DE3607500A1

DE3607500A1 - Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium und verfahren zur herstellung eines quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums

Info

Publication number: DE3607500A1
Application number: DE19863607500
Authority: DE
Inventors: Eiichiro Sagamihara Kanagawa Imaoka; Yasuo Ishizaka; Kazuo Yokohama Kanagawa Kimura; Noboru Watanabe
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1985-03-07
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1986-09-11
Also published as: US4731300A; DE3607500C2

Description

VICTOR COMPANY OF JAPAN, LTD,, Yokohama, Japan

Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium

und Verfahren zur Herstellung eines Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums

Die vorliegende Erfindung betrifft Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedien sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedien. Dabei geht die Erfindung von einem Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 aus. Insbesondere betrifft die Erfindung Aufzeichnungsmedien mit zufriedenstellender senkrechter Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristik und Herstellungsverfahren zur Herstellung solcher Aufzeichnungsmedien mit senkrechter Magnetisierung oder auch

15 Quermagnetisierung.

Wenn ein Signal mit einem Magnetkopf auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird oder von diesem mit dem Magnetkopf abgetastet wird, so magnetisiert der Magnetkopf eine Magnetschicht des magnetischen Aufzeichnung smediums in Längsrichtung des magnetischen Aufzeichnungsmediums (d.h. in einer Schichtebenen Richtung), wenn aufgezeichnet wird, und nimmt diese Aufzeichnung bei der Wiedergabe wieder auf. Jedoch ist im Zusammenhang mit diesen Längsrichtungsmagnetaufzeichnungssystemen bekannt, daß das Entmagnetisierungsfeld mit wachsender Aufzeichnungsdichte hoch wird, und das Entmagnetisierungsfeld bewirkt unerwünschte Effekte bei der magnetischen Aufzeichnung mit hoher Dichte. Um diese unerwünschten Effekte bezüglich der Entmagnetisierung zu beseitigen, ist bereits ein Quermagnetisierungsauf Zeichnungssystem vorgeschlagen worden, bei dem der Magnetkopf die magnetische Schicht des Aufzeich-

nungsmediums in einer Richtung senkrecht zur magnetischen Schicht magnetisiert. Entsprechend dieser Quermagnetisierungsaufzeichnungssysteme wird das Entmagnetisierungsfeld mit wachsender Dichte der magnetischen Aufzeichnung gering, und es ist theoretisch möglich, eine zufriedenstellende magnetische Aufzeichnung hoher Dichte zu realisieren, in der keine Abnahme der remanenten Magnetisierung auftritt.

Ein gebräuchliches Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium, das in diesen Quermagnetisierungsaufzeichnungssystemen benutzt wird, ist ein Aufzeichnungsmedium, das einen Kobalt-Chrom (Co-Cr)-FiIm aufweist, der mit einem Bedampfungs- oder Sputterverfahren auf einem Basisfilm ausgebildet wird. Es ist allgemein bekannt, daß dieser Co-Cr-FiIm außerordentlich geeignet für Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedien ist, weil der Co-Cr-FiIm eine relativ hohe Sättigungsmagnetisierung (Ms) aufweist und die Magnetisierung in einer Richtung senkrecht zu dem Co-Ca-FiIm begünstigt (d.h., die Koerzitivfeldstärke in Richtung senkrecht zum Co-Ca-FiIm ist groß, und die Achse der leichten Magnetisierung ist senkrecht zu dem Co-Cr-FiIm).

Führt jedoch der Quermagnetkopf bezüglich eines Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums mit einem aufgedampften Co-Ca-FiIm diese Quermagnetisierungsaufzeichnung- und Wiedergabe aus, so ist es unmöglich, den magnetischen Fluß an einer vorbestimmten magnetischen Aufzeichnungsposition auf dem Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium zu konzentrieren. Infolgedessen ergibt sich ein Nachteil darin, daß.es unmöglich ist, eine starke Magnetisierung zu erzielen, die senkrecht zu dem Co-Ca-FiIm gerichtet ist und die in Längsrichtung des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums nicht streut. Wird ein Ringkernkopf zur Durch-

führung der Aufzeichnung auf dem Co-Cr-FiIm des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums benutzt, weicht die Magnetisierungsrichtung in Längsrichtung des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums geringfügig ab, da das von dem Ringkernkopf erzeugte Magnetfeld beträchtliche Komponenten in Schichtebenenrichtung einschließt. Um entsprechend die Magnetisierungsrichtung in der senkrechten Richtung aufrecht zu erhalten, muß das Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium eine hohe senkrechte Anisotropiemagnetfeldstärke aufweisen, und eine Sättigungsmagnetisierung, die auf einen bestimmten Umfang unterdrückt ist. Jedoch weist der Co-Cr-FiIm derartige Eigenschaften nicht auf, und es besteht der Nachteil, daß es unmöglich ist, mit dem Quermagnetisierungskopf eine zufriedenstellende Quermagnetisierungsaufzeichnung auszuführen außer in dem Fall, wenn der Quermagnetisierungskopf einen Hilfsmagnetpol aufweist, der einem Hauptmagnetpol gegenüberliegt. Darüber hinaus muß die Koerzitivfeldstärke in der senkrechten Richtung oder in der Querrichtung groß sein, um ein hohes Wiedergabeausgangssignal von dem Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium mit dem Co-Cr-FiIm zu erhalten. Andererseits ist es wünschenswert, die Dicke des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums groß zu machen, um das Entmagnetisierungsfeld zu vermindern. Jedoch kann der Quermagnetisierungskopf nicht in ausreichendem Maße mit dem Quermagnetisiemngsaufzeichnungsmedium in Kontakt geraten, wenn die Dicke des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums groß ist, weil das Aufzeichnungsmedium seine Flexibilität einbüßt und unelastisch wird. Weiterhin bestehen in diesem Fall Nachteile darin, daß dieses unelastische und starre Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium leicht beschädigt werden kann und so unerwünschte Effekte bezüglich des Quermagnetisierungskopfes auftreten. Infolgedessen ist es nicht möglich, eine zufriedenstellende

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Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe auszuführen .

Aus den oben beschriebenen Gründen wurde ein Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium vorgeschlagen, das eine Doppelfilmanordnung aufweist. Dieses Guermagnetisierungsaufzeichnungsmedium weist einen Film oder eine Schicht hoher Permeabilität auf, d.h. einen Film, der eine geringe Koerzitivfeidstärke hat wie z.B. ein Nickel-Eisen (Ni-Fe)-FiIm. Dabei ist dieser Film zwischen dem Co-Cr-FiIm und dem Basisfilm ausgebildet. Der magnetische Flui3, der sich innerhalb der Schicht hoher Permeabilität ausbreitet, wird an einer vorbestimmten magnetischen Aufzeichnungsposition zu dem Magnetpol des Guermagnetisierungskopfes hin konzentriert, um eine starke Magnetisierung zu erzielen, die in der Querrichtung oder Senkrechtrichtung liegt und nicht in die Längsrichtung des Guermagnetisierungsaufzeichnungsmediums streut. Jedoch ist in diesem Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium mit der Doppelschicht oder mit dieser Doppelfilmanordnung die Koerzitivfeldstärke der Schicht mit hoher Permeabilität außerordentlich klein im Vergleich zur Koerzitivfeidstärke des Co-Cr-Filmes, so daß nachteiligerweise Barkhausenrauschen erzeugt wird. Beispielsweise beträgt die Koerzitivfeldstärke der Co-Cr-Schicht über 5,571 χ 10⁴ A/m (700 Oe), und die Koerzitivfeldstärke der Schicht hoher Permeabilität beträgt weniger als 795,9 A/m (10 Oe). Weiterhin wird zur Erzeugung dieses Guermagnetisierungsaufzeichnungsmediums mit Doppelschi chtanordnung eine amorphe (Eisen-Nickel) Fe-Ni-Legierung oder ähnliche Legierungen auf der Basisschicht mit einem Sputterverfahren bei vorbestimmten Sputterbedingungen angelagert, die geeignet sind, eine Schicht hoher Permeabilität zu erzeugen. Danach wird auf dieser Schicht hoher Permeabilität Co-Cr mit einem

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Sputterverfahren bei einer bestimmten Sputterbedingung aufgedampft, die geeignet ist, um die Co-Ctf-Schicht auszubilden. Folglich muß die Bedampfungs- oder Sputterbedingung, unter der das Sputterverfahren ausgeführt wird, für die Bildung einer jeden Schicht geändert werden, und es muß jeweils das Target ausgetauscht werden. Daher kann das Sputterverfahren nicht kontinuierlich ausgeführt werden. Infolgedessen sind die Verfahren zur Herstellung des obigen Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums kompliziert und für die Massenproduktion ungeeignet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1, ein neues und nützliches Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium sowie ein Verfahren zur Hersteilung dieses Mediums anzugeben, in dem die zuvor beschriebenen Nachteile beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 sowie den des Anspruchs 12 gelöst.

Dabei ist entscheidend, daß ein und dasselbe magnetische Material dazu benutzt wird, auf einer Basisschicht eine magnetische Schicht auszubilden, welche aus zwei Schichten mit verschiedenen Koerzitivfeldstärken besteht. Die magnetische Schicht dieses erfindungsgenä-ßen Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums ist aus einem einzigen magnetischen Material hergestellt und besteht aus einer Schicht geringer Koerzitivfeldstärke und einer Schicht hoher Koerzitivfeidstärke, die oben auf die Schicht geringer Koerzitivfeldstärke aufgebracht ist. Die Schicht geringer Koerzitivfeldstärke dient als Schicht hoher Permeabilität , und die Schicht hoher Koerzitivfeldstärke wird als Quermagnetisierungsschicht benutzt, wobei ein derartiges Quermagnetisie-

rungsaufzeichnungsmedium mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wird. Entsprechend diesem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium sowie dem Herstellungsverfahren für dieses Medium ist es möglich, ein hohes Wiedergabeausgangssignal von dem Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium zu gewinnen, und diese Eigenschaft ist insbesondere bemerkenswert auch dann gewährleistet, wenn die Aufzeichnungswellenlänge klein ist. Ferner ist es möglich, die Dicke des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums klein zu gestalten, und die Produktivität des erfindungsgemäßen Quermagnetisierungsauf Zeichnungsmediums kann verbessert werden. Da darüber hinaus die magnetische Schicht, die aus einem magnetischen Material gebildet ist, aus zwei Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften besteht, steigt eine Magnetisierungs-(MH)-Hystereseschleife für die Richtung in Schichtebene der gesamten Magnetschicht steil und anormal in der Umgebung des Ursprungs an, und es tritt der sogenannte Magnetisierungssprung auf. Auf diese Weise können die Aufzeichnungsund Wiedergabeeigenschaften des Quermagnetisierungsmediums verbessert werden, indem als magnetische Schicht des Quermagneti sierungsauf zeichnung sin ediums die Schicht benutzt wird, in der der Magnetisierungssprung auftritt. In der vorliegenden Anmeldung wird eine plötzliche Änderung oder eine steil auftretende Neigung in der Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife als Magnetisierungssprung bezeichnet. Ferner wird die Größe des Magnetisierungssprungs als Magnetisierungs-

