DE19523753A1

DE19523753A1 - Magnetaufzeichnungsmedium und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE19523753A1
Application number: DE19523753A
Authority: DE
Inventors: Yuko Okamura; Yukiko Mamiya; Toyoji Ataka
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 1996-01-04
Also published as: JPH0877544A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetaufzeichnungsmedium nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Ein Magnetaufzeichnungsmedium der in Frage stehenden Art wird beispielsweise in sogenannten Harddisk-Laufwerken verwendet.

Fig. 14 ist eine schematische Schnittansicht einer herkömmlichen Dünnfilm-Magnetspeicher platte (Aufzeichnungsmedium). Das in Fig. 2 dargestellte Magnetaufzeichnungsmedium weist eine Grundplatte 11 auf, die sich aus einem unmagnetischen Träger 1 und einer darauf ausge bildeten unmagnetischen Schicht 2 zusammensetzt. Auf der Grundplatte 11 sind eine Unter schicht 3 aus einem unmagnetischen Metall, eine magnetische Einzelschicht 4 aus einer hart magnetischen Schicht (z. B. aus CoCrTa, CoPtTa etc.) und eine Schutzschicht 6 hauptsächlich aus C (Kohlenstoff) nacheinander aufgeschichtet. Eine Gleitschicht 7 aus einem flüssigen Gleit mittel ist auf diesem Schichtenverbund vorgesehen.

Die unmagnetische Grundplatte 11 besteht aus dem unmagnetischen Träger 1 aus einer Al- Legierung oder aus Glas, der zur Erzielung einer bestimmten Parallelität, Flachheit und Oberflä chenrauhigkeit bearbeitet wurde und auf den die unmagnetische Schicht 2 aus Ni-P, Cr oder Al durch ein Naßfilmabscheidungsverfahren wie etwa stromloses Plattieren etc. oder ein Trocken filmabscheidungsverfahren wie Sputtern, Dampfabscheidung etc. aufgebracht wurde. Die Flachheit und Oberflächenrauhigkeit der unmagnetischen Grundplatte 11 werden durch maschi nelle Bearbeitung neu eingestellt. Dann werden auf die unmagnetische Grundplatte 11, die auf etwa 300°C erhitzt und mit -350 V Gleichspannung vorgespannt wird, nacheinander die Unter schicht 3 aus Cr mit einer Dicke von 100 nm, die hartmagnetische Schicht 4 hauptsächlich aus Co wie etwa CoCrPtTa etc. mit einer Dicke von 50 nm und die Schutzschicht 6 hauptsächlich aus C mit einer Dicke 10 nm einzeln nacheinander aufgesputtert. Das Magnetaufzeichnungsme dium wird durch Beschichtung der Schutzschicht 6 mit einer Gleitschicht 7 aus einem flüssigen Fluorkohlenstoff-Gleitmittel mit einer Dicke von 2 nm fertiggestellt. Das so hergestellte Mag netaufzeichnungsmedium weist eine für die Praxis akzeptable mechanische Festigkeit und Dimensionsgenauigkeit, eine ausgezeichnete Koerzitivkraft (Hc) von etwa 5/π kA/cm (2000 Oe) sowie ein ausgezeichnetes Produkt (Br·δ) aus Rermanenzinduktion Br und Filmdicke δ von etwa 2·10^-2 Tµm (200 Gµm) auf. Das Magnetaufzeichnungsmedium besitzt ferner ein ausgezeichne tes Koerzitivkraftrechteckverhältnis S* von 0,93 auf. Das Koerzitivkraftrechteckverhältnis S* (nachfolgend einfach als Rechteckverhältnis bezeichnet) ist ein Maß für die Neigung der Magne tisierungskurve um die Koerzitivkraft Hc.

Die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften des herkömmlichen Magnetaufzeich nungsmediums umfassen eine Halbamplituden-Dichte D50 (die Frequenz, umgewandelt zu einer Dichte, bei der der Ausgangswert die Hälfte des maximalen Ausgangswerts beträgt), welche die lineare Speicherdichte angibt, von 78 kFCI (wobei FCI Flußänderungen pro Zoll bedeutet), eine Aufzeichnungsauflösung Res von 67%, eine Ausgangsintensität TAA (mittlere Spuramplitude) für eine isolierte Welle von 0,63 mV, eine Überschreibcharakteristik O/W, kennzeichnend für die Eigenschaften der Aufzeichnung neuer Daten auf bereits aufgezeichneten Daten, von -31 dB und einen Rauschwert von 6,6 V. Damit zeigt das Magnetaufzeichnungsmedium ausgezeichnete Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften.

Aus der Druckschrift Intermag. ′91, M. Futamoto, Hitachi Ltd. ist ein Magnetaufzeichnungsmedium bekannt, dessen hartmagnetische Schicht 4 aus einer Vielzahl hartmagnetischer Teilschichten besteht. Aus der Druckschrift "The 13th Annual Conference on Magnetism in Japan", Band 13, Seite 11, 1989 ist ein Magnetaufzeichnungsmedium bekannt, bei dem eine unmagnetische Schicht aus Cr etc. zwischen magnetische Schichten gesetzt ist. Aus derselben Druckschrift, Seite 242, ist ein Aufzeichnungsmedium für vertikale magnetische Aufzeichnung bekannt, bei dem eine hartmagnetische Schicht, hauptsächlich aus Co, auf einer weichmagnetischen Schicht aus NiFe etc. angeordnet ist, um den Magnetfluß von dem Magnetkopf zur Ermöglichung der vertikalen Orientierung der spontanen Magnetisierung auf die Filmoberfläche zu begrenzen.

Im Zusammenhang mit der in letzter Zeit rapide zunehmenden Menge und Arten von Daten, sind für Harddisk-Laufwerke höhere Speicherdichten und größere Speicherkapazitäten erforderlich geworden.

Zur Erfüllung der Forderungen nach hoher Speicherdichte und großer Speicherkapazität war es nötig, bei den Magnetaufzeichnungsmedien die lineare Aufzeichnungsdichte, die Überschreib charakteristiken und den Rauschwert zu erhöhen, um so ausgezeichnete elektromagnetische Umwandlungseigenschaften durch Verbesserung der Koerzitivkraft Hc und des Rechteckverhält nisses S* zu erzielen. Darüber hinaus muß die prozentuale Ausbeute nicht-fehlerhafter Produkte zur Verringerung der Kosten pro Magnetaufzeichnungsmedium bei der Massenproduktion erhöht werden.

Im Hinblick auf das Voranstehende, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Magnetaufzeichnungsmedium zu schaffen, das gegenüber dem Stand der Technik sowohl eine große Koerzitivkraft als auch ein großes Rechteckverhältnis aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung solch eines Magnetaufzeichnungsmediums anzugeben.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Magnetaufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1 bzw. ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es wurde herausgefunden, daß die Koerzitivkraft Hc und das Rechteckverhältnis S* verbessert werden, wenn man für die Dünnfilmmagnetschicht aus der ferroelektrischen Legierung einen Mehrschichtaufbau mit einer hartmagnetischen Schicht und einer weichmagnetischen Schicht verwendet. Die weichmagnetische Schicht in der magnetischen Dünnfilmschicht verbessert die Austauschwechselwirkung (Austauschbindung) und erhöht damit das Rechteckverhältnis. Durch Verbesserung des Rechteckverhältnisses wurde ein Magnetaufzeichnungsmedium erhalten, das ausgezeichnete elektromagnetische Umwandlungseigenschaften aufweist, einschließlich einer ausgezeichneten Überschreibcharakteristik und eines angemessen niedrigen Rauschwerts. Da ein hohes Rechteckverhältnis S* leicht erzielt wird, wird die Massenherstellbarkeit des Magnetaufzeichnungsmediums verbessert.

