含多组分氧化物的增强的溅射靶合金组合物制造技术

磁记录介质，其包括衬底、和在衬底上形成的数据存储薄膜层。数据存储薄膜层包括钴（Ｃｏ）、铂（Ｐｔ）、和多组分氧化物。多组分氧化物具有还原电位小于－０．０３电子伏特、原子半径小于０．２５纳米的阳离子。另外，多组分氧化物具有磁导率小于１０↑［－６］ｍ↑［３］／ｋｇ的抗磁性、顺磁性、或磁性。多组分氧化物的介电常数大于５．０。溅射靶另外包括铬（Ｃｒ）和／或硼（Ｂ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及溅射靶，更具体地，涉及从溅射靶溅射的磁性数据存储薄膜，所述溅射靶包括含多组分氧化物(multi-component oxide)的合金组合物，该组合物具有改善的冶金学特征。
技术介绍
DC磁控溅射方法广泛用于多种领域，用于以精确控制的厚度和在窄的原子分数耐受度(atomic fraction tolerance)内在衬底上提供薄膜材料淀积，用于例如涂布半导体和/或在磁记录介质表面上形成膜。在一个常规结构中，通过在靶的后侧表面上放置磁铁而对溅射靶施加跑道形磁场。在溅射靶附近捕获电子，改善氩离子的产生并增加溅射率。这种等离子区内的离子与溅射靶表面碰撞引起溅射靶从溅射靶面发射原子。阴极溅射靶和要被涂布的阳极衬底之间的电压差引起所发射的原子在衬底表面上形成所需的膜。在反应溅射过程中，真空室部分地充满化学反应性气体气氛，从靶溅射出的材料与气体混合物中的反应性组分起化学反应，形成成膜化合物。在常规磁记录介质的生产过程中，通过多重溅射靶在衬底上顺序地溅射薄膜层，其中每个溅射靶包括不同的材料，导致淀积了薄膜“层叠体”。图1说明常规磁记录介质的典型的薄膜层叠体。在层叠体的底部为非磁性衬底101，其典型地为铝或玻璃。第一淀积层为种晶层(seed layer)102，其影响更高层的晶粒结构的形状和取向，通常包括NiP或NiAl。然后，淀积非磁性底层104，其经常包括一到三个离散的层，其中底层典型地为铬基合金，如CrMo、或CrTi。在底层104上形成包括一个或两个分离层的中间层105，其中中间层105为钴基的和并稍微具有磁性。在中间层上淀积可包括两个或三个分离层的磁性数据存储层106，在磁性层106上形成碳润滑剂层108。磁记录介质上每单位面积存储数据的量与数据存储层的冶金学特征和组成直接相关，并相应地与溅射数据存储层的溅射靶材料直接相关。为了保持数据存储能力持续增长，与常规的“水平磁记录(LMR)”相反的称为“垂直磁记录(PMR)”的技术已经是磁性数据存储工业最有前途和有效的技术。使用PMR，比特垂直于磁记录介质的平面记录，可用于更小的比特尺寸和更大的矫顽磁性。作为回报，PMR预期增加磁盘矫顽磁性和加强磁盘信号振幅，转化为优异的档案式数据保留(archival data retention)。实现低的记录介质噪声性能和高的热稳定性的关键在于提供与大的垂直磁各向异性或Ku组合的充分分离的细粒结构。含氧的CoCrPt基或CoPt基介质不仅通过富氧的晶界相提供更好的晶粒-晶粒分离，而且它们还抑制Ku的退化而不妨碍介质的外延生长。在金属中具有低固溶度的氧化物经常沉淀进入晶界区域中。晶粒的显微结构分离、磁分离和电分离是实现具有小串音干扰(cross-talk)和高信噪比(SNR)的离散磁畴的关键参数。实现这些所需性质的常规方法为将单组分氧化物如SiO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、Ta2O5、Nb2O5用于介质应用。该方法为实现充分分离的晶粒结构、和以元素如CoPtCrO、CoPtCr-SiO2、CoPtTa2O5形式的含氧磁性介质中大的Ku值提供了显著的改进。然而这些氧化物没有实现关于PMR介质内的SNR和热稳定性的最好的粒状介质性能。因此非常期望提供在磁性数据存储层具有致密晶粒结构的磁记录介质，其改善信噪比并增加潜在的数据存储能力。特别是，期望提供可用于溅射靶和溅射成薄膜的含多组分氧化物的合金。
技术实现思路
