DE69734895T2

DE69734895T2 - Magnetisches aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE69734895T2
Application number: DE69734895T
Authority: DE
Inventors: Migaku Sendai-shi TAKAHASHI; Junichi Aoba-ku NAKAI
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2017-03-29
Also published as: EP0971340B1; KR100514302B1; JP3724814B2; KR20010005787A; DE69734895D1; ATE313145T1; US6555248B1; EP0971340A1; WO1998044490A1; EP0971340A4; TW355793B

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufnahmemedium und ein Verfahren zu seiner Herstellung, und insbesondere ein magnetisches Aufnahmemedium, dessen ferromagnetische Metallschicht eine hohe Koerzitivkraft Hc, ein hohes anisotropes Magnetfeld Hk^Korn und eine hohe normierte Koerzitivkraft (Hc/H^kKorn) aufweist. Das magnetische Aufnahmemedium der vorliegenden Erfindung kann auf geeignete Weise für eine Festplatte, eine Diskette, ein Magnetband usw. angewendet werden.
Stand der Technik
Als herkömmliches magnetisches Aufnahmemedium und Verfahren zu seiner Herstellung ist Folgendes bekannt.
17 ist eine schematische Ansicht, die eine Festplatte als ein Beispiel eines magnetischen Aufnahmemediums zeigt. In 17 ist 17(a) eine perspektivische Ansicht des gesamten magnetischen Aufnahmemediums, und 17(b) ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A' von 17(a).
Ein Substratkörper 1 besteht aus einem Al-Substrat 2 und einer nichtmagnetischen (Ni-P)-Schicht 3, die an einer Oberfläche des Al-Substrats 2 vorgesehen ist. Auf diesem Substratkörper sind eine Cr-Unterlagenschicht 4, eine ferromagnetische Metallschicht 5 und eine Schutzschicht 6 schichtweise angebracht.
Die nichtmagnetische (Ni-P)-Schicht 3 wird durch Plattieren oder Sputtern auf der Oberfläche des scheibenförmigen Al-Substrats 2 mit einem Durchmesser von 89 mm (3,5 Inch) und einer Dicke von 1,27 mm (50 Milli-Inch) gebildet, um den Substratkörper 1 zu bilden. Darüber hinaus werden auf der Oberfläche der nichtmagnetischen (Ni-P)-Schicht 3 durch einen mechanischen Schleifprozess konzentrische Kratzer (im Folgenden als Textur bezeichnet) vorgesehen. Im Allgemeinen beträgt die Oberflächenrauheit der nichtmagnetischen (Ni-P)-Schicht 3, d.h. eine Mittellinien-Durchschnittshöhe Ra in radialer Richtung 5 nm – 15 nm.
Darüber hinaus werden die Cr-Unterlagenschicht 4 und die ferromagnetische Metallschicht 5 (im Allgemeinen ein magnetischer Film aus der Familie der Co-Legierungen) auf der Oberfläche des oben genannten Substratkörpers 1 durch Sputtern gebildet, und zuletzt wird die Schutzschicht 6, die Kohlenstoff usw. enthält, durch Sputtern gebildet, um die Oberfläche der ferromagnetischen Metallschicht 5 zu schützen. Typische Dicken der jeweiligen Schichten sind 5 μm – 15 μm für die nichtmagnetische (Ni-P)-Schicht 3, 3,50 nm – 150 nm für die Cr-Unterlagenschicht 4, 30 nm – 100 nm für die ferromagnetische Metallschicht 5 und 20 nm – 50 nm für die Schutzschicht 6.
Das herkömmliche magnetische Aufnahmemedium mit der oben beschriebenen Schichtstruktur wurde unter der Bedingung hergestellt, dass der Gegendruck der Abscheidekammer vor dem Sputtern bei einem Wert von 10^–7 Torr liegt und die Verunreinigung des für die Bildung des Films verwendeten Ar-Gases 1 ppm oder mehr beträgt.
Bezüglich des magnetisches Aufnahmemediums, das durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren erzielt wurde, und insbesondere im Fall einer ferromagnetischen Metallschicht 5, die das Element Ta enthält (zum Beispiel ein magnetischer Film aus einer CoCrTa-Legierung), wird von Nakai et al. berichtet, dass zwischen den Kristallkörnern, die die ferromagnetische Metallschicht bilden, eine Korngrenzschicht von amorpher Struktur existiert, und dass diese Korngrenzschicht die Zusammensetzung einer nichtmagnetischen Legierung aufweist (J. Nakai, E. Kusumoto, M. Kuwabara, T. Miyamoto, M. R. Visokay, K. Yoshikawa und K. Itayama, „Relation Between Microstructure of Grain Boundary and the Integranular Exchange in CoCrTa Thin Film for Longitudinal Recording Media", IEEE Trans. Magn., Bd. 30, Nr. 6, S. 3969, 1994). Im Fall einer ferromagnetischen Metallschicht, die nicht das Element Ta enthält (zum Beispiel ein magnetischer Film aus einer CoNiCr- oder CoCrPt-Legierung) wurde die oben erwähnte Korngrenzschicht hingegen nicht gefunden. Darüber hinaus beschreibt der oben genannte Bericht, dass, wenn eine ferromagnetische Metallschicht das Element Ta enthält, eine normierte Koerzitivkraft (ausgedrückt als Hc/Hk^Korn) des magnetischen Aufnahmemediums mit 0,3 oder mehr hoch ist, und wenn eine ferromagnetische Metallschicht das Element Ta nicht enthält, ist ihr Wert geringer als 0,3.
Die oben genannte normierte Koerzitivkraft (Hc/Hk^Korn) der ferromagnetischen Metallschicht ist ein Wert, der erzielt wird, indem eine Koerzitivkraft Hc durch ein anisotropes Magnetfeld Hk^Korn eines Kristallkorns dividiert wird, und sie drückt den Grad des Anstiegs der magnetischen Isolierung des Kristallkorns aus. Wenn die normierte Koerzitivkraft einer ferromagnetischen Metallschicht hoch ist, bedeutet dies nämlich, dass die magnetische Wechselwirkung zwischen den jeweiligen Kristallkörnern, die die ferromagnetische Metallschicht bilden, sinkt, und eine hohe Koerzitivkraft erzielt werden kann.
Eine internationale Patentanmeldung PCT/JP94/01184 offenbart darüber hinaus eine Technik betreffend ein billiges hochdichtes Aufnahmemedium, dessen Koerzitivkraft gesteigert wird, ohne eine teure ferromagnetische Metallschicht zu verwenden, und sein Herstellungsverfahren. Gemäß PCT/JP94/01184 wird für ein magnetisches Aufnahmemedium, das eine ferromagnetische Metallschicht aufweist, die auf einer Oberfläche eines Substratkörpers unter Zwischenstellung einer metallischen Unterlagenschicht gebildet ist und das Ummagnetisierung verwendet, Ar-Gas, dessen Verunreinigungskonzentration 10 ppb oder weniger beträgt, für die Filmbildung verwendet, so dass die Sauerstoffkonzentration der metallischen Unterlagenschicht und/oder der ferromagnetischen Metallschicht 100 wtppm oder weniger beträgt. Darüber hinaus wird auch berichtet, dass die Koerzitivkraft weiter gesteigert wird, wenn Ar-Gas mit einer Verunreinigungskonzentration von 10 ppb oder weniger in einem Reinigungsprozess durch Hochfrequenz-Sputtern auf der Oberfläche des oben erwähnten Substratkörpers verwendet wird, um die Oberfläche des Substratkörpers im Ausmaß von 0,2 nm – 1 nm zu entfernen, bevor die oben erwähnte metallische Unterlagenschicht gebildet wird. In diesem Bericht wird darüber hinaus beschrieben, dass es eine Korrelation zwischen einer normierten Koerzitivkraft eines magnetischen Aufnahmemediums und seinem durchschnittlichen Rauschen gibt, und dass, um ein rauscharmes Medium zu erhalten, seine normierte Koerzitivkraft größer als oder gleich 0,3 und kleiner als 0,5 sein sollte.
Darüber hinaus offenbart eine internationale Patentanmeldung PCT/JP95/00380 ein magnetisches Aufnahmemedium und sein Herstellungsverfahren, wobei, wenn die Sauerstoffkonzentration einer ferromagnetischen Metallschicht aus CoNiCr oder CoCrPt 100 wtppm oder weniger beträgt, eine Korngrenzschicht von amorpher Struktur zwischen den Kristallkörnern gebildet werden kann, die die ferromagnetische Metallschicht bilden, wobei als Ergebnis ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis bei den Eigenschaften der elektromagnetischen Umwandlung hoch ist und wobei in der Massenproduktion eine stabile Koerzitivkraft erzielt werden kann.
Es ist jedoch noch unklar, wie verschiedene magnetische Eigenschaften (Koerzitivkraft: Hc, anisotropes Magnetfeld: Hk^Korn und normierte Koerzitivkraft: Hc/Hk^Korn) einer ferromagnetischen Metallschicht mit der Verteilung der Zusammensetzung innerhalb eines Kristallkorns, das die ferromagnetische Metallschicht bildet, oder mit der Verteilung der Zusammensetzung in einer Korngrenzschicht von amorpher Struktur, die zwischen den Kristallkörnern existieren, die die ferromagnetische Metallschicht bilden, zusammenhängen. Es wurde gewünscht, diese Zusammenhänge zu erhellen, um ein magnetisches Aufnahmemedium zu entwickeln, dessen ferromagnetische Metallschicht hohe Werte sowohl bei der Koerzitivkraft, beim anisotropen Magnetfeld als auch bei der normierten Koerzitivkraft aufweist, und das zur Förderung einer hohen Aufnahmedichte geeignet ist.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein magnetisches Aufnahmemedium zu schaffen, dessen ferromagnetische Metallschicht eine hohe Koerzitivkraft, ein hohes anisotropes Magnetfeld und/oder eine hohe normierte Koerzitivkraft aufweist, so dass es zur Förderung einer hohen Aufnahmedichte geeignet ist.
Offenbarung der Erfindung
Ein magnetisches Aufnahmemedium gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine ferromagnetische Metallschicht, die mindestens Co und Cr enthält und die unter Zwischenstellung einer metallischen Unterlagenschicht, die Cr als Hauptbestandteil enthält, auf einem Grundkörper gebildet ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenrauheit des Grundkörpers weniger als 1 nm beträgt, wenn sie als Mittellinien-Durchschnittshöhe Ra gemessen wird, und dass das magnetische Aufnahmemedium zwischen den Kristallkörnern, die die ferromagnetische Metallschicht bilden, einen Bereich 1 aufweist, in dem sich Cr absondert, wobei der Bereich 1 die ferromagnetische Metallschicht durchdringt, und dass in dem Bereich 1 die Cr-Konzentration in der Nähe der Mitte in Richtung der Dicke der ferromagnetischen Metallschicht niedriger ist als in der Nähe der Oberfläche und in der Nähe der metallischen Unterlagenschicht.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Filmbildung erfolgt unter extra reiner Atmosphäre, um ein magnetisches Aufnahmemedium zu bilden, das eine ferromagnetische Metallschicht umfasst, die mindestens Co und Cr enthält und die unter Zwischenstellung einer metallischen Unterlagenschicht, die Cr als Hauptbestandteil enthält, auf einem Grundkörper gebildet ist. Die Oberflächenrauheit des Grundkörpers beträgt weniger als 1 nm, wenn sie als Mittellinien-Durchschnittshöhe Ra gemessen wird. In diesem Fall wird ein magnetisches Aufnahmemedium erzielt, das eine hohe Koerzitivkraft, ein hohes anisotropes Magnetfeld und/oder eine hohe normierte Koerzitivkraft aufweist, ohne dass dies von der Filmdicke der metallischen Unterlage abhängt, die den Hauptbestandteil Cr enthält, indem eine Konstruktion verwendet wird, bei der ein Bereich 1, in dem sich Cr absondert und der die ferromagnetische Metallschicht durchdringt, zwischen den Kristallkörnern existiert, die die ferromagnetische Metallschicht bilden, und wobei in dem Bereich 1 die Cr-Konzentration in der Nähe der Mitte in Richtung der Dicke niedriger ist als in der Nähe der Oberfläche und in der Nähe der metallischen Unterlagenschicht. Insbesondere kann dieser Effekt aufrechterhalten werden, auch wenn die Filmdicke der metallischen Unterlagenschicht 10 nm oder weniger beträgt, womit es möglich ist, ein magnetisches Aufnahmemedium zu konstruieren, das eine geringe Oberflächenrauheit aufweist und geeignet sein kann, auch die Flughöhe eines Kopfes zu verringern.
Zusätzlich zu den obigen Merkmalen umfasst ein Kristallkorn der ferromagnetischen Metallschicht einen Bereich 2, in dem die Cr-Konzentration zur Korngrenze hin steigt, und im mittleren Teil des Kristallkorns einen Bereich 3, in dem die Cr-Konzentration niedriger ist als in der Nähe der Korngrenze. Die maximale Cr-Konzentration im Bereich 3 ist geringer als die maximale Cr-Konzentration im Bereich 2, und es ist möglich, ein magnetisches Aufnahmemedium zu erzielen, das eine höhere Koerzitivkraft aufweist als ein herkömmliches magnetisches Aufnahmemedium, das keinen Bereich 3 aufweist.
Zusätzlich zu den obigen Merkmalen ist es möglich, ein magnetisches Aufnahmemedium mit hohen und stabilen Werten bei allen magnetischen Eigenschaften (d.h. Koerzitivkraft, anisotropes Magnetfeld und normierte Koerzitivkraft) zu erzielen, wenn die maximale Cr-Konzentration in dem oben genannten Bereich 3 kleiner als oder gleich das 0,75-Fache der maximalen Cr-Konzentration in dem oben genannten Bereich 2 ist. Diese Wirkung kann erzielt werden, selbst wenn die Cr-Unterlagenschicht eine so ultradünne Dicke wie 2,5 nm aufweist.
Zusätzlich zu den obigen Merkmalen ist es möglich, wenn der Gradient der Cr-Konzentration in dem oben genannten Bereich 2 4 at% oder mehr beträgt, ein magnetisches Aufnahmemedium mit überragenden magnetischen Eigenschaften im Vergleich zu dem herkömmlichen magnetischen Aufnahmemedium zu erzielen, bei dem ein Durchschnitt des Gradienten der Cr-Konzentration weniger als 4 at% beträgt.
Obwohl die Schichtstruktur des magnetischen Aufnahmemediums gemäß der vorliegenden Erfindung die gleiche ist wie die Schichtstruktur des in 17 gezeigten herkömmlichen Mediums, unterscheidet sich die ferromagnetische Metallschicht, die das magnetische Aufnahmemedium der vorliegenden Erfindung bildet, von dem herkömmlichen Medium in folgenden zwei Punkten.

