DE69715706T2

DE69715706T2 - Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit feinkörnigen magnetischen Kristallen und seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69715706T2
Application number: DE69715706T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Kobayashi; Ryoichi Mukai; Kazunori Yamanaka
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1997-02-10
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2017-02-11
Also published as: US6171676B1; JP3669457B2; EP0797192A1; DE69715706D1; EP0797192B1; JPH09259425A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das mit einem Festplattenlaufwerk oder dergleichen zum Speichern von Informationen durch Verändern von Magnetisierungszuständen verwendet wird, sowie ein Herstellungsverfahren desselben, und insbesondere ein rauscharmes magnetisches Aufzeichnungsmedium, das zum Unterdrücken von Rauschen geeignet ist, das beim Lesen von Informationen von dem Medium erzeugt wird.
Zur rauscharmen magnetischen Aufzeichnung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das in einem magnetischen Plattenlaufwerk verwendet wird, ist es erwünscht, daß die Größe jedes Magnetkorns des Magnetfilms die Größe einer einzelnen magnetischen Domäne oder feiner ist, um die magnetische Wechselwirkung zwischen Magnetkörnern im wesentlichen vernachlässigbar zu machen. Die Größe der einzelnen magnetischen Domäne ist definiert durch eine maximale Größe des magnetischen Materials, die es dem Material erlaubt, nur einen einzelnen magnetischen Dipol zu erzeugen.
Herkömmlicherweise wird nichtmagnetisches Material zu dem magnetischen Material eines Magnetfilms mit einer polykristallinen Struktur zugegeben und auf den Kristallkorngrenzen abgeschieden, nachdem der Magnetfilm gebildet wurde, um jedes Kristallkorn zu isolieren. Um ein Kristallkorn feiner zu machen, wird eine darunterliegende Schicht dünn ausgeführt und feiner kristallisiert, und ein Magnetfilm wird heteroepitaxial auf der darunterliegenden Schicht gezogen.
Bei dem herkömmlichen Verfahren muss nichtmagnetisches Material an den Kristallkorngrenzen abgeschieden werden. Es besteht jedoch die Wahrscheinlichkeit, daß die Abscheidung behindert wird, und in vielen Fällen verbleibt nichtmagnetisches Material in Kristallkörnern in einer höheren Menge als dem Löslichkeitsgrenzwert. Dieses nichtmagnetische Material, das in Kristallkörnern enthalten ist und den Löslichkeitsgrenzwert übersteigt, verringert eine Koerzitivfeldstärke von Kristallkörnern. Wenn die darunterliegende Schicht dünn ausgeführt wird, wird es schwierig, eine Kristallorientierung mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften zu erzielen.
Die EP-A-0 452 876 zeigt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium und ein Herstellungsverfahren für dieses gemäß dem Oberbegriff jedes unabhängigen Patentanspruchs auf. Aufzeichnungsabschnitte des plattenförmigen Mediums werden voneinander magnetisch isoliert, indem regelmäßig beabstandete Nuten sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung der Platte gebildet werden.
Die US-A-4 645 690 zeigt ein Herstellungsverfahren eines magnetischen Co-Ni-Aufzeichnungsmediums durch Sputtern eines Co-Ni-Dünnfilms auf ein nichtmagnetisches Substrat auf.
Die WO-93/19461A zeigt ein flexibles magnetisches Aufzeichnungsmedium auf, bei dem eine magnetisierbare Oberflächenschicht einen durchgehenden Dünnfilm aus magnetisierbarem Material enthält, der auf einem Polybenzazol-Polymersubstrat angehaftet ist.
Es ist daher wünschenswert, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium sowie ein Herstellungsverfahren für dieses zu schaffen, welches magnetische Aufzeichnungsmedium feine Kristallkörner aus Magnetmaterial auf einem Substrat hat und eine hohe Aufzeichnungsdichte und rauscharme Eigenschaften bietet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium geschaffen, enthaltend: ein Substrat, das eine nichtmagnetische Oberfläche hat, sowie eine Vielzahl von Inselregionen, die aus magnetischem Material hergestellt sind und direkt auf der nichtmagnetischen Oberfläche gebildet sind; dadurch gekennzeichnet, daß die Inselregionen unregelmäßig über die nichtmagnetische Oberfläche verteilt sind.
