專利名稱：磁性記錄介質(zhì)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于磁性記錄裝置之類的一種磁性記錄介質(zhì)，以及它的制造方法。
利用一種鐵磁材料，例如以鈷為基的磁性合金構(gòu)成被稱為連續(xù)介質(zhì)的金屬膜介質(zhì)近來已用作磁記錄介質(zhì)。但是，近來所用的這種磁性材料如果形成薄膜它本身不具有適合于縱向記錄用的平面中的磁性異向。因此，在非磁性的基底上設(shè)置一層非磁性底層，并在該底層上設(shè)置一磁性層，以便獲得平面中的磁性異向。但是，在這些磁性介質(zhì)中，該磁性層的特性隨著膜的構(gòu)形和非磁性底層的狀態(tài)而變化，因此，必須象制備該底層一樣細(xì)心地制造該磁性層，從而使制造該底層膜的過程控制復(fù)雜化。
在另一方面，眾所周知，在磁性的細(xì)粒之間互變耦合會增加磁化過度的寬度并造成介質(zhì)噪聲，而為了提高記錄密度，抑制介質(zhì)噪聲是重要的。JA(日本)PUPA(公開專利)1-232516和JAPUPA1-232517公開了降低介質(zhì)噪聲的技術(shù)，其中，利用增加一種或多種元素(C，P，Bi等)到以鈷為基的磁性三元合金中制備成一種四元或較高階的新合金，并且以所獲得的合金在基底上制出一層膜。但是，由于在磁性合金顆粒之間的耦合保留在該磁性層中，所以介質(zhì)噪聲未受到足夠的抑制。此外，所得到的矯頑磁力或許小于1000奧斯特，而且，鉻底層仍然是需要的。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種具有低介質(zhì)噪聲和高矯頑磁性且適用于縱向記錄的磁性記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種磁性記錄介質(zhì)，它利用一種鈷基、鐵基或鐵鈷為基的磁性合金作為其磁性層，并且具有適于縱向磁性記錄的磁特性，而不用一層底層。
按照本發(fā)明的一種磁性記錄介質(zhì)，它包括一層基底和一層磁性層，其特征在于，該磁性層是由一種磁性物質(zhì)和一種非磁性化合物混合形成的，該磁性物質(zhì)是鈷基、鐵基或鐵鈷為基的物質(zhì);以及該非磁性化合物是從一組氧化物和氮化物中選擇的。
以鈷為基的磁性物質(zhì)的例子為CoNiCr，CoNipt，CoCrpt和CoCrTa。非磁性化合物的例子為氧化硅、氧化鋯、氧化鉭、氮化硅、氮化硼、氮化鈦和氮化鋁，非磁性化合物在室溫下應(yīng)具有合適的硬度，并必須適合于薄膜處理過程，例如，濺射、蒸汽淀積或束流蒸發(fā)(beamevaporation)。
如上所述磁性合金復(fù)合成的單膜的磁性異向不能在平面方向中很好地生成，所以一般是設(shè)置一層非磁性底層，以便取得磁性層的平面中的磁異向性。然而，在本發(fā)明中，非磁性化合物和磁性物質(zhì)是同時(shí)地淀積到磁性層，所以，不熔于磁性物質(zhì)中的非磁性化合物保存在該磁性層中，借助于此而使該磁性層的磁性異向的方向在沒有一層底層的情況下在平行于介質(zhì)表面的方向中發(fā)生傾斜。這種傾斜假定是由改變著磁性合金的晶體生成指向的非磁性化合物所造成的，并產(chǎn)生一種適于在平面中磁性記錄的異向。還須指出，非磁性化合物導(dǎo)致高的磁矯頑力，并且由于它的隔磁和使磁合金顆粒細(xì)化所以降低了介質(zhì)噪聲。
