DE69936668T2

DE69936668T2 - Magnetisches aufzeichnungsmedium, herstellungsverfahren und magnetischer diskettenapparat

Info

Publication number: DE69936668T2
Application number: DE69936668T
Authority: DE
Inventors: Hiroto Kawasaki-shi TAKESHITA; Wataru Kawasaki-shi YAMAGISHI
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2019-05-29
Also published as: KR100630585B1; CN1176457C; EP1204097A1; WO2000074041A1; US20020055018A1; US6773782B2; DE69936668D1; EP1204097A4; KR20020013564A; CN1352792A; JP4258150B2; EP1204097B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetspeichermedium, das für ein Festplattenlaufwerk verwendet wird, und ein verfahren zum Herstellen dieses Mediums.
In den letzten Jahren wird von einem Festplattenlaufwerk, welches die zentrale Rolle eines Informationsspeichergeräts spielt, gefordert, eine Größenreduzierung und eine Verbesserung der Speicherkapazität zu gewährleisten. Diese Anforderungen können mit einer Verbesserung der Oberflächenaufzeichnungsdichte eines Magnetplattenmediums realisiert werden. Die Oberflächenaufzeichnungsdichte umfasst die Linienaufzeichnungsdichte in der Umfangsrichtung des Plattenmediums und die Spurdichte in der Radialrichtung davon. Daher kann eine höhere Oberflächenaufzeichnungsdichte mit einer Verbesserung einer dieser Dichten oder beider Dichten, die oben erklärt wurden, erreicht werden. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Technik, um zur Verbesserung der Spurdichte beizutragen.
Beschreibung des Standes der Technik:
Im Stand der Technik wird ein Magnetplattenmedium 60 durch eine Formung einer Unterlageschicht 3 mit einer Ausbildung wie in 1(a) illustriert, einer Chromschicht auf einem nicht-magnetischen Substrat 2, wie z.B. einem Aluminiumsubstrat, eine Formung einer magnetischen Schicht 4, die aus einer Legierung besteht, die hauptsächlich aus Kobalt besteht, auf der Unterlageschicht 3, und auch eine Formung einer Schutzschicht 6, wie z.B. amorpher Kohlenstoff, auf der magnetischen Schicht 4 bereitgestellt.
Um eine Spurdichte eines Magnetplattenmediums zu verbessern, ist es notwendig, die Aufzeichnungsspurbreite durch eine Verengung der Kernbreite eines Aufzeichnungsmagnetkopfs zu reduzieren. Jedoch wird in dem System, das ei nen Magnetkopf zum Aufzeichnen von Information verwendet, eine Extra-Aufzeichnung in dem Bereich (Schutzbereich) zwischen den Aufzeichnungsspuren durchgeführt, mit einem Streufeld, das von der Seitenoberfläche des Aufzeichnungskopfs erzeugt wird. Solch ein extra aufgezeichneter Bereich wird als Seitenüberschreibung bezeichnet, welche ein Grund für Rauschen während der Wiedergabeoperation sein wird. Außerdem, selbst wenn die Kernbreite des Aufzeichnungsmagnetkopfs durch eine Verbesserung der Spurdichte verengt wird, da sich die Breite einer Seitenüberschreibung fast nicht verändert, wenn die Zwischenraumlänge und der Schwebebetrag (engl. flotation amount) nicht reduziert werden, ist es aufgrund einer Reduzierung der Spurbreite schwierig, den Rauschabstand (S/N-Abstand) anlässlich einer Wiedergabe der aufgezeichneten Daten zu erlangen.
Daher, wie in 1(b) illustriert, wird ein Plattenmedium 61 vorgeschlagen, worin eine Nut 9 entlang der Umfangsrichtung eines Plattensubstrats 2 vorher ausgebildet wird und sie dann als der Schutzbereich verwendet wird, um die Spur physikalisch zu isolieren. Von dem Magnetplattenmedium 61 wird angenommen, dass es sehr effektiv ist, um eine höhere Spurdichte zu realisieren, da ein Spurrandrauschen gesteuert werden kann, wenn die Nut die ausreichende Tiefe besitzt.
Jedoch wird auf dem Medium, in welchem die Nut geformt wird, letztlich eine unebene Oberfläche, die einen Höhenunterschied von mehreren Zehntel nm bis zu mehreren Hundert nm besitzt, auf der Oberfläche hinterlassen. Wenn die zukünftige Entwicklung des Magnetplattenmediums betrachtet wird, dass der Schwebebetrag des Magnetkopfs mit einer Verbesserung der Dichte des Magnetplattenmediums 30 nm oder weniger wird, wird vom Gesichtspunkt der Zuverlässigkeit aus infolge des oben erklärten Grunds ein Problem erzeugt werden.
Im Festplattenlaufwerk erzeugt eine Hochgeschwindigkeitsdrehung der Platte einen Luftstrom, um einen Schieber, der einen Magnetkopf lagert, schweben zu lassen, und dadurch führt der Magnetkopf ohne Kontakt mit der Platte die Datenaufzeichnungs- und Wiedergabeoperationen durch. Jedoch ist bekannt, dass wenn die Platte die unebene Oberfläche besitzt, der Schwebebetrag des Schiebers variiert, um abhängig von einer Störung des Luftstroms instabil zu werden. Diese Tatsache wurde vernachlässigt, wenn der Schwebebetrag verhältnismäßig so groß ist wie 50 nm bis 100 nm, jedoch wird sie ein großes Problem, wenn die Schwebung des Schiebers so klein ist wie 30 nm oder weniger, was zukünftig erforderlich sein wird.