Das Substrat kann in Form einer Platte vorliegen, die ein zentrales Durchgangsloch hat. Vorzugsweise hat jede der Inselregionen die Größe einer einzelnen magnetischen Domäne aus dem magnetischen Material oder feiner.
Wenn die Größe jeder Inselregion die Größe einer einzelnen magnetischen Domäne oder feiner ist, wird nur ein magnetischer Dipol in einer Inselregion erzeugt. Da eine Vielzahl von magnetischen Dipolen einander nicht gegenseitig auslöschen, ist eine magnetische Aufzeichnung mit geringem Rauschen und hoher Dichte möglich.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die nichtmagnetische Oberfläche unregelmäßig.
Kristalle eines hexagonalen Systems haben eine starke Tendenz, so zu wachsen, daß die c-Achse in einer zu der darunterliegenden Oberfläche senkrechten Richtung ausgerichtet ist. Daher ist die c-Achse von Kristallen, die auf der geneigten Oberfläche des unregelmäßigen Substrats wachsen, nicht senkrecht zu der Substratoberfläche. Wenn die c-Achse eine leicht zu magnetisierende Achse ist, schneidet sich diese leicht zu magnetisierende Achse nicht mit der Substratebene im rechten Winkel, was zur Magnetisierung in der Richtung in der Ebene des Substrats geeignet ist.
In einer weiteren Ausführungsform enthält das magnetische Aufzeichnungsmedium ferner mindestens eine geschichtete Struktur, die eine Trennschicht einschließt, die aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist und mindestens die Oberflächen der Inselregionen bedeckt, und weitere Inselregionen, die aus magnetischem Material hergestellt sind und auf der Oberfläche der Trennschicht verteilt sind.
Die Verteilungsdichte der Inselregionen kann erhöht werden, indem eine Vielzahl von Inselregionschichten gebildet werden.
Ein aus Kohlenstoff hergestellter Schutzfilm kann gebildet werden, um die Inselregionen zu bedecken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums geschaffen, enthaltend die Schritte: Herstellen eines Substrats mit einer nichtmagnetischen Oberfläche; und Bilden von Inselregionen, die aus magnetischem Material hergestellt und auf der nichtmagnetischen Oberfläche des Substrats gebildet sind; dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bildungsschritt die Inselregionen unregelmäßig über die nichtmagnetische Oberfläche verteilt werden.
In einem bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung enthält der Schritt zur Bildung der Inselregionen die Schritte: Bilden eines Magnetfilms, der aus magnetischem Material hergestellt ist, auf der nichtmagnetischen Oberfläche des Substrats; und Aneinanderhängen von Atomen des Magnetfilms, indem das Substrat nach der Bildung des Magnetfilms auf der nichtmagnetischen Oberfläche einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
Vorzugsweise enthält das Verfahren nach dem Schritt zur Bildung der Inselregionen die Schritte: Bilden einer Trennschicht, die aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist und mindestens die Oberflächen der Inselregionen bedeckt; und, nach dem Schritt zum Bilden der Trennschicht, Bilden weiterer Inselschichten aus magnetischem Material, die auf der obersten Oberfläche des Substrats verteilt sind.
In Ausführungsformen der Erfindung werden Kristallkörner aus magnetischem Material gebildet, um auf der Substratoberfläche verteilt zu werden. Wenn jedes feine Kristallkorn die Größe einer einzelnen magnetischen Domänengröße oder feiner hat und die magnetische Wechselwirkung zwischen benachbarten feinen Kristallkörnern beinahe vernachlässigbar ist, ist eine magnetische Aufzeichnung mit geringem Rauschen möglich.
Im Rahmen eines Beispiels wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen.
Fig. 1A bis 1C sind Schnittansichten eines Substrats, die ein Herstellungsverfahren für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellen;
Fig. 2A und 2B sind Schnittansichten eines Substrats, die ein Herstellungsverfahren für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellen;
