DE4325329C2

DE4325329C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmedium und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE4325329C2
Application number: DE4325329A
Authority: DE
Inventors: Kiyoto Yamaguchi; Hiroyuki Uwazumi; Kenji Ozawa; Hisashi Yamasaki
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1993-07-28
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2013-07-29
Also published as: JP3018762B2; JPH0660368A; DE4325329A1; US5474830A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeich nungsmedium und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Magnetische Festplatten sind in der Vergangenheit vielfach als externe Aufzeichnungsgeräte oder Speicher für Informa tionsverarbeitungsgeräte einschließlich Computern eingesetzt worden. Fig. 6 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Magnet speicherplatte (magnetisches Aufzeichnungsmedium) wie sie allgemein für diese Festplatten eingesetzt wird. Die Magnet speicherplatte weist eine nicht-magnetische Basis aus einer nicht-magnetischen Metallschicht 12 auf, die auf einem nicht magnetischen Träger 11 ausgebildet ist. Auf diese nicht-mag netische Basis 1 ist eine nicht-magnetische Metallgrund schicht 2 auflaminiert. Auf dieser Metallgrundschicht 2 ist ein Magnetschicht 3 in Form eines Dünnfilms ausgebildet, der aus einer ferromagnetischen Legierung aus Kobald-Chrom-Tantal (Co-Cr-Ta) besteht. Auf dieser Magnetschicht 3 befindet sich eine amorphe Carbonschutzschicht 4. Auf der Schutzschicht 4 ist die Magnetspeicherplatte mit einer Schmierschicht 5 ver sehen.

Die nicht-magnetische Basis 1 in dieser Anordnung kann ein Glassubstrat 11 enthalten, das hochglanzgeschliffen wurde und mit der nicht-magnetischen Metallschicht 12 aus Cr versehen wurde, eine Basis aus anodisiertem Aluminium oder eine Kera mikbasis. Diese nicht-magnetische Basis 1 kann poliert werden und nach Bedarf unter Verwendung von Texturen mit Unregel mäßigkeiten versehen werden. Die Metallgrundschicht 2 aus Cr mit einer Schichtdicke von 100 nm (1000 Å) die Magnetschicht 3 aus Co₈₆Cr₁₂Ta₂ mit einer Schichtdicke von 50 nm (500 Å) und die Schutzschicht 4 aus amorphem Kohlenstoff mit einer Schichtdicke von 20 nm (200 Å) sind in dieser Reihenfolge durch ein Sputterverfahren bei Erhitzung der nicht-magneti schen Basis auf 320°C und Anlegen einer Gleichspannung von 200 V auf laminiert. Auf die Schutzschicht 4 ist zur Bildung der Schmierschicht 5 ein flüssiges Schmiermittel auf der Basis von Fluorkohlenstoff mit einer Schichtdicke von 2 nm (20 Å) aufgetragen, womit die Herstellung der Magnetspeicher platte beendet ist. Eine auf diese Weise hergestellte Magnet speicherplatte hat gute mechanische Eigenschaften, wie mecha nische Festigkeit und Dimensionsgenauigkeit, sowie gute mag netische Eigenschaften wie eine Koerzitivkraft Hc von immer hin etwa 1000 A/cm (1300 Oe ≈ 1035 A/cm) und eine Produkt Br . d aus Remanenz und Magnetschichtdicke von immerhin 4 . 10^-4 Tµm (400 Gµm).

Als Folge der zunehmenden Menge von verfügbarer Information sowie deren zunehmender Vielfalt in den vergangenen Jahren hat die Notwendigkeit einer großen Informationsverarbeitungs menge eine starke Nachfrage nach magnetischen Festplatten laufwerken mit höherer Speicherdichte und höherer Kapazität erzeugt. Demgemäß ergibt sich auch für Magnetspeicherplatten, die in den Magnetplattenlaufwerken verwenden werden, die For derung nach einem Medium, das den Schwebungsabstand des Mag netkopfes zu verringern erlaubt, damit der Notwendigkeit nach einer größeren Speicherdichte und einer größeren Kapazität Rechnung getragen werden kann.

