專利名稱：：磁盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種磁盤，更具體地涉及一種可以利用磁阻(magneto-resistance)效應(yīng)型磁頭從其上讀取數(shù)據(jù)的PERM(預(yù)壓紋剛性磁體)盤。作為經(jīng)常用于計算機(jī)上的磁記錄介質(zhì)，其上數(shù)據(jù)可以隨機(jī)存取的圓片狀磁盤得到了廣泛的應(yīng)用。在這些磁盤中，從響應(yīng)性方面看，有一類磁盤(稱為硬盤)被選擇出得到了應(yīng)用，它利用諸如玻璃片，塑料片，或AI-合金片這樣的硬質(zhì)材料作為其圓形盤片，在其上植有Ni-P或進(jìn)行耐酸鋁處理。這類磁盤被要求使其記錄密度高而又高。隨著記錄密度的增高，就要求將介質(zhì)設(shè)計和記錄與讀取系統(tǒng)配置為與可以精確地將模擬信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號的預(yù)編碼和編碼系統(tǒng)相符合。為了在此類磁盤上記錄數(shù)據(jù)，將用來在每一磁盤表面上記錄數(shù)據(jù)的一片或多片磁盤與一環(huán)形磁頭組合在一起。該環(huán)形磁頭利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象。環(huán)形磁頭安裝在一滑件上因而磁頭工作時在磁盤表面之上呈懸浮狀態(tài)。磁頭與盤面間的距離很微小并由磁盤轉(zhuǎn)動形成的氣流保持。但是由于磁道寬度變窄，這種環(huán)形磁頭產(chǎn)生的讀取輸出非常低，這是要保證足夠的信噪比的一個障礙。這意味著在磁道寬度方向密度的增加受到了限制。為了克服這種不利的限制，目前一種由環(huán)形磁頭和磁阻效應(yīng)磁頭(簡稱MR磁頭)組合成的復(fù)合磁頭正在得到應(yīng)用，其中環(huán)形磁頭負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)而MR磁頭負(fù)責(zé)讀取數(shù)據(jù)。用在這種復(fù)合磁頭中的MR磁頭產(chǎn)生的輸出決定于每一單位圓周長度上的磁頭的數(shù)量改變。磁道寬度變窄時，MR磁頭基本上可以保持其輸出不變。因此，MR磁頭對于具有更高磁道密度的磁盤是有效的。以上描述對于磁頭如何克服由于更高的記錄密度而產(chǎn)生的缺點指出了一個方向。另一方面，對于如何增加磁盤的磁道密度也想出了許多辦法。例如，對于使磁道寬度變窄，如果磁道寬度做得太窄，磁道就會受到由記錄在鄰磁道上的磁信號引起的干擾，這導(dǎo)致了信噪比降低。為了克服這種干擾，提出了一種在盤片表面形成與數(shù)據(jù)磁道一致的凹凸圖形的技術(shù)。在盤片表面上形成的凹凸圖形直接反映到磁性層上，因而磁性層表面也呈現(xiàn)同樣的凹凸圖形。例如當(dāng)凸的部分與數(shù)據(jù)磁道相配時，凹的部分就隔在這些數(shù)據(jù)磁道之間。這種配置提供了磁隔離。因而，如果磁道被做得相對較窄，一個磁道可以被保護(hù)不受鄰磁道上記錄的磁信號的不利影響。因此這種配置提供了出色的偏離磁道特性。此外，作為這種磁盤的應(yīng)用，還發(fā)展了一種PERM盤(見1993年11月份電子與計算機(jī)學(xué)會的MR93-94)。這種PERM盤含有數(shù)據(jù)磁道和在盤片表面上以凹凸圖形形成的伺服信號。這種PERM盤使用以塑料成型的盤片，諸如伺服信號這樣的數(shù)據(jù)是預(yù)格式化在其上的。因而，這種PERM盤消滅了在磁性層上寫伺服信號這種麻煩的工作。這對于降低磁盤的成本是有利的。如上所述，設(shè)想出這類磁盤是為了通過MR磁頭或PERM盤的效果而達(dá)到更高的記錄密度。但是，為了加強(qiáng)磁盤的記錄密度，有必要對磁盤進(jìn)行更深入的研究。這就是如上面提到的，PERM磁盤被配置為允許在相鄰磁道間形成凹的部分以提供磁道間的磁隔離。但迄今為止已知的PERM判并不能提供足夠的磁隔離，因而隨著相鄰磁道的距離變窄，干擾仍有可能發(fā)生。這意味著偏離磁道特性仍需進(jìn)一步改進(jìn)。此外，PERM磁盤或MR磁頭不能提供足夠的磁特性。在通過MR磁頭讀取磁性層上的信號時，理想地是磁通的反向過渡寬度較窄，就是保持乘積Mr·δ與矯頑磁力Hc的比值較小，其中Mr表示剩余磁場而δ表示磁性層厚度。