Fig. 3A und 3B sind Schnittansichten eines Substrats, die den Aufbau von magnetischen Aufzeichnungsmedien gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung sowie eine Modifikation der dritten Ausführungsform darstellen; und
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines magnetischen Aufzeichnungsmediums zeigt.
Nachfolgend wird ein Herstellungsverfahren für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf Fig. 1A bis 1C beschrieben.
Wie Fig. 1A zeigt, wird auf der Oberfläche eines Substrats 1 ein Magnetfilm 2 gebildet. Beispielsweise ist das Substrat 1 aus Einkristall-Silizium, Glas, Quarz, Zirconerde (ZrO&sub2;), Kohlenstoff oder dergleichen hergestellt, und der Magnetfilm 2 ist aus Fe, Co, Ni, Metallen der seltenen Erden, Legierungen dieser Metalle oder dergleichen hergestellt. Der Magnetfilm 2 wird durch Gleichstrom-Magnetronsputtern unter Verwendung von Ar als Sputtergas und einer Source-Metallplatte als Target bei den Bedingungen von Raumtemperatur als Wachstumstemperatur, einem Druck von 3 mTorr und einer Eingangsleistung von 500 W gebildet. Es ist bevorzugt, die Dicke des Magnetfilms 2 bis 8 nm oder dünner einzustellen, wie weiter unten beschrieben wird. Ferner ist es bevorzugt, daß der Magnetfilm 2 70 mol% oder mehr Fe, Co, Ni oder Metalle der seltenen Erden enthält.
Nachdem der Magnetfilm 2 gebildet ist, wird die Einleitung von Ar-Gas unterbrochen und das Substrat 1 wird einer Wärmebehandlung unterzogen, während die Sputterkammer unter Vakuum gehalten wird. Es ist nicht unbedingt erforderlich, das Vakuum aufrechtzuerhalten, und eine nicht oxidierende Atmosphäre kann verwendet werden.
Fig. 1B ist die Schnittansicht des Substrats nach der Wärmebehandlung. Bei der Wärmebehandlung bewegen sich Atome des Magnetfilms 2 entlang der Oberfläche des Substrats 1 und haften aneinander, so daß sie Inselregionen 2a bilden, die aus dem Magnetmaterial aufgebaut sind. Die Inselregionen 2a sind über die gesamte Oberfläche des Substrats 1 verteilt und voneinander isoliert.
Wenn die Dicke des Magnetfilms in dem in Fig. 1A dargestellten Prozess dicker als 8 nm ausgeführt wird, ist es weniger wahrscheinlich, daß sich während der Wärmebehandlung Inselregionen bilden. Daher ist es bevorzugt, die Dicke des Magnetfilms 2 auf 8 mm oder dünner einzustellen.
Die Temperatur der Wärmebehandlung wird auf eine Temperatur eingestellt, bei der Atome des Magnetfilms 2 zusammenhaften können. Die Wärmebehandlungstemperatur für einen aus Fe oder Ni aufgebauten Magnetfilm 2 beträgt vorzugsweise 300 bis 500ºC oder bevorzugter 400 bis 500ºC.
Die Wärmebehandlungstemperatur für einen aus Co aufgebauten Magnetfilm 2 beträgt vorzugsweise 300 bis 450ºC oder bevorzugter 400 bis 450ºC. Bei einer Wärmebehandlungstemperatur von mehr als 450ºC tritt eine Kristallmodifikation von Co mit einem Wechsel von einem hexagonalen System zu einem kubischen System auf. Für die Magnetaufzeichnung ist Co eines hexagonalen Systems, das magnetische Anisotropie der Kristalle aufweist, bevorzugter. Daher wird die Wärmebehandlungstemperatur vorzugsweise auf 450ºC oder weniger eingestellt. Wenn das Material, dessen Magnetisierungseigenschaften während der Wärmebehandlung durch Kristallmodifikation verändert wurden, verwendet werden soll, wird die Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich durchgeführt, der eine Kristallstruktur ergibt, welche die gewünschten Magnetisierungseigenschaften zeigt.
Wenn die Oberfläche des Magnetfilms 2 während der Wärmebehandlung oxidiert wird, wird eine gleichmäßige Wanderung der Atome in dem Magnetfilm 2 entlang der Oberfläche des Substrats 1 behindert. Um die Bildung der Inselregionen 2a zu erleichtern, ist es daher bevorzugt, die Wärmebehandlung in einem Vakuum oder in einer nicht oxidierenden Atmosphäre auszuführen.
Wie Fig. 1C zeigt, wird ein Schutzfilm 3 beispielsweise aus Kohlenstoff bis zu einer Dicke von 10 bis 20 nm aufgebaut, der die Inselregionen 2a und die freiliegende Oberfläche des Substrats 1 bedeckt. Der Kohlenstoff-Schutzfilm 3 wird durch Hochfrequenz-Magnetronsputtern unter den Bedingungen von beispielsweise einem Druck von 3 mTorr und einer Eingangsleistung von 300 W gebildet.