Allgemein machen Magnetplattenlaufwerke zum Lesen und Schrei ben von Informationen von einem Kontakt-Start-Stoppbetrieb (CSS) Gebrauch, wo der Magnetkopf beim Betrieb zum Lesen oder Schreiben von Information etwas oberhalb der Magnetspeicher platte schwebt. Wenn bei diesem CSS System der Betrieb stoppt, berührt der Magnetkopf die Oberfläche der Magnetspei cherplatte. Wenn diese Oberfläche hochglanzpoliert ist, kann der Magnetkopfinfolge des großen Reibungskoeffizienten zwi schen ihm und der Magnetspeicherplatte an der Oberfläche der letzteren festhaften. Darüberhinaus kann die von dem auf der Oberfläche der Magnetspeicherplatte beim Inbetriebsetzen glei tenden Magnetkopf erzeugte große Reibkraft bewirken, daß die Magnetschicht verschleißt. Obwohl also die Magnetspei cherplatte mit dem anhand von Fig. 6 erläuterten Aufbau eine hervorragende Oberflächenglätte aufweist, die eine Reduzierung des Schwebungsabstands des Magnetkopfes erlaubt, ist sie infolge der oben beschriebenen Gleiteigenschaften des Magnet kopfs doch nicht als Magnetspeicherplatte so zuverlässig. Eine Erhöhung der Oberflächenrauheit der Magnetspeicherplatte ver mindert zwar den Reibungskoeffizienten zwischen ihrer Oberflä che und dem Magnetkopf, wodurch verhindert werden kann, daß der Magnetkopf an der Magnetspeicherplatte anhaftet, so daß die Gleiteigenschaften des Magnetkopf also verbessert werden. Eine Erhöhung der Oberflächenrauheit auf der Magnetspeicher platte führt jedoch zu dem Problem, daß zur Verhinderung eines sogenannten "Headcrush", d. h. einer Berührung zwischen Magnet kopf und Magnetspeicherplatte bei relativ hoher Relativge schwindigkeit, ein größerer Schwebungsabstand für den Magnet kopf erforderlich ist, was jeglichen Versuch einer Erhöhung der Speicherkapazität zunichte macht.

Aus der DE 24 02 481 A ist ein magnetisches Speichermedium bekannt, bei dem auf eine flexible Basis aus Kunststoffmaterial eine nicht-magnetische metallische Schicht aufgedampft ist, auf dieser eine Schicht aus einer ferromagnetischen Legierung aufgedampft ist und das Material der nicht-magnetischen metal lischen Schicht einen geringeren Siedepunkt besitzt als die ferromagnetische Legierung.

Aus der DE 38 03 014 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer dünnen röntgenamorphen Aluminiumnitrid- oder Aluminium siliciumnitrid-Schicht auf einer Oberfläche durch reaktive Kathodenzerstäubung (Sputterprozeß) von Aluminium oder Alumi nium und Silicium im Vakuum unter der Atmosphäre einer Sputtergasmischung aus Edelgas und Stickstoff bekannt. Die hergestellte Schicht dient - unter anderem bei magneto-opti schen Aufzeichnungsmaterialien mit wasser- und luftempfindli chen Aufzeichnungsschichten - der Verbesserung des Korrosions schutzes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein magnetisches Aufzeichnungs- oder Speichermedium zu schaffen, das die Gleiteigenschaften einer Magnetspeicherplatte unter gleichzei tiger Beibehaltung einer geringen Oberflächenrauheit verbes sert und die Erhöhung der Speicherdichte und -Kapazität durch Verminderung des Schwebungsabstands für den Magnetkopf zu vergrößern gestattet. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Mediums anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 bzw ein Verfahren zu seiner Herstellung nach Anspruch 4 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.

Zur Lösung der Aufgabe sind bei dem magnetischen Aufzeich nungsmedium Unregelmäßigkeiten ausgebildet, die fein genug sind, um an der Schutzschicht zu einer geringen Oberflächen rauheit zu führen, wodurch der Reibungskoeffizient mit dem Magnetkopf verringert wird, so daß das magnetische Aufzeich nungsmedium sowohl die Anforderungen hinsichtlich der Gleiteigenschaften als auch der Schwebungseigenschaften des Magnetkopfes erfüllt.

