KR100449848B1 - 자기디스크 - Google Patents

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KR100449848B1
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

트랙 밀도가 증가될 때 우수한 오프 트랙 특성 및 높은 보자력을 갖는 자기 디스크가 제공된다. 이 자기 디스크는 서보 신호와 같은 정보가 요철 패턴에 의해 형성된 비자성 기판, 및 이 비자성 기판 상에 형성된 금속 자성막을 포함한다. 이 금속 자성막의 두께는 50 nm 이하이다. 비자성 기판 및 금속 자성막 사이에 제1 하도층 및 제2 하도층으로 구성된 하도층이 형성된다. 제1 하도층은 C, Si 및 Ge 중 어느 하나로 이루어지고, 제2 하도층은 Cr을 주성분으로 하여 이루어진다. 제1 하도층의 두께는 2 내지 80 nm이고, 제2 하도층의 두께는 5 내지 108 nm이다.

Description

자기 디스크
본 발명은 자기 디스크, 특히 정보가 자기 저항 효과형 헤드로 재생되는 PERM (Pre-embossed Rigid Magnetic) 디스크에 관한 것이다.
컴퓨터에 자주 사용되는 자기 기록 매체로서는 정보 랜덤 억세스가 가능한 원판상 자기 디스크가 널리 사용되어 왔다. 이러한 자기 디스크 중에서도, 응답성의 관점에서, 원판상 기판으로서 유리판, 플라스틱판, 또는 표면에 Ni-P 플레이팅되거나 또는 알루마이트 처리된 Al 합금판등의 경질 재료를 이용한 일종의 자기 디스크 (소위 하드 디스크)가 선택적으로 사용되어 왔다.
이러한 종류의 자기 디스크에는 고밀도 기록화가 요구되었다. 기록 밀도의 증진과 함께, 아날로그 신호를 대응하는 디지탈 신호로 정확하게 변환시킬 수 있는 프리코드-엔코드 방식 (precode and encode system)에 적합하도록 한 매체 설계 및 기록 재생 시스템이 요구되었다.
이러한 종류의 자기 디스크로 정보를 기록하기 위해서는, 각 디스크 표면상에 정보를 기록하는 1종 이상의 자기 디스크가 링 헤드와 결합된다. 이 링 헤드는 전자기 유도 현상을 이용한다. 이 링 헤드는 슬라이더에 탑재되어, 자기 디스크 표면으로부터 부상 상태로 이동된다. 헤드와 디스크 표면 사이의 거리는 미소하고, 디스크의 회전에 의해 발생하는 공기류에 의해 유지된다.
그러나, 이 링 헤드는 트랙 폭이 협소해질 때 재생 출력이 극히 낮아지게 하고, 이는 충분한 S/N비를 확보하는데 장해가 된다. 이것은 트랙 폭 방향에서의 밀도 증가에 한계가 있다는 것을 의미한다.
이러한 불리한 제한을 극복하기 위해, 링 헤드가 정보 기록용이고 자기 저항 효과형 헤드(간단히, MR 헤드라고 부름)가 정보 재생용인 링 헤드와 자기 저항 효과형 헤드로 구성된 복합형 자기 헤드가 현재 사용되고 있다. 복합형 자기 헤드에 사용되는 MR 헤드는 각 주변 단위 길이에서 자속량 변화에 의해 정의되는 출력을 발생한다. 기본적으로, 트랙 폭이 협소해져도, MR 헤드는 출력을 유지한다. 따라서, MR 헤드는 트랙 밀도가 높은 자기 디스크에 효과적이다.
상기 설명은 자기 헤드가 고밀도 기록화에 수반되는 단점을 극복하는 방법에 방향을 둔 것이었다. 한편, 자기 디스크에 대해 트랙 밀도를 증대시키기 위해 여러 가지가 고안되었다.
예를 들면, 트랙 폭을 협소화하고자 하는 경우, 트랙 폭이 너무 협소하면, 트랙은 인접 트랙 상에 기록된 자기 신호에 의해 야기되는 크로스토크(crosstalk)를 받기 쉬우며, 이로 인해 S/N비의 열화가 초래된다.
크로스토크를 억제하기 위해, 기판 표면에 정보 트랙에 대응하는 요철 패턴을 형성하는 기술이 제안되었다.
기판 표면 상에 형성된 요철 패턴은 자성층 표면 상에 직접 반영되어, 자성층 표면에 동일한 요철 패턴이 나타난다. 예를 들면, 철부가 정보 트랙으로서 설정될 때는, 이 정보 트랙 사이에 요부가 개재된다. 이러한 배열은 자기적 분리를 촉진한다. 따라서, 트랙 폭이 비교적 협소하면, 어느 한 정보 트랙이 인접 정보 트랙에 기록된 자기 신호의 불리한 영향으로부터 보호될 수 있다. 따라서, 이러한 배열은 우수한 오프-트랙(off-track) 특성을 제공한다.
또한, 이 자기 디스크의 한 응용으로서, PERM 디스크가 개발되었다(Electronics and Communications Society, 1993, 11월, MR 93-34 참조). 이 PERM 디스크는 기판 상에 요철 패턴으로서 형성된 서보(servo) 신호 및 정보 데이타를 포함한다.
이 PERM 디스크는 서보 신호 등의 정보가 프리포매팅된(pre-formatted) 플라스틱 성형판이다. 따라서, 이 PERM 디스크는 자성층에 서보 신호를 라이팅(writing)하는 번거로운 작업이 생략된다. 이것은 디스크 비용을 낮추는데 유리하다.
상기한 바와 같이, 이러한 종류의 자기 디스크는 MR 헤드 또는 PERM 디스크의 영향을 통해 고밀도 기록화에 대처하기 위해 고안되었다.
그러나, 자기 디스크의 기록 밀도를 증대시키기 위해서는 자기 디스크를 더욱더 고안하는 것이 필요하다.
즉, 상기한 바와 같이, PERM 디스크는 인접 트랙 사이에 형성된 요부가 그사이의 자기적 분리를 촉진할 수 있도록 되어 있다. 지금까지 알려진 PERM 디스크는 충분한 자기적 분리를 제공할 수 없었으며, 따라서, 인접 트랙 사이의 거리를 협소화하게 하면 크로스토크가 여전히 나타날 것이다. 오프-트랙 특성이 더 개선될 수 있다는 것을 의미한다.
게다가, PERM 디스크 또는 MR 헤드는 충분한 자기 특성을 제공할 수 없다.