In diesem Beispiel des Verfahrens wurde Co als Material des Magnetfilms 2 verwendet, die Filmdicke wurde auf 4 nm eingestellt und die Wärmebehandlung wurde bei 450ºC durchgeführt. Unter diesen Bedingungen war es möglich, Inselregionen 2a zu bilden. Die Größe jeder Inselregion 2a entlang der Substratebene betrug etwa 10 nm und die kürzeste Distanz zwischen benachbarten Inselregionen 2a betrug etwa 10 nm. Da die Inselgröße etwa die Größe der einzelnen magnetischen Domäne hat, wird in jeder Inselregion 2a nur ein einzelner magnetischer Dipol erzeugt. Da die Distanz zwischen benachbarten Inselregionen 2a etwa 10 nm beträgt, kann davon ausgegangen werden, daß im wesentlichen keine magnetische Wechselwirkung zwischen benachbarten Inselregionen stattfindet. Nichtmagnetisches Material ist in den Inselregionen 2a jeweils nicht enthalten, so daß gute Magneteigenschaften erzielt werden können.
Wenn die Größe der Inselregion 2a zu klein ist, wird ein superparamagnetischer Status erzeugt und magnetische Dipole werden durch thermische Schwankungen verloren. Es ist daher bevorzugt, die Größe jeder Inselregion 2a auf eine Größe zu erhöhen, die größer ist als die Größe, bei der der superparamagnetische Status erzeugt wird. In dem Fall von Co wird die Größe vorzugsweise auf 5 nm oder größer eingestellt.
Die Oberfläche des Schutzfilms 3 ist auf Grund der Unebenheit der darunterliegenden Oberfläche geringfügig unregelmäßig. Daher ist es möglich, die Anziehungskraft der Atomkraft zwischen einem Magnetkopf und einem Magnetaufzeichnungsmedium abzuschwächen. Während ein Magnetaufzeichnungsmedium in einem Festplattenlaufwerk in Ruhe ist, ist der Magnetkopf mit der Oberfläche des Schutzfilms 3 in Kontakt, und während es rotiert, schwimmt (schwebt) der Magnetkopf geringfügig über der Oberfläche des Schutzfilms 3. Durch Abschwächen der Anziehungskraft zwischen dem Magnetkopf und dem Magnetaufzeichnungsmedium kann der Magnetkopf leichter aufschwimmen.
In der ersten Ausführungsform wird der Magnetfilm 2 bei Raumtemperatur gebildet und Atome des Magnetfilms 2 werden bei der darauffolgenden Wärmebehandlung zum Zusammenhaften gebracht. Das Substrat kann erwärmt werden, während das magnetische Material durch Sputtern abgeschieden wird. Wenn das Substrat während des Sputterns erwärmt wird, können Atome auf der Substratoberfläche leicht wandern. Daher können sowohl die Abscheidung von magnetischem Material auf der Substratoberfläche als auch das Zusammenhaften der Atome allgemein zur gleichen Zeit durchgeführt werden.
Daher können Inselregionen ohne Wärmebehandlung nach dem Sputtern gebildet werden. Die Substratoberfläche während des Sputterns kann auf etwa dieselbe Temperatur wie die Wärmebehandlungstemperatur eingestellt werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Korngröße jeder Inselregion etwa die Größe einer einzelnen magnetischen Domäne. Die Korngröße kann größer als die Größe der einzelnen magnetischen Domäne ausgeführt werden. Wenn zwei Bits in einer Inselregion aufgezeichnet werden, stehen zwei magnetisierte Regionen miteinander in Wechselwirkung und Rauschen kann erzeugt werden. Es ist daher bevorzugt, die Größe einer Inselregion kleiner als die Aufzeichnungsfläche für ein Bit einzustellen. Beispielsweise ist die Korngröße jeder Inselregion vorzugsweise auf 0,2 um oder kleiner eingestellt, um eine Aufzeichnungsdichte von 10 G Bit/Zoll² (1,55 G Bit/cm²) zu verwirklichen.
Nachfolgend wird unter Bezug auf Fig. 2A und Fig. 2B ein Herstellungsverfahren für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. In der ersten Ausführungsform ist die Oberfläche eines Substrats flach, wohingegen in der zweiten Ausführungsform die Oberfläche eines Substrats unregelmäßig ist.
Ein aus nichtmagnetischem Material hergestelltes Substrat 10, das eine unregelmäßige Oberfläche gemäß der Darstellung in Fig. 2A hat, wird vorbereitet. Diese unregelmäßige Oberfläche kann durch Schleifen mit geeignetem Schleifmaterial gebildet werden. Die Höhe der Unregelmäßigkeiten ist vorzugsweise auf etwa 10 nm eingestellt, allgemein gleich wie der Bodendurchmesser einer Inselregion des magnetischen Materials, die in einem späteren Prozeßschritt gebildet wird, und auf etwa 30 nm oder weniger, was einem Schwebespalt eines Magnetkopfes entspricht.