Bei diesem magnetischen Aufzeichnungsmedium gemäß der vorlie genden Erfindung ist auf wenigstens einer der Oberflächen, nämlich der der nicht-magnetischen Basis und der der Dünn film-Magnetschicht eine nicht-magnetische Metallschicht, die Stickstoff enthält, in Form diskret verteilter, lokal ver dichteter Metallablagerungen ausgebildet, die auf der ge samten Oberfläche eines vorbestimmten Films feine Unregel mäßigkeiten bilden, statt den vorbestimmten Film mit einem Film gleichförmiger Dicke zu bedecken. Da dies zur Ausbildung feiner Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche der Schutzschicht (der Schmierschicht) auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium führt, die die unregelmäßigen Formen der metallischen Ablage rungen widerspiegeln, können die Oberflächenrauheit und auch der Schwebungsabstand des Magnetkopfes verringert werden. Außerdem kann aber der Reibungskoeffizient zwischen dem mag netischen Aufzeichnungsmedium und dem Magnetkopf auch verrin gert werden, so daß ein magnetisches Aufzeichnungsmedium ge schaffen wird, das ausgezeichnete Gleiteigenschaften auf weist. Folglich wird es möglich, ein magnetisches Aufzeich nungsmedium bereitzustellen, das für die verschiedenen Arten von Magnetköpfen geeignet ist, die zur Erhöhung der Speicher dichte verwendet werden.

Da die an der Oberfläche der Schutzschicht ausgebildeten Un regelmäßigkeiten die unregelmäßigen Formen der Metallablage rungen widerspiegeln, kann die Oberflächenrauheit der Schutz schicht durch Beeinflussung der Formen der Metallablagerungen auf den gewünschten Wert gesteuert werden. Wenn die Metallab lagerungen so ausgebildet werden, daß ihre Größe (Breite bzw. Quasidurchmesser) d innerhalb eines Bereichs von 15 nm bis 200 nm liegt und der Abstand t zwischen ihnen innerhalb eines Bereichs von d/5 bis 5d, dann kann die Oberflächenrauheit der Schutzschicht auf einen Bereich von 3 nm bis 7 nm des Mitten rauhwerts Ra und einen Bereich von 20 nm bis 65 nm der maxi malen Höhe R_max begrenzt werden. Da es ferner möglich wird, den Schwebungsabstand des Magnetkopfes innerhalb eines Berei ches von 0,25 nm (1 µinch) bis 0,75 nm (3 µinch) zu halten, kann die Speicherdichte in dem magnetischen Aufzeichnungsme dium erhöht werden, und seine Tribologie mit dem Magnetkopf kann befriedigt werden. Die Formen der Metallablagerungen können durch Einstellen der Sputterbedingung in einer solchen Weise gesteuert werden, daß die Heiztemperatur für die nicht magnetische Basis innerhalb eines Bereiches von 150°C bis 400°C liegt und das Partialdruckverhältnis von Stickstoffgas zu der aus Argon und Stickstoff bestehenden Sputtergasmi schung innerhalb eines Bereichs von 0,5% bis 20% liegt.

Wenn das nicht-magnetische Metall zur Bildung der Metallabla gerungen eine Metallart aus der Gruppe umfassend Al, Ta, Ti, Si, B, Zr und Cr oder eine Legierung aus zwei oder mehr der Metallarten ist, dann können, da alle diese Metalle eine gute Nitridbildungsfähigkeit aufweisen, die Metallablagerungen un geachtet der ausgewählten Metallart oder Legierung unter Ver wendung annähernd des gleichen Filmbildungsprozesses ausge bildet werden. Dies sichert eine hohe Produktivität.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Magnetspeicherplatte als magnetischem Aufzeichnungsme dium unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht des Aufbaus einer Magnetspei cherplatte (magnetisches Aufzeichnungsmedium) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2(a) bis 2(c) den beobachteten Oberflächenzustand der unregelmäßigen Schicht für verschiedene Patialdruck verhältnisse des Stickstoffgases zur Sputtergasmi schung, die zur Ausbildung der unregelmäßigen Schicht verwendet wird,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Aufbaus einer Magnetspei cherplatte (magnetisches Aufzeichnungsmedium) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Oberflächenrauheit der Magnetspeicherplatte, repräsentiert durch die maxi male Höhe R_max, sowie des dynamischen Reibungskoeffi zienten µ_D über dem Partialdruckverhältnis von Stick stoffgas zur Sputtergasmischung, die zur Bildung der Metallablagerungen verwendet wird,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Oberflächenrauhheit der Magnetspeicherplatte, repräsentiert durch die maximale Höhe R_max, über der Temperatur der Basis bei Ausbildung der Metallablagerungen, und

Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Aufbaus einer herkömmli chen Magnetspeicherplatte (magnetisches Aufzeich nungsmedium).

