DE69200172T2

DE69200172T2 - Magnetisches Aufnahmemedium.

Info

Publication number: DE69200172T2
Application number: DE69200172T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Matsubaguchi; Akira Nahara
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1992-03-05
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2012-03-06
Also published as: JPH04356721A; EP0505783B1; EP0505783A1; DE69200172D1; US5413868A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend eine magnetische Schicht, gebildet durch einen dünnen metallischen Film (Metall-Dünnfilm) und insbesondere ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, bei welchem die magnetischen Eigenschaften durch die Änderung der Zusammensetzung der magnetischen Schicht verbessert werden, und dieses somit zur Verwendung bei der quermagnetischen (senkrechten magnetischen) Aufzeichnung geeignet wird.

Hintergrund der Erfindung

Um die gegenwärtige Forderung nach Aufzeichnungen mit hoher (Informations)Dichte zu erfüllen, wird die Verbesserung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums nun intensiv untersucht. Das vielversprechendste Medium, von dem erwartet wird, daß es die Aufzeichnungsdichte erhöht, ist das Medium vom sogenannten Metall-Dünnfilmtyp, bei welchem ein Metall- Dünnfilm als eine magnetische Schicht verwendet wird.
Magnetische Aufzeichnungssysteme können grob in zwei Arten unterteilt werden: längsmagnetische Aufzeichnungen mit einer Achse der leichten Magnetisierung in der Längsrichtung der magnetischen Schichtoberfläche (d.h., welche parallel zu der magnetischen Schichtoberfläche magnetisiert wird), und quermagnetische Aufzeichnungen mit einer Achse der leichten Magnetisierung in der senkrechten Richtung der magnetischen Schichtoberfläche (d.h., welche senkrecht zu der magnetischen Schichtoberfläche magnetisiert wird). Verschiedene Verbesserungen der magnetischen Materialzusammensetzungen, des Schichtaufbaus und der Filmbildungsverfahren, abhängig von den jeweiligen Aufzeichnungssystemen wurden für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vorgeschlagen, welches als die magnetische Schicht einen Metall-Dünnfilm aufweist. Zusammensetzungen, die bekannt sind, die magnetische Dünnfilm- Aufzeichnungsschicht für die längsmagnetische Aufzeichnung zu umfassen, schließen CoNi, CoNiCr, etc. ein. Wenn ein Dünnfilm als die magnetische Schicht unter Verwendung der bekannten Zusammensetzung gemäß des herkömmlichen Magnetronsputterverfahrens gebildet wird, ist es notwendig, das Sputtern auszuführen, während ein nichtmagnetisches Substrat auf einen Temperaturbereich zwischen ungefähr 100 bis ungefähr 350ºC erwärmt wird, um die Koerzitivkraft zu erhöhen.
Zusammensetzungen, die bekannt sind, die magnetische Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht der quermagnetischen Aufzeichnung zu umfassen, schließen CoCr, CoCrTa, etc. ein. Bei der Filmbildung gemäß des herkömmlichen Magnetronsputterverfahrens ist es notwendig, das nichtmagnetische Substrat auf eine Temperatur von nicht weniger als 100ºC zu erwärmen, um quermagnetische Anisotropie zu erzielen. In dem Fall des Vakuumabscheidungsverfahrens ist eine Erwärmung auf eine sehr viel höhere Temperatur notwendig.
Wenn das nichtmagnetische Substrat bei der Bildung des magnetischen Metall-Dünnfilmes erwärmt wird, ist eine Filmbildungsvorrichtung notwendig, welche einen komplizierten Aufbau aufweist und die Art des nichtmagnetischen Substrats, das verwendet werden kann, einschränkt. Zum Beispiel sind Kunststoffmaterialien, wie ein Polyethylenterephthalatfilm zur Verwendung ungeeignet.
Bekannte Materialien, die eine hohe Koerzitivkraft bereitstellen, sogar bei der Filmbildung bei niedrigen Temperaturen umfassen einen CoPt-Basis-längsmagnetischen Aufzeichnungsfilm und einen CoPtBO-Basis-quermagnetischen Aufzeichnungsfilm (JP-A-2-74012, etc.) (der hier verwendete Ausdruck "JP-A" bedeutet eine "veröffentlichte, nicht geprüfte Japanische Patentanmeldung"). Das Pt-Basismaterial weist jedoch das Problem auf, daß es für die praktische Verwendung zu teuer ist.
Ein CoPd-Basis-Metall-Dünnfilm ist im Vergleich mit dem Pt- Basismaterial billig und kann sogar bei der Filmbildung bei niedrigen Temperaturen eine hohe Koerzitivkraft bereitstellen und ist z.B. in JP-A-1-191318 und JP-A-2-30104 offenbart. Pd wird jedoch in einem Anteil von nicht weniger als 60% benötigt, und daher ist das CoPd-Basismaterial immer noch teuer. Des weiteren liegt die Sättigungsmagnetisierung Ms des Materials bei ungefähr 400 emu/ml, und daher weist das Material keine ausreichend befriedigenden magnetischen Eigenschaften auf.