例如，為了實現(xiàn)高于1G比特/平方英寸的記錄密度，要求矯頑磁力Hc要大于2000Oe(約為159kA/m)。由于MR磁頭專門用于數(shù)據(jù)讀取，因而設(shè)計環(huán)形磁頭時僅優(yōu)先考慮其記錄特性。這種設(shè)計使得加強(qiáng)環(huán)形磁頭的記錄性能成為可能，而且有必要增加記錄介質(zhì)的矯頑磁力。關(guān)于矯頑磁力，有報道稱如果在形成金屬磁性薄膜時將盤片加熱到200℃以上，金屬磁性薄膜的矯頑磁力就會加強(qiáng)。但這種技術(shù)對于用塑料盤片制成的PERM磁盤不適用，因為塑料受熱會變形。本發(fā)明是在考慮了以上情況而提出的，其目的是提供一種被配置為如果磁道密度增加仍具有出色的偏離磁道特性，更高的矯頑磁力，以及在感應(yīng)信號時具有高分辨率的磁盤。為實現(xiàn)這一目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種磁盤包括有在非磁性盤片之上形成的金屬磁性薄膜，至少含有一種以凹凸圖形形成的伺服信號，其中金屬磁性薄膜的厚度為50nm或更小。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種磁盤包括有在非磁性盤片之上形成的一主涂層和一金屬磁性薄膜，至少含有一種以凹凸圖形形成的伺服信號，其中主涂層的厚度為110nm或更小。這種其金屬磁性薄膜或在該薄膜以下形成的主涂層的厚度被限制為相對較薄的范圍內(nèi)的磁盤可以提供出色的偏離磁道特性或重寫(overwrite)特性。在金屬磁性薄膜是由Co-Pt系合金組成的情況下，假設(shè)Pt含量是16原子百分比或更大且其厚度范圍是8至50nm，這種磁盤可具有大于150kA/m的矯頑磁力，這使得以高分辨率感應(yīng)信號成為可能。此外，位于金屬磁性薄膜以下的主涂層使得金屬磁性薄膜的矯頑磁力進(jìn)一步得到改進(jìn)，從而加強(qiáng)了MR磁頭的分辨率。這對于保持磁頭具有更高的記錄密度起了很大的貢獻(xiàn)。關(guān)于本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將在以下與所附權(quán)利要求結(jié)合而進(jìn)行的介紹中變得明確。圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的一種磁盤的基本部分的示意截面圖；圖2是表示在涂在磁盤的金屬磁性薄膜上形成的理想凹凸圖形的模型圖；圖3是表示由濺射方法在金屬磁性薄膜上形成的凹凸圖形的模型圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種磁盤的基本部分的示意截面圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種磁盤的基本部分的示意截面圖6是表示用來形成主涂層，金屬磁性薄膜，以及保護(hù)層的直列式濺射設(shè)備的模型圖；圖7A是表示一種其中的感應(yīng)磁頭負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)而MR磁頭負(fù)責(zé)讀取數(shù)據(jù)的復(fù)合磁頭的模型圖；圖7B是表示從磁頭的滑動表面看的復(fù)合磁頭的放大圖；圖8是表示具有相應(yīng)的磁性金屬薄膜的各種磁盤的偏離磁道特性的特性圖；圖9是表示金屬磁性薄膜的厚度與矯頑磁力Hc之間的關(guān)系的特性圖；圖10是表示Co-Pt-Cr系合金薄膜的Pt含量與矯頑磁力Hc之間的關(guān)系的特性圖；圖11是表示由具有單層主涂層的磁盤提供的偏離磁道特性的特性圖；以及圖12是表示由具有雙層主涂層的磁盤提供的偏離磁道特性的特性圖。下面，介紹將被引向根據(jù)本發(fā)明的一實施例的磁盤。首先，圖1表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的磁盤。如圖所示，該磁盤包括圓形的非磁性盤片1和在其上形成的金屬磁性薄膜2。在非磁性盤片1的一主表面形成有對應(yīng)于記錄磁道和伺服信號的凹凸圖形。這種盤片由玻璃，塑料，鋁，或鋁合金制成。在這些材料中，塑料對于大量生產(chǎn)有利，因為它可以用注模法成型為盤片。盤片的表面粗糙度為2nm或更小的Ra及25nm或更小的Rmax是理想的。