DE3501832A1 - MAGNETIC RECORDING MEDIUM - Google Patents

MAGNETIC RECORDING MEDIUM

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ferromagnetic
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Kenji Miyagi Yazawa
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Description

TERMEER-MuLLER-STEiNMEiSTER .". · Soiiy Corpv - 5'85Ρ"74TERMEER-MILLER-STEiNMEiSTER. ". · Soiiy Corpv - 5'85Ρ" 74

Beschreibungdescription

Gegenstand der Erfindung ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder Speichermedium des sogenannten Dünnfilm-Typs oder Dünnschicht-Typs, welches durch Abscheiden einer ferromagnetischen Schicht oder eines ferromagnetischen Films, die bzw. der im wesentlichen aus Co, Ni und Fe etc. besteht, auf einem nichtmagnetischen Substrat gebildet worden ist.The invention relates to a magnetic recording medium or storage medium of the so-called thin film type or thin film type which is obtained by depositing a ferromagnetic layer or a ferromagnetic Film consisting essentially of Co, Ni and Fe, etc. is formed on a non-magnetic substrate has been.

Herkömmliche magnetische Aufzeichnungsmedien umfassen eine Magnetschicht, die dadurch gebildet wird, daß man ein magnetisches Beschichtungsmaterial, welches im wesentlichen aus einem nadeiförmigen magnetischen Pulver und einem polymeren Bindemittel besteht, in Form einer Schicht auf einem nichtmagnetischen Substrat aufbringt. Im Gegensatz dazu benötigen die magnetischen Aufzeichnungsmedien des Dünnfilm-Typs oder Dünnschicht-Typs, die eine durch Abscheiden eines ferromagnetischen Metalls, wie Co, Fe und Ni oder einer Legierung davon durch Vakuumabscheidung oder dergleichen auf einem nichtmagnetischen Substrat aufgebrachte Magnetschicht aufweisen, kein nichtmagnetisches polymeres Bindemittel, welches in den oben angesprochenen magnetischen Aufzeichnungsmedien des Beschichtungstyps enthalten ist. Daher ermöglichen die magnetischen Aufzeichnungsmedien des Dünnfilm-Typs eine hohe Restmagnetflußdichte. Weiterhin erhält man, da die Magnetschicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums des Dünnfilm-Typs sehr dünn ausgebildet werden kann, in vorteilhafter Weise hohe Ausgangsleistungen und überlegene Eigenschaften bezüglich kurzer Wellenlängen.Conventional magnetic recording media include one Magnetic layer formed by applying a magnetic coating material which is essentially consists of a needle-shaped magnetic powder and a polymeric binder, in the form of a layer on a non-magnetic substrate. In contrast, the magnetic recording media need of the thin film type or thin film type, which is obtained by depositing a ferromagnetic metal such as Co, Fe and Ni or an alloy thereof are deposited on a non-magnetic substrate by vacuum deposition or the like Have magnetic layer, not a non-magnetic polymeric binder, which is used in the above coating type magnetic recording media is included. Therefore, the thin film type magnetic recording media enable a high residual magnetic flux density. Furthermore, since the magnetic layer of the thin film type magnetic recording medium can be made thin, advantageously with respect to high output powers and superior properties short wavelengths.

Es ist jedoch schwierig, eine Magnetschicht mit einer großen Koerzitivkraft lediglich dadurch zu bilden, daß man in einfacher Weise ein ferromagnetisches Metall, wie Co, etc.However, it is difficult to form a magnetic layer having a large coercive force merely by being in simply a ferromagnetic metal, such as Co, etc.

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTERTER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

- Sony Corp". - S85P7.4- Sony Corp. "- S85P7.4

auf einem nichtmagnetischen Substrat abscheidet. Als Verfahren zur Erzeugung einer Magnetschicht mit hoher Koerzitivkraft für diese Art von metallischer Magnetschicht ist beispielsweise die Schräg-Abscheidemethode vorgeschlagen worden, die beispielsweise in den US-Patentschriften 3 342 632 und 4 239 835 beschrieben ist. Diese Methode besitzt jedoch Nachteile im Hinblick auf den geringen Wirkungsgrad der Abscheidung und die niedrige Produktivität.deposited on a non-magnetic substrate. As a method of forming a magnetic layer having a high coercive force for this type of metallic magnetic layer, for example, the oblique deposition method has been proposed as described, for example, in U.S. Patents 3,342,632 and 4,239,835. This method however, it has disadvantages in terms of low deposition efficiency and low productivity.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein verbessertes magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, welches eine durch physikalisches Aufdampfen abgeschiedene dünne Schicht aus einem ferromagnetischen Metall aufweist und eine hohe Koerzitivkraft, ein verbessertes Signal/Rausch-Verhältnis und isotrope magnetische Eigenschaften in der Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht besitzt.The object of the present invention is now to provide an improved magnetic recording medium create, which is a thin layer of a ferromagnetic metal deposited by physical vapor deposition has and a high coercive force, an improved signal-to-noise ratio and isotropic magnetic Properties in the surface of the magnetic recording layer owns.

Diese Aufgabe wird nun gelöst durch das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes .This object is now achieved by the magnetic recording medium according to claim 1. The subclaims relate to particularly preferred embodiments of this subject matter of the invention .