자성층 상에 MR 헤드를 통해 신호를 재생할 때, 자화 반전 전이 폭 (flux reversal transition width)이 협소하도록 유지하는 것, 즉, Mrㆍδ (여기서, Mr은 잔류 자화이고, δ은 자성층의 두께임) 대 보자력 Hc의 비가 작도록 유지하는 것이 요구된다. 예를 들면, 보자력 Hc에 있어서, 1Gbits/inch2이상의 고밀도 기록을 실현하기 위해서는, 2000 Oe (약 159 kA/m)의 높은 보자력이 요구된다.
MR 헤드가 재생용으로 사용되기 때문에, 링 헤드를 설계할 때는, 기록 특성에 대해서만 중요성을 둔다. 이 설계는 링 헤드의 기록 성능을 증진시킬 수 있게 하며, 기록 매체의 보자력을 증대시키는 것이 필요하다.
보자력에 있어서, 금속 자성막은 그의 성막시에 기판 온도를 200℃보다 높은 온도로 가열하면 보자력을 증대시키는 것으로 보고되었다. 그러나, 이 기술은 플라스틱판으로 제조된 PERM 디스크의 경우에는 플라스틱이 열변형되기 때문에 부적 절하다.
본 발명은 상기 상황을 고려하여 제안되었으며, 본 발명의 목적은 트랙 밀도가 증대되는 경우에, 우수한 오프-트랙 특성, 높은 보자력, 및 신호 판독시의 높은 해상도를 나타내는 자기 디스크를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 태양의 자기 디스크의 필수 부분을 보여주는 개략적인 단면도.
도 2는 자기 디스크 상에 코팅된 금속 자성막 상에 형성된 이상적인 요철 패턴을 보여주는 모델도.
도 3은 스퍼터링법에 의해 코팅된 금속 자성막 상에 형성된 요철 패턴을 보여주는 모델도.
도 4는 본 발명의 또다른 실시 태양의 자기 디스크의 필수 부분을 보여주는 개략적인 단면도.
도 5는 본 발명의 또다른 실시 태양의 자기 디스크의 필수 부분을 보여주는 개략적인 단면도.
도 6은 하도층, 금속 자성막 및 보호층을 형성하기 위한 인-라인형 스퍼터링 장치를 보여주는 모델도.
도 7A는 인덕티브(inductive) 헤드가 기록용이고, MR 헤드가 재생용인 복합형 자기 헤드를 보여주는 모델도.
도 7B는 자기 헤드의 활동(sliding)면으로부터 본 복합형 자기 헤드의 확대도.
도 8은 대응하는 금속 자성막을 갖는 여러 종류의 자기 디스크의 오프-트랙 특성을 보여주는 특성도.
도 9는 금속 자성막의 두께와 보자력 Hc 사이의 관계를 보여주는 특성도.
도 10은 Co-Pt-Cr계 합금막의 Pt 함량과 보자력 Hc 사이의 관계를 보여주는 특성도.
도 11은 단일층 구조의 하도층을 갖는 자기 디스크에 의해 제공되는 오프-트랙 특성을 보여주는 특성도.
도 12는 이중층 구조의 하도층을 갖는 자기 디스크에 의해 제공되는 오프-트랙 특성을 보여주는 특성도.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
1,42 : 비자성 기판
2 : 금속 자성막
3 : 제 2 하도층
4 : 제1 하도층
31 : 제1 스퍼터링 챔버
32 : 제2 스퍼터링 챔버
33 : 제3 스퍼터링 챔버
34 : 기판 제거 챔버
35,36,37,38 : 배기계
39,40,41 : 캐소드 타겟
43 : 팔레트
44,45,46,47 : 가스 파이프
52,53 : 실링막
54 : 인덕티브 헤드
56 : 슬라이더
이 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 특징으로서, 자기 디스크는 적어도 서보 신호가 요철 패턴에 의해 형성된 비자성 기판 상에 금속 자성막이 형성된 자기 디스크이고, 금속 자성막의 두께는 50 nm 이하이다.
본 발명의 또다른 특징으로서, 자기 디스크는 적어도 서보 신호가 요철 패턴에 의해 형성된 비자성 기판 상에 하도층 및 금속 자성막이 형성된 것이고, 하도층의 두께는 110 nm 이하이다.
금속 자성막 또는 이 막 밑에 형성된 하도층의 두께가 비교적 얇은 범위로 제한되는 이러한 종류의 자기 디스크는 우수한 오프-트랙 특성 또는 오버라이트 특성을 제공할 수 있다.
금속 자성막이 Co-Pt계 합금으로 구성되는 경우, Pt 함량이 16 원자% 이상이고, 두께가 8 내지 50 nm라고 할 때, 자기 디스크는 보자력이 150 kA/m보다 커서, 신호를 고해상도로 판독할 수 있게 한다.
또한, 금속 자성막 밑에 하도층이 존재하기 때문에, 금속 자성막의 보자력이 더 개선되며, 따라서 MR 헤드의 해상도가 증진된다. 이것은 자기 헤드의 고밀도 기록화를 유지하는데 커다란 기여를 한다.
본 발명의 다른 목적 및 잇점은 첨부하는 특허 청구 범위와 함께, 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 실시 태양에 따른 자기 디스크에 관해 설명한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 제1 실시 태양에 따른 자기 디스크를 보여준다. 도시된 바와 같이, 이 자기 디스크는 원판상의 비자성 기판(1) 및 그 위에 형성된 금속 자성막(2)를 포함한다.
비자성 기판(1)의 주표면 상에 기록 트랙 및 서보 신호에 대응하는 요철 패턴이 형성된다.
이 기판은 유리, 플라스틱, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된다. 이중, 플라스틱은 사출 성형에 의해 기판으로 성형될 수 있기 때문에, 대량 생산에 유리하다. 기판은 표면 조도 Rs가 2 nm 이하, Rmax가 25 nm 이하일 것이 요구된다. 고밀도 기록을 행하기 위해서는 헤드의 부상 거리를 50 nm 이하로 감소시키는 것이 필요하다. 헤드의 부상 거리를 안정하게 실현하기 위해서는, Rmax 및 Rs를 이 범위 내에서 유지시키는 것이 필요하다. 여기서, 표면 조도 Rs는 JIS BO60에 의해 규정되는 중심선의 평균 조도 Rs를 의미하고, 표면 조도 Rmax는 JIS BO60에 의해 규정되는 최대 높이 Rmax를 의미한다.