為了保持更高的記錄密度，必需將磁頭的的懸浮距離降至50nm或更低。為了穩(wěn)定地實現(xiàn)磁頭的這樣的懸浮距離，必需使Rmax和Ra保持在這樣的范圍內(nèi)，其中表面粗糙度Ra定義為JISBO60規(guī)定的中心線平均粗糙度Ra，而表面粗糙度Rmax定義為JISBO601規(guī)定的最大高度Rmax。金屬磁性薄膜2是通過平面磁通反向在其上記錄數(shù)據(jù)信號的記錄層。例如，記錄層由Co系金屬磁性材料組成。作為這種Co系金屬磁性材料，可以僅采用Co材料，采用CO-Pt系合金，或Co-Pd系合金。理想地，從矯頑磁力考慮CO-Pt系合金的Pt含量為16原子百分比或更大。如果磁頭與金屬磁性表面的間距為90nm或更小，就必需保持矯頑磁力為150kA/m或更大以便以高分辨率感應(yīng)信號。為了保持矯頑磁力為150kA/m或更大，就必需保持CO-Pt系合金的Pt含量為16原子百分比或更小。太多的Pt含量并不能產(chǎn)生磁性。因此，由于Pt含量不允許超過95原子百分比，實際上Pt含量為80原子百分比或更低。另外，金屬磁性薄膜2可以由在上述合金中含有Cr的三元合金組成，如Co-Pt-Cr或Co-Pd-Cr系合金。但理想的Cr含量是40原子百分比或更低。具體地，Co-Pt-Cr系合金的Pt含量為16至23原子百分比，Cr含量為20原子百分比或更低，余下的原子百分比為Co是理想的。此外，合金中可包含的元素可以是Cr，Ta，W或Si。這些元素的含量的上限是50原子百分比。這類金屬磁性薄膜2可由所謂PVD技術(shù)形成，如將鐵磁性金屬材料在真空中加熱并蒸發(fā)并淀積在非磁性支持盤片上的真空蒸發(fā)法，將鐵磁性金屬材料在放電中蒸發(fā)的離子電鍍法，或在含有氬作為主要成分的氣體中由輝光放電產(chǎn)生的氬離子將靶表面的原子擊出的濺射法。金屬磁性薄膜2的厚度限制為50nm或更低，這可使得偏離磁道特性和重寫特性得到改善。例如，在金屬磁性薄膜2是由濺射法在具有凹凸圖形的盤片上形成的情況下，濺射粒子理想地僅從凹凸圖形的上方?jīng)_擊。在這種情況下，金屬磁性薄膜2精確地反映了盤片1的形狀，如圖2所示，因此在金屬磁性表面上有棱角地形成凹凸圖形。但在實際濺射技術(shù)中，濺射粒子是以各個方向附著在盤片上的。如圖3所示，因而金屬磁性薄膜2上形成的凹凸圖形以保持這些邊緣為曲線狀的方式呈鈍的形狀。在這種情況下，當(dāng)磁頭懸浮于磁盤表面之上時，磁頭在靠近磁道邊緣就與金屬磁性薄膜2分離開了。這種間距的增加導(dǎo)致信號質(zhì)量的降低，因而破壞了偏離磁道特性和重寫特性。如果金屬磁性薄膜2更厚，在金屬磁性薄膜2上形成的凹凸圖形的形狀就更鈍。為克服這一缺點，根據(jù)本發(fā)明的磁盤被布置成將金屬磁性薄膜2的厚度限制為50nm或更小。如果金屬磁性薄膜被做得這樣薄，金屬磁性薄膜上形成的凹凸圖形的形狀就相對保持為尖銳的邊緣形狀，從而改進(jìn)了偏離磁道特性和重寫特性。具體地，就利用Co-Pt系合金來噴涂成金屬磁性薄膜2且Pt含量為16原子百分比或更大的情況而言，為了加強(qiáng)矯頑磁力，最好將金屬磁性薄膜的厚度限制為8至50nm，理想地為15至35nm。如上面提出的，在磁頭與金屬磁性薄膜2間的間距為90nm或更低的情況下，為了以高分辨率感應(yīng)信號，就要求磁盤保持150kA/m或更大的矯頑磁力。另一方面，矯頑磁力隨著金屬磁性薄膜的厚度變化。為確保矯頑磁力為150kA/m或更大，必需將金屬磁性薄膜的厚度限制為8至50nm。在磁頭與金屬磁性薄膜之間的間距為70nm或更低的情況下，必需將矯頑磁力限制為167kA/m或更大。167kA/m或更大的矯頑磁力又導(dǎo)致金屬磁性薄膜的厚度保持為15至35nm。上述厚度范圍就是根據(jù)這些觀點而確定的。接著，下面的介紹將指向參照圖4所示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的磁盤。該磁盤在圓形非磁性盤片與金屬磁性薄膜2之間提供一主涂層3以增加金屬磁性薄膜的矯頑磁力。在非磁性盤片1的一主表面形成對應(yīng)于記錄磁道和伺服信號的凹凸圖形。這種盤片可由根據(jù)介紹本發(fā)明第一實施例的磁盤時提到的任何材料組成。在形成金屬磁性薄膜時這種磁盤不需要為控制矯頑磁力而對盤片加熱，因為主涂層3起加強(qiáng)金屬磁性薄膜的矯頑磁力的作用。因而可以利用玻璃過渡溫度為120℃或更低的塑料材料來組成這種磁盤。