EP 0339813 offenbart eine Magnetaufzeichnungsplatte mit diskreten Dünnschichtspuren, die darauf geformt sind. Die Platte wird durch eine Formung einer dünnen Schicht aus magnetischem Material auf einem Substrat, eine Musterung des magnetischen Materials, um Spuren aus magnetischem Material zu formen, und ein Füllen der Schutzbereiche zwischen den magnetischen Spuren mit nicht-magnetischem Material hergestellt.
JP 59157842 offenbart ein Magnetaufzeichnungsmedium, wobei eine Gleitmittelschicht auf der magnetischen Schicht geformt wird, um den Verschleißwiderstand des Mediums zu verbessern. Im Einsatz wird die Gleitmittelschicht aufgrund von Wärme weicher, die durch den Kopf erzeugt wird, und kühlt dann ab und verhärtet erneut.
AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Magnetaufzeichnungsmedium bereitzustellen, welches eine höhere Aufzeichnungsdichte gewährleistet.
Außerdem ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung das Spurrandrauschen des Magnetaufzeichnungsmediums zu reduzieren.
Außerdem ist es die weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein stabiles Schweben des Magnetkopfs zu realisieren.
Beim Magnetaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung werden Nuten und Erhebungen auf einem Substrat ausgebildet und eine Magnetschicht wird auf dieses Substrat geschichtet. Daher werden Spuren magnetisch isoliert, um das Spurrandrauschen zu reduzieren. Außerdem wird auf der magnetischen Schicht auf den Nuten ein nicht-magnetisches Material, das aus einem Material mit einem Schmelzpunkt ausgebildet ist, der niedriger ist als der der magnetischen Schicht, bis zu einer Position aufgebracht, die höher ist als die Erhebungsoberfläche auf dem Substrat. Gemäß dieser Struktur wird ein Höhenunterschied, der aus der Erhebung und den Nuten des Substrats resultiert, an der Oberfläche des Mediums reduziert, und dadurch wird die Mediumsoberfläche fast eben. Daher wird der Luftstrom, der durch die Drehung des Mediums erzeugt wird, niemals gestört, und dadurch kann ein stabiles Schweben eines Magnetkopfs zum Aufzeichnen oder Wiedergeben von Information auf oder von diesem Magnetaufzeichnungsmedium gewährleistet werden.
Außerdem wird in der vorliegenden Erfindung, nachdem die magnetische Schicht und die nicht-magnetische Schicht der Reihe nach auf das Substrat geschichtet wurden, in welchem Nuten und Erhebung ausgebildet sind, die nicht-magnetische Schicht durch den Wärmeprozess geschmolzen. Dadurch schmilzt das nicht-magnetische Material auf den Nuten, um das nicht-magnetische Material auf die Nuten aufzubringen. Demzufolge wird ein Höhenunterschied zwischen den Nuten und den Erhebungen auf der Mediumsoberfläche reduziert, um eine Ebenheit der Mediumsoberfläche zu erreichen.
Hier wird ein Problem, dass die anderen Materialien auch geschmolzen werden, wenn das nicht-magnetische Material erwärmt wird, ausgeschlossen, da das Material der nicht- magnetischen Schicht ein Material ist, welches einen Schmelzpunkt besitzt, der niedriger ist als der der anderen Materialen, welche das Magnetaufzeichnungsmedium formen. Außerdem, wenn die Schicht aus nicht-magnetischem Material, die auf die Erhebungen geschichtet wird, geschmolzen wird und dadurch von den Erhebungen entfernt wird, werden die Nuten mit der Schicht aus nicht-magnetischem Material perfekt gefüllt, und eine ebene Oberfläche des Mediums kann erreicht werden, ohne extra eine nicht-magnetische Schicht auf den Erhebungen zu hinterlassen, indem die nicht-magnetische Schicht in die Tiefe von Nutbreite/Erhebungsbreite × Nuttiefe geschichtet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht eines Magnetplattenmediums des Standes der Technik.
2 ist eine Querschnittansicht eines Plattenmediums der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Diagramm, welches den Prozess zum Glätten der Oberfläche des Plattenmediums illustriert.
4 ist ein Diagramm, welches ein Gerät zum Glätten der Oberfläche des Plattenmediums illustriert.
5 ist ein Funktionsblockdiagramm des Geräts zum Glätten der Oberfläche des Plattenmediums.
6 ist ein Diagramm, welches das Prinzip der Positionierung des Laserpunkts anzeigt.
7 ist eine Draufsicht eines Magnetplattengeräts, umfassend ein Plattenmedium der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Querschnittansicht des Magnetplattengeräts, das in 7 illustriert ist.
9 ist ein Diagramm, welches ein Sputtergerät illustriert.
10 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen Laserenergie und Höhenunterschied an der Oberfläche der Platte anzeigt.
11 ist ein Diagramm, das ein Gerät zum Evaluieren der Schwebedauerzeit des Magnetkopfs illustriert.
12 ist ein Diagramm, das die Schwebedauerzeit eines Kopfs für das Medium in der vorliegenden Erfindung anzeigt.