(1) Zwischen den Kristallkörnern, die die ferromagnetische Metallschicht bilden, befindet sich ein Bereich 1, in dem sich Cr absondert und der die ferromagnetische Metallschicht durchdringt, wobei in dem Bereich 1 die Cr-Konzentration in der Nähe der Mitte in Richtung der Dicke der ferromagnetischen Metallschicht niedriger ist als in der Nähe der Oberfläche und in der Nähe der metallischen Unterlagenschicht.
(2) Ein Kristallkorn der ferromagnetischen Metallschicht besteht aus dem Bereich 2, in dem die Cr-Konzentration zur Korngrenze hin steigt, und dem Bereich 3 im mittleren Teil des Kristallkorns, in dem die Cr-Konzentration niedriger ist als in der Nähe der Korngrenze, wobei die maximale Cr-Konzentration im Bereich 3 geringer ist als die maximale Cr-Konzentration im Bereich 2.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
(Substratkörper)
Als Substratkörper werden in der vorliegenden Erfindung Aluminium, Titan und seine Legierungen, Silizium, Glas, Kohlenstoff, Keramik, Kunststoff und Harz und seine Komplexe genannt, bzw. diese Materialien können auch oberflächenbehandelt verwendet werden, wobei sie mittels Sputtertechnik, Verdampfungsverfahren, Plattieren usw. mit einer Oberflächenbeschichtung aus einem nichtmagnetischen Film aus verschiedenem Material versehen werden können. Es ist vorzuziehen, dass der nichtmagnetische Film, der an der Oberfläche dieses Substratkörpers vorgesehen ist, bei hoher Temperatur nicht magnetisiert, elektrisch leitfähig und leicht zu verarbeiten ist und andererseits eine geeignete Oberflächenhärte aufweist. Als nichtmagnetischer Film, der solche Anforderungen erfüllt, wird ein durch Sputter-Technik gebildeter (Ni-P)-Film besonders bevorzugt.
Was die Form des Substratkörpers betrifft, so wird, wenn dieser als Disk verwendet wird, eine ringröhrenförmige Form verwendet. Ein Substratkörper, der mit einer unten beschriebenen magnetischen Schicht usw. versehen ist, d.h. ein magnetisches Aufnahmemedium, wird verwendet, indem es während der magnetischen Aufnahme und Wiedergabe mit einer Geschwindigkeit von zum Beispiel 3.600 U.p.M um einen Mittelpunkt der Scheibe als Drehachse gedreht wird. Während dieser Zeit fliegt ein Magnetkopf in einer Höhe von etwa 0,1 μm über das magnetische Aufnahmemedium. Daher sollte der Substratkörper hinsichtlich Ebenheit der Oberfläche, Parallelität der Ober- und Unterseite, Wellenbildung in Umfangsrichtung des Substratkörpers und Oberflächenrauheit entsprechend kontrolliert werden.
Wenn der Substratkörper seine Drehung beginnt oder beendet, gelangen darüber hinaus die Oberflächen des magnetischen Aufnahmemediums und des Magnetkopfes miteinander in Kontakt und gleiten aneinander (bezeichnet als Contact Start Stop, CSS). Als eine Maßnahme dagegen können konzentrische, leichte Kratzer (Textur) an der Oberfläche des Substratkörpers vorgesehen werden.
(Metallische Unterlagenschicht)
Als metallische Unterlagenschicht werden in der vorliegenden Erfindung zum Beispiel Cr und seine Legierungen genannt. Wenn eine Legierung verwendet wird, wird eine Kombination mit V, Nb, Ta o.a. vorgeschlagen. Insbesondere Cr wird bevorzugt, da es eine Segregationswirkung einer unten erwähnten ferromagnetischen Metallschicht hervorruft. Es wird häufig in der Massenproduktion verwendet, und als Verfahren für die Filmbildung wird eine Sputter-Technik, ein Verdampfungsverfahren usw. verwendet.
Die Rolle dieser metallischen Unterlagenschicht besteht darin, das Kristallwachstum der ferromagnetischen Metallschicht derart zu fördern, dass die Achse der leichten Magnetisierung der ferromagnetischen Metallschicht in einer Richtung in der Ebene des Substratkörpers liegt, oder, in anderen Worten, derart, dass die Koerzitivkraft in einer Richtung in der Ebene des Substratkörpers groß wird, wenn die ferromagnetische Metallschicht auf Co-Basis an der metallischen Unterlagenschicht gebildet wird.
Wenn die metallische Unterlagenschicht, die Cr umfasst, durch die Sputter-Technik gebildet wird, werden als Filmbildungsfaktoren, die ihre kristallinen Eigenschaften steuern, die Form der Oberfläche, der Zustand der Oberfläche oder die Oberflächentemperatur des Substratkörpers, der Gasdruck zum Zeitpunkt der Filmbildung, die an den Substratkörper angelegte Vorspannung, die zu erzielende Filmdicke usw. genannt. Insbesondere neigt die Koerzitivkraft der ferromagnetischen Metallschicht dazu, proportional zur Filmdicke von Cr zu steigen, weshalb die herkömmliche Filmdicke von Cr aus dem Bereich von zum Beispiel 50 nm – 150 nm gewählt wird.
Hier setzen die Filmbildungsbedingungen der herkömmlichen Technik [der vorliegenden Erfindung] voraus, dass der Gegendruck der Abscheidekammer im Bereich von 10^–7 Torr [im Bereich von 10^–9 Torr] liegt, dass das zur Filmbildung verwendete Ar-Gas normales Ar (die Verunreinigungskonzentration beträgt 1 ppm oder mehr) [ultrareines Ar (die Verunreinigungskonzentration ist 100 ppt oder weniger, und vorzugsweise 10 ppb oder weniger)] ist. Darüber hinaus ist ein Target, das bei der Bildung der metallischen Unterlagenschicht und der ferromagnetischen Metallschicht verwendet wird, vorzugsweise 150 ppm oder weniger.
Um die Aufnahmedichte zu verbessern, ist es notwendig, die Flughöhe des Magnetkopfes ausgehend von der Oberfläche des Mediums zu senken. Wenn die oben genannte Dicke des Cr-Films größer ist, wird andererseits auch die Oberflächenrauheit des Mediums größer. Daher ist es wünschenswert, eine hohe Koerzitivkraft mit einer dünneren Cr-Filmdicke zu erzielen.
(Ferromagnetische Metallschicht)
Als ferromagnetische Metallschicht wird in der vorliegenden Erfindung ein Material bevorzugt, das eine Cr-Segregation zwischen den Kristallkörnern der ferromagnetischen Metallschicht hervorruft. D.h. es wird häufig eine ferromagnetische Metallschicht verwendet, die mindestens Co und Cr enthält. Um Beispiele zu geben, sollen CoNiCr, CoCrTa, CoCrPt, CoNiPt, CoNiCrTa, CoCrPtTa usw. genannt werden.
In der vorliegenden Erfindung werden durch Bildung einer metallischen Unterlagenschicht und einer ferromagnetischen Schicht unter ultrareiner Atmosphäre, die reiner ist als bei den herkömmlichen Bedingungen für die Filmbildung, die folgenden beiden Strukturen gebildet.