30 sprunggröße bezeichnet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

F I G . 1 eine M-H-Hystereseschleife in Schichtebene für den Fall, daß eine Magnetschicht entsprechend einem Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium aus einer Kobalt-Chrom-Niob (Co-Cr-Nb)-Dünnschicht besteht, die eine Dicke von 0,2/um aufweist, wobei ein Magnetfeld von 1,194 χ 10⁵ kA/m (15 kOe) angelegt ist; F I G . 2 eine M-H-Hystereseschleife in Schichtebene für den Fall, daß die Magnetschicht entsprechend dem Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium aus einer Co-Cr-Nb-Dünnschicht besteht, die eine Dicke von 0,05/Um aufweist, wobei ein Magnetfeld von 1,194· χ 10 kA/m (15 kOe) angelegt ist;

F I G . 3 bis 5 jeweils M-H-Hystereseschleifen in Schichtebene, die dazu dienen, das Auftreten eines Magnetisierungssprunges zu erklären;

F I G . 6 eine graphische Darstellung, die eine Koerzitivfeidstärke Hc(//) in Schichtebene, eine senkrechte Koerzitivfeidstärke Hc(JL) und eine Magnetisierungssprunggröße σ . für jede Schichtdicke dastellt,

J
wobei die Schichtdicke der dünnen Co-Cr-Nb-Schicht durch Änderung der Sputterzeit gesteuert eingestellt wird;

F I G . 7 eine graphische Darstellung, die eine Koerzitivfeidstärke Hc(//) in Schichtebene, eine senkrechte Koerzitivf eidstärke Hc(_jJ und eine Magnetisierungssprunggröße α ^ für jede Schichtdicke anzeigt, wobei die Schichtdicke einer dünnen Schicht aus Kobalt-Chrom-Tantal (Co-Cr-Ta) durch Änderung der Sputterzeit gesteuert eingestellt wird;

F I G . 8A bis 8C graphische Darstellungen jeweils einer Schichtebenen M-H-Hystereseschleife der dünnen Co-Cr-Nb-Schicht, wobei in diesen Schleifen kein Ma-

35 gnetisierungssprung auftritt;

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F I G . 9 eine graphische Darstellung, die die Beziehung des Schwingkurvenhalbwertes (&Ö,-q) der hcp (002) Ebene jeder dünnen Kobalt-Chrom (Co-Cr)-Schicht und dünnen Co-Cr-Nb-Schicht in Abhängigkeit von der jeweiligen Filmdicke zeigt,

FIG. 10A bis 10C graphische Darstellungen, die jeweils Drehmomentkurven für die dünnen Co-Cr-Schichten für Schichtdicken von 0,50, 0,20 und 0,05/um zeigen;

FIG. 11A bis 11C graphische Darstellungen, die jeweils Drehmomentkurven der dünnen Co-Cr-Nb-Schichten für entsprechende Schichtdicken von 0,50, 0,18 und 0,05 /um zeigen;

FIG. 12A bis 12E graphische Darstellungen, die Schichtebenen M-H-Hystereseschleifen von in einer Tabelle I gezeigten dünnen Schichten darstellen;

FIG. 13 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und dem wiedergegebenen Ausgangssignal für den Fall zeigt, bei dem die OAiermagnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe bezüglich der dünnen Co-Cr-Nb-Schichten und der dünnen Co-Cr-Schichten durchgeführt werden;

F I G . 14A bis 14C graphische Darstellungen, die jeweils Schichtebenen M-H-Hystereseschleifen von in Tabelle II gezeigten dünnen Schichten darstellen; F I G . 15 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und des wiedergegebenen Ausgangssignals für den Fall zeigen, bei dem die Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe bezüglich der dünnen Co-Cr-Nb-Schicht und der dünnen Co-Cr-Schicht ausgeführt werden,

FIG. 16 und 17 graphische Darstellungen, die jeweils die Beziehung zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und dem wiedergegebenen Ausgangssignal für den Fall zeigen, daß die Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe bezüglich von in Tabelle III gezeigten dünnen Schichten ausgeführt werden;

F I G . 18 eine schematische Darstellung zur Erklärung des Verlaufsmusters der magnetischen Kraftlinien innerhalb des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung und zwar von der magnetischen Kraftlinie eines Magnetkopfes für den Fall, bei dem die Dicke des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums klein ist;

F I G . 19 eine schematische Darstellung zur Erklärung des Verlaufsmusters der magnetischen Kraftlinie innerhalb des QuennagnetisierungsaufZeichnungsmediums entsprechend der vorliegenden Erfindung und zwar von der magnetischen Kraftlinie des Magnetkopfes für den Fall, bei dem die Dicke des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums groß ist;

F I G . 20 eine schematische Darstellung zur Erklärung, daß ein tieferer Bereich des remanenten Magnetfeldes, das in einer zweiten Kristallschicht grober Kömuig gebildet ist, durch eine erste Kristall schicht feiner Körnung übertragen wird;

F I G . 21 eine ÜberSichtsdarstellung eines Beispiels für ein Sputtergerät, das in einem gebräuchlichen Herstellungsverfahren für ein Quermagnetisierungsauf zei chnungsmedium mit einem Co-Cr-FiIm und einem Film hoher Permeabilität benutzt wird, und F I G . 22 und 23 Übersichtsdarstellungen von Sputtergeräten, die in einem ersten und in einem zweiten Ausführungsbeispiel zur Herstellung des erfindungsgemäßen Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums benutzt werden.

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Das Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium (im folgenden der Einfachheit halber als Aufzeichnungsmedium bezeichnet) wird hergestellt, indem auf einer Trägerschicht oder einem Band, das zu einer Basisschicht ausgebildet wird, ein magnetisches Material, das als Target benutzt wird, aufgedampft oder gesputtert wird. Dabei ist die Trägerschicht oder das Band beispielsweise aus einem Polyimidharz hergestellt, und das magnetische Material enthält Kobalt*(Co), Chrom (Cr) und zumindest ein Element von Niob (Nb) und Tantal (Ta).

Wenn ein Metall, beispielsweise eine Co-Cr-Legierung auf eine Basisschicht gesputtert wird, so ist bekannt, daß die aufgedampfte oder aufgesputterte Schicht nicht dieselbe Kristallstruktur in senkrechter Richtung zur Schichtfläche aufweist. Aus verschiedensten Experimenten und aus Rasterelektronenmikroskopbildern (SEM), die die Oberfläche darstellen, ist bekannt, daß eine erste Kristallschicht feiner Körnung benachbart zu der Basisschicht über eine außerordentlich kleine Dicke ausgebildet wird und daß eine zweite Kristallschicht grober Körnung auf dieser ersten Kristallschicht erzeugt wird. Beispielsweise wird die Tatsache, daß die erste Kristallschicht im Bodenbereich des aufgedampften Filmes keine gut definierte säulenförmige Struktur aufweist, während die zweite Kristallschicht, die auf dieser ersten Kristallschicht ausgebildet ist, eine gut definierte und ausgebildete Säulenstruktur aufweist, von Edward R. Wuori und Professor J.H. Judy im "Initial Layer effects in Co-Cr films", IEEE TRANSACTIONS ON MAGKETICS, Vol. MAG-20, No. 5, September 1984, Seiten 774-775 und von William G. Haines, "VSM Profiling of CoCr Films: A New Analytically Technique", IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, Vol. MAG-20, No. 5, September 1984, Seiten 812-814 beschrieben.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung schenkten den oben beschriebenen Punkten ihre Aufmerksamkeit und dampften verschiedene Metalle auf, die eine Co-Cr-Legierung als Basisschicht aufwiesen und denen jeweils ein drittes Element hinzugefügt war. Dann wurden die physikalischen Eigenschaften der ersten Kristallschicht feiner Körnung, die sich im Bodenbereich des aufgedampften Metallfilmes gebildet hatte, und die zweite Kristallschicht grober Körnung, die sich auf dieser ersten Kristallschicht gebildet hatte, für jede der verschiedenen aufgedampften Metallfilme und Schichten untersucht. Es ergab sich bei diesen Untersuchungen als Ergebnis, daß bei Hinzufügen von Nb oder Ta als drittes Element zu dem Metall die senkrechte Koerzitivfeldstärke oder Koerzitivkraft der ersten Kristallschicht außerordentlich klein im Vergleich zu der senkrechten Koerzitivfeldstärke der zweiten Kristallschicht war. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die erste Kristallschicht mit der geringen

2G senkrechten Koerzitivfeldstärke als Schicht hoher Permeabilität benutzt wird und daß die zweite Kristallschicht mit großer senkrechter Koerzitivfeldstärke als eine Quermagnetisierungsschicht oder Senkrechtmagnetisierung sschicht des Aufzeichnungsmediums benutzt wird.

Im folgenden werden die experimentellen Ergebnisse, die bei der Messung der Koerzitivfeidstärken von der ersten und zweiten Kristallschicht, die sich bei der Besputterung oder Bedampfung der Basisschicht ergaben, beschrieben. Hierzu wurde eine dünne Schicht aus Co-Cr-Nb oder aus Co-Cr-Ta (im folgenden der Einfachheit halber als Dünnschicht bezeichnet) durch ein Sputterverfahren auf einer Basisschicht unter folgenden Bedingungen aufgebracht:

(1) Sputtergerät:

RF Magnetronsputtergerät,

(2) Sputterverfahren:

Kontinuierliches Besputtern bei einem anfängliehen Verdichtungsdruck von 1,33 x 10" Pa

(1x10~ Torr) und Zuführen von Argon (Ar)-Gas, bis der Druck 0,133 Pa (1x10~⁵ Torr) erreicht.

(3) Basisschicht:

Eine Polyimidkunstharzschicht mit einer Dicke von 20/um.

(4) Target:

Ein zusammengesetztes Target, das durch Plazieren kleiner Stücke von Nb oder Ta auf der Co-Cr-Legierung gewonnen wird.

(5) Abstand zwischen Target und Basisschicht: 110 mm.

Die magnetischen Eigenschaften der dünnen Filme wurden mit Hilfe eines schwingenden Abtastmagnetometers gemessen, das von Riken Denshi in Japan hergestellt wird, wobei die Zusammensetzung des dünnen Filmes mit Hilfe eines Energiedispersions-Mikroanalysators gemessen wurde, der von KSVEX in den Vereinigten Staaten hergestellt wird. Ferner wurde die Kristallorientierung der ünnen Filme durch einen X-Strahlanalysator gemessen, der von Rigaku Denki in Japan hergestellt wird.