13 ist ein Diagramm, das die Schwebedauerzeit eines Kopfs für ein Medium im Stand der Technik anzeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
2 illustriert einen Querschnitt eines Magnetaufzeichnungsmediums 1 der vorliegenden Erfindung. Und zwar werden eine Unterlageschicht 3, eine magnetische Schicht 4 und eine Schutzschicht 6 der Reihe nach auf ein Substrat 2 geschichtet, wo eine Nut 8 und eine Erhebung 9 ausgebildet sind, und eine Schicht aus Gleitmittel 7 wird auf der Schutzschicht 6 geformt. Außerdem wird auf der Nut 8 eine dünne Schicht 5 zum Glätten bis zu der Höhe der magnetischen Schicht 4 auf der Erhebung 9 über der Unterlageschicht 3 und der magnetischen Schicht 4 aufgebracht, um einen Höhenunterschied an der geschichteten Oberfläche der Schutzschicht 6 zu entfernen. Daher werden die oberen Schichten oberhalb der Schutzschicht 6 flach in ihrer Form. Jede Schicht, welche das Magnetaufzeichnungsmedium 1 formt, wird erklärt werden.
Das Substrat 2 wird aus einem nicht-magnetischen Material in der Form einer Platte ausgebildet. Materialien, welche das Substrat 2 ausbilden, umfassen eine NiP überzogene Aluminiumplatte (einschließlich einer Aluminiumlegierung), eine Glasplatte (einschließlich verstärktes Glas), eine Siliziumplatte mit einer Oberflächenoxidschicht, eine SiC-Platte, eine Kohlenstoffplatte, eine Kunststoffplatte, eine Keramikplatte oder Ähnliches.
Verschiedene Verfahren wurden zum Ausbilden einer Nut vorgeschlagen und das optimale Verfahren wird abhängig vom Material des Substrats einbezogen werden. In dem Falle, in dem ein Substrat aus einem harzähnlichen Kunststoff ausgebildet ist, wird beispielhaft ein Verfahren einbezogen werden, in welchem das geschmolzene Kunststoffmaterial einer Gussform zugeführt wird, welche die unebene Form besitzt, und wird gehärtet, um eine Nut auf dem Kunststoffsubstrat zu formen. Außerdem wird in dem Falle, in dem ein Substrat aus einem Metallmaterial ausgebildet ist, beispielsweise ein Verfahren einbezogen werden, in welchem der Bereich auf dem Substrat, der nicht dem Bereich entspricht, in welchem die Nut geformt ist, abgedeckt wird, und die Substratoberfläche mit dem Ätzverfahren eingeebnet wird, wie z.B. Ionenzerkleinerung, um die Nut zu formen. In dem Fall, in dem ein Substrat aus einem Glasmaterial geformt ist, werden beispielsweise Verfahren einbezogen werden, in welchen das geschmolzene Glasmaterial der Gussform zugeführt wird, welche die unebene Form besitzt, und es wird dann gehärtet, um die Nut zu formen, oder in welchen eine Gussform, welche die unebene Form besitzt, auf das Ultraviolethärtungsharz gepresst wird, das auf eine Oberfläche der Glasplatte aufgebracht ist, und die andere Oberfläche der Glasplatte wird mit der ultravioletten Strahlung zum Härten des Harzes im Hinblick auf das Formen der Nut bestrahlt.
Der Texturprozess ist nicht immer wesentlich für das Substrat 2. Außerdem wird die Größe des Substrats 2 abhängig von einer Art des gewünschten Mediums und eines Magnetplattengeräts als das Anwendungsobjekt bestimmt. Im Allgemeinen beträgt der Durchmesser 1 bis 3,5 Zoll und die Dicke beträgt 0,5 mm bis 1,0 mm.
Die Unterlageschicht 3 besteht aus einem nicht-magnetischen Metallmaterial, das Chrom als das Hauptmaterial umfasst. Als das praktischere Material kann ein Material, das hauptsächlich aus Chrom oder einer Chromlegierung, wie z.B. CrW, CrV, CrTi, CrMo oder Ähnlichem, ausgebildet ist, aufgelistet werden. Die Unterlageschicht 3 wird bei spielsweise mit einem Sputterverfahren geformt, wie z.B. einem Magnetron-Sputterverfahren oder Ähnlichem. Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Schicht unter dem Einsatz einer negativen DC-Vorspannung ausgebildet wird, um die Koerzitivfeldstärke zu verbessern. Als die adäquaten Schichtformungsbedingungen wird beispielsweise die Schichtformungstemperatur auf 200 °C bis 300 °C, eine Ar-Gasdruck auf 1 bis 10 mTorr und die DC-Vorspannung auf 100 bis 500 V festgelegt. Außerdem ist es auch zulässig, dass das Formungsverfahren der anderen Schicht, beispielsweise das Vakuumverdampfungsverfahren, das Ionenstrahlsputterverfahren oder Ähnliches, für das Sputterverfahren substituiert werden kann. Eine Dicke der Unterlageschicht 3 wird innerhalb eines breiteren Bereichs bestimmt, abhängig von verschiedenen Faktoren, jedoch ist es bevorzugt, dass eine Dicke innerhalb des Bereichs von 10 nm bis 100 nm festgelegt wird, um den Rauschabstand zu erhöhen. Wenn die Dicke der Unterschicht 10 nm oder weniger wird, wird ein Problem, dass keine ausreichende magnetische Charakteristik erzielt werden kann, erzeugt, und wenn die Dicke 100 nm übersteigt, wird im Gegensatz dazu ein Schweben des Kopfs dazu neigen, instabil zu werden.
Hier ist die Unterschicht 3 nicht immer erforderlich, es ist auch möglich, die Struktur einzuführen, dass eine magnetische Schicht 4 nicht durch die Unterschicht auf das Substrat 2 geschichtet wird. Außerdem kann die Unterschicht 3 auch in der Multischichtstruktur ausgebildet sein.
