專利名稱：含多組分氧化物的增強(qiáng)的濺射靶合金組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濺射靶，更具體地，涉及從濺射靶濺射的磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜，所述濺射靶包括含多組分氧化物(multi-component oxide)的合金組合物，該組合物具有改善的冶金學(xué)特征。
背景技術(shù)：
DC磁控濺射方法廣泛用于多種領(lǐng)域，用于以精確控制的厚度和在窄的原子分?jǐn)?shù)耐受度(atomic fraction tolerance)內(nèi)在襯底上提供薄膜材料淀積，用于例如涂布半導(dǎo)體和/或在磁記錄介質(zhì)表面上形成膜。在一個(gè)常規(guī)結(jié)構(gòu)中，通過(guò)在靶的后側(cè)表面上放置磁鐵而對(duì)濺射靶施加跑道形磁場(chǎng)。在濺射靶附近捕獲電子，改善氬離子的產(chǎn)生并增加濺射率。這種等離子區(qū)內(nèi)的離子與濺射靶表面碰撞引起濺射靶從濺射靶面發(fā)射原子。陰極濺射靶和要被涂布的陽(yáng)極襯底之間的電壓差引起所發(fā)射的原子在襯底表面上形成所需的膜。
在反應(yīng)濺射過(guò)程中，真空室部分地充滿化學(xué)反應(yīng)性氣體氣氛，從靶濺射出的材料與氣體混合物中的反應(yīng)性組分起化學(xué)反應(yīng)，形成成膜化合物。
在常規(guī)磁記錄介質(zhì)的生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)多重濺射靶在襯底上順序地濺射薄膜層，其中每個(gè)濺射靶包括不同的材料，導(dǎo)致淀積了薄膜“層疊體”。圖1說(shuō)明常規(guī)磁記錄介質(zhì)的典型的薄膜層疊體。在層疊體的底部為非磁性襯底101，其典型地為鋁或玻璃。第一淀積層為種晶層(seed layer)102，其影響更高層的晶粒結(jié)構(gòu)的形狀和取向，通常包括NiP或NiAl。然后，淀積非磁性底層104，其經(jīng)常包括一到三個(gè)離散的層，其中底層典型地為鉻基合金，如CrMo、或CrTi。在底層104上形成包括一個(gè)或兩個(gè)分離層的中間層105，其中中間層105為鈷基的和并稍微具有磁性。在中間層上淀積可包括兩個(gè)或三個(gè)分離層的磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層106，在磁性層106上形成碳潤(rùn)滑劑層108。
磁記錄介質(zhì)上每單位面積存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的量與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層的冶金學(xué)特征和組成直接相關(guān)，并相應(yīng)地與濺射數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層的濺射靶材料直接相關(guān)。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)能力持續(xù)增長(zhǎng)，與常規(guī)的“水平磁記錄(LMR)”相反的稱為“垂直磁記錄(PMR)”的技術(shù)已經(jīng)是磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工業(yè)最有前途和有效的技術(shù)。使用PMR，比特垂直于磁記錄介質(zhì)的平面記錄，可用于更小的比特尺寸和更大的矯頑磁性。作為回報(bào)，PMR預(yù)期增加磁盤矯頑磁性和加強(qiáng)磁盤信號(hào)振幅，轉(zhuǎn)化為優(yōu)異的檔案式數(shù)據(jù)保留(archival data retention)。
實(shí)現(xiàn)低的記錄介質(zhì)噪聲性能和高的熱穩(wěn)定性的關(guān)鍵在于提供與大的垂直磁各向異性或Ku組合的充分分離的細(xì)粒結(jié)構(gòu)。含氧的CoCrPt基或CoPt基介質(zhì)不僅通過(guò)富氧的晶界相提供更好的晶粒-晶粒分離，而且它們還抑制Ku的退化而不妨礙介質(zhì)的外延生長(zhǎng)。在金屬中具有低固溶度的氧化物經(jīng)常沉淀進(jìn)入晶界區(qū)域中。晶粒的顯微結(jié)構(gòu)分離、磁分離和電分離是實(shí)現(xiàn)具有小串音干擾(cross-talk)和高信噪比(SNR)的離散磁疇的關(guān)鍵參數(shù)。
實(shí)現(xiàn)這些所需性質(zhì)的常規(guī)方法為將單組分氧化物如SiO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、Ta2O5、Nb2O5用于介質(zhì)應(yīng)用。該方法為實(shí)現(xiàn)充分分離的晶粒結(jié)構(gòu)、和以元素如CoPtCrO、CoPtCr-SiO2、CoPtTa2O5形式的含氧磁性介質(zhì)中大的Ku值提供了顯著的改進(jìn)。然而這些氧化物沒(méi)有實(shí)現(xiàn)關(guān)于PMR介質(zhì)內(nèi)的SNR和熱穩(wěn)定性的最好的粒狀介質(zhì)性能。
因此非常期望提供在磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層具有致密晶粒結(jié)構(gòu)的磁記錄介質(zhì)，其改善信噪比并增加潛在的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。特別是，期望提供可用于濺射靶和濺射成薄膜的含多組分氧化物的合金。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及濺射靶，更具體地，涉及從包括含多組分氧化物的合金組合物的濺射靶濺射的磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜，所述組合物具有改善的冶金學(xué)特征。
根據(jù)一個(gè)方案，本發(fā)明為濺射靶，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和多組分氧化物。多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