Die FIG. 1 zeigt eine M-H-H3^rstereseschleife in Schichtebene oder auch Schichtebenen-K-H-Hystereseschleife für den Fall, bei dem ein Magnetfeld von 1,194 χ 10 kA/m (15 kOe) an ein Aufzeichnungsmedium gelegt wird, welches hergestellt wird, indem Nb als drittes Element Co-Cr hinzugefügt wird (das gleiche Phänomen ergibt sich, wenn Nb mit einer Verteilung von 2 bis 10 Atomgewichtsprozent hinzugefügt wird) und diese Co-Cr-Nb-Mischung auf der Polyimidkunstharzbasisschicht mit einer Schicht-

dicke von 0,2 Aim aufgedampft wird. Wie aus der FIG. 1 hervorgeht, steigt die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife steil und anormal in der Nähe des Ursprungs an, wie dies durch einen Pfeil A angezeigt ist, und es tritt der sogenannte Magnetisierungssprung (im folgenden der Einfachheit halber als Sprung bezeichnet) auf. Geht man davon aus, daß ein gleichförmiges Kristallwachstum konstantermaßen auftritt, wenn Co-Cr-Nb auf der Basisschicht zur Bildung der Co-Cr-Nb-Dünnschicht aufgedampft wird, so würde der in FIG. 1 gezeigte Sprung nicht auftreten. Es kann folglich hieraus hypothetisch geschlossen werden, daß mehrere Kristallschichten verschiedener magnetischer Eigenschaften innerhalb der Co-Cr-Nb-Dünnschicht nebeneinander vorliegen.

Die FIG. 2 zeigt eine Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife für den Fall, bei dem ein Magnetfeld von 1,19^· x 10 kA/m (15 kOe) an ein Aufzeichnungsmedium gelegt wird, das gewonnen wird, indem die Co-Cr-Nb-Mischung auf der Polyimidkunstharzbasisschicht mit einer Schichtdicke von 0,05 /um bei gleichen Besputterungsbedingungen aufgedampft wird. Entgegen dem in FIG. 1 gezeigten Fall, tritt in der Hystereseschleife aus FIG. 2 kein Sprung auf. Folglich ergibt sich, daß der Co-Cr-ITb-Dünnfilm mit einer Dicke im Bereich von 0,05 /um im wesentlichen durch eine gleichmäßige Kristallschicht gebildet ist. Außerdem kann der FIG. 2 entnommen werden, daß eine Schichtebenen-Koerzitivfeldstärke Hc(//) (im folgenden der Einfachheit halber als Koerzitivfeidstärke Hc(//) bezeichnet, im Fall, bei dem die Filmdicke im Bereich von 0,05 /um liegt, außerordentlich klein ist und daher die Schichtebenen-Permeabilität außerordentlich hoch ist. Es ergibt sich hieraus, daß die Koerzitivfeidstärke Hc(//) einer Anfangsschicht, die im Anfangsstadium in unmittelbarer Nähe auf der Basisschicht bei der Bedampfung wächst,

klein ist, und diese Anfangsschicht kann als die erste Kristallschicht feiner Körnung (im folgenden der Einfachheit halber als erste Kristallschicht bezeichnet) betrachtet werden, wobei diese Tatsache durch SEK-Bilder bestätigt wird, wie weiter oben erläutert ist. Eine Schicht, die auf dieser Anfangsschicht aufwächst, weist eine Koerzitivfeidstärke Hc(//) auf, die größer als die Koerzitivfeidstärke Hc(//) der Anfangsschicht ist, und diese Schicht kann als die zweite Kristallschicht grober Körnung (im folgenden der Einfachheit halber als zweite Kristallschicht bezeichnet) betrachtet werden, wobei diese Tatsache ebenfalls durch die SEM-Bilder belegt ist.

Im folgenden wird nun an Hand der FIG. 3 bis 5 begründet, warum der Sprung in dem dünnen Co-Cr-Nb-FiIm auftritt, in dem die erste und zweite Kristallschicht koexistieren. Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß dieser Sprung nicht für alle Co-Cr-Nb-Dünnfilme der verschiedenen Zusammensetzungen und bei verschiedenen Sputterbedingungen auftritt-, vie weiter unten näher erläutert werden wird. Wird der Co-Cr-Nb-Dünnfilm bei vorbestimmten Sputterbedingungen ausgebildet und die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife für diesen Dünnfilm aus der Messung gewonnen, so weist diese Hystereseschleife in der Nähe des Ursprungs einen in FIG. 3 gezeigten steilen Anstieg auf, und der Sprung tritt auf. Eine in FIG. 4 gezeigte Schichtebenen-K-H-Hystereseschleife für einen Dünnfilm, der nur aus der ersten Kristallschicht besteht, kann aus der Messung gewonnen werden, indem ein dünner Film mit einer kleinen Filmdicke hergestellt wird. Die zweite Kristallschicht kann als eine Schicht mit gleichmäßiger Kristallstruktur betrachtet werden, und darüber hinaus kann die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife aus FIG. 3 als eine Zusammensetzung der Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife der ersten Kristallschicht und einer Schicht-

ebenen-M-H-Hystereseschleife der zweiten Kristallschicht angesehen werden. Folglich kann die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife der zweiten Kristallschicht mit einer glatten, in FIG. 5 gezeigten Hystereseschleife gleichgesetzt werden, wobei in dieser Hystereseschleife die Koerzitivfeidstärke Hc(//) größer ist als die der ersten Kristallschicht und in dieser Hystereseschleife kein Sprung auftritt. Mit anderen Worten zeigt die Existenz des Sprunges in FIG. 3 an, daß beide Schichten, die unterschiedliche magnetische Eigenschaften aufweisen, in demselben Dünnfilm gemeinsam vorliegen. Aus diesem Grund ist es auch verständlich, daß die beiden Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften auch im Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilms gemeinsam vorliegen, der die in FIG. 1 gezeigte Schichtebenen-M-K-Hystereseschleife aufweist. Die Koerzitivfeldstärke der zweiten Kristallschicht kann aus einer Hystereseschleife gewonnen werden, die man erhält, indem man die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife des Co-Cr-Nb-Dünnfilffis, der nur aus der ersten Kristallschicht besteht, von der Schichtebenen-M-H-Kystereseschleife des Cc-Cr-Nb-Dünnfilms subtrahiert, in dem die erste und die zweite Kristallschicht koexistieren. Die expermimentellen Ergebnisse belegen, daß zwei Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften in dem Co-Cr-Nb-Dünr.film koexistieren, wenn die Schichtebenen-K-H-Hystereseschleife des Co-Cr-Nb-Dünnfilms einen steilen Anstieg in der Nähe des Ursprungs aufweist und der Sprung auftritt.

Im folgenden werden die magnetischen Eigenschaften d er beiden Schichten beschrieben, die den Co-Cr-Nb-Dünnfilm bilden, welcher auf die Basisschi~hz aufgedampft ist, wobei die Beschreibung der magnetisch--η Eigenschaften in Abhängigkeit von der Filmdicke an Hard -er F^TG. näher erläutert wird. FIG. 6 ist eine graphische L-r-tel-

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lung, die die Koerzitivfeldstärke Hc(//), eine senkrechte Koerzitivfeidstärke Hc(_i_) (im folgenden der Einfachheit halber als Koerzitivfeldstärke Hc(_J_) bezeichnet) und eine Magnetisierungssprunggröße (im folgenden der Einfachheit halber als Sprunggröße bezeichnet) O. für alle Filmdicken angibt, die durch gesteuer-

J
te Variation der Sputterzeiten des Co-Cr-Nb-Dünnfilms

eingestellt werden.

Dabei ist die Koerzitivfeldstärke Hc(//) für Filmdicken unter 0,15/um kleiner als 1,433 x 10 ' A/m (180 Oe), und es kann davon ausgegangen werden, daß die Schichtebenen-Permeabilität groß ist. Weiterhin ist aus der FIG. 6 entnehmbar, daß die Koerzitivfelsstärke Hc(//) sich auch dann nicht merklich ändert, wenn die Filmdicke vergrößert wird. Demgegenüber steigt die Sprunggröße Ο_Λ bei einer Filmdicke von angenähert 0,075/Um steil an und beschreibt für Dicken über 0,05/Um eine nach oben hin offene Parabel. Weiterhin steigt die Koerzitivfeldstärke Hc(J_) bei Filmdicken von 0,05 bis 0,15/um von 18o Oe steil an und beträgt bei Filmdicken über 0,15 /um mehr als 7,163 χ iO^: A/m (900 Oe). Aus den obigen Ergebnissen resultiert, daß zwischen der ersten und zweiten Kristallschicht bei einer Filmdicke von angenähert 0,05 bis 0,15/um eine Grenze vorliegt. Kit anderen Worten sind die Koerzitivfeidstärker. Hc(//) und Hc(_]_ ) der ersten Kristallschicht bei den Fllmdicken unter 0,05 /um beide unterhalb 1,433 χ 10 A/e (ISO Oe) und klein, während die Koerzitivfeldstärke Kc(//) der zweiten Kristallschicht bei Filmdicken über 0,15/um unter ungefähr 1,433 x 1o A/m liegt und klein ist und die Koerzitivfeldstärke Hc(_J_) dieser zweiten Schichtdicke über 7,163 x 10 A/m (900 Oe) liegt und groß ist. Daher ist die zweite Kristallschicht eine Schicht hoher Koerzitivfeldstärke, die für die Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe geeignet ist. Bei solchen

Filmdicken, bei denen dieser Sprung nicht auftritt, betragen die Koerzitivfeldstärken Hc(//) und Hc( \ ) beide weniger als 1,433 x 10 A/m (180 Oe) und sind gering. Jedoch nimmt bei einer derart großen Filmdicke, bei der der Sprung auftritt, die Koerzitivfeidstärke Hc(J_) stark zu. Folglich zeigt auch dieser Gesichtspunkt, daß die Co-Cr-Nb-Dünnfilmschicht aus zwei Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften besteht, wenn der Sprung auftritt. Entsprechend den von den vorliegenden Erfindern ausgeführten Experimenten ergab sich, wenn die Zusammensetzung und/oder die Sputterbedingungen geringfügig geändert wurden, daß eine geringfügige Änderung in der Filmdicke, bei der die Sprunggröße σ ^ und die Koerzitivfeldstärke Hc(_J_) jeweils steil ansteigen, auftritt. Diese geringfügige Änderung in dieser Filmdicke tritt innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 0,15 /um auf. Das bedeutet, daß davon ausgegangen werden kann, daß der Sprung auftritt, wenn die erste Kristallschicht eine Dicke im