Die konkave Seitenwand der unregelmäßigen Oberfläche wird vorzugsweise so gebildet, daß sie eine geneigte Oberfläche mit einem Neigungswinkel θ von 30 bis 90 Grad relativ zur Substratoberfläche (relativ zu einer virtuellen flachen Oberfläche, die zum Entfernen von Unregelmäßigkeiten plan angeordnet ist) hat. Die Höhe der Unregelmäßigkeiten und der Neigungswinkel θ verändern sich mit dem Durchmesser und dem Material des Schleifpulvers, dem Schleifdruck, der Anzahl der Umdrehungen, der Emulsion und dergleichen. Die Höhe der Unregelmäßigkeiten und der Neigungswinkel θ werden auch durch das Substratmaterial beeinflußt. Es ist daher bevorzugt, geeignete Schleifbedingungen zu bestimmen, nachdem unter verschiedenen Bedingungen Versuche durchgeführt wurden.
Wie Fig. 2B zeigt, werden Inselregionen 12, die aus Co aufgebaut sind, auf der Oberfläche des Substrats 10 gebildet. Die Inselregionen werden in derselben Weise wie in der ersten Ausführungsform gebildet. Ein Co-Film kann durch Sputtern bei Raumtemperatur abgeschieden werden, um anschließend die Wärmebehandlung durchzuführen, oder Co kann durch Sputtern abgeschieden werden, während das Substrat erwärmt wird.
Nach dem Bilden der Inselregionen 12 wird ein Schutzfilm 13 aus Kohlenstoff oder dergleichen abgeschieden, um die Inselregionen 12 zu bedecken.
Wenn ein Co-Film auf einem amorphen Substrat abgeschieden wird, ist es wahrscheinlich, daß die (0 0 1)-Ebene wächst. Mit anderen Worten hat eine c-Achse, die eine leicht zu magnetisierende Achse von Co ist, eine starke Tendenz, sich vertikal (senkrecht) zur Substratoberfläche auszurichten. Zur magnetischen Aufzeichnung mit einer Magnetisierung in der Ebene des Substrats ist es bevorzugt, einen Co-Film aufzubauen, dessen c-Achse parallel zu der Substratebene ausgerichtet ist. Wenn ein Co-Film auf einer flachen Oberfläche gezogen wird, wird die c-Achse vertikal zu der Substratebene und die Richtung der Magnetisierung wird vertikal zu der leicht zu magnetisierenden Achse, was für die magnetische Aufzeichnung nicht geeignet ist.
Wie Fig. 2B zeigt, wird dann, wenn die Inselregion 12 auf der geneigten Oberfläche auf dem unregelmäßigen Substrat gezogen wird, nachdem die Oberfläche des Substrats 10 unregelmäßig gemacht wurde, die c-Achse von Co in jeder Inselregion vertikal zu der entsprechenden geneigten Oberfläche. Daher kreuzt die c-Achse die Substratebene in einem Winkel, der kleiner als 90 Grad ist. Da die Richtung der c-Achse Komponenten in der gleichen Ebene mit dem Substrat enthält, ist die Magnetisierung in der gleichen Ebene des Substrats einfach.
Es kann empirisch festgestellt werden, daß ein Winkel zwischen der c-Achse von Co und der Substratebene vorzugsweise etwa 30 Grad beträgt. Es ist daher bevorzugt, den Neigungswinkel θ der geneigten Oberfläche des unregelmäßigen Substrats auf etwa 60 Grad einzustellen. Entsprechende Vorteile werden auch bei einem Neigungswinkel θ von 30 bis 90 Grad erwartet.
In Fig. 2A und 2B wird Co als magnetisches Material verwendet. Entsprechende Vorteile werden auch bei anderen Materialien erwartet, wenn sie magnetische Anisotropie der Kristalle haben und die leicht zu magnetisierende Achse derselben die Tendenz zur vertikalen Ausrichtung zu der darunterliegenden Oberfläche hat.
Nachfolgend wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß der dritten Ausführungsform unter Bezug auf Fig. 3A und 3B beschrieben. Wie Fig. 3A zeigt, sind Inselregionen 2A aus magnetischem Material auf der Oberfläche des Substrats 1 gebildet, das aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist. Die Inselregionen 2aa werden in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben gebildet.