금속 자성막(2)는 면내 자화 반전에 의해 정보 신호가 기록되는 기록층이다. 이 막은 예를 들면 Co계 금속 자성 재료로 구성된다. 이 Co계 금속 자성 재료로서는 Co 단독, Co-Pt계 합금 또는 Co-Pd계 합금 재료를 사용할 수 있다.
보자력의 면에서, Co-Pt계 합금의 Pt 함량은 16 원자% 이상인 것이 바람직하다. 자기 헤드와 금속 자성막 사이의 간격이 90 nm 이하이면, 신호를 고해상도로 판독하기 위해 보자력이 150 kA/m 이상으로 유지되는 것이 필요하다. 보자력을 150kA/m 이상으로 유지하기 위해서는, Co-Pt계 합금의 Pt 함량을 16 원자% 이하로 낮추는 것이 필요하다. Pt 함량이 훨씬 많으면, 자성이 생기지 않는다. 따라서, Pt 함량이 95 원자%를 초과하는 것이 허용되지 않기 때문에, Pt 함량은 80 원자% 이하인 것이 실용적이다.
또한, 금속 자성막(2)는, Co-Pt-Cr계 합금 또는 Co-Pd-Cr계 합금과 같이, 상기 합금에 Cr을 함유하는 삼원 합금으로 구성될 수 있다. 그러나, Cr의 함량이 40 원자% 이하인 것이 바람직하다. 특히, Co-Pt-Cr계 합금은 Pt가 16 내지 23 원자%, Cr이 20 원자% 이하이고, 그 나머지가 Co이다. 이밖에, 합금 중에 함유될 수 있는 원소는 Cr, Ta, W 또는 Si일 수 있다. 이러한 원소의 함량의 상한치는 50 원자%이다.
이러한 종류의 금속막(2)는 진공 하에서 강자성 금속 재료를 가열 증발시켜, 비자성 지지체 상에 침착시키는 진공 증착법, 강자성 금속 재료를 방전 중에서 증발시키는 이온 플레이팅법, 아르곤을 주성분으로 하는 분위기에서 글로 방전에 의해 생성된 아르곤 이온으로 타겟 표면의 원자를 치는 스퍼터링법과 같은 소위 PVD 기술에 의해 형성된다.
금속 자성막(2)의 두께는 50 nm 이하로 제한되며, 이는 오프-트랙 특성 및 오버라이트 특성을 개선시키는 결과를 가져온다.
금속 자성막(2)가 스퍼터링법에 의해 요철 패턴이 형성된 기판 상에 형성되는 경우, 예를 들면, 스퍼터 입자는 요철 패턴의 위쪽으로부터만 충돌하는 것이 이상적이다. 이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속 자성막(2)는 기판(1)의 형상을정확하게 반영하며, 따라서, 금속 자성막 상에 요철 패턴이 예리하게 형성된다.
그러나, 실제로 스퍼터링 기술에서, 스퍼터 입자는 여러 방향에서 기판에 입사한다. 따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 금속 자성막(2) 상에 요철 패턴이 이중으로 형성되어 이러한 에지(edge)가 둔해진다. 이 경우, 헤드를 자기 디스크로부터 부상시킬 때, 트랙 에지 근처에서는 헤드가 금속 자성막(2)로부터 분리된다. 간격의 증가는 신호 품질의 저하를 초래하며, 이에 따라 오프-트랙 특성 및 오버라이트 특성을 손상시킨다.
금속 자성막(2)가 두꺼울수록, 금속 자성막(2) 상에 형성된 요철 패턴 에지는 더 둔해진다. 이러한 결점을 극복하기 위해, 본 발명의 자기 디스크는 금속 자성막(2)의 두께를 50 nm 이하로 제한하도록 구성된다. 금속 자성막을 매우 얇게 하면, 비교적 예리한 에지를 유지하는 요철 패턴이 금속 자성막 상에 형성되는데, 이는 오프-트랙 특성 및 오버라이트 특성을 개선시킨다.
특히, Co-Pt계 합금이 금속 자성막(2)를 코팅하는데 사용되고, Pt 함량이 16 원자% 이상인 경우, 보자력을 증대시키기 위해서는, 금속 자성막의 두께를 8 내지 50 nm, 바람직하게는 15 내지 35 nm의 범위로 제한하는 것이 더 좋다.
상기한 바와 같이, 자기 헤드와 금속 자성막 사이의 거리가 90 nm 이하인 경우, 신호를 고해상도로 판독하기 위해서는, 자기 디스크가 150 kA/m 이상의 보자력을 유지하는 것이 요구된다. 다른 한편, 보자력은 금속 자성막의 두께에 따라 변화한다. 보자력을 150 kA/m 이상으로 확보하기 위해서는, 금속 자성막의 두께를 8 내지 50 nm의 범위로 제한하는 것이 필요하다. 자기 헤드와 금속 자성막 사이의 거리가 70 nm 이하인 경우에는, 보자력을 167 kA/m 이상으로 제한하는 것이 필요하다. 보자력이 167 kA/m 이상이면, 금속 자성막의 두께가 15 내지 35 nm로 유지된다. 이 두께 범위는 이러한 관점에서 결정된다.
이하, 도 4와 관련시켜 본 발명의 제2 실시 태양에 따른 자기 디스크에 관해서 설명한다.
자기 디스크는 원판상의 비자성 기판(1)과 금속 자성막(2) 사이에 금속 자성막의 보자력을 증대시키기 위한 하도층(3)을 제공한다. 비자성 기판(1)의 주표면 상에 기록 트랙 및 서보 신호에 대응하는 요철 패턴이 형성된다.
이 기판은 본 발명의 제1 실시 태양에 따른 자기 디스크에 대해 예시된 재료로 구성될 수 있다.
이 자기 디스크는, 하도층(3)이 금속 자성막의 보자력을 증대시키는 기능을 하기 때문에, 보자력 조절을 위한 금속 자성막을 형성할 때 기판을 가열할 필요가 없다. 따라서, 이 디스크를 구성하는데는 유리 전이 온도가 120 ℃ 이하인 플라스틱 재료를 사용할 수 있다.
하도층(3)은 하도층(3) 상에 코팅된 금속 자성막 (2)의 면내 배향을 증진시킴으로써 금속 자성막(2)의 보자력을 증대시키는 기능을 한다. 이 실시 태양의 자기 디스크는 하도층(3)의 두께를 110 nm 이하로 제한하도록 구성된다. 이와 같이 제한된 두께는 오프-트랙 특성 및 오버라이트 특성을 개선시킨다.
