DE60224733T2

DE60224733T2 - Vertikal-magnetaufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE60224733T2
Application number: DE60224733T
Authority: DE
Inventors: Hiroto Kawasaki-shi TAKESHITA; Maki Kawasaki-shi MAEDA; Takuya Kawasaki-shi Uzumaki
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: CN100385508C; US20050249982A1; EP1555655A1; EP1555655A4; WO2004036556A1; AU2002335516A1; JPWO2004036556A1; JP3965186B2; US7402348B2; EP1555655B1; DE60224733D1; CN1689079A

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium, das im Allgemeinen für ein Laufwerk für magnetische Aufzeichnungsmedien, wie beispielsweise ein Festplattenlaufwerk (HDD (hard disk drive)) verwendet wird.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium ist auf dem technischen Gebiet der magnetischen Aufzeichnungsmedien, wie der Festplatten, allgemein bekannt. In dem Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium ist eine weichmagnetische Unterschicht enthalten. Die Unterschicht ist so konstruiert, dass sie eine magnetische Aufzeichnungsschicht auf einem Substrat trägt. Die Unterschicht soll eine Vergrößerung der Magnetisierung in der magnetischen Aufzeichnungsschicht in der zur Oberfläche des Substrats senkrechten vertikalen Richtung beim Anlegen eines Magnetfelds durch einen sogenannten einpoligen Kopf realisieren. Tatsächlich zeigt sich, dass die Unterschicht zur Verstärkung der Magnetisierung in der magnetischen Aufzeichnungsschicht in der vertikalen Richtung nicht wie erwartet wirksam ist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium zu schaffen, das zuverlässig zur Vergrößerung der Magnetisierung in der zur Oberfläche des Substrats senkrechten vertikalen Richtung beiträgt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium geschaffen mit: einem Substrat; einer weichmagnetischen Unterschicht, die auf einer Oberfläche des Substrats gebildet ist, welche weichmagnetische Unterschicht eine Magnetisierungsvorzugsachse in einer planaren Richtung hat, die zu der Oberfläche des Substrats parallel ist; einer magnetischen Aufzeichnungsschicht, die eine Magnetisierungsvorzugsachse in einer senkrechten Richtung hat, die zu einer Oberfläche des Substrats vertikal ist; und einer magnetischen Hilfsschicht, die die magnetische Aufzeichnungsschicht zwischen der weichmagnetischen Unterschicht und der magnetischen Aufzeichnungsschicht trägt; dadurch gekennzeichnet, dass: die magnetische Hilfsschicht eine Magnetisierungsvorzugsachse in der senkrechten Richtung hat, um eine Magnetisierung in der senkrechten Richtung quer durch die magnetische Aufzeichnungsschicht herzustellen; die magnetische Hilfsschicht eine Koerzitivkraft hat, die kleiner als die der magnetischen Aufzeichnungsschicht ist; und ein Produkt aus einer Dicke und einer restlichen magnetischen Flussdichte bei der magnetischen Hilfsschicht gleich einem oder kleiner als ein Fünftel eines Produkts aus einer Dicke und einer restlichen magnetischen Flussdichte bei der magnetischen Aufzeichnungsschicht ist.
Ein Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium mit zwei Magnetschichten ist in der US 2001/0009730A1 und der US2002/58160A1 offenbart. Eine magnetische Hilfsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht offenbart.
Das Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium ermöglicht eine zuverlässige Herstellung der Magnetisierung in der magnetischen Hilfsschicht in der vertikalen Richtung. Wenn ein magnetischer Fluss entlang der zur Oberfläche der magneti schen Aufzeichnungsschicht senkrechten vertikalen Richtung fließt, fließt der magnetische Fluss quer zur magnetischen Aufzeichnungsschicht in der vertikalen Richtung. Dadurch wird die Magnetisierung in der magnetischen Aufzeichnungsschicht in der vertikalen Richtung zuverlässig hergestellt. Das Magnetfeld mit einer höheren Intensität tritt daher in der vertikalen Richtung aus der magnetischen Aufzeichnungsschicht aus. Insbesondere ermöglicht die magnetische Aufzeichnungsschicht eine Intensivierung des Magnetflusses entlang der Grenze zwischen den nebeneinander liegenden Magnetisierungen.
Die erfindungsgemäße magnetische Hilfsschicht weist eine Koerzitivkraft auf, die kleiner als die der magnetischen Aufzeichnungsschicht ist. Insbesondere ist das Produkt der Dicke und einer restlichen magnetischen Flussdichte bei der magnetischen Hilfsschicht gleich einem oder kleiner als ein Fünftel des Produkts der Dicke und der restlichen magnetischen Flussdichte bei der magnetischen Aufzeichnungsschicht. Dies trägt zu einer zuverlässigen Unterdrückung eines Austritts eines Magnetfelds aus der magnetischen Hilfsschicht bei. Dadurch wird ein Einfluss der magnetischen Hilfsschicht verhindert, wenn magnetische Informationsdaten ausgelesen werden sollen. Die magnetische Hilfsschicht kann aus einem geschichteten Material gefertigt sein, das einen magnetischen Film umfasst, der wenigstens Co enthält, und einen nichtmagnetischen Film, der wenigstens ein Element enthält, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Pt, Pd, Au und Ag.