(1) Zwischen den Kristallkörnern, die die ferromagnetische Metallschicht bilden, befindet sich der Bereich 1, in dem sich Cr absondert und der die ferromagnetische Metallschicht durchdringt, wobei in dem Bereich 1 die Cr-Konzentration in der Nähe der Mitte in Richtung der Dicke der ferromagnetischen Metallschicht niedriger ist als in der Nähe der Oberfläche und in der Nähe der metallischen Unterlagenschicht.
(2) Ein Kristallkorn der ferromagnetischen Metallschicht besteht aus dem Bereich 2, in dem die Cr-Konzentration zur Korngrenze hin steigt, und im mittleren Teil des Kristallkorns aus dem Bereich 3, in dem die Cr-Konzentration niedriger ist als in der Nähe der Korngrenze, wobei die maximale Cr-Konzentration im Bereich 3 geringer ist als die maximale Cr-Konzentration im Bereich 2.

Hier setzen die Bedingungen für die Filmbildung unter ultrareiner Atmosphäre gemäß der vorliegenden Erfindung [die herkömmlichen Filmbildungsbedingungen] voraus, dass der Gegendruck der Abscheidekammer im Bereich von 10^–9 [10^–7] Torr liegt und dass die Verunreinigungskonzentration des für die Filmbildung verwendeten Ar-Gases 100 ppt oder weniger und vorzugsweise 10 ppb oder weniger [1 ppm oder mehr] beträgt. Darüber hinaus weist das Target, das bei der Bildung der ferromagnetischen Metallschicht verwendet wird, eine Verunreinigungskonzentration von vorzugsweise 30 ppm oder weniger auf.
Bevorzugt verwendete Materialien unter den oben genannten Materialien sind CoNiCr, das billig und weniger empfindlich gegenüber einer Filmbildungsatmosphäre ist, und der CoPt-Typ, der verwendet wird, um eine Koerzitivkraft von 1.800 Oe oder mehr zu erzielen, was im Fall von CoNiCr und CoCrTa schwierig ist.
Ein hinsichtlich der oben genannten Materialien zu lösendes Problem besteht darin, ein Material und ein Herstellungsverfahren zu entwickeln, mit dem die Materialkosten niedrig sind, mit dem das Medium rauscharm ist und mit dem eine hohe Koerzitivkraft erzielt werden kann, um die Aufnahmedichte zu verbessern und die Produktionskosten zu senken.
(Erzielen einer hohen Aufnahmedichte in dem magnetischen Aufnahmemedium)
Das magnetische Aufnahmemedium gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Medium (magnetisches Medium zur Aufnahme in der Ebene), bei dem die Aufnahmemagnetisierung parallel zur Filmoberfläche der oben genannten ferromagnetischen Metallschicht erfolgt. In einem solchen Medium ist es notwendig, die Aufnahmemagnetisierung noch weiter zu miniaturisieren, um die Aufnahmedichte zu verbessern. Diese Miniaturisierung reduziert den Leckfluss jeder Aufnahmemagnetisierung und reduziert so die Ausgabe von Rückkopplungssignalen am Magnetkopf. Daher ist es wünschenswert, das Rauschen des Mediums weiter zu senken, das als Effekt einer angrenzenden Aufnahmemagnetisierung betrachtet wird.
(Koerzitivkraft: Hc, anisotropes Magnetfeld: Hk^Korn und normierte Koerzitivkraft: Hc/Hk^Korn der ferromagnetischen Metallschicht)
In der vorliegenden Erfindung bedeutet „Koerzitivkraft der ferromagnetischen Metallschicht: Hc" eine Koerzitivkraft des Mediums, die aus einer Magnetisierungskurve ermittelt wird, die ihrerseits mittels eines Variable Sample Magnetometer (bezeichnet als VSM) gemessen wird. „Anisotropes Magnetfeld eines Kristallkorns: Hk^Korn ist ein angelegtes Magnetfeld, bei dem der durch ein hochempfindliches Drehmoment-Magnetometer gemessene Rotationshystereseverlust vollkommen verschwindet. Sowohl die Koerzitivkraft als auch das anisotrope Magnetfeld sind Werte, die im Fall des magnetischen Aufnahmemediums, in dem die ferromagnetische Metallschicht unter Zwischenstellung der metallischen Unterlagenschicht auf der Oberfläche des Substratkörpers gebildet ist, in einer Ebene eines dünnen Films gemessen werden.
Darüber hinaus ist die „normierte Koerzitivkraft der ferromagnetischen Metallschicht: Hc/Hk^Korn" ein Wert, der ermittelt wird, indem die Koerzitivkraft Hc durch das anisotrope Magnetfeld eines Kristallkorns Hk^Korn dividiert wird, was den Grad des Anstiegs der magnetischen Isolierung des Kristallkorns ausdrückt, der beschrieben wird in „Magnetization Reversal Mechanism Evaluated by Rotational Hysteresis Loss Analysis for the Thin Film Media", Migaku Takahashi, T. Shimatsu, M. Suekane, M. Miyamura, K. Yamaguchi und H. Yamasaki: IEEE TRANSACTION ON MAGNETICS, Bd. 28, 1992, S. 3285.
Die normierte Koerzitivkraft der durch die herkömmliche Sputter-Technik gebildeten ferromagnetischen Metallschicht beträgt weniger als 0,35, sofern die ferromagnetische Metallschicht auf Co-Basis ist. Durch die Stoner-Wolfahrth-Theorie wird aufgezeigt, dass, wenn Kristallkörner vollständig magnetisch isoliert sind, die normierte Koerzitivkraft 0,5 wird, wobei dieser Wert die Obergrenze der normierten Koerzitivkraft ist.
Darüber hinaus beschreiben J.-G. Zhu und H.N. Bertram im Journal of Applied Physics, Bd. 63, 1988, S. 3248, dass, wenn die normierte Koerzitivkraft einer ferromagnetischen Metallschicht höher wird, die magnetische Interaktion der Kristallkörner sinkt und eine hohe Koerzitivkraft erzielt werden kann.
(Sputter-Technik)
Als in der vorliegenden Erfindung angewendete Sputter-Techniken werden zum Beispiel genannt: ein Transfer-Typ, bei dem ein dünner Film gebildet wird, während sich ein Substratkörper vor einem Target bewegt, und ein statischer Typ, bei dem ein dünner Film gebildet wird, während ein Substratkörper vor einem Target feststeht. Der erstgenannte Typ ist auf Grund seiner Eignung zur Massenproduktion günstig für die Herstellung eines billigen Mediums, während der letztgenannte Typ zur Herstellung eines Mediums mit besseren Aufnahme- und Wiedergabeleistungen verwendet werden kann, da hier der Einfallswinkel der zerstäubten Partikel auf einem Substratkörper stabil ist.
(Aufeinanderfolgende Bildung der metallischen Unterlagenschicht und der ferromagnetischen Metallschicht)
„Aufeinanderfolgende Bildung der metallischen Unterlagenschicht und der ferromagnetischen Metallschicht" setzt gemäß der vorliegenden Erfindung voraus: „Nachdem die metallische Unterlagenschicht auf der Oberfläche des Substratkörpers gebildet wurde, wird sie keiner Druckatmosphäre mit höherem Druck als der Gasdruck zur Zeit der Filmbildung mehr ausgesetzt, bevor die ferromagnetische Metallschicht an ihrer Oberfläche gebildet wird." Es ist öffentlich bekannt, dass, wenn die Oberfläche der metallischen Unterlagenschicht der Atmosphäre ausgesetzt wird und danach die ferromagnetische Metallschicht auf ihr gebildet wird, die Koerzitivkraft des Mediums beträchtlich sinkt (zum Beispiel keine Exposition: 1.500 Oe → Exposition: 500 Oe oder weniger).
(Verunreinigung und ihre Konzentration in dem zur Filmbildung verwendeten Ar-Gas)
Als „Verunreinigung in dem zur Filmbildung verwendeten Ar-Gas" werden in der vorliegenden Erfindung H₂O, O₂, CO₂, H₂, N₂, C_xH_y, H, C, O, CO usw. genannt. Insbesondere H₂O, O₂, CO₂, O und CO sind vermutlich Verunreinigungen, die die Menge des in den Film aufgenommenen Sauerstoffs beeinflussen. Daher wird die Verunreinigungskonzentration gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Summe von H₂O, O₂, CO₂, O und CO ausgedrückt, die in dem zur Filmbildung verwendeten Ar-Gas enthalten ist.
(Reinigungsprozess durch Hochfrequenz-Sputtern)
Als „Reinigungsprozess durch Hochfrequenz-Sputtern" wird in der vorliegenden Erfindung zum Beispiel ein Verfahren genannt, das darin besteht, eine Wechselstrom-Spannung aus einer HF (Hochfrequenz, 13,56 MHz)-Stromquelle an einen Substratkörper anzulegen, der in einem Raum mit elektrisch entladbarem Gasdruck angeordnet wird. Dieses Verfahren ist durch seine Anwendbarkeit auf einen nichtleitenden Substratkörper gekennzeichnet. Als Wirkung des Reinigungsprozesses ist die Verbesserung des Haftvermögens eines dünnen Films an einem Substratkörper zu nennen. Nach dem Reinigungsprozess bestehen jedoch noch viele Unsicherheiten bezüglich der Qualität eines dünnen Films selbst, der an einem Substratkörper gebildet wird.
(Verunreinigung und ihre Konzentration in einem zur Bildung der metallischen Unterlagenschicht verwendeten Cr-Target)
Als „Verunreinigung in einem zur Bildung der metallischen Unterlagenschicht verwendeten Cr-Target" werden zum Beispiel Fe, Si, Al, C, O, N, H usw. genannt. Insbesondere wird vermutet, dass O eine Verunreinigung ist, die die Menge des in den Film aufgenommenen Sauerstoffs beeinflusst. Daher bezieht sich die Verunreinigungskonzentration in der vorliegenden Erfindung auf Sauerstoff, der in einem Cr-Target enthalten ist, das zur Bildung einer metallischen Unterlagenschicht verwendet wird.
(Verunreinigung und ihre Konzentration in einem zur Bildung der ferromagnetischen Metallschicht verwendeten Target auf Co-Basis)
Als „Verunreinigung in einem zur Bildung der ferromagnetischen Metallschicht verwendeten Target auf Co-Basis" werden zum Beispiel Fe, Si, Al, C, O, N usw. genannt. Insbesondere wird vermutet, dass O eine Verunreinigung ist, die die Menge des in den Film aufgenommenen Sauerstoffs beeinflusst. Daher bezieht sich die Verunreinigungskonzentration in der vorliegenden Erfindung auf Sauerstoff, der in einem Target enthalten ist, das zur Bildung einer ferromagnetischen Metallschicht verwendet wird.
(Anlegen einer negativen Vorspannung an einen Substratkörper)
„Anlegen einer negativen Vorspannung an einen Substratkörper" bedeutet in der vorliegenden Erfindung, dass, wenn ein Unterlagenfilm aus Cr oder ein magnetischer Film gebildet wird, um ein magnetisches Aufnahmemedium herzustellen, eine Gleichstrom-Vorspannung an einen Substratkörper angelegt wird. Es ist bekannt, dass die Koerzitivkraft des Mediums steigt, wenn eine geeignete Vorspannung angelegt wird. Es ist öffentlich bekannt, dass die oben genannte Wirkung des Anlegens der Vorspannung größer ist, wenn sie an beide Schichten angelegt wird, als wenn sie nur bei der Bildung einer der Schichten angelegt wird.
Oft wirkt das oben genannte Anlegen der Vorspannung auch auf Objekte in der Nähe des Substratkörpers, d.h. Elemente, auf denen der Substratkörper aufliegt, bzw. einen Substratkörperhalter. Als Ergebnis wird Gas oder Staub in einem Raum in der Nähe des Substratkörpers erzeugt und in einen in Bildung befindlichen Film aufgenommen. Dies führt daher zur Entstehung eines derart ungünstigen Zustands, dass verschiedene Eigenschaften des Films instabil werden.
Darüber hinaus führt das Anlegen der Vorspannung an einen Substratkörper auch zu folgenden Problemen.