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder Speichermedium mit einem nichtmagnetischen Substrat und einer durch physikalisches Aufdampfen auf dem Substrat abgeschiedenen ferromagnetischen Schicht, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die ferromagnetische Schicht aus einem ferromagnetisehen Metallelement und einem nichtmagnetischen Metallelement besteht, wobei das nichtmagnetische Metallelement in der Weise in der ferromagnetischen Schicht verteilt ist, daß seine Konzentration auf der Substratseite der Schicht größer ist als auf der Oberflächenseite der Schicht.An object of the present invention is therefore a magnetic recording medium or storage medium with a non-magnetic substrate and a ferromagnetic one deposited on the substrate by physical vapor deposition Layer which is characterized in that the ferromagnetic layer consists of a ferromagnetic layer Metal element and a non-magnetic metal element, the non-magnetic metal element is distributed in the ferromagnetic layer in such a way that its concentration is on the substrate side of the layer is larger than on the surface side of the layer.

TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER 3<iny'"Corp . - S8'5P74TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER 3 <iny '"Corp. - S8'5P74

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder Speichermedium mit einem nichtmagnetischen Substrat und einer durch physikalisches Aufdampfen auf dem Substrat abgeschiedenen ferromagnetischen Schicht, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die ferromagnetische Schicht aus einem ferromagnetischen Metallelement, einem nichtmagnetischen Metallelement und Sauerstoff besteht, wobei das nichtmagnetische Metallelement in der Weise in der ferromagnetischen Schicht verteilt ist, daß seine Konzentration auf der Substratseite der Schicht größer ist als auf der Oberflächenseite der Schicht, und wobei der Sauerstoff mit einer Konzentrationsverteilung ähnlich der des nichtmagnetischen Metallelements in der ferromagnetischen Schicht verteilt ist.Another embodiment of the invention relates to a magnetic recording medium or storage medium with a non-magnetic substrate and a ferromagnetic one deposited on the substrate by physical vapor deposition Layer, which is characterized in that the ferromagnetic layer consists of a ferromagnetic Metal element, a non-magnetic metal element and oxygen, the non-magnetic Metal element is distributed in the ferromagnetic layer in such a way that its concentration on the substrate side of the layer is larger than on the surface side of the layer, and wherein the oxygen with a concentration distribution similar to that of the non-magnetic metal element is distributed in the ferromagnetic layer.

1515th

Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawings demonstrate:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vakuumabscheidungsvorrichtung, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums eingesetzt werden kann; undFig. 1 is a schematic representation of a vacuum deposition device, those for the production of the magnetic recording medium according to the invention can be used; and

Fig. 2 bis 5 Kurvendarstellungen, die die Zusammensetzungsverteilung in der Dickenrichtung der Magnetschicht verdeutlichen, die für die Magnetschichten der Beispiele und der Vergleichsbeispiele durch Auger-Elektronenspektroskopie gemessen worden ist.Figs. 2 to 5 are graphs showing the composition distribution in the thickness direction of the magnetic layer illustrate those for the magnetic layers of the examples and the comparative examples has been measured by Auger electron spectroscopy.

; Erfindungsgemäß ist das nichtmagnetische Metall in der; According to the invention, the non-magnetic metal is in the

ί ferromagnetischen Schicht, die auf dem nichtmagnetischenί ferromagnetic layer based on the non-magnetic

> Substrat ausgebildet worden ist, über die gesamte Dicke> Substrate has been formed over the entire thickness

:; 35 der Schicht mit einem Konzentrationsgradienten derart verb's teilt, daß die Konzentration dieses Metalls auf der Sub- : ; 35 of the layer with a concentration gradient in such a way that the concentration of this metal on the sub-

TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER S-cny Corp. - S85P74TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER S-cny Corp. - S85P74

stratseite größer ist, wodurch man ein Aufzeichnungsmedium des Dünnfilm-Typs mit hoher Koerzitivkraft Hc erhält. Da das Aufzeichnungsmedium des Dünnfilm-Typs durch vertikale Abscheidung, bei der der Dampfstrahl senkrecht auf das Substrat gerichtet ist, hergestellt werden kann, besitzt es auf der Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht isotrope magnetische Eigenschaften.strate side is larger, making a recording medium of the thin film type with high coercive force Hc is obtained. There the thin film type recording medium by vertical Deposition, in which the steam jet is directed perpendicularly to the substrate, can be produced it on the surface of the magnetic recording layer isotropic magnetic properties.