Journal Applied Physics, 52 (3), 2453 (1981) beschreibt die magnetische Anisotropie eines Co-Cr-Basis-Metall-Dünnfilms als den magnetischen Film für die quermagnetische Aufzeichnung. In diesem Bericht sind Legierungsdünnfilme, bei welchen geringe Mengen an Pd und Rh zu dem Co-Cr zugegeben sind, offenbart, diese weisen jedoch nur geringe Verbesserungen für die obengenannten Problemen auf.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Metall-Dünnfilmtyp bereitzustellen, bei welchem der Metall-Dünnfilm gebildet werden kann, ohne die Temperatur des nichtmagnetischen Substrats zu erhöhen, und welcher ausgezeichnete magnetische Eigenschaften aufweist, wobei die Koerzitivkraft und die Sättigungsmagnetisierung hoch sind.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Metall-Dünnfilmtyp für die quermagnetische Aufzeichnung mit einer Achse der leichten Magnetisierung im wesentlichen senkrecht zu der magnetischen Schichtoberfläche bereitzustellen, welches relativ billig in den Materialkosten ist.
Es ist noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium für die quermagnetische Aufzeichnung bereitzustellen, welches eine ausgezeichnete quermagnetische Anisotropie aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein nichtmagnetisches Substrat, welches darauf eine magnetische Schicht hat, worin die magnetische Schicht ein Metall-Dünnfilm ist, welcher hauptsächlich eine Zusammensetzung umfaßt, die durch die Formel dargestellt ist: (Co100-xPdx)100-yCry, worin x und y Atomprozente sind und in den Bereichen 10 ≤ x ≤ 40 und 5 ≤ y ≤ 25 liegen.
Zusätzlich betrifft die vorliegende Erfindung ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein nichtmagnetisches Substrat, welches darauf eine magnetische Schicht hat, worin die magnetische Schicht ein Metall-Dünnfilm ist, welcher hauptsächlich eine Zusammensetzung umfaßt, die durch die Formel dargestellt ist:
[(Co100-xPdx)100-yCry]100-zOz, worin 10 ≤ x ≤ 40, 5 ≤ y ≤ 25, 0,5 ≤ z ≤ 15 und x, y und z Atomprozente sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt das Verhältnis zwischen der tertiären Systemzusammensetzung des CoPdCr Metall-Dünnfilms und dem senkrechten Anisotropiefeld Hkeff der magnetischen Schicht;
Fig. 2 zeigt das Verhältnis zwischen der tertiären Systemzusammensetzung des CoPdCr Metall-Dünnfilms und der Sättigungsmagnetisierung Ms;
Fig. 3 zeigt das Verhältnis zwischen der tertiären Systemzusammensetzung des CoPdCr Metall-Dünnfilms und der Koerzitivkraft Hc in einer Richtung senkrecht zu der Filmoberfläche;
Fig. 4 ist eine Ansicht, welche eine Möglichkeit zur Bestimmung des senkrechten Anisotropiefeldes Hkeff darstellt; und
Fig. 5 zeigt das Verhältnis zwischen der Sauerstoffkonzentration des CoPdCr Metall-Dünnfilms und der Koerzitivkraft Hc senkrecht zu der Filmoberfläche.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Bei dem magnetischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung ist der Metall-Dünnfilm als die magnetische Schicht aus einer Zusammensetzung hergestellt, resultierend aus der Zugabe einer genau angegebenen Menge an Cr zu einer Co-Pd Basislegierung in einem spezifischen Zusammensetzungsbereich. Daher weist die Metall-Dünnfilmmagnetschicht verbesserte magnetische Eigenschaften auf und stellt ein ausgezeichnetes Medium insbesondere hinsichtlich der quermagnetischen Anisotropie bereit. Da die Zusammensetzung des weiteren hauptsächlich aus einer Co-Pd-Basislegierung besteht, ist es nicht notwendig, die Temperatur des nichtmagnetischen Substrats bei der Filmbildung zu erhöhen. Daher wird das Herstellungsverfahren des Mediums vereinfacht, die Herstellungskosten sind relativ gering, und, da die Wärmebeständigkeit, die für das nichtmagnetische Substrat notwendig ist, reduziert wird, kann der Auswahlbereich der Materialien für das Substrat erhöht werden.
Da die magnetische Anisotropie durch die inverse magnetostriktive Wirkung induziert wird, welche durch die Zugabe von Pd zu Co in dem Metall-Dünnfilm als die magnetische Schicht erzeugt wird, nimmt man an, daß ein magnetischer Film, welcher ausgezeichnete magnetische Anisotropie aufweist, ohne das Erhöhen der Temperatur des nichtmagnetischen Substrats erzielt werden kann.
Man nimmt des weiteren an, daß, da die Zugabe von Cr die Korngrenzentrennbarkeit über den Segregationseffekt erhöht werden kann, die magnetischen Eigenschaften verbessert werden können, und daß ein Metall-Dünnfilm mit ausgezeichneter quermagnetischer Anisotropie erzielt werden kann.
