DE3889836T2

DE3889836T2 - Magnetischer Aufzeichnungsträger.

Info

Publication number: DE3889836T2
Application number: DE3889836T
Authority: DE
Inventors: Hiroki C O Mitsubishi Denk Ito; Nobutaka C O Mitsu Koshirakawa; Yoshifumi C O Mitsubish Minowa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1994-10-20
Anticipated expiration: 2008-09-29
Also published as: CN1032598A; DE3889836D1; EP0310930A2; CN1025254C; EP0310930B1; EP0310930A3; KR890007232A; KR920001981B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein magnetisches Auf zeichnungsmedium und insbesondere auf eine Verbesserung einer magnetischen Schicht davon.
Ein Aufzeichnungsmedium etwa aus γ -Fe&sub2;O&sub3;, welches durch Aufstreichen auf ein Plattensubstrat gemäß einem herkömmlichen, organischen Binderverfahren, wie etwa in den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 14090/1969 oder 18372/1970 offenbart ist, vorgesehen wird, ist mit der aktuellen Anforderung hoher Aufzeichnungsdichte inkompatibel geworden. Deshalb wurden als Ersatz dafür, wie etwa in den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 6177/1982, 51173/1982 und 17292/1982 offenbart, ein Auftragsverfahren und ein Vakuumabscheideverfahren unter Verwendung von ferromagnetischem Metall oder einer Legierung davon erwogen.
Fig. 1 erläutert eine Konstruktion eines in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 43532/1981 gezeigten, herkömmlichen, magnetischen Aufzeichnungsmediums, worin Bezugsziffer 1 ein Plattensubstrat etwa aus einer Aluminiumlegierung, 2 eine magnetische Schicht aus ferromagnetischem Material, welche auf einer Oberfläche des Plattensubstrats 1 mittels des Vakuumabscheideverfahrens gebildet ist, und 3 eine Schutzschicht zum Schützen der magnetischen Schicht 2 zeigt.
Das wie oben konstruierte, magnetische Aufzeichnungsmedium ist angepaßt, als Festplattenvorrichtung für eine externe Speichervorrichtung eines Computers verwendet zu werden. Die Platte wird von einem Spindelmotor einer Antriebsvorrichtung angetrieben, welche nicht gezeigt ist, und Informationsaufzeichnung, Wiedergabe oder Löschung wird mittels eines Magnetkopfes durchgeführt.
Bei einem solchen, herkömmlichen Medium ist die Haftung der Magnetschioht 2 auf dem Plattensubstrat 1 relativ schlecht, und deshalb besteht ein Problem der Ablösung der magnetischen Schicht 2 von dem Plattensubstrat 1 mittels mechanischen Abriebs davon, durch den Magnetkopf während eines Aufzeichnungs-/Wiedergabevorganges.
Ferner ist es üblich gewesen, daß eine Oberflächenebenheit der Schutzschicht 3 nicht ausreichend ist und ihr Reibungskoeffizient relativ groß ist. Deshalb besteht ein Problem der Beschädigung des Magnetkopfes und/oder des Ablösens der Schutzschicht mittels mechanischen Abriebs mit dem Magnetkopf während einem Kontakt damit beim Beginn und/oder Ende des Aufzeichnungs-/Wiedergabevorganges, was dazu führt, daß die Magnetschicht beschädigt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vorzusehen, mittels welchem das Problem des Ablösens der magnetischen Schicht und der geringen Ebenheit und Probleme eines hohen Reibungskoeffizienten durch wiederholten Abrieb mit einem Magnetkopf eliminiert wird.
Aus EP-A-0 046 090 ist es bekannt, zwei magnetische Schichten auf einem Substrat vorzusehen, um eine Herstellungseffizienz zu erhöhen, und für verbesserte magnesische Eigenschaften. Es ist aus EP-A-0 015 692 bekannt, eine ferromagnetische Schicht auf einem Substrat unter Verwendung eines ionisierten Klusterstrahlabscheideverfahrens aufzubringen. Schließlich ist die Bildung einer Schutzabdeckung unter Verwendung von Rhodium durch das Journal of Applied Physics, Vol. 55(6) 15.3.84, S. 2254-2256, gezeigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vorgesehen, mit einem Substrat, und einer auf dem Substrat (1) mittels Kluster- Ionenstrahldampfabscheidung gebildeten, magnetischen Schicht, gekennzeichnet durch eine Schutzschicht zum Schützen der magnetischen Schicht, worin die Schutzschicht mittels Ionenstrahldampfabscheidung gebildet ist, das Substrat ein Plattensubstrat ist, und worin die magnetische Schicht eine Schichtung umfaßt, welche aus wenigstens zwei Chromschichten besteht, die sich mit wenigstens zwei ferromagnetischen Schichten abwechseln.
