korrosionsschutzfilm zu bilden. Der aus einem
solchen Material hergestellte Film hat neben seiner
Korrosionsschutzwirkung den weiteren Vorteil, daß er wegen
seiner großen Härte sehr sicher gegen Beschädigung durch
äußere Kräfte ist. Diese Eigenschaft spielt eine wichtige Rolle
beim Schutz der magnetischen Schicht, führt aber
gleichzeitig zu dem Problem, daß der Film wegen seiner großen Härte
dazu neigt, den Magnetkopf, auf dem der Film gleitet, zu
beschädigen.
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Um eine solche Beschädigung des Magnetkopfs zu vermeiden,
ist es notwendig, eine Gleitschicht auf der Oberfläche der
Schutzschicht des Aufzeichnungsmediums vorzusehen, um einen
direkten Kontakt des Aufzeichnungsmediums mit dem
Magnetkopf zu verhindern. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung
haben nach einem Gleitmittel mit der besten Verträglichkeit
mit der Schutzschicht aus B oder einer Verbindung auf
B-Grundlage gesucht und dabei herausgefunden, daß die
Beschädigung des Magnetkopfs minimiert werden kann, wenn als
Gleitmittel ein Perfluorpolyether verwendet wird, dessen
Molekülkettenende mit einem 5-gliedrigen, 6-gliedrigen oder
7-gliedrigen heterozyklischen Ring endet, der wenigstens
ein N und außerdem wenigstens eine Doppelbindung enthält.
Es wird angenommen, daß diese Tatsache zurückführbar ist
auf die starke Adsorption der Abschlußfunktionsgruppe des
Gleitmittels an der Oberfläche der Schutzschicht aus B oder
einer Verbindung auf B-Grundlage, so daß eine stabile
Langzeitschmierung der Mediumoberfläche sichergestellt ist.
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Fig. 6 zeigt die Grundstruktur eines erfindungsgemäßen
magnetischen Aufzeichnungsmediums. B oder sein Karbid oder
Nitrid werden vorzugsweise als Material für die
Schutzschicht 2 benutzt. Die Dicke dieser Schicht liegt
vorzugsweise im Bereich von 30 bis 1000 Å, aus dem Grund, daß eine
Dicke von weniger als 30 Å nicht die gewünschte dynamische
Stärke der Schutzschicht liefert, wohingegen eine Dicke von
über 1000 Å die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften
des Aufzeichnungsmediums aufgrund eines zu hohen
Abstandsverlusts stark beeinträchtigen kann. Es ist auch
wünschenswert, daß die Dicke der Gleitschicht 1 nicht größer ist als
1000 Å. Wenn ihre Dicke 1000 Å überschreitet, neigt die
Gleitschicht dazu, am Magnetkopf zu haften und so die
Gleitbewegung des Aufzeichnungsmediums am Magnetkopf zu
behindern. In der Zeichnung bezeichnet Bezugszeichen 3 eine
magnetische Aufzeichnungsschicht, 4 ein Substrat und 5 eine
weichmagnetische Schicht.