Die Zusammensetzung des Metall-Dünnfilms in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung wird dargestellt durch: (Co100-xPdx)100-yCry. Das Atomverhältnis (Atom-%), y, von Cr zu der Co-Pd-Basislegierung liegt zwischen 5 bis 25 Atom-% und vorzugsweise zwischen 10 bis 20 Atom-%. Ist die Menge an vorhandenem Cr zu groß, wird Ms verringert, und ist die Menge an vorhandenem Cr zu gering, wird das senkrechte Anisotropiefeld (Hkeff), welches ein Maß für die quermagnetische Aufzeichnung ist, nicht ausreichend angehoben, und man kann kein Medium mit ausgezeichneter quermagnetischer Anisotropie erzielen. Der praktische Wert des senkrechten Anisotropiefeldes (Hkeff) liegt bei mehr als 3,5.
Das Atomverhältnis (Atom-%), x, von Pd zu Co in der Co-Pd- Basislegierung der Zusammensetzung für die magnetische Schicht der vorliegenden Erfindung liegt zwischen 10 und 40 Atom-% und vorzugsweise zwischen 10 und 30 Atom-%.
Ist die vorhandene Menge an Pd zu groß, wird die Koerzitivkraft Hc in der senkrechten Richtung verringert, und ist die vorhandene Menge an Pd zu gering, wird der obige Hkeff nicht ausreichend erhöht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht der Metall-Dünnfilm als die magnetische Schicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums aus einer Zusammensetzung, umfassend das tertiäre System Co-Pd-Cr, das Zusammensetzungsverhältnis der Bestandteile liegt in den oben spezifizierten Bereichen, wodurch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit ausgezeichneter quermagnetischer Anisotropie mit verschiedenen Produktionsvorteilen erzielt werden kann.
Die Dicke des Metall-Dünnfilms als die magnetische Schicht der vorliegenden Erfindung liegt normalerweise in dem Bereich von 200 bis 10.000 Å.
Um die vorteilhaften Eigenschaften der magnetischen Dünnfilm-Schicht wie auch der obigen Zusammensetzungsbestandteile zu verbessern, sollten nicht mehr als 15 Atom-% der Elemente wie Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff, Edelgase, Metalle oder Halbmetalle hinzugefügt werden, innerhalb des Bereiches, der die Wirkung der Pd- und Cr-Zugaben nicht zerstört. Wird von den obigen Elementen Sauerstoff in einer Menge von im allgmeinen 0,5 bis 15 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 10 Atom-%, zu der magnetischen Dünnfilm-Schicht der obigen Zusammensetzung zugegeben, kann die quermagnetische Anisotropie um ein größeres Maß erhöht werden.
Das Einführen von Sauerstoff in den Metall-Dünnfilm der Zusammensetzung, dargestellt durch die Formel: (Co100- xPdx)100-yCry, worin 10 ≤ x ≤ 40, 5 ≤ y ≤ 25 und x und y Atomprozente (Atom-%) sind, resultiert in einem Metall-Dünnfilm der Zusammensetzung, dargestellt durch die Formel: [(Co100-xPdx)100-yCry]100-zOz, worin 10 ≤ x ≤ 40, 5 ≤ y ≤ 25 und 0,5 ≤ z ≤ 15 und x, y und z Atomprozente (Atom-%) sind, und führt zu einer Erhöhung der Wirkung der trennenden Korngrenzen zwischen den magnetischen Körnern, die den Magnetfilm bilden. Daher kann die magnetische Anisotropie erhöht werden, und man kann einen Metall-Dünnfilm erzielen mit einer großen senkrechten Koerzitivkraft, und welcher als ein magnetisches Aufzeichnungsmedium für quermagnetische Aufzeichnung mit einer Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zu der magnetischen Schichtoberfläche besonders geeignet ist.
Ist der Sauerstoffgehalt zu groß, werden die magnetischen Eigenschaften selbst verringert, und liegt der Sauerstoffgehalt bei weniger als 0,5 Atom-%, kann die obige Wirkung aufgrund des Sauerstoffs nur mit Schwierigkeiten erzielt werden.
Eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts ist insbesondere nicht wünschenswert, da es zu einer Verringerung der Sättigungsmagnetisierungsflußdichte führt.
Die Faktoren x und y, die die Atomprozente der metallischen Elemente in der obigen Zusammensetzungsformel angeben, werden durch ein quantitatives Messen der Zusammensetzung des Metall-Dünnfilms durch eine Röntgenfluoreszenz-Analyse (XRF) kalibriert durch eine induktive gekoppelte Plasmaanalyse (ICP) bestimmt.
Im Gegensatz dazu wird z, welches die Atomprozente des Sauerstoffs angibt, aus einem Profil in der Tiefenrichtung des Films bestimmt, welcher durch die Auger Elektronenspektroskopie (AES) gewonnen wird.
Durch das Bereitstellen einer nichtmagnetischen Schicht zwischen der magnetischen Schicht der obigen Zusammensetzung und dem nichtmagnetischen Substrat in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung kann man eine magnetische Schicht erzielen, welche eine noch bessere Koerzitivkraft aufweist.