20 Bereich von 0,05 bis 0,15 /um aufweist.

Im folgenden werden die Ergebnisse, die in FIG. dargestellt sind, näher erläutert, die ähnliche Experimente zeigen, die für den Fall durchgeführt wurden, daß Tantal (Ta) dem Co-Cr als drittes Element hinzugefügt wurde_c (Dabei traten die gleichen Phenomene auf, wenn das Ta in einem Bereich von 2 bis 10 atjs hinzugefügt wurde). Wiederum wurde die Co-Cr-Ta-Mischung mit verschiedenen Filmdicken auf der Polyimidkunstharzbasisschicht aufgedampft. Die FlG. 7 zeigt eine graphische Darstellung, in der die Koerzitivfeldstärke Hc(//), die senkrechte Koerzitivfeldstärke Hc(_i_ ) und die Sprunggröße O für alle Filmdicken

U dargestellt sind, die durch eine gesteuerte Änderung der Besputterungszeit für die Co-Cr-Ta-Schicht eingestellt wurden. Es ergaben sich bei dem Hinzufügen des

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Ta zu dem Co-Cr ähnliche Ergebnisse wie im Fall, bei dem das Nb zu dem Co-Cr hinzugefügt wurde. Aus der FIG. 7 geht hervor, daß die Grenze zwischen der ersten und zweiten Kristallschicht bei Filmdicken von 0,05 bis 0,15 /um vorkommt. Bei Filmdicken unterhalb 0,05/um sind in der ersten Kristallschicht sowohl die Koerzitivfeldstärke Hc(//) und Hc(_J_) unterhalb 1,353 x 10 A/m (170 Oe) und klein, so daß eine Schicht geringer Koerzitivfeldstärke bei Filmdicken unterhalb von 0,05/um vorliegt. Andererseits ist bei Filmdicken über 0,075/um, d.h. in der zweiten PIristallschicht, die Koerzitivfeldstärke Hc(//) gering, und die Koerzitivfeldstärke Hc(_j_ ) steigt von 1,592 χ 10 A/m bis auf 5,969 x 10 ' A/m (200 Oe bis auf über 750 Oe) in dem Bereich der Filmdicken an, in denen der Sprung auftritt. Anschließend nimmt die Koerzitivfeldstärke Hc(_i_) der zweiten Schicht allmählich mit der FiImdicke zu. Mit anderen Worten liegt eine Schicht hoher Koerzitivfeldstärke bei Filmdicken von über 0,075 /um

20 vor.

Zu den zuvor beschriebenen Experimenten muß erwähnt werden, daß der Sprung nicht auftritt, wenn die Sputterbedingung und die Menge des hinzugefügten Nb oder Ta (2 bis 1C Atomgewichtsprozent im Fall des Nb und 1 bis 10 Atomgewichtsprozent in Fall des Ta) von den zuvor erwähnten Werten abweichen. Jedoch werden die erste und zweite Kristallschicht innerhalb des Co-Cr-Nb-Dünnfilms und des Co-Cr-Ta-Dünnfilms, in dem kein Sprung auftritt, auch ausgebildet, wie insbesondere aus den am Anfang der Figurenbeschreibung zitierten Schriften hervorgeht. Ein Beispiel für eine Schichtebenen K-H-Hystereseschleife des Co-Cr-Nb-Dünnfilms, in dem kein Sprung auftritt, wird an Hand der FIG. 8A bis 8C näher erläutert. Die FIG. 8A zeigt eine Schichtebenen M-H-Hystereseschleife sowohl für die erste

bad

ofiigi_Nal

als auch für die zweite Schicht, die FIG. 8B zeigt eine Schichtebenen M-H-Hystereseschleife nur für die erste Kristallschicht und die FIG. 8E zeigt eine Schichtebenen M-H-Hystereseschleife nur für die zweite Kristallschicht. Aus den FIG. 8A bis 8C geht hervor, daß die remanente Magnetisierung in Schichtebene Mr_B(//) der ersten Kristallschicht größer als die remanente Magnetisierung in Schichtebene Mr_nder zweiten Kristallschicht ist. Ferner ist die remanente Magnetisierung in Schichtebene Mr»(//) von beiden zusammen, der ersten und der zweiten Kristallschicht, im Vergleich zu der remanenten Magnetisierung in Schichtebene Mr_p(//) der zweiten Kristallschicht ungünstig, so daß die anisotrope magnetische Feldstärke Mk klein ist. Darüber hinaus ist bekannt, daß die Orientierung der ersten Kristallschicht schlecht ist (derß Öcg-Wert ist groß), und die erste Kristallschicht ist für die senkrechte Magnetisierungsaufzeichnung oder die Quermagnetisierungsaufzeichnung

ungeeignet. 20

FIG. 9 zeigt eine graphische Darstellung, die die Beziehung des Schwingkurvenhalbwerts, d.h. der Halbwertsbreite der vom Analysator gelieferten Kurve, OiQc₀) der hcp (002)-Ebene (hexagonal closed packed) jeweils für einen Kobalt-Chrom (Co-Cr)-Dünnfilm (Zusammensetzung von Co₈₁Cr₁₉ atjä) und den Co-Cr-Nb-Dünnfilm in Abhängigkeit von den Filmdicken darstellt. Der Co-Cr-Dünnfilm ist, abgesehen von der unter (4) beschriebenen Bedingung, bei denselben Sputterbedingungen hergestellt, wie diese weiter oben beschrieben wurden. In diesem Fall wurde die Co-Cr-Legierung allein als Target benutzt. Aus der FIG. 9 geht hervor, daß die Orientierung des Co-Cr-Nb-Dünnfilms im Anfangsstadium der Filmformation außerordentlich schlecht ist, während die Orientierung des Co-Cr-Dünnfilms im Anfangsstadium der Filmformation zufriedenstellend ist. Jedoch verbessert sich die Orientierung des Co-Cr-Nb-Dünnfilms rapide mit zunehmender

Filmdicke. Insbesondere ist die Orientierung des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes bei Filmdicken über ungefähr 0,15/um zufriedenstellender und besser als die des Co-Cr-Dünnfilm.es. Mit anderen Worten ist die Orientierung des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes im Anfangsstadium der Filmformation schlecht, d.h. während der Ausbildung der ersten Kristallschicht, jedoch verbessern sich die Orientierungen des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes schlagartig, wenn die Filmdicke über 0,15/um zunimmt, d.h., wenn die zweite Kristallschicht gebildet wird. Folglich ist verständlich, daß in dem Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes zwei Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Filmdicke gebildet werden, und daß die Orientierung der zweiten Kristallschicht zufriedenstellender und besser als die des Co-Cr-Dünnfilmes ist.

Im folgenden wird der Co-Cr-Nb-Dünnfilm im Hinblick auf die magnetische Anisotropie untersucht. Die FIG. 1OA bis 1OC zeigen graphische Darstellungen, in denen jeweils Drehmomentkurven des Co-Cr-Dünnfilmes in Abhängigkeit von Filmdicken 0,50, 0,20 und 0,05 /um gezeigt sind. Die FlG. 11A bis 11C zeigen graphische Darstellungen, in denen Drehmonentkurven des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes jeweils entsprechend für Filmdicken von 0,50, 0,18 und 0,05/am gezeigt sind. In den graphischen Darstellungen der FIG. 10 und 11 ist auf der Abszisse jeweils der Winkel θ abgetragen, der zwischen der Filmoberflächennormalen und dem angelegten magnetischen Feld vorliegt. Auf der Ordinate ist das Drehmoment abgetragen und das an den Dünnfilm angelegte Magnetfeld beträgt 795,9 kA/rn (10 kOe). Darüber hinaus weisen die Co-Cr-DünnfUrne und die Co-Cr-irb-Dünnfilme jeweils die Zusammensetzung von entsprechend Cog^Cr^g at% und Coyy Q^Cri6 0^6 1 ^a^ sowie die Sättigungsmagnetisierung Ms von 400 emu/cc und 350 emu/cc (4,0 χ 10^ A/m und 3,5 x 10⁵ A/m) auf.

Im Fall des in FIG. 1OA bis 1OC dargestellten Co-Cr-Dünnfilins ist die Polarität der Drehmomentkurven für alle drei Filme dieselbe, und die Achse der leichten Magnetisierung ist senkrecht zur FiIm-5 oberfläche. Im Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilms in den FIG. 11A und 11B mit den Jeweiligen Filmdicken 0,50 und 0,18/um ist die Polarität der Drehmomentkurven dieselbe für diese beiden Dünnfilme, und die Achse der leichten Magnetisierung ist senkrecht zu der Filmoberfläche. Jedoch ist im Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilms mit der Filmdicke von 0,05 /um (FIG. 11C) die Polarität der Drehmomentkurve zu der Polarität der Drehmomentkurven der anderen beiden Filmdicken entgegengesetzt, und die Achse der leichten Magnetisierung ist in Schichtebene des Dünnfilmes. Wie weiter oben schon beschrieben wurde, kann davon ausgegangen werden, daß nur die erste Kristallschicht ausgebildet ist, wenn der Co-Cr-Nb-Dünnfilm mit einer Filmdicke von 0,05/um hergestellt wird. Dabei ist die Achse der leichten Magnetisierung der ersten Kristallschicht in Schichtebene dieser ersten Kristallschicht. Mit wachsender Filindicke wird die Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zur Filmoberfläche, und es kann davon ausgegangen werden, daß die zweite Kristallschicht eine starke Achse der leichten Magnetisierung aufweist, die senkrecht zu der Filmoberfläche ist. Ferner sei erwähnt, da.? in den Drehmomentkurven des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes mit den Filmdicken von mehr als 0,05 /um anormale Bereiche auftreten, die in den FIG. 11A und 11B durch die Pfeile B angezeigt sind. Es kann davon ausgegangen werden, daß diese anormalen Bereiche in den Drehmomentkurven aufgrund der magnetischen Eigenschaften der ersten Kristallschicht auftreten. Das bedeutet, daß bei anwachsender Dicke des dünnen Films über einen vorbestimmten Wert die zweite Kristallschicht, die eine Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zu

SAD ORIGINAL

der Filmoberfläche aufweist, auf der ersten Kristallschicht gebildet wird, welche eine leichte Magnetisierungsachse in Schichtebene der ersten Kristallschicht aufweist. Es kann hieraus geschlossen werden, daß die erste und zweite Kristallschicht mit den verschiedenen magnetischen Eigenschaften sich gegenseitig beeinflussen, so daß die anormalen Bereiche in den Drehmomentkurven des als ganzes gemessenen Dünnfilms auftreten. Somit ist auch an Hand der Drehmomentkurven belegt, daß in dem einzigen Co-Cr-Nb-Dünnfilm zwei Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften koexistieren.