Das Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium umfasst eine weichmagnetische Unterschicht, die die magnetische Hilfsschicht trägt. Die Unterschicht hat die Magnetisierungs vorzugsachse in einer planaren Richtung, die zu der Oberfläche des Substrats parallel ist. Liegt dem Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium ein einpoliger Kopf gegenüber, zirkuliert der magnetische Fluss beispielsweise durch den primären Pol des einpoligen Kopfs, die weichmagnetische Unterschicht und den Hilfspol des einpoligen Kopfs, wie herkömmlicher Weise bekannt. Der magnetische Fluss fließt in der vertikalen Richtung vom vorderen Ende des primären Pols zur Unterschicht. Anschließend fließt der magnetische Fluss in der planaren Richtung in die Unterschicht. Der magnetische Fluss fließt dann in der vertikalen Richtung von der Unterschicht zum Hilfspol. Auf diese Weise wird die Magnetisierung in der vertikalen Richtung in der magnetischen Aufzeichnungsschicht sicher hergestellt.
Das Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium kann ferner umfassen: eine nichtmagnetischen Schicht, die die magnetische Hilfsschicht trägt. Die nichtmagnetische Schicht, die zwischen der magnetischen Hilfsschicht und Unterschicht gebildet ist, dient dem Verhindern einer magnetischen Interaktion zwischen der magnetischen Hilfsschicht und der Unterschicht. Das derartige Verhindern einer magnetischen Interaktion trägt zu einer zuverlässigen Reproduktion der magnetischen Informationsdaten bei.
Das Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium kann in einem Festplattenlaufwerk (HDD) und jedem anderen Typ von Laufwerk für magnetische Aufzeichnungsmedien genutzt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht, die die Struktur eines Festplattenlaufwerks (HDD) als ein Beispiel für ein Laufwerk für magnetische Aufzeichnungsmedien schematisch darstellt.
2 ist eine vergrößerte, vertikale Schnittansicht, die die Struktur einer magnetischen Aufzeichnungsplatte im Einzelnen darstellt.
3 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die den Fluss eines magnetischen Flusses durch einen einpoligen Kopf und eine weichmagnetische Unterschicht schematisch darstellt.
4 ist eine vertikale Teilschnittansicht eines Substrats zur schematischen Darstellung des Prozesses der Erzeugung einer Kohäsionsschicht.
5 ist eine vertikale Teilschnittansicht des Substrats zur schematischen Darstellung des Prozesses der Erzeugung der weichmagnetischen Unterschicht.
6 ist eine vertikale Teilschnittansicht des Substrats zur schematischen Darstellung des Prozesses der Erzeugung einer nichtmagnetischen Schicht.
7 ist eine vertikale Teilschnittansicht des Substrats zur schematischen Darstellung des Prozesses der Erzeugung einer magnetischen Hilfsschicht.
8 ist eine vertikale Teilschnittansicht des Substrats zur schematischen Darstellung des Prozesses zur Herstellung einer magnetischen Aufzeichnungsschicht.
9 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem aktuellen Wert eines Stroms zum Schreiben und dem Wiedergabeausgang zeigt.
10 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die das Konzept von zur Überwachung einer Verteilung für ein Magnetfeld hergestellten Aufzeichnungsspuren schematisch darstellt.
11 ist ein Diagramm, das die Verteilung für ein Magnetfeld zur schematischen Darstellung des Konzepts der „seitlichen Löschbreite" darstellt.
12 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Stromwert und der seitlichen Löschbreite zeigt.
13 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Stromwert Iw90 und der Permeabilität der weichmagnetischen Unterschicht zeigt.
14 ist ein Diagram, das die Beziehung zwischen dem Signal-Rausch-Verhältnis und der Größe des Produkts der Dicke und der restlichen magnetischen Flussdichte zeigt.
15 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Signal-Rausch-Verhältnis und der Dicke der magnetischen Hilfsschicht zeigt.
16 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Signal-Rausch-Verhältnis und der Dicke der nichtmagnetischen Schicht zeigt.
BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
1 stellt den inneren Aufbau eines Festplattenlaufwerks (HDD) 11 als ein Beispiel für ein Laufwerk für Aufzeichnungsmedien oder eine Speichervorrichtung schematisch dar. Das Festplattenlaufwerk 11 umfasst ein kastenförmiges Hauptgehäuse 12, das beispielsweise einen Innenraum in Form eines flachen Parallelepipeds zeigt. Mindestens eine magnetische Aufzeichnungsplatte 13 ist in dem Innenraum im Hauptgehäuse 12 enthalten. Die magnetische Aufzeichnungsplatte 13 ist auf der Antriebswelle eines Spindelmotors 14 montiert. Der Spindelmotor 14 kann die magnetische Aufzeichnungsplatte(n) 13 für eine Drehung mit einer höheren Drehzahl, wie beispielsweise 7.200 oder 10.000 min^–1, antreiben. Eine nicht dargestellte Abdeckung ist mit dem Hauptgehäuse 12 so gekoppelt, dass der geschlossenen Innenraum zwischen dem Hauptgehäuse 12 und dieser definiert wird.