Als die obige nichtmagnetische Schicht kann ein Dünnfilm aus Metallen, wie Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Si, Ge und Ti oder ihre Oxide, Nitride oder Carbide verwendet werden.
Die Verwendung der metallischen Elemente Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Si, Ge und Ti oder ihrer Oxide, Nitride oder Carbide bei der Bildung der obigen nichtmetallischen Schicht erhöht die quermagnetische Anisotropie des auf der nichtmagnetischen Schicht zu bildenden Metall-Dünnfilms.
Man nimmt an, daß die auf dem nichtmagnetischen Substrat bereitgestellte nichtmagnetische Schicht eine epitaktische Wirkung ausübt oder eine Wirkung, den Einbau von Verunreinigungen aus dem nichtmagnetischen Substrat in den magnetischen Dünnfilm zu verhindern und so die Bildung der magnetischen Schicht der Struktur zu vereinfachen, die eine ausgezeichnete quermagnetische Anisotropie besitzt.
Die Dicke der nichtmagnetischen Schicht liegt vorzugsweise in dem Bereich von 200 bis 10.000 Å. Zur Bildung der nichtmagnetischen Schicht werden Vakuumabscheidungsverfahren, wie Sputtern oder Vakuumverdampfung vorzugsweise wie bei der Bildung der magnetischen Schicht eingesetzt, da die Wirkungen der nichtmagnetischen Schicht ausreichend in der resultierenden magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht erzielt werden.
Die metallische dünne Magnetschicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung kann durch Vakuumabscheidungsverfahren, wie Sputtern oder Vakuumverdampfung gebildet werden.
Ein Legierungsdünnfilm der vorher bestimmten Zusammensetzung kann durch Sputterverfahren unter Verwendung eines Legierungstargets mit einer Zusammensetzung, die der des Dünnfilms ähnlich ist, gebildet werden, oder durch ein Co-Sputterverfahren unter Verwendung einer Vielzahl von Targets (multizusammenwirkendes Sputtern).
Insbesondere das letzte multizusammenwirkende Sputtern wird vorzugsweise bei der Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung eingesetzt, da die Trennung der Korngrenzen erhöht wird und so die magnetische Anisotropie leicht induziert wird. Zum Beispiel durch ein Co-Sputtern unter Verwendung einer Kombination eines Co-Pd- Legierungstargets und eines Cr-Targets die Segregationswirkung von Cr erhöht, und ein Metall-Dünnfilm mit ausgezeichneter magnetischer Anisotropie kann erzielt werden.
In bezug auf das Einführen von Sauerstoff in den Metall- Dünnfilm kann Sauerstoff vorher zu jeder der obigen Targetzusammensetzungen hinzugefügt werden oder zu dem Ausgangsmaterial für die Vakuumabscheidung, oder durch das Einführen eines Gases, enthaltend eine geringe Menge an Sauerstoff, in eine Vakuumgasatmosphäre während der Filmbildung.
Herkömmlicherweise wird das Einführen von Sauerstoff durch das Einführen einer Gasmischung aus einem Edelgas, wie Argon und einer geringen Menge an Sauerstoff, in die Vakuumkammer durchgeführt.
Zur Bildung des magnetischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung wird das obige multizusammenwirkende Sputterverfahren vorzugsweise eingesetzt, da die Trennbarkeit der Korngrenzen erhöht wird, und daher die magnetische Anisotropie leicht induziert wird. Wird z. B. ein Sputtern mit zwei zusammenwirkenden Bestandteilen in einer Vakuumatmosphäre, enthaltend eine geringe Menge an Sauerstoff, unter Verwendung einer Kombination eines Co-Pd-Legierungstargets und eines Cr-Targets durchgeführt, wird die Segregationswirkung des Sauerstoffs erhöht, und daher kann ein Dünnmetallfilm mit ausgezeichneter magnetischer Anisotropie erhalten werden.
Um die wünschenswerten Eigenschaften der magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht zu erhöhen, ist es erwünscht, daß die zurückbleibende Gasatmosphäre in einem Vakuum während des Sputterverfahrens, die Substrattemperatur, das Entfernen der Materialien, die von der Oberfläche des Substrats absorbiert werden, die Reduktion des Entfernens des Gases aus dem Substrat, die Filmbildungsgeschwindigkeit usw. optimiert werden.
Da man annimmt, daß die Wirkung der Magnetostriktion aufgrund der inneren Spannungen in der magnetischen Dünnfilm- Aufzeichnungsschicht wirksam in der vorliegenden Erfindung wirksam ist, und daß die erhaltenen magnetischen Eigenschaften mit dem Druck des Edelgases in der Vakuumkammer während der Filmbildung zu dem Zeitpunkt des Sputterns variiert werden, ist es wünschenswert, daß das Steuern des Gasdruckes sorgsam durchgeführt wird.