主涂層3通過加強(qiáng)涂在主涂層3上的金屬磁性薄膜2的平面方向性(in-planeorientation)來增加金屬磁性薄膜2的矯頑磁力。本實施例的這種磁盤被布置為將主涂層3的厚度限制為110nm或更低。這種限定的厚度可使得偏離磁道特性和重寫特性得到改善。例如，在主涂層3是由濺射法在具有凹凸圖形的盤片上形成的情況下，濺射粒子從各個方向沖向盤片1。隨著主涂層被制得越厚，主涂層3上的凹凸圖形與盤片1上的圖形相比邊緣形狀就越鈍。涂在主涂層3上的金屬磁性薄膜2的凹凸圖形的邊緣形狀就更鈍。如果主涂層3的厚度被限制為110nm或更小，在主涂層上就形成相對尖銳的凹凸圖形，它又被反映到金屬磁性薄膜上因而薄膜2也有尖銳的邊緣形狀的凹凸圖形。這使得磁盤改善其偏離磁道特性和重寫特性成為可能。用于形成主涂層3的材料起改進(jìn)金屬磁性薄膜的平面方向性的作用。例如，可以提到含有Cr做為主要成分的主涂層。但Cr主涂層要求厚度為150nm或更大，因而主涂層僅起改進(jìn)金屬磁性薄膜2的平面方向性作用。因此在如圖5所示采用Cr主涂層3的情況下，理想地是利用Cr主涂層作為第二主涂層3，并且在第二主涂層3與非磁性盤片1之間安置一層由C，Si和Ge中至少一種組成的第一主涂層4。上面介紹的這種雙層主涂層5使得含有Cr作為主要成分的第二主涂層3的結(jié)晶來改進(jìn)金屬磁性薄膜2的平面方向性，從而增加金屬磁性薄膜2的矯頑磁力。由C，Si和Ge中至少一種組成的第一主涂層4具有無結(jié)晶性表面，這對于第二主涂層3的結(jié)晶具有良好的作用。因而，第二主涂層3在相對較薄的薄膜厚度就有效，這使得矯頑磁力增加而主涂層3和4的總體厚度卻被壓縮為更薄。第一主涂層4可僅由C，Si和Ge中的單一元素組成或其中兩種或三種的組合而構(gòu)成。理想地，第一主涂層4的厚度為2至80nm。如果第一主涂層4的厚度低于2nm，就不會對第二主涂層3的結(jié)晶性起到足夠的改進(jìn)作用。此外，如果第一主涂層4的厚度大于80nm，第一主涂層4可能會脫落。第二主涂層3可僅由單一元素Cr組成或以Cr為主和另外一種金屬元素如Ti一起組成。如果向Cr中加入0至20原子百分比的Ti，第二主涂層3可加強(qiáng)增加金屬磁性薄膜2的矯頑磁力的效果。理想地，第二主涂層3的厚度為5至108nm。如果第二主涂層3的厚度低于5nm，第二主涂層3就不會對金屬磁性薄膜2的矯頑磁力起到足夠的加強(qiáng)作用。此外，如果第一主涂層4和第二主涂層3的總厚度超過110nm，這些涂層就會使得金屬磁性薄膜2上的凹凸邊緣變鈍，這會導(dǎo)致偏離磁道特性和重寫特性的下降。金屬磁性薄膜2在主涂層上形成。該薄膜2可由根據(jù)第一實施例介紹的合金薄膜中的任何一種組成。理想地是將金屬磁性薄膜2的厚度壓縮為50nm或更小。金屬磁性薄膜2的50nm或更小的厚度使得凹凸邊緣更鈍，從而改進(jìn)了偏離磁道特性和重寫特性。上面的組成是一種基本的磁記錄介質(zhì)。這種磁記錄介質(zhì)可以具有和通常給予這類磁記錄介質(zhì)的相同的附加組成。例如，為使薄膜具有耐久性，可在金屬磁性薄膜上形成由碳等構(gòu)成的硬質(zhì)保護(hù)膜，或者可在薄膜上涂光滑劑。下面的介紹將指向?qū)嶒灲Y(jié)果上的本發(fā)明的實施例。為了研究金屬磁性薄膜的厚度進(jìn)行了以下實驗1-1至1-14。為了研究金屬磁性薄膜中Pt含量而進(jìn)行了以下實驗1-15至1-17。為了研究單層主涂層的厚度而進(jìn)行了以下實驗2-1至2-5。為了研究雙層主涂層的厚度而進(jìn)行了以下實驗3-1至3-38。實驗1-1在本實驗1-1中生成的磁盤的構(gòu)成包括在形成有凹凸圖形的塑料盤片上的一主涂層，一金屬磁性薄膜和一保護(hù)膜。為產(chǎn)生這一磁盤，按以下介紹生成塑料盤片(聚烯烴)。首先制備一玻璃盤片。然后將光阻蝕刻劑涂在玻璃盤片上。光阻蝕刻劑按照根據(jù)切割數(shù)據(jù)得到的凹槽圖形曝光，并被顯影和切割以形成抗蝕圖形。然后，在抗蝕圖形上淀積一鍍鎳薄膜，然后將該薄膜從抗蝕圖形上剝離。將該鍍鎳薄膜的后表面打磨至期望的厚度。該電鍍薄膜被用作從塑料制造盤片的模子。結(jié)果生成的塑料盤片的直徑為2.5英寸并具有同心凹槽，每一凹槽的深度為200nm。凸的部分為記錄磁道，其寬度為3.2μm，間距為4.8μm。塑料盤片的表面粗糙度被調(diào)整為平均表面粗糙度Rs為2nm或以下及最大突出高度Rmax為25nm或以下。然后，在盤片上形成一Cr主涂層，一層Co80Pt20金屬磁性薄膜，和一層碳保護(hù)膜。