(1) Sie kann nicht an einen nichtleitenden Substratkörper wie z.B. Glas angelegt werden.
(2) Die magnetische Sättigungsflussdichte (Ms) des gebildeten magnetischen Films ist verringert.
(3) Es ist notwendig, in der Abscheidekammer einen komplexen Mechanismus vorzusehen.
(4) Der Grad der an einen Substratkörper angelegten Vorspannung verändert sich leicht, was zu Veränderungen der magnetischen Eigenschaften führt.

Daher wird ein Herstellungsverfahren gewünscht, bei dem verschiedene angestrebte Filmeigenschaften erzielt werden können, ohne die oben genannte Vorspannung anzulegen.
(Höchster Vakuumgrad einer Abscheidekammer, in der die metallische Unterlagenschicht und/oder die ferromagnetische Metallschicht gebildet wird)
Der „höchste Vakuumgrad einer Abscheidekammer, in der die metallische Unterlagenschicht und/oder die ferromagnetische Metallschicht gebildet wird" ist in der vorliegenden Erfindung einer der Filmbildungsfaktoren, die den Wert der Koerzitivkraft bei bestimmten Materialien beeinflussen. Herkömmlicherweise wurde insbesondere angenommen, dass, wenn der oben genannte höchste Vakuumgrad niedrig ist (zum Beispiel im Fall von 5 × 10^–6 Torr oder mehr), seine Wirkung im Fall einer ferromagnetischen Metallschicht aus Material auf Co-Basis, das Ta enthält, groß ist. In der vorliegenden Erfindung wurde jedoch festgestellt, dass auch im Fall von CoNiCr und CoCrPt, d.h. Materialien auf Co-Basis ohne Ta, der höchste Vakuumgrad einer Abscheidekammer eine Auswirkung hat, wenn man dies von dem Standpunkt aus betrachtet, dass eine Korngrenze aus einer amorphen Struktur zwischen den Kristallkörnern gebildet werden kann oder nicht gebildet werden kann.
(Oberflächentemperatur des Substratkörpers zur Zeit der Bildung der metallischen Unterlagenschicht und/oder der ferromagnetischen Metallschicht)
Die „Oberflächentemperatur des Substratkörpers zur Zeit der Bildung der metallischen Unterlagenschicht und/oder der ferromagnetischen Metallschicht" ist einer der Filmbildungsfaktoren, die den Wert der Koerzitivkraft unabhängig vom Material der ferrromagnetischen Metallschicht beeinflussen. Es kann eine höhere Koerzitivkraft erzielt werden, wenn die Filmbildung bei einer höheren Oberflächentemperatur erfolgt, solange sie den Substratkörper nicht beschädigt. Eine Beschädigung des Substratkörpers umfasst äußere Veränderungen wie Verziehen, Verdickung, Rissbildung usw. sowie innere Veränderungen wie z.B. Entwicklung von Magnetisierung, Anstieg der Menge des erzeugten Gases usw.
Um eine hohe Oberflächentemperatur des Substratkörpers zu erzielen, ist es jedoch im Allgemeinen notwendig, eine Wärmebehandlung in der Abscheidekammer oder in einer vorhergehenden Kammer durchzuführen. Diese Wärmebehandlung weist auch insofern nachteilige Aspekte auf, als Gas oder Staub in einem Raum in der Nähe des Substratkörpers erzeugt und in den in Bildung befindlichen Film aufgenommen werden und als verschiedene Eigenschaften des Films instabil werden.
Darüber hinaus sind mit einer hohen Oberflächentemperatur des Substratkörpers auch folgende Probleme verbunden.

(1) In einem Substratkörper aus NiP/Al kommt es zu einer Magnetisierung der nichtmagnetischen NiP-Schicht.
(2) In dem Substratkörper kommt es zu Spannungen.
(3) Im Fall eines Substratkörpers mit niedriger Wärmeleitfähigkeit wie z.B. Glas ist es schwierig, die Temperatur eines Substratkörpers zu erhöhen oder zu halten.

