[发明专利]磁性薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及可用于形成以硬盘等为代表的磁记录介质的磁性薄 膜、以及可在其制备中应用的溅射靶材和蒸镀材料。

背景技术

以往，以硬盘等为代表的磁记录介质中采用水平面内(或长度方向) 记录方式，但是由于磁极的推斥或热搅动等的影响，会发生记录磁化 消失的情况，难以实现高密度化。

由于这些问题，目前采用垂直磁记录方式以实现高密度化。垂直 磁记录方式的磁记录介质中，与水平面内记录方式同样，大多使用 Co-Cr-Pt-Ta等Co-Cr系合金薄膜，其矫顽力通常为3-4kOe。

由于Co-Cr系合金薄膜的热稳定性欠缺，有人尝试通过添加SiO₂等制成颗粒结构，抑制因热搅动等导致的记录磁化消失。

另一方面，为了抑制因更强的热搅动等导致的记录磁化消失，有 人尝试开发了具有高矫顽力和磁各向异性的Pt-Fe合金膜(例如参照日 本专利第3305790号公报)。该Pt-Fe合金膜通常是通过溅射法或蒸镀 法等成膜的，但是所得的合金膜为呈现面心立方结构(fcc)的不规则状 态，为了获得具有足够矫顽力的合金膜，必须变换为面心正方结构(fct) 的规则状态。为了制成规则状态，通常需要施加热处理。

将Pt-Fe合金膜由不规则状态变换成规则状态(以下称为规则化)， 必须将该合金膜在600℃以上的温度进行热处理，无法使用铝基板或 玻璃基板等在600℃变形的基板，必须使用MgO基板或硅晶片、石英 等价格昂贵、在600℃以上的温度下也不变形的基板，因此需要降低 规则化的温度。

发明内容

本发明的主要目的是提供在常规的成膜方法——溅射法或蒸镀 法等物理气相生长法中，无需特殊处理即可在比Pt-Fe二元体系合金 膜低的温度下进行规则化的磁性薄膜。

本发明人为了实现上述目的进行了深入的研究，结果发现：在Pt 和Fe中添加特定少量的P制成合金，则可得到可在比Pt-Fe二元体系 合金低的温度下进行规则化的磁性薄膜；进一步添加Cu和/或Ni，P 的量多于1原子％时规则化温度反而升高的性质得到改善，可以得到 可在更低的温度下进行规则化的磁性薄膜，从而完成了本发明。

即，本发明提供由40-60原子％Pt、40-60原子％Fe、0.05-1.0原 子％P构成的磁性薄膜、以及溅射靶材或蒸镀材料。

本发明还提供由40-60原子％Pt、40-60原子％Fe和0.05-2.0原 子％P以及0.4-19.5原子％Cu和/或Ni构成的磁性薄膜、以及溅射靶 材或蒸镀材料。

本发明所提供的磁性薄膜可以通过溅射法或蒸镀法等物理气相 生长法容易地形成。

以下，对本发明的磁性薄膜及其制备方法进一步详细说明。

本发明的一个实施方案提供Pt-Fe-P三元体系磁性薄膜，该磁性 薄膜是在以40-60原子％、优选40-55原子％Pt以及40-60原子％、优 选45-60原子％Fe为基础的Pt-Fe二元体系合金材料中进一步添加P 制成合金，并且薄膜化而成的。此时P的添加量可以在0.05-1.0原子 ％、优选0.1-0.8原子％的范围内。Pt和Fe的用量超过上述范围，则 所得薄膜即使热处理也可能无法实现规则化。P的添加量低于0.05原 子％，则无法获得降低用于规则化的热处理温度的效果，相反，超过 1原子％，则用于规则化的热处理温度高于500℃，失去了添加P的效 果。

本发明的又一实施方案提供Pt-Fe-P-(Cu和/或Ni)四或五元体系磁 性薄膜，该磁性薄膜是在以40-60原子％、优选40-55原子％Pt以及 40-60原子％、优选45-60原子％Fe为基础的Pt-Fe二元体系合金材料 中进一步添加P、Cu和/或Ni制成合金，并且薄膜化而成的。此时P 的添加量可以在0.05-2.0原子％、优选0.1-1.5原子％的范围内，Cu和 /或Ni的添加量合计可在0.4-19.5原子％、优选1.0-10原子％的范围内。 Pt和Fe的用量超过上述范围，则所得薄膜即使热处理也可能无法实 现规则化。另外，P的添加量低于0.05原子％，则无法获得降低用于 规则化的热处理温度的效果，相反，超过2原子％，则用于规则化的 热处理温度高于500℃，失去P的添加效果。并且，Cu和/或Ni的添 加量低于0.4原子％，则无法获得降低用于规则化的热处理温度的辅 助效果，相反，超过19.5原子％，则所得薄膜即使热处理也可能无法 实现规则化。