하도층(3)이 스퍼터링법에 의해 형성된 요철 패턴을 갖는 기판 상에 코팅되는 경우, 예를 들면, 스퍼터 입자는 여러 방향에서 기판(1) 상에 충돌한다. 따라서, 하도층(3)이 두꺼울수록, 하도층(3) 상의 요철 패턴은 기판(1) 상의 요철 패턴보다 더 둔한 에지 형상을 갖는다. 또, 하도층(3) 상에 코팅된 금속막(2)는 둔한 에지 형상의 요철 패턴을 갖는다.
하도층(3)의 두께가 110 nm 이하로 제한되면, 비교적 예리한 요철 패턴이 하도층 상에 형성되고, 이는 금속 자성막(2)에 반영되어 막(2)가 예리한 에지 형상의 요철 패턴을 갖는다. 이 때문에 자기 디스크는 오프-트랙 특성 및 오버라이트 특성을 개선시킬 수 있다.
하도층(3)을 제조하는데 사용되는 재료는 금속 자성막의 면내 배향성을 증진시키는 기능을 한다. 예를 들면, Cr을 주성분으로 하는 하도층을 들 수 있다. 그러나, Cr 하도층은 그 하도층에 의해서만 금속 자성막(2)의 면내 배향성을 개선시키도록 하기 위해서는 두께가 150 nm 이상일 것이 요구된다.
따라서, Cr 하도층(3)을 사용하는 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, Cr 하도층을 제2 하도층(3)으로 사용하고, 제2 하도층(3)과 비자성 기판(1) 사이에 C, Si 및 Ge 중 적어도 1종으로 구성된 제1 하도층(4)를 배치시키는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 이중층 하도층(5)는 Cr을 주성분으로 하는 제2 하도층(3)의 결정성이 금속 자성막 (2)의 면내 배향성을 개선시킬 수 있게 하고, 따라서 금속 자성막(2)의 보자력을 증대시킨다. C, Si 및 Ge 중 적어도 1종으로 구성된 제1 하도층(4)는 제2 하도층(3)의 결정성에 좋은 영향을 미치는 비정질 표면을 갖는다. 따라서, 제2 하도층(3)은 비교적 얇은 막 두께에 효과적이고, 이는 하도층 (3) 및 (4)의 전체 두께를 더 얇게 제한하더라도 보자력을 증대시키는 결과를 초래한다.
제1 하도층(4)는 C, Si 및 Ge 중 어느 한 원소, 또는 이들 2 이상의 혼합물로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 제1 하도층(4)의 두께는 2 내지 80 nm이다. 제1 하도층(4)의 두께가 2 nm 미만이면, 제1 하도층(4)는 그다지 효과적이지 못해서 제2 하도층(3)의 결정성을 충분히 개선시키는 기능을 하지 못한다. 게다가, 제1 하도층(4)의 두께가 80 nm보다 두꺼우면, 제1 하도층(4)가 박리될 수 있다.
제2 하도층(3)은 Cr 단일 원소로 단독 구성되거나, 또는 Cr을 주원소로 하고 다른 금속 원소, 예를 들면 Ti로 구성될 수 있다. Cr에 대한 Ti 첨가량의 범위가 0 내지 20 원자%이면, 제2 하도층(3)이 금속 자성막(4)의 보자력 증대 효과를 증진시킨다. 바람직하게는, 제2 하도층(3)의 두께는 5 내지 108 nm이다. 제2 하도층 (3)의 두께가 5 nm 미만이면, 제2 하도층(3)이 금속 자성막(2)의 보자력을 충분히 증대시키는 기능을 하지 못한다. 또한, 제1 하도층(4)와 제2 하도층(3)의 총 두께가 110 nm보다 더 두꺼우면, 이 하도층들은 금속 자성막 (2) 상에 둔한 요철 에지를 가지게 되고, 이는 오프-트랙 특성 및 오버라이트 특성의 열화를 초래한다.
금속 자성막(2)는 하도층 상에 형성된다. 막(2)는 제1 실시 태양에 관해 예시한 합금막 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 금속 자성막(2)의 두께를 50 nm 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 금속 자성막(2)의 두께가 50 nm 이하이므로 요철 에지가 더 둔해지고, 이로써 오프-트랙 특성 및 오버라이트 특성을 개선시킨다.
상기 조성은 자성 기록 매체의 기본적인 것이다. 이 자기 기록 매체는 이러한 종류의 자기 기록 매체에 대해 통상적으로 제공되는 추가 조성을 가질 수 있다. 예를 들면, 막에 내구성을 제공하기 위해서, 카본 등으로 제조된 경질 보호막을 금속 자성막 위에 형성시키거나 또는 윤활제를 막 위에 코팅시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 태양을 실험 결과를 가지고 설명한다.
하기 실시예 1-1 내지 1-14는 금속 자성막의 두께를 연구하기 위해서 수행하였다. 하기 실시예 1-15 내지 1-17은 금속 자성막의 Pt 함량을 연구하기 위해 수행하였다. 하기 실시예 2-1 내지 2-5는 단일층 구조의 하도층의 두께를 연구하기 위해서 수행하였다. 하기 실시예 3-1 내지 3-38은 이중층 구조의 하도층의 두께를 연구하기 위해서 수행하였다.
[실시예 1-1]
이 실시예에서 제조된 자기 디스크는 요철 패턴이 형성된 플라스틱 기판 상에 하도층, 금속 자성막 및 보호막을 포함하도록 구성되었다.
이 자기 디스크를 제조하기 위해서, 플라스틱 기판(폴리올레핀)은 다음과 같이 제조하였다.
먼저, 유리 기판을 제조하였다. 이어서, 유리 기판 상에 포토레지스트를 코팅하였다. 이 포토레지스트를 컷팅 데이타 상에서 얻어진 그루브(groove) 패턴에 의해 노출시키고, 현상하고, 컷팅하여 레지스트 패턴을 얻었다. 이어서, Ni-플레이팅 막을 레지스트 패턴 상에 침착시킨 후, 레지스트 패턴으로부터 제거하였다. Ni-플레이팅막의 배면을 목적하는 두께로 연마하였다. 이 플레이팅막을 플라스틱으로부터 기판을 성형하기 위한 스탬퍼로서 사용하였다.
얻어진 플라스틱 기판의 직경은 2.5 인치이고, 깊이 200 nm의 동심성 그루브를 포함한다. 철부는 기록 트랙이고, 트랙의 폭은 3.2 ㎛이고, 피치는 4.8 ㎛이었다.