Daher wird ein Herstellungsverfahren gewünscht, bei dem die oben genannte Wärmebehandlung nicht durchgeführt wird oder bei dem verschiedene angestrebte Filmeigenschaften mit einer Behandlung mit geringerer Hitze erzielt werden.
(Oberflächenrauheit Ra des Substratkörpers)
Als Oberflächenrauheit des Substratkörpers wird in der vorliegenden Erfindung eine Mittellinien-Durchschnittshöhe Ra genannt. Als Messgerät wird TALYSTEP, hergestellt von RANKTAYLORHOBSON Ltd., verwendet.
Wenn der Substratkörper beginnt, sich ausgehend von einem stationären Zustand zu drehen oder umgekehrt, gelangen die Oberflächen des magnetischen Aufnahmemediums und des Magnetkopfes miteinander in Kontakt und gleiten aneinander (bezeichnet als Contact Start Stop, CSS). Um ein Haftenbleiben des Magnetkopfes oder einen Anstieg des Reibungskoeffizienten zu diesem Zeitpunkt zu verhindern, ist eine höhere Ra günstig. Wenn der Substratkörper seine maximale Rotationsgeschwindigkeit erreicht, ist es andererseits notwendig, einen Abstand zwischen dem magnetischen Aufnahmemedium und dem Magnetkopf, d.h. die Flughöhe des Magnetkopfes, zu sichern, und dementsprechend ist eine kleinere Ra wünschenswert.
Daher werden die Oberflächenrauheit des Substratkörpers sowie das Maximum und das Minimum von Ra auf der Basis der obigen Gründe und der geforderten Spezifikationen des magnetischen Aufnahmemediums auf geeignete Weise bestimmt. Im Fall, dass die Flughöhe des Magnetkopfes 2 μInch beträgt, gilt zum Beispiel: Ra = 6 nm – 8 nm.
Um eine viel höhere Aufnahmedichte zu erzielen, ist es jedoch notwendig, die Flughöhe des Magnetkopfes (den Abstand zwischen dem Magnetkopf und der Oberfläche des magnetischen Aufnahmemediums während der Aufnahme und der Wiedergabe) weiter zu reduzieren. Um diese Anforderung zu erfüllen, ist es wichtig, die Oberfläche des magnetischen Aufnahmemediums noch ebener zu machen. Aus diesem Grund ist eine kleinere Oberflächenrauheit des Substratkörpers günstig.
Daher wird ein Herstellungsverfahren gewünscht, bei dem verschiedene angestrebte Filmeigenschaften erzielt werden, auch wenn die Oberflächenrauheit des Substratkörpers geringer ist.
(Texturbildungsbearbeitung)
Als Texturbildungsbearbeitung werden in der vorliegenden Erfindung zum Beispiel genannt: ein Verfahren, das mechanisches Schleifen verwendet, ein Verfahren durch chemisches Ätzen, ein Verfahren, bei dem ein physikalischer, konkaver und konvexer Film gebildet wird usw. Insbesondere im Fall eines Substratkörpers aus Aluminiumlegierung, die meist verwendet wird, wird das mechanische Schleifverfahren angewendet. Was einen (Ni-P)-Film betrifft, der an einer Oberfläche eines Substratkörpers aus Aluminiumlegierung vorgesehen ist, so existiert zum Beispiel ein Verfahren, bei dem ein Band, an dem Schleifkörner zum Schleifen angebracht wurden, gegen den rotierenden Substratkörper gepresst wird, so dass konzentrische, leichte Kratzer am Substratkörper gebildet werden. Bei diesem Verfahren werden die Schleifkörner zum Schleifen manchmal getrennt vom Band verwendet.
Aus den Gründen, die in dem obigen Abschnitt „Oberflächenrauheit des Substratkörpers" beschrieben wurden, wird jedoch ein Verfahren, bei dem die oben genannte Texturbildungsbearbeitung nicht ausgeführt wird, oder ein Verfahren, bei dem verschiedene angestrebte Filmeigenschaften mit einem leichteren Texturmuster erzielt werden, gewünscht.
(Schichtkörper-Elektropolierbearbeitung)
Als Schichtkörper-Elektropolierbearbeitung wird in der vorliegenden Erfindung zum Beispiel eine Bearbeitung bezeichnet, bei der ein oxidierter passiver Film vorgesehen wird, indem Chromoxid als Produktmaterial an einer Innenwand einer Vakuumkammer produziert wird, die zur Bildung eines magnetischen Films usw. verwendet wird. In diesem Fall wird als Material, das die Innenwand der Vakuumkammer bildet, zum Beispiel SUS316L o.ä. bevorzugt. Diese Bearbeitung kann die Mengen an O₂ und H₂O senken, die von der Innenwand der Vakuumkammer emittiert werden, wodurch es möglich ist, die Menge an Sauerstoff weiter zu reduzieren, die in den gebildeten dünnen Film aufgenommen wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wurde ein Magnetron-Sputtersystem (Modell Nr. ILC3013: Load-Lock-Typ mit statischer Gegenüberstellung), hergestellt von Anelva Co., Ltd., verwendet, bei dem die oben beschriebene Bearbeitung an den Innenwänden aller Vakuumkammern (einer Lade/Entlade-Kammer, einer Abscheidekammer und einer Reinigungskammer) durchgeführt wurde.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1(a) zeigt in ihrem unteren Teil ein Bild der Verteilung des Elements Cr im Querschnitt eines dünnen Films eines Mediums nach dem Ultrarein-Verfahren und in ihrem oberen Teil ein Querschnitts-TEM-Bild im selben Sichtbereich, und
1(b) ist eine schematische Ansicht, die eine Form einer Cr-Segregationsschicht zeigt;
2(b) ist eine Graphik, die eine Verteilung der Cr-Konzentration in Richtung der Dicke der Cr-Segregationsschicht im Medium nach dem Ultrarein-Verfahren zeigt, und 2(a) zeigt einen Teil von 1(b) mit einer Volllinie, die eine Stelle der Messung der Cr-Konzentration anzeigt;
3(3) zeigt in ihrem unteren Teil ein Bild der Verteilung des Elements Cr im Querschnitt eines dünnen Films in einem Medium nach dem Normalverfahren und in ihrem oberen Teil ein Querschnitts-TEM-Bild im selben Sichtbereich, und 3(b) ist eine schematische Ansicht, die eine Form einer Cr-Segregationsschicht zeigt;
4(b) ist eine Graphik, die eine Verteilung der Cr-Konzentration in Richtung der Dicke der Cr-Segregationsschicht im Medium nach dem Normalverfahren zeigt, und 4(a) zeigt einen Teil von 3(b) mit einer Volllinie, die eine Stelle der Messung der Cr-Konzentration anzeigt;
5 ist eine Graphik, die die Abhängigkeit der Koerzitivkraft von der Filmdicke eines Cr-Unterlagenfilms in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren und einem Medium nach dem Normalverfahren zeigt;
6 ist eine Graphik, die die Abhängigkeit des anisotropen Magnetfelds von der Filmdicke eines Cr-Unterlagenfilms in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren und einem Medium nach dem Normalverfahren zeigt;
7 ist eine Graphik, die die Abhängigkeit der normierten Koerzitivkraft von der Filmdicke eines Cr-Unterlagenfilms zeigt;
8(b) ist ein Bild der Verteilung des Elements Cr auf einer Oberfläche eines dünnen Films in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren, und 8(a) ist ein TEM-Bild im selben Sichtbereich;
9(b) ist ein Bild der Verteilung des Elements Cr auf einer Oberfläche eines dünnen Films in einem Medium nach dem Normalverfahren, und 9(a) ist ein TEM-Bild im selben Sichtbereich;
10(b) ist eine Graphik, die eine Verteilung der Cr-Konzentration auf einer Oberfläche eines dünnen Films in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren zeigt, und 10(a) ist ein Bild der Verteilung des Elements Cr mit einer Strecke A-B, die eine Stelle der Messung der Cr-Konzentration zeigt;
11(b) ist eine Graphik, die eine Verteilung der Cr-Konzentration auf einer Oberfläche eines dünnen Films in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren zeigt, und 11(a) ist ein Bild der Verteilung des Elements Cr mit einer Strecke A-B, die eine Stelle der Messung der Cr-Konzentration zeigt;
12(b) ist eine Graphik, die eine durchschnittliche transkristalline Cr-Konzentration und eine Veränderung der Konzentrationsverteilung in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren und einem Medium nach dem Normalverfahren zeigt, und 12(a) ist eine Graphik, die eine Verteilung der Cr-Konzentration zeigt, wobei ausdrücklich eine Nummerierung der beurteilten Kristallkörner und Bereiche, in denen durchschnittliche transkristalline Cr-Konzentrationen gemessen werden, gezeigt werden;
13(b) ist eine Graphik, die die Veränderung des Konzentrationsgradienten in der Nähe der Schnittstelle zwischen den Kristallkörnern und der Cr-Segregationsschicht an der Korngrenze zeigt, und 13(a) ist eine Graphik, die eine Verteilung der Cr-Konzentration zeigt, wobei ausdrücklich eine Nummerierung der beurteilten Kristallkörner und ein Bereich, in dem ein Cr-Konzentrationsgefälle existiert, gezeigt werden;
14 ist eine Graphik, die die Beziehung zwischen der Koerzitivkraft und dem höchsten Vakuumgrad einer Abscheidekammer in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren zeigt, wobei die Figur auch Resultate in einem Medium nach dem Normalverfahren zeigt;
15 ist eine Graphik, die die Beziehung zwischen dem anisotropen Magnetfeld und dem höchsten Vakuumgrad einer Abscheidekammer in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren zeigt, wobei die Figur auch Resultate in einem Medium nach dem Normalverfahren zeigt;
16 ist eine Graphik, die die Beziehung zwischen der normierten Koerzitivkraft und dem höchsten Vakuumgrad einer Abscheidekammer in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren zeigt, wobei die Figur auch Resultate in einem Medium nach dem Normalverfahren zeigt; und
17 ist ein schematischer Querschnitt, der die Schichtstruktur eines magnetischen Aufnahmemediums zeigt.
(Symbole)

1: Substratkörper
2: Substrat
3: nichtmagnetische Schicht
4: Unterlagenschicht
5: ferromagnetische Metallschicht
6: Schutzschicht

Beste Art der Ausführung der Erfindung
Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsformen beschrieben werden, obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist.
(Ausführungsform 1)
Die vorliegende Ausführungsform zeigt Wirkung in dem Fall, dass „zwischen den Kristallkörnern, die eine ferromagnetische Metallschicht bilden, ein Bereich 1 ist, in dem sich Cr absondert und der die ferromagnetische Metallschicht durchdringt, und dass in dem Bereich 1 die Cr-Konzentration in der Nähe der Mitte in Richtung der Dicke der ferromagnetischen Metallschicht niedriger ist als in der Nähe der Oberfläche und in der Nähe einer metallischen Unterlagenschicht".
Um die Wirkung festzustellen, werden der höchste Vakuumgrad einer Abscheidekammer, in der die metallische Unterlagenschicht und die ferromagnetische Metallschicht gebildet werden, und die Verunreinigungskonzentration in dem zur Bildung dieser Filmschichten verwendeten Ar-Gas verändert.
Als höchster Vakuumgrad der Abscheidekammer, in der die metallische Unterlagenschicht und die ferromagnetische Metallschicht gebildet werden, werden Werte von 10^–9 Torr und 10^–7 Torr gewählt.
Als Ar-Gas zur Bildung der ferromagnetischen Metallschicht und der metallischen Unterlagenschicht werden verwendet: ultrareines Ar (Verunreinigungskonzentration von 1 ppb oder weniger), wenn der höchste Vakuumgrad im Bereich von 10^–9 Torr liegt, und normales Ar (Verunreinigungskonzentration von etwa 1 ppm), wenn der höchste Vakuumgrad im Bereich von 10^–7 Torr liegt.
Im Folgenden bezieht sich Ultrarein-Verfahren auf den Fall, in dem der höchste Vakuumgrad im Bereich von 10^–9 Torr liegt und ultrareines Ar-Gas verwendet wird, und Normalverfahren bezieht sich auf den Fall, in dem der höchste Vakuumgrad im Bereich von 10^–7 Torr liegt und normales Ar-Gas verwendet wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das zur Herstellung eines Mediums verwendete Sputtersystem das Magnetron-Sputtersystem (Modell Nr. ILC3013: Load-Lock-Typ mit statischer Gegenüberstellung), hergestellt von Anelva Co., Ltd., bei dem eine Schichtkörper-Elektropolierbearbeitung an den Innenwänden aller Vakuumkammern (einer Lade/Entlade-Kammer (die auch als Reinigungsraum dient), einer Abscheidekammer 1 (zur Bildung der metallischen Unterlagenschicht), einer Abscheidekammer 2 (zur Bildung der ferromagnetischen Metallschicht) und einer Abscheidekammer 3 (zur Bildung der Schutzschicht) durchgeführt wurde. Tabelle 1 zeigt die Filmbildungsbedingungen bei der Herstellung des magnetischen Aufnahmemediums der vorliegenden Ausführungsform.
(Tabelle 1)
Im Folgenden soll das Herstellungsverfahren des magnetischen Aufnahmemediums der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden, wobei den Schritten des Verfahrens gefolgt wird. Im Folgenden bezeichnen die Zahlen in runden Klammern diese Schritte. Darüber hinaus zeigt bei jedem Schritt ein Wert in eckigen Klammern [] einen Wert für den Fall, dass der höchste Vakuumgrad der Abscheidekammer, in der die metallische Unterlagenschicht oder die ferromagnetische Metallschicht gebildet wird, auf den Bereich von 10^–7 Torr festgesetzt wird.

