DE3447505C2

DE3447505C2 -

Info

Publication number: DE3447505C2
Application number: DE3447505A
Authority: DE
Inventors: Tomohisa Komoda; Mamoru Ishizuka; Shuhei Nara Jp Tsuchimoto; Mitsuhiko Ikoma Nara Jp Yoshikawa
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1983-12-27
Filing date: 1984-12-27
Publication date: 1989-06-29
Also published as: GB2153391A; GB8432627D0; US4824539A; US4725482A; JPS60138720A; GB2153391B; DE3447505A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung mit einem Substrat und einer auf dem Substrat ausgebildeten Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung.

In jüngster Zeit sind magnetische Aufzeichnungsmedien mit Senkrechtmagnetisierung entwickelt worden, bei denen der Restmagnetismus in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums verläuft. Diese magnetischen Aufzeichnungsmedien mit Senkrechtmagnetisierung ermöglichen eine hohe Aufzeichnungsdichte. Die herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedien mit Senkrechtmagnetisierung umfassen im allgemeinen ein Substrat aus einer Folie oder Aluminium und eine auf dem Substrat durch Aufsputtern oder durch Elektronenstrahlaufdampfen erzeugte Co-Cr-Schicht. Diese herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedien mit Senkrechtmagnetisierung zeigen jedoch kein glattes Gleitverhalten an den Magnetköpfen, was zur Folge hat, daß während des Betriebs entweder das magnetische Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung und/oder die Magnetköpfe beschädigt werden, so daß die herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedien mit Senkrechtmagnetisierung nicht die gewünschte Lebensdauer besitzen.

Zum Schutz der Co-Cr-Metalldünnschicht (Dünnfilm) gegen Beschädigungen wird bei herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedien mit Senkrechtmagnetisierung eine Schutzschicht, beispielsweise eine Ni-P-Schicht, eine SiO- Schicht, eine SiO₂-Schicht oder eine Schicht aus einem Edelmetall (Au, Rh, Pt, Ag, etc.) unter Anwendung beispielsweise einer Abscheidungsmethode, einer Aufsputtermethode oder einer Aufdampfmethode auf der Co-Cr-Metalldünnschicht abgeschieden. Die Schutzschicht kann alternativ auch eine auf der Co-Cr-Metalldünnschicht ausgebildete Oxidschicht oder Nitridschicht oder eine Schicht aus einer organischen Siliciumverbindung, die auf die Co-Cr-Metalldünnschicht aufgetragen worden ist, sein. Es ist jedoch bei herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedien mit Senkrechtmagnetisierung schwierig, die geeignete Dicke der Schutzschicht zu bestimmen. Wenn die Schutzschicht zu dick ist, verursacht sie Abstandsverluste, was die Aufzeichnungsdichte beeinträchtigt und das Wiedergabeverhalten verschlechtert. Wenn die Schutzschicht zu dünn ist, läßt sich eine höhere Aufzeichnungsdichte erreichen, wobei jedoch das magnetische Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung und/oder die Magnetköpfe während des Betriebs beschädigt werden, so daß das magnetische Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung keine zufriedenstellende Lebensdauer ermöglicht.

Die JP-A 58-1 64 018 offenbart ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung, bei dem auf einem nichtmagnetischen Substrat eine Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung ausgebildet ist. Da dieses Aufzeichnungsmedium einer Heizbehandlung im Vakuum mit einem niedrigen Sauerstoffpartialdruck unterworfen wird, kann es allenfalls eine Chromoxidschicht aufweisen.

Die DE-OS 32 12 381 beschreibt das Aufbringen eines Schutzfilms auf die Metalloxidschicht eines Magnetaufzeichnungsmediums, wobei jedoch dieser Schutzfilm aus einer Verbindung mit einem hohen Molekulargewicht, einer höheren Fettsäure, einem Fettsäureester oder einer Kombination davon besteht.

Die DE-OS 33 43 107 bezieht sich auf magnetische Aufzeichnungsträger, die auf einem gegebenenfalls mit einer nichtmagnetischen Unterschicht versehenen dimensionsstabilen Trägermaterial eine dünne ferromagnetische Metallschicht mit einer darauf aufgebrachten Schutzschicht aufweisen, wobei die Schutzschicht als eine Doppelschicht, bestehend aus Chrom- und Silicium-monooxid, ausgebildet ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung zu schaffen, welches eine hohe Aufzeichnungsdichte bei zufriedenstellender Lebensdauer ermöglicht und insbesondere glatte und geschmeidige Relativbewegungen gegenüber den Magnetköpfen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung mit einem Substrat und einer auf dem Substrat ausgebildeten Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung, gekennzeichnet durch eine auf der Co-Cr-Magnetschicht 2 mit Senkrechtmagnetisierung ausgebildete Chromoxidschicht 3 und eine auf der Chromoxidschicht 3 aufgebrachte SiO₂-Schutzschicht mit einer Dicke von mehr als 5 nm, wobei die Gesamtdicke von Chromoxidschicht 3 und SiO₂-Schutzschicht 4 zwischen 7 und 30 nm liegt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird auf einem Substrat mit Hilfe eines HF-Aufsputterverfahrens eine Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung erzeugt. Auf der Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung wird eine Chromoxidschicht mit einer Dicke von etwa 5 nm (50 Å) erzeugt, indem man die Oberfläche der Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung einer Heizbehandlung während 2 Stunden in einer Sauerstoffatomsphäre mit einem Druck von 1,33 × 10^-4 bis 1,33 × 10^-3 mbar (10^-4 bis 10^-3 Torr) und einer Temperatur von 300 bis 400°C unterwirft. Auf der in dieser Weise erzeugten Chromoxidschicht wird eine SiO₂-Schicht mit einer Dicke von 20 nm (200 Å) gebildet. Die Gesamtdicke von Chromoxidschicht und SiO₂-Schicht ist dünn genug, um eine hohe Aufzeichnungsdichte zu ermöglichen, wobei die Kombination aus der Chromoxidschicht und der SiO₂-Schicht eine Beschädigung der Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung verhindert.

Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen magnetische Aufzeichnungsmediums mit Senkrechtmagnetisierung und

Fig. 2 eine Kurvendarstellung, die die Aufzeichnungseigenschaften (Wiedergabeausgangssignal gegen Aufzeichnungdichte) des erfindungsgemäßen magnetische Aufzeichnungsmediums mit Senkrechtmagnetisierung gemäß Fig. 1 verdeutlicht.

Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung umfaßt ein Substrat 1 aus beispielsweise einer Folie oder Aluminium. Auf dem Substrat 1 wird beispielsweise durch HF-Aufsputtern eine Co-Cr- Magnetschicht 2 mit Senkrechtmagnetisierung erzeugt. Auf dieser Co-Cr-Magnetschicht 2 mit Senkrechtmagnetisierung wird eine Chromoxidschicht 3 erzeugt, indem man die Oberfläche der Co-Cr-Magnetschicht 2 mit Senkrechtmagnetisierung einer Heizbehandlung unterwirft. Die Heizbehandlung wird in einer Sauerstoffatmosphäre mit einem Druck von 1,33 × 10^-4 bis 1,33 × 10^-3mbar (10^-4 bis 10^-3Torr) während etwa 2 Stunden und bei einer Temperatur von 300 bis 400°C durchgeführt. Die Chromoxidschicht 3 besitzt eine Dicke von etwa 5 nm (50 Å). Auf der Chromoxidschicht 3 wird eine Schutzschicht in Form einer SiO₂-Schicht 4 mit einer Dicke von etwa 20 nm (200 Å) ausgebildet.

Die folgende Tabelle I verdeutlicht die Ergebnisse der relativen Bewegung eines Magnetkopfs gegenüber der Oberfläche von verschiedenen Arten von magnetischen Aufzeichnungsmedien mit Senkrechtmagnetisierung. Die magnetischen Aufzeichnungsmedien mit Senkrechtmagnetisierung A, B, C und D besitzen SiO₂-Schichten unterschiedlicher Dicke, weisen jedoch keine durch die Heizbehandlung erzeugte Chromoxidschicht auf. Das magnetische Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung E besitzt die Chromoxidschicht, umfaßt jedoch keine SiO₂-Schutzschicht. Das magnetische Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung F entspricht der oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Tabelle I

Die "Wiedergabe" steht für die Änderung des Spitzenwerts eines mit dem Magnetkopf abgetasteten Wiedergabesignals. Eine "gute Wiedergabe" steht für einen stabilen Spitzenwert des reproduzierten Signals, d. h. einen stabilen Wiedergabebetrieb.

Aus der obigen Tabelle I ist ersichtlich, daß ein glattes Gleitverhalten nur dann sichergestellt ist, wenn die SiO₂-Schutzschicht relativ dick ist (Medien A und B), wenn die Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung nicht einer Heizbehandlung unterworfen worden ist. Das Aufzeichnungsmedium A mit einer SiO₂-Schutzschicht mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å) ermöglicht einen stabilen Wiedergabebetrieb auch nach 400 000 Bandläufen. Das Aufzeichnungsmedium C mit einer dünnen SiO₂-Schutzschicht und das Aufzeichnungsmedium D ohne SiO₂-Schutzschicht zeigen kein glattes Laufverhalten des Magnetkopfs gegenüber dem magnetischen Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung. Es wird angenommen, daß, wenn die Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung keiner Heizbehandlung unterworfen worden ist, die SiO₂-Schutzschicht eine Dicke von mehr als etwa 70 nm (700 Å) aufweisen muß, um die gewünschte Lebensdauer zu ermöglichen. Andererseits erzeugt das Aufzeichnungsmedium E, welches zwar der Heizbehandlung unterworfen worden ist, jedoch keine SiO₂-Schutzschicht aufweist, Gleitgeräusche, wenn der Magnetkopf an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums E vorbeigeführt wird und es ergibt sich eine schlechte Wiedergabe des reproduzierten Signals, wenn die Wiedergabemaßnahme häufig wiederholt wird. Dies bedeutet aber, daß die Chromoxidschicht als solches nicht die gewünschte Lebensdauer ergibt.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium F erzeugt keine Gleitgeräusche, verursacht keine Beschädigung des Magnetkopfs und des Aufzeichnungsmediums und ermöglicht eine gute Wiedergabe während langer Zeitdauern trotz der Tatsache, daß die SiO₂-Schutzschicht relativ dünn ist. Weiterhin zeigt das Aufzeichnungsmedium F eine ähnliche Lebensdauer wie das Aufzeichnungsmedium A. Es wird angenommen, daß die Chromoxidschicht und die SiO₂-Schutzschicht in Kombination einen stabilen Betrieb sicherstellen.