Experimentell wurde herausgefunden, daß in dem Zweischichtverbund die hartmagnetische Schicht eine Unterschicht und die weichmagnetische Schicht eine Oberschicht sein kann oder umgekehrt.

Eine einkristalline NiFe-Schicht oder eine amorphe CoZrNb Schicht können für die weichmagne tische Schicht verwendet werden. Es ist günstig, das Dickenverhältnis d=dh/(dh+ds) der Dicke dh der hartmagnetischen Schicht und der Dicke ds der weichmagnetischen Schicht innerhalb des Bereichs von 0,5 d < 1,0 anzusiedeln. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, erhält man eine Koerzitivkraft Hc von 1,25/π kA/cm (500 Oe) oder mehr und ein Rechteckverhältnis S* von 0,82 oder mehr, selbst auf einem Glasträger. Wenn das genannte Dickenverhältnis d im Bereich von 0,7 d 0,9 liegt steigt die Koerzitivkraft Hc auf 2,5/π kA/cm (1000 Oe) oder mehr und das Rechteckverhältnis S* auf 0,85 oder mehr.

Da es erforderlich ist, den Zweischichtverbund ohne Unterbrechung der Austauschbindungen zwischen der hartmagnetischen Schicht und der weichmagnetischen Schicht auszubilden, wird die Bildung der hartmagnetischen Schicht innerhalb von 15 Sekunden nach Abschluß der Aus bildung der Unterschicht aus unmagnetischem Metall begonnen, und die weichmagnetische Schicht wird anschließend an die Vollendung der hartmagnetischen Schicht ausgebildet, ohne die Sputterkammer zur Luft zu öffnen. Durch kontinuierliches Ausbilden der hart- und weich magnetischen Schichten, ohne diese der Luft auszusetzen, werden keine Oxidfilme gebildet. Das Vorherrschen der Austauschwechselwirkung wird ermöglicht, während die statische magneti sche Wechselwirkung nicht verstärkt wird, und das Rechteckverhältnis S* verbessert wird.

Da die Koerzitivkraft Hc mit zunehmender relativer Dicke der weichmagnetischen Schicht auf einer hartmagnetischen Einzelschicht abnimmt, ist es schwierig, eine stabile und hohe Koerzitiv kraft im Bereich großer relativer Dicke der weichmagnetischen Schicht zu erzielen. Zur Vermei dung dieser Schwierigkeit verwendet eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung einen Mehr schichtaufbau (Zweischichtaufbau) für die hartmagnetische Schicht innerhalb des Zwei schichtaufbaus aus weichmagnetischer Schicht und hartmagnetischer Schicht. Zusätzlich zur erhöhten Austauschwechselwirkung über die gesamte magnetische Schicht und das erhöhte Rechteckverhältnis S* aufgrund der Laminierung der weichmagnetischen Schicht, ermöglicht die aus zwei hartmagnetischen Teilschichten bestehende hartmagnetische Schicht die Realisierung einer höheren Koerzitivkraft im Vergleich zu einer hartmagnetischen Einzelschicht unter Beibe haltung des hohen Rechteckverhältnisses.

Wenn die hartmagnetischen Teilschichten ferromagnetische Schichten der Co-Familie umfassen und ihre Koerzitivkraft Hc1 bzw. Hc2 die Bedingung Hc1 < Hc2 erfüllen und ferner ihre Dicken d1 bzw. d2 die Bedingung erfüllen 0,7 d2/(d1+d2) < 1,0, dann erhält man ein Medium mit einer noch höheren Koerzitivkraft.

Bei der Herstellung des Magnetaufzeichnungsmediums mit der magnetischen Schicht mit einem solchen Dreischichtaufbau beginnt die Ausbildung der ersten hartmagnetischen Teilschicht innerhalb 15 Sekunden nach Abschluß der Ausbildung der Unterschicht aus unmagnetischem Metall. Die Ausbildung der zweiten hartmagnetischen Teilschicht beginnt innerhalb von 10 Sekunden nach Abschluß der ersten hartmagnetischen Teilschicht. Die weichmagnetische Schicht wird anschließend an die Vollendung der Ausbildung der zweiten hartmagnetischen Teilschicht hergestellt, ohne die Sputterkammer zur Luft zu öffnen. Durch kontinuierliches Aus bilden der hartmagnetischen Teilschichten und der weich magnetischen Schicht, ohne diese der Luft auszusetzen, wird die Bildung von Oxidfilmen verhindert, welche die Austauschbindungen zwischen den hartmagnetischen Schichten und der weichmagnetischen Schicht unterbrechen könnten. Dadurch wird ein Magnetaufzeichnungsmedium mit einem hohen Rechteckverhältnis S* erhalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des Magnetaufzeich nungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2(a) eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Koerzitivkraft Hc und dem Dickenverhältnis zwischen der hartmagnetischen und der weichmagnetischen Schicht für den Fall eines Al-Trägers,

Fig. 2(b) eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Rechteckverhältnis S* und dem Dickenverhältnis zwischen der hartmagnetischen und der weichmagneti schen Schicht für den Fall das Al-Trägers,

Fig. 3(a) eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Koerzitivkraft Hc und dem Dickenverhältnis zwischen der hartmagnetischen und der weichmagnetischen Schicht für den Fall eines Glasträgers,

Fig. 3(b) eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Rechteckverhältnis S* und dem Dickenverhältnis zwischen der hartmagnetischen und der weichmagneti schen Schicht für den Fall des Glasträgers,

Fig. 4 eine grafische Darstellung des Ergebnisses einer δM-Analyse in bezug auf das Ver hältnis der Koerzitivkraft Hc und des externen Magnetfeldes Hex für das auf dem Al- Träger ausgebildete Magnetaufzeichnungsmedium,

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Magnetauf zeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6(a) eine grafische Darstellung entsprechend derjenigen von Fig. 2(a), jedoch für die zweite Ausführungsform,

Fig. 6(b) eine grafische Darstellung entsprechend derjenigen von Fig. 2(b), jedoch für die zweite Ausführungsform,

Fig. 7(a) eine grafische Darstellung entsprechend derjenigen von Fig. 3(a), jedoch für die zweite Ausführungsform,

Fig. 7(b) eine grafische Darstellung entsprechend derjenigen von Fig. 3(b), jedoch für die zweite Ausführungsform,

Fig. 8 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform des Magnetaufzeich nungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform des Magnetaufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 10 eine Schnittansicht einer fünften Ausführungsform des Magnetaufzeichnungsmedi ums gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 11(a) eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Koerzitivkraft Hc und dem Dickenverhältnis zwischen der Gesamtdicke der hartmagnetischen Teilschichten 8a, 8b und der Gesamtdicke der magnetischen Schicht 8 für den Fall eines Al-Trä gers,

Fig. 11(b) eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Rechteckverhältnis S* und demselben Dickenverhältnis wie in Fig. 11(a), ebenfalls für den Fall des Al-Trä gers,

Fig. 12(a) eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Koerzitivkraft Hc und dem Dickenverhältnis der hartmagnetischen Teilschichten d2/(d1+d2),

Fig. 12(b) eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Rechteckverhältnis S* und demselben Dickenverhältnis wie in Fig. 12(a),

Fig. 13 eine grafische Darstellung des Einflusses des Zeitintervalls zwischen den Sputter schritten bei dem Filmherstellungsprozeß auf die Eigenschaft der magnetischen Schicht der fünften Ausführungsform, und

Fig. 14 eine schematische Schnittansicht einer herkömmlichen Dünnfilmmagnetspeicherplatte (Aufzeichnungsmedium).

Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht des Magnetaufzeichnungsmediums gemäß der vor liegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist das Magnetaufzeichnungsmedium ein Laminatverbund aus einer unmagnetischen Grundplatte 11, einer auf die Grundplatte 11 lami nierten unmagnetischen Cr-Unterschicht 3, einer auf die Unterschicht 3 laminierten hartmagne tischen Schicht 4a aus CoCrPtTa, einer auf die hartmagnetische Schicht 4a laminierten weich magnetischen Schicht 4b auf CoZrNb, einer auf die weichmagnetische Schicht 4b laminierten Kohlenstoffschutzschicht 6 und einer auf die Schutzschicht 6 aufgebrachten Gleitschicht 7 aus einem flüssigen Gleitmittel. Die Grundplatte 11 umfaßt einen unmagnetischen Träger 1 aus einer Al-Legierung, auf dem eine unmagnetische Ni-P-Plattierungsschicht 2 ausgebildet und texturiert ist.

Die hartmagnetische Schicht 4a und die weichmagnetische Schicht 4b bilden zusammen eine magnetische Schicht 4 und zwar eine ferromagnetische Legierungsdünnschicht in Form eines Doppelschichtlaminatverbunds.

Bei dieser Ausführungsform wird die unmagnetische Metallschicht 2 aus Ni-P durch stromloses Plattieren auf einer den Träger 1 darstellenden Al-Legierungsplatte ausgebildet, deren Oberflä chen, einschließlich ihrer Innen- und Außenflächen maschinell bearbeitet sind. Die Hauptfläche der unmagnetischen Metallschicht 2 wird dann ultrafein poliert, um einen, ein Maß für die Ober flächenrauheit darstellenden arithmetischen Mittenrauhwert Ra von etwa 6 nm (60 Å) zu erzielen. Die polierte Oberfläche der unmagnetischen Metallschicht 2 wird texturiert und sorgfältig gesäubert, um die Grundplatte 11 mit einem vorbestimmten Oberflächenprofil fertigzustellen. Die Grundplatte 11 wird auf einen Halter gesetzt und in einen Lagerraum einer Magnetron-Sput tervorrichtung des Inlinetyps gebracht. Der Lagerraum wird auf 6,65×10^-4 Pa (5×10^-6 Torr) evakuiert und die Grundplatte 11 auf 300°C erhitzt. Dann wird die Grundplatte 11 in einen mit Ar-Gas unter einem Druck von 0,7 Pa gefüllten Sputterraum gebracht. Dann wird die unmagne tische Unterschicht 3 auf der Grundplatte 11 dadurch ausgebildet, daß Cr zu einer Dicke von 100 nm aufgesputtert wird, während die Grundplatte 11 in dem Sputterraum auf -350 V Gleichspannung vorgespannt wird. Anschließend daran werden im selben Sputterraum die hartmagnetische Schicht 4a durch Sputtern der Legierung Co₇₈Cr₁₄Pt₆Ta₂ zu einer Dicke dh, die weichmagnetische Schicht 4b durch Sputtern der Legierung Co₉₀Zr_3,5Nb_6,5 zu einer Dicke ds und die Kohlenstoffschutzschicht 6 durch Sputtern zu einer Dicke von 15 nm ausgebildet. Das Sputtern der hartmagnetischen Schicht 4a beginnt innerhalb von 15 Sekunden nach Abschluß der Ausbildung der unmagnetischen Unterschicht 3. Das Sputtern der weichmagneti schen Schicht 4b erfolgt anschließend an das Sputtern der hartmagnetischen Schicht 4a ohne zwischendrin den Sputterraum zur Atmosphäre (Luft) zu öffnen, damit die Austauschbindungen zwischen der hart- und der weichmagnetischen Schicht nicht zerstört werden. Als Folge dieser kontinuierlichen Ausbildung der hart- und der weichmagnetischen Schicht werden keine Oxid filme gebildet, wird die Austauschwechselwirkung verstärkt, ohne ein Überwiegen der statischen magnetischen Wechselwirkung hervorzurufen, und wird das Rechteckverhältnis S* verbessert, wie später beschrieben. Wenn eine getemperte Glasplatte als Träger 1 verwendet wird, wird eine Cr-Schicht mit einer Dicke von 50 nm als unmagnetische Metallschicht 2 zur Herstellung der Grundplatte 11 ausgebildet. Die anschließenden Schritte der Filmbildung werden in gleicher Weise wie für den Al-Träger ausgeführt. Nachdem alle Schritte der Filmbildung vollendet wurden, wird der Halter in einen Entnahmeraum gebracht, wo die Grundplatte mit den darauf ausgebildeten Schichten unter atmosphärischem Druck von dem Halter abgenommen wird. Das Magnetaufzeichnungsmedium erhält man dann durch Ausbilden der Gleitschicht 7 auf der Kohlenstoffschutzschicht 6 durch Beschichten mit einem flüssigen Fluorkohlenstoffgleitmittel mit einer Dicke von 2 nm (20 Å).

Fig. 2(a) ist eine Grafik, die für den Al-Träger den Zusammenhang zwischen der Koerzitivkraft Hc und dem Verhältnis der Dicke dh der hartmagnetischen Schicht zur Dicke ds der weich magnetischen Schicht zeigt (Schichtdickenverhältnis). Fig. 2(b) ist eine Grafik, die für den Al- Träger den Zusammenhang zwischen dem Rechteckverhältnis S* und dem Schichtdickenver hältnis zeigt. Für die Fig. 2(a) und 2(b) wurden die Koerzitivkraft Hc und das Rechteckverhältnis S* an Magnetaufzeichnungsmedien gemessen, bei denen die Dicken dh und ds variierten, wäh rend die Summe dh+ds konstant bei 50 nm lag.

Wie aus Fig. 2(a) ersichtlich, steigt die Koerzitivkraft Hc mit einer relativen Zunahme der Film dicke dh der hartmagnetischen Schicht 4a. Im Gegensatz dazu steigt gemäß Fig. 2(b) das Rechteckverhältnis S* mit einer relativen Zunahme der Filmdicke ds der weichmagnetischen Schicht 4b, liegt über 0,96 und weist ein Maximum von 0,99, also nahezu 1, auf. Dies kann auf die durch das Laminieren der weichmagnetischen Schicht 4b verstärkte Gesamtaustauschbin dungskraft zurückzuführen sein.