Die magnetische Schicht 4 wird aus einem Co-basierten magnetischen Material geformt, das hauptsächlich aus Kobalt besteht. Als die praktischen Materialien können eine Co-basierte Zweistofflegierung, wie z.B. CoPt-Legierung, CoNi-Legierung, CoCr-Legierung oder Ähnliches, eine Co-basierte Dreistofflegierung, wie z.B. CoCrPt-Legierung oder Ähnliches, und eine Vierstoff- oder Fünfstofflegierung, in wel cher Ta oder Nb zu CoCrPt hinzugefügt wird, aufgelistet werden. Nachfolgend wird ein Zusammensetzungsbeispiel, wenn beispielsweise CoCrPtTa an die magnetische Schicht 4 angepasst wird, erklärt werden.

Kobalt: 70 bis 80 at% (Atomprozent)

Chrom: 10 bis 30 at%

Platin: 5 bis 20 at%

Tantal: 1 bis 3 at%
Es ist bevorzugt, dass die magnetische Schicht 4 mit einem Sputterverfahren geformt wird, wie z.B. dem Magnetron-Sputterverfahren oder Ähnlichem, und als die adäquate Schichtformungsbedingung kann das Beispiel mit der Schichtformungstemperatur von 200 °C bis 300 °C und einem Ar-Gasdruck von 1 bis 10 mTorr oder Ähnlichem aufgelistet werden. Außerdem können auch die anderen Schichtformungsverfahren, beispielsweise das Vakuumverdampfungsverfahren, das Ionenstrahlsputterverfahren oder Ähnliches an Stelle des Sputterverfahrens aufgelistet werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die magnetische Schicht 4 aus einer einzigen Schicht geformt, jedoch können auch zwei Schichten oder eine Mehrschichtstruktur, in welcher sie voneinander isoliert sind, nach Bedarf verwendet werden. Wenn die magnetische Schicht 4 die Mehrschichtstruktur einbezieht, wird die magnetische Schicht 4 in eine Mehrzahl magnetischer Schicht über die nicht-magnetischen Zwischenschichten aufgeteilt. Als die adäquate nicht-magnetische Zwischenschicht wird ein CrMo aufgelistet.
Eine dünne Schicht 5 zum Glätten wird aus einem nicht-magnetischen Material ausgebildet, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt als der eines Materials zum Ausbilden der magnetischen Schicht 4 besitzt. Der Prozess zum Füllen der Nut mit der glättenden dünnen Schicht 5 wird mit Bezugnahme auf 3 und 4 erklärt werden.
Zuerst, wie in 3(a) illustriert, nachdem die Unterschicht 3 und die magnetische Schicht 4 auf das Substrat 2 geschichtet wurden, wird ein nicht-magnetisches Material auf dem magnetischen Material 4 geformt, beispielsweise mit dem Magnetron-Sputterverfahren. Wenn die magnetische Schicht 4 die Mehrschichtstruktur besitzt, wird die glättende dünne Schicht 5 auf der Schicht geformt, die höher ist als die höchste magnetische Schicht. Die wünschenswerten Schichtformungsbedingungen sind, dass die Schichtformungstemperatur 20 °C bis 50 °C ist und der Gasdruck 1 bis 10 mTorr ist, wobei das Gas ein Mischungsverhältnis von Ar:CH₄ von ungefähr 9:1 besitzt.
Nach der Formung der glättenden dünnen Schicht 5, wie in 4 illustriert, wird der Laser, der mit einer Linse 19 konzentriert wird, auf die glättende dünne Schicht 5 auf der Erhebung gestrahlt, während das Medium 1 gedreht wird. Die Erhebung und die Nut werden konzentrisch auf dem Substrat 2 ausgebildet und die glättende dünne Schicht 5 wird entlang der Umfangsrichtung des Mediums 1 erwärmt und geschmolzen, abhängig von der Drehung des Mediums. Wie in 3(b) illustriert, wird der Laserpunktdurchmesser angepasst, um gleich der Breite der Erhebung zu sein. Es ist wünschenswert, dass die Laserwellenlänge 400nm bis 800nm beträgt und die Laserenergie 2 bis 100mW beträgt.
Wenn die glättende dünne Schicht 5 auf der Erhebung schmilzt, wird eine Differenz in den Oberflächenspannungen zwischen der glättenden dünnen Schicht 5 auf der Erhebung und der glättenden dünnen Schicht 5 auf der Nut erzeugt, wie in 3(c) illustriert.
Demzufolge fließt die glättende dünne Schicht 5 auf der Erhebung in die Nut, die an der äußeren Seite des Laserpunkts angeordnet ist, um die Nut zu füllen. wenn die Schichtdicke der glättenden dünnen Schicht 5 gleich (Nutbreit/Erhebungsbreite) × Nuttiefe ist, wird die Nut mit dem Material der glättenden dünnen Schicht perfekt gefüllt, wenn die glättende dünne Schicht 5 auf der Erhebung komplett in die Nut fließt, und dadurch wird die Oberfläche des Mediums 1 geebnet, ohne die glättende dünne Schicht 5 auf der Erhebung zu hinterlassen.
Danach wird der Laserpunkt in der Radialrichtung des Mediums 1 bewegt und dann wird die glättende dünne Schicht 5 auf jeder Erhebung erwärmt. Dadurch wird die glättende dünne Schicht 5 auf der Erhebung entfernt und die Nut wird mit dem Material der dünnen Schicht gefüllt, wie in den 3(d) bis 3(g) illustriert.