Ein Kopfstellglied 15 ist ebenso in den Innenraum des Hauptgehäuses 12 eingebaut. Das Kopfstellglied 15 umfasst einen Stellgliedblock 17, der zur Drehung auf einer vertikalen Tragewelle 16 getragen wird. In dem Stellgliedblock 17 sind starre Stellgliedarme 18 definiert. Die Stellgliedarme 18 sind so konstruiert, dass sie sich von der vertikalen Tragewelle 16 in einer horizontalen Richtung erstrecken. Die Stellgliedarme 18 sind jeweils der vorderen und der hinteren Oberfläche der magnetische Aufzeichnungsplatte(n) 13 zugeordnet. Der Stellgliedblock 17 kann aus Aluminium gefertigt sein. Zur Erzeugung des Stellgliedblocks 17 kann ein Formverfahren verwendet werden.
Elastische Kopfaufhängungen 19 sind an den vorderen Enden der Stellgliedarme 18 befestigt. Die einzelne Kopfaufhängung 19 ist so konstruiert, dass sie sich von dem entsprechenden vorderen Ende des Stellgliedarms 18 nach vorn erstreckt. Wie herkömmlicher Weise bekannt, wird ein schwebender Kopfgleiter 21 am vorderen Ende der einzelnen Kopfaufhängung 19 getragen. Die schwebenden Kopfgleiter 21 stehen auf diese Weise mit dem Stellgliedblock 17 in Beziehung. Die schwebenden Kopfgleiter 21 liegen den Oberflächen der magnetische Aufzeichnungsplatte(n) 13 gegenüber.
Ein nicht dargestellter elektromagnetischer Messwandler ist an dem schwebenden Kopfgleiter 21 montiert. Der elektromagnetische Messwandler kann ein Leseelement, wie ein Riesenmagnetwiderstandselement (GMR-Element) oder ein Tunnelanschluss-Magnetwiderstandselement (ein TMR-Element), und ein Schreibelement, wie einen Dünnschicht-Magnetkopf, umfassen.
Das GMR- oder TMR-Element ist so konstruiert, dass es magnetische Bitdaten auf der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 unter Verwendung von Veränderungen des elektrischen Widerstands einer Spin-Ventilschicht oder einer Tunnelanschlussschicht unterscheidet. Der Dünnschichtmagnetkopf ist so konstruiert, dass er unter Verwendung eines an einem Dünnschichtspulenmuster induzierten Magnetfelds magnetische Bitdaten auf die magnetische Aufzeichnungsplatte 13 schreibt.
Die Kopfaufhängung 19 dient dem Bewegen des schwebenden Kopfgleiters 21 zur Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13. Wenn sich die magnetische Aufzeichnungsplatte 13 dreht, kann der schwebende Kopfgleiter 21 einen entlang der rotierenden magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 erzeugten Luftstrom aufnehmen. Der Luftstrom dient der Erzeugung eines Auftriebs am schwebenden Kopfgleiter 21. Der schwebende Kopfgleiter 21 kann daher während der Drehung der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 mit einer durch den Ausgleich zwischen dem Auftrieb und der Druckkraft der Kopfaufhängung 19 herbeigeführten höheren Stabilität über der Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 schweben.
Eine Stromquelle 22, wie ein Tauchspulenmotor (VCM) ist an den Stellgliedblock 17 angeschlossen. Die Stromquelle 22 treibt den Stellgliedblock 17 für eine Drehung um die Tragewelle 16 an. Die Drehung des Stellgliedblocks 17 induziert die Schwenkbewegung der Stellgliedarme 18 und der Kopfaufhängungen 19. Wenn der Stellgliedarm 18 so angetrieben wird, dass er während des Schwebens des schwebenden Kopfgleiters 21 um die Tragewelle 16 geschwenkt wird, kann der schwebende Kopfgleiter 21 die Aufzeichnungsspuren überqueren, die in der radialen Richtung der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 auf der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 definiert sind. Diese radiale Bewegung dient der Positionierung des schwebenden Kopfgleiters 21 direkt über einer Zielaufzeichnungsspur auf der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13. Wie herkömmlicher Weise bekannt, sind in einem Fall, in dem zwei oder mehr magnetische Aufzeichnungsplatten 13 in den Innenraum des Hauptgehäuses 12 eingebaut sind, ein Paar elastische Kopfaufhängungen 19 und ein Paar Stellgliedarme 18 zwischen den nebeneinander liegenden magnetischen Aufzeichnungsplatten 13 angeordnet.