Fig. 3(a) ist eine Grafik, die den Zusammenhang zwischen der Koerzitivkraft Hc und dem Schichtdickenverhältnis für einen Glasträger zeigt. Fig. 3(b) ist eine Grafik, die den Zusammen hang zwischen dem Rechteckverhältnis S* und dem Schichtdickenverhältnis für den Glasträger zeigt. Die Meßpunkte für die Fig. 3(a) und 3(b) wurden ebenfalls dadurch erhalten, daß die Dicken dh und ds geändert wurden, die Summe dh+ds aber konstant bei 50 nm lag. Die Koerzi tivkraft Hc für den Glasträger nimmt mit zunehmender Filmdicke dh der hartmagnetischen Schicht 4a zu, während das Rechteckverhältnis S* mit zunehmender Filmdicke ds der weich magnetischen Schicht 4b zunimmt. Obwohl angenommen wurde, daß ein hohes Rechteckver hältnis mit dem Glasträger kaum zu erzielen sei, beträgt das maximale Rechteckverhältnis S* des vorliegenden Magnetaufzeichnungsmediums 0,92 und ist damit sehr viel höher als dasjenige herkömmlicher Magnetaufzeichnungsmedien mit einem Glasträger. Es wird davon ausgegangen, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß die Gesamtaustauschbindungskraft durch das Laminie ren der weichmagnetischen Schicht 4b verstärkt wird.

Da die Abhängigkeiten der Koerzitivkraft Hc und des Rechteckverhältnisses S* von dem Schichtdickenverhältnis gegenläufig sind, muß ein geeignetes Schichtdickenverhältnis existie renden, bei dem sowohl eine hohe Koerzitivkraft Hc als auch ein hohes Rechteckverhältnis S* erzielt werden. Im Fall des Al-Trägers der Fig. 2(a) und 2(b) beträgt wenn das Schichtdicken verhältnis (dh : ds) im Bereich von 5 : 5 bis 10 : 0 (0,5 dh/(dh+ds) < 1,0) liegt, die Koerzitiv kraft Hc 2/π kA/cm (800 Oe) oder mehr, und das Rechteckverhältnis S* beträgt 0,96 oder mehr. Wenn das Schichtdickenverhältnis im Bereich 7 : 3 bis 9 : 1 (0,7 dh/(dh+ds) < 0.9) liegt, beträgt die Koerzitivkraft Hc 3,5/π kA/cm (1400 Oe) oder mehr und das Rechteckverhält nis S* 0,98 oder mehr.

Im Fall des Glasträgers der Fig. 3(a) und 3(b) beträgt, wenn das Schichtdickenverhältnis im Bereich 5 : 5 bis 10 : 0 (0,5 dh/(dh+ds) < 1,0) liegt die Koerzitivkraft Hc 1,25/π kA/cm (500 Oe) oder mehr und das Rechteckverhältnis S* 0,82 oder mehr. Wenn das Schichtdickenverhält nis im Bereich von 7 : 3 bis 9 : 1 (0,7 dh/(dh+ds) < 0,9) liegt beträgt die Koerzitivkraft Hc 2,5/π kA/cm (1000 Oe) oder mehr und das Rechteckverhältnis S* 0,85 oder mehr.

Fig. 4 ist eine Grafik, die das Ergebnis einer δM-Analyse in bezug auf das Verhältnis der Koerzi tivkraft Hc und des externen Magnetfeldes Hex für auf dem Al-Träger ausgebildete Magnetauf zeichnungsmedien zeigt. In der Figur bezeichnet t das Verhältnis dh/(dh+ds), also Filmdicke der hartmagnetischen Schicht zu Summe aus den Filmdicken der hartmagnetischen Schicht und der weichmagnetischen Schicht. Für eine magnetische Schicht, die nur aus einer hartmagnetischen Schicht aus CoCrPtTa besteht, gilt t=0. Die δM-Analyse erfolgt zu dem Zweck herauszufinden, ob die Austauschwechselwirkung oder die statische magnetische Wechselwirkung größer ist als die magnetische Wechselwirkung zwischen den Partikeln auf einem Magnetfilm. Ein positiver Wert von δM zeigt ein Überwiegen der Austauschwechselwirkung an, während ein negativer Wert von δM ein Überwiegen der statischen magnetischen Wechselwirkung angibt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, steigt der Wert von δM zur positiven Seite mit zunehmender relativer Dicke ds der weichmagnetischen Schicht (mit abnehmendem Filmdickenverhältnis t). Dies weist auf das Überwiegen der Austauschwechselwirkung über die magentostatische Wechselwirkung hin. Die vorliegende Ausführungsform, bei der die magnetische Schicht 4 einen Doppelschichtaufbau aus der hart- und der weichmagnetischen Schicht aufweist, ermöglicht damit ein Überwiegen der Austauschwechselwirkung, und das Rechteckverhältnis wird durch das Vorsehen der weichmagnetischen Schicht 4b verbessert.

In Tabelle 1 sind die Bewertungsergebnisse der Lese- und Schreibeigenschaften (R/W) der ersten Ausführungsform aufgeführt. Darin repräsentiert TAA-ISO(mVs-s) die Ausgangsintensität (mV) der isolierten Welle. Wenn der Abstand zwischen benachbarten Magnetisierungen eine gewisse Länge übersteigt schreitet die einzelne Magnetisierungsumkehrung fort, wie wenn sie isoliert wäre. Die mit dieser isolierten Magnetisierungsumkehrung in bezug auf die Zeit verbun dene Ausgangswelle wird als eine isolierte Welle bezeichnet. Die Ausgangsintensität TAA der isolierten Welle wird in der Spannungseinheit mV ausgedrückt und TAA bedeutet, die mittlere Intensität für eine Modulationsperiode, wenn die Wellenform moduliert wird. Res repräsentiert die Auflösung (TAA-HF (Hochfrequenz)/TAA-LF(Niederfrequenz)), ausgedrückt in Prozent. O/W bezeichnet die durch (If-If′) in der Einheit dB ausgedrückte Überschreibcharakteristik mit der Ausgangsleistung If bei einer bestimmten Frequenz bereits eingeschriebener Daten und der Ausgangsleistung If′ der durch das Überschreiben nicht gelöschten zurückgebliebenen Daten. Pw50 repräsentiert die Halbwertsbreite der isolierten Welle und ist in der Einheit nsec ausge drückt. D50 repräsentiert die Halbamplituden-Dichte und ist in der Einheit FCI (Flußänderungen pro Zoll) ausgedrückt ist. Der Rauschwert repräsentiert ein Hintergrundrauschen und wird dadurch erhalten, daß die Signalspitze vom Ausgangssignal bei einer bestimmten Frequenz und äquivalent der Fläche subtrahiert wird, wovon das Schaltungsrauschen Nc subtrahiert wird. Das Signal/Rauschverhältnis SNR ist ausgedrückt durch 20log₁₀ [(TAA/2)/Rauschwert] in der Einheit dB.