Wie oben erklärt wird, wird in diesem Ausführungsbeispiel, da die Nut mit dem Material der glättenden dünnen Schicht durch Erwärmen und Schmelzen dieses Materials gefüllt wird, von der glättenden dünnen Schicht 5 gefordert, dass sie aus einem Material ausgebildet ist, das einen niedrigeren Schmelzpunkt besitzt als der der anderen Materialien, welche auch das Medium 1 formen, so dass dieses Material niemals geschmolzen wird, wenn das Material der glättenden dünnen Schicht geschmolzen wird. Außerdem, da die glättende dünne Schicht 5 mit einem Laserstrahl erwärmt wird, ist auch ein höherer Lichtabsorptionskoeffizient erforderlich. Als das Material, das solche Anforderungen erfüllt, kann Te oder eine Zusammensetzung, welche hauptsächlich aus Te mit Einschlüssen irgendeines von C, Se und S besteht, aufgelistet werden. Insbesondere besitzt Te den Schmelzpunkt von 450 °C, der deutlich niedriger ist als der des Materials, welches die magnetische Schicht 4 formt, und gewährleistet einen höheren Lichtabsorptionskoeffizienten in der Wellenlänge des Halbleiterlasers. Außerdem besitzen die Zusammensetzungen wie z.B. TeC, TeSe, TeCS₂ eine exzellente Proof-Charakterisik und eine höhere Lichtempfindlichkeit im Vergleich zu diskretem Te.
5 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Erwärmungsgeräts, das in 4 illustriert ist.
In 5 kennzeichnet 12 einen Spindelmotor, um ein Plattenmedium 1 zu drehen. 13 kennzeichnet eine Lasereinheit, die mit einem erwärmenden Laser 14 und einem Spur einstellenden Laser 15 versehen ist. 16 kennzeichnet einen Aktuator zum Antreiben der Lasereinheit 13 in der Radialrichtung der Platte 1.
Außerdem, wie in 6 illustriert, wird ein Intervall zwischen dem Punkt des erwärmenden Lasers 14 und dem Punkt des Spur einstellenden Lasers 15 angepasst, um gleich einem Intervall d zwischen der Erhebung 8 und der Nut 9 zu werden, und außerdem ist der Spur einstellende Laser 15 vor dem erwärmenden Laser 14 angeordnet, für die Bewegungsrichtung des Aktuators 13, die mit der Pfeilmarkierung A gekennzeichnet ist. Wenn nämlich der Punkt des Spur einstellenden Lasers 15 die Nut 9 bestrahlt, überlappen der Punkt des erwärmenden Lasers 14 und die Erhebung 8 einander.
17 kennzeichnet einen Timer, der zurückgesetzt wird, wenn er die voreingestellte Zeit des voreingestellten erwärmenden Lasers 14 für eine Bestrahlung auf der Erhebung abgezählt hat. 18 kennzeichnet einen Zähler, in dem die Anzahl von Erhebungen des Plattenmediums 1 eingestellt wird, und dieser Voreinstellungswert wird jedes Mal abgezogen, wenn der Timer 17 zurückgesetzt wird. Dieser Zähler wird nämlich zurückgesetzt, wenn die Zahl der Restzeit des Timers mit der Anzahl von Erhebungen des Plattenmediums 1 übereinstimmt.
Eine Steuerung 11 bestimmt, wann die Erkennung des Rests des Timers 17, dass der Nutfüllprozess ausgeführt wird, abgeschlossen ist, und steuert den Aktuator 15 in die Richtung der Pfeilmarkierung A der 6, um den Punkt des erwärmenden Lasers 14 zur benachbarten Nut zu bewegen. Die Steuerung 11 bestimmt, wann erkannt wird, dass der Punkt des Spur einstellenden Lasers 15 die Nut 9 bestrahlt und dass der Punkt des erwärmenden Lasers 14 auf der Erhebung 8 angeordnet ist, und sie stoppt einen Betrieb des Aktuators 16 und startet erneut die Operation des Timers 17. Außerdem, wenn die Steuerung 11 erkennt, dass ein Wert des Zählers 18 0 ist, bestimmt sie, dass alle Nuten auf der Platte 1 gefüllt werden und weist den erwärmenden Laser 15 an, eine Bestrahlung der Erhebung zu stoppen. Im obigen Beispiel, da der Aktuator in einem Intervall der konstanten Zeit bewegt wird, schwankt ein Wärmebetrag, der vom Laser empfangen wird, zwischen den Erhebungen aufgrund der Differenz der Länge der Umfangsrichtung. Daher wird zugelassen, dass die Anzahl von Drehung des Spindelmotors 12 gezählt wird und der Aktuator wird bei jeder konstanten Anzahl von Drehungen bewegt.
Eine Schutzschicht 6 besteht aus einem diskreten Kohlenstoff oder einer Zusammensetzung, die Kohlenstoff umfasst. Beispielsweise kann WC, SiC, B4C, Kohlenstoff, einschließlich Wasserstoff und ein diamantähnlicher Kohlenstoff (DLC), der in solch einem Punkt dafür bekannt ist, dass er eine höhere Härte besitzt, aufgelistet werden. Die Schutzschicht 6 wird vorzugsweise mit dem Sputterverfahren geformt, wie z.B. dem Magnetron-Sputterverfahren oder Ähnlichem, und die adäquate Schichtformungsbedingung ist beispielsweise, dass die Schichtformungstemperatur 20 °C bis 100 °C beträgt und ein Ar-Gasdruck 1 bis 10 mTorr beträgt. Außerdem wird das andere Schichtformungsverfahren, beispielsweise das Vakuumverdampfungsverfahren, das Ionenstrahlsputterverfahren oder Ähnliches, für das oben erklärte Sputterverfahren substituiert. Eine Dicke der Schutzschicht 6 hängt von unterschiedlichen Faktoren ab und wird innerhalb eines breiteren Bereichs bestimmt, ist jedoch vorzugsweise im Bereich von 5 nm bis 20 nm.