Werden der Co-Cr-Kb- oder Co-Cr-Ta-Dünnfilm, der durch die erste und zweite Kristallschicht gebildet ist, als magnetische Schicht des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums benutzt und wird versucht, den gesamten dünnen Film in Richtung senkrecht zur Filmoberfläche entsprechend dem üblichen Konzept zu magnetisieren, so liegt durch die Existenz der ersten Kristallschicht ein außerordentlich ungünstiger primärer Faktor für die senkrechte Magnetisierung vor. Dabei ist die Existenz der ersten Kristallschicht für beide Fälle, d.h. für Anordnungen mit und ohne Sprung, ein ungünstiger primärer Faktor. Tritt der oben beschriebene Sprung auf, so sind die Koerzitivfeldstärken Hc(//) und Hc (_[__) der ersten Kris tall schicht außerordentlich klein, und es kann davon ausgegangen werden, dai3 in der ersten Kristall schicht scheinbar

* keine senkrechte Magnetisierung vorhanden ist. Tritt auf der anderen Seite kein Sprung auf, so ist die Koerzitivfeidstärke Hc(//) der ersten Kristallschicht größer als im Fall, "bei dem der Sprung auftritt, jedoch ist die Koerzitivfeidstärke Hc(I) der ersten

"55 —^

^ Kristallschicht unzureichend für die Realisierung einer senkrechten Magnetisierungsaufzeichnung. Folglich

muß geschlossen werden, daß es unmöglich ist, eine zufriedenstellende senkrechte Magnetisierungsaufzeichnung auszuführen. Entsprechend kann auch "bei Durchführung der Magnetisierung in der senkrechten Richtung zur Filmoberfläche scheinbar keine senkrechte Magnetisierung oder Quermagnetisierung in der ersten Kristallschicht auftreten. Infolgedessen ist die Wirksamkeit und Effizienz der senkrechten Magnetisierung der dünnen Schicht insgesamt verschlechtert. Eine solehe Verschlechterung in der Effizienz der Quermagnetisierung ist insbesondere bei Benutzung von Magnetköpfen, wie beispielsweise dem Ringmagnetkopf, zu beobachten, der ein Magnetfeld erzeugt, das beträchtliche Komponenten in der Schichtebenenrichtung einschließt. Wird darüber hinaus die Filmdicke mit in Betracht gezogen, so beträgt die Dicke der ersten Kristallschicht weniger als 0,15 /um und ist angenähert konstant und unabhängig von der Filmdicke des gesamten dünnen Films. Wird folglich die Filmdicke des Dünnfilms vermindert, um die Flexibilität des Aufzeichnungsmediums nicht einzubüßen, so nimmt die relative Dicke der ersten Kristallscr.icht bezüglich der Filmdicke des gesamten Dünnfilines zu, und die senkrechte Magnetisierungscharakteristik oder Quermagnetisierungscharakteristik wird

25 weiterhin verschlechtert.

Jedoch fanden die Erfinder der vorliegenden Anmeldung heraus, daß die erste Kristallschicht eine selche magnetische Charakteristik hat, daß die Koerzi-χivfeidstärke Hc(//) gering ist und die Permeabilität relativ hoch ist, so daß die magnetische Eigenschaft der ersten Kristallschicht ähnlich der einer Schicht hoher Permeabilität (beispielsweise einem Fe-Ni-Dünnfiln) ist, die zwischen der Basisschicht und dem Co-Cr-Dünnfiln: des gebräuchlichen Aufzeichnungsmediums vorgesehen ist. Folglich kann die erste Kristallschicht

BAD ORIGINAL

mit geringer Koerzitivfeidstärke Hc(//) als Schicht hoher Permeabilität benutzt werden, und die zweite Kristallschicht mit großer Koerzitivfeidstärke Hc( 1 ) kann als die senkrechte Magnetisierungsschicht oder Quermagnetisierungsschicht benutzt werden. Daher kann das Aufzeichnungsmedium mit einem einzigen Dünnfilm, der auf der ersten und zweiten Kristallschicht aufgebaut ist, als Film gelten, der dieselben Funktionen wie ein gebräuchliches Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium aufweist, das eine Doppelfilmanordnung oder Doppelschichtanordnung aufweist.

Im folgenden wird beschrieben, wie sich die magnetischen Eigenschaften ändern und die Wiedergabeausgangssignale unterscheiden, wenn die Zusammensetzung und die Dicke des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes und des Co-Cr-Ta-Dünnfilmes geändert werden. Die Beschreibung erfolgt an Hand der Tabellen I bis III und der FIG. 12A bis Die Tabelle I zeigt verschiedene magnetische Eigenschäften für Fälle bei denen die Zusammensetzung und die Filmdicken des Co-Cr-Dünnfilmes und des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes geändert sind. Die FIG. 12A bis 12S sind graphische Darstellungen, die die Schichtebenen M-H-Hystereseschleifen des dünnen Filmes aus Tabelle I darstellen. In der Tabelle I gibt ο die Filindicke an, Ms die Sättigungsmagnetisierung, Hc(JL ) ^^ie senkrechte Magnetisierung, Hc(//) die Schichtebenenmagnetisierung;, Mr(//)/Ms das Schichtebenenrechteckigkeitsverhältnis und Mr(//) die remanente Magnetisierung des Dünnfilmes in Schichtebene. In der letzten Spalte gibt.Hk die senkrechte anisotrope magnetische Feldstärke an.

DJ

> σ

D Z

	( /um)	(oinu/co)	Tnhollo	T.	*\\ou η* (Do)	Δ«_Ρ,₀ (Grad.)	Mr(//)/Ms	I Ik (0o)
Zu σ Fimmensot7.un.fi (nty.)	0,19	4/iR	Mc( ! ) (I)TT)-	177	B,7	0,24	3030
^Co87,1^Cr13,2^Frb?,7	0,19	/\|ίΐ7	^p9 3	/i35	<°>,9	0,21	3900
^CoR5,3^Cr13,^^1,3	0,20	/\|/i9	677	446	10,1	0,19	4350
Co₈₁Cr_1q	0,105	Λ 49	728	150	11,5	0,43	1320
^Co84,1^13,2^2,9	0,10	395	949	423	10,2	0,24	3420
Co₈₁Cr₁₉		753

Umrechnung auf SI-Einheiten

Mn (A/m)	Hc(JL) (A/m)	Hc(//) (A/m)	Hk (A/m)
Λ,Λ8·10⁵	7,12-1O⁴	1,41-10^	2,41-10^
4,Q7-10⁵	5,39*1O^Z\|	3,46-1O⁴	3,1O-1O⁵
4,Α9·10⁵	5,79-10⁴	3,55-1O⁴	3,46·10⁵
4,Ao-IO-¹⁵	7,55·1Ο^/+	1,19-10	1,Ο5·1Ο⁵
3,95·1Ο⁵	5,99·10 ^f	3,37-10^/f	2,72-10⁵

cn CZ'

cn ο

36Ü7500

Aus den FIG. 12A bis 12E und der Tabelle kann geschlossen werden, daß auch dann, wenn das Nt- als drittes Element dem Co-Cr hinzugefügt wird, die Ko-

erzitivfeidstärke Hc(_] ), die zur senkrechten Ka-

gnetisierung beiträgt, groß ist, wenn der Sprung auftritt, wie dies durch die Pfeile C und D in den FIG. 12A und 12D angezeigt ist. Jedoch ist die Koerzitivfeidstärke Hc(_J ) klein, wenn der Sprung nicht auftritt. Tritt der Sprung auf, so ist darüber hinaus die Koerzitivfeidstärke Hc(//) der ersten Kristallschicht geringer als angenähert 1,433 x 10 A/m

(180 Oe), die Koerzitivfeidstärke Hc(_J ) der zweiten Schicht ist angenähert größer als 1,592 χ 10' A/m (200 Oe), die senkrechte Anisotropiemagnetfeldstärke Hk ist klein, und das Schichtebenenrechteckigkeitsverhältnis Mr(//)/Ms ist im Vergleich zu dem des Co-Cr-Dünnfilmes groß, der angenähert dieselbe Filmdicke aufweist. Das Schichtebenenrechteckigkeitsverhältnis Mr(//)/Ms nimmt allmählich von einer unteren Grenze 0,2 mit abnehmender Filmdicke Ö zu. Kit anderen Worten tritt der Sprung auf, wenn das Schichtebenenrechteckigkeitsverhältnis Kr(//)/Ks des magnetischen Dünnfilmes insgesamt über 0,2 ist. Eine solche Eigenschaft wurde bislang allgemein als eine ungünstige Bedingung bewertet, wenn der Ringkern mit einer großen magnetischen Flußverteilung als Magnetkopf benutzt wurde. Wird jedoch die Wiedergabeausgangscharakteristik in Abhängigkeit von der Aufzeichnungswellenlänge von diesem Guermagnetisierungsaufzeichnungsnedium mit Co-Cr-ITb-Dünnfilm an Hand der FIG. 13 untersucht, so geht aus dieser Figur hervor, da:" das Wiedergabeausgangssignal, welches mit dem Co-Cr-Kb-Dünnfilm, in dem der Sprung auftritt, erhalten wird, zufriedenstellender als das Wiedergabeausgangssignal ist, welches mit einem Co-Cr-Nb-Dünnfilm, bei dem kein Sprung auftritt, gewonnen wird. Insbesondere ist das Wiedergabeausgangssignal in dem Bereich, in dem

die Aufzeichnungswellenlänge kurz ist, besser und zufriedenstellend. Im Bereich kurzer Wellenlängen, d.h. im Bereich, in dem die Aufzeichnungswellenlänge im Bereich von 0,2 bis 1,0 Aim liegt, nimmt das Wiedergabeausgangssignal für den Co-Cr-Dünnfilm und auch für den Co-Cr-Nb-Dünnfilm , in dem kein Sprung auftritt, zu. Jedoch ist in dem Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes, in dem der Sprung auftritt, die Rate, mit der das Wiedergabeausgangssignal zunimmt, größer als die Rate, mit der das Wiedergabeausgangssignal im Fall der Dünnfilme mit den zuvor beschriebenen Filmdicken zunimmt. Es kann gefolgert werden, daß der Co-Cr-Kb-Dünnfilm, in dem der Sprung auftritt, insbesondere für die Quermagnetisierung mit kurzer Auf-Zeichnungswellenlänge geeignet ist. Der Verlauf des Wiedergabeausgangssignals ist eine im kurzen Wellenlängenbereich nach unten offene Parabel, jedoch ist im Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilms, bei dem der Sprung auftritt, das Wiedergabeausgangssignal größer als diejenigen, die mit dem Co-Cr-Dünnfilm und dem Co-Cr-Nb-Dünnfilm gewonnen werden, bei denen kein Sprung auftritt, wobei das Ausgangssignal im ganzen Wellenlängenbereich größer ist.