Die für das Magnetaufzeichnungsmedium von Tabelle 1 eingestellten magnetischen Eigenschaf ten umfassen Hc = 6/π kA/cm (2400 Oe) und das Produkt aus Remanenzinduktion und Film dicke Br·δ = 10^-2 Tµm (100 Gµm) (R/W 2400/100). Die Eigenschaften eines Mediums mit einer Einzelschicht aus einer CoCrPt hartmagnetischen Schicht sind in Tabelle zur Vergleichszwecken aufgeführt. Die Auflösung Res, die Überschreibcharakteristik O/W, die Halbwertsbreite Pw50, die Halbamplituden-Dichte D50, der Rauschwert und das Signal/Rauschverhältnis SNR des Magnetaufzeichnungsmediums mit der magnetischen Doppelschicht der vorliegenden Erfindung sind besser als jene des Magnetaufzeichnungsmediums mit der Einzelschicht aus einer hart magnetischen CoCrPt-Schicht. Die Verbesserungen bei Res, O/W, Pw50 und D50 sind aufgrund der Verbesserung des Rechteckverhältnisses S* erwartet worden.

Tabelle 1

R/W (2400/100)

Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Magnetauf zeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dieser zweiten Ausführungsform wird anstelle der weichmagnetischen Schicht aus CoZrNb von Fig. 1 eine weichmagnetische Schicht 4b aus NiFe ausgebildet.

Die den Grafiken von Fig. 2(a) und 2(b) entsprechenden Grafiken für die zweiten Ausführungs form sind in den Fig. 6(a) bzw. 6(b) gezeigt. Auch in den Fällen der Fig. 6(a) und 6(b) betrug die Gesamtdicke dh+ds = 50 nm.

Fig. 6(a) zeigt eine der Fig. 2(a) ähnliche Abhängigkeit der Koerzitivkraft Hc von dem Schicht dickenverhältnis. Da die hartmagnetische Schicht 4a aus CoCrPtTa der zweiten Ausführungs form dieselbe ist wie die hartmagnetische Schicht 4a der ersten Ausführungsform, steigt die Koerzitivkraft Hc der zweiten Ausführungsform mit relativ zunehmender Dicke dh der hart magnetischen Schicht 4a an. Durch das Vorsehen der weichmagnetischen Schicht 4b aus NiFe steigt das Rechteckverhältnis S* mit relativ zunehmender Dicke ds der weichmagnetischen Schicht 4b bis zu 0,98, also sehr nahe an 1, für den Fall eines Al-Trägers. Auch bei der zweiten Ausführungsform ist davon auszugehen, daß das Auflaminieren der weichmagnetischen Schicht 4b die Gesamtaustauschbindungskraft der magnetischen Schicht 4 vergrößert.

Die den Grafiken der Fig. 3(a) und 3(b) entsprechenden Grafiken für die zweite Ausführungs form, also für den Fall der Verwendung eines Glasträgers, sind in den Fig. 7(a) bzw. 7(b) gezeigt. Auch den Grafiken in den Fig. 7(a) und 7(b) liegt eine konstante Gesamtdicke dh+ds von 50 nm zugrunde.

Die Koerzitivkraft Hc für den Fall des Glasträgers nimmt mit relativ zunehmender Filmdicke dh der hartmagnetischen Schicht 4a zu, während das Rechteckverhältnis S* mit relativ zunehmen der Filmdicke ds der weich magnetischen Schicht 4b ansteigt. Obwohl angenommen wurde, daß ein hohes Rechteckverhältnis mit dem Glasträger schwerlich erzielbar sei, beträgt das gemes sene maximale Rechteckverhältnis S* des Magnetaufzeichnungsmediums der vorliegenden Aus führungsform 0,92 und ist damit sehr viel höher als dasjenige herkömmlicher Magnetaufzeich nungsmedien mit einem Glasträger.

Auch bei der zweiten Ausführungsform kann dies darauf zurückgeführt werden, daß die Gesamtaustauschbindungskraft durch das Auflaminieren der weichmagnetischen Schicht 4b verstärkt wird.

Da die Abhängigkeiten der Koerzitivkraft Hc und des Rechteckverhältnisses S* von dem Schichtdickenverhältnis gegenläufig sind, muß ein geeignetes Schichtdickenverhältnis existie renden, bei dem sowohl eine hohe Koerzitivkraft Hc als auch ein hohes Rechteckverhältnis S* erzielt werden. Im Fall des Al-Trägers der Fig. 6(a) und 6(b) beträgt wenn das Schichtdicken verhältnis (dh : ds) im Bereich von 5 : 5 bis 10 : 0 (015 dh/(dh+ds) < 1,0) liegt, die Koerzitiv kraft Hc 2/π kA/cm (800 Oe) oder mehr, und das Rechteckverhältnis S* beträgt 0,96 oder mehr. Wenn das Schichtdickenverhältnis im Bereich 7 : 3 bis 9 : 1 (0,7 dh/(dh+ds) < 0.9) liegt beträgt die Koerzitivkraft Hc 3,5/π kA/cm (1400 Oe) oder mehr und das Rechteckverhältnis S* 0,97 oder mehr. Im Fall des Glasträgers der Fig. 7(a) und 7(b) beträgt wenn das Schichtdickenverhältnis im Bereich 5 : 5 bis 10 : 0 (0,5 dh/(dh+ds) < 1,0) liegt die Koerzitivkraft Hc 1,5/π kA/cm (600 Oe) oder mehr und das Rechteckverhältnis S* 0,82 oder mehr. Wenn das Schichtdickenverhältnis im Bereich von 7 : 3 bis 9 : 1 (0,7 dh/(dh+ds) < 0,9) liegt beträgt die Koerzitivkraft Hc 2,5/π kA/cm (1000 Oe) oder mehr und das Rechteckverhältnis S* 0,85 oder mehr. Daher kann die magnetische Schicht 4 mit einem ähnlichen Dickenverhältnis versehen werden, unabhängig davon, ob für die weichmagnetische Schicht 4b CoZrNb oder NiFe verwendet wird.

Die Lese/Schreibeigenschaften (R/W) der zweiten Ausführungsform sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

R/W (2400/100)

Die Auflösung Res, die Überschreibcharakteristik O/W, die Halbwertsbreite Pw50, die Halbamplituden-invertierte Dichte D50, der Rauschwert und das Signal/Rauschverhältnis der zweiten Ausführungsform des Magnetaufzeichnungsmediums sind besser als die des Magnetaufzeichnungsmediums mit der magnetischen Einzelschicht aus einer hartmagnetischen CoCrPt-Schicht. Die Austauschwechselwirkung herrscht auch in der magnetischen Schicht mit der weich magnetischen NiFe-Schicht vor, und die Lese/Schreibeigenschaften sind verbessert.