Weiterhin ist erfindungsgemäß das nichtmagnetische Metall in der auf dem Substrat ausgebildeten ferromagnetischen Schicht mit einem vorbestimmten Konzentrationsgradienten verteilt, wobei der Konzentrationsgradient des Sauerstoffs in der Dickenrichtung der ferromagnetischen Schicht im Bereich der Substratseite dieser Schicht ähnlich ist demjenigen des nichtmagnetischen Metalls. Als Ergebnis davon werden die Metallteilchen in der ferromagnetischen Schicht durch das Oxid des nichtmagnetischen Metalls voneinander getrennt. Demzufolge ist es mit dieser Art von magnetischem Aufzeichnungsmedium des Dünnfilm-Typs möglich, das Rauschen im Hinblick auf die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften zu vermindern und das Signal/Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) zu verbessern, ohne daß die magnetischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.Furthermore, according to the invention, the non-magnetic metal is in the ferromagnetic one formed on the substrate Layer distributed with a predetermined concentration gradient, the concentration gradient of oxygen in the thickness direction of the ferromagnetic layer in the region of the substrate side of this layer is similar to that of the non-magnetic metal. As a result, the metal particles become in the ferromagnetic layer separated from each other by the oxide of the non-magnetic metal. Hence it is with this kind of magnetic Thin film type recording medium is possible Reduce noise in terms of the electromagnetic conversion properties and the signal-to-noise ratio (S / N ratio) without deteriorating the magnetic properties.

Die Fig. 1 zeigt eine Vakuumabscheidungsvorrichtung 1, wie sie erfindungsgemäß verwendet wird, wobei die Vakuumabscheidungsvorrichtung 1 eine Vakuumkammer 2, eine in der Vakuumkammer 2 angeordnete Metalltrommel 3, ein von einer Versorgungsspule 5 zugeführtes nichtmagnetisches Substrat 4, welches um die Metalltrommel 3 herumgeführt ist und auf die Aufnahmespule 6 aufgewickelt wird, eine Verdampfungsquelle für das nichtmagnetische Metall, beispielsweise eine Bi-Dampfquelle 7 für eine Grundschicht, eine Quelle zum Aufdampfen eines ferromagnetischen Metails, beispielsweise eine Co-Aufdampfquelle 8 zur Ausbildung der ferromagnetischen Schicht umfaßt, wobei dieFIG. 1 shows a vacuum deposition device 1 as used in accordance with the invention, the vacuum deposition device 1 a vacuum chamber 2, a metal drum 3 arranged in the vacuum chamber 2, one of one Non-magnetic substrate 4 fed to supply coil 5, which is guided around metal drum 3 and wound on the take-up reel 6, an evaporation source for the non-magnetic metal, for example a bi-vapor source 7 for a base layer, a source for evaporation of a ferromagnetic metal, for example a Co evaporation source 8 for training of the ferromagnetic layer, wherein the

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beiden Aufdampfquellen 7 und 8 gegenüber der Metalltrommel 3 angeordnet sind und wobei zwischen den beiden Aufdampfquellen 7 und 8 eine Abschirmplatte 9 angeordnet ist, die auf die Metalltrommel 3 gerichtet ist, um die Ströme des verdampften Metalls aus den Aufdampfquellen 7 und 8 voneinander abzuschirmen. Zwischen den Aufdampfquellen 7 und 8 und der Metalltrommel 3 ist weiterhin eine Blende 10 vorgesehen. In der Vorrichtung 1 wird während der Zuführung des nichtmagnetischen Substrats 4 zunächst Wismut aus der Bi-Aufdampfquelle 7 aufgedampft unter Bildung einer Grundschicht in Form einer auf dem nichtmagnetischen Substrat 4 abgeschiedenen Bi-Schicht, wonach anschließend Kobalt aus der Co-Aufdampfquelle 8 aufgedampft wird unter Bildung einer Co-Magnetschicht auf der Grundschicht.two evaporation sources 7 and 8 opposite the metal drum 3 are arranged and a shielding plate 9 is arranged between the two vapor deposition sources 7 and 8, which is directed towards the metal drum 3, in order to avoid the flows of the evaporated metal from the evaporation sources 7 and 8 shield from each other. Between the evaporation sources 7 and 8 and the metal drum 3 a screen 10 is also provided. In the device 1 is during the supply of the non-magnetic substrate 4 initially vapor-deposited bismuth from the Bi vapor deposition source 7 to form a Base layer in the form of a bi-layer deposited on the non-magnetic substrate 4, after which Cobalt from the Co-evaporation source 8 is evaporated under Formation of a Co magnetic layer on the base layer.

Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.The following examples and comparative examples serve to further illustrate the invention.

Beispiel 1example 1

Unter Anwendung der oben beschriebenen Aufdampfvorrichtung 1 wird das nichtmagnetische Substrat 4 in Form einer Polyimidfolie von der Zuführungsspule 5 um die Metalltrommel 3 herum zu der Aufnahmespule 6 geführt, wobei diese Einrichtungen im Vakuum vorliegen. Die Temperatur des nichtmagnetischen Substrats wird auf 1500C eingestellt, wobei zunächst Wismut aus der Aufdampfquelle 7 unter Bildung einer Bi-Grundschicht auf das nichtmagnetische Substrat 4 in der Weise aufgedampft wird, daß die Dicke der Bi-Grundschicht 10 nm (100 Ä) beträgt. Anschließend wird aus der Aufdampfquelle 8 Kobalt auf die Bi-Grundschicht aufgedampft unter Bildung einer Co-Magnetschicht mit einer Dicke von 30 nm (300 Ä). Nach dem Aufbringen dieser Schichten im Vakuum wird das beschichtete Band während 1 Stunde im Vakuum bei 1500C getempert. In dieser Weise erhält man die Bandprobe des Beispiels 1.Using the vapor deposition device 1 described above, the non-magnetic substrate 4 in the form of a polyimide film is fed from the supply reel 5 around the metal drum 3 to the take-up reel 6, these devices being in a vacuum. The temperature of the non-magnetic substrate is set to 150 ° C., bismuth from the vapor deposition source 7 initially being vapor-deposited onto the non-magnetic substrate 4 to form a Bi base layer in such a way that the thickness of the Bi base layer is 10 nm (100 Å) . Subsequently, cobalt is vapor-deposited onto the Bi base layer from the vapor deposition source 8 to form a Co magnetic layer with a thickness of 30 nm (300 Å). After applying this layer in a vacuum, the coated strip is annealed for 1 hour in a vacuum at 150 0 C. In this way, the tape sample of Example 1 is obtained.