Wird z. B. Ar als Edelgas verwendet, liegt der Ar-Gasdruck vorzugsweise bei wenigstens 5 x 10&supmin;³ Torr, und des weiteren der Sauerstoffgasdruck vorzugsweise bei nicht mehr als 2 x 10&supmin;&sup4; Torr.
Nichtmagnetische Substrate, hergestellt aus Metallen, wie Al und dessen Legierungen, Glas, Keramiken und synthetische Harze oder nichtmagnetische Substrate, welche einer Oberflächenbehandlung unterworfen wurden, und eine Grundierschicht aufweisen, können für das magnetische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Zum Beispiel können Al-Basislegierungen, Al-Substrate mit einer Ni-P- Grundierschicht, verschiedene verstärkte Glasse, verschiedene Keramiken, Polyethylenterephthalat, Polyimid, Polyätherimid und organische oder anorganische Verbundmaterialien verwendet werden.
Da es nicht notwendig ist, das nichtmagnetische Substrat zum Zeitpunkt der Filmbildung zu auf eine hohe Temperatur erwärmen, kann ein Material mit einer niedrigen Wärmebeständigkeit, wie Kunststoffe, in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
In bezug auf die Form des nichtmagnetischen Substrats kann eine Scheibenform, eine Bandform oder dergleichen eingesetzt werden.
Zusätzlich kann ein sogenannter Zweischichtstrukturtyp bei dem senkrechten magnetischen Aufzeichnungsmedium eingesetzt werden, bei welchem eine Magnetschicht mit niedriger Koerzitivkraft mit einer Achse der leichten Magnetisierung in Längsrichtung der magnetischen Schichtoberfläche bereitgestellt wird, direkt oder über eine Zwischenschicht unter der magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht mit einer quermagnetischen Anisotropie.
Die Magnetschicht mit niedriger Koerzitivkraft ist vorzugsweise ein längsmagnetischer Aufzeichnungsfilm mit einer Zwischenschichtkoerzitivkraft von nicht mehr als 100 Oersted, wobei ein weichmagnetischer Dünnfilm mit einer hohen Permeabilität besonders bevorzugt ist. Zum Beispiel können Dünnfilme von Permalloy-Basislegierungen, wie Co-Cr-Ta, Co-Cr- Nb, Co-Nb-Zr usw. verwendet werden.
Die Dicke der oben beschriebenen Magnetschicht mit niedriger Koerzitivkraft wird in einem Bereich von 200 bis 10.000 Å ausgewählt.
Obwohl das Plattierverfahren als das filmbildende Verfahren verwendet werden kann, sind Vakuumfilmbildungsverfahren, wie Sputtern und Vakuumabscheiden besonders bevorzugt.
Ein Material und eine Filmstruktur, ähnlich der obigen nichtmagnetischen Schicht, kann als die obige Zwischenschicht eingesetzt werden.
Für eine effizientere Durchführung der vorliegenden Erfindung können eine Schutzschicht und eine Gleitschicht auf der magnetische Dünnfilmschicht vorgesehen sein. Beispiele der Schutzschicht sind ein Kohlenstoff-Dünnfilm, ein Oxidfilm, ein Nitridfilm, ein Carbidfilm, ein Metall-Dünnfilm, ein Legierungsdünnfilm usw. In der Gleitschicht werden verschiedene Verbindungen, die als Gleitmittel für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Metall-Dünnfilmtyp bekannt sind, verwendet. Unter diesen Verbindungen ist von dem Gesichtspunkt der Gleitwirkung aus, ein Perfluorkohlenstoff-Basisgleitmittel bevorzugt.
Durch das Spezifizieren der Elementzusammensetzung auf (Co100-xPdx)100-yCry, worin 10 £ x £ 40, 5 £ y £ 25 und x und y Atomprozente (Atom-%) sind, in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium mit einem Dünnfilm aus Co-Cr-Pd-Basislegierung als eine Magnetschicht, kann man ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer hohen Koerzitivkraft erzielen, insbesondere ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit ausgezeichneten quermagnetischen Eigenschaften, ohne daß die Temperatur des nichtmagnetischen Substrats zum Zeitpunkt der Filmbildung erhöht werden muß.
Durch das Einsetzen eines Metall-Dünnfilms, hergestellt aus einer Zusammensetzung, dargestellt durch die Formel: [(Co100-xPdx)100-yCry]100-zOz, worin 10 £ x £ 40, 5 £ y £ 25, 0,5 £ z £ 15 und x, y und z Atomprozente (Atom-%) sind, abgeleitet durch das Einführen elementaren Sauerstoffs in den Metall-Dünnfilm der obigen Zusammensetzung, kann die quermagnetische Anisotropie erhöht werden.
Die Verwendung von Pd, welches relativ billig ist, zusammen mit dem obigen bei niedriger Temperatur gebildeten Film ermöglicht die Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, welches von einem wirtschaftlichen Standpunkt aus äußerst vorteilhaft ist.
Die vorliegende Erfindung wird im Detail in bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben, welche nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränken sollen. Sofern nicht anders angegeben, sind alle Teile, Prozente, Verhältnisse und dergleichen in bezug auf das Gewicht angegeben.