圖6表示用來形成主涂層，金屬磁性薄膜，以及保護(hù)膜的直列式濺射設(shè)備。在這種濺射設(shè)備中，盤片42被安放在托盤43上，從而在盤片42上依次形成主涂層，金屬磁性薄膜和保護(hù)膜。濺射設(shè)備包括用于形成主涂層的第一濺射室31，用于形成金屬磁性薄膜的第二濺射室32，用于形成保護(hù)膜的第三濺射室33，以及用于將已經(jīng)按所述順序在其上形成了這些薄膜的盤片從托盤43中取出的取盤室34。這些室互相獨立。每一室均由抽真空系統(tǒng)35，36，37，和38保持為真空狀態(tài)。相鄰室可由閥門來相互斷開或連通。安裝盤片42的托盤43通過該閥門送入每一室或從每一室取出。在這些真空狀態(tài)的室中，第一濺射室31，第二濺射室32，和第三濺射室33在真空室的中央具有用作陰極的靶39，40和41。安裝盤片42的托盤43與每一靶相對。選擇這些靶39，40和41使與這些室中形成的濺射膜相對應(yīng)。第一濺射室31具有如Cr靶這樣的主涂層靶。第二濺射室32具有如Co80Pt20靶這樣的金屬磁性薄膜靶。第三濺射室33具有碳靶。濺射室還有氣體管道44，45，46和47。在這些濺射室中，大約600至800的負(fù)電位被加至靶上，因而該負(fù)電位導(dǎo)致在靶和托盤間放電。放電氣體使得惰性Ar氣體電離并高速沖擊靶表面。于是，靶粒子被從表面上擊出并覆蓋和淀積下來。靶粒子的淀積物形成了濺射膜。另外，位于與第三濺射室33相鄰處的取盤室34是將盤片從減壓壓力中取出到大氣壓中的出口室。當(dāng)安放有盤片42的托盤43向該室傳送來時該室具有減低的壓力。當(dāng)盤片被傳送到該室以后，打開的濺射室33與取盤室34間的閥門被關(guān)閉以引入空氣。當(dāng)取盤室34中的壓力與大氣壓相等時，盤片42被從室34中取出。在任何濺射室中，濺射前的室壓為2E-6Pa或以下。盤片與靶之間的距離為60mm，靶的直徑為152.4mm。在濺射進(jìn)行期間，托盤保持為室溫。Cr主涂層，Co-Pt金屬磁性薄膜，和碳保護(hù)膜分別按以下濺射條件形成Cr主涂層厚度100nm薄膜形成速度2nm/sec氬壓力0.1PaCo80Pt20金屬磁性薄膜厚度15nm薄膜形成速度2nm/sec氬壓力0.13Pa碳保護(hù)層厚度10nm薄膜形成速度0.5nm/sec氬壓力0.5Pa在按以上方式形成主涂層，金屬磁性薄膜，和保護(hù)層后，氟潤滑劑被覆蓋在保護(hù)層上而生成了磁盤。實驗1-2按與實驗1-1相同的方式生成磁盤，只不過厚度為36nm的Co64Pt20Cr16合金被形成為金屬磁性薄膜。實驗1-3按與實驗1-1相同的方式生成磁盤，只不過厚度為45nm的Co60Pt20Cr20合金被形成為金屬磁性薄膜。實驗1-4按與實驗1-1相同的方式生成磁盤，只不過厚度為60nm的Co58Pt20Cr22合金被形成為金屬磁性薄膜。在按如上所述生成的磁盤中，利用振動樣本磁力計(VSM)對飽和磁化厚度Mr·δ(Mr剩磁化，δ金屬磁性薄膜厚度)，矯頑磁力Hc，和矯頑磁力平方比s*進(jìn)行測量。測量結(jié)果為Mr·δ＝12.5mA，Hc＝150kA/m，及S*＝0.82。然后，對上述磁盤進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和讀取用來檢查重寫特性和偏離磁道特性。在該實驗性記錄和讀取中，如圖7A和7B所示，采用包括一在密封膜52和53之間垂直放置的MR部件51的MR磁頭(讀取磁頭)，和疊在MR磁頭上的感應(yīng)磁頭(記錄磁頭)的復(fù)合磁頭。該復(fù)合磁頭安裝在滑件56上因而在記錄和讀取數(shù)據(jù)時磁盤進(jìn)入懸浮狀態(tài)。復(fù)合磁頭的記錄磁道寬度為3.5μm，讀取磁道的寬度為2.5μm。為評價重寫特性，進(jìn)行了以7m/sec的線速度在凸的和凹的兩部分記錄1MHz的頻率信號，在凸的部分記錄7MHz頻率信號，然后測量從凸的部分讀取的7MHz頻率信號的實驗。重寫特性的實際值為25dB或以上。為評價偏離磁道特性，還進(jìn)行了記錄1MHz的頻率信號，然后在該記錄信號上再記錄7MHz頻率信號，然后使磁頭掃描過記錄磁道，并測量由該掃描產(chǎn)生的輸出分布。重寫特性的測量結(jié)果列在表1中。偏離磁道特性表示在圖8中。表1如表1所列，由實驗1-1至1-3生成的磁盤，其金屬磁性薄膜的厚度為50nm或以下，產(chǎn)生的輸出為25dB或以上。