Nachfolgend wird eine Trennschicht 4a aus SiO&sub2; mit einer Dicke von 10 nm gebildet, welche die Oberflächen der Inselregionen 2aa und die freiliegende Oberfläche des Substrats 1 bedeckt. Der Trennfilm 4a wird beispielsweise durch Hochfrequenz-Magnetronsputtern unter Verwendung eines Mischgases aus Ar und O&sub2; mit einem Partialdruckverhältnis von 1 : 1 als Sputtergas und einer SiO&sub2;-Platte als Target unter den Bedingungen eines Druckes von 0,1 Pa bis 5 Pa und einer Eingangsleistung von 100 bis 200 W gebildet.
Auf der Oberfläche der Trennschicht 4a werden Inselregionen 2ab aus magnetischen Materialien in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform gebildet. Die Oberflächen der Inselregionen 2ab und die Trennschicht 4a werden mit der Schutzschicht 3 bedeckt, die aus Kohlenstoff oder dergleichen hergestellt wird.
Die Dicke der Trennschicht 4a wird so bestimmt, daß die oberen und die unteren Inselregionen keine magnetische Wechselwirkung miteinander haben. Beispielsweise wird die Dicke der Trennschicht 4a vorzugsweise auf 10 nm oder dicker eingestellt.
Wie Fig. 3A zeigt, erhöht das Übereinanderschichten von zwei Schichten von Inselregionen aus magnetischem Material mit der dazwischengelegten Trennschicht 4a die Verteilungsdichte von Inselregionen entlang der Ebene des Substrats. Es ist daher möglich, die Aufzeichnungsdichte zu erhöhen.
In Fig. 3A wird die Schichtung von zwei Inselschichten verwendet. Drei oder mehr Inselschichten können verwendet werden. Auch wird in der dritten Ausführungsform SiO&sub2; als Trennschicht verwendet. Andere nichtmagnetische Materialien, wie zum Beispiel CrO&sub2; und ZrO&sub2; können verwendet werden.
Fig. 3B ist eine Schnittansicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß einer Modifikation der dritten Ausführungsform. Eine nichtmagnetische Schicht 5 wird auf der Oberfläche eines Substrats 1 gebildet und Inselregionen 2aa werden auf der Oberfläche der nichtmagnetischen Schicht 5 gebildet. Die anderen Strukturen sind gleich wie bei dem in Fig. 3A gezeigten magnetischen Aufzeichnungsmedium.
Die nichtmagnetische Schicht 5 wird beispielsweise aus SiO&sub2;, Kohlenstoff oder Metalloxid, wie zum Beispiel TiO&sub2; hergestellt. Da die nichtmagnetische Schicht 5 zwischen das Substrat 1 und die Inselregionen 2aa gelegt ist, kann eine wechselweise Diffusion von Atomen, die das Substrat 1 und die Inselregionen 2aa bilden, unterdrückt werden.
In Fig. 3A und 3B ist die Oberfläche des Substrats 1 allgemein flach. Wenn magnetisches Material verwendet wird, das eine magnetische Anisotropie der Kristalle hat, können die Oberflächen des Substrats 1 oder der nichtmagnetischen Schicht 5 unregelmäßig ausgeführt werden, wie Fig. 2A zeigt. Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines magnetischen Aufzeichnungsmediums zeigt. Eine magnetische Materialschicht wird in einem Bereich 52 der Platte 50 mit einem mittigen Durchgangsloch 51 gebildet, von dem die beiden Umfangsbereiche 53 und 54 auf beiden Seiten der Platte ausgenommen sind. Eine Dreipunkt-Biegefestigkeit der Platte 50 ist vorzugsweise 50 Mpa oder größer. Die Platte 50 wird an der inneren Umfangsfläche 53 festgeklemmt, um sie auf der Antriebsspindel eines Plattenlaufwerks zu befestigen. Wenn das magnetische Material durch Sputtern abgeschieden wird, wird die Platte 50 an dem äußeren Umfangsbereich 54 festgeklemmt, um sie in einem Sputtersystem zu halten.
Die Fläche 52 der Platte 50 hat einen Querschnitt wie in Fig. 1C, 2B, 3A oder 3B gezeigt. Das magnetische Material hat Kristallkörner, die jeweils die Größe einer einzelnen magnetischen Domäne haben oder kleiner sind und in dem Ausmaß isoliert sind, daß die Körner keine magnetische Wechselwirkung miteinander haben. Daher ist eine magnetische Aufzeichnung mit niedrigem Rauschen möglich.
Die vorliegende Erfindung wurde im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Die Erfindung ist nicht nur auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es ist dem Durchschnittsfachmann offensichtlich, daß verschiedene Modifikationen, Verbesserungen, Kombinationen oder dergleichen vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Patentansprüchen zu verlassen.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, enthaltend:

