磁性薄膜制造技術

本發明專利技術公開了由４０－６０原子％Ｐｔ、４０－６０原子％Ｆｅ、０．０５－１．０原子％Ｐ以及根據需要的０．４－１９．５原子％Ｃｕ和／或Ｎｉ構成的磁性薄膜和濺射靶材或蒸鍍材料。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及可用于形成以硬盤等為代表的磁記錄介質的磁性薄 膜、以及可在其制備中應用的濺射靶材和蒸鍍材料。
技術介紹
以往，以硬盤等為代表的磁記錄介質中采用水平面內(或長度方向) 記錄方式，但是由于磁極的推斥或熱攪動等的影響，會發生記錄磁化 消失的情況，難以實現高密度化。由于這些問題，目前采用垂直磁記錄方式以實現高密度化。垂直 磁記錄方式的磁記錄介質中，與水平面內記錄方式同樣，大多使用Co-Cr-Pt-Ta等Co-Cr系合金薄膜，其矯頑力通常為3-4 kOe。由于Co-Cr系合金薄膜的熱穩定性欠缺，有人嘗試通過添加Si02 等制成顆粒結構，抑制因熱攪動等導致的記錄磁化消失。另一方面，為了抑制因更強的熱攪動等導致的記錄磁化消失，有 人嘗試開發了具有高矯頑力和磁各向異性的Pt-Fe合金膜(例如參照曰 本專利第3305790號公報)。該Pt-Fe合金膜通常是通過濺射法或蒸鍍 法等成膜的，但是所得的合金膜為呈現面心立方結構(fcc)的不規則狀 態，為了獲得具有足夠矯頑力的合金膜，必須變換為面心正方結構(fct) 的規則狀態。為了制成規則狀態，通常需要施加熱處理。將Pt-Fe合金膜由不規則狀態變換成規則狀態(以下稱為規則化)， 必須將該合金膜在600。C以上的溫度進行熱處理，無法使用鋁基板或 玻璃基板等在600。C變形的基板，必須使用MgO基板或硅晶片、石英 等價格昂貴、在60(TC以上的溫度下也不變形的基板，因此需要降低 規則化的溫度。
技術實現思路
本專利技術的主要目的是提供在常規的成膜方法一一濺射法或蒸鍍法等物理氣相生長法中，無需特殊處理即可在比Pt-Fe 二元體系合金 膜低的溫度下進行規則化的磁性薄膜。本專利技術人為了實現上述目的進行了深入的研究，結果發現在Pt和Fe中添加特定少量的P制成合金，則可得到可在比Pt-Fe 二元體系 合金低的溫度下進行規則化的磁性薄膜；進一步添加Cu和/或Ni， P 的量多于1原子％時規則化溫度反而升高的性質得到改善，可以得到 可在更低的溫度下進行規則化的磁性薄膜，從而完成了本專利技術。即，本專利技術提供由40-60原子。/。Pt、 40-60原子。/oFe、 0.05-1.0原 子。/。P構成的磁性薄膜、以及濺射靶材或蒸鍍材料。本專利技術還提供由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構成的磁性薄膜、以及濺射靶 材或蒸鍍材料。本專利技術所提供的磁性薄膜可以通過濺射法或蒸鍍法等物理氣相 生長法容易地形成。以下，對本專利技術的磁性薄膜及其制備方法進一步詳細說明。 本專利技術的一個實施方案提供Pt-Fe-P三元體系磁性薄膜，該磁性 薄膜是在以40-60原子％、優選40-55原子％ Pt以及40-60原子％、優 選45-60原子％ Fe為基礎的Pt-Fe 二元體系合金材料中進一步添加P 制成合金，并且薄膜化而成的。此時P的添加量可以在0.05-1.0原子 %、優選0.1-0.8原子％的范圍內。Pt和Fe的用量超過上述范圍，則 所得薄膜即使熱處理也可能無法實現規則化。P的添加量低于0.05原 子°/。，則無法獲得降低用于規則化的熱處理溫度的效果，相反，超過 1原子％，則用于規則化的熱處理溫度高于50(TC，失去了添加P的效 果。本專利技術的又一實施方案提供Pt-Fe-P-(Cu和/或Ni)四或五元體系磁 性薄膜，該磁性薄膜是在以40-60原子％、優選40-55原子％ Pt以及40-60原子％、優選45-60原子％ Fe為基礎的Pt-Fe 二元體系合金材料 中進一步添加P、 Cu和/或Ni制成合金，并且薄膜化而成的。此時P 的添加量可以在0.05-2.0原子°/。、優選0.1-1.5原子％的范圍內，Cu和 /或Ni的添加量合計可在0.4-19.5原子％、優選1.0-10原子％的范圍內。 Pt和Fe的用量超過上述范圍，則所得薄膜即使熱處理也可能無法實 現規則化。