磁特性、讀/寫特性以及可靠性的全面估價(jià)指出，上述以鈷為基的磁性合金的適當(dāng)組合物可由下述基本公式表示Co(1-X-Y)Ni(X)Cr(Y)式中X＝0.2到0.4，以及，Y＝0.05到0.1Co(1-X-Y)Ni(X)Pt(Y)式中X＝0.2到0.4，以及，Y＝0.01到0.2Co(1-X-Y)Cr(X)Pt(Y)式中X＝0.1到0.3，以及，Y＝0.01到0.2Co(1-X-Y)Cr(X)Ta(Y)式中X＝0.1到0.3，以及，Y＝0.01到0.05(參見A.Terada日本電磁世界月報(bào)，第13卷No.3，493，(1989))。
在磁性合金和非磁性化合物組成的整體容積中非磁性化合物的容積百分比(以下稱為混合容積百分比)最好不低于約2%且不大于約30%，約5%時(shí)效果最佳。
甚至若鈷基合金是二元(例如，CoNi、CoPd、CoCr和CoPt)的、四元(例如，CoNiCrV和CoNiCrCu)的或更高階的，在鈷基合金膜中顆粒間的耦合狀態(tài)基本上與三元合金者相同。因此，期望的一種非磁性化合物與這些合金混合造成相同的效果。因?yàn)橥瑯拥脑?，甚至?dāng)與非磁性化合物混合的該磁性物質(zhì)代替以鐵基合金(如r-Fe203)、鐵基合金(如FeNi)或鐵鈷基合金(例如FeCoCr)則期望基本上取得同樣效果。
蒸發(fā)和/或?yàn)R射可用作同時(shí)地淀積非金屬化合物和磁性物質(zhì)的方法，因?yàn)樗媳景l(fā)明實(shí)現(xiàn)在磁性層中混合它們的目的。
現(xiàn)參照下述附圖解釋本發(fā)明的實(shí)施例如下。


圖1是本發(fā)明的磁性記錄介質(zhì)的橫剖視圖;
圖2是常規(guī)的不帶非磁性底層的磁性記錄介質(zhì)的橫剖視圖，作為比較之用;
圖3是按照本發(fā)明形成的磁性記錄介質(zhì)和常規(guī)的磁性記錄介質(zhì)的厚度和磁矯頑力之間的關(guān)系曲線圖;
圖4是非磁性化合物的混合容積百分比和磁性記錄介質(zhì)的磁矯頑力之間的關(guān)系曲線圖;
圖5是按照本發(fā)明形成的磁性記錄介質(zhì)和常規(guī)的磁性記錄介質(zhì)的記錄特性(信-噪比)的曲線圖解。
圖1示出按照本發(fā)明形成的一種磁性記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。在非磁性玻璃基底1上形成一層磁性層2，用利DC磁控管濺射Co75.5Cr12.5Pt11.5(氬背壓5毫乇(mTorr))和RF(無線電頻率)磁控管濺射SiO2，磁性物質(zhì)和非磁性化合物同時(shí)濺射，SiO2的混合容積百分比置于5%。在該磁性層2上，用RF濺射一層ZrO2膜(30nm厚)作為一層非磁性保護(hù)層3。還有，利用為SiO2的相同條件(磁性合金的組合物，混合容積百分比等等)用SiN代替SiO2制備一層介質(zhì)和利用ZrO2制備一層介質(zhì)。此外，為比較起見，在一非磁性玻璃基底1上借助于形成由Co75.5Cr12.9Pt11.6組成的膜來制備具有鈷基磁性合金層4的一層介質(zhì)，制備中的其它條件與前例(圖2)所述的那些相同。