Beispiel 1

Ein Legierungstarget mit der Zusammensetzung Co&sub8;&sub0;Pd&sub2;&sub0; (Atom- %) und einem Durchmesser von 125 mm und ein Cr-Target wurden in eine Vakuumkammer einer Magnetronsputtervorrichtung gestellt.
Das Maß des Vakuums (Hintergrund), PBG, in der Vakuumkammer vor dem Beginn des Sputterns betrug 1 x 10&supmin;&sup6; Torr.
Anschließend wurde ein Argongas in die Vakuumkammer eingeführt, und Co-Sputtern wurde in einer Atmosphäre von 10 x 10&supmin;³ Torr durchgeführt, um einen 2.000Å dicken CoPdCr-Legierungsdünnfilm auf einem Glassubstrat zu bilden.
Durch das Anlegen einer elektrischen RF-Leistung von 2,0 KW an das Co&sub8;&sub0;Pd&sub2;&sub0;-Target und einer elektrischen DC-Leistung von 0 bis 300 Watt an das Cr-Target wurde die Zusammensetzung des erhaltenen Metall-Dünnfilms variiert.
Die Zusammensetzung des so hergestellten Metall-Dünnfilms wurde quantitativ durch XRF (Röntgenfluoreszenzanalyse) calibriert durch ICP (induktiv gekoppelte Plasmaanalyse) bestimmt. Die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 an das Cr-Target angelegte elektrische Leistung (W) Co-Zusammensetzung Pd-Zusammensetzung Cr-Zusammensetzung Verhältnis von Co zu Pd (Atomzahlenverhältnis)
Die Resultate aus Tabelle 1 zeigen, daß in den CoPdCr-Basislegierungsdünnfilm, wie oben hergestellt, Cr im Verhältnis zu der Filmbildungskraft von Cr in den Metall-Dünnfilm eingeführt wurde, während das Verhältnis von Co:Pd = 80:20 gehalten wurde.

Beispiele 2 bis 6

Magnetische Aufzeichnungsmedien wurden durch das Bilden einer magnetischen Schicht der jeweiligen unten beschriebenen Zusammensetzung auf dem Glassubstrat auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Co&sub8;&sub0;Pd&sub2;&sub0;-Target durch ein Co&sub9;&sub0;Pd&sub1;&sub0; (Beispiel 2), Co&sub7;&sub0;Pd&sub3;&sub0; (Beispiel 3), Co&sub7;&sub5;Pd&sub2;&sub5; (Beispiel 4), Co&sub6;&sub5;Pd&sub3;&sub5; (Beispiel 5) oder Co&sub6;&sub0;Pd&sub4;&sub0; (Beispiel 6) ersetzt wurde.