這種磁盤可提供實用的重寫特性。另一方面，由實驗1-4生成的磁盤，其金屬磁性薄膜的厚度為60nm，產(chǎn)生的輸出低于25dB。因此，這種磁盤不能提供必需的重寫特性。從圖8中可明顯看出，當(dāng)磁頭從磁道滑開(偏離磁道)時，由該實驗1-4生成的磁盤帶來很大的剩磁信號。這表明信號的流散的太多了。根據(jù)以上介紹，對于PERM盤，為改進(jìn)重寫特性和偏離磁道特性，了解到要求金屬磁性薄膜的厚度應(yīng)為50nm或以下。實驗1-5至1-14這些實驗與實驗1-1相同，只不過被形成為金屬磁性薄膜的Co64Pt20Cr16合金薄膜的厚度為5至60nm。對于由這些實驗生成的磁盤，利用克爾(Kerr)效應(yīng)測量設(shè)備測量矯頑磁力Hc。金屬磁性薄膜的厚度與矯頑磁力Hc之間的關(guān)系如圖9所示。從圖9中可明顯看出，磁盤矯頑磁力Hc隨著金屬磁性薄膜的而變化。即在金屬磁性薄膜的厚度小于20nm的范圍內(nèi)，矯頑磁力Hc隨著厚度的增加而增大。在金屬磁性薄膜的厚度大于20nm的范圍內(nèi)，矯頑磁力Hc隨著厚度的增加而減小。大約20nm的厚度可確保最大的矯頑磁力Hc。磁盤在線方向的記錄密度取決于讀取信號的隔離讀取波形的半帶寬PW50。為了從目前狀態(tài)加強(qiáng)線方向的記錄密度，就必需保持半帶寬PW50為0.4μm或以下。從磁頭當(dāng)前懸浮距離計算出的金屬磁性薄膜與磁頭的間距約為90nm。在這種情況下，為了實現(xiàn)半帶寬為0.4μm或以上，就必需確保矯頑磁力為150kA/m或以上。按照上面這點觀察圖9，應(yīng)理解為了保證矯頑磁力為150kA/m或以上，金屬磁性薄膜的厚度應(yīng)為8至50nm的范圍內(nèi)。通過研究上面指出的偏離磁道特性和重寫特性以及該矯頑磁力，應(yīng)理解金屬磁性薄膜的恰當(dāng)?shù)暮穸葢?yīng)為8至50nm。磁頭的懸浮距離傾向于更小。預(yù)計在不遠(yuǎn)的將來磁頭與磁性層之間的間距將達(dá)到70nm或更小。如果間距為70nm或更小，理想地是保持PW50為0.35μm或以下。為達(dá)到該值，要求矯頑磁力為167kA/m。從圖9可見，為保證矯頑磁力為167kA/m或更大，要求金屬磁性薄膜的厚度為15至35nm。在磁頭與磁性層之間的間距為70nm或更小的情況下，理想地是使金屬磁性薄膜的厚度保持在這一范圍內(nèi)。實驗1-15至1-17這些實驗與實驗1-1相同，只不過被形成為金屬磁性薄膜的Co80Pt10Cr10合金薄膜，Co75Pt12Cr13合金薄膜，和Co62Pt20Cr18合金薄膜的厚度為25nm。對于由這些實驗生成的磁盤，利用克爾效應(yīng)測量設(shè)備測量矯頑磁力Hc。金屬磁性薄膜的Pt含量與矯頑磁力Hc之間的關(guān)系如圖10所示。如圖10所示，矯頑磁力Hc隨金屬磁性薄膜中的Pt含量呈正比增加。如上所述，從讀取信號的隔離讀取波形的半帶寬PW50和磁頭與金屬磁性薄膜的間距方面來看，要求矯頑磁力為150kA/m或更大。從圖10中顯然可見，為保證矯頑磁力為150kA/m或更大，金屬磁性薄膜的Pt含量是16原子百分比或以上。即使得Co-Pt系合金含有16原子百分比或更大的Pt是理想的。實驗2-1至2-5這些實驗與實驗1-1相同，只不過Cr主涂層的厚度進(jìn)行如表2所列的改變，且被形成為金屬磁性薄膜的Co64Pt20Cr16合金薄膜的厚度為40nm。對于根據(jù)如上所述生成的磁盤，利用振動樣本磁力計(VSM)對飽和磁化厚度Mr·δ(Mr剩磁化，δ金屬磁性薄膜厚度)，矯頑磁力Hc，和矯頑磁力平方比s*進(jìn)行測量。測量結(jié)果為Mr·δ＝13mA，Hc＝150kA/m，及S*＝0.82。對于這種磁盤，如上所述，進(jìn)行了數(shù)據(jù)的記錄和讀取以評估重寫特性和偏離磁道特性。重寫特性的測量結(jié)果及Cr主涂層的厚度列在表2中。偏離磁道特性的測量結(jié)果表示在圖11中。表2</tables>如表2所列，由實驗2-1至2-4生成的磁盤，其中每一Cr主涂層的厚度均為110nm或以下，產(chǎn)生的輸出為25dB或以上，這是實用的重寫特性。另一方面，由實驗2-5生成的磁盤，其Cr主涂層的厚度為130nm，產(chǎn)生的輸出低于25dB，這不能提供必需的重寫特性。從圖11中可明顯看出，當(dāng)磁頭從磁道滑開時，由實驗2-5生成的磁盤留下大量的信號。這表明信號的流散的太多了。