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-Sony "Corp. - S"85E>'74-Sony "Corp. - S" 85E> '74

Vergleichsbeispiel 1 Comparative example 1

Unter Anwendung des in Beispiel 1 verwendeten nichtmagnetischen Substrats dampft man bei der gleichen Temperatur Bi und Co gleichzeitig aus den Aufdampfquellen 7 und 8 ohne die Anwendung der Abschirmplatte 9 in der Vakuumabscheidungsvorrichtung 1 auf unter Bildung einer ferromagnetischen Schicht mit einer Dicke von 40 nm (400 A) auf dem nichtmagnetischen Substrat 4. In diesem Fall wird !das Aufdampfen von Bi und Co aus den Aufdampfquellen 7 und 8 in der Weise gesteuert, daß das Bi/Co-Verhältnis 1/3 beträgt. In dieser Weise erhält man die Bandprobe des Vergleichsbeispiels 1.Using the non-magnetic substrate used in Example 1 at the same temperature Bi and Co is evaporated simultaneously from the evaporation sources 7 and 8 without the application of the shielding plate 9 in the vacuum deposition apparatus 1 to form a ferromagnetic layer having a thickness of 40 nm (400 A ) on the non-magnetic substrate 4. In this case, the evaporation of Bi and Co from the evaporation sources 7 and 8 is controlled so that the Bi / Co ratio becomes 1/3. In this way, the tape sample of Comparative Example 1 is obtained.

Die Ergebnisse der Messung der magnetischen Eigenschaften der in der obigen Weise hergestellten Bandproben sind in der folgenden Tabelle I angegeben.The results of measurement of the magnetic properties of the tape samples prepared in the above manner are shown in FIG in Table I below.

Tabelle ITable I.

2020th Probesample KoerzitivkraftCoercive force Rechteckigkeitsver
hältnis
Rectangularity Ver
ratio
Beispiel 1example 1 920 Oe920 Oe 0,750.75 Vergleichsbei
spiel 1
Comparison case
game 1
110 Oe110 Oe 0,900.90
2525th

Aus der obigen Tabelle I ist ersichtlich, daß die Bandprobe des Beispiels 1 eine größere Koerzitivkraft aufweist als die des Vergleichsbeispiels 1.From Table I above, it can be seen that the tape sample of Example 1 has a greater coercive force than that of Comparative Example 1.

Weiterhin wird die Zusammensetzungsverteilung in der Dikkenrichtung der ferromagnetischen Schichten der Bandprobe des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 1 durch Auger-Elektronenspektroskopie gemessen. Die Meßergebnisse der Zusammensetzungsverteilung der Schichten von Beispiel 1 und von Vergleichsbeispiel 1 sind in den Fig. 2 bzw. 3Furthermore, the composition distribution in the thickness direction becomes of the ferromagnetic layers of the tape sample of Example 1 and Comparative Example 1 by Auger electron spectroscopy measured. The measurement results of the composition distribution of the layers of Example 1 and of Comparative Example 1 are in Figures 2 and 3, respectively

TER MEER -MÜLLER - STEINMEISTER . SSWY "COTp".. - S-8&P74TER MEER -MÜLLER - STEINMEISTER. S SWY "COTp" .. - S-8 & P74

dargestellt. In den Fig. 2 und 3 sind die Konzentrationsverteilungen der Bestandteile Wismut (Bi), Kobalt (Co), Sauerstoff (0) und Kohlenstoff (C) dargestellt.shown. In FIGS. 2 and 3, the concentration distributions of the constituents bismuth (Bi), cobalt (Co), Oxygen (0) and carbon (C) shown.