Es ist möglich, das Aufzeichnungsmedium mit der dampfabgeschiedenen, magnetischen Schicht und der dampfabgeschiedenen Schutzschicht zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die magnetische Schicht aus dem dünnen Film gebildet, welcher Klusterionen unter Beschleunigungssteuerung enthält, so daß die Haftung davon auf dem Substrat verbessert wird. Zusammen mit der harten und ebenen Schutzschicht ist das vorliegende Aufzeichnungsmedium beständig und geeignet zur Verwendung zur Aufzeichnung mit hoher Dichte.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 erläutert ein herkömmliches Aufzeichnungsmedium im Querschnitt;
Fig. 2 ist ein Querschnitt eines Aufzeichnungsmediums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 erläutert eine Vorrichtung zum Erzeugen des in Fig. 2 gezeigten Aufzeichnungsmediums;
Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Vorrichtung; und
Fig. 5 ist ein Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In Fig. 2, welche ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, setzt sich eine magnetische Schicht 2, die mittels Kluster-Ionenstrahlabscheidung gebildet ist, aus einer abwechselnden Schichtung von Chromschichten 21 und dünnen Filmen 22 aus ferromagnetischem Material, wie etwa eine Kobaltnickellegierung, zusammen. Die magnetische Schicht 2 kann mittels einer Vorrichtung gebildet werden, die schematisch in Fig. 3 gezeigt ist. In Fig. 3 weisen Kluster- Ionenstrahlgeneratoren 5A und 5B Dampfgeneratoren 51A und 51B auf, Ionisationseinrichtungen 52A und 52B und Ionenbeschleuniger 53A und 53B, als Hauptkomponenten. Weil die Kluster-Ionenstrahlgeneratoren 5A und 53 im wesentlichen dieselbe Konstruktion haben, wird nur der Kluster- Ionenstrahlgenerator 5A beschrieben. Durch Ersetzen des Suffix A durch B kann dasselbe für den Kluster- Ionenstrahlgenerator 5B gelten, ausgenommen Dampfmaterial.
Der Dampfgenerator 51A schließt einen Schmelztiegel 511A ein, in welchem eine Kobaltnickellegierung 513A als Dampfsubstanz angeordnet ist, und welcher eine Düse 512A aufweist. In diesem Zusammenhang wird vermerkt, daß ein entsprechender Schmelztiegel 511B des Kluster-Ionenstrahlgenerators 513 Chrom 513B als Dampfmaterial enthält.
Ein Heizungs-Heizfaden 514A gehört zu dem Schmelztiegel 511A, welcher eine WärmeabschirmPlatte 515A hat. Die Ionisationseinrichtung 52A schließt eine Ionenableitspule 521A ein, einen Elektronenemissions-Heizfaden 522A und eine Wärmeabschirmplatte 523A.
Ein Verschluß 6A ist vorgesehen, um den Kluster-Ionenstrahl A ein-aus zu steuern.
Der Kluster-Ionenstrahlgenerator 5A, der Verschluß 6A und ein Plattensubstrat 1 sind in einem Vakuumbehälter angeordnet, welcher nicht gezeigt ist und auf reduziertem Druck gehalten wird.
Im Betrieb werden, nachdem der Vakuumbehälter mittels eines nicht gezeigten Vakuumsystems auf 0,133 Pa oder weniger evakuiert ist, die Schmelztiegel 511A und 511B mittels der Heizfäden 514A und 514B erhitzt, so daß die Dampfdrücke der Dampfsubstanzen 513A und 51313 in den Schmelztiegeln 511A und 511B jeweils einige Torr werden. Wenn obiges erreicht ist, werden Dämpfe von Chrom 513A und einer Kobaltnickellegierung 513B erzeugt, und in verringertem Atmosphärendruck durch die Düsen 512A und 512B ausgespritzt. Diese durch die Düsen passierten DämPfe werden gekühlt und mittels adiabatischer Expansion kondensiert und bilden Wolken von Atomgruppen, genannt Kluster. Die Kluster und von den Elektronenstrahlemissionsheizfäden 522A und 522B abgegebenen Dämpfe kollidieren mit mittels der Elektronenstrahlableitelektroden 521A und 521B beschleunigten Elektronen und werden partiell ionisiert. Dann werden sie ferner mittels des Ionenstrahlbeschleunigers 53A und 53B beschleunigt, bewegen sich zusammen mit nichtionisiertem Dampf und Klustern in den Richtungen A und B auf das Plattensubstrat und werden darauf abgeschieden.
Die Verschlüsse 6A und 6B werden bedient, diese Ionenstrahlen ein-aus zu steuern, so daß die Chromschichten 21 und die Kobaltnickellegierungsschichten 22 abwechselnd gebildet werden, um die magnetische Schicht 2 zu bilden, wie in Fig. 2 gezeigt.