根據(jù)以上介紹，對于PERM盤，為改進(jìn)重寫特性和偏離磁道特性，了解到要求主涂層的厚度應(yīng)為110nm或以下。實驗3-1至3-4這些實驗與實驗2-1相同，只不過主涂層為雙層的，其中由Cr組成的第二主涂層在由碳組成的第一主涂層上形成，薄膜的組成按表3所列進(jìn)行改變。對于根據(jù)實驗3-1至3-4生成的磁盤，按上面所提到的方式進(jìn)行了數(shù)據(jù)的記錄和讀取，以便評估重寫特性和偏離磁道特性。重寫特性的測量結(jié)果及Cr主涂層的厚度列在表3中。表3還列出了上面提到的實驗2-3的結(jié)果。偏離磁道特性的測量結(jié)果表示在圖12中。表3<tablesid="table3"num="003"><tablewidth="831">Cr主涂層厚度(nm)C主涂層厚度(nm)重寫特性(dB)實驗3-1150122.5實驗3-2200121.5實驗3-310530.8實驗3-4201030.6實驗2-3100026.5</table></tables>如表3所列，由實驗3-3，3-4和2-3生成的磁盤，其第一主涂層和第二主涂層的組合的厚度為110nm或以下。這些磁盤產(chǎn)生的輸出為25dB或以上，因而這種磁盤可提供實用的重寫特性。另一方面，由實驗3-1和3-2生成的磁盤，其主涂層的厚度大于110nm。這些磁盤產(chǎn)生的輸出低于25dB，因此這種磁盤不能提供必需的重寫特性。從圖12中可明顯看出，當(dāng)磁頭從磁道滑開(偏離磁道)時，由這些實驗3-1和3-2生成的磁盤留下很大的信號，因而信號的流散的太多了。從以上介紹可以理解，即使雙層主涂層也要求將主涂層的總厚度壓縮為110nm或更小。實驗3-5至3-20在其上形成有類似于實驗1-1的凹凸圖形的厚度為1.2mm的聚烯烴盤片上，在室溫下并利用濺射方法形成由碳組成的第一主涂層和由Cr組成的第二主涂層。形成第一和第二主涂層的條件如下所示。第一主涂層的厚度改變?yōu)楸?和表5所示。主涂層的厚度被設(shè)為100nm(對于實驗3-5至3-12)或30nm(對于實驗3-13至3-20)。形成第一主涂層的條件靶直徑6英寸的碳靶電源DC450W薄膜形成速度0.47nm/sec形成第二主涂層的條件靶直徑6英寸的Cr靶電源DC300W薄膜形成速度2nm/sec接著，Co70Pt12Cr18的金屬磁性薄膜被利用濺射方法形成在第二主涂層上。金屬磁性薄膜的厚度為24nm。形成該薄膜的條件如下所示。形成金屬磁性薄膜的條件靶直徑6英寸的Co70Pt12Cr18合金靶電源DC350W薄膜形成速度2nm/sec對于按以上工況生成的磁盤進(jìn)行了矯頑磁力的測量。測量結(jié)果及每一第一主涂層的厚度列在表4和表5中。表4</tables>表5如表4和表5中所列的，由實驗3-6至3-12和3-14至3-20生成的磁盤每個均提供有第一主涂層。由實驗3-5和3-13生成的磁盤沒有提供第一主涂層。前面的這些磁盤比后面的這些能產(chǎn)生更大的矯頑磁力。該結(jié)果揭示出金屬磁性薄膜，Cr第二主涂層，及碳第一主涂層的按從上到下范圍的結(jié)合可以有效地增加金屬磁性薄膜的矯頑磁力，同時使得主涂層的厚度更小。但是如果第一主涂層的厚度小于2nm，就不能有效地充分改進(jìn)矯頑磁力。如表5所列，在第一主涂層的厚度大于80nm的情況下，如果第二主涂層的厚度為30nm這樣薄，涂層可能會剝落。因此，從矯頑磁力Hc和涂層剝落方面考慮第一主涂層最為準(zhǔn)確的厚度范圍為2至80nm。實驗3-21至3-36這些實驗與實驗3-5至3-20相同，只不過使用厚度為0.899mm的玻璃盤片。進(jìn)行這些實驗以生成均具有相應(yīng)的第一主涂層的磁盤。在實驗3-21至3-28中，第二主涂層的厚度固定為100nm。在實驗3-29至3-36中，第二主涂層的厚度固定為30nm。對于生成的磁盤進(jìn)行了矯頑磁力的測量。測量結(jié)果及第一主涂層的厚度列在表6和表7中。表6表7<tablesid="table8"num="008"><tablewidth="838">實驗3-35802300實驗3-3690(涂層剝落)2300</table></tables>如表6和表7中所列的，由實驗3-22至3-28和3-30至3-36生成的磁盤每個均提供有第一主涂層。由實驗3-21和3-29生成的磁盤沒有提供第一主涂層。前面的這些磁盤比后面的這些能產(chǎn)生更大的矯頑磁力。