플라스틱 기판의 표면 조도를 평균 표면 조도 Rs가 2 nm 이하, 최대 돌출높이 Rmax가 25 nm 이하가 되도록 조정하였다. 이어서, 기판 상에 Cr 하도층, Co80Pt20의 금속 자성막 및 카본 보호막을 형성하였다.
도 6은 하도층, 금속 자성막 및 보호막을 형성하기 위한 인라인형 스퍼터링 장치를 도시한다.
이 스퍼터링 장치에서, 기판(42)를 팔레트(43) 상에 탑재하여, 기판(42) 상에 하도층, 금속 자성막 및 보호막이 인라인으로 순차적으로 형성되도록 하였다. 스퍼터링 장치는 하도층을 형성하기 위한 제1 스퍼터링 챔버(31), 금속 자성막을 형성하기 위한 제2 스퍼터링 챔버(32), 보호막을 형성하기 위한 제3 스퍼터링 챔버(33), 및 이들 막이 형성된 기판을 팔레트(43)으로부터 제거하기 위한 기판 제거 챔버(34)를 나열 순서대로 포함한다. 이 챔버들은 서로 독립적이다. 각 챔버는 배기계(35, 36, 37, 38)에 의해 진공에서 유지된다. 인접 챔버들은 밸브에 의해 서로 개폐될 수 있다. 기판(42)가 탑재된 팔레트(43)은 이 밸브를 통해 각 챔버로부터 반출입된다.
진공 조건 하의 챔버들 중, 제1 스퍼터링 챔버(31), 제2 스퍼터링 챔버(32) 및 제3 스퍼터링 챔버(33)은 진공 챔버의 중앙에 캐소드로서 기능하는 타겟(39, 40, 41)을 갖는다. 기판(42)가 탑재된 팔레트(43)은 각 타겟에 대향하여 배치된다. 타겟(39, 40, 41)은 이들 챔버에서 형성된 스퍼터링막에 대응하도록 선택된다. 제1스퍼터링 챔버(31)은 Cr 타겟과 같은 하도층을 갖는다. 제2 스퍼터링 챔버(32)는 Co80Pt20타겟과 같은 금속 자성막 타겟을 갖는다. 제3 스퍼터링 챔버 (33)은 카본 타겟을 갖는다. 이들 스퍼터링 챔버에는 가스 파이프(44, 45, 46, 47)이 제공되어 있다.
이들 스퍼터링 챔버에서는, 타겟에 약 600 내지 800의 마이너스 전위가 인가되고, 이 마이너스 전위에 의해 타겟과 팔레트 사이에 방전이 발생한다. 방전 분위기에 의해, 유입된 Ar 기체가 이온화되어 타겟 표면에 고속 충돌한다. 이리하여, 타겟 표면에 타겟 입자가 쳐서 코팅 및 침착된다. 타겟 입자의 침착으로 스퍼터막이 성막된다.
다른 한편, 제3 스퍼터링 챔버(33)에 인접 위치하는 기판 제거 챔버 (34)는 감압 분위기로부터 대기압 하로 기판을 취출하는 출구 챔버이다. 이 챔버는 기판(42)가 탑재된 팔레트(43)을 챔버 내에 반입할 때 감압이 유지된다. 팔레트(42)를 챔버에 반입한 후, 개방 스퍼터링 챔버 (33)과 기판 제거 챔버(34) 사이의 밸브를 폐쇄하여 공기를 도입한다. 기판 제거 챔버(34)의 압력이 대기압과 같아질 때, 기판(42)를 챔버(34)로부터 취출한다.
스퍼터링 챔버에서, 스퍼터링 전의 챔버 압력은 2E - 6 Pa 이하이다. 기판과 타겟 사이의 거리는 60 nm이고, 타겟의 직경은 152.4 mm이었다. 스퍼터링 작업동안, 팔레트는 실온을 유지한다.
Cr 하도층, Co-Pt 금속 자성막 및 카본 보호막은 하기 스퍼터링 조건 하에서형성된다.
Cr 하도층
두께 : 100 nm
성막 속도 : 2 nm/초
아르곤 압력 : 0.1 Pa
CO80Pt20금속 자성막
두께 : 15 nm
성막 속도 : 2 nm/초
아르곤 압력 : 0.13 Pa
카본 보호층
두께 : 10 nm
성막 속도 : 0.5 nm/초
아르곤 압력 : 0.5 Pa
하도층, 금속 자성막 및 보호층을 상기 방법으로 형성한 후, 보호층 상에 불소계 윤활제를 코팅하여 자기 디스크를 제조하였다.
<실시예 1-2>
금속 자성막으로서 Co64Pt20Cr16합금막을 36 nm의 두께로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 행하여 자기 디스크를 제조하였다.
<실시예 1-3>
금속 자성막으로서 Co60Pt20Cr20합금막을 45 nm의 두께로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 행하여 자기 디스크를 제조하였다.
<실시예 1-4>
금속 자성막으로서 Co58Pt20Cr22합금막을 60 nm의 두께로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 행하여 자기 디스크를 제조하였다.
상기와 같이 하여 제조된 자기 디스크에 대해서, 포화 자화 두께 Mr · δ(Mrㆍ잔류 자화, δ: 금속 자성막의 두께), 보자력 Hc 및 보자력 각형비 S°을 진동 시료형 자력계(VSM)로 측정하였다. 측정 결과, Mrㆍδ = 12.5 mA, Hc = 150 kA/m, S*= 0.82이었다.
이리하여, 이들 자기 디스크에 대해서, 정보를 기록 및 재생하여, 오버라이트 특성 및 오프-트랙 특성을 조사하였다.
도 7A 및 7B에서 알 수 있는 바와 같이, 이 기록재생 실험에는, MR 소자(51)이 실링막 (52)와 (53) 사이에 수직으로 놓인 MR 헤드 (재생 헤드) 및 이 MR 헤드 위에 적층된 인덕티브 헤드 (기록 헤드) (54)를 포함하는 복합형 자기 헤드가 사용되었다. 복합형 자기 헤드는 슬라이더(56) 상에 탑재되어, 정보의 기록 재생시에는 디스크가 부상하도록 하였다. 복합형 자기 헤드의 기록 트랙 폭은 3.5 ㎛이고, 재생 트랙 폭은 2.5 ㎛이었다.
오버라이트 특성을 평가하기 위한 실험은, 1 MHz의 주파수 신호를 선속도 7 m/초로 요부 및 철부 양쪽에 기록한 후, 7 MHz의 주파수 신호를 철부에 기록하고,이 철부로부터 재생되는 7 MHz의 주파수 신호를 측정함으로써 수행하였다. 오버라이트 특성의 실용적 수치는 25 dB 이상이었다.