含多組分氧化物的合金組合物的應(yīng)用通過(guò)調(diào)節(jié)磁性介質(zhì)中不同的構(gòu)成氧化物的氧化物性質(zhì)增強(qiáng)晶粒-晶粒顯微結(jié)構(gòu)的磁分離和電分離。當(dāng)與已知氧化物如SiO2/Al2O3等結(jié)合使用時(shí)，用于此目的的特定金屬氧化物形成包封磁性晶粒的多組分絕緣氧化物基體。
多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。濺射靶另外包括鉻(Cr)和/或硼(B)。
第一方面，多組分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2為選自鉭(Ta)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。多組分氧化物另外包括X3，其中X3為選自鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
在選擇性的第二方面，多組分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2為選自硅(Si)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。多組分氧化物另外包括X3，其中X3為選自鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
在選擇性的第三方面，多組分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2為選自硅(Si)、鉭(Ta)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
在第二方案中，本發(fā)明為包括襯底、和在襯底上形成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層的磁記錄介質(zhì)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和多組分氧化物。多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
根據(jù)第三方案，本發(fā)明為生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其包括從濺射靶濺射至少第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層到襯底上的步驟。濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和多組分氧化物。多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
根據(jù)第四方案，本發(fā)明為濺射靶，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、至少一種氧化物、和至少一種金屬。當(dāng)濺射靶濺射時(shí)，至少一種氧化物和至少一種金屬提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性，且多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。
根據(jù)第五方案，本發(fā)明為濺射靶，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二氧化物。當(dāng)濺射靶濺射時(shí)，第一及第二氧化物提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性，且多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。
根據(jù)第六方案，本發(fā)明為濺射靶，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二金屬。當(dāng)濺射靶反應(yīng)濺射時(shí)，第一及第二金屬提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性，且多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。
根據(jù)第七方案，本發(fā)明為生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其包括從濺射靶濺射至少第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層到襯底上的步驟。濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、至少一種氧化物、和至少一種金屬，其中至少一種氧化物和至少一種金屬提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，且其中多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
根據(jù)第八方案，本發(fā)明為生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其包括從濺射靶濺射至少第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層到襯底上的步驟。濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二氧化物，其中至少第一及第二氧化物提供多組分氧化物。多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，且多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