(1) Als Substratkörper wird ein scheibenförmiges Substrat aus Aluminiumlegierung verwendet, das einen inneren/äußeren Durchmesser von 25 mm/89 mm und eine Dicke von 1,27 mm aufweist. An der Oberfläche des Substrats aus Aluminiumlegierung wird durch Plattieren ein (Ni-P)-Film mit einer Dicke von 10 μm vorgesehen. An der Oberfläche des (Ni-P)-Films werden durch ein mechanisches Verfahren konzentrische leichte Kratzer (Textur) angebracht. Es wird ein Substratkörper mit einer derartigen Oberflächenrauheit verwendet, dass bei einem Abtasten in radialer Richtung der Scheibe ihre Mittellinien-Durchschnittshöhe Ra weniger als 1 nm beträgt.
(2) Der oben beschriebene Substratkörper wird vor der unten beschriebenen Filmbildung einem Reinigungsprozess durch mechanische und chemische Verfahren und einem Trockenprozess mit heißer Luft o.ä. unterzogen.
(3) Der mit dem obigen Trockenprozess fertiggestellte Substratkörper wird an einem Substratkörperhalter aus Aluminiummaterial angebracht, der in der Ladekammer des Sputtersystems angeordnet ist. Das Innere der Ladekammer wird durch ein Vakuumpumpensystem auf den höchsten Vakuumgrad von 3 × 10^–9 Torr evakuiert, und anschließend wird der Substratkörper durch eine Infrarotlampe 30 Minuten lang auf 250°C erhitzt.
(4) Der oben genannte Substratkörperhalter wird zur Bildung eines Cr-Films von der Ladekammer in die Abscheidekammer 1 befördert. Nach der Beförderung wird der Substratkörper ebenfalls durch eine Infrarotlampe auf 250°C erhitzt und gehalten. Andererseits wird die Abscheidekammer 1 vor der Verwendung im Vorhinein auf den höchsten Vakuumgrad von 3 × 10^–9 Torr [1 × 10^–7 Torr] evakuiert. Nach der Beförderung des oben genannten Basishalters wird ein Türflügel zwischen der Ladekammer und der Abscheidekammer 1 geschlossen. Es wird ein Cr-Target mit einer Verunreinigungskonzentration von 120 ppm verwendet.
(5) Ar-Gas wird in die Abscheidekammer 1 eingeführt, so dass der Gasdruck der Abscheidekammer 1 2mTorr wird. Das verwendete Ar-Gas weist eine Verunreinigungskonzentration von 1 ppb oder weniger [etwa 1 ppm] auf.
(6) Eine Spannung von 200 W aus einer Gleichstromquelle wird an das Cr-Target angelegt, um Plasma zu erzeugen. Dadurch wird das Cr-Target zerstäubt und eine Cr-Schicht mit einer Filmdicke von 50 nm wird an der Oberfläche des Substratkörpers gebildet, der parallel zum Target und diesem zugewandt angeordnet ist.
(7) Nach der Bildung der Cr-Schicht wird der oben genannte Substratkörperhalter zur Bildung eines CoCrTa-Films von der Abscheidekammer 1 in die Abscheidekammer 2 befördert. Nach der Beförderung wird der Substratkörper durch eine Infrarotlampe auf 250°C erhitzt und gehalten. Andererseits wird der Prozess unter unterschiedlichen Bedingungen bezüglich des voreingestellten höchsten Vakuumgrads der Abscheidekammer 2 durchgeführt, wobei es zwei Fälle gibt, nämlich einen Fall, in dem die Kammer 2 auf 3 × 10^–9 Torr evakuiert wurde, und einen Fall, in dem die Kammer 2 auf 1 × 10^–7 Torr evakuiert wurde. Darüber hinaus wird nach der Beförderung des oben genannten Substratbasishalters ein Türflügel zwischen der Abscheidekammer 1 und der Abscheidekammer 2 geschlossen. Das verwendete Target besteht aus 78 at% Co, 17 at% Cr und 5 at% Ta, und die Verunreinigungskonzentration des Targets beträgt 20 ppm.
(8) Ar-Gas wird in die Abscheidekammer 2 eingeführt, so dass der Gasdruck der Abscheidekammer 2 3mTorr beträgt. Die Verunreinigungskonzentration des verwendeten Ar-Gases beträgt 1 ppb oder weniger [etwa 1 ppm].
(9) Eine Spannung von 200 W aus einer Gleichstromquelle wird an das CoCrTa-Target angelegt, um Plasma zu erzeugen. Dadurch wird das CoCrTa-Target zerstäubt und eine CoCrTa-Schicht mit einer Filmdicke von 28 nm wird an der Oberfläche des Substratkörpers mit der Cr-Schicht gebildet, der parallel zum Target und diesem zugewandt angeordnet ist.
(10) Nach der Bildung der CoCrTa-Schicht wird der oben genannte Substratkörperhalter von der Abscheidekammer 2 zur Entladekammer befördert. Sodann wird N₂-Gas in die Entladekammer eingeführt, um Atmosphärendruck zu erreichen, und anschließend wird der Substratkörper herausgenommen. Gemäß den obigen Prozessen (1) – (9) wird ein magnetisches Aufnahmemedium hergestellt, dessen Schichtstruktur CoCrTa/Cr/NiP/Al ist.