Dritte Ausführungsform

Fig. 8 ist eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform des Magnetaufzeich nungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der dritten Ausführungsform ist die Rei henfolge der hart- und weichmagnetischen Schicht von Fig. 1 umgekehrt, d. h. die hartmagneti sche Schicht 4a aus CoCrPtTa ist auf die weichmagnetische Schicht 4b aus CoZrNb laminiert. Die Lese/Schreibeigenschaften der dritten Ausführungsform sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Tabelle 3

R/W (2400/100)

Die Auflösung Res, die Überschreibcharakteristik O/W, die Halbwertsbreite Pw50, die Halbamplituden-Dichte D50, der Rauschwert und das Signal/Rauschverhältnis der dritten Ausführungsform des Magnetaufzeichnungsmediums sind besser als jene des Magnetaufzeichnungsmediums mit einer magnetischen Einzelschicht aus einer hartmagnetischen CoCrPt-Schicht. Die Austauschwechselwirkung herrscht auch in der magnetischen Schicht vor, bei der die hartmagnetische Schicht 4a auf die weichmagnetische Schicht 4b auflaminiert ist, die hohe Koerzitivkraft und das hohe Rechteckverhältnis werden ebenso realisiert und die Lese/Schreibeigenschaften sind verbessert.

Vierte Ausführungsform

Fig. 9 ist eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform des Magnetaufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der vierten Ausführungsform ist eine weichmagnetische Schicht 4b aus NiFe anstelle der weichmagnetischen Schicht aus CoZrNb von Fig. 8 ausgebil det. Die Lese/Schreibeigenschaften der vierten Ausführungsform sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tabelle 4

R/W (2400/100)

Die Auflösung Res, die Überschreibcharakteristik O/W, die Halbwertsbreite Pw50, die Halbamplituden-Dichte D50, der Rauschwert und das Signal/Rauschverhältnis der vierten Ausführungsform des Magnetaufzeichnungsmediums sind besser als jene des Magnetaufzeichnungsmediums mit der magnetischen Einzelschicht aus einer hartmagnetischen CoCrPt Schicht. Auch bei der magnetischen Schicht mit der weichmagnetischen Schicht aus NiFe herrscht die Austauschwechselwirkung vor, werden die hohe Koerzitivkraft und das hohe Rechteckverhältnis realisiert und sind die Lese- und Schreibeigenschaften verbessert.

Die CoCrPtTa-Legierung, die in den hartmagnetischen Schichten der oben beschriebenen Aus führungsformen verwendet wird, kann durch Legierungen wie CoCrPt, CoNiPtTa oder CoNiCr ersetzt werden.

Fünfte Ausführungsform

Fig. 10 ist eine schematische Schnittansicht einer fünften Ausführungsform des Magnetauf zeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist das Magnetaufzeichnungsmedium ein Laminatverbund mit einer unmagnetischen Grundplatte 11, einer auf die Grundplatte 11 laminierten unmagnetischen Cr-Unterschicht 3, einer auf die Unter schicht laminierten ersten hartmagnetischen Teilschicht 8a aus CoCrTa, einer auf die erste hartmagnetische Teilschicht 8a laminierten zweiten hartmagnetischen Teilschicht 8b aus CoCrPtTa, einer auf die zweite hartmagnetische Teilschicht 8b laminierten weichmagnetischen Schicht 8c aus CoZrNb, einer auf die weichmagnetische Schicht 8b laminierten Koh lenstoffschutzschicht 6 und einer auf die Schutzschicht 6 aufgebrachten Gleitschicht 7 aus einem flüssigen Gleitmittel. Die Grundplatte 11 enthält einen unmagnetischen Al-Legierungsträ ger 1, auf dem eine unmagnetische Plattierungsschicht 2 aus Ni-P ausgebildet und texturiert ist, oder ein Glassubstrat 1.

Die magnetische Schicht 8 umfaßt eine erste, eine zweite und eine dritte Schicht, von der die erste Schicht 8a, die erste hartmagnetische Teilschicht aus CoCrTa ist, die zweite Schicht die zweite hartmagnetische Teilschicht 8b aus CoCrPtTa ist und die dritte Schicht die weichmagne tische Schicht 8c aus CoZrNb ist.

Bei der Herstellung der fünften Ausführungsform des Magnetaufzeichnungsmediums wird die unmagnetische Metallschicht 2 aus Ni-P durch stromloses Plattieren auf einer den Träger 1 dar stellenden Al-Legierungsplatte ausgebildet, deren Oberflächen, einschließlich ihrer Innen- und Außenflächen maschinell bearbeitet sind. Die Hauptfläche der unmagnetischen Metallschicht 2 wird dann ultrafein poliert, um einen arithmetischen Mittenrauhwert Ra von etwa 6 nm (60 Å) zu erzielen. Die polierte Oberfläche der unmagnetischen Metallschicht 2 wird texturiert und sorgfäl tig gesäubert, um die Grundplatte 11 mit einem vorbestimmten Oberflächenprofil fertigzustellen. Die Grundplatte 11 wird auf einen Halter gesetzt und in einen Lagerraum einer Magnetron-Sput tervorrichtung des Inlinetyps gebracht. Der Lagerraum wird auf 6,65×10^-4 Pa (5×10^-6 Torr) evakuiert und die Grundplatte 11 auf 300°C erhitzt. Dann wird die Grundplatte 11 in einen mit Ar-Gas unter einem Druck von 0,7 Pa gefüllten Sputterraum gebracht. Dann wird die unmagne tische Unterschicht 3 auf der Grundplatte 11 dadurch ausgebildet, daß Cr zu einer Dicke von 100 nm aufgesputtert wird, während die Grundplatte 11 in dem Sputterraum auf -350 V Gleichspannung vorgespannt wird. Daran anschließend werden die erste hartmagnetische Teil schicht 8a aus der Legierung Co₈₆Cr₁₂Ta₂ und die zweite hartmagnetische Teilschicht 8b aus der Legierung Co₇₈Cr₁₄Pt₆Ta₂ mit den Dicken d1 bzw. d2, die weichmagnetische Schicht 8c aus der Legierung Co₉₀Zr_3,5Nb_6,5 mit der Dicke d3 und die Kohlenstoffschutzschicht 6 mit einer Dicke von 10 nm mittels des Gleichstrom-Magnetronsputterverfahrens ausgebildet. Das Sput tern der hartmagnetischen Teilschicht 8a beginnt innerhalb von 15 sec. nach Abschluß der Aus bildung der unmagnetischen Unterschicht 3, und das Sputtern der zweiten hartmagnetischen Teilschicht 8b innerhalb 10 sec. nach Abschluß der Ausbildung der ersten hartmagnetischen Teilschicht 8a. Das Sputtern der weichmagnetischen Schicht 8c erfolgt anschließend an das Sputtern der hartmagnetischen Teilschicht 8b, ohne daß der Sputterraum zwischendrin zur Luft geöffnet wird, um die Austauschbindungen der ersten und der zweiten hartmagnetischen Teil schicht 8a, 8b und der weichmagnetischen Schicht nicht zu zerstören. Als Folge dieser konti nuierlichen Ausbildung der hart- und der weichmagnetischen Schichten werden keine Oxidfilme gebildet, wird die Austauschwechselwirkung verstärkt ohne ein Überwiegen der statischen magnetischen Wechselwirkung hervorzurufen, und wird das Rechteckverhältnis S* verbessert, wie später beschrieben. Wenn eine getemperte Glasplatte als Träger 1 verwendet wird, wird eine Cr-Schicht mit einer Dicke von 50 nm als unmagnetische Metallschicht 2 zur Herstellung der Grundplatte 11 ausgebildet. Die anschließenden Schritte der Filmbildung werden in gleicher Weise wie für den Al-Träger ausgeführt. Nachdem alle Schritte der Filmbildung vollendet wur den, wird der Halter in einen Entnahmeraum gebracht, wo die Grundplatte mit den darauf aus gebildeten Schichten unter atmosphärischem Druck von dem Halter abgenommen wird. Das Magnetaufzeichnungsmedium erhält man dann durch Ausbilden der Gleitschicht 7 auf der Koh lenstoffschutzschicht 6 durch Beschichten mit einem flüssigen Fluorkohlenstoffgleitmittel mit einer Dicke von 2 nm (20 Å).