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Magnetspeicher platte als eines magnetisches Aufzeichnungsmediums gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Da der Aufbau dieser Magnetspeicherplatte 10 annähernd gleich dem herkömmlicher Magnetspeicherplatten ist, sind einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszahlen wie in Fig. 6 versehen und werden nicht noch einmal erläutert. Bei der Mag netspeicherplatte dieses Ausführungsbeispiels sind auf der Oberfläche der nicht-magnetischen Basis 1, die sich aus einem Glasträger 11 und einer nicht-magnetischen Metallschicht 12 zusammensetzt, nicht-magnetischen Metallablagerungen 6 ausge bildet, die Stickstoff enthalten. Die Formen der von diesen Metallablagerungen 6 herrührenden Unregelmäßigkeiten spiegeln sich an der Oberfläche der Schmierschicht 5, die auf der Schutzschicht 4 ausgebildet ist, wider, wodurch ultrafeine Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche der Magnetspeicherplatte 10 gebildet werden.

Zur Herstellung dieser Magnetspeicherplatte 10 wurde die Oberfläche des scheibenförmigen Glasträgers 11, nachdem die ser hinsichtlich seines inneren und äußeren Durchmessers be arbeitet und plangeschnitten wurde, durch ultrapräzises Ober flächenschleifen hochglanzpoliert bis zu einem Mittenrauhwert von 0,5 bis 1,5 nm (5 A bis 15 Å). Dann wurde der Glasträger 11 auf einen Halter gesetzt und einer Präzisionsspülung un terzogen und in die Ladekammer einer Inline-Magnetron Sput tervorrichtung gebracht. Die Ladekammer wurde auf ein Vakuum von 0,7 mPa (5 . 10^-6 Torr) oder weniger evakuiert und der Glasträger 11 auf 150 °C erwärmt. Dann wurde der Halter mit dem daraufgesetzten Glasträger 11 in eine erste Filmbildungs kammer gebracht, die mit Argongas unter einem Druck von 0,7 Pa (5 mTorr) gefüllt war, und wo die aus Chrom bestehende nicht-magnetische Metallschicht 12 mit einer Dicke von 50 nm (500 Å) auf die Oberfläche des Glasträgers 11 aufgedampft bzw. aufgesputtert wurde. Damit wurde die Basis 1 erhalten. Als nächstes wurde die Basis 1 in eine zweite Filmbildungs kammer gebracht, wo die Temperatur der Basis auf einen vorbe stimmten Wert von T°C angehoben wurde. Dann wurde die zweite Filmbildungskammer mit (Ar + N₂) Gas unter einem Druck von 7 Pa (50 mTorr) gefüllt und unter diesen Bedingungen die Me tallablagerungen 6 als Stickstoff enthaltende, nicht-magneti sche Metallschicht auf die Basis 1 mittels einer Sputtertech nik unter Verwendung von nicht-magnetischem Al Metall als Target aufgebracht wird. Eine detaillierte Erläuterung hin sichtlich der Temperatur T der Basis 1 und des Partialdruck verhältnisses P_N2 von N₂ zu (Ar + N₂) bei Ausbildung der Metallablagerungen 6 erfolgt später.

Als nächstes wurde der Halter mit der darauf angeordneten Basis, auf der nun die Metallablagerungen 6 ausgebildet waren, in eine dritte Filmbildungskammer gebracht, wo die Basis 1 auf eine Temperatur von 320°C erwärmt wurde. Unter Anlegen einer Gleichspannung von -200 V an die Basis 1 (bezo gen auf das Potential der Filmbildungskammer) wurden wiederum durch eine Sputtertechnik nacheinander die nicht-magnetische Metallgrundschicht 2 aus Chrom mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å), die Magnetschicht 3 aus einer Co₈₆Cr₁₂Ta₂ Legierung mit einer Dicke von 50 nm (500 Å) und die Schutzschicht 4 aus amorphem Kohlenstoff mit einer Dicke von 20 nm (200 Å) ausge bildet. Schließlich wurde ein flüssiges Schmiermittel auf der Basis von Fluorkohlenstoff auf die Oberfläche der Schutz schicht 4 mit einer Dicke von 2 nm (20 Å) zur Ausbildung einer Schmierschicht 5 aufgetragen, womit die Magnetspeicher platte 10 fertig war.