오프-트랙 특성을 평가하기 위한 실험은, 1 MHz의 주파수 신호를 기록한후, 그 위에 7 MHz의 주파수 신호를 기록하고, 자기 헤드를 기록 트랙을 횡단하도록 주사시켜, 그 주사에 의한 출력 프로필로부터 측정함으로써 수행하였다.
오버라이트 특성의 측정 결과를 표 1에 나타내었다. 오프-트랙 특성의 측정 결과를 도 8에 도시하였다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 금속 자성막의 두께가 50 nm 이하인 실시예 1-1 내지 1-3에서 제조된 자기 디스코는 25 dB 이상의 출력을 발생하였다. 이 자기 디스크는 실용적인 오버라이트 특성을 제공할 수 있다. 다른 한편, 금속 자성막의 두께가 60 nm인 실시예 1-4에 의해 제조된 자기 디스크는 25 dB 미만의 출력을 발생하였다. 따라서, 이 자기 디스크는 필요한 오버라이트 특성을 제공할 수 없다.
도 8로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 자기 헤드가 트랙으로부터 박리될 때 (오프 트랙), 실시예 1-4에서 제조된 자기 디스크는 큰 잔류 신호를 발생하였다. 이는 신호 발산이 너무 많다는 것을 의미한다.
상기 설명으로부터, PERM 디스크에 대해서, 오버라이트 특성 및 오프 트랙 특성을 개선하기 위해서는, 금속 자성막의 두께가 50 nm 이하이어야 한다는 것이 이해되었다.
<실시예 1-5 내지 1-14>
이 실시예는 금속 자성막으로서 Co64Pt20Cr16합금막을 5 내지 60 nm의 두께로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 행하였다.
이 실시예에 의해서 제조된 자기 디스크에 대해서 보자력 Hc를 케르(Kerr)효과 측정 장치로 측정하였다. 금속 자성막의 두께와 보자력 Hc 사이의 관계를 도 9에 도시하였다.
도 9로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 자기 디스크의 보자력 Hc는 금속 자성막의 두께에 따라 변화한다. 즉, 금속 자성막의 두께가 20 nm보다 더 얇은 범위에서는, 보자력 Hc가 두께가 증가함에 따라 더 커진다. 금속 자성막의 두께가 20 nm보다 더 두꺼운 범위에서는, 보자력 Hc가 두께가 증가함에 따라 더 작아진다. 두께가 약 20 nm이면, 최대 보자력 Hc를 갖게 된다.
자기 디스크의 선방향 기록 밀도를 재생 신호의 단리된 재생 파형의 하프 밴드 폭 PW50에 대해서 측정하였다. 현 상태로부터 선방향 기록 밀도를 증진시키기 위해서는 하프 밴드 폭 PW50을 0.4 ㎛ 이하로 유지시키는 것이 필요하다.
자기 헤드의 현 부상 거리로부터 계산된 금속 자성막과 자기 헤드 사이의 거리는 약 90 nm이었다. 이 경우, 0.4 ㎛ 이상의 하프 밴드 폭을 실현하기 위해서는,150 kA/m 이상의 보자력을 확보하는 것이 필요하다.
상기 관점으로부터 도 9를 보면, 150 kA/m 이상의 보자력을 확보하기 위한 금속 자성막의 두께는 8 내지 50 nm이라는 것을 알 수 있다.
상기 오프-트랙 특성 및 오버라이트 특성 뿐만 아니라 이 보자력을 연구해볼 때, 금속 자성막의 적절한 두께는 8 내지 50 nm라는 것을 알 수 있다.
자기 헤드의 부상 거리는 더 작아지는 경향이 있다. 가까운 장래에는 자기 헤드와 자성층 사이의 간격이 70 nm 이하가 될 것이라고 추정된다. 간격이 70 nm 이하이면, PW50을 0.35 ㎛ 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 이 값의 경우, 보자력은 167 kA/m인 것이 필요하다.
도 9로부터, 167 kA/m 이상의 보자력을 확보하기 위해서는, 금속 자성막의 두께가 15 내지 35 nm인 것이 필요하다. 자기 헤드와 자성층 사이의 간격이 70 nm 이하인 경우에는, 금속 자성막의 두께가 이 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
<실시예 1-15 내지 1-17>
금속 자성막으로서 Co80Pt10Cr10합금막, Co75Pt12Cr13합금막 및 Co62Pt20Cr18합금막 중 어느 하나를 25 nm의 두께로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 행하였다.
상기에서 제조된 자기 디스크에 대해서, 케르 효과 측정 장치로 보자력 Hc를 측정하였다. 금속 자성막의 Pt 함량과 보자력 Hc 사이의 관계를 도 10에 나타내었다.
도 10에 도시한 바와 같이, 보자력 Hc는 금속 자성막의 Pt 함량에 비례하여 증가한다.
상술한 바와 같이, 재생 신호의 단리된 재생 파형의 하프 밴드 폭 PW50 및 자기 헤드와 금속 자성막 사이의 간격의 관점에서, 보자력 Hc는 150 kA/m 이상이어야 한다.
도 10에서 명백히 알 수 있는 바와 같이, 150 kA/m 이상의 보자력을 확보하기 위해서는, Pt 함량은 금속 자성막의 16 원자% 이상이다. 즉, Co-Pt계 금속 자성막의 Pt 함량은 16 원자% 이상인 것이 바람직하다.
<실시예 2-1 내지 2-5>
Cr 하도층의 두께를 표 2에 기재된 바와 같이 변화시키고, 금속 자성막으로서 Co64Pt20Cr16합금막을 40 nm의 두께로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 수행하였다.
상기에서 제조된 자기 디스크의 경우, 포화 자화 두께 Mrㆍδ (Mr : 잔류 자화, δ: 금속 자성막의 두께), 보자력 Hc 및 보자력 각형비 S*을 진동 시료형 자력계(VSM)으로 측정하였다. 측정 결과, Mrㆍδ = 13 mA, Hc = 150 kA/m, S*= 0.82이었다.
이들 자기 디스크에 대해서, 상기한 바와 같이, 정보를 기록 및 재생하여, 오버라이트 특성 및 오프-트랙 특성을 조사하였다.
오버라이트 특성 및 Cr 하도층의 두께의 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 오프 트랙 특성의 측정 결과를 도 11에 나타내었다.