本专利技术涉及溅射靶，更具体地，涉及从包括含多组分氧化物的合金组合物的溅射靶溅射的磁性数据存储薄膜，所述组合物具有改善的冶金学特征。根据一个方案，本专利技术为溅射靶，其中溅射靶包括钴(Co)、铂(Pt)、和多组分氧化物。多组分氧化物具有还原电位小于-0.03电子伏特、原子半径小于0.25纳米的阳离子。另外，多组分氧化物具有磁导率小于10-6m3/kg的抗磁性、顺磁性、或磁性。含多组分氧化物的合金组合物的应用通过调节磁性介质中不同的构成氧化物的氧化物性质增强晶粒-晶粒显微结构的磁分离和电分离。当与已知氧化物如SiO2/Al2O3等结合使用时，用于此目的的特定金属氧化物形成包封磁性晶粒的多组分绝缘氧化物基体。多组分氧化物的介电常数大于5.0。溅射靶另外包括铬(Cr)和/或硼(B)。第一方面，多组分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2为选自钽(Ta)、铝(Al)、铌(Nb)、铪(Hf)、锆(Zr)、钛(Ti)、锡(Sn)、镧(La)、钨(W)、钴(Co)、钇(Y)、铬(Cr)、铈(Ce)、铕(Eu)、钆(Gd)、钒(V)、钐(Sm)、镨(Pr)、镁(Mg)、锰(Mn)、铱(Ir)、铼(Re)、和镍(Ni)的元素。多组分氧化物另外包括X3，其中X3为选自铝(Al)、铌(Nb)、铪(Hf)、锆(Zr)、钛(Ti)、锡(Sn)、镧(La)、钨(W)、钴(Co)、钇(Y)、铬(Cr)、铈(Ce)、铕(Eu)、钆(Gd)、钒(V)、钐(Sm)、镨(Pr)、镁(Mg)、锰(Mn)、铱(Ir)、铼(Re)、和镍(Ni)的元素。在选择性的第二方面，多组分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2为选自硅(Si)、铝(Al)、铌(Nb)、铪(Hf)、锆(Zr)、钛(Ti)、锡(Sn)、镧(La)、钨(W)、钴(Co)、钇(Y)、铬(Cr)、铈(Ce)、铕(Eu)、钆(Gd)、钒(V)、钐(Sm)、镨(Pr)、镁(Mg)、锰(Mn)、铱(Ir)、铼(Re)、和镍(Ni)的元素。多组分氧化物另外包括X3，其中X3为选自铝(Al)、铌(Nb)、铪(Hf)、锆(Zr)、钛(Ti)、锡(Sn)、镧(La)、钨(W)、钴(Co)、钇(Y)、铬(Cr)、铈(Ce)、铕(Eu)、钆(Gd)、钒(V)、钐(Sm)、镨(Pr)、镁(Mg)、锰(Mn)、铱(Ir)、铼(Re)、和镍(Ni)的元素。在选择性的第三方面，多组分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2为选自硅(Si)、钽(Ta)、铝(Al)、铌(Nb)、铪(Hf)、锆(Zr)、钛(Ti)、锡(Sn)、镧(La)、钨(W)、钴(Co)、钇(Y)、铬(Cr)、铈(Ce)、铕(Eu)、钆(Gd)、钒(V)、钐(Sm)、镨(Pr)、镁(Mg)、锰(Mn)、铱(Ir)、铼(Re)、和镍(Ni)的元素。在第二方案中，本专利技术为包括衬底、和在衬底上形成的数据存储薄膜层的磁记录介质。数据存储薄膜层包括钴(Co)、铂(Pt)、和多组分氧化物。多组分氧化物具有还原电位小于-0.03电子伏特、原子半径小于0.25纳米的阳离子。另外，多组分氧化物具有磁导率小于10-6m3/kg的抗磁性、顺磁性、或磁性。根据第三方案，本专利技术为生产磁记录介质的方法，其包括从溅射靶溅射至少第一数据存储薄膜层到衬底上的步骤。溅射靶包括钴(Co)、铂(Pt)、和多组分氧化物。多组分氧化物具有还原电位小于-0.03电子伏特、原子半径小于0.25纳米的阳离子。另外，多组分氧化物具有磁导率小于10-6m3/kg的抗磁性、顺磁性、或磁性。根据第四方案，本专利技术为溅射靶，其中溅射靶包括钴(Co)、铂(Pt)、至少一种氧化物、和至少一种金属。当溅射靶溅射时，至少一种氧化物和至少一种金属提供多组分氧化物，其中多组分本文档来自技高网...

【技术保护点】
溅射靶，其中所述溅射靶包括钴（Ｃｏ）、铂（Ｐｔ）、和多组分氧化物，其中多组分氧化物具有还原电位小于－０．０３电子伏特、原子半径小于０．２５纳米的阳离子，和其中多组分氧化物具有磁导率小于１０↑［－６］ｍ↑［３］／ｋｇ的抗磁性、 顺磁性、或磁性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔吉恩拉辛，安尼尔班戴斯，史蒂文罗杰肯尼迪，程远达，
申请(专利权)人：黑罗伊斯有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]