[发明专利]一种Ru非磁性薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ru非磁性薄膜及其制备方法，属于信息存储领域。

背景技术

随着信息及计算机技术的飞速发展，垂直磁记录介质的研究引起了人们广泛关注。现在使用的垂直磁记录介质主要由具有不同作用的三层组成，即用于提供读/写磁场的返回路径软磁性衬底层（soft magnetic underlayer, SUL），减小下底层与磁性层间的相互扩散并调控磁性层中的晶粒形貌的中间层 (non-magnetic intermediate layer, NMIL)，以及用于记录信息的磁性记录层（magnetic recording layer, MRL）。其中，NMIL是控制MRL层的结构和磁学性能的关键因素，一方面它降低了SUL和MRL间的交换耦合作用、提高信噪比，另一方面它为MRL提供了易于垂直生长的晶面取向，因此研究NMIL层的结构就显得尤为重要。

目前，Co基合金薄膜由于具有磁记录密度高、热稳定性好的特点，成为MRL材料的研究热点。一般MRL为Co基薄膜时，中间层大都选用Ru薄膜，这是因为Ru与Co的晶体结构都是密排六方结构。Co（002）晶面择优生长时，垂直磁记录的面记录密度提高，因此，需要与Co（002）晶面晶格失配较小的Ru作为中间层，并且保持Ru（002）晶面择优，最大限度地减小界面间的应力，为MRL提供易于垂直生长的晶面取向。文献一（Hwan-soo Lee, Jian-Gang Zhu, David E. Laughlin. CoCrPt-SiO₂ granular-type longitudinal media on Ru underlayer for sputtered tape applications. Journal of applied physics, 2008, 103(7)）以AlMg为基片，用磁控溅射的方法制备了钌薄膜作为CoCrPt-SiO₂磁记录介质的中间层。制备得到的Ru薄膜也呈（002）晶面的择优取向生长，但薄膜具体的制备工艺及Ru薄膜的表面形貌没有明确说明。文献二（Y Hirayama, I. Tamai, I Takekuma, etal . Role of underlayer for segregated structure formation of CoCrPt-SiO₂ granular thin film . Journal of physics, 2009, 165:1-4）以玻璃盘片为基底，用磁控溅射的方法制备了钌薄膜，制备得到的Ru薄膜表面平均颗粒尺寸为8.1nm，薄膜表面粗糙度为0.15~0.4nm，但薄膜具体的制备工艺没有明确说明。文献三（Kumar Srinivasan, S. N. Piramanayagam . Enhanced heteroepitaxial growth of CoCrPt-SiO₂ perpendicular magnetic recording media on optimized Ru intermediate layers. Journal of applied physics, 2008, 103(9).）以AlMg为基片，用异质外延生长的方法制备得到呈（002）晶面的择优取向生长Ru薄膜。同样，薄膜具体的制备工艺及Ru薄膜的表面形貌没有明确说明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ru非磁性薄膜及其制备方法，所述钌薄膜，在保证表面颗粒均匀，表面粗糙度小的同时，尽可能使薄膜沿(002)晶面择优取向生长、表面颗粒细化。从而为磁记录层提供易于垂直生长的晶面取向，最终改善垂直磁记录介质的磁学性能。本发明的另一目的在于提供一种获得上述钌薄膜的制备方法。

为实现第一目的，所述钌薄膜（002）晶面的比率（比率的计算公式如式（I）所示）为60~85%。薄膜表面颗粒尺寸为5~15nm，薄膜表面粗糙度为5~10nm。

本发明的另一目的是这样实现的，所述钌薄膜采用磁控溅射的的方法制得，具体制备方法包括如下步骤：

（1）基底材料的处理：以硅单晶片的（111）面为基底表面，用丙酮和乙醇交替超声清洗后，用离子束预溅射清洗，去除Si片表面杂质。离子束预溅射清洗中，本底真空优于10^-4Pa，溅射时惰性气体工作气压为1x10^-2 Pa至4x10^-2 Pa。