圖3所示為改變磁性層2或4的厚度時(shí)測出的矯頑磁力結(jié)果，從圖可見，在整個(gè)厚度范圍內(nèi)利用摻合非磁性化合物大大改進(jìn)了磁特性，尤其是在較薄的厚度域中改進(jìn)更為明顯。在圖3中，對于利用BN(代替SiO2)作的一種介質(zhì)、利用TaO2作的介質(zhì)、利用TiN作的介質(zhì)以及利用AlN作的介質(zhì)，雖然每種介質(zhì)只測了一點(diǎn)，但都示出了所測得的矯頑力的值。制備這些介質(zhì)的條件(磁性合金的組合物，混合容積百分比等等)都是與用SiO2作的介質(zhì)者相同的。此外，就如利用二元合金Co80Ni20作為磁性合金和SiO2作為非磁性化合物一樣制備一層介質(zhì)，是用DC磁控管濺射完成一層前者的膜，以及用RF磁控管完成后者。其它條件(混合容積百分比等等)都與用于SiO2者相同。圖3還給出了這種介質(zhì)的矯頑力測量結(jié)果，不過只是一個(gè)測點(diǎn)。
其次，對各樣品測量了平面中方向方面的轉(zhuǎn)矩的大小，該樣品的磁性層是Co75.7Cr12.9Pt11.6和SiO2(混合容積百分比為5容積%)，和另一樣品的磁性層單獨(dú)由Co75.5Cr12.9Pt11.6組成。對兩種樣品的磁性層厚度都是85nm(即85×10-9m)該測量結(jié)果示于表1中。從表可見，摻合SiO2給出較大的平面中的異向性。
表1樣品轉(zhuǎn)矩(×105達(dá)因一厘米)Co75.5Cr12.9pt11.6+SiO29.75Co75.5Cr12.9pt11.6 4.52
此外，為了找出非磁性化合物的混合容積百分比與該介質(zhì)矯頑力之間的關(guān)系，針對圖1所示結(jié)構(gòu)的介質(zhì)做了試驗(yàn)，該結(jié)構(gòu)為基底1是一層玻璃基底，磁性層2是43nm厚，以及保護(hù)層3為30nm厚的ZrO2膜，該結(jié)果示于圖4。在該圖中，黑圓點(diǎn)指示由磁性層2中的非磁性化合物是SiO2的一層介質(zhì)所測得的數(shù)據(jù)，而黑鉆石圖形指示從非磁性化合物是SiN的一層介質(zhì)所得的數(shù)據(jù)。從圖可認(rèn)為，當(dāng)非磁性化合物的混合容積百分比為不小于約2%和不大于約30%時(shí)得到的特性最佳。特別是，當(dāng)混合容積百分比為約5容積%時(shí)，約2000奧斯特大的矯頑力被獲得。
最后，對示于表1中的每種樣品(磁盤)進(jìn)行了試驗(yàn)，找出了高密度和介質(zhì)噪聲之間的關(guān)系。磁盤旋轉(zhuǎn)的速度是3600rpm，記錄電流是100mAP-P，以及應(yīng)用一個(gè)薄膜磁頭作記錄磁頭。記錄特性(信-噪比)的測量用每毫米變化磁力線的改變數(shù)目來進(jìn)行。從圖可知，按照本發(fā)明作的樣品顯示出極好的S/N(信/噪)特性。
如上所述，本發(fā)明具有適于縱向記錄的良好磁性而不用一層底層。但是，為了調(diào)整由混合一種磁性合金和一種非磁性化合物在該磁性層中所獲得的磁特性的目的，可以把那樣的一層底層插在基底和磁性層之間，而且本發(fā)明的范圍延伸到那樣的介質(zhì)。
須注意，該保護(hù)層不限于是上述的ZrO2膜，可以是諸如非晶碳或SiO2任何單一物質(zhì)形成的一層膜，諸如非晶碳或SiO2，適于保護(hù)磁性膜的已知物質(zhì)。
本發(fā)明提供一種適于縱向記錄的磁性記錄介質(zhì)，它具有低的介質(zhì)噪聲和高的磁矯頑力。還提供一種適于縱向記錄的記錄介質(zhì)，這種介質(zhì)由于不需要一層底層而簡化了結(jié)構(gòu)，并因此而簡化了制造方法。
權(quán)利要求
1.一種磁性記錄介質(zhì)包括一層基底和形成于其上的磁性層，其特征為，所述的磁性層由混合一種磁性物質(zhì)和一種非磁性化合物所組成，所述的磁性物質(zhì)為以Co為基的，以鐵為基的，或以鐵鈷為基的磁性物質(zhì)，并且所述的非磁性化合物是從氧和氮組成的一組中選出的。