Eine Gleitmittelschicht 7 besteht aus einem Phlorokohlenstoff Harz-basierten Material und besitzt eine Dicke von 0,5 nm bis 2 nm. Die Gleitmittelschicht 7 ist auf solch eine Art und Weise geformt, dass eine Schicht aus Gleitmittel auf dem Medium ausgebildet wird, wenn das Medium 1 in die Lösung umfassend das obige Material eingetaucht wird. Eine Dicke der Gleitmittelschicht 7 hängt von der Materialkonzentration in der Lösung ab und der Rate des Herausziehens des Mediums aus der Lösung.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Magnetplattengerät, umfassend ein Magnetspeichermedium, das oben erklärt wird, und ein Beispiel davon wird in 7 und 8 illustriert. 7 ist eine Draufsicht des Magnetplattengeräts der vorliegenden Erfindung in dem Zustand, dass eine Abdeckung entfernt ist, während 8 eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A der 7 ist.
In diesen Figuren kennzeichnet 50 eine Magnetplatte, die mit einem Spindelmotor 52 angetrieben wird, der auf einer Basisplatte 51 vorgesehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei Magnetplatten vorgesehen.
53 kennzeichnet einen Aktuator, der auf der Basisplatte 51 gelagert ist, um frei zu drehen. An einem Ende des Aktuators 53 ist eine Mehrzahl von Kopfarmen 54 ausgebildet, welche sich in der Richtung parallel zur Aufzeichnungsoberfläche der Magnetplatte 50 erstrecken. An einem Ende des Kopfarms ist ein Federarm montiert. Ein Schieber 40 ist über eine Isolierschicht, die nicht dargestellt ist, an einem flexiblen Teil des Federarms 55 montiert. Am anderen Ende des Aktuators 53 ist eine Spule 57 montiert.
Auf der Basisplatte 51 ist eine Magnetschaltung 58, die aus einem Permanentmagneten und einem Joch geformt ist, vorgesehen und die Spule 57 ist innerhalb des magnetischen Zwischenraums der Magnetschaltung 58 angeordnet. Ein Schwingspulenmotor (VCM) ist aus der Magnetschaltung 58 und der Spule 57 geformt. Außerdem ist der obere Teil der Basisplatte 51 mit einer Abdeckung 59 abgedeckt.
Operationen des Magnetplattengeräts werden nachfolgend beschrieben werden. Wenn die Magnetplatte 50 nicht in Betrieb ist, stoppt der Schieber 40 in Kontakt mit der Sicherungszone der Magnetplatte 50. Als nächstes, wenn das Magnetplattengerät 50 mit dem Spindelmotor 52 gedreht wird, schwebt der Schieber 40 von der Plattenoberfläche an, wobei er mit dem Luftstrom einen geringen Abstand beibehält, der aufgrund der Drehung der Magnetplatte 50 erzeugt wird. Wenn Strom in der Spule fließt während der Schieber schwebt, wird eine antreibende Kraft in der Spule 57 erzeugt, und dadurch dreht sich der Aktuator 53. Dementsprechend bewegt sich der Schieber 40 auf der vorbestimmten Spur der Magnetplatte 50, um Datenlese- und -Schreiboperationen durchzuführen.
Da in diesem Magnetplattengerät die Nut auf der Magnetplatte 50 geformt ist, kann es ein Spurrandrauschen effektiv steuern. Außerdem wird die Nut mit der glättenden dünnen Schicht gefüllt und dadurch wird die Oberfläche der Magnetplatte 50 eben. Dadurch wird der Luftstrom an der Magnetplattenoberfläche, der bei einer Drehung der Magnetplatte erzeugt wird, geglättet, um das stabile Schweben des Schiebers 40 zu gewährleisten.
In diesem Ausführungsbeispiel wurde ein Magnetspeichermedium, das den guerschnitt besitzt, der in 2 illustriert ist, unter den nachfolgend erklärten Bedingungen hergestellt. In diesem Ausführungsbeispiel wurde das DC-Magnetron-Sputtergerät 10, wie in 9 illustriert, verwendet, um die Unterlageschicht 3, die magnetische Schicht 4, die glättende dünne Schicht 5 und die Schutzschicht zu formen. Wie in der Figur illustriert ist das Sputtergerät 30 mit einem Gaszuführanschluss 21 zum Einleiten von Gas in eine Sputterkammer, einem Auslassanschluss 22, einem Suszeptor 23 zum Stützen des Plattensubstrats, einer Spule 25 und einem Magneten 25 versehen.
Das Substrat 2 besteht aus einer Glasplatte mit 2,5 Zoll und die Nut 8 ist auf dieser Platte geformt. Die Nut 8 wird in dem Prozess geformt, dass ein Abdecklack auf der Oberfläche der Glasplatte ausgebildet wird, danach wird der Abdecklack mit einem belichtenden Gerät gemustert und die Nut bildende Oberfläche, die nicht mit dem Abdecklack abgedeckt ist, wird mit einem RIE-Prozess eingeebnet. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Nut 8 die Tiefe von 60 nm und die Breite von 0,3 μm, während die Erhebung die Breite von 2,7 μm besitzt. Ein Gesamtwert 3,0 μm der Erhebungsbreite und der Nutbreite wird hier der Spurabstand des Magnetspeichermediums dieses Ausführungsbeispiels. Im Substrat dieses Ausführungsbeispiels wird der Texturprozess nicht durchgeführt.