Die Aufzeichnungsdichte des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmediums F wurde mit der Aufzeichnungsdichte des Aufzeichnungsmediums A verglichen, welches keine Chromoxidschicht aufweist, wozu ein Ringkopf mit einer Spaltlänge von 0,7 µm angewandt wurde. In der Fig. 2 repräsentiert die Kurve 1 die Aufzeichnungseigenschaften des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmediums F, während die Kurve 2 die Aufzeichnungseigenschaften des Aufzeichnungsmediums A wiedergibt. Es ist aus der Fig. 2 deutlich erkennbar, daß die Hochfrequenzeigenschaften des Aufzeichnungsmediums A wegen der Abstandsverluste durch die dicke SiO₂-Schutzschicht sich verschlechtern. Wenn die Dicke der SiO₂- Schutzschicht groß wird, wird der zweite Peak (S) klein und es ergibt sich ein niedriger Wiedergabesignalpegel. Bei dem Aufzeichnungsmedium A ist kaum ein zweiter Peak zu beobachten. Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium F zeigt einen hohen zweiten Peak und gute Hochfrequenzeigenschaften, da die Gesamtdicke von SiO₂-Schutzschicht und Chromoxidschicht gering ist und die Abstandsverluste minimal sind.

Dies bedeutet, daß das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium F eine ähnlich große Lebensdauer besitzt wie das Aufzeichnungsmedium A. Andererseits sind die Aufzeichnungseigenschaften des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmediums F jenen des Aufzeichnungsmediums A überlegen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sollte die Chromoxidschicht eine Dicke zwischen 2 und 20 nm (20 bis 200 Å) aufweisen, um eine gute Lebensdauer und gute Aufzeichnungseigenschaften sicherzustellen. Die SiO₂- Schutzschicht muß dicker sein als 5 nm (50 Å), während die Gesamtdicke von Chromoxidschicht und SiO₂-Schutzschicht zwischen 7 und 30 nm (70 bis 300 Å) liegen sollte. Die SiO₂-Schutzschicht und die Chromoxidschicht ergeben in Kombination die gute Lebensdauer. Die Gesamtdicke von Chromoxidschicht und SiO₂-Schutzschicht ist ausreichend gering, um die Abstandsverluste auf ein Minimum zu bringen und eine hohe Aufzeichnungsdichte und gute Wiedergabecharakteristiken sicherzustellen. Die Schutzschicht kann auch eine SiO-Schicht oder eine Si₃N₄-Schicht sein.

Die Aufzeichnungsdichte des Aufzeichnungsmediums wird durch die senkrechte magnetische Anisotropie der Co-Cr- Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung beeinflußt. Die Erfinder haben festgestellt, daß die senkrechte magnetische Anisotropie der Co-Cr-Schicht verbessert wird, wenn auf der Oberfläche der Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung die Chromschicht ausgebildet wird. Die Wirkung der auf der Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung ausgebildeten Chromoxidschicht ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 58-1 64 018 "Method for Manufacturing a Perpendiculuar Magnetic Recording Medium", die am 28. September 1983 veröffentlicht worden ist und im Journal of Magnetism and Magnetic Materials 35 (1983), 286 bis 288, "Perpendicular Anisotropy in Co-Cr-Films" beschrieben.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit Senkrechtmagnetisierung mit einem Substrat und einer auf dem Substrat ausgebildeten Co-Cr-Magnetschicht mit Senkrechtmagnetisierung, gekennzeichnet durch eine auf der Co-Cr-Magnetschicht (2) mit Senkrechtmagnetisierung ausgebildete Chromoxidschicht (3) und eine auf der Chromoxidschicht (3) aufgebrachte SiO₂-Schutzschicht mit einer Dicke von mehr als 5 nm, wobei die Gesamtdicke von Chromoxidschicht (3) und SiO₂-Schutzschicht (4) zwischen 7 und 30 nm liegt.

2. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromoxidschicht (3) durch eine Heizbehandlung der Co-Cr-Magnetschicht (2) mit Senkrechtmagnetisierung auf dieser Schicht (2) ausgebildet worden ist.

3. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizbehandlung in einer Sauerstoffatmosphäre mit einem Druck zwischen 1,33 × 10^-4 bis 1,33 × 10^-3mbar und einer Temperatur zwischen 300 und 400°C während einer Zeitdauer von etwa 2 Stunden durchgeführt worden ist.

4. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromoxidschicht (3) eine Dicke zwischen 2 und 20 nm aufweist.