Ähnliche Ergebnisse wie im Fall des beschriebenen Co-Cr-rTD-Dünnfilmes wurden auch für den Co-Cr-Ta-Dünnfilm erhalten. Die Tabelle II zeigt verschiedene magnetische Eigenschaften für Fälle, bei denen die Filmdicke des Co-Cr-Dünnfilmes und des Co-Cr-Ta-Dünnfilmes geändert wurden. Die Tabelle II weist dieselben Bezeichnungen wie die Tabelle I auf. Die FIG. 14A bis 14Ξ zeigen entsprechend die graphischen Darstellungen der Schichtebenen M-H-Hystereseschleifen für die in Tabelle II aufgeführten Dünnfilme. Die FIG. 15 zeigt den Verlauf des wiedergegebenen Ausgangssignals in Abhängigkeit von der Aufzeichnungswellenlänge für das Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium mit dem Co—Cr-Ta-Dünnfilffi.

BAD

Tabelle II

Zusammensetzung (at%)	(/um)	Mn (emu/cc)	770	Hc(//) (Oe)	(Grad)	Mr(//)/Ms	IDc (Oe)
^CoB/i,8^Cr13,^^Ta1,8	0,105	406	753	114	11,5	0,46	750
Co₈₁ Cr₁₉	0,10	395	728	423	10,2	0,24	3420
Co₈₁ Cr₁₉	0,20	Vi 9	446	10,2	0,19	h 350

Umrechnung auf
SI-Ej nheit.cn

Mf! (Λ/m)	(Λ/m)	Hc(//) (A/m)	Ilk (A/m)
/ι,06·10⁵ 3,95-1O⁵	6,13*1O^7t 5,99-10^	9,Q7-1O³ 3,37·1Ο⁴	5,97·10⁴ 2,72·10⁵
4,/(9*10^r;	5,79'iü'¹	3,55.1O⁴	3,46·1Ο⁵

36075Ü0

Wie bereits beschrieben wurde, kann davon ausgegangen werden, daß die Verbesserung in der Wiedergabeausgangscharakteristik im kurzen Wellenlängenbereich aufgrund des Sprungs auftritt. Die Koerzitivfeldstärke Hc(//) der ersten Kristallschicht im Magnetfilm, in dem der Sprung auftritt, ist geringer als die Koerzitivf eidstärke Hc(//) der ersten Kristallschicht in dem Magnetfilm, in dem kein Sprung auftritt.

Im folgenden wird an Hand der Tabelle III und der FIG. 16 und 17 der Bereich des Koerzitivfeldstärkenverhältnisses beschrieben, bei dem der Sprung auftritt. Hierbei entspricht das Koerzitivfeldstärkenverhäitnis dem Verhältnis Ηο(//)/Ηο(^ ) zwischen

der Koerzitivfeidstärke Hc(//) der ersten Kristallschicht und der Koerzitivf eidstärke Hc (_J ) der

zweiten Kristallschicht. Die Tabelle III zeigt einen Vergleich von verschiedenen magnetischen Eigenschaften der Co-Cr-Nb-Dünnfilme und der Co-Cr-Ta-Dünnfilme, in denen jeweils der Kagnetisierungssprung auftritt, und die verschiedenen magnetischen Eigenschaften des Co-Cr-lfD-Dünnfilmes und des Co-Cr-Dünnfilmes, in denen kein solcher Sprung auftritt. Die Bezeichnungen in der Tabelle III entsprechenden bereits in Tabelle I und II benutzten Bezeichnungen. Darüber hinaus zeigen in Tabelle III die römischen Ziffern I bis VI in der linken Spalte der Tabelle die sechs verschiedenen Fälle an, und diese Bezeichnung ist auch in den FIG. 16 und 17 benutzt. Die Fälle I bis VI repräsentieren jeweils die Fälle, bei denen die Zusammensetzung des Dünnfilmes den folgenden at-Prozenten entspricht: Co_ß^ apT^-z 4^'^a1 ^Cc84,1^Cr13,2^r^2,7' ^Co83,3^13,1^3,6' ^Co83,3^13,1^3,6' Cog,- 3Cr₁-, ^Nb^ TC₁ und COg^Cr^g. Ferner zeigt das Wort "ja" der letzten Zeile "Sprung" an, daß der Sprung auftritt und entsprechend das Wort "nein",daß der Sprung jeweils nicht auftritt. Die angegebenen Daten für die Fälle II, V und VI entsprechen den Daten in Tab. I_e

BAD ORIGINAL

Tabelle III

2? ο

m ö

Fall	(/um)	Ms (emu/cc)	1275	Hc(//) (Oe)	^Λθ50 (Grad)	Mf(//) Ms	HIc (Oe)	HgU/)	Sprung,
I	0,20	464	893	231	8,4	0,23	4600	Hc(JL)
II	0,19	448	624	177	8,7	0,24	3030	1/5,5	ja
III	0,19	331	759	56	9,2	0,37	720	1/5	Oa
IV	0,19	334	677	36	6,0	0,26	450	1/11,1	ja
V	0,19	497	728	435	8,9	0,21	3900	1/21,1	ja
VI	0,20	449	446	10,2	0,19	4350	1/1,6	nein
	1/1,6	nein

Umrechnung

auf
SI-Einheiten

Ms (Λ/τη)	Hc ( (Λ/m	) )	Πο(//) (A/m)	Hk (A/m)
4,64·1Ο^?	1,01·10⁵	1,84·10⁴	3,66·10⁵
4,48.1O⁵	7,12·10^Ζ\|	1,41·1Ο⁴	2,41*10-⁵
3,31ΊΟ⁵	4,97·1Ο⁷'	4,46-1O³	5.73-10⁴
3,34-1O⁵	6,04-1O⁷'	2,87·1Ο³	3.58.10⁴
/\|,97·10⁵	5,39·1Ο^Ζ\|	3,46.10⁴	3.1Ο-1Ο⁵
4,49·1O⁵	5,79·10^/!	3,55·1Ο^/+	3,46·10⁵

cn Cj-O

36Ü75Ü0

Die FIG. 16 und 17 zeigen graphische Darstellungen, die jeweils die Beziehung zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und dem wiedergegebenen Ausgangssignal verdeutlichen, wobei die Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe jeweils mit den in Tabelle III aufgeführten dünnen Filmen durchgeführt wurde.

Werden Nb oder Ta dem Co-Cr als drittes Element hinzugefügt, wie in der Tabelle III aufgeführt ist,

so ist die Koerzitivfeidstärke Hc(_J ) , die zu der

senkrechten Magnetisierung beiträgt, groß , wenn der Sprung auftritt, jedoch ist die Koerzitivfeldstärke Hc(Jj ) klein, wenn der Sprung nicht auftritt. Wird

der Verlauf des Ausgangssignals in Abhängigkeit von der aufgezeichneten Wellenlänge für den Co-Cr-Nb-Dünnfilm und den Co-Cr-Ta-Dünnfilm (im folgenden der Einfachheit halber als Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilme bezeichnet) an Hand der FIG. 16 und der FIG. 17 verglichen, so wird deutlich, daß die wiedergegebenen Ausgangssignale, die mit den Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilmen gewonnen werden, zufriedenstellender sind als die wiedergegebenen Ausgangssignale, die mit Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilaen, in denen kein Sprung auftritt, und dem

25 Cc—Cr-Dünnfilm gewonnen werden.

Andererseits beträgt, wie in der Tabelle III aufgeführt ist, das Koerzitiwerhältnis Hc(//)/Hc(_J )

für der. Dünnfilm, bei dem der Sprung auftritt, weniger als 1/5. Ferner weist der Dünnfilm, in dem kein Sprung auftritt, ein großes Ploerzitivfeldstärkenverhältnis Kc(//)/Hc(J_) in der Größenordnung von 1,6 auf, entsprechend den experimentellen Ergebnissen, die die Erfinder der vorliegenden Anmeldung ermittelten, kann davon ausgegangen werden, daß die Obergrenze für

das Koerzitivfeldstärkenverhältnis Hc(//)/Hc(J ), bei

dem der Sprung auftritt, angenähert 1/5 ist. Im allgemeinen kann angenommen werden, daß die Koerzitivfeidstärke Hc(_J ) der für die Guermagnetisierungsauf-

zeichnung und Wiedergabe geeigneten Guermagnetisierungsschicht angenähert 1,194 x 1Cr A/m (1500 Oe) beträgt. Die Koerzitivfeidstärke Hc(//) der ersten für die Funktion als Schicht hoher Permeabilität geeigneten Kristallschicht liegt im Mittel in der Größenordnung 2,388 χ 10 A/m (30 Oe). Polglich kann davon ausgegangen werden, daß die untere Grenze des Koerzitivfeldstärkenverhältnisses Hc(//)/Hc(J ) nahezu 1/50 ist.

Es ist mit anderen Worten nötig, ein Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium zu realisieren, das insbesondere im kurzen Wellenlängenbereich ein zufriedenstellendes Wiedergabeausgangssignal liefert, indem das Koerzitivfeldstärkenverhältnis Hc(//)/Hc(_J ) zu einem ausgewählten Wert angesetzt ist, der großer oder gleich 1/50 ist und kleiner oder gleich 1/5» wenn die Magnetschicht gebildet wird, so daß der Sprung auftritt. Der Wert

des Koerzitivfeldstärkenverhältnisses Kc(//)/Hc_J )

kann.eingestellt werden, indem die Zusammensetzung des magnetischen Materials verändert-wird und die Sputterbedingungen geeignet ausgewählt werden.