2 zeigt eine Schnittansicht entlang einer zur Drehachse der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 parallelen Ebene. Die magnetische Aufzeichnungsplatte 13 umfasst ein Substrat 31 als Trageelement und Filme 32 mit einer geschichteten Struktur, die sich jeweils über die vordere und die hintere Oberfläche des Substrats 31 erstrecken. Das Substrat 31 kann beispielsweise ein plattenförmiges Glassubstrat sein. Alternativ kann das Substrat 31 einen plattenförmigen Aluminiumkörper (Al-Körper) und NiP-Schichten umfassen, die die vordere und die hintere Oberfläche des Al-Körpers bedecken. Magnetische Informationsdaten werden auf den Filmen 32 mit geschichteter Struktur aufgezeichnet. Der Film 32 mit geschichteter Struktur ist von einem Kohlenstoffschutzüberzug 33, wie einem diamantartigen Kohlenstoff-Film, und einer Schmiermittelfilm 34, wie einem Perfluorpolyetherfilm, bedeckt.
Der Film 32 mit geschichteter Struktur umfasst eine magnetische Aufzeichnungsschicht 36. Die Magnetisierungsvorzugsachse in der magnetischen Aufzeichnungsschicht 36 ist auf eine zur Oberfläche des Substrats 31 senkrechte, verti kale Richtung eingestellt. Als magnetische Aufzeichnungsschicht 36 können beispielsweise geschichtete ultradünne Filme verwendet werden, um die Magnetisierungsvorzugsachse herzustellen, wie vorstehend erwähnt. Magnetische Filme und nichtmagnetische Filme sind bei den geschichteten ultradünnen Filmen abwechselnd übereinander geschichtet. Der magnetische Film kann beispielsweise ein CoBO-Film mit einer Dicke von ca. 0,3 nm sein. Der nichtmagnetische Film kann beispielsweise ein PdO-Film mit einer Dicke von ca. 1,0 nm sein. Hierbei umfasst die magnetische Aufzeichnungsschicht 36 zwanzig CoBO-Filme und zwanzig PdO-Filme, die abwechselnd aufeinander geschichtet sind. Magnetische Informationsdaten werden auf der magnetischen Aufzeichnungsschicht 36 aufgezeichnet.
Die magnetische Aufzeichnungsschicht 36 wird auf der Oberfläche einer magnetischen Hilfsschicht 37 getragen. Die Magnetisierungsvorzugsachse in der magnetischen Hilfsschicht 37 ist auf die zur Oberfläche des Substrats 31 senkrechte vertikale Richtung eingestellt. Als magnetische Hilfsschicht 37 zur Herstellung der Magnetisierungsvorzugsachse, wie vorstehend erwähnt, können beispielsweise geschichtete ultradünne Filme verwendet werden. In den geschichteten ultradünnen Filmen werden magnetische Filme und nichtmagnetische Filme abwechselnd aufeinander angeordnet. Der magnetische Film kann beispielsweise ein Co-Film, ein aus einer Co enthaltenden Legierung hergestellter Film oder dergleichen sein. Die Dicke der einzelnen magnetischen Filme kann beispielsweise auf ca. 0,5 nm eingestellt sein. Der nichtmagnetische Film kann beispielsweise eine Au-Film mit einer Dicke von ca. 0,7 nm sein. Hierbei umfasst die magnetische Hilfsschicht 37 vier Co-Filme und vier Au-Filme, die abwechselnd aufeinander angeordnet sind.
Die Koerzitivkraft der magnetischen Hilfsschicht 37 ist kleiner als die der magnetischen Aufzeichnungsschicht 36. eingestellt. Zudem halt die magnetische Hilfsschicht 37 vorzugsweise mehr als die magnetische Aufzeichnungsschicht 36 die Tendenz, in der vertikalen Richtung leicht magnetisiert zu werden. Dementsprechend kann die Koerzitivkraft der magnetischen Hilfsschicht 37 auf 40 [kA/m] oder weniger eingestellt werden. Das koerzitive Rechteckigkeitsverhältnis kann in der magnetischen Hilfsschicht 37 auf 0,9 oder mehr eingestellt werden. Überdies wird das Produkt tBr der Dicke t und der restlichen magnetischen Flussdichte Br für die magnetische Hilfsschicht 37 vorzugsweise auf ein Fünftel des Produkts tBr der Dicke t und der restlichen magnetischen Flussdichte Br für die magnetische Aufzeichnungsschicht 36 eingestellt.
Die magnetische Hilfsschicht 37 wird auf der Oberfläche einer weichmagnetischen Unterschicht 38 getragen. Die Unterschicht 38 kann beispielsweise aus einem weichmagnetischen Material, wie FeTaC, hergestellt sein. Die Magnetisierungsvorzugsachse in der Unterschicht 38 ist auf die zur Oberfläche des Substrats 31 parallele planare Richtung eingestellt. Die Unterschicht 38 weist vorzugsweise eine Permeabilität von 100 oder mehr auf. Wie aus 2 ersichtlich, kann eine nichtmagnetische Schicht zwischen der magnetischen Hilfsschicht 37 und der Unterschicht 38 angeordnet sein. Die nichtmagnetische Schicht 39 kann beispielsweise aus einem nichtmagnetischen metallischen Material, wie Pd, hergestellt sein.