Die Unterschicht 3 ist eine diskrete Schicht aus Cr und diese Schicht wurde ausgebildet, nachdem die Sputterkammer auf 1 × 10^–8 Torr evakuiert wurde, auf dem Substrat 2 in der Dicke von 20 nm unter der Bedingung, dass die Substrattemperatur 250 °C ist, ein Ar-Gasdruck der Sputterkammer 5 mTorr und die DC-Leistung 300 W ist.
Die magnetische Schicht 4 ist eine diskrete Schicht aus CoCrPtTa und wird auf der Unterschicht 3 in der Dicke von 20 nm unter der Bedingung ausgebildet, dass der Ar-Gasdruck in der Sputterkammer 5 mTorr beträgt und die DC-Leistung 200 W beträgt. Die Zusammensetzung der magnetischen Schicht 4 in diesem Ausführungsbeispiel ist, dass Kobalt 80 at% beträgt, Chrom 16 at% beträgt, Platin 12 at% beträgt und Tantal 2 at% beträgt.
Die glättende dünne Schicht 5 wird ausgebildet, indem das Substrat 2 zum anderen Sputtergerät bewegt wird, da sich das Gas, das in die Sputterkammer einzuführen ist, von dem unterscheidet, das verwendet wird, wenn die Unterschicht und die magnetische Schicht geformt werden. Die glättende dünne Schicht 5 wird ausgebildet, nachdem das Innere der Sputterkammer auf 1 × 10^–8 Torr evakuiert ist, auf der dünnen magnetischen Schicht 4 mit einer Dicke von 6 nm unter den Bedingungen, dass die Substrattemperatur 20 °C beträgt und ein Gasdruck in der Sputterkammer 5 mTorr beträgt, mit dem Mischungsverhältnis von CH₄:Ar von 1:9. Nachdem die glättende dünne Schicht 5 ausgebildet wurde, wird der Glättungsprozess durchgeführt. Der Glättungsprozess wird durchgeführt, indem das Substrat 2 mit der Geschwindigkeit von 1000 Umdrehungen pro Minute gedreht wird und die glättende dünne Schicht 5 jeder Erhebung mit dem Halbleiterlaser 10 bei der Wellenlänge von 790 nm und der Laserenergie von maximal 2,5 mW bestrahlt wird. Infolge des Glättungsprozesses fließt die glättende dünne Schicht 4 auf der Erhebung zu den Nuten und der Höhenunterschied an der Oberfläche des Mediums wurde bis auf 2 nm reduziert.
Die Schutzschicht 6 wird nach dem Glättungsprozess ausgebildet, indem das Medium zum Sputtergerät zurückgebracht wird, wo die Unterschicht 2 und die magnetische Schicht 3 geformt wurden. Die Schutzschicht 6 besteht aus amorphen Kohlenstoff (aC) und ist mit einer Dicke von 10 nm ausgebildet, nachdem das Innere der Sputterkammer auf 1 × 10^–8 Torr evakuiert wurde, unter der Bedingung, dass die Substrattemperatur 20 °C beträgt, der Ar-Gasdruck in der Sputterkammer 5 mTorr beträgt und die DC-Leistung 400 W beträgt. Mit dem oben erklärten Glättungsprozess wird der Höhenunterschied an der geschichteten Oberfläche der Schutzschicht 6 fast entfernt und daher ist die Schutzschicht 6 fast glatt.
Die Gleitmittelschicht 7 besteht aus Phlorokohlenstoff und ist mit einer Dicke von 2 nm auf der Schutzschicht 6 geformt.
Das Magnetspeichermedium der vorliegenden Erfindung wurde hergestellt, indem das Material und das Verfahren verwendet wurden, die oben beschrieben werden. Demzufolge wird ein Höhenunterschied zwischen der Erhebung und der Nut an der Oberfläche auf 2 bis 3 nm gesteuert.
10 illustriert das Verhältnis zwischen der Laserenergie im Glättungsprozess und dem Höhenunterschied zwischen der Erhebung und der Nut der glättenden dünnen Schicht (TeC). Wenn die Laserenergie 0 bis 1 mW ist, schmilzt die TeC-Schicht nicht und daher verändert sich der Höhenunterschied fast nicht. Wenn die Laserenergie auf 1,5 mW erhöht wird, beginnt die TeC-Schicht zu schmelzen und fließt in die Nut, wodurch der Höhenunterschied reduziert wird. Wenn die Laserenergie 2,5 mW oder höher wird, bewegt sich die TeC-Schicht auf der Erhebung fast zur Nut und dadurch wird ein Höhenunterschied bis auf 2 nm reduziert.
11 illustriert ein Gerät zum Erkennen eines Crash eines Plattenmediums und eines Kopfs, umfassend eine Luftspindel 30 zum Drehen eines zu testenden Mediums, eine Aufhängung 32 zum Halten des Kopfs, einen AE-Sensor 32 zum Fühlen des Crash von Medium und Kopf, einen Verstärker zum Verstärken eines Signals vom AE-Sensor und ein Filter 33. Die Ergebnisse, die in 12 und 13 illustriert sind, wurden erzielt, indem ein Plattenmedium evaluiert wurde, wobei das Gerät der 11 verwendet wurde, unter der Bedingung, dass eine Umlaufgeschwindigkeit des Kopfs 10 m/s beträgt und der Kopfschwebebetrag 20 nm beträgt.