<표 2>
Figure pat00002
표 2에 나타낸 바와 같이, 각 하도층의 두께가 110 nm 이하인 실시예 2-1 내지 2-4에 의해 제조된 자기 디스크는 25 dB 이상의 출력을 발생하였으며, 이는 실용적인 오버라이트 특성이다. 다른 한편, 하도층의 두께가 130 nm인 실시예 2-5에서 제조된 자기 디스크는 25 dB 이하의 출력을 발생하였으며, 따라서 필요한 오버라이트 특성을 갖지 못한다.
도 11로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 자기 헤드가 트랙으로부터 박리될 때, 실시예 2-5에서 제조된 자기 디스크는 많은 양의 신호가 잔류하였다. 이는 너무 많은 신호를 발산하는 결과를 가져온다.
상기 설명으로부터, PERM 디스크에 대해서, 오버라이트 특성 및 오프 트랙 특성을 개선하기 위해서는, 하도층의 두께가 110 nm 이하이어야 한다는 것을 알 수 있다.
<실시예 3-1 내지 3-4>
하도층이 카본으로 구성된 제1 하도층 상에 Cr로 구성된 제2 하도층이 형성된 이중층 구조로 되고, 막 조성을 표 3에 나타낸 바와 같이 변화시킨 것을 제외하고는 실시에 2-1과 동일하게 수행하였다.
실시예 3-1 내지 3-4에서 제조된 자기 디스크에 대해서, 상기한 바와 같이 정보를 기록 및 재생하여 오버라이트 특성 및 오프 트랙 특성을 평가하였다.
Cr 하도층의 두께와 오버라이트 특성의 측정 결과를 표 3에 나타내었다. 또한, 표 3에는 상기 실시예 2-3의 결과도 게재하였다. 오프 트랙 특성의 측정 결과를 도 12에 나타내었다.
<표 3>
Figure pat00003
표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 3-3, 3-4 및 2-3에 의해 제조된 자기 디스크의 경우, 제1 및 제2 하도층의 두께의 합은 110 nm 이하이다. 이들 자기 디스크는 25 dB 이상의 출력을 발생하여, 실용적인 오버라이트 특성을 제공할 수 있다. 다른 한편, 실시예 3-1 및 3-2에 의해 제조된 자기 디스크의 경우, 하도층의 두께는 110 nm보다 더 두껍다. 이들 자기 디스크는 25 dB 미만의 출력을 발생하여, 필요한 오버라이트 특성을 제공할 수 없다.
도 12로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 실시예 3-1 및 3-2에 의해 제조된 자기 디스크는 자기 헤드가 트랙으로부터 박리될 때 다량의 신호가 잔류하고, 따라서 신호 발산이 커진다.
상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 하도층이 이중층 구조인 경우에도 하도층의 층 두께를 110 nm 이하로 제한하는 것이 필요하다.
<실시예 3-5 내지 3-20>
실시예 1-1과 같이 요철 패턴이 형성된 두께 1.2 mm의 폴리올레핀 기판 상에 카본으로 제조된 제1 하도층 및 Cr로 제조된 제2 하도층을 실온에서 스퍼터링법에 의해 형성하였다. 제1 하도층 및 제2 하도층을 형성하기 위한 조건은 다음과 같다. 제1 하도층의 두께는 표 4 및 5에 나타낸 바와 같이 변화시켰다. 하도층의 두께는 100 nm(실시예 3-5 내지 3-12) 또는 30 nm (실시예 3-13 내지 3-20)으로 설정하였다.
제1 하도층 형성 조건
타겟 : 직경 6 인치의 카본 타겟
전원 : DC 450 W
성막 속도 : 0.47 nm/초
제2 하도층 형성 조건
타겟 : 직경 6 인치의 Cr 타겟
전원 : DC 300 W
성막 속도 : 2 nm/초
이어서, Co70Pt12Cr18금속 자성막을 스퍼터링법에 의해 제2 하도층 상에 형성하였다. 금속 자성막의 두께는 24 nm이었다. 성막 조건은 다음과 같다.
금속 자성막 성막 조건
타겟 : 직경 6 인치의 Co70Pt12Cr18합금 타겟
전원 : DC 350 W
성막 속도 : 2 nm/초
상기 조건에서 제조된 자기 디스크에 대해서 보자력을 측정하였다. 각 제1 하도층의 두께에 대한 결과를 표 4 및 5에 나타내었다.
<표 4>
Figure pat00004
<표 5>
Figure pat00005
표 4 및 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 3-6 내지 3-12 및 3-14 내지 3-20에의해 제조된 자기 디스크에는 제1 하도층을 제공하였다. 실시예 3-5 내지 3-13에 의해 제조된 자기 디스크에는 제1 하도층이 제공되지 않았다. 전자의 디스크는 후자보다 더 높은 보자력을 나타내었다.
이 결과로부터, 위쪽으로부터 금속 자성막, Cr로 구성된 제2 하도층 및 카본으로 구성된 제1 하도층을 조합하면, 하도층의 두께가 더 얇아짐에 따라, 금속 자성막의 보자력을 증대시키는데 효과적이라는 것을 알 수 있다.
그러나, 제1 하도층이 2 nm 보다 더 얇으면, 보자력을 충분히 개선시키는데 효과적이지 못하다.
표 5에 나타낸 바와 같이, 제1 하도층이 80 nm보다 더 두꺼운 경우, 제2 하도층이 30 nm 정도로 얇으면 이 층이 박리될 수 있다.
따라서, 보자력 Hc 및 층 박리의 면에서, 제1 하도층의 가장 대략적인 두께는 2 내지 80 nm 범위이다.
<실시예 3-21 내지 3-26>
두께 0.899 mm의 유리 기판을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 3-5 내지 3-20에서와 동일하게 실험을 수행하였다. 이 실험에 의해, 대응하는 제1 하도층을 갖는 자기 디스크를 제조하였다. 실시예 3-21 내지 3-28에서, 제2 하도층의 두께는 100 nm로 설정하였다. 실시예 3-29 내지 3-36에서 제2 하도층의 두께는 30 nm로 설정하였다.
제조된 자기 디스크에 대해서 보자력을 측정하였다. 제1 하도층의 두께에 대한 결과를 표 6 및 7에 나타내었다.
<표 6>
Figure pat00006
<표 7>
Figure pat00007
표 6 및 7에 나타낸 바와 같이, 실시예 3-22 내지 3-28 및 3-30 내지 3-36에 의해 제조된 자기 디스크에는 제1 하도층이 제공되었다. 다른 한편, 실시예 3-21 및 3-29에 의해 제조된 자기 디스크에는 제1 하도층이 제공되지 않았다. 전자의 디스크는 후자의 디스크보다 높은 보자력을 가졌다.