Die Unterschicht 38 wird auf der Oberfläche des Substrats 31 getragen. Eine Kohäsionsschicht 41 kann zwischen der Unterschicht 38 und dem Substrat 31 angeordnet sein. Die Kohäsionsschicht 41 kann aus einem metallischen Material, wie beispielsweise Ta, hergestellt werden. Die Kohäsionsschicht 41 dient der Verbesserung der Kohäsion zwischen der Unterschicht 38 und dem Substrat 31.
Nun wird davon ausgegangen, dass magnetische Informationsdaten in die magnetische Aufzeichnungsplatte 13 eingeschrieben werden sollen. Wie in 3 gezeigt, wird zum Schreiben magnetischer Informationsdaten ein einpoliger Kopf 42 verwendet. Der einpolige Kopf 42 umfasst einen primären Pol 42a und einen Hilfspol 42b, die beide der Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 gegenüberliegen. Der magnetische Fluss zirkuliert durch den primären Pol 42a, die Unterschicht 38 und den Hilfspol 42b.
Der aus dem vorderen Ende des primären Pols 42a austretende magnetische Fluss 43 wird beispielsweise entlang der zur Oberfläche des Substrats 31 senkrechten vertikalen Richtung zur Unterschicht 38 geleitet. Der magnetische Fluss 43 fließt in der Unterschicht 38 in der zur Oberfläche des Substrats 31 parallelen planaren Richtung. Anschließend fließt der magnetische Fluss 43 aus der Unterschicht 38 entlang der vertikalen Richtung zum Hilfspol 42b. Auf diese Weise wird die Magnetisierung in der magnetischen Aufzeichnungsschicht 36 in der vertikalen Richtung hergestellt.
Da die Magnetisierung in der magnetischen Hilfsschicht 37 in der vertikalen Richtung hergestellt wird, wird in der magnetische Aufzeichnungsschicht 36 ein zuverlässiges Fließen des magnetischen Flusses in der vertikalen Richtung ermöglicht. Die Magnetisierung wird in der vertikalen Rich tung quer durch die magnetischen Aufzeichnungsschicht 36 hergestellt. Der magnetische Fluss mit starker Intensität tritt daher in der vertikalen Richtung aus der magnetischen Aufzeichnungsschicht 36 aus. Insbesondere ermöglicht die magnetische Aufzeichnungsschicht 36 eine Intensivierung des magnetischen Flusses entlang der Grenze zwischen nebeneinander liegenden Magnetisierungen. Wenn die magnetische Aufzeichnungsschicht 36 andererseits auf eine herkömmliche Weise auf der weichmagnetischen Unterschicht 38 getragen wird, tendiert die Magnetisierung dazu, an einer näher an der Unterschicht 38 liegenden Stelle von der vertikalen Richtung abzuweichen. Der aus der magnetischen Aufzeichnungsschicht 36 ausgetretene magnetische Fluss wird reduziert.
Überdies wird das Produkt tBr der Dicke t und der restlichen magnetischen Flussdichte Br für die magnetische Hilfsschicht 37 vorzugsweise auf ein Fünftel oder weniger des Produkts tBr der Dicke t und der restlichen magnetischen Flussdichte Br für die magnetische Aufzeichnungsschicht 36 eingestellt. Der Austritt des magnetischen Flusses aus der magnetischen Hilfsschicht 37 wird unterdrückt. Der Einfluss der magnetischen Hilfsschicht 37 wird so vermieden, wenn die magnetischen Informationsdaten gelesen werden sollen. Wenn der magnetische Fluss mit starker Intensität aus der magnetischen Hilfsschicht 37 austritt, setzt der magnetische Fluss aus der magnetischen Hilfsschicht 37 den magnetischen Fluss aus der magnetischen Aufzeichnungsschicht 36 außer Kraft. Die Wiedergabe der magnetischen Informationsdaten kann behindert werden.
Überdies dient die zwischen der magnetischen Hilfsschicht 37 und der Unterschicht 38 angeordnete nichtmagneti sche Schicht 39 dem Verhindern einer magnetischen Interaktion zwischen der magnetischen Hilfsschicht 37 und der Unterschicht 38. Dies trägt zu einer zuverlässigen Wiedergabe der magnetischen Informationsdaten bei. Wenn eine starke magnetische Interaktion zwischen der magnetischen Hilfsschicht 37 und der Unterschicht 38 wirkt, leidet der magnetische Fluss aus der magnetischen Aufzeichnungsschicht 36 unter einem magnetischen Einfluss der magnetischen Hilfsschicht 37. Die Wiedergabe der magnetischen Informationsdaten kann behindert werden.