Bezüglich der Konzentrationsverteilung von Co und Bi ist aus der Fig. 2 ersichtlich, daß Bi in der gesamten Schichtdicke der Co-Magnetschicht mit einem vorbestimmten Konzentrationsgradienten eindiffundiert ist (d. h., daß die Konzentration dieses Elements bei der Bandprobe des Beispiels 1 auf der nichtmagnetischen Substratseite größer ist). Andererseits ist aus der Fig. 3 zu entnehmen, daß bei der Bandprobe des Vergleichsbeispiels 1 Bi in gleichmäßiger Weise in der Co-Magnets'chicht mit einheitlicher Konzentrationsverteilung eindiffundiert ist. Es wird angenommen, daß der große Unterschied der Koerzitivkraft Hc zwischen den Materialien des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 1 eine Folge des unterschiedlichen Verteilungszustands von Bi in der Co-Magnetschicht ist. Demzufolge ist ersichtlich, daß die in der Fig. 2 dargestellte Verteilung des nichtmagnetischen Metallelements notwendig ist, um eine hohe Koerzitivkraft Hc zu erzielen. Dies ist der Grund dafür, warum bei dem erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedium des Dünnfilm-Typs das nichtmagnetische Metallelement in der ferromagnetischen Schicht mit einem Konzentrationsgradienten über die gesamte Schichtdicke verteilt ist, so daß die Konzentration des nichtmagnetischen Metallelements auf der Seite des nichtmagnetischen Substrats größer ist als auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite dieser Schicht.With regard to the concentration distribution of Co and Bi, it can be seen from FIG. 2 that Bi in the entire layer thickness of the Co magnetic layer with a predetermined concentration gradient diffused in (i.e. the concentration of this element in the tape sample of the example 1 is larger on the non-magnetic substrate side). On the other hand, it can be seen from Fig. 3 that in the tape sample of comparative example 1 Bi in a uniform manner in the Co-Magnets'chicht with more uniform Concentration distribution is diffused. It is believed that the great difference in coercive force Hc between the materials of Example 1 and Comparative Example 1 is a result of the different state of distribution of Bi in the Co magnetic layer. Accordingly, it can be seen that the one shown in FIG Distribution of the non-magnetic metal element is necessary to obtain a high coercive force Hc. This is why in the thin film type magnetic recording medium of the present invention the non-magnetic metal element in the ferromagnetic layer with a concentration gradient across the entire layer thickness is distributed, so that the concentration of the non-magnetic metal element on the side of the non-magnetic substrate is larger than on the opposite surface side of this layer.

Beispiel 2Example 2

Unter Anwendung der Vakuumabscheidungsvorrichtung 1 wird ein nichtmagnetisches Substrat 4 aus einer Polyimidfolie bei einem Druck von 6,67 χ 10 mbar (5 χ 10 Torr) von der Zuführungsspule 5 um die Metal!trommel 3 herum zu derUsing the vacuum deposition apparatus 1, a non-magnetic substrate 4 made of a polyimide film at a pressure of 6.67 χ 10 mbar (5 χ 10 Torr) of of the supply reel 5 around the metal drum 3 to the

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER · SORV Corp; - SOSl· 74TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER · SORV Corp; - SO Sl 7 4

Aufwickelspule 6 geführt. Die Temperatur des nichtmagnetischen Substrats 4 wird auf 1500C eingestellt und es wird zunächst aus der Aufdampfquelle 7 Bi auf das nichtmagnetische Substrat 4 aufgedampft unter Bildung einer Bi-Grundschicht mit einer Dicke von 10 nm (100 Ä). Anschließend wird Co aus der Aufdampfquelle 8 auf die Bi-Grundschicht aufgedampft unter Bildung einer Co-Magnetschicht mit einer Dicke von 30 nm (300 Ä). Nach der Abscheidung im Vakuum wird das behandelte Band während 1 Stunde im Vakuum getempert und wird dann in der Vakuumkammer bei einemTake-up reel 6 out. The temperature of the non-magnetic substrate 4 is set to 150 ° C. and Bi is first vapor-deposited onto the non-magnetic substrate 4 from the vapor deposition source 7, forming a Bi base layer with a thickness of 10 nm (100 Å). Subsequently, Co is evaporated from the evaporation source 8 on the Bi base layer to form a Co magnetic layer with a thickness of 30 nm (300 Å). After the deposition in a vacuum, the treated tape is annealed for 1 hour in a vacuum and is then placed in the vacuum chamber at a

Druck von 6,67 χ 10~6 mbar (5 x 10~6 Torr) abgekühlt. Nach 1 Stunde wird das beschichtete Band aus der Vakuumkammer entnommen. In dieser Weise erhält man die Bandprobe des Beispiels 2.Pressure cooled to 6.67 χ 10 ~ 6 mbar (5 x 10 ~ 6 Torr). After 1 hour, the coated tape is removed from the vacuum chamber. The tape sample of Example 2 is obtained in this way.

Vergleichsbeispiel 2Comparative example 2

Man bewirkt die Abscheidung der Bi-Grundschicht und der Co-Magnetschicht und das Tempern unter den Bedingungen, wie sie in Beispiel 2 beschrieben sind. Nach dem Tempern wird Ar-Gas in einer solchen Menge in die Vakuumkammer eingeführt, daß der Innendruck 1,33 χ 10~ mbar (1 χ 10 Torr) beträgt, worauf die Atmosphäre der Vakuumkammer 2 mehrfach durch Ar-Gas ersetzt wird. Anschließend wird erneut Ar-Gas eingeführt und das Material wird bei einemThe deposition of the Bi base layer and the Co magnetic layer and the annealing are effected under the conditions as described in Example 2. After the annealing, Ar gas is introduced into the vacuum chamber in such an amount introduced that the internal pressure is 1.33 χ 10 ~ mbar (1 χ 10 Torr), whereupon the atmosphere of the vacuum chamber 2 is replaced several times by Ar gas. Then Ar gas is introduced again and the material becomes a

Druck von 1,33 χ ίο"1 mbar (1 χ 10 Torr) abgekühlt. Nach 1 Stunde wird das beschichtete Band aus der Vakuumkammer entnommen, wodurch man die Bandprobe des Vergleichsbeispiels 2 erhält.Pressure of 1.33 χ ο " 1 mbar (1 χ 10 Torr) cooled. After 1 hour, the coated tape is removed from the vacuum chamber, whereby the tape sample of Comparative Example 2 is obtained.