유리 기판이 사용된 경우에는 플라스틱 기판과 마찬가지로, 위로부터 금속 자성막, Cr로 구성된 제2 하도층 및 카본으로 구성된 제1 하도층을 조합하면, 하도층의 두께가 얇아짐에 따라 금속 자성막의 보자력을 증대시키는데 효과적이다.
그러나, 제1 하도층이 2 nm보다 더 얇으면, 하도층은 보자력을 충분히 증대시키는데 효과적이지 못하다.
표 7에 나타낸 바와 같이, 제1 하도층이 80 nm보다 더 두꺼운 경우, 제2 하도층이 30 nm 정도로 얇으면, 층이 박리될 수 있다. 이것은 유리 기판을 사용하는 경우에는, 제1 하도층의 가장 대략적인 두께가 2 내지 80 nm 범위라는 것을 나타낸다.
<실시예 3-37 및 3-38>
두께 5 nm의 Si막 및 두께 5 nm의 Ge막이 제공된 것을 제외하고는 실시예 3-8과 동일한 방법으로 수행하였다.
이 실시예에 의해 제조된 자기 디스크에 대해서 보자력을 측정하였다. 제1 하도층의 재료에 따른 결과를 표 8에 나타내었다.
<표 8>
Figure pat00021
표 8에 나타낸 바와 같이, Si로 구성된 제1 하도층을 제공하는 실시예 3-37에 의해 제조된 자기 디스크, 및 Ge로 구성된 제1 하도층을 제공하는 실시예 3-38에 의해 제조된 자기 디스크는 실시예 3-5에 의해 제조된 자기 디스크보다 더 큰 보자력을 얻었다.
이로부터, Si 또는 Ge로 구성된 제1 하도층은 C로 구성된 제1 하도층과 마찬가지로 금속 자성막의 보자력을 증대시키는데 효과적이라는 것을 알 수 있다.
본 발명의 자기 디스크는 PERM 구성이 됨과 동시에, 금속 자성막의 두께 또는 그 밑에 형성된 하도층의 두께를 비교적 얇은 범위로 제한하므로, 양호한 오프트랙 특성 및 오버라이트 특성을 얻을 수가 있다. 또, 특히, 금속 자성막의 밑에 하도층을 설정하는 구성에서는, 그 하도층에 의해서 금속 자성막의 보자력이 향상되고, MR 헤드에 의해서 높은 재생 출력이 얻어진다. 따라서, 자기 디스크의 고밀도 기록화에 크게 기여한다.
본 발명은 예시적으로 기술되었다. 이 점에서, 당업계 숙련자들은 상기 개시 내용의 잇점 하에서 본 발명의 정신에서 벗어남이 없이 본 명세서에 기재된 실시태양을 변경시킬 수 있다는 것이 명백하다. 이러한 변경은 첨부하는 특허 청구의 범위의 범위 및 정신에 의해서만 제한되는 본원 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 고려되야 한다.

Claims (2)

  1. 적어도 서보 신호가 요철 패턴에 의해 형성된 비자성 기판;
    상기 비자성 기판 상에 형성된 두께 110 nm 이하의 하도층; 및
    상기 하도층 상에 형성된 50 nm 이하의 금속 자성막을 포함하며,
    상기 금속 자성막은 Pt 함량이 16 원자% 이상인 Co-Pt계 합금을 포함하며;
    상기 비자성 기판은 유리 전이 온도 120 ℃ 이하의 플라스틱 재료를 포함하고, 표면 조도 Rs가 2 nm 이하이고, 표면 조도가 Rmax가 25 nm이하인 것이며;
    상기 하도층은 C, Si 및 Ge 중 어느 하나를 포함하는 제1 하도층, 및 Cr을 주성분으로 하는 제2 하도층을 포함하며, 상기 제1 하도층의 두께가 2 내지 80 nm이고, 상기 제2 하도층의 두께가 5 내지 108 nm인 것인 자기디스크.
  2. 적어도 서보 신호가 요철 패턴에 의해 형성된 비자성 기판;
    상기 비자성 기판 상에 형성된 두께 110 nm 이하의 하도층; 및
    상기 하도층 상에 형성된 50 nm 이하의 금속 자성막을 포함하며,
    상기 금속 자성막은 Pt 함량이 16 원자% 이상인 Co-Pt-Cr 계 합금을 포함하며;
    상기 비자성 기판은 유리 전이 온도 120 ℃ 이하의 플라스틱 재료를 포함하고, 표면 조도 Rs가 2 nm 이하이고, 표면 조도가 Rmax가 25 nm이하인 것이며;
    상기 하도층은 C, Si 및 Ge 중 어느 하나를 포함하는 제1 하도층, 및 Cr을주성분으로 하는 제2 하도층을 포함하며, 상기 제1 하도층의 두께가 2 내지 80 nm이고, 상기 제2 하도층의 두께가 5 내지 108 nm인 것인 자기디스크.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6703099B2 (en) 2000-07-27 2004-03-09 Seagate Technology Llc Perpendicular magnetic recording media with patterned soft magnetic underlayer
JP2003242621A (ja) * 2002-02-18 2003-08-29 Sony Corp 磁気記録媒体
JP4111276B2 (ja) 2004-02-26 2008-07-02 Tdk株式会社 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置
JP4231007B2 (ja) * 2005-02-07 2009-02-25 富士通株式会社 磁気媒体の製造方法および磁気媒体製造用金型
JP2007035164A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Toshiba Corp 凹凸パターン基板およびその製造方法、磁気記録媒体、ならびに磁気記録装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60191432A (ja) * 1984-03-12 1985-09-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 磁気デイスクおよびその潤滑方法
US5388020A (en) * 1991-10-23 1995-02-07 Hitachi, Ltd. Magnetic disk having improved surface configuration and magnetic disk unit including same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4363844A (en) * 1980-09-22 1982-12-14 Lewis Terry W Metallized information carrying discs
US5750230A (en) * 1992-11-20 1998-05-12 Hitachi, Ltd. Magnetic recording media and magnetic recording system using the same
JPH07121863A (ja) * 1993-10-20 1995-05-12 Sony Corp 磁気ディスク

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60191432A (ja) * 1984-03-12 1985-09-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 磁気デイスクおよびその潤滑方法
US5388020A (en) * 1991-10-23 1995-02-07 Hitachi, Ltd. Magnetic disk having improved surface configuration and magnetic disk unit including same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS. [VOL.27, NO.6], NOVEMBER 1991. *

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