根據(jù)第九方案，本發(fā)明為生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其包括在氧(O)的存在下從濺射靶濺射至少第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層到襯底上的步驟。濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二金屬，其中所述至少第一及第二金屬提供多組分氧化物。多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，且多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
在以下優(yōu)選實(shí)施方案的說(shuō)明中，參考了作為優(yōu)選方案的一部分的附圖，其中所示為其中可實(shí)踐本發(fā)明的特定實(shí)施方案。應(yīng)該理解，可使用其它實(shí)施方案，且可進(jìn)行改變而不脫離本發(fā)明的范圍。


現(xiàn)在參考附圖，其中相同參考數(shù)字自始至終表示相應(yīng)部件。
圖1描述用于常規(guī)磁記錄介質(zhì)的典型的薄膜層疊體；圖2描述薄膜層疊體，其中已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案從包括含多組分氧化物的增強(qiáng)的濺射靶合金組合物的濺射靶濺射了磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層；和圖3為描述生產(chǎn)本發(fā)明第二實(shí)施方案的磁記錄介質(zhì)的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供在磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層具有致密晶粒結(jié)構(gòu)的磁記錄介質(zhì)，其改善了信噪比并增加了潛在的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。此外，本發(fā)明提供可用在濺射靶中并濺射成薄膜的含多組分氧化物的合金。
圖2描述了薄膜層疊體，其中已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案從包括含多組分氧化物的增強(qiáng)的濺射靶合金組合物的濺射靶濺射了磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。簡(jiǎn)要地，磁記錄介質(zhì)包括襯底、和在襯底上形成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和多組分氧化物。多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
更具體地，磁記錄介質(zhì)200包括襯底201、和在襯底201上形成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層206。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層206包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和多組分氧化物。多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
如上所指出，磁記錄介質(zhì)200可包括其它薄膜層，所述其它薄膜層包括種晶層202、非磁性底層204、中間層205、和碳潤(rùn)滑劑層208，雖然在本發(fā)明的選擇性實(shí)施方案中省略了這些層中的一些或全部。
含多組分氧化物的合金組合物的應(yīng)用通過(guò)調(diào)節(jié)磁性介質(zhì)中不同的構(gòu)成氧化物的氧化物性質(zhì)增強(qiáng)了晶粒-晶粒顯微結(jié)構(gòu)的磁分離和電分離?？膳c已知氧化物如SiO2/Al2O3等結(jié)合使用的特定金屬氧化物可用于此目的以形成包封磁性晶粒的多組分絕緣氧化物基體。
多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。濺射靶另外包括鉻(Cr)和/或硼(B)。長(zhǎng)期以來(lái)，元素如硼的加入用于增強(qiáng)LMR介質(zhì)中晶粒-晶粒分離。在選擇性的方面中，介電常數(shù)大于或小于5.0，和/或省略鉻和/或硼。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層206特別適合于PMR應(yīng)用。金屬氧化物中所用元素的選擇根據(jù)幾種標(biāo)準(zhǔn)，其中具有抵消性質(zhì)和增強(qiáng)性質(zhì)的不同氧化物的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了在垂直磁性介質(zhì)中關(guān)于SNR和熱穩(wěn)定性的最佳粒狀介質(zhì)性能。
更具體地，為了使PMR實(shí)現(xiàn)高的記錄密度，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層必須包括具有高的熱穩(wěn)定性和低的記錄介質(zhì)噪聲性能的材料。磁疇包封在絕緣基質(zhì)中的含CoCrPt基或CoPt基合金的粒狀磁性介質(zhì)不僅由于它們大的磁晶各向異性而對(duì)熱騷動(dòng)具有高抗性，而且由于晶粒尺寸減小還提供增強(qiáng)的SNR性能。然而，隨著粒狀磁性介質(zhì)中晶粒細(xì)化接近磁偶極子穩(wěn)定性的極限，開(kāi)發(fā)具有足夠的晶粒-晶粒分離的材料以使每個(gè)晶粒不受整體中其鄰近鄰居的磁影響變得越來(lái)越重要。
對(duì)于其中對(duì)晶粒細(xì)化和分離的要求比LMR更加嚴(yán)格的PMR，已經(jīng)觀察到粒狀介質(zhì)中含氧晶界提供更好的磁性，使得通過(guò)反應(yīng)濺射和/或含單一氧化物(如SiO2、Al2O3、Ta2O5、或Nb2O5)的靶結(jié)合氧是有利的。本發(fā)明另外通過(guò)使用含多組分氧化物的濺射靶增強(qiáng)磁性介質(zhì)中富氧的晶界區(qū)域的益處。這一目的通過(guò)使用包含根據(jù)特定準(zhǔn)則選擇的多組分氧化物的濺射靶調(diào)節(jié)與結(jié)合在磁性介質(zhì)中的多組分氧化物基體的氧化傾向、玻璃形成趨勢(shì)、和磁性介電性能有關(guān)的不同的氧化物性質(zhì)而實(shí)現(xiàn)。