Die Messung der magnetischen Eigenschaften der in der obigen Weise hergestellten Bandproben ergibt die in der nachfolgenden Tabelle II angegebenen Ergebnisse.Measurement of the magnetic properties of the tape samples prepared in the above manner gives those in the following Results given in Table II.

TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTERTER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER

Siny "C-orpi- - S85"P7.4Siny "C-orpi- - S85" P7.4

- 12 -- 12 -

Tabelle IITable II

Magnetische EigenschaftenMagnetic properties Beispiel 2Example 2 Vergleichsbeispiel 2Comparative example 2 Koerzitivkraft (Hc)Coercive force (Hc) 930 Oe930 Oe 935 Oe935 Oe Rechteckigkeitsverhältnis
(Rs)
Squareness ratio
(Rs)
0,740.74 0,740.74
Restmagnetflußdxchte (Br)Residual magnetic flux density (Br) 8500 G8500 G 8800 G8800 G

In der nachfolgenden Tabelle III sind die Ergebnisse der Messung der elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften der Bänder gemäß Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 zusammengestellt. Die Tabelle III vermittelt die Meßwerte der Ausgangssignale und des Rauschniveaus, die mit einem Spektrumanalysator gemessen wurden durch Dehnen der Bänder des Beispiels 2 und des Vergleichsbeispiels 2 auf einem von der Firma SONY Corporation hergestellten Videobandrekorder unter Anwendung eines Ferrit-Magnetkopfs mit einer Spaltlänge von 0,2 μπι bei einer Bandrelativgeschwindigkeit von 3,8 m/s. Jeder der in der Tabelle III angegebenen Werte steht für einen Vergleichswert unter Anwendung eines Signals von 5 MHz bezüglich des Ausgangssignals, des Rauschniveaus und des Signal/Rausch-Verhältnisses (S/N-Verhältnis), wobei die Ergebnisse des Materials des Vergleichsbeispiels 2 mit 0 dB festgelegt wurden.In Table III below are the results of the Measurement of the electromagnetic conversion properties of the tapes according to Example 2 and Comparative Example 2 compiled. Table III gives the measurements of the output signals and the noise level obtained with a Spectrum analyzer measured by stretching the tapes of Example 2 and Comparative Example 2 on one video tape recorder manufactured by SONY Corporation using a ferrite magnetic head a gap length of 0.2 μm at a relative belt speed of 3.8 m / s. Each of the values given in Table III represents a comparative value when used of a signal of 5 MHz in terms of the output signal, the noise level and the signal-to-noise ratio (S / N ratio), the results of the material of Comparative Example 2 being set at 0 dB.

Tabelle IIITable III

Ausgangssignal Rauschniveau S/N-VerhältnisOutput signal noise level S / N ratio

Beispiel 2Example 2

-0,9 dB
-2,3 dB
+1,4 dB
-0.9 dB
-2.3 dB
+1.4 dB

Vergleichsbeispiel 2Comparative example 2

0 dB 0 dB 0 dB0 dB 0 dB 0 dB

Vergleicht man das Beispiel 2 mit dem Vergleichsbeispiel 2,Comparing example 2 with comparative example 2,

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER ■ ■ Sony Gorp. - S'85"P74TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER ■ ■ Sony Gorp. - S'85 "P74

so ist ersichtlich, daß die magnetischen Eigenschaften in beiden Fällen im wesentlichen gleich sind, wobei jedoch das Rauschen im Hinblick auf die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften bei dem Bandmaterial des Beispiels 2 geringer ist, was zu einer Steigerung des Signal/Rausch-Verhältnisses führt.thus it can be seen that the magnetic properties are essentially the same in both cases, but with the noise in terms of the electromagnetic conversion properties is lower in the case of the strip material of Example 2, which leads to an increase in the signal-to-noise ratio leads.