Hierbei werden als Targets solche verwendet, bei denen Verunreinigungen so weit wie möglich beseitigt sind. Die Verunreinigungen des Targets zur Bildung der Cr-Schicht sind Fe: 88, Si: 34, AI: 10, C: 60, O: 120, N: 60 und H: 1,1 (wt ppm). Die Verunreinigungen des Targets zur Bildung der ferromagnetischen Metallschicht sind Fe: 27, Si < 10, Al < 10, C: 30, O: 20 und N > 10 (wt ppm).
Ein Querschnitt der ferromagnetischen Metallschicht des gemäß den oben beschriebenen Prozessen hergestellten Mediums wird durch ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM) untersucht.
In 1 und 3 zeigen der untere Teil von 1(a) und der untere Teil von 3(a) jeweils ein Bild der Verteilung des Elements Cr in einem Querschnitt eines Films der ferromagnetischen Metallschicht des hergestellten Mediums. Der obere Teil von 1(a) und der obere Teil von 3(a) zeigen jeweils ein Querschnitts-TEM-Bild im selben Sichtbereich. In diesen Figuren wird auch die Cr-Konzentration durch einen Schwarz-Weiß-Kontrast gezeigt. Des Weiteren sind 1(b) und 3(b) schematische Ansichten, die jeweils einen Cr-Segregationsbereich zeigen.
1 und 3 zeigen die Fälle, die sich hinsichtlich des höchsten Vakuumgrads vor der Filmbildung in den Abscheidekammern 2 und 3 unterscheiden. 1 zeigt den Fall des Ultrarein-Verfahrens (Probe 1, höchster Vakuumgrad = 3 × 10^–9 Torr, die Verunreinigungskonzentration des verwendeten Ar-Gases beträgt 1 ppb oder weniger), und 3 zeigt den Fall des Normalverfahrens (Probe 2, höchster Vakuumgrad = 1 × 10^–7 Torr, die Verunreinigungskonzentration des verwendeten Ar-Gases beträgt etwa 1 ppm).
Tabelle 2 zeigt das Verfahren der Herstellung einer TEM-Probe und der Bedingungen für ihre Darstellung.
(Tabelle 2)
Darüber hinaus wird die Konzentrationsverteilung von Cr in einer hergestellten Probe mittels Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie (electron energy loss spectroscopy, EELS) untersucht. Für die Messung wird ein TEM vom Energiefilter-Typ verwendet, das erzielt wird, indem ein FE-TEM, hergestellt von Hitachi Ltd. (HITACHI HF-2000), mit einem Energiefilter kombiniert wird. Die Ebenenauflösung des vorliegenden Geräts beträgt etwa 0,55 nm. Ein mittels EELS untersuchtes Elementverteilungsbild ist ein qualitatives Verteilungsbild. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform ein partielles Streuquerschnittsverhältnis von Cr und Co ausgehend von der durchschnittlichen Konzentration ermittelt, die durch eine Messung derselben Probe durch energiedispersive Röntgenspektrometer-Spektroskopie (EDS) erzielt wird, wobei unter Verwendung dieses Werts die Quantifizierung der Verteilung des Elements Cr durchgeführt wird.
Die in 2(b) und 4(b) gezeigten Graphiken sind mittels der obigen Quantifizierung erzielte Resultate bezüglich der Cr-Konzentration. Hierbei ist 2(b) ein Messresultat im Bereich der Volllinie von 2(a), die einen Teil der Probe 1 (Ultrarein-Verfahren) zeigt, die in 1(b) dargestellt ist, und 4(b) ist ein Messresultat im Bereich der Volllinie von 4(a), die einen Teil der Probe 2 (Normalverfahren) zeigt, die in 3 dargestellt ist. In den Graphiken von 2(b) und 4(b) wird der Nullpunkt an der Grenzfläche Cr- Unterlagenschicht – magnetische Schicht angenommen, und die Positionen in Richtung der Filmdicke sind in der Abszisse aufgetragen.
Aus 1 geht hervor, dass im Fall eines durch das Ultrarein-Verfahren hergestellten Mediums (Medium nach dem Ultrarein-Verfahren) ein Cr-Segregationsbereich in einem Bereich existiert, der der Korngrenzschicht im TEM-Bild entspricht, wobei sich ein klarer Cr-Segregationsbereich gebildet hat. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass ein solcher Cr-Segregationsbereich auf gleichmäßige Weise ausgehend von einer Schicht des anfänglichen Wachstums der magnetischen Schicht direkt an der Cr-Unterlagenschicht bis hin zum oberen Teil der magnetischen Schicht gebildet ist. In einem Bereich innerhalb eines magnetischen Kristallkorns wird kein Cr-Segregationsbereich gefunden, somit wird eine sehr gleichmäßige Cr-Segregation hervorgerufen.
Andererseits geht aus 3 hervor, dass in einem nach dem Normalverfahren hergestellten Medium (Medium nach dem Normalverfahren) ein Cr-Segregationsbereich nicht einer Korngrenzschicht entspricht und ein Cr-Segregationsbereich auch innerhalb eines magnetischen Kristallkorns gebildet wird. Es wird angenommen, dass ein solcher Cr-Segregationsbereich innerhalb eines Korns einem Bereich entspricht, der eine amorphe Struktur im Korn aufweist, und ein Faktor für eine erheblich sinkende Kristallinität des Kristallkorns ist. Was die Cr-Segregation in einer Korngrenzschicht betrifft, so wurde darüber hinaus festgestellt, dass ein Cr-Segregationsbereich nicht gleichmäßig in der Richtung der Filmdicke der magnetischen Schicht gebildet wird und dass insbesondere ein Cr-Segregationsbereich selten in einer anfänglichen Wachstumsschicht der magnetischen Schicht gebildet wird. Somit wurde festgestellt, dass in dem Medium nach dem Normalverfahren die Bildung der Cr-Segregationsstruktur nicht gleichmäßig ist und dass insbesondere die Bildung der Cr-Segregationsschicht in der Anfangsschicht der magnetischen Schicht blockiert wird.
Aus den obigen Resultaten geht hervor, dass die Reinigung einer Filmbildungsatmosphäre (d.h. das Ultrarein-Verfahren) die Bildung der Cr-Segregationsstruktur fördert und dass dadurch Cr-Segregationsbereiche innerhalb der Körner verringert werden können und eine gleichmäßige Cr-Segregationsschicht in einer anfänglichen Wachstumsschicht der magnetischen Schicht gebildet werden kann.
Aus der Graphik von 2 geht darüber hinaus hervor, dass in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren unter den Cr-Segregationsschichten Bereiche mit viel höherer Cr-Konzentration in einem Bereich von etwa 6 nm von der Cr-Unterlagenschicht und in einem Bereich von etwa 6 nm von der Oberfläche der magnetischen Schicht existieren. Was diese Verteilung der Cr-Konzentration betrifft, so wird angenommen, dass der Bereich von etwa 6 nm von der Cr-Unterlagenschicht die Korngrenzendiffusion von Cr aus der Cr-Unterlagenschicht anzeigt. Somit wird klar, dass in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren zusätzlich zur Disorption von Cr aus dem Inneren eines Korns zu einer Korngrenze die Korngrenzendiftusion von der Cr-Unterlagenschicht in großem Ausmaß zur Bildung der Cr-Segregationsschichten beiträgt. Darüber hinaus wird angenommen, dass die höhere Cr-Konzentration im Oberflächenabschnitt der magnetischen Schicht anzeigt, dass Cr die Tendenz aufweist, auf Grund der Cr-Disorption zur Zeit der Filmbildung zurückgehalten zu werden.
Andererseits wird aus der Graphik von 4 ersichtlich, dass auch in einem Medium nach dem Normalverfahren ein Bereich mit höherer Cr-Konzentration im Oberflächenabschnitt der magnetischen Schicht gefunden werden kann. Es wurde jedoch festgestellt, dass ein Bereich mit höherer Cr-Konzentration, der in einem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren existiert, nicht beobachtet werden kann. Dies weist darauf hin, dass im Fall des Mediums nach dem Normalverfahren die Korngrenzendiftusion von Cr aus der Cr-Unterlagenschicht blockiert ist.
Aus den obigen Resultaten geht hervor, dass die Reinigung einer Filmbildungsatmosphäre (d.h. das Ultrarein-Verfahren) die Diffusion von Cr aus der Cr-Unterlagenschicht fördert und zur Bildung der Cr-Segregationsschichten beiträgt.
5 – 7 zeigen resultierende magnetische Eigenschaften, wenn ein Medium hergestellt wird, indem man die Filmdicke der Cr-Unterlagenschicht im Bereich von 2,5 – 50 nm variiert. Dabei wird die Filmdicke der magnetischen Schicht auf 28 nm festgelegt. 5, 6 und 7 zeigen Graphiken, die die Koerzitivkräfte (Hc), die anisotropen Megnetfelder (Hk^Korn) bzw. die normierten Koerzitivkräfte (Hc/Hk^Korn) zusammenfassen. In den Graphiken von 5 – 7 zeigt das Zeichen o ein Resultat eines Mediums nach dem Ultrarein-Verfahren an, und das Zeichen • zeigt ein Resultat eines Mediums nach dem Normalverfahren an.
Aus 5 – 7 wird ersichtlich, dass ein Medium nach dem Ultrarein-Verfahren im Vergleich zu einem Medium nach dem Normalverfahren unabhängig von der Filmdicke von Cr höhere Werte bei allen magnetischen Eigenschaften, d.h. Koerzitivkraft, anisotropes Magnetfeld und normierte Koerzitivkraft, aufweist. Darüber hinaus wird klar, dass im Fall des Mediums nach dem Ultrarein-Verfahren eine ultradünne Cr-Unterlagenschicht mit einer Dicke von 10 nm für hervorragende magnetische Eigenschaften sorgen kann. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass ein Medium mit einer solchen ultradünnen Cr-Unterlagenschicht seine Oberflächenrauheit im Vergleich zu einem Medium mit einer Cr-Unterlagenschicht mit einer Dicke von etwa 50 nm um mehr als die Hälfte verringern kann, wobei sich seine Oberflächenrauheit auf einem Niveau befindet, das die Oberflächenrauheit des Substratkörpers widerspiegelt.
Somit wird klar, dass das Medium nach dem Ultrarein-Verfahren hinsichtlich verschiedener magnetischer Eigenschaften, d.h. seiner Koerzitivkraft, seines anisotropen Magnetfelds und seiner normierten Koerzitivkraft, überlegen ist, und dass es gleichzeitig ausreichend für eine Absenkung der Flughöhe eines Kopfes geeignet ist.
Ausführungsform 2
Anhand der vorliegenden Ausführungsform werden Wirkungen beschrieben, die erzielt werden, wenn „ein Kristallkorn der ferromagnetischen Metallschicht gebildet wird durch den Bereich 2, in dem die Cr-Konzentration zur Korngrenze hin steigt, und im mittleren Teil des Kristallkorns den Bereich 3, in dem die Cr-Konzentration niedriger ist als in der Nähe der Korngrenze, wobei die maximale Cr-Konzentration im Bereich 3 geringer ist als die maximale Cr-Konzentration im Bereich 2".
Um die Wirkungen zu identifizieren, wird das Ultrarein-Verfahren der Ausführungsform 1 angewendet, um Medien herzustellen, wobei der höchste Vakuumgrad einer Abscheidekammer, in der eine metallische Unterlagenschicht und eine ferromagnetische Metallschicht gebildet werden, im Bereich von 10^–6 Torr – 10^–9 Torr variiert wird, und es werden bezüglich dieser Medien zweidimensionale Verteilungsbilder des Elements Cr mittels EELS studiert. Gleichzeitig wird als Ar-Gas, das zur Bildung der ferromagnetischen Metallschicht und der metallischen Unterlagenschicht verwendet wird, wie in der Ausführungsform 1 ultrareines Ar (Verunreinigungskonzentration 1 ppb oder weniger) verwendet. Darüber hinaus wird zu Vergleichszwecken auch das in der Ausführungsform 1 gezeigte Medium nach dem Normalverfahren untersucht.
Die anderen Aspekte sind gleich wie in der Ausführungsform 1.
8(b) und 9(b) zeigen Resultate der Untersuchung von Verteilungsbildern des Elements Cr in Bezug auf die Filmoberflächen der ferromagnetischen Metallschichten. 8 zeigt ein Resultat eines Mediums nach dem Ultrarein-Verfahren (in diesem Fall gilt: höchster Vakuumgrad = 1 × 10^–8 Torr), und 9 zeigt ein Resultat eines Mediums nach dem Normalverfahren.
In den Verteilungsbildern des Elements Cr von 8(b) und 9(b) zeigen helle Bereiche im Bildkontrast Bereiche mit hoher Cr-Konzentration. Darüber hinaus werden in 8(a) und 9(a) TEM-Bilder in den gleichen Sichtbereichen zusammen gezeigt. In dem vorliegenden Beispiel beträgt die Ebenenauflösung der EELS-Messung 0,55 nm, was einem Pixel der Verteilungsbilder des Elements Cr entspricht, womit eine Analyse der Zusammensetzung eines sehr kleinen Bereichs möglich ist.
Aus 8 geht hervor, dass in dem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren eine Cr-Segregationsschicht mit einer hohen Cr-Konzentration in einem Korngrenzabschnitt gebildet ist, um jedes Kristallkorn gleichmäßig zu trennen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Cr-Konzentration in einer Cr-Segregationsschicht 30 – 40 at% beträgt.
Andererseits ist auch in dem in 9 gezeigten Medium nach dem Normalverfahren festzustellen, dass Bereiche, in denen es in Korngrenzabschnitten zu einer Cr-Segregation kommt, und Bereiche, in denen es zwischen benachbarten Kristallkörnern zu keiner starken Cr-Segregation kommt, existieren. Im Medium nach dem Normalverfahren sind die Cr-Segregationsschichten jedoch nicht gleichmäßig, und aus dem Kontrast der Cr-Konzentration geht hervor, dass die Cr-Konzentration in den Cr-Segregationsschichten im Vergleich zum Medium nach dem Ultrarein-Verfahren niedriger ist.
Aus den obigen Resultaten geht hervor, dass im Medium nach dem Ultrarein-Verfahren die Cr-Konzentration der Cr-Segregationsschichten im Vergleich zum Medium nach dem Normalverfahren höher ist und dass es zu einer gleichmäßigen Segregation gekommen ist.
Aus den in 8(b) und 9(b) gezeigten Verteilungsbildern des Elements Cr werden detaillierte Streckenprofile gewonnen, wobei die Ergebnisse in 10(b) (Medium nach dem Ultrarein-Verfahren: höchster Vakuumgrad 1 × 10^–8 Torr) und in 11(b) (Medium nach dem Normalverfahren) dargestellt werden. Ein Streckenprofil der Cr-Konzentration wird als Resultat dargestellt, das entlang einer Strecke AB erzielt wird, die jeweils in 10(a) und 11(a) dargestellt ist. Die Abszissen der in 10(b) und 11(b) dargestellten Graphiken zeigen die relativen Positionen der Analysepunkte, wobei Punkt A der Bezugspunkt ist. Darüber hinaus werden Bereiche, die Kristallkörnern in den TEM-Bildern entsprechen, in den Figuren durch ein Rasterpunkt-Netz dargestellt. Es ist festzustellen, dass es sowohl in dem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren als auch in dem Medium nach dem Normalverfahren in einem Korn eine durchschnittliche Menge und eine variable Menge der Cr-Konzentration gibt. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass es einen Unterschied zwischen dem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren und dem Medium nach dem Normalverfahren hinsichtlich ihrer Cr-Konzentrationsgradienten in einem Bereich 2 – 3 nm von einem Korngrenzabschnitt in Richtung auf das Innere eines Korns hin gibt.
Wie aus 10 ersichtlich ist, ist in dem Medium nach dem Ultrarein-Verfahren die maximale Cr-Konzentration in einem Bereich 3 (einem Bereich im mittleren Teil eines Kristallkorns der ferromagnetischen Metallschicht, in dem die Cr-Konzentration niedriger ist als in der Nähe der Korngrenze) kleiner als die maximale Cr-Konzentration in einem Bereich 2 (einem Bereich, in dem die Cr-Konzentration zur Korngrenze eines Kristallkorns der ferromagnetischen Metallschicht hin steigt).
Andererseits ist zu sehen, dass das in 11 gezeigte Medium nach dem Normalverfahren mit Körnern übersät ist, in denen die maximalen Cr-Konzentrationen in den Bereichen 3 höher sind als die maximalen Konzentrationen in den Bereichen 2.
Im Folgenden wird für diese Medien eine genaue Beschreibung bezüglich der (1) durchschnittlichen Menge und variablen Menge der Cr-Konzentration in einem Korn und (2) des Gradienten der Cr-Konzentration in der Nähe einer Grenzfläche Kristallkorn – Korngrenze gegeben.
(1) Durchschnittliche Menge und variable Menge der Cr-Konzentration in einem Korn
12 ist eine Graphik, die durchschnittliche Mengen und variable Mengen der transkristallinen Cr-Konzentration im Medium nach dem Ultrarein-Verfahren und im Medium nach dem Normalverfahren zeigt. Wie in 12(a) gezeigt wird, werden die beurteilten Kristallkörner nummeriert und durch alphabetische Buchstaben in der Abszisse von 12(b) gezeigt. In der Figur zeigen Punkte durchschnittliche Cr-Konzentrationen der Körner an, und die Fehlerindikatoren zeigen die Schwankungsbereiche an. Was die durchschnittliche Cr-Konzentration in einem Korn betrifft, so wurde festgestellt, dass das Medium nach dem Ultrarein-Verfahren etwa 13 at% aufweist, während das Medium nach dem Normalverfahren etwa 15 at% aufweist. Dies bedeutet, dass im Medium nach dem Ultrarein-Verfahren die Disorption von Cr vom Inneren eines Korns gefördert wird. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass im Medium nach dem Ultrarein-Verfahren eine Schwankungsbreite der Cr-Konzentration dazu neigt, relativ klein zu sein, somit hat eine gleichmäßigere Disorption stattgefunden.
(2) Gradient der Cr-Konzentration in der Nähe einer Grenzfläche Kristallkorn – Korngrenze
13 ist eine Graphik, die den Gradienten der Cr-Konzentration in der Nähe einer Grenzfläche Kristallkorn – Korngrenze im Medium nach dem Ultrarein-Verfahren und im Medium nach dem Normalverfahren zeigt. Wie in 13(a) gezeigt wird, werden die beurteilten Kristallkörner nummeriert und durch alphabetische Buchstaben in der Abszisse von 13(b) gezeigt. Darüber hinaus wird eine Analyse des Gradienten der Cr-Konzentration für Bereiche durchgeführt, die 2 – 3 nm von der Oberflächenschicht eines Kristallkorns angeordnet sind, wobei diese eine rasche Veränderung der Cr-Konzentration zeigt. Was den Wert des Gradienten der Cr-Konzentration betrifft, so weist das Medium nach dem Normalverfahren etwa 5 at% nm auf, während das Medium nach dem Normalverfahren etwa 3 at% nm aufweist. Insbesondere im Medium nach dem Ultrarein-Verfahren werden auf stabile Weise Cr-Konzentrationsgradienten von mehr als oder gleich 4 at% nm erzielt. Dies bedeutet, dass im Medium nach dem Ultrarein-Verfahren die Disorption von Cr vom Inneren eines Korns zur Korngrenze zusätzlich gefördert wird.
Jedes der oben genannten Resultate bedeutet, dass im Medium nach dem Ultrarein-Verfahren die Disorption von Cr vom Inneren eines Korns zur Korngrenze gefördert wird. Aus diesen Resultaten geht hervor, dass die Reinigung einer Filmbildungsatmosphäre (d.h. das Ultrarein-Verfahren) die Mobilität der Cr-Diffusion verbessert.
14 – 16 zeigen Resultate bezüglich der magnetischen Eigenschaften eines Mediums, das nach dem Ultrarein-Verfahren hergestellt wurde, wobei der höchste Vakuumgrad der Abscheidekammer, in der eine metallische Unterlagenschicht und eine ferromagnetische Metallschicht gebildet werden, im Bereich in der Größenordnung von 10^–6 Torr – 10^–9 Torr variiert. 14, 15 und 16 zeigen Graphiken, die die Koerzitivkräfte (Hc), die anisotropen Magnetfelder (Hk^Korn) bzw. die normierten Koerzitivkräfte (Hc/Hk^Korn) zusammenfassen. In den Graphiken von 5 – 7 zeigt das Zeichen o ein Resultat eines Mediums an, das eine Cr-Unterlagenschicht mit einer Filmdicke von 50 nm aufweist, und das Zeichen • zeigt ein Resultat eines Mediums an, das eine Cr-Unterlagensicht mit einer Filmdicke von 2,5 nm aufweist. Die Filmdicke der magnetischen Schicht ist dabei auf 28 nm festgelegt.
Aus 14 – 16 geht hervor, dass, wenn der höchste Vakuumgrad auf einen Wert von 10^–7 Torr oder weniger festgesetzt wird, das Medium nach dem Ultrarein-Verfahren im Vergleich zum Medium nach dem Normalverfahren unabhängig von der Cr-Filmdicke höhere Werte bei allen magnetischen Eigenschaften, d.h. Koerzitivkraft, anisotropes Magnetfeld und normierte Koerzitivkraft, aufweist. Darüber hinaus wird klar, dass im Medium nach dem Ultrarein-Verfahren, das diese Bedingung erfüllt, die maximale Cr-Konzentration im Bereich 3 (einem Bereich im mittleren Teil eines Kristallkorns, in dem die Cr-Konzentration niedriger ist als in der Nähe der Korngrenze) kleiner als oder gleich das 0,75-Fache der maximalen Cr-Konzentration im Bereich 2 ist (einem Bereich in einem Kristallkorn der ferromagnetischen Metallschicht, in dem die Cr-Konzentration zur Korngrenze hin steigt).
Dementsprechend wurde festgestellt, dass es dadurch, dass die maximale Cr-Konzentration im Bereich 3 auf einen Wert unter oder gleich dem 0,75-Fachen der maximalen Cr-Konzentration im Bereich 2 gebracht wird, möglich ist, ein magnetisches Aufnahmemedium zu erzielen, in dem auf stabile Weise hohe Werte bei allen magnetischen Eigenschaften, d.h. Koerzitivkraft, anisotropes Magnetfeld und normierte Koerzitivkraft, erzielt werden, und dass darüber hinaus diese Wirkung auch mit einer so ultradünnen Cr-Unterlagenschicht erzielt wird, deren Breite 2,5 nm beträgt.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben wurde, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein magnetisches Aufnahmemedium zu erzielen, das hohe Werte hinsichtlich der Koerzitivkraft, dem anisotropen Magnetfeld und/oder der normierten Koerzitivkraft aufweist, und das geeignet ist, eine hohe Aufnahmedichte zu fördern. Darüber hinaus können die obigen magnetischen Eigenschaften mit einer ultradünnen Cr-Unterlagenschichterzielt werden, und demnach ist es möglich, die Oberflächenrauheit des Mediums auf den gleichen Wert zu senken wie die Oberflächenrauheit des Substratkörpers. Auf diese Weise ist es möglich, ein magnetisches Aufnahmemedium zu schaffen, das ausreichend geeignet ist, die Flughöhe eines Kopfes zu senken.