Die magnetischen Eigenschaften des Magnetaufzeichnungsmediums mit der ersten und der zweiten hartmagnetischen Teilschicht 8a und 8b mit einer Gesamtdicke von d1+d2 = d12 sowie der weichmagnetischen Schicht 8c mit der Dicke d3 wurden gemessen. Fig. 11(a) ist einer Gra fik, die für den Fall des Al-Trägers den Zusammenhang zwischen der Koerzitivkraft Hc und dem Schichtdickenverhältnis zeigt, welches hier als das Verhältnis der Gesamtdicke d12 der hart magnetischen Teilschichten 8a und 8b zur Gesamtdicke d12+d3 der magnetischen Schicht 8, also D=d12/(d12+d13) definiert ist. Fig. 11(b) ist eine Grafik, die für den Fall des Al-Trägers den Zusammenhang zwischen dem Rechteckverhältnis S* und dem Dickenverhältnis D zeigt. In den Fig. 11(a) und 11(b) wurden die Koerzitivkraft Hc bzw. das Rechteckverhältnis S* an Magnetaufzeichnungsmedien gemessen, bei denen die Dicken d12 und d3 variiert wurden, wäh rend die Gesamtdicke d12+d3 konstant 50 nm betrug.

Wie aus Fig. 11(a) ersichtlich, fällt die Koerzitivkraft Hc mit einer relativen Zunahme der Film dicke d3 der weichmagnetischen Schicht 8c (d. h. mit relativ abnehmender Gesamtdicke d12 der hartmagnetischen Teilschichten 8a, 8b). Das Rechteckverhältnis S* steigt mit einer relativen Zunahme der Filmdicke d3 der weichmagnetischen Schicht 8c auf ein Maximum von 0,99 was sehr viel größer als das herkömmlicher Magnetaufzeichnungsmedien ist. Dies kann auf die durch das Laminieren der weichmagnetischen Schicht 8c erhöhte Gesamtaustauschbindungskraft in der magnetischen Schicht 8 zurückzuführen sein.

Das Dickenverhältnis D=d12/(d12+d3), bei dem ein hohes Rechteckverhältnis von 0,99 oder mehr und eine hohe Koerzitivkraft Hc von 3,5/π kA/cm (1400 Oe) oder mehr erreicht werden, liegt bei etwa 0,7. Bei diesem optimalen Dickenverhältnis beträgt die Dicke d3 der weichmagne tischen CoZrNb-Schicht 15 nm und die Gesamtdicke d12 der hartmagnetischen Teilschichten beträgt 35 nm.

Die magnetischen Eigenschaften von Magnetaufzeichnungsmedien, bei denen die Dicken d1 und d2 der ersten hartmagnetischen Teilschicht aus CoCrTa und der zweiten hartmagnetischen Teilschicht CoCrPtTa variiert wurden, während ihre Gesamtdicke d1+d2 auf 35 nm konstant gehalten wurde, wurden gemessen. Fig. 12(a) ist eine Grafik, die den Zusammenhang zwischen der Koerzitivkraft Hc und dem Dickenverhältnis D′=d2/(d1+d2) zeigt. Fig. 12(b) ist eine Grafik, die den Zusammenhang zwischen dem Rechteckverhältnis S* und dem Dickenverhältnis D′ zeigt.

Wie aus Fig. 12(a) ersichtlich, beträgt die Koerzitivkraft Hc 3,5/π kA/cm (1400 Oe) oder mehr bei einem Dickenverhältnis D′ im Bereich von 0,7 D′ < 1,0. Wenn das Magnetaufzeich nungsmedium eine einzelne hartmagnetische Schicht aus CoCrTa aufweist, d. h. d2=0 und D′ = 0, dann liegt seine Koerzitivkraft Hc bei etwa 2,5/π kA/cm (1000 Oe). Wenn das Magnet aufzeichnungsmedium eine einzelne hartmagnetische Schicht auf CoCrPtTa aufweist, d. h. d1 = 0 und D′ = 1, dann liegt Hc bei 3,5/π kA/cm (1400 Oe). D.h., es gilt die Beziehung Hc1 < Hc2 für die Koerzitivkraft Hc1 der ersten hartmagnetischen Teilschicht 8a und die Koerzitivkraft Hc2 der zweiten hartmagnetischen Teilschicht 8b. Insbesondere bei D′ ∼ 0,9 erhält man eine Koer zitivkraft von 4,5/π kA/cm (1800 Oe) oder mehr. Wie aus Fig. 12(b) ersichtlich, erhält man ein Rechteckverhältnis S* von 0,96 oder mehr unabhängig von dem Wert des Dickenverhältnisses D′. Dies kann auf das Vorhandensein der weich magnetischen Schicht 8c zurückzuführen sein, die die Gesamtaustauschbindungskraft innerhalb der magnetischen Schicht 8 erhöht.

Da die Koerzitivkraft Hc mit zunehmender relativer Dicke der weichmagnetischen Schicht in den Magnetaufzeichnungsmedium mit einer hartmagnetischen Einzelschicht abnimmt, ist es schwie rig, in dem Bereich hoher relativer Dicke der weichmagnetischen Schicht eine stabile und hohe Koerzitivkraft zu erzielen. Dadurch jedoch, daß die hartmagnetische Schicht einen Doppel schichtaufbau erhält, erreicht man im Bereich von 0,7 D′ < 1,0 eine Koerzitivkraft, die höher ist als diejenige der hartmagnetischen Einzelschicht.