12 illustriert das Untersuchungsergebnis für ein Verhältnis zwischen dem Höhenunterschied zwischen Erhebung und Nut an der Oberfläche des Plattenmediums und einer Schwebedauerzeit des Kopfes. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wenn das Medium den Höhenunterschied von 5 nm oder weniger besitzt, tritt keine auffällige Kollision mit dem Kopf auf und der Kopf kann für 1000 Stunden oder länger schweben. Wenn währenddessen das Medium den Höhenunterschied von 6 nm oder mehr besitzt, tritt ein Crash innerhalb einiger Stunden der Schwebung des Kopfes auf. Mit anderen Worten kann der Kopf das Schweben nur für eine kurze Zeitdauer realisieren. Aus dem Ergebnis der 12 kann verstanden werden, dass, um das stabile Schweben des Kopfs zu erhalten, der Höhenunterschied zwischen der Erhebung und der Nut auf 5 nm oder weniger an der Oberfläche des Mediums festgelegt wird.
13 illustriert eine Kopfschwebezeitdauer für ein Plattenmedium des Standes der Technik, das in 1 illustriert ist. Da keine Nut auf dem Substrat in dem Medium der 1(a) geformt ist, ist die Oberfläche eben und der Kopf kann das Schweben von 1000 Stunden oder länger realisieren. Unterdessen wurde in dem Fall des Mediums, das in 1(b) illustriert ist, worin die Nut auf dem Substrat ausgebildet ist, ein Crash innerhalb von nur Stunden erzeugt.
Aus dem Ergebnis der 13 und der 12 kann verstanden werden, dass die Schwebezeitdauer, die identisch zu der des ebenen Mediums ist, auf dem niemals eine Nut geformt wird, erhalten werden kann, da das Magnetspeichermedium des vorliegenden Ausführungsbeispiels den Höhenunterschied von nur 2 nm zwischen Erhebung und Nut besitzt.
Gewerbliche Anwendbarkeit der Erfindung
Das Magnetspeichermedium der vorliegenden Erfindung kann ein Spurrandrauschen reduzieren, da eine magnetische Schicht auf das Substrat geschichtet wird, wo die Nut ausgebildet ist, und die Spur magnetisch isoliert wird. Demzufolge kann eine Spurdichte verbessert werden. Außerdem, da das Magnetspeichermedium der vorliegenden Erfindung eine ebene Oberfläche besitzt, wird ein Luftstrom an der Oberfläche des Mediums nicht gestört und dadurch kann ein stabiles Schweben des Kopfs erreicht werden. Demzufolge kann eine Kopfschwebung reduziert werden und dadurch kann eine Liniendichte verbessert werden.
Dementsprechend ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Verbesserung sowohl einer Spurdichte als auch einer Liniendichte, um eine Größenreduzierung und eine hohe Kapazität des Magnetspeichermediums zu realisieren.

Claims

Ein Magnetspeichermedium (1), umfassend: ein Substrat (2), auf welchem Nuten (8) und Erhebungen (9) ausgebildet sind; eine magnetische Schicht (4), die auf das Substrat (2) geschichtet ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetspeichermedium (1) des Weiteren umfasst: eine nicht-magnetische Schicht (5), die aus einem Material geformt ist, das einen Schmelzpunkt besitzt, der niedriger ist als der der magnetischen Schicht (4), und welche auf die magnetische Schicht (4) auf den Nuten (8) aufgebracht ist bis zu einer Position, die höher ist als die Erhebungen (9) des Substrats (2).
Ein Magnetspeichermedium (1) nach Anspruch 1, wobei die nicht-magnetische Schicht (5) auf den Nuten (8) bis zu der Höhe der magnetischen Schicht (4) auf den Erhebungen (9) aufgebracht ist.
Ein Magnetspeichermedium (1) nach Anspruch 1, wobei die nicht-magnetische Schicht (5) zumindest Te umfasst.
Ein Magnetspeichermedium (1) nach Anspruch 1, wobei der Höhenunterschied zwischen den Nuten (8) und Erhebungen (9) an der obersten Oberfläche 5 nm oder weniger ist.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Magnetspeichermediums (1), dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst:
Schichten einer magnetischen Schicht (4) auf ein Substrat (2), wo Nuten (8) und Erhebungen (9) ausgebildet sind; Schichten einer nicht magnetischen Schicht (5), die aus einem Material geformt ist, das einen Schmelzpunkt besitzt, der niedriger ist als der der magnetischen Schicht (4), auf die magnetische Schicht (4); und Erwärmen der nicht-magnetischen Schicht (5) bis zu einer Temperatur, die höher ist als der Schmelzpunkt der nicht-magnetischen Schicht (5).
Ein Verfahren zum Herstellen eines Magnetspeichermediums (1) nach Anspruch 5, wobei die nicht-magnetische Schicht (5) in der Dicke geschichtet wird, die als (Nutbreite/Erhebungsbreite) × Nuttiefe wiedergegeben wird.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Magnetspeichermediums (1) nach Anspruch 5, wobei die nicht-magnetische Schicht (5) mit einem Laserstrahl erwärmt wird.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Magnetspeichermediums (1) nach Anspruch 7, wobei ein Material umfassend zumindest Te als die nicht-magnetische Schicht (5) auf die magnetische Schicht (4) geschichtet wird.
Ein Magnetplattengerät, umfassend: eine Magnetplatte (50), ein Spindelmotor (52) zum Drehen der Magnetplatte (50); einen Kopf (40) zum Schreiben oder Lesen von Daten auf oder von der Magnetplatte (50); und einen Aktuator (53) zum Bewegen des Kopfs (40) in der radialen Richtung der Magnetplatte (50), wobei die Magnetplatte (50) ein Magnetaufzeichnungsmedium (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ist.