很少與金屬形成固體溶液的氧化物具有固有的在CoCrPt基或CoPt基粒狀介質(zhì)中晶界區(qū)域中沉淀的傾向并從而增強(qiáng)磁性晶粒的顯微結(jié)構(gòu)分離。這些氧化物不妨礙含氧的CoCrPt基或CoPt基薄膜介質(zhì)的外延生長(zhǎng)，因此導(dǎo)致對(duì)Ku退化的抑制。
由于上述確定的含氧介質(zhì)的影響，通過(guò)反應(yīng)濺射在薄膜磁性介質(zhì)中引入使晶界中的氧含量富集的氧以及單一氧化物與CoCrPt和CoPt結(jié)合使用賦予PMR介質(zhì)更好的磁性性能。然而，使用含氧化物的靶生產(chǎn)的含氧粒狀磁性介質(zhì)已經(jīng)顯示出比包含通過(guò)反應(yīng)濺射所結(jié)合的氧的介質(zhì)更好的磁性性能。
根據(jù)金屬陽(yáng)離子的氧化傾向和擴(kuò)散性質(zhì)、和氧化物玻璃形成趨勢(shì)及其磁性性質(zhì)、介電性質(zhì)選擇用于粒狀磁性介質(zhì)的濺射靶中使用的金屬氧化物。具體地，該氧化物的陽(yáng)離子的氧化電位比合金的主要磁性組分鈷(Co)的氧化電位更高，因此其還原電位應(yīng)該小于-0.03eV。因而，氧化物的陽(yáng)離子的氧化傾向比合金中其它金屬組分更高。以下表1表示幾種不同陽(yáng)離子的還原電位。
表1

另外，氧化物具有原子半徑尺寸足夠使得可容易地?cái)U(kuò)散到磁性合金內(nèi)的晶界并小于0.25nm的陽(yáng)離子。表2提供幾種不同金屬的原子半徑表2

此外，氧化物在磁性介質(zhì)中的磁疇具有最少的磁干擾，因此本質(zhì)上具有負(fù)磁導(dǎo)率的抗磁性、順磁性、或具有小于10-6m3/Kg的略正磁導(dǎo)率的極弱磁性。表3表示不同金屬氧化物的磁性性能表3

氧化物基體為高度絕緣的，以防止磁性晶粒之間導(dǎo)電。通過(guò)非絕緣性或弱絕緣性晶界的漏電通路引起導(dǎo)電，其在磁控濺射過(guò)程中與施加的磁場(chǎng)相互作用而不利地影響介質(zhì)的磁性性能以及靶的濺射性能。因此，氧化物的相對(duì)介電常數(shù)充分高使得包封氧化物基體充分絕緣。上述表3提供了不同金屬氧化物的介電性能。
為了具有比單組分氧化物的介電常數(shù)更高的多組分氧化物基體的介電常數(shù)，將氧化物以某種比例使用，以得到最高的總介電常數(shù)。
氧化物基體為無(wú)定形的，使得磁性晶粒之間的不同元素物質(zhì)的相互擴(kuò)散不通過(guò)否則的結(jié)晶基體中能量有利的晶界擴(kuò)散得到促進(jìn)。這種特征通過(guò)防止作為相互擴(kuò)和界面反應(yīng)的副產(chǎn)物的中間反應(yīng)化合物形成和金屬間化合形成而產(chǎn)生更好的晶粒-晶粒顯微結(jié)構(gòu)包封和化學(xué)包封。當(dāng)與中間體或條件性玻璃形成體如Al2O3、ZrO2、HfO2、Ta2O5等組合使用時(shí)，玻璃形成氧化物如SiO2、GeO2、P2O5、或類似氧化物形成具有高結(jié)晶溫度的無(wú)定形的多組分氧化物相。在磁性介質(zhì)中包括更順從玻璃形成的氧化物或氧化物的組合。
使用包含最佳比例的、根據(jù)所提出標(biāo)準(zhǔn)選擇的不同氧化物的多組分氧化物靶實(shí)現(xiàn)了多組分氧化物基體中不同氧化物各自的優(yōu)點(diǎn)。在多種應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了多組分氧化物的優(yōu)點(diǎn)，包括介電常數(shù)的提高、機(jī)械性能的提高、和使用兩種或多種不同氧化物的無(wú)定形相或結(jié)晶相的穩(wěn)定性的提高。因此，使用包含多組分氧化物的濺射靶淀積薄膜磁性介質(zhì)提供了用于PMR的粒狀磁性介質(zhì)的磁性性能的顯著改進(jìn)。
多組分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2為選自硅(Si)、鉭(Ta)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。多組分氧化另外包括X3，其中X3為選自硅(Si)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。在其它方面中，元素X3被省略。
圖3為描述生產(chǎn)本發(fā)明第二實(shí)施方案的磁記錄介質(zhì)的方法的流程圖。流程開(kāi)始(步驟S300)，至少第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層被從濺射靶濺射到襯底上(步驟S301)、和流程結(jié)束(步驟S302)。
根據(jù)第一方面，濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和多組分氧化物。根據(jù)選擇性的第二方面，濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、至少一種氧化物、和至少一種金屬，其中至少一種氧化物和至少一種金屬提供多組分氧化物。根據(jù)選擇性的第三方面，濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二氧化物，其中至少第一及第二氧化物提供多組分氧化物。根據(jù)選擇性的第四方面，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層經(jīng)過(guò)反應(yīng)濺射，且濺射鈀包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二金屬，其中至少第一及第二金屬提供多組分氧化物。
多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
本發(fā)明可用于使用包含多組分氧化物的濺射靶加工磁膜，特別是在其中要求晶粒結(jié)構(gòu)細(xì)化和分離更嚴(yán)格的PMR應(yīng)用中，以使SNR退化最小化并實(shí)現(xiàn)大的Ku。市售的水平記錄介質(zhì)也可受益于多組分氧化物基體用于晶粒細(xì)化和分離的本質(zhì)特征以增強(qiáng)磁性性能。