Als nächstes erfolgt eine kurze Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13. Zuerst wird das plattenförmige Substrat 31 hergestellt. Das Substrat 31 wird beispielsweise in eine Sputtervorrichtung eingesetzt. Der Film 32 mit geschichteter Struktur wird dann in der Sputtervorrichtung auf der Oberfläche des Substrats 31 gebildet. Der genaue Prozess wird später beschrieben. Der Kohlenstoffschutzüberzug 33 mit einer Dicke von ca. 4,0 nm wird auf der Oberfläche des Films 32 mit geschichteter Struktur gebildet. Zur Erzeugung des Kohlenstoffschutzüberzugs 33 kann eine chemische Dampfabscheidung (CDV, chemical vapor deposition) verwendet werden. Der Schmiermittelfilm 34 mit einer Dicke von 1,0 nm wird dann auf die Oberfläche des Kohlenstoffschutzüberzugs 33 aufgebracht. Das Substrat 31 kann in eine Lösung eingetaucht werden, die beispielsweise Perfluorpolyether enthält.
Zur Bildung des Films 32 mit geschichteter Struktur in der Sputtervorrichtung wird ein Gleichstrommagnetronsputtern verwendet. Wie in 4 gezeigt, wird zunächst die Kohäsionsschicht 41, nämlich eine Ta-Schicht 45, auf der Oberfläche des Substrats 31 erzeugt. Ein Ta-Target wird in die Sputtervorrichtung eingesetzt. Eine Ablagerung von Ta-Atomen auf der Oberfläche des Substrats 31 wird zugelassen. Die Dicke der Ta-Schicht 45 wird beispielsweise auf ca. 1,0 nm eingestellt.
Wie in 5 gezeigt, wird die Unterschicht 38, nämlich eine FeTaC-Schicht 46 auf der Oberfläche der Ta-Schicht 45 gebildet. Ein FeTaC-Trarget wird in die Sputtervorrichtung eingesetzt. Eine Ablagerung von Fe-Atomen, Ta-Atomen und C-Atomen auf der Oberfläche der Ta-Schicht 45 wird zugelassen. Die Dicke der FeTaC-Schicht 46 wird auf ca. 300 nm eingestellt.
Wie in 6 gezeigt, wird danach die nichtmagnetische Schicht 39, nämlich eine Pd-Schicht 47, auf der Oberfläche der FeTaC-Schicht 46 gebildet. Ein Pd-Target wird in die Sputtervorrichtung eingesetzt. Eine Ablagerung von Pd-Atomen auf der Oberfläche der FeTaC-Schicht 46 wird zugelassen. Die Dicke der Pd-Schicht 47 wird beispielsweise auf ca. 5.0 nm eingestellt.
Wie in 7 gezeigt, wird dann die magnetische Hilfsschicht 37, nämlich eine geschichtete Struktur 48, die ultradünne Filme umfasst, auf der Oberfläche der Pd-Schicht 47 gebildet. Co-Schichten 48a, die jeweils eine Dicke von ca. 0,5 nm aufweisen, und Au-Schchten 48b, die jeweils eine Dicke von ca. 0,7 nm aufweisen, werden abwechselnd erzeugt. Die Erzeugung der Co-Schicht 38a und der Au-Schicht 38b wird viermal wiederholt. Auf diese Weise wird die geschichtete Struktur 48 so gebildet, dass sie acht Schichten umfasst.
Wie in 8 gezeigt, wird darauf die magnetische Aufzeichnungsschicht 36, nämlich eine geschichtete Struktur 49, die ultradünne Filme umfasst, auf der Oberfläche der geschichteten Struktur 48 gebildet. CoBO-Schichten 49a, die jeweils eine Dicke von ca. 0,3 nm aufweisen, und PdO-Schichten 49b, die jeweils eine Dicke von ca. 1,0 nm aufweisen, werden abwechselnd erzeugt. Hierbei wird die Erzeugung der CoBO-Schicht 49a und der PdO-Schicht 49b zwanzigmal wiederholt. Auf diese Weise wird eine geschichtete Struktur 49 erzeugt, die vierzig Schichten umfasst.
Die Erfinder haben die Charakteristika der wie vorstehend erläutert hergestellten magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 untersucht. Bei der Untersuchung wurden magnetische Informationsdaten in die magnetische Aufzeichnungsplatte 13 eingeschrieben. Zum Einschreiben der magnetischen Informationsdaten wurde ein einpoliger Kopf verwendet. Die eingeschriebenen magnetischen Informationsdaten wurden dann aus der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 ausgelesen. Zum Lesen der magnetischen Informationsdaten wurde ein Spin-Ventil-Magnetwiderstandskopf verendet. Der einpolige Kopf und der Spin-Ventil-Magnetwiderstandskopf waren auf dem schwebenden Kopfgleiter 21 montiert, wie vorstehend erwähnt. Die Schwebehöhe des schwebenden Kopfgleiters 21 war auf 15,0 nm eingestellt. Eine relative Geschwindigkeit zwischen dem schwebenden Kopfgleiter 21 und der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 war auf 10,0 m/s eingestellt.
Die Erfinder stellten auch ein Vergleichsbeispiel her. Die vorstehend erwähnte magnetische Hilfsschicht 37 wurde bei dem Vergleichsbeispiel weggelassen. Genauer wurde die magnetische Aufzeichnungsschicht 36 auf herkömmliche Weise auf der Oberfläche der Unterschicht 38 angeordnet. Die übrige Struktur war mit der der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung identisch.