Fig. 2 zeigt die mit Hilfe eines eines speziellen Mikroskops (AFM = Atomic Force Microscope) gewonnenen Beobachtungsergeb nisse der Oberflächenform der Metallablagerungen 6 als Drauf sichtgesehen auf die Basis, nachdem au dieser die Metallabla gerungen 6 ausgebildet waren. Die Fig. 2 (a) bis (c) zeigen die Ausbildungszustände der Metallablagerungen 6, die sich bei einem jeweils anderen Partialdruckverhältnis P_N2 des N₂ Gases zu dem (Ar + N₂) Gas ergaben, das für die Ausbildung der Metallablagerungen 6 verwendet wird. Fig. 2 (a) zeigt den Fall für P_N2 = 1%, Fig. 2 (b) für P_N2 = 10% und Fig. 2 (c) zeigt zu Vergleichszwecken wie die Ablagerungen bei P_N2 = 0% ausgebildet werden.

In diesen Figuren, werden die Metallablagerungen 6 nicht mit einer gleichförmigen Dicke über die gesamte Oberfläche der Basis 1 ausgebildet, sondern Aluminium sammelt sich lokal zur Bildung von Inseln mit Unregelmäßigkeiten an, so daß sich Ab lagerungen in einem inselartigen Film ergeben, in dem diese Inseln diskret über die gesamte Oberfläche der Basis 1 ver teilt sind. Diese Neigung wird im Verhältnis mit dem Partial druckverhältnis P_N2 von N₂ zu (Ar + N₂) deutlicher. D.h., die Größe der die Metallablagerungen 6 darstellenden Inseln nimmt mit dem Partialdruckverhältnis P_N2 zu, und der Abstand zwi schen den Inseln wird größer, wie aus den Fig. ersichtlich.

Fig. 3 ist eine Querschittsansicht einer Magnetspeicherplatte als magnetischem Aufzeichnungsmedium gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Magnet speicherplatte 10a dieses Ausführungsbeispiels sind Teile, die mit denen der Magnetspeicherplatte 10 des ersten Ausfüh rungsbeispiels von Fig. 1 identisch sind, mit denselben Be zugszahlen versehen, und auf ihre nochmalige Erläuterung wird hier verzichtet. Der Punkt, in dem sich diese Magnetspeicher platte 10a von der Magnetspeicherplatte 10 unterscheidet, ist, daß die Metallablagerungen 6 auf der Oberfläche der Magnetschicht 3 ausgebildet sind.

Die Magnetspeicherplatte 10a dieses Ausführungsbeispiels kann unter Verwendung nahezu derselben Verfahrensschritte, wie sie für die Magnetspeicherplatte 10 des ersten Ausführungsbei spiels beschrieben wurden, hergestellt werden. Bei der Mag netspeicherplatte 10a werden die Metallgrundschicht 2 und die Magnetschicht 3 aufeinanderfolgend auf der Basis 1 ausgebil det, und dann werden die Metallablagerungen 6 unter Verwen dung der gleichen Sputtertechnik wie bei dem ersten Ausfüh rungsbeispiel auf der Magnetschicht 3 ausgebildet.