Fig. 13 ist eine Grafik, die die Einflüsse des zeitlichen Abstands (Sputterabstand) zwischen den Sputterschritten des Filmbildungsprozesses auf die Eigenschaften der magnetischen Schicht zeigt. Fig. 13 zeigt den Einfluß des Sputterabstands t1 zwischen dem Schritt des Sputtern der unmagnetischen Cr-Unterschicht 3 und dem Schritt des Sputtern der ersten magnetischen Teil schicht 8a aus CoCrTa auf die Koerzitivkraft Hc sowie den Einfluß des Sputterabstands t2 zwi schen dem Schritt des Sputterns der ersten magnetischen Teilschicht 8a und dem Schritt des Sputterns der zweiten magnetischen Teilschicht 8b aus CoCrPtTa auf die Koerzitivkraft Hc. Die Sputterabstände t1 und t2 repräsentieren die Zeit vom Ende des Sputterns der Unterschicht 3 bis zum Beginn des Sputterns der ersten magnetischen Teilschicht 8a bzw. die Zeit vom Ende des Sputterns der ersten magnetischen Teilschicht 8a bis zum Beginn des Sputterns der zweiten magnetischen Teilschicht 8b. Bei der Messung des Einflusses von t1 auf die Koerzitivkraft Hc betrug t2 2 Sekunden. Beim Messen des Einflusses von t2 auf die Koerzitivkraft Hc betrug t1 ebenfalls 2 Sekunden. Zur Verdeutlichung des Einflusses des Sputterabstands auf die Koerzitiv kraft Hc stellt die Ordinate in Fig. 13 das Koerzitivkraftverhältnis Hc(t)/Hc(2) dar, d. h. die Koer zitivkraft Hc(t) normiert auf die Koerzitivkraft Hc(2), wobei bei letzterer t1 bzw. t2 auf zwei Sekunden festgelegt ist. Fig. 13 beruht auf Proben von Magnetaufzeichnungsmedien, die in einem Schichtaufbau hergestellt wurden, der eine hohe Koerzitivkraft, ein hohes Rechteckver hältnis und einen geringen Rauschwert ermöglicht.

Wie aus Fig. 13 ersichtlich, nimmt die normierte Koerzitivkraft Hc(t)/Hc(2) mit zunehmenden Sputterabständen t1, t2 ab. Insbesondere, wenn der Sputterabstand t1 16 bis 17 Sekunden übersteigt tritt eine merkliche Verringerung der normierten Koerzitivkraft auf. Gleiches gilt, wenn der Sputterabstand t2 etwa 10 Sekunden übersteigt. Daher ist es nötig, die Sputterab stände t1 und t2 innerhalb eines bestimmten Bereichs zu verkürzen, um eine hohe Koerzitivkraft zu erhalten. Wie aus Fig. 13 entnehmbar, kann die zur Erzielung einer hohen Koerzitivkraft von 0,9 oder mehr wünschenswerte normierte Koerzitivkraft Hc(t)/Hc(2) mit einem Sputterabstand t1 von 15 Sekunden oder weniger und t2 von 10 Sekunden oder weniger erreicht werden.

Dadurch, daß das Sputtern der weichmagnetischen Schicht 8c anschließend an das Ende des Sputterns der zweiten hartmagnetischen Teilschicht 8b erfolgt ohne die Sputterkammer zur Luft zu öffnen, um nicht die Austauschbindungen zwischen den hart- und weichmagnetischen Schichten zu zerstören, werden keine Oxidfilme gebildet, wird ein Überwiegen der Austausch wechselwirkung ermöglicht, ohne ein Überwiegen der statischen magnetischen Wechselwirkung hervorzurufen, und wird das Rechteckverhältnis S* verbessert.

Obwohl die fünfte Ausführungsform im Hinblick auf CoCrTa als erste hartmagnetische Teil schicht und CoCrPtTa als zweite hartmagnetische Teilschicht beschrieben wurde, können CoCrPt, CoNiCr, CoNiCrTa etc. für die zweite hartmagnetische Teilschicht verwendet werden, solange die Beziehung Hc1 < Hc2 für die Koerzitivkraft Hc1 der ersten hartmagnetischen Teil schicht und die Koerzitivkraft Hc2 der zweiten hartmagnetischen Teilschicht erfüllt ist.

Claims

1. Magnetaufzeichnungsmedium, umfassend:
eine unmagnetische Grundplatte (11),
eine auf die Grundplatte (11) laminierte Unterschicht (3) aus einem unmagnetischen Metall,
eine auf die Unterschicht (3) laminierte magnetische Schicht (4; 8) in Form einer ferromagnetischen Dünnfilm-Legierungsschicht, und
eine auf die magnetische Schicht (4; 8) laminierte Schutzschicht (6), dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht (4; 8) eine Verbundschicht ist,
die eine hartmagnetische Schicht (4a; 8a, 8b) und eine weichmagnetische Schicht (4b; 8c) umfaßt, welche aufeinander geschichtet sind.

2. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weichmagnetische Schicht (4b; 8c) eine amorphe CoZrNb Schicht ist.

3. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weichmagnetische Schicht (4b; 8c) feine NiFe Kristalle umfaßt.

4. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dickenverhältnis d der Dicke (dh; d12) der hartmagnetischen Schicht (4a; 8a, 8b) zur Gesamtdicke (dh+ds; d12+d3) der magnetischen Schicht (4; 8) im Bereich von 0,5 d < 1,0 liegt.

5. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dickenverhältnis im Bereich von 0,7 d 0,9 liegt.

6. Magnetaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die hartmagnetische Schicht (4a; 8a, 8b) eine auf der Unterschicht (3) ausgebil dete erste Schicht ist und die weichmagnetische Schicht (4b; 8c) eine auf der hartmagnetischen Schicht ausgebildete zweite Schicht ist.

7. Magnetaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die weichmagnetische Schicht (4b) eine auf der Unterschicht (3) ausgebildete erste Schicht und die hartmagnetische Schicht (4a) eine auf der weichmagnetischen Schicht ausgebildete zweite Schicht ist.

8. Magnetaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die hartmagnetische Schicht (4a) eine Legierung umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe enthaltend CoCrPtTa, CoCrPt, CoNiCrTa und CoNiCr.

9. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hartmagnetische Schicht (8a, 8b) ihrerseits eine Verbundschicht aus einer ersten hartmagneti schen Teilschicht (8a) und einer auf dieser ausgebildeten zweiten hartmagnetischen Teilschicht (8b) ist.

10. Magnetaufzeichnungsmedium nach den Ansprüchen 5 und 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste und die zweite hartmagnetische Teilschicht (8a, 8b) ferromagnetische Schichten der Co-Familie umfassen, ihre Koerzitivkräfte Hc1 bzw. Hc2 die Bedingung Hc1 < Hc2 erfüllen und ihre Dicken d1 bzw. d2 die Bedingung 0,7 d2/(d1+d2) < 1,0 erfüllen.

11. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste hartmagnetische Teilschicht (8a) eine ferromagnetische CoCrTa-Schicht ist und die zweite hartmagnetische Teilschicht (8b) eine ferromagnetische CoCrPtTa-Schicht ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums gemäß Anspruch 6, umfassend die Schritte:

(a) Ausbilden der Unterschicht (3) aus unmagnetischem Metall durch Sputtern in einer Sputterkammer,
(b) Sputtern der hartmagnetischen Schicht (4a; 8a, 8b), wobei Schritt (b) innerhalb 15 Sekunden nach Abschluß von Schritt (a) beginnt, und
(c) Sputtern der weichmagnetischen Schicht (4b; 8c) anschließend an Schritt (b) ohne die Sputterkammer zur Luft zu öffnen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums gemäß Anspruch 9, wobei Schritt (b) umfaßt

(b1) Sputtern der ersten hartmagnetischen Teilschicht (8a), wobei Schritt (b1) inner halb 15 Sekunden nach Abschluß von Schritt (a) beginnt, und
(b2) Sputtern der zweiten hartmagnetischen Teilschicht (8b), wobei Schritt (b2) inner halb 10 Sekunden nach Abschluß von Schritt (b1) beginnt.