Die Erfinder variierten den Stromwert eines einem Spulenmuster des einpoligen Kopfs zugeführten Stroms. Die magnetischen Informationsdaten wurden mit der linearen Aufzeichnungsdichte von 440 [kFCI] aufgezeichnet. Im Wiedergabeausgang wurde ein Referenzpegel [1,0] eingestellt. Ein Strom mit dem Stromwert von 50 [mA] wurde dem einpoligen Kopf zugeführt, um den Referenzpegel [1,0] des Wiedergabeausgangs herzustellen. Der Wiedergabeausgang für die verschiedenen Stromwerte wurde gemessen. Wie in 9 gezeigt, ermöglicht die magnetische Aufzeichnungsplatte 13 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verglichen mit der magnetischen Aufzeichnungsplatte gemäß dem Vergleichsbeispiel selbst bei einem kleineren Stromwert die Herstellung des Referenzpegels [1,0] für den Wiedergabeausgang.
Als Nächstes untersuchten die Erfinder die Verteilung des Magnetfelds auf der Grundlage eingeschriebener magnetischer Informationsdaten. Ein Paar Aufzeichnungsspuren 51, 52 wurde auf der untersuchten magnetischen Aufzeichnungsplatte hergestellt, wie in 10 gezeigt. Die magnetischen Informationsdaten wurden mit der linearen Aufzeichnungsdichte von 110 [kFCI] auf die Aufzeichnungsspur 51 geschrieben. Der Stromwert war auf 30 [mA] eingestellt. Gleichermaßen wurden die magnetischen Informationsdaten mit der linearen Aufzeichnungsdichte von 440 [kFCI] auf die Aufzeichnungsspur 52 geschrieben. Für den dem einpoligen Kopf zugeführten Strom wurden verschiedene Stromwerte eingestellt. Die Kernbreite des einpoligen Kopfs war auf 0,6 μm eingestellt. Der Abstand zwischen den nebeneinander liegenden Aufzeichnungsspuren 51, 52 war auf 0,3 μm eingestellt.
Die magnetischen Informationsdaten wurden entlang der Aufzeichnungsspuren 51, 52 herausgelesen. Ein Spektrenanaly sator wurde zum Messen des Wiedergabeausgangs verwendet. Wie in 11 gezeigt, wurde ein Referenzpegel [1,0] beim maximalen Wiedergabeausgang eingestellt. Der halbe Referenzpegel [1,0], nämlich der Pegel [0,5], wurde ebenfalls für den Wiedergabeausgang der Aufzeichnungsspuren 51, 52 identifiziert. Der Raum zwischen den Wiedergabeausgangskurven für die nebeneinander liegenden Aufzeichnungsspuren 51, 52 bei dem Pegel [0,5] wurde als „seitliche Löschbreite" definiert.
Wie in 12 gezeigt, wurde bestätigt, dass die magnetische Aufzeichnungsplatte 13 gemäß der Ausführungsform verglichen mit der magnetischen Aufzeichnungsplatte gemäß dem Vergleichsbeispiel unabhängig von der Größe des Stroms eine geringere seitliche Löschbreite aufwies. Insbesondere wird es ermöglicht, dass die magnetische Aufzeichnungsplatte 13 gemäß der Ausführungsform entlang der Grenze zwischen den nebeneinander liegenden Aufzeichnungsspuren sicher ein Magnetfeld mit einer starken Intensität aufweist.
Als nächstes untersuchten die Erfinder die Beziehung zwischen dem Wiedergabeausgang und der Permeabilität der Unterschicht 38. Die Erfinder stellten verschiedene magnetische Aufzeichnungsplatten 13 her. Für die Unterschichten 38 in den einzelnen magnetischen Aufzeichnungsplatten 13 wurden unterschiedliche Permeabilitäten eingestellt. Für den dem einpoligen Kopf zugeführten Strom zum Einschreiben der magnetischen Informationsdaten in die magnetischen Aufzeichnungsplatten 13 wurden unterschiedliche Stromwerte eingestellt. Hierbei wurden die Sättigungswerte für den Wiedergabeausgang gemessen. Für den Wiedergabeausgang bei 90% des Sättigungswerts wurde der Stromwert (Iw90) identifiziert. Wie aus 13 ersichtlich, ermöglicht eine Permeabilität der Unterschicht 38 von 100 oder mehr selbst bei einem kleineren Stromwert eine Herstellung der Magnetisierung in der magnetischen Aufzeichnungsschicht 36.