Bei einer Magnetspeicherplatte 10a diesen Aufbaus wurden unter Verwendung eines AFM die Oberflächenformen der Metall ablagerungen 6 in gleicher Weise wie bei dem ersten Ausfüh rungsbeispiel beobachtet. Es zeigte sich, daß Inseln der Metallablagerungen 6, wo sich Aluminium lokal sammelte, dis kret über die gesamte Oberfläche der Magnetschicht 3 verteilt waren, und es wurde verifiziert, daß die Bildungszustände der Metallablagerungen 6 nicht sehr unterschiedlich waren, unge achtet dessen, ob sie sich auf der Oberfläche des Basis 1 oder auf der Oberfläche der Magnetschicht 3 befanden. Es ist also möglich, äquivalente Formen von Unregelmäßigkeiten an der Plattenoberfläche unabhängig davon zu erzielen, ob die Metallablagerungen 6 auf der Oberfläche der Basis oder derje nigen der Magnetschicht 3 ausgebildet werden. Die Magnetspei cherplatte 10 des ersten Ausführungsbeispiels, bei der die Metallablagerungen 6 auf der Basis 1 ausgebildet sind, ist jedoch für die Herstellung einer Platte als Medium mit hoher Speicherdichte vorzuziehen, da der Abstand zwischen der Mag netschicht 3 und dem Magnetkopf, also der sog. effektive Schwebungsabstand geringer ist.

Bezüglich der Magnetspeicherplatte 10 des ersten Auführungs beispiels und der Magnetspeicherplatte 10a des zweiten Aus führungsbeispiels wird nun auf die Tabellen 1 und 2 Bezug ge nommen, die Prüfungsergebnisse hinsichtlich der Eigenschaften der Magnetspeicherplatten relativ zur Änderungen der Größe d und des Abstands t enthalten, wobei d die durchschnittliche Größe einer Metallablagerung 6 und t der Abstand zwischen den Metallablagerungen 6 ist. Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften der Magnetspeicherplatten konzentriert auf die Größe d der Metallablagerungen 6, während Tabelle 2 die Eigenschaften konzentriert auf den Abstand t zwischen den Metallablagerun gen 6 zeigt.

Die Prüfungen an den Magnetspeicherplatten beinhalteten die Messung des Mittenrauhwerts Ra und, zusätzlich zur maximalen Höhe R_max, des dynamischen Reibungskoeffizienten µ_D (Gleit-µ) wenn ein Dünnfilmmagnetkopf (Al₂O₃/Tic Gleiter) mit einer Drehzahl von 100 Upm auf der Magnetspeicherplatte gleitete, so wie des statischen Reibungskoeffizienten µ_s nach einer Lagerung von 100 Stunden in einer Atmosphäre einer Temperatur von 25°C und einer Feuchtigkeit von 80%. Der dynamische Rei bungskoeffizient µ_D ist ein Parameter für die Abriebseigen schaften und der statische Reibungskoeffizient µ_s ein Parame ter für die Schwierigkeit, haften zu bleiben, wobei kleinere Werte vorzuziehen sind. Außer der Messung des dynamischen Reibungskoeffizienten µ_D wurde ein Test mit einem Schwebungs abstand von 0,76 nm (3 µinch) ausgeführt, um das Auftreten von Problemen wie etwa eines Headcrush zu untersuchen.

Tabelle 1

In Tabelle 1 bedeutet die Markierung O in der Zeile des dyna mischen Reibungskoeffizienten µ_D, daß µ_D ≦ 0,4, die Markie rung Δ, daß 0,4 < µ_D ≦ 0,7, und die Markierung X, daß 0,7 < µ_D. Die Markierung O in der Zeile Schwebungseigenschaften besagt, daß keine Probleme wie etwa ein Headcrush auftraten, während die Markierung X besagt, daß ein solch ein Problem auftrat.

Tabelle 2

In Tabelle 2 ist die Bedeutung der Markierungen in der Zeile des dynamischen Reibungskoeffizienten µ_D identisch mit derje nigen in Tabelle 1. In der Zeile für den statischen Reibungs koeffizienten µ_s bedeutet die Markierung O, daß µ_s ≦ 0,6, die Markierung Δ, daß 0,6 < µ_s ≦ 1,2 und die Markierung X, daß 1,2 < µ_s (Adsorption).

