磁性薄膜制造技术

本发明专利技术公开了由４０－６０原子％Ｐｔ、４０－６０原子％Ｆｅ、０．０５－１．０原子％Ｐ以及根据需要的０．４－１９．５原子％Ｃｕ和／或Ｎｉ构成的磁性薄膜和溅射靶材或蒸镀材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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3-4 kOe。由于Co-Cr系合金薄膜的热稳定性欠缺，有人尝试通过添加Si02 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(例如参照曰 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。C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。C变形的基板，必须使用MgO基板或硅晶片、石英 等价格昂贵、在60(TC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。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供在常规的成膜方法一一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。本专利技术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，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供由40-60原子。/。Pt、 40-60原子。/oFe、 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。本专利技术还提供由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禾口/或Ni构成的磁性薄膜、以及溅射靶 材或蒸镀材料。本专利技术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，对本专利技术的磁性薄膜及其制备方法进一步详细说明。 本专利技术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50(TC，失去了添加P的效 果。本专利技术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。另夕卜，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50(TC，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。本专利技术的磁性薄膜可如下制备使用上述组成的三、四或五元体 系合金作为溅射靶材或蒸镀材料，通过溅射法或蒸镀法或离子镀等物 理气相生长法形成薄膜状。通过溅射法制备合金薄膜时，例如可通过高频(RF)溅射法、直流 (DC)溅射法、磁控管溅射法、RF磁控管溅射法等进行，具体来说可 如下进行例如在溅射装置中设置规定的溅射靶材和用于使薄膜析出 的基板，不加热基板或加热至最高约40(TC的温度。此时使用的溅射靶材可以是含有上述组成比例的Pt-Fe-P三元体 系或Pt-Fe-P-(Cu和/或Ni)四或五元体系合金的单一的靶材，或者是例 如在Pt耙材上放置Fe-P合金片、Fe-Cu合金片、Fe-Ni合金片、Fe-Cu-P 合金片、Fe-Ni-P合金片等合金片的至少一种、达到上述的组成比例 的复合靶材。还可以将Fe、 Cu和Ni单独作为复合靶材的一部分使用。通过蒸镀法制备合金薄膜时，例如可如下进行按照电子束蒸镀 法，对以规定比例含有Pt、 Fe、 P、 Cu、 Ni而成的蒸镀源照射电子束， 使其加热蒸发，在基板上使Pt-Fe-P三元体系或Pt-Fe-P-(Cu禾fV或Ni) 四元或五元体系合金以薄膜的形式堆积。上述溅射或蒸镀中使用的合金靶材或合金片或蒸镀源可以如下5制备将Pt、 Fe、 P、 Cu禾nNi以适当的规定比例组合，在气体炉、 高频熔解炉等适当的金属熔解炉内熔融，根据需要在模具中铸造，通 过切削进行加工。熔融时的气氛为空气即可，也可根据需要使用惰性 气体气氛或真空。作为原料使用的Pt、 Fe、 P、 Cu和Ni可以使用以 粒状、板状、块状等形态销售的材料，通常优选纯度为99.9°/。以上， 特别是99.95%以上的材料。上述溅射或蒸镀所使用的合金耙材或合金 片或蒸镀源还可通过将Pt、 Fe、 P、 Cu和Ni以适当的规定比例混合， 将所得原料粉末进行烧结来制备。烧结时的气氛为惰性气体气氛或真 空较为适当。原料的金属粉末通常优选纯度在99.5%以上，特别是 99.9%以上的材料。用于使薄膜析出的基板例如有石英玻璃板、结晶玻璃板、MgO板、 Si板等。在基板上形成的薄膜通常可以具有5-200 nm范围内的膜厚。 所得薄膜可通过在约300-约600°C、优选约350-约50(TC的温度 下热处理来实现规则化，由此可以获得具有更高矫顽力的磁性薄膜。 本专利技术的磁性薄膜无需特别进行制成颗粒状等的特殊处理即具有高矫顽力，但是通过与Si02等无机物组合也可以制成形成了颗粒结构的薄膜。本专利技术的磁性薄膜可有利地用于要求高矫顽力的硬盘等磁记录 介质。由如上所述形成的磁性薄膜制备磁记录介质时，例如可如下进 行使用在非磁性基板上设有软磁性层的基板，如上所述在其上形成 本专利技术的磁性薄膜，进一步根据需要在其上层合保护层、润滑层等。以下通过实施例更具体说明本专利技术。实施例1-6和比较例1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁性薄膜，其由４０－６０原子％Ｐｔ、４０－６０原子％Ｆｅ和０．０５－１．０原子％Ｐ构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-8-31 235810/20061. 磁性薄膜，其由40-60原子％Pt、40-60原子％Fe和0.05-1.0原子％P构成。2. 权利要求1所述的磁性薄膜，其含有0.1-0.8原子7。P。3. 磁性薄膜，其由40-60原子Q/。Pt、 40-60原子o/。Fe、 0.05-2.0原 子°/。 P以及0.4-19.5原子％ Cu禾口/或Ni构成。4. 权利要求3所述的磁性薄膜，其含有0.1-1.5原子。/。P。5. 权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川浩一，
申请(专利权)人：石福金属兴业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]