ein Substrat (1, 10, 1 und 5), das eine nichtmagnetische Oberfläche hat; und

eine Vielzahl von Inselregionen (2a, 12, 2aa), die aus magnetischem Material (2) hergestellt sind und direkt auf der nichtmagnetischen Oberfläche gebildet sind; dadurch gekennzeichnet, daß

die Inselregionen unregelmäßig über die nichtmagnetische Oberfläche verteilt sind.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei welchem eine Größe jeder der Inselregionen (2a, 12, 2aa) die Größe einer einzelnen magnetischen Domäne des magnetischen Materials oder feiner ist.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die nichtmagnetische Oberfläche (10) unregelmäßig ist.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, bei welchem ein Neigungswinkel (θ) einer geneigten Oberfläche der unregelmäßigen nichtmagnetischen Oberfläche (10) 30 bis 90 Grad beträgt.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei welchem die Inselregionen (2a, 12, 2aa) aus magnetischem Material hergestellt sind, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Fe, Co, Ni, Metalle der seltenen Erden und Legierungen, die diese Metalle als Hauptbestandteile enthalten.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner enthaltend mindestens eine geschichtete Struktur, die eine Trennschicht (4a) enthält, die aus nichtmagnetischem Material gebildet ist und mindestens die Oberflächen der Inselregionen (2aa) und weiterer Inselregionen (2ab) bedeckt, die aus magnetischem Material hergestellt sind und auf der Oberfläche der Trennschicht (4a) verteilt sind.

7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem das Substrat (1, 10, 5) aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Einkristall-Silizium, Glas, Quarz, Kohlenstoff und Zirconerde.

8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem das Substrat enthält:

ein darunterliegendes Substrat (1) mit einer oberen Oberfläche; und

eine nichtmagnetische Materialschicht (5), die auf der oberen Oberfläche des darunterliegenden Substrats (1) gebildet ist und aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Siliziumoxid, Kohlenstoff und Metalloxid.

9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner enthaltend einen Schutzfilm 3, der aus Kohlenstoff hergestellt ist, welcher Schutzfilm die Inselregionen (2a, 12, 2ab) bedeckt.

10. Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, enthaltend die Schritte:

Herstellen eines Substrats (1, 10, 1 und 5) mit einer nichtmagnetischen Oberfläche; und

Bilden von Inselregionen (2a, 12, 2aa), die aus magnetischem Material hergestellt sind und auf der nichtmagnetischen Oberfläche des Substrats gebildet sind; dadurch gekennzeichnet, daß

in dem Bildungsschritt die Inselregionen (2a, 12, 2aa) unregelmäßig über die nichtmagnetische Oberfläche verteilt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem der Schritt zum Bilden der Inselregionen die Schritte enthält:

Bilden eines Magnetfilms (2), der aus magnetischem Material aufgebaut ist, auf der nichtmagnetischen Oberfläche des Substrats (1); und

Zusammenhängen von Atomen des Magnetfilms (2), indem das Substrat einer Wärmebehandlung unterzogen wird, nachdem der Magnetfilm auf der nichtmagnetischen Oberfläche gebildet wurde.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem die Dicke des Magnetfilms (2), der in dem Schritt zum Bilden des Magnetfilms gebildet wurde, 8 nm oder dünner ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei welchem der Magnetfilm (2) aus Co hergestellt ist und der Zusammenhaftungsschritt eine Wärmebehandlung des Substrats bei 300 bis 450ºC durchführt.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei welchem der Magnetfilm (2) aus Fe oder Ni hergestellt ist und der Zusammenhängschritt die Wärmebehandlung des Substrats (1) bei 300 bis 500ºC durchführt.

15. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem der Schritt zum Bilden der Inselregionen den Schritt des Abscheidens von magnetischem Material auf der nichtmagnetischen Oberfläche des Substrats (10) durch Sputtern enthält, während die Substrattemperatur auf 300ºC oder höher gehalten wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem die Inselregionen (12) aus Co hergestellt sind und der Schritt zum Abscheiden Co bei einer Substrattemperatur von 300 bis 450ºC abscheidet.

17. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem die Inselregionen (12) aus Fe oder Ni hergestellt sind und der Abscheidungsschritt Fe oder Ni bei einer Substrattemperatur von 300 bis 500ºC abscheidet.

18. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, bei welchem die Inselregionen (2a, 12, 2aa) aus magnetischem Material hergestellt sind, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Fe, Co, Ni, Metallen der seltenen Erden und Legierungen, die diese Metalle als Hauptbestandteile enthalten.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, bei welchem das magnetische Material der Inselregionen (12) magnetische Anisotropie der Kristalle hat und eine magnetische Empfänglichkeit in der Richtung senkrecht zu einer Wachstumsoberfläche hat, die kleiner ist als in der Richtung eines Wachstums in der gleichen Ebene, wobei das Verfahren ferner den Schritt enthält, die nichtmagnetische Oberfläche des Substrats (10) nach dem Substratherstellungsschritt und vor dem Schritt zum Bilden der Inselregionen unregelmäßig zu machen.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei welchem ein Neigungswinkel (θ) einer geneigten Oberfläche der unregelmäßigen Oberfläche, die durch den Schritt zum Bilden der unregelmäßigen Oberfläche gebildet wurde, 30 bis 90 Grad beträgt.

21. Verfahren nach Anspruch 10, ferner enthaltend die Schritte vor dem Schritt zum Bilden der Inselregionen:

Herstellen eines darunterliegenden Substrats (1), das aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist; und.

Bilden einer nichtmagnetischen Materialschicht (5), die auf der Oberfläche des darunterliegenden Substrats gebildet ist und aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Siliziumoxid, Kohlenstoff und Metalloxid.

22. Verfahren nach Anspruch 10, ferner enthaltend die Schritte nach dem Schritt zum Bilden der Inselregionen:

Bilden einer Trennschicht (4a), die aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist und mindestens die Oberflächen der Inselregionen (2aa) bedeckt; und,

nach dem Schritt zum Bilden der Trennschicht, Bilden weiterer Inselregionen (2ab) aus magnetischem Material unregelmäßig verteilt auf der obersten Oberfläche des Substrats.

23. Verfahren nach Anspruch 22, ferner enthaltend den Schritt des Wiederholens des Schritts zum Bilden der Trennschicht und des Schritts zum Bilden der weiteren Inselregionen.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 23, ferner enthaltend den Schritt des Bildens eines Schutzfilms, der aus Kohlenstoff hergestellt ist und die verteilten Inselregionen (2, 12, 2ab) abdeckt.

25. Magnetisches Aufzeichnungsmedium oder Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem das Substrat (1, 10, 1 und 5) eine Plattenform (50) hat, wobei ein Durchgangsloch (51) in dem Mittelbereich des Substrats gebildet ist.