Die Fig. 4 und 5 verdeutlichen die Meßergebnisse der Konzentrationsverteilung in der Dickenrichtung der ferromagnetischen Schichten der Bandproben des Beispiels 2 bzw. des Vergleichsbeispiels 2, welche durch Auger-Elektronenspektroskopie gemessen worden ist. In den Fig. 4 und 5 ist die Konzentrationsverteilung von Kobalt (Co), Wismut (Bi) und Sauerstoff (0) dargestellt. Die Magnetschicht ist in zwei Bereiche in der Dickenrichtung aufgeteilt, d. h., einen Bereich (I) auf der Substratseite und einen Bereich (II) auf der Oberflächenseite. Sowohl bei dem Material des Beispiels 2 als auch dem des Vergleichsbeispiels 2 ist Bi über die gesamte Schichtdicke in die Co-Magnetschicht eindiffundiert und mit einem vorbestimmten Konzentrationsgradienten verteilt, so daß die Konzentration auf der Substratseite größer ist und die Konzentration von einem Mittelbereich bis zur Oberflächenseite geringer ist. Wenn man die Konzentrationsverteilung des SauerstoffsFIGS. 4 and 5 illustrate the measurement results of the concentration distribution in the thickness direction of the ferromagnetic layers of the tape samples of Example 2 or of Comparative Example 2, which was measured by Auger electron spectroscopy. In FIGS. 4 and 5 is the concentration distribution of cobalt (Co), bismuth (Bi) and oxygen (0) are shown. The magnetic layer is divided into two areas in the thickness direction; H., an area (I) on the substrate side and an area (II) on the surface side. Both with the material of Example 2 as well as that of Comparative Example 2 is Bi over the entire layer thickness in the Co magnetic layer diffused and distributed with a predetermined concentration gradient, so that the concentration on the substrate side is larger and the concentration is smaller from a central region to the surface side is. If you look at the concentration distribution of oxygen

(0) im Bereich (I) in der Nähe des Substrats betrachtet, ist erkennbar, daß die Konzentrationsverteilung des Sauerstoffs (0) im Beispiel 2 ähnlich ist der von Bi, wie aus der Fig. 4 hervorgeht, wobei davon auszugehen ist, daß ein Teil des Bi in Wismutoxid umgewandelt worden ist.When (0) is viewed in the area (I) in the vicinity of the substrate, it can be seen that the concentration distribution of oxygen (0) in example 2 is similar to that of Bi, as can be seen from FIG. 4, it being assumed that that part of the Bi has been converted to bismuth oxide.

Andererseits ist die Konzentrationsverteilung des Sauerstoffs (0) bei dem Material des Vergleichsbeispiels 2 über die gesamte Schichtdicke gleichmäßig mit Ausnahme der Oberfläche, wie es aus der Fig. 5 hervorgeht, so daß davon auszugehen ist, daß kein Wismutoxid gebildet worden ist. Der oben angesprochene Unterschied der Konzentrationsverteilung des Sauerstoffs in der Dickenrichtung kann wie On the other hand, the concentration distribution of oxygen is (0) in the material of Comparative Example 2 uniformly over the entire layer thickness with the exception of the surface, as can be seen from FIG. 5, so that it can be assumed that no bismuth oxide has been formed. The above-mentioned difference in the concentration distribution of oxygen in the thickness direction can be as

TER MEER -MÜLLER · STEINMEISTER . S.C?ny "Cörp, - &85ΐ?"74TER MEER -MÜLLER · STEINMEISTER. S.C? Ny "corp, - & 85ΐ?" 74

folgt erklärt werden. So ist insbesondere die Konzentration des restlichen Sauerstoffs in der Vakuumkammer während des Abkühlvorgangs im Fall des Vergleichsbeispiels geringer als im Fall des Beispiels 2 aufgrund der Tatsaehe, daß die Atmosphäre durch Ar-Gas ersetzt worden ist, so daß das Band während des Abkühlens weniger stark beeinflußt wird. Andererseits wird bei der Methode des Beispiels 2 der restliche Sauerstoff in der ferromagnetischen Schicht adsorbiert und diffundiert in die ferromagnetisehe Schicht ein, wodurch ein Teil der Schicht aus Wismut, welches eine größere Affinität für Sauerstoff als Kobalt aufweist, bevorzugt oxidiert wird. Aus diesem Grund wird jedes Teilchen in der Co-Magnetschicht der Bandprobe des Beispiels 2 durch Wismutoxid abgeschirmt, was zu einer Verminderung des Rauschens bei den elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften und damit zu einer Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses führt. Dies ist der Grund dafür, daß die Konzentrationsverteilung des nichtmagnetischen Metallelements in der Dickenrichtung der ferromagnetischen Schicht im Bereich (I) der ferromagnetischen Schicht in der Nähe des nichtmagnetischen Substrats ähnlich derjenigen des Sauerstoffs ist.will be explained below. So in particular is the concentration of the remaining oxygen in the vacuum chamber during the cooling process in the case of the comparative example is less than in the case of the example 2 due to the fact that that the atmosphere has been replaced by Ar gas so that the tape is less affected during cooling will. On the other hand, in the method of Example 2, the residual oxygen in the ferromagnetic Layer adsorbs and diffuses into the ferromagnetic layer Layer one, creating part of the layer of bismuth, which has a greater affinity for oxygen than cobalt having, is preferably oxidized. For this reason, any particle in the Co magnetic layer becomes the tape sample of the Example 2 shielded by bismuth oxide, resulting in a reduction in noise in the electromagnetic conversion properties and thus leads to an improvement in the signal-to-noise ratio. This is the reason that the concentration distribution of the non-magnetic metal element in the thickness direction of the ferromagnetic Layer in region (I) similar to the ferromagnetic layer in the vicinity of the non-magnetic substrate that of oxygen.