Wie Tabelle 1 zeigt, nimmt die Oberflächenrauhheit der Mag netspeicherplatte sowohl hinsichtlich des Mittenrauhwerts Ra als auch der maximalen Höhe R_max mit zunehmenden Werten von d zu, d. h. sie wird größer, wenn die Metallablagerungen 6 größer werden. Wenn daher die Metallablagerungen 6 klein sind, ist die Plattenoberfläche sehr glatt, und die Schwe bungseigenschaften des Magnetkopfes werden gut beibehalten. Wenn auf der anderen Seite der Wert des dynamischen Reibungs koeffizienten µ_D groß ist, sind die Gleiteigenschaften des Magnetkopfs gering. Wenn andererseits die Metallablagerungen 6 groß sind, ist auch die Plattenoberflächenrauhheit groß, womit der dynamische Reibungskoeffizient µ_D und die Gleit eigenschaften verbessert werden. Die Gefahr eines Headcrushes nimmt dann aber zu, und die Schwebungseigenschaften werden schlechter. Zur Realisierung einer Magnetspeicherplatte, die sowohl einen guten dynamischen Reibungskoeffizienten µ_D als auch gute Schwebungseigenschaften aufweist, muß daher nach Tabelle 1 die Oberflächenrauhheit derart bemessen sein, daß der Mittenrauhwert Ra im Bereich von 3 nm bis 7 nm liegt und die maximale Höhe R_max im Bereich von 20 nm bis 65 nm, Eigen schaften, die dadurch realisiert werden können, daß man die Größe d der Metallablagerungen 6 im Bereich von 15 nm bis 200 nm wählt.

Aus Tabelle 2 geht hervor, daß, wenn der Abstand t zwischen den Metallablagerungen 6 klein, wenn also die Metallablage rungen 6 nahe beieinander ausgebildet sind, und die unregel mäßigen Formen nicht ausgeprägt hervortreten, sowohl der Wert des dynamischen Reibungskoeffizienten µ_D als auch derjenige des statischen Reibungskoeffizienten µ_s groß und die Eigen schaften der Magnetspeicherplatte schlecht sind. Wenn der Ab stand t zu groß ist, steigt die wesentliche Kontaktfläche zwischen der Plattenoberfläche und dem Magnetkopf, während zugleich der dynamische Reibungskoeffizient µ_D ansteigt, und die Gleiteigenschaften des Magnetkopfes abnehmen. Daher muß nach Tabelle 2 der Abstand t zwischen d/5 und 5d liegen, da mit eine Magnetspeicherplatte realisiert wird, die sowohl hinsichtlich des dynamischen Reibungskoeffizienten µ_D als auch des statischen Reibungskoeffizienten µ_s gut ist.

Fig. 4 zeigt die Oberflächenrauhheit der Magnetspeicherplatte in Abhängigkeit von dem Partialdruckverhältnis P_N2 des N₂ Gases zum (Ar + N₂) Gas, das zur Bildung der Metallablagerun gen 6 verwendet wird, sowie auch die Abhängigkeit des dynami schen Reibungskoeffizienten µ_D von diesem Partialdruckver hältnis.

Die Figur zeigt, daß, wenn die Metallablagerungen 6 mit einem Partialdruckverhältnis P_N2 im Bereich von 0,5% bis 20% aus gebildet werden, der dynamische Reibungskoeffizient µ_D einen guten Wert von 0,4 oder weniger annimmt und die maximale Höhe R_max der Plattenoberflächenrauhheit im Bereich von 20 nm bis 65 nm liegt. Damit wird also nach Tabelle eine Magnetspei cherplatte geschaffen, die sowohl hinsichtlich der Gleitei genschaften als auch der Schwebungseigenschaften ausgezeich net ist.

Fig. 5 zeigt die Oberflächenrauhheit der Magnetspeicherplatte 5 (die maximale Höhe R_max) abhängig von der Temperatur T, die die Basis 1 beim Ausbilden der Metallablagerungen 6 aufweist, sowie die Abhängigkeit des dynamischen Reibungskoeffizienten µ_D von dieser Temperatur.

Gemäß dieser Figur wird die maximale Höhe R_max mit zunehmen der Temperatur T der Basis 1 größer, während der Wert des dynamischen Reibungskoeffizienten µ_D kleiner wird. Betrachtet man deshalb nur den dynamischen Reibungskoeffizienten µ_D, könnte man annehmen, daß sein Wert mit steigender Temperatur T der Basis 1 kleiner wird. Damit kann eine Magnetspeicher platte mit ausgezeichneten Gleiteigenschaften realisiert wer den. Wie sich jedoch aus Tabelle 1 ergibt, können, wenn die maximale Höhe R_max einen vorbestimmten Wert übersteigt, Pro bleme bezüglich der Gleiteigenschaften, einschließlich eines Headcrushes, auftreten. Werden diese Faktoren berücksichtigt, dann ergibt sich, daß zur Realisierung einer Magnetspeicher platte mit sowohl gutem dynamischen Reibungskoeffizienten µ_D als auch gutem statischen Reibungskoeffizienten µ_s die Aus bildungen der Metallablagerungen 6 bei einer Temperatur T der Basis 1 in einem Bereich von 150°C bis 400°C wirkungsvoll ist.