Ie folgenden wird näher begründet, warum das wiedergegebene Ausgangssignal verbessert ist, wenn cer-Sprung in der Magne~schicht auftritt. Wird die Magnetschicht durch Aufsputtern des Co-Cr-Nb oder Co-Cr-Ta gebildet, so entsteht eine erste Kristallschicht 12 feiner Körnung mit einer kleinen Koerzitivfeldstärhe Hc(//) von weniger als 1,433 χ 10" A/m (180 Oe) in unmittelbarer Nähe auf einer Basisschicht 11. Ferner bildet sich eine zweite Kristallschicht 13 grober Körnung mit einer hohen Koerzitivfeidstärke Kc(_j )

von angenähert über 1,592 χ 10 A/m (200 Oe) auf der ersten Kristallschicht 12, wie dies in FIG. 18 darge-

8aq

36075Ö0

stellt ist. Folglich ist die magnetische Schicht aus der ersten und zweiten Kristallschicht 12 und 13 aufgebaut. Da das Koerzitivfeldstärkenverhältnis Hc(//)/Hc( j ) zwischen der Koerzitivfeldstärke Hc(//) der ersten Kristallschicht 12 und der Koerzitivfeldstärke Hc(_J ) der zweiten Kristallschicht 13 auf

einen Wert größer oder gleich 1/50 und kleiner oder gleich 1/5 festgesetzt ist, tritt der Sprung in der Magnetschicht auf, die aus der ersten und zweiten Kristallschicht 12 und 13 gebildet ist. Aus diesem Grund kann davon ausgegangen werden, daß der magnetische Fluß von einem Magnetkopf 14 die zweite Kristallschicht 13 durchdringt, die erste Kristallschicht 12 erreicht und in Schichtebenenrichtung innerhalb der ersten Kristallschicht 12, die die geringe Koerzitivfeldstärke Hc(//) und die hohe Permeabilität aufweist, fortschreitet. Dabei wird die zweite Kristallschicht in der Querrichtung oder in der senkrechten Richtung durch den magnetischen Fluß magnetisiert, der außerordentlich schnell den Kagnetpolbereich des Magnetkopf es 1^· erreicht. Folglich beschreibt das Verlaufsmuster der magnetischen Kraftlinien vom Magnetkopf 14 einen im wesentlichen U-förmigen Verlauf, wie durch die Pfeile in FIG. 18 angedeutet ist. Da der magnetisehe Fluß die zweite Kristallschicht 13 bei einer vorbestimmten Quermagnetisierungsaufzeichnungspositiori. scharf und deutlich durchdringt, wird die zweite Kristallschicht 13 der Quermagnetisierung unterworfen, die eine große remanente Magnetisierung bewirkt. Betrachtet man die Koerzitivfeldstärke Hc(//) der ersten Kristallschicht 12 für den Fall, bei dem der Sprung auftritt und für den Fall, bei dem der Sprung nicht auftritt, wenn die Schichtebenen M-H-Hysteresecharakteristik so ist, daß das Schichtebenenrechteckigkeitsverhältnis Mr(//)/Ms über 0,2 ist, so ist die Koerzitivfeldstärke Hc(//) für den Fall des auftretenden

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Sprunges kleiner als die Koerzitivfeidstärke Hc(//) für den Fall, "bei dem kein Sprung auftritt. Es ist wünschenswert, daß die erste Kristallschicht 12 eine hohe Permeabilität aufweist, so daß die erste Kristallschicht 12 die zuvor beschriebene Funktion einer Schicht hoher Permeabilität aufweist. Folglich kann man davon ausgehen, daß ein zufriedenstellendes Wiedergabeausgangssignal mit der magnetischen Schicht, die beispielsweise aus den Co-Cr-ITb(Ta)-Dünnfilmen besteht, erhalten werden kann, wobei diese magnetische Schicht eine Inschichtebene M-H-Hysteresecharakteristik aufweist, in der ein steiler Anstieg in der Umgebung des Ursprungs vorliegt und der Sprung auftritt. Entsprechend den von den Erfindern durchgeführten Experimenten wurde ein zufriedenstellendes Wiedergabeausgangssignal gewonnen, wenn die Koerzitivfeldstärke Hc(//) der ersten Kristallschicht 12 unter 1,433 x 10 A/m (180 Oe) betrug und die Koerzitivfeidstärke Hc(I ) der zweiten Kristallschicht 13 über

1,592 χ 10⁴ A/m (200 Oe) war, wobei der Meßfehler und andere Einflüsse in Betracht gezogen wurden.

Betrachtet man andererseits die Dicke der dünnen Co-Cr-Nb(Ta)-Filme, so nimmt die Dicke der zweiten Kristallschicht 13 zu, wenn die Filmdicke des Dünnfilmes ansteigt, wohingegen die Dicke der ersten Kristallschicht 12 angenähert konstant bleibt. Infolgedessen nimmt der Abstand zwischen dem Magnetkopf 14 und der ersten Kristallschicht 12 zu, wenn die Filmdicke des Dünnfilmes vergrößert wird. Infolgedessen erreichen die magnetischen Kraftlinien des Magnetkopfes 14 bei einer großen Dicke des Dünnfilmes die erste Kristallschicht 12 nicht, sondern erreichen den Kagnetpol des Magnetkopfes 14 lediglich, indem sie durch die zweite Kristallschicht 13 hindurchgehen, wie dies in FIG. 19 dargestellt ist. Folglich ist die Magnetisierungsrichtung gestreut, und es ist nicht möglich, eine starke

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senkrechte Magnetisierung zu erzielen.

Wie weiter oben bereits beschrieben wurde, beträgt die untere Grenze für die Filmdicke der Magnetschicht insgesamt, bei welcher die Sprunggröße <j * und die Koerzitivfeidstärke Hc( 1 ) noch steil ansteigen, d.h. der Sprung auftritt, ungefähr 0,05/um bis 0,15/um. Andererseits weist die erste Kristallschicht 12 eine außerordentlich geringe Dicke in den Bereich 0,05 bis 0,15/um auf, und die zweite Kristallschicht 13 funktioniert zufriedenstellend als Quermagnetisierungsschicht, wenn die Dicke der zweiten Kris tall schicht 13 in der Größenordnung 0,2/um liegt. Folglich kann die Filmdicke der magnetischen Schicht, die durch die erste und zweite Kristallschicht 12 und aufgebaut ist, außerordentlich gering, d.h. unter 0,3/um sein.

Ist die Filmdicke der Co-Cr-Kb(Ta)-Dünnfilme klein ausgebildet, so ist der Abstand zwischen dem Magnetkopf 1£· und der ersten Kristallschicht 12 ebenfalls gering. Infolgedessen erreichen die magnetischen Kraftlinien vom Magnetkopf mit Sicherheit die erste Kristallschicht 12 und dringen in diese ein, und das Verlaufsmuster

2: der magnetischen Kraftlinien beschreibt die im wesentlichen U-förmige Verlaufsform, wie sie zuvor in Verbindung mit FIG. 18 bereits erläutert wurde. In diesem Fall ist der magnetische Fluß, der zur Quermagnetisierung beiträgt, in der senkrechten Richtung außerordentlieh scharf ausgebildet, und es ist daher möglich, eine zufriedenstellende Quermagnetisierungsaufzeichnung aufgrund der großen remanenten Magnetisierung durchzuführen. Folglich kann eine zufriedenstellendere Qu ermagnetisierungsaufzeichnung erzielt werden, wenn die

35 Filmdicke der Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilme klein ist.

Darüber hinaus kann die Dicke des Aufzeichnungsmediums

klein ausgebildet sein, um sicherzustellen, daß die erwünschte Flexibilität des AufZeichnungsmediums gewährleistet ist, so daß stets ein zufriedenstellender Kontaktzustand zwischen dem Magnetkopf und dem Aufzeichnungsmedium aufrechterhalten werden kann. Entsprechend den durchgeführten Experimenten war es möglich, ein zufriedenstellendes Wiedergabeausgangssignal auch dann zu erhalten, wenn die Filmdicke des Dünnfilmes im Bereich von 0,1 bis 0,3/um lag.

Da die Koerzitivfeidstärke Hc(//) der ersten Kristallschicht 12 nicht Null ist, sondern in der Größenordnung von 1,433 x 10 A/m (180 Oe) liegt, ist es möglich, die erste Kristallschicht 12 bis zu einem= Ausmaß zu magnetisieren, welches dieser kleinen Keerzitivfeidstärke Kc(//) entspricht. Wird die Guermagnetisierung ausgebildet, so werden eine Vielzahl von Magneten, die in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Bitintervall umgekehrte Magnetisierungsrichtungen aufweisen, alternierend in der zweiten Kristallεchient ausgebildet, wie dies in FIG. 20 angezeigt ist. Andererseits bildet sich ein magnetischer FIuI? in der ersten Kristallschicht 12 aus, der durch die Pfeile in FIG. angedeutet, ist und der die unteren Enden von ar.eir.andergrenzenden Magneten verbindet. Infolgedessen tritt kein DemagnetisierungsphänoiTien zwischen der. ar.einandergren-" zenden Magneten in der zweiten Kristallschicht 13 auf, wobei dieses Phänomen insbesondere zu beobachten ist, wenn die Dichte zwischen den aneinandergrenzenden Magneten hoch ist. Mit anderen Worten tritt dieses Phänomen insbesondere dann auf, wenn die Aufzeichnungswellenlänge kurz ist, und aus diesem Grund ist es möglich, das Wiedergabeausgangssignal im kurzen Wellenlängenbereich beträchtlich zu verbessern. Darüber hinaus v/erden die Cc-Cr-Mb(Ta)-Dünnfilme, die jeweils aus der Schicht hoher Koerzitivfeldstärke und der Schicht geringer Koerzitiv-

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feldstärke aufgebaut sind, durch ein kontinuierliches Sputterverfahren hergestellt. Folglich ist es unnötig, die Sputterbedingungen zu variieren, noch ist es nötig, das Target zur Ausbildung dieser beiden Schichten, die den Dünnfilm bilden, auszutauschen. Infolgedessen sind die Verfahren zur Herstellung des Co-Cr-Nb(Ta)-Dünnfilms vereinfacht, die Sputterzeit kann reduziert werden und es ist möglich, das Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium mit geringen Kosten und einer hohen Produktivität herzustellen. Darüber hinaus wird das Barkhausenrauschen nicht erzeugt, und es ist möglich, eine zufriedenstellende Quermagnetisierungsaufzeichnung und Wiedergabe zu erzielen, weil das Koerzitivfeidstärkenverh&ltnis Hc(//)/Kc(_J ) auf einen Wert

festgesetzt ist, der größer oder gleich 1/50 und kleiner oder gleich 1/5 ist und die Koerzitivfeidstarke Kc(//) der ersten Kristallschicht 12 im

Vergleich zu der Koerzitivfeidstärke Hc(_J ) der

zweiten Kristallschicht 13 nicht beträchtlich klein

20 ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums beschrieben, welches die zuvor erläuterten überlegenen Eigenschaften aufweist. Zur.ächst v;ird jedoch ein Beispiel für ein gebräuchliches Verfahren zur Herstellung eines öjermagnetisierungsaufzeichnungsmediums mit Doppelfilmanordnung beschrieben« Das mit diesem gebräuchlieher. Verfahren hergestellte Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium v/eist eine Basisschicht·, eine Schicht hoher Permeabilität (beispielsweise ein Ki-Fe-FiIm) auf, der auf der Basisschicht ausgebildet ist, und einen Co-Cr-FiIm, der auf dem Ni-Fe-FiIm vorgesehen

35 ist.