在采用玻璃盤片的情況下，和采用塑料盤片時類似，金屬磁性薄膜，Cr第二主涂層，及碳第一主涂層的按從上到下范圍的結(jié)合可以有效地增加金屬磁性薄膜的矯頑磁力，同時使得主涂層的厚度更小。但是如果第一主涂層的厚度小于2nm，主涂層就不能有效地充分改進(jìn)矯頑磁力。如表7所列，在第一主涂層的厚度大于80nm的情況下，如果第二主涂層的厚度為30nm這樣薄，涂層可能會剝落。這揭示出在使用玻璃涂層的情況下，第一主涂層最為準(zhǔn)確的厚度范圍為2至80nm。實驗3-37和3-38這些實驗與實驗3-8相同，只不過提供了厚度為5nm的Si薄膜和厚度為5nm的Ge薄膜。對于由這些實驗生成的磁盤進(jìn)行了矯頑磁力的測量。測量結(jié)果及第一主涂層的材料列在表8中。表8<tablesid="table9"num="009"><tablewidth="838">第一主涂層材料金屬磁性薄膜矯頑磁力實驗3-37Si1950實驗3-38Ge1900</table></tables>如表8所列，由提供以Si組成的第一主涂層的實驗3-37生成的磁盤，和由提供以Ge組成的第一主涂層的實驗3-38生成的磁盤可獲得比實驗3-5生成的磁盤更大的矯頑磁力。這揭示出和C第一主涂層類似，Si或Ge第一主涂層可有效地增加金屬磁性薄膜的矯頑磁力。對本發(fā)明進(jìn)行的介紹是按解釋的方式進(jìn)行的。有鑒于此，對于本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員而言，一旦得知以上公開的益處，現(xiàn)在就可以對這里介紹的特定實施例進(jìn)行修正而不背離本發(fā)明的精神。這樣的修正應(yīng)被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，該范圍由后附的權(quán)利要求唯一地限定。權(quán)利要求1.一種磁盤，包括其上至少由凹凸圖形形成伺服信號的非磁性盤片；在所述非磁性盤片上形成的金屬磁性薄膜；及其中所述金屬磁性薄膜的厚度為50nm或更小。2.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤，其中所述金屬磁性薄膜由Co-Pt系合金或Co-Pd系合金組成。3.根據(jù)權(quán)利要求2的磁盤，其中所述金屬磁性薄膜由Co-Pt-Cr系合金或Co-Pd-Cr系合金組成。4.根據(jù)權(quán)利要求2的磁盤，其中所述金屬磁性薄膜由Co-Pt系合金或Co-Pt-Cr系合金組成，Pt的含量為16原子百分比或以上。5.根據(jù)權(quán)利要求4的磁盤，其中所述非磁性盤片由玻璃過渡溫度為120℃或以下的塑料材料組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤，其中所述非磁性盤片的表面粗糙度Rs為2nm或以下，表面粗糙度Rmax為25nm或以下。7.一種磁盤，包括其上至少由凹凸圖形形成伺服信號的非磁性盤片；在所述非磁性盤片上形成的主涂層；在所述主涂層上形成的金屬磁性薄膜；及其中所述主涂層的厚度為50nm或更小。8.根據(jù)權(quán)利要求7的磁盤，其中所述金屬磁性薄膜的厚度為50nm或以下。9.根據(jù)權(quán)利要求7的磁盤，其中所述主涂層由C，Si和Ge的任何一種的第一主涂層和以Cr為主要成分的第二主涂層組成。10.根據(jù)權(quán)利要求9的磁盤，其中所述第一主涂層的厚度范圍為2至80nm。11.根據(jù)權(quán)利要求10的磁盤，其中所述第二主涂層的厚度范圍為5至108nm。12.根據(jù)權(quán)利要求7的磁盤，其中所述非磁性盤片由玻璃過渡溫度為120℃或以下的塑料材料組成。全文摘要一種磁盤如果磁道密度增加而具有出色的偏離磁道特性和高矯頑磁力。該磁盤包括由凹凸圖形在其上形成如伺服信號這樣的數(shù)據(jù)的非磁性盤片和在非磁性盤片形成的金屬磁性薄膜。該金屬磁性薄膜的厚度為50nm或以下。在非磁性盤片和金屬磁性薄膜之間形成一由第一和第二涂層組成的主涂層。第一涂層由C，Si和Ge中任何一種形成而第二涂層以Cr為主要成分組成。第一涂層的厚度為2至80nm，第二涂層的厚度為5至108nm。文檔編號G11B5/596GK1164090SQ9710310公開日1997年11月5日申請日期1997年2月28日優(yōu)先權(quán)日1996年2月29日發(fā)明者內(nèi)山浩,芳賀進(jìn)申請人:索尼株式會社