2.如權(quán)利要求1的磁性記錄介質(zhì)，其特征為，在所述的磁性物質(zhì)和非磁性化合物混合成的總?cè)莘e中所述非磁性化合物的容積百分?jǐn)?shù)為約2%到約30%。
3.如權(quán)利要求1的磁性記錄介質(zhì)，其特征為，所述磁性層是利用蒸發(fā)和/或?yàn)R射來同時(shí)地沉積磁性物質(zhì)和非磁性化合物形成的。
4.如權(quán)利要求1的磁性記錄介質(zhì)，其特征為，所述磁性層直接形成在所述基底上。
5.如權(quán)利要求1的磁性記錄介質(zhì)，其特征為，在所述磁性層上形成有一保護(hù)層。
6.如權(quán)利要求1的磁性記錄介質(zhì)，其特征為，所述的磁性物質(zhì)是從CoNiCr、CoNipt、CoptCr和CoCrTa組成的一組中選出的三元合金。
7.如權(quán)利要求1的磁性記錄介質(zhì)，其特征為，所述非磁性化合物包含至少一種化合物，它是從氧化硅、氧化鋯、氧化鉭、氮化硅、氮化硼、氮化鈦、以及氮化鋁組成的一組中選出的。
8.如權(quán)利要求6的磁性記錄介質(zhì)，其特征為，所述以鈷為基的三元磁性合金的組合物由下式表示Co(1-X-Y)Ni(X)Cr(Y)式中0.2≤X≤0.4以及0.05≤Y≤0.1。
9.如權(quán)利要求6的磁性記錄介質(zhì)，其特征為，所述以鈷為基的三元磁性合金的組合物由下式表示Co(1-X-Y)Ni(X)Pt(Y)式中，0.2≤X≤0.4，以及0.01≤Y≤0.2。
10.如權(quán)利要求6的磁性記錄介質(zhì)，其特征為，所述以鈷為基的三元磁性合金的組合物由下式表示Co(1-X-Y)Cr(X)Pt(Y)式中，0.1≤X≤0.3，以及0.01≤Y≤0.2。
11.如權(quán)利要求6的磁性記錄介質(zhì)，其特征為，所述以鈷為基的三元磁性合金的組合物由下式表示Co(1-X-Y)Cr(X)Ta(Y)式中，0.1≤X≤0.3，以及0.01≤Y≤0.05。
12.制造一種磁性記錄介質(zhì)的一種方法，其特征為下述步驟a)設(shè)置一層基底，以及b)形成一層磁性層，它由利用蒸發(fā)和/或?yàn)R射來實(shí)現(xiàn)同時(shí)地沉積一種磁性物質(zhì)和非磁性化合物到所述基底上來構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求12所述的制造一種磁性記錄介質(zhì)的方法，其特征為，在所述混合的磁性物質(zhì)和非磁性化合物的整個(gè)體積中，所述非磁性化合物的容積百分比取為不小于約2%和不大于約30%。
全文摘要
一種低介質(zhì)噪聲高矯頑磁力適于縱向記錄的磁性記錄介質(zhì)，它包括基底1和其上的磁性層2。磁性層2由混合磁性合金和非磁性化合物組成。磁性合金為鈷基、鐵基或鐵鈷基的合金；非磁性化合物是從氧和氮組合的一組中選出。在混合的磁性合金和非磁性化合物的全容積中后者的容積百分比最好不小于約2％及不大于約30％。
文檔編號G11B5/64GK1070278SQ92108729
公開日1993年3月24日 申請日期1992年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月6日
發(fā)明者清水照久, 高山新司 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司