Als Nächstes maßen die Erfinder das Signal-/Rausch-Verhältnis der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 gemäß der Ausführungsform. Die Erfinder stellten verschiedene magnetische Aufzeichnungsplatten 13 her. Verschiedene Produkte von Dicke und restlicher magnetischer Flussdichte wurden für die magnetischen Aufzeichnungsschichten 36 der einzelnen magnetischen Aufzeichnungsplatten 13 eingestellt. Magnetische Informationsdaten wurden mit der linearen Aufzeichnungsdichte von 300 [kFCI] eingeschrieben. Wie aus 14 ersichtlich, kann ein überlegenes Signal-/Rausch-Verhältnis erzielt werden, wenn das Produkt der Dicke und der restlichen magnetischen Flussdichte für die magnetische Hilfsschicht 37 auf ein Fünftel oder weniger des Produkts der Dicke und der restlichen magnetischen Flussdichte für die magnetische Aufzeichnungsschicht 36 eingestellt wird. Hierbei wurde die Dicke der magnetischen Hilfsschicht 37 in den einzelnen magnetischen Aufzeichnungsplatten 13 auf 4,8 nm eingestellt. Die Koerzitivkraft der magnetischen Hilfsschicht 37 wurde bei den einzelnen magnetischen Aufzeichnungsplatten 13 bei zwischen 14,3 [kA/m] und 19,1 [kA/m] gehalten. Das koerzitive Rechteckigkeitsverhältnis wurde für die magnetischen Hilfsschichten 37 in den einzelnen magnetischen Aufzeichnungsplatten 13 zwischen 0,92 und 0,96 gehalten.
Überdies maßen die Erfinder das Signal-/Rausch-Verhältnis der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 gemäß der Ausführungsform. Die Erfinder stellten verschiedene magnetische Aufzeichnungsplatten 13 her. Für die magnetischen Hilfsschichten 37 in den einzelnen magnetischen Aufzeich nungsplatten 13 wurden verschiedene Dicken eingestellt. Die übrigen Bedingungen wurden eingestellt, wie bei der vorstehend beschriebenen Messung. Wie in 15 gezeigt, wurde ein überlegenes Signal-/Rausch-Verhältnis erzielt, wenn die Dicke der magnetischen Hilfsschicht 37 auf 5.0 nm oder weniger eingestellt war.
Überdies maßen die Erfinder das Signal-/Rausch-Verhältnis der magnetischen Aufzeichnungsplatte 13 gemäß der Ausführungsform. Die Erfinder stellten verschiedene magnetische Aufzeichnungsplatten 13 her. Für die nichtmagnetischen Schichten 39 wurden verschiedene Dicken eingestellt, wobei die Bedingungen eingestellt waren, wie bei der vorstehend erwähnten Messung. Wie in 16 gezeigt, wurde ein überlegenes Signal-/Rausch-Verhältnis erzielt, wenn die Dicke der nichtmagnetischen Schicht 39 auf ca. 5.0 nm eingestellt war.

Claims

Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium mit: einem Substrat (31); einer weichmagnetischen Unterschicht (38), die auf einer Oberfläche des Substrats (31) gebildet ist, welche weichmagnetische Unterschicht (38) eine Magnetisierungsvorzugsachse in einer planaren Richtung hat, die zu der Oberfläche des Substrats (31) parallel ist; einer magnetischen Aufzeichnungsschicht (36), die eine Magnetisierungsvorzugsachse in einer senkrechten Richtung hat, die zu einer Oberfläche des Substrats (31) vertikal ist; und einer magnetischen Hilfsschicht (37), die die magnetische Aufzeichnungsschicht (36) zwischen der weichmagnetischen Unterschicht (38) und der magnetischen Aufzeichnungsschicht (36) trägt; dadurch gekennzeichnet, dass: die magnetische Hilfsschicht (37) eine Magnetisierungsvorzugsachse in der senkrechten Richtung hat, um eine Magnetisierung in der senkrechten Richtung quer durch die magnetische Aufzeichnungsschicht (36) herzustellen; die magnetische Hilfsschicht (37) eine Koerzitivkraft hat, die kleiner als die der magnetischen Aufzeichnungsschicht (36) ist; und ein Produkt aus einer Dicke und einer restlichen magnetischen Flussdichte bei der magnetischen Hilfsschicht (37) gleich einem oder kleiner als ein Fünftel eines Produkts aus einer Dicke und einer restlichen magnetischen Flussdichte bei der magnetischen Aufzeichnungsschicht (36) ist.
Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, ferner mit: einer nichtmagnetischen Schicht (39), die zwischen der magnetischen Hilfsschicht (37) und dem Substrat (31) gebildet ist, um die magnetische Hilfsschicht (37) zu tragen.
Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Koerzitivkraft der magnetischen Hilfsschicht (37) gleich oder kleiner als 40 [kA/m] ist.
Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein koerzitives Rechteckigkeitsverhältnis gleich oder größer als 0,9 in der magnetischen Hilfsschicht (37) ist.
Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die weichmagnetische Unterschicht (38) eine Permeabilität hat, die gleich oder größer als 100 ist.
Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Dicke der magnetischen Hilfsschicht (37) gleich oder kleiner als 5,0 nm ist.
Vertikalmagnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die magnetische Hilfsschicht aus einem geschichteten Material ist, das einen magnetischen Film umfasst, der wenigstens Co enthält, und einen nichtmagnetischen Film, der wenigstens ein Element enthält, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Pt, Pd, Au und Ag.