Wie oben beschrieben, können, weil die Magnetspeicherplatten 10 und 10a des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels Metallablagerungen 6 entweder auf der Oberfläche der Basis 1 oder der Oberfläche der Magnetschicht 3 aufweisen, ultrafeine Unregelmäßigkeiten, die die Formen der Metallablagerungen 6 widerspiegeln, auf der Plattenoberfläche ausgebildet werden. Daher ist es möglich, eine Magnetspeicherplatte mit einem kleinen Wert des dynamischen Reibungskoeffizienten µ_D und einem kleinen Wert des statischen Reibungskoeffizienten µ_s, die einen Schwebungsabstand des Magnetkopfes von lediglich 0,25 nm bis 0,75 nm (1 bis 3 µinches) erlaubt, zu realisie ren. Folglich werden die Abriebwiderstandseigenschaften und die Adsorptionswiderstandseigenschaften verbessert, und der Schwebungsabstand für den Magnetkopf kann verringert werden, wodurch eine Magnetspeicherplatte mit hoher Speicherdichte realisiert wird.

Während bei dem ersten und bei dem zweiten Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung Aluminium als nicht-magneti sches Metall zur Bildung der Metallablagerungen eingesetzt wurde, ist das Metall nicht auf Aluminium beschränkt. Viel mehr kann es sich um ein Metall ausgewählt aus der Gruppe umfassend Ta, Ti, Si, B, Zr und Cr einschließlich Aluminium oder Legierungen aus zwei oder mehr der Metalle handeln. Wo eine Glasplatte als nicht-magnetischer Träger für die nicht magnetische Basis bei der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, kann auch ein Keramikplatte, eine Aluminiumplatte, eine Titanmetallplatte, eine Carbonplatte oder Siliciumplatte verwendet werden.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend
eine nicht-magnetische Metallgrundschicht (2), die auf der Oberfläche einer nicht-magnetischen Basis (1) ausgebildet ist,
eine Dünnfilmmagnetschicht (3) aus einer ferromagneti schen Legierung, die auf der Metallgrundschicht (2) ausgebil det ist, und
eine Schutzschicht (4), die auf der Oberfläche der Dünn filmmagnetschicht (3) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der nicht-magnetischen Basis (1) und/oder der Dünnfilmmagnet schicht (3) durch nicht-magnetische Metallablagerungen (6), die Stickstoff enthalten, diskret verteilte Unregelmäßigkeiten ausgebildet sind, die sich an der Oberfläche der Schutzschicht (4) widerspiegeln.

2. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch l, dadurch gekenn zeichnet, daß die Größe d der Metallablagerungen (6) im Bereich von 15 nm bis 200 nm liegt, und der Zwischenraum zwischen den Metallablagerungen (6) im Bereich zwischen d/5 und 5d liegt.

3. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-magnetische Metall zur Ausbil dung der Metallablagerungen (6) eine Metallart ausgewählt aus der Gruppe umfassend Al, Ta, Ti, Si, B, Zr und Cr oder eine Legierung aus zwei oder mehr dieser Metallarten ist.

4. Verfahren zur Herstellung des magnetischen Aufzeich nungsmediums eines der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß die Metallablagerungen mittels eines Sputterprozeß unter der Atmosphäre einer Sputtergasmischung, die sich aus Argongas und Stickstoffgas zusammensetzt, ausgebildet wird, wobei die nicht-magnetische Basis (1) auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Temperatur der nicht-magnetischen Basis (1) im Bereich von 150°C bis 400°C liegt und das Partialdruck verhältnis von Stickstoffgas zur Sputtergasmischung im Bereich von 0,5% bis 20% liegt.