Claims

Magnetisches Aufnahmemedium, das Ummagnetisierung verwendet, wobei das Medium eine ferromagnetische Metallschicht umfasst, die mindestens Co und Cr enthält und die unter Zwischenstellung einer metallischen Unterlage aus Cr auf einem Grundkörper vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetische Metallschicht umfasst: eine Korngrenzschicht (Bereich 1), in die sich Cr absondert und die die ferromagnetische Metallschicht durchdringt, und eine Kristallkornschicht (Bereich 23) aus dem ferromagnetischen Material, und dass der Bereich 23 umfasst: einen Korngrenzschicht-Oberflächenbereich 2, in dem die Cr-Konzentration zum Bereich 1 hin steigt, und einen Bereich 3 in zentraler Position, in dem die Cr-Konzentration niedriger ist als im Korngrenzschicht-Oberflächenbereich 2, und dass ein Maximalwert der Cr-Konzentration im Bereich 3 kleiner ist als ein Maximalwert der Cr-Konzentration im Bereich 2.
Magnetisches Aufnahmemedium nach Anspruch 1, wobei die Cr-Konzentration im mittleren Bereich in Richtung der Dicke des Bereichs 23 geringer ist als die Cr-Konzentration im Oberflächenbereich der ferromagnetischen Metallschicht und im Bereich der metallischen Unterlage.
Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, wobei der Maximalwert der Cr-Konzentration im Bereich 3 kleiner als oder gleich das 0,75-Fache des Maximalwerts der Cr-Konzentration im Bereich 2 ist.
Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, wobei im Bereich 2 ein Gradient der Cr-Konzentration von 4 at%/nm oder mehr vorhanden ist.