Vergleichebeispiel 1

Ein magnetisches Aufzeichnungsmedium wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Co&sub8;&sub0;Pd&sub2;&sub0;-Target durch Co ersetzt wurde.
Die magnetischen Eigenschaften der oben erzielten magnetischen Aufzeichnungsmedien wurden unter Verwendung eines Magnetometers (VSM) vom Vibrationsprobentyp gemessen. Die erzielten Resultate sind in den Figuren 1 bis 3 dargestellt.
Senkrechte Anisotropie wurde durch das Messen des wirksamen senkrechten Anisotropiefeldes Hkeff von der harten Achse (in Ebene) M-H-Schleife bestimmt.
Die Messung des obigen senkrechten Anisotropiefeldes Hkeff wurde mit dem Verfahren durchgeführt, beschrieben in IEEE Trans. Magn. 23, (5), 2443 (1987). Hkeff wurde als die Koerzitivkraft H an dem Schnittpunkt P der Tangente A, gezogen von dem ursprünglichen Punkt 0 der Magnetisierungskurve in Längsrichtung der Metall-Dünnfilmmagnetschicht des in Figur 4 dargestellten magnetischen Aufzeichnungsmediums und der geraden Linie M=Ms parallel zu der Abszisse H (Koerzitivkraft) definiert.
Figur 1 stellt das Verhältnis zwischen dem tertiären System des CoPdCr-Metall-Dünnfilms und dem senkrechten Anisotropiefeld Hkeff dar. In Figur 1 geben die Figuren neben den Punkten die gemessenen Werte des senkrechten Anisotropiefeldes (angegeben in der Einheit K Oe) der jeweiligen Zusammensetzungen an. Equimagnetische Feldkurven am Hkeff von 2,0, 3,0, 4,0 und 5,0, abgelesen aus den gemessenen Werten, sind auch in Figur 1 dargestellt.
Mit Figur 1 wurde bestätigt, daß sich bei einem Cr-Gehalt von wenigstens 5 Atom-% das senkrechte Anisotropiefeld Hkeff mit einer Erhöhung der Zugabemenge an Cr erhöht, unabhängig von dem CoPd-Zusammensetzungsverhältnis.
Ein Vergleich bei gleichen Cr-Gehalten zeigt, daß sich, wenn der Pd-Gehalt bei weniger als 10 Atom-% liegt, das senkrechte Anisotropiefeld Hkeff erhöht.
Figur 2 zeigt das Verhältnis zwischen dem tertiären System des CoPdCr-Metall-Dünnfilms und der Sättigungsmagnetisierung Ms. Die Ordinate gibt die Sättigungsmagnetisierung Ms (emu/cc), die Abszisse den Cr-Gehalt (Atom-%) an, und der Parameter gibt das CoPd-Zusammensetzungsverhältnis an.
Aus Figur 2 wird deutlich, daß die Verringerung von Ms mit der Zugabe von Pd sehr viel geringer ist als wenn Cr zugegeben wird.
Figur 3 stellt das Verhältnis zwischen dem tertiären System des CoPdCr-Metall-Dünnfilms und der Koerzitivkraft Hc senkrecht zu der Magnetschichtoberfläche dar. In Figur 3 geben die Figuren neben den Punkten die Koerzitivkräfte in der senkrechten Richtung in der Einheit Oe an. Equikoerzitivkraftlinien bei Koerzitivkräften von 400, 500, 600 und 700, abgelesen aus den jeweiligen Werten, sind auch in Figur 3 dargestellt.
Aus Figur 3 wird deutlich, daß, wenn die Zugabemenge an Pd erhöht wird, Hc zur Verringerung tendiert.

Beispiel 7

In die Vakuumkammer der zuvor genannten Magnetronsputtervorrichtung wurden ein Legierungstarget mit einer Zusammensetzung von Co&sub8;&sub0;Pd&sub2;&sub0; (Atom-%) und einem Durchmesser von 125 mm und ein Cr-Target gestellt.
Anschließend wurde Argongas in die Vakuumkammer eingeführt, und das Sputtern des Cr-Targets wurde in einer Atmosphäre von 5 x 10&supmin;³ Torr und mit einer elektrischen DC-Stromleistung von 500 W durchgeführt, um eine 1.000Å dicke nichtmagnetische Schicht aus Cr auf einem Glassubstrat zu bilden.
Durch das Anlegen einer elektrischen RF-Leistung von 2,0 KW an das Co&sub8;&sub0;Pd&sub2;&sub0;-Target und einer elektrischen DC-Stromleistung von 150 W an das Cr-Target wurde ein 2.000Å dicker CoPdCr-Legierungsdünnfilm auf der obigen nichtmagnetischen Schicht gebildet, um so ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu erzielen.

Beispiel 8

Ein magnetisches Aufzeichnungsmedium wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, daß keine nichtmagnetische Schicht gebildet wurde.
Die magnetischen Eigenschaften der oben erhaltenen Metall- Dünnfilme wurden unter Verwendung eines Magnetometers vom Vibrationsprobentyp gemessen. Die erzielten Resultate sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2 Zusammensetzung der magnetischen Schicht Dicke der nichtmagnetischen Schicht Koerzitivkraft Beispiel keine
Aus den Ergebnissen aus Tabelle 2 wird deutlich, daß die senkrechte Koerzitivkraft durch das Bereitstellen einer nichtmagnetischen Schicht auf der magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht erhöht wird.