Erfindungsgemäß kann man anstelle von Wismut als nichtmagnetisches Metall auch Sb, Ga, Sn, Pb, In, Zn und Legierungen davon oder Verbindungen davon einsetzen. In der ferromagnetischen Schicht kann man Kobalt auch durch Ni, Fe oder Legierungen davon (beispielsweise eine Co-Ni-Legierung) ersetzen.
30
According to the invention, Sb, Ga, Sn, Pb, In, Zn and alloys thereof or compounds thereof can also be used as the non-magnetic metal instead of bismuth. In the ferromagnetic layer, cobalt can also be replaced by Ni, Fe or alloys thereof (for example a Co-Ni alloy).
30th

Claims (6)

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS * DipL-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister lMauer]firc'hi'rsVtrll.er45 Artur-Ladebeck-Strasse 51 D-8OOO MÜNCHEN 80 D-48OO BIELEFELD 1 S85P74 21. Januar 1985 SONY CORPORATION 6-7-35 Kitashinagawa Shinagawa-ku, Tokyo 141, Japan Magnetisches Aufzeichnungsmedium Priorität: 20. Januar 1984, Japan, Nr. 9170/84 (P) 20. Januar 1984, Japan, Nr. 9171/84 (P) PatentansprücheTER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS * DipL-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister lMauer] firc'hi'rsVtrll.er45 Artur-Ladebeck-Strasse 51 D-8OOO MUNICH 80 D-48OO BIELEFELD 1 S85P74 January 21, 1985 SONY CORPORATION 6-7-35 Kitashinagawa Shinagawa-ku, Tokyo 141, Japan Magnetic Recording medium priority: January 20, 1984, Japan, No. 9170/84 (P) January 20, 1984, Japan, No. 9171/84 (P) claims 1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem nichtmagnetischen Substrat und einer durch physikalisches Aufdampfen auf dem Substrat abgeschiedenen ferromagnetischen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetische Schicht aus einem ferromagnetischen Metallelement und einem nichtmagnetischen Metallelement gebildet ist, wobei das nichtmagnetische Metallelement in der Weise in der ferromagnetischen Schicht verteilt ist, daß seine Konzentration auf der Substratseite1. A magnetic recording medium with a non-magnetic one Substrate and a ferromagnetic one deposited on the substrate by physical vapor deposition Layer, characterized in that the ferromagnetic layer consists of a ferromagnetic Metal element and a non-magnetic metal element is formed, wherein the non-magnetic metal element distributed in the way in the ferromagnetic layer is that its concentration is on the substrate side TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER SCF.y Gorp;'- S85P74TER MEER MÜLLER STEINMEISTER SCF.y Gorp; '- S85P74 ! - ! der Schicht größer ist als auf der Oberflächenseite der Schicht.of the layer is larger than on the surface side of the Layer. 2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem nicht-2. Magnetic recording medium with a non- magnetischen Substrat und einer durch physikalisches Aufdampfen auf dem Substrat abgeschiedenen ferromagnetischen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetische Schicht aus einem ferromagnetischen Metallelement, einem nichtmagnetischen Metallelement und Sauerstoff gebildet ist, wobei das nichtmagnetische Metallelement in der Weise in der ferromagnetischen Schicht verteilt ist, daß seine Konzentration auf der Substratseite der Schicht größer ist als auf der Oberflächenseite der Schicht, und der Sauerstoff mit einer Konzentrationsverteilung ähnlich der des nichtmagnetischen Metallelements in der ferromagnetischen Schicht verteilt ist.magnetic substrate and a ferromagnetic one deposited on the substrate by physical vapor deposition Layer, characterized in that the ferromagnetic layer consists of a ferromagnetic Metal element, a non-magnetic metal element and oxygen is formed, the non-magnetic Metal element is distributed in the ferromagnetic layer in such a way that its concentration on the substrate side of the layer is larger than on the surface side of the layer, and the oxygen with a concentration distribution similar to that of the non-magnetic metal element is distributed in the ferromagnetic layer. 3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als ferromagnetisches Metallelement mindestens einen Vertreter der Co, Ni und Fe umfassenden Gruppe enthält. 3. The magnetic recording medium of claim 1 or 2, characterized in that there is at least one ferromagnetic metal element Contains representatives of the group comprising Co, Ni and Fe. 4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als nichtmagnetisches Metallelement mindestens einen Vertreter der Bi, Sb, Sn, Pb, In und Zn umfassenden Gruppe enthält.4. The magnetic recording medium of claim 1 or 2, characterized in that there is at least one non-magnetic metal element Contains representatives of the group comprising Bi, Sb, Sn, Pb, In and Zn. 5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es als nichtmagnetisches Metallelement Bi enthält.5. A magnetic recording medium according to claim 4, characterized in that it contains Bi as the non-magnetic metal element. 6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als ferromagnetisches Metallelement eine Legie-6. The magnetic recording medium of claim 1 or 2, characterized in that the ferromagnetic metal element is an alloy TER MEER -MÜLLER · STEINMEISTER &öny Gorpv - o85F7 4TER MEER -MÜLLER STEINMEISTER & öny Gorpv - o85F7 4 rung aus Co und Ni enthält, die nicht mehr als 30 Atom-% Ni umfaßt.tion of Co and Ni, which does not contain more than 30 atom% Ni includes.
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