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Wie in der FIG. 21 gezeigt ist, weist ein Sputtergerät 25 im wesentlichen eine Kammer 22 auf, die eine Ni-Fe-Legierung als Target 21 enthält. Weiterhin weist diese Kammer 22 eine Kammer 24 auf, die eine Co-Cr-Legierung als ein Target 23 aufweist, sowie Vorrats- und Aufwickelspulen 32 und 33. Der Ni-Fe-FiIm wird innerhalb der Kammer 22 auf einer Basisschicht oder einem Basisfilm 28 aufgedampft, welcher aus der Vorratsspule 26 gespendet wird und auf der Aufwiekelspule 27 aufgenommen wird. Daraufhin wird der Co-Cr-FiIm innerhalb der Kammer 2M auf dem Ni-Fe-FiIm, der zuvor auf dem Basisfilm 28 ausgebildet wurde, aufgesputtert. Als Ergebnis liegt das Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium mit Doppelfilmanordnung vor, wobei in diesem Guermagnetisierungsaufzeichnungsmedium die Magnetschicht aus zwei unabhängig voneinander hergestellten Filmen besteht.

Jedoch wird gemäß dieses gebräuchlichen Verfahrens eine amorphe Ni-Fe-Legierung oder auch eine ähnliche Legierung auf dem Basisfilm 28 bei vorbestimmten Sputterbedingungen, die für die Ausbildung eines Films hoher Permeabilität geeignet sind, aufgedampft, und die Co-Cr-Legierung wird auf diesem Ni-Fe-FiIm, der sich auf der: Basisfilm 28 befindet, unter anderen vorbestimmten, für die Ausbildung der Co-Cr-Schicht geeigneten Sputterbedingungen ausgeführt. Infolgedessen muß zur Herstellung des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums die Sputterbedingung jedesmal, wenn jeder Film auf der Basisschicht 28 aufgebracht wird, geändert werden, und das Target muß jeweils jedesmal ausgetauscht werden. Daher ist das gebräuchliche Verfahren insofern ungünstig, weil es unmöglich ist, eine kontinuierliche Bedampfung auszuführen , und die Verfahrensschritte sind komplex, so da3 die Produktivität gering ist.

In FIG. 22 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Sputtergerät 29 dargestellt, welches zur Herstellung des erfindungsgemäßen Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums dient. Das Sputergerät 29 weist im wesentlichen eine einzige Kammer 30 mit einem einzigen Target 31 auf und entsprechende Vorrats- und Aufwickelspulen 32 und 33. Die Kammer ist mit einem (nicht dargestellten) Vakuumeinstell-S3^rstem verbunden und so ausgelegt, daß innerhalb der Kammer 30 der Restvakuumdruck jeweils eingestellt werden kann. Eine Co-Cr-Nb oder Co-Cr-Ta-Legierung mit vorbestimmter Zusammensetzung wird als das Target 31 verwendet. Ein Basisfilm 34 wird aus der Vorratsspule 32 gespendet, mit der Co-Cr-Nb- oder Co-Cr-Ta-Legierung bedampft, so daß eine Co-Cr-Nb- oder Co-Cr-Ta-Schicht bzw. ein dünner Film auf dem Basisfilm 34 hergestellt wird und wird auf der Aufwiekelspule 33 wieder aufgenommen. Wenn die Co-Cr-Nb- oder Co-Cr-Ta-Legierung auf den Basisfilm 34 aufgesputtert wird, bildet sich zunächst die erste Kristallschicht feiner Körnung· auf dem Basisfilm 34, bis die Filmdicke einen vorbestimmten Wert erreicht und die zweite Kristallschicht grober Körnung kontinuierlich auf der ersten Schicht ausgebildet wird. Infolgedessen kann der magnetische File, der aus der ersten und zweiten Kristallschicht aufgebaut ist, die die jeweils dieselbe Zusammensetzung aufweisen, jedoch unterschiedliche Korngrößen besitzen und auf dem Film 34 ausgebildet sind, ohne die Notwendigkeit,das Target auszutauschen, oder die Sputterbedingungen in irgendeiner Weise zu ändern, hergestellt werden. Der auf der ersten und zweiten Kristallschicht gebildete Film wird demnach in einer, einzigen Sputterverfahren^sschritt hergestellt, und die erste und zweite Schicht werden unter genau denselben Sputterbedingungen ausgebildet.

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In FIG. 23 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Sputtergerät 37 zur Herstellung des erfindungsgemäßen Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums dargestellt. In FIG. 23 sind die Teile, die denen in FIG. 22 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen, und auf ihre Beschreibung ist verzichtet. Die Kammer 30 des Sputtergeräts 37 weist mehrere Targets 35 und 36 auf. Beispielsweise wird eine Co-Cr-Legierung als Target 35 und ein drittes Element Nb(oder Ta) als Target 36 benutzt. In diesen Fall werden das Co-Cr und Nb (oder Ta) gemischt, bevor sie den Basisfilm 34 erreichen, und ein Co-Cr-Nb (oder Co-Cr-Ta)-Dünnfilm wird durch Aufdampfen auf den Basisfilm 34 ausgebildet. Es ist infolgedessen möglich, die in großer. Kengen benötigte Co-Cr-Legierung und das nur in geringen Mengen benötigte dritte Element unabhängig voneinander zu handhaben. Die Zusammensetzung des Kagnetiilmes kann dann durch eine unabhängige Steuerung der Targets 35 und 36 eingestellt werden. Infolgedessen ist es möglich, die Verfahrensschritte zur Ausbildung und Herstellung des Kagnetfilmes zu vereinfachen, die Sputterzeit zu reduzieren, so daß das Quernagnetisierungsaufzeichnungsinediuin mit geringen Kosten und einer hohen Produktivität herstellbar ist.

In den beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen werden Sputtergeräte 29 und 37 zur Herstellung des Magnetfilms auf dem Basisfilm beschrieben, wobei Sputterverfahren angewendet werden. Jedoch ist das Verfahren zur Herstellung des Kagnetfilmes auf dem Basisfilm nicht auf diese Sputterverfahren begrenzt, sondern es ist beispielsweise möglich, andere Verfahren zur Herstellung des dünnen Filmes , wie beispielsweise Vakuumablagerungsverfahren und chemische Dampfanlagerungsverfahren, zu verwenden.

Die vorliegende Erfindung, d.h. das erfindungsgemä.3e Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium und das Herstellungsverfahren hierfür, sind nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind stattdessen zahlreiche Abwandlungen und Änderungen denkbar, ohne von der Erfindungsidee abzuweichen oder den Schutzunfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

BAD ORJG.'NAL

Claims

VICTOR COMPANY OF JAPAN. LTD., Yokohama, Japan Patentansprüche

1. Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium, auf dem ein Signal aufgezeichnet wird und von dem dieses Signal mit einem Magnetkopf abgetastet wird, wobei das Quermagnetisierungsauf zeichnungsmedium eine Aufzeichnungsträgerschicht aufweist, eine auf dieser Aufzeichnungsträgerschicht ausgebildete Schicht geringer Koerzitivfeidstärke, die in Schichtebene dieser Schicht eine geringe Koerzitivfeldstärke aufweist, und eine Schicht hoher Koerzitivfeldstärke, die auf dieser Schicht geringer Koerzitivfeldstärke ausgebildet ist und eine hohe Koerzitivfeldstärke in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Schicht geringer Koerzitivfeldstärke aufweist, ^⁵J

dadurch gekennzeichnet, J

daß die Schicht geringer Koerzitivfeldstärke (12) und die Schicht hoher Koerzitivfeldstärke (13) aus demselben magnetischen Material hergestellt sind.

2. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1,

20 dadurch gekennzeichnet,

daß die Schicht geringer Koerzitivfeldstärke (12) eine Koerzitivfeldstärke in Schichtebene unter 1,433 x 10 A/m (180 Oe) aufweist und daß die Schicht (13) hoher Koerzitivfeldstärke eine senkrecht gerichtete Koerzitivfeldstärke über 1,592 χ 10 A/m (200 Oe) aufweist.

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3. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses selbe magnetische Material ein magnetisches Material ist, das Kobalt-Chrom aufweist, dem ein weiteres Element hinzugefügt ist.

4. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Element zumindest eines der Elemente Niob und Tantal ist.

5. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (12) geringer Koerzitivfeidstärke eine erste Kristallschicht (12) mit feiner Körnung aufweist und daß die Schicht (13) hoher Koerzitivfeidstärke eine zweite Kristallschicht (13) von grober Körnung aufweist.

6. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (12) geringer Koerzitivfeidstärke und die Schicht (13) hoher Koerzitivfeldstärke eine magnetische Schicht bilden, die in Schichtebene eine M-H-Hysteresekennlinie aufweist, die in Schichtebene durch eine M-H-Hystereseschleife beschrieben wird, welche in der Nähe des Ursprungs einen steilen Anstieg aufweist.

7. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese magnetische Schicht in Schichtebene eine M-H-Hysteresekennlinie aufweist, die in Schichtebene durch eine M-H-Hystereseschleife beschrieben wird, in der in Schi'chtebene ein Rechteckigkeitsverhältnis von über 0,2 vorliegt.

8. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schicht (12) geringer Koerzitivfeidstärke eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 0,15 /tun aufweist. 5

9. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (12) geringer Koerzitivfeidstärke und die Schicht (13) hoher Koerzitivfeidstärke eine magnetische Schicht bilden, die insgesamt eine Dicke von weniger als 0,3/um aufweist.

10. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (12) geringer Koerzitivfeidstärke und die Schicht (13) hoher Koerzitivfeidstärke eine magnetische Schicht bilden, die in senkrechter Flichtung eine Anisotropiemagnetfeldstärke unter 3,184 χ 10 A/m (4000 Oe) aufweist. *<

H

11. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Koerzitivfeldstärkenverhältnis Kc(//)/Hc(JL) zwischen einer Koerzitivfeldstärke in Schichtebene Hc(//) der Schicht (12) geringer F.oerzitivfeidstärke und einer senkrechten Koerzitivfeldstärke Hc (_j_ ) der Schicht (13) hoher Koerzitivfeldstärke größer oder gleich 1/50 oder kleiner oder gleich 1/5 ist.

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12. Verfahren zur Herstellung eines Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren einen Verfahrensschritt zur Ausbildung einer einzigen magnetischen Schicht aufweist, bei dem aufeinanderfolgend und kontinuierlich die Schicht (12) geringer Koerzitivfeidstärke und die Schicht (13) hoher Koerzitivfeidstärke auf der Aufzeichnungsträgerschicht (11) ausgebildet werden, indem dasselbe magnetische Material als Anlagerungsmaterial benutzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, · dadurch gekennzeichnet, daß in diesem Verfahrensschritt zur Herstellung dieser einzigen magnetischen Schicht ein einziges Anlagerungsmaterial für die Ausbildung des magnetischen Materials auf der Aufzeichnungsträgerschicht (11) benutzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß in diesem Verfahrensschritt zur Ausbildung der einzigen magnetischen Schicht mehrere verschiedener Anlagerungsmaterialien zur Ausbildung eines magnetischen Materials, das eine vorbestimnite Zusammensetzung aufweist, auf dieser Aufzeichnungsträgerschicht (11) angelagert werden.