Weil die magnetische Schicht 2 mittels des Dünnfilmbildungsverfahrens gebildet wird, welches beschleunigungsgesteuerte Ionen enthält, ist die Haftung davon auf der Substratoberfläche sehr stark aufgrund eines Sputtereffektes, eines Ioneninjektionseffektes, der in einem Kollisionsvorgang von Ionen hoher Geschwindigkeit mit der Substratoberfläche erhalten wird. Deshalb ist die magnetische Schicht haltbar gegen Abrieb und Kopfaufsetzen. Ferner kann solch eine magnetische Schicht leicht, einheitlich und mit geringen Kosten in einem Niedertemperaturverfahren mit hoher Geschwindigkeit gebildet werden, was mittels der herkömmlichen Dampfabscheidung unmöglich war. In diesem AusführungsbeisPiel ist die magnetische Schicht mit der abwechselnden Schichtung der Chromschichten 21 und den Kobaltnickellegierungsschichten 22 gebildet. Deshalb ist ihre Koerzitivkraft groß und zeigt im wesentlichen quadratische Hystereseeigenschaften. Ferner ist es möglich, solche magnetische Schichten auf beiden Oberflächen des Substrats zu bilden.
Fig. 4 zeigt ein anderes Beispiel einer Ionenstrahldampfabscheidevorrichtung schematisch, um die Schutzschicht 3 und/oder 4 zu bilden, worin Kluster- Ionenstrahlgeneratoren 5A und 5B und Gasionenstrahlgeneratoren 7A und 7B verwendet werden, selektiv, um ein Aufzeichnungsmedium, wie etwa in Fig. gezeigt, zu bilden.
In Fig. 4, wenn nur der Kluster-Ionenstrahlgenerator 5A verwendet wird, Silizium zu verdampfen, und Stickstoffgas und Methangas als Kohlenwasserstoffgas in die Ionenstrahlgeneratoren 7A bzw. 7B eingeführt werden, wird ein Film eines gemischten Kristalls von Siliziumcarbid und Siliziumnitrid auf dem Plattensubstrat 1 als die Schutzschicht 3 oder 4 gebildet. Wenn die Kluster- Ionenstrahlgeneratoren 5A und 5B angepaßt sind, Titan bzw. Silizium zu verdampfen, und Stickstoffgas in den Gasionenstrahlgenerator 7B eingeführt wird, wird ein Film von gemischtem Kristall von Siliziumnitrid und Titannitrid auf dem Plattensubstrat 1 als die Schutzschicht 4 gebildet. In diesem Fall kann die Schutzschicht 3 in gleicher Weise gebildet werden, nachdem die magnetische Schicht 2 auf der Schutzschicht 4 beispielsweise mittels einer bekannten Dampfabscheidungstechnik gebildet ist.
Die Anzahl von Kluster-Ionenstrahlgeneratoren ebenso wie Gasionenstrahlgeneratoren und dafür zu verwendede Materialien werden willkürlich nach Anforderung gewählt.
Das gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltene Aufzeichnungsmedium, in welchem jede Schicht mittels des Filmbildungsverfahrens unter Verwendung beschleunigungsgesteuerter Ionen gebildet wird, zeigt starke Antiabriebeigenschaften und Antikopfaufsetzeigenschaften aufgrund der verbesserten Haftung zwischen benachbarten Schichten.
Obwohl der Gasionenstrahlgenerator als vom Elektronenstrahlanregungstyp beschrieben wurde, kann eine andere Gasionenquelle verwendet werden< welche etwa einen Mikrowellen- oder Elektronenzyklotronresonanz (ECR)-Typ verwendet.
Wie vorangehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine magnetische Schicht auf einem glatten Substrat mittels der Kluster-Ionenstrahldampfabscheidung gebildet, und eine Schutzschicht dafür wird darauf mittels der Ionenstrahldampfabscheidung gebildet. Deshalb wird die Haftung zwischen dem Substrat und der magnetischen Schicht beträchtlich verbessert, was zusammen mit der eng auf der magnetischen Schicht gebildeten Schutzschicht in einem Aufzeichnungsmedium resultiert, welches hohe Beständigkeit gegen einen Magnetkopf aufweist, mit welchem es im Betrieb in Kontakt gehalten wird.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, mit einem Substrat (1), und einer auf dem Substrat (1) mittels Kluster- Ionenstrahldampfabscheidung gebildeten, magnetischen Schicht (2), gekennzeichnet durch eine Schutzschicht (4) zum Schützen der magnetischen Schicht, worin die Schutzschicht (4) mittels Ionenstrahldampfabscheidung gebildet ist, das Substrat ein Plattensubstrat ist, und

worin die magnetische Schicht (2) eine Schichtung umfaßt, welche aus wenigstens zwei Chromschichten besteht, die sich mit wenigstens zwei ferromagnetischen Schichten abwechseln.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetische Schicht aus einer Kobaltnickellegierung besteht.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (4) einen dünnen Film eines aus einer Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Titannitrid, Titancarbid, Kohlenstoff und Diamant oder einer Mischung von wenigstens zwei Materialien davon, gewählten Materials umfaßt.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Plattensubstrat (1) und der magnetischen Schicht (2) mittels Gasionenstrahldampfabscheidung gebildete, zweite Schutzschicht.