另夕卜，P的添加量低于0.05原子％，則無法獲得降低用于 規則化的熱處理溫度的效果，相反，超過2原子°/。，則用于規則化的 熱處理溫度高于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％，則無法獲得降低用于規則化的熱處理溫度的輔 助效果，相反，超過19.5原子°/。，則所得薄膜即使熱處理也可能無法 實現規則化。本專利技術的磁性薄膜可如下制備使用上述組成的三、四或五元體 系合金作為濺射靶材或蒸鍍材料，通過濺射法或蒸鍍法或離子鍍等物 理氣相生長法形成薄膜狀。通過濺射法制備合金薄膜時，例如可通過高頻(RF)濺射法、直流 (DC)濺射法、磁控管濺射法、RF磁控管濺射法等進行，具體來說可 如下進行例如在濺射裝置中設置規定的濺射靶材和用于使薄膜析出 的基板，不加熱基板或加熱至最高約40(TC的溫度。此時使用的濺射靶材可以是含有上述組成比例的Pt-Fe-P三元體 系或Pt-Fe-P-(Cu和/或Ni)四或五元體系合金的單一的靶材，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種、達到上述的組成比例 的復合靶材。還可以將Fe、 Cu和Ni單獨作為復合靶材的一部分使用。通過蒸鍍法制備合金薄膜時，例如可如下進行按照電子束蒸鍍 法，對以規定比例含有Pt、 Fe、 P、 Cu、 Ni而成的蒸鍍源照射電子束， 使其加熱蒸發，在基板上使Pt-Fe-P三元體系或Pt-Fe-P-(Cu禾fV或Ni) 四元或五元體系合金以薄膜的形式堆積。上述濺射或蒸鍍中使用的合金靶材或合金片或蒸鍍源可以如下5制備將Pt、 Fe、 P、 Cu禾nNi以適當的規定比例組合，在氣體爐、 高頻熔解爐等適當的金屬熔解爐內熔融，根據需要在模具中鑄造，通 過切削進行加工。熔融時的氣氛為空氣即可，也可根據需要使用惰性 氣體氣氛或真空。作為原料使用的Pt、 Fe、 P、 Cu和Ni可以使用以 粒狀、板狀、塊狀等形態銷售的材料，通常優選純度為99.9°/。以上， 特別是99.95%以上的材料。上述濺射或蒸鍍所使用的合金耙材或合金 片或蒸鍍源還可通過將Pt、 Fe、 P、 Cu和Ni以適當的規定比例混合， 將所得原料粉末進行燒結來制備。燒結時的氣氛為惰性氣體氣氛或真 空較為適當。原料的金屬粉末通常優選純度在99.5%以上，特別是 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、結晶玻璃板、MgO板、 Si板等。在基板上形成的薄膜通常可以具有5-200 nm范圍內的膜厚。 所得薄膜可通過在約300-約600°C、優選約350-約50(TC的溫度 下熱處理來實現規則化，由此可以獲得具有更高矯頑力的磁性薄膜。 本專利技術的磁性薄膜無需特別進行制成顆粒狀等的特殊處理即具有高矯頑力，但是通過與Si02等無機物組合也可以制成形成了顆粒結構的薄膜。本專利技術的磁性薄膜可有利地用于要求高矯頑力的硬盤等磁記錄 介質。由如上所述形成的磁性薄膜制備磁記錄介質時，例如可如下進 行使用在非磁性基板上設有軟磁性層的基板，如上所述在其上形成 本專利技術的磁性薄膜，進一步根據需要在其上層合保護層、潤滑層等。以下通過實施例更具體說明本專利技術。實施例1-6和比較例1-本文檔來自技高網...

【技術保護點】
磁性薄膜，其由４０－６０原子％Ｐｔ、４０－６０原子％Ｆｅ和０．０５－１．０原子％Ｐ構成。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】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構成。2. 權利要求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構成。4. 權利要求3所述的磁性薄膜，其含有0.1-1.5原子。/。P。5. 權利要求3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：長谷川浩一，
申請(專利權)人：石福金屬興業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]