Beispiel 9

In die Vakuumkammer der zuvor genannten Magnetronsputtervorrichtung wurde ein Legierungstarget mit einer Zusammensetzung von Co&sub8;&sub0;Pd&sub2;&sub0; und einem Durchmesser von 125 mm und ein Cr-Target gestellt.
Durch das Anlegen einer elektrischen RF-Leistung von 2,0 KW an das Co&sub8;&sub0;Pd&sub2;&sub0;-Target und einer elektrischen DC-Leistung von 150 W an das Cr-Target wurde ein 2.000Å dicker CoPdCr- Basislegierungsdünnfilm gebildet unter einem Sputter-Ar-Gasdruck von 5 x 10&supmin;³ Torr, um ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu erzielen.
In diesem Fall wurde jedoch das Maß des Vakuums PBG, welches durch Evakuieren der Vakuumkammer vor dem Beginn des Sputterns erzielt wurde, variiert. Die Sauerstoffkonzentration der erhaltenen Co&sub6;&sub7;Pd&sub1;&sub8;Cr&sub1;&sub5;-Magnetdünnfilme bei den jeweiligen Maßen des Vakuums PBG wurde gemessen.
Die Sauerstoffkonzentration des Filmes wurde durch die Auger Elektronenspektroskopie (AES) gemessen. Der Wert von Z wurde durch das Lesen des Wertes bestimmt, an welchem die Sauerstoffkonzentration aus dem Profil in der Tiefenrichtung des Films des AES des Metall-Dünnfilms konstant wurde. Die erzielten Resultate sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3 Sauerstoffkonzentration des Metall-Dünnfilms Maß des Vakuums, welches in der Vakuumkammer vor dem Sputterbeginn erreicht wurde
In diesem Beispiel wurde das Verhältnis zwischen der Sauerstoffkonzentration (Atom-%) der Zusammensetzung: [(Co100-xPdx)100-yCry]100-zOz und PBG bestimmt. Mit dem CoPdCr-Basis-magnetischen Dünnfilm einer anderen Zusammensetzung konnte fast das gleiche Verhältnis wie in Tabelle 2 erzielt werden.

Beispiel 10

Im Beispiel 9 mit einem Maß des Vakuums von 1 x 10&supmin;&sup7; Torr (PBG = 1 x 10&supmin;&sup7; Torr) wurde ein Co&sub6;&sub7;Pd&sub1;&sub8;Cr&sub1;&sub9;-magnetischen Dünnfilm erzeugt. In diesem Fall wurde sauerstoffhaltiges Ar als Sputtergas verwendet. Das Verhältnis zwischen der Sauerstoffkonzentration in dem Film in der Koerzitivkraft in der senkrechten Richtung relativ zu der Filmoberfläche (Hc) für alle Proben erhalten durch das Verändern des Sauerstoffpartialdrucks während des Sputterverfahrens wurden gemessen. Die Resultate sind in Figur 5 dargestellt. In Figur 5 deutet das Symbol an, daß eine Ti-Schicht mit einer Dicke 1.500Å zwischen der magnetischen Dünnfilmschicht und dem Substrat bereitgestellt war, und das Symbol o gibt an, daß keine Grundierschicht vorhanden war.
Aus den Ergebnissen wird deutlich, daß eine hohe Koerzitivkraft erhalten werden kann, durch das Optimieren der Sauerstoffkonzentration in der magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht. Es wurde des weiteren bestätigt, daß es wirkungsvoll ist, eine nichtmagnetische Schicht bereitzustellen.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein nichtmagnetisches Substrat, welches darauf eine magnetische Schicht hat, worin die magnetische Schicht ein Metall- Dünnfilm ist, welcher hauptsächlich eine Zusammensetzung umfaßt, die durch die Formel dargestellt ist:

(Co100-xPdx)100-yCry worin 10 ≤ x ≤ 40, 5 ≤ y ≤ 25 und x und y Atomprozente sind.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin der Metall-Dünnfilm ferner Sauerstoff als Element enthält und die Hauptzusammensetzung des Metall- Dünnfilms durch die Formel dargestellt ist:

[(Co100-xPdx)100-yCry)100-zOz worin 10 ≤ x ≤ 40, 5 ≤ y ≤ 25, 0.5 ≤ z ≤ 15 und x,y und z Atomprozente sind.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin eine nichtmagnetische Schicht zwischen dem nichtmagnetischen Substrat und der magnetischen Schicht liegt.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin der ferromagnetische Metall-Dünnfilm eine Achse leichter Magnetisierung in der Richtung hat, die im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der magnetischen Schicht ist.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, worin eine nichtmagnetische Schicht zwischen dem nichtmagnetischen Substrat und der magnetischen Schicht liegt.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, worin der ferromagnetische Metall-Dünnfilm eine Achse leichter Magnetisierung in der Richtung hat, die im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der magnetischen Schicht ist.

7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin der Metall-Dünnfilm eine Dicke von 20 bis 1000 nm (200 bis 10.000 Å) hat.

8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, worin der Metall-Dünnfilm eine Dicke von 20 bis 1000 nm (200 bis 10.000 Å) hat.

9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, worin die nichtmagnetische Schicht eine Dicke von 20 bis 1000 nm (200 bis 10.000 Å) hat.

10. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 5, worin die nichtmagnetische Schicht eine Dicke von 20 bis 1000 nm (200 bis 10.000 Å) hat.