根據(jù)第三方案，本發(fā)明為濺射靶，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和多組分氧化物。多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。濺射靶另外包括鉻(Cr)和/或硼(B)。
第一方面，多組分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2為選自鉭(Ta)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。多組分氧化物另外包括X3，其中X3為選自鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
在選擇性的第二方面，多組分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2為選自硅(Si)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。多組分氧化物另外包括X3，其中X3為選自鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
在選擇性的第三方面，多組分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2為選自硅(Si)、鉭(Ta)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
根據(jù)第四方案，本發(fā)明為濺射靶，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、至少一種氧化物、和至少一種金屬。當(dāng)濺射靶濺射時(shí)，至少一種氧化物和至少一種金屬提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性，且多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。
根據(jù)第五方案，本發(fā)明為濺射靶，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二氧化物。當(dāng)濺射靶濺射時(shí)，第一及第二氧化物提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性，且多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。
根據(jù)第六方案，本發(fā)明為濺射靶，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二金屬。當(dāng)濺射靶反應(yīng)濺射時(shí)，第一及第二金屬提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性，且多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。
已經(jīng)用具體的說(shuō)明性實(shí)施方案描述了本發(fā)明。應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方案，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種改變和改進(jìn)而不脫離本發(fā)明的范圍和精神實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求
1.濺射靶，其中所述濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，和其中多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
2.權(quán)利要求1的濺射靶，其中多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。
3.權(quán)利要求1的濺射靶，其中所述濺射靶另外包括鉻(Cr)。
4.權(quán)利要求1的濺射靶，其中所述濺射靶另外包括硼(B)。
5.權(quán)利要求1的濺射靶，其中所述多組分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2為選自鉭(Ta)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
6.權(quán)利要求1的濺射靶，其中所述多組分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2為選自硅(Si)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
7.權(quán)利要求5的濺射靶，其中所述多組分氧化物另外包括X3，其中X3為選自鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
8.權(quán)利要求6的濺射靶，其中所述多組分氧化物另外包括X3，其中X3為選自鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
9.權(quán)利要求1的濺射靶，其中所述多組分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2為選自硅(Si)、鉭(Ta)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
10.磁記錄介質(zhì)，其包括襯底；和在所述襯底上形成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層，其中所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，和其中多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
11.權(quán)利要求10的磁記錄介質(zhì)，其中所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層另外包括鉻(Cr)。
12.權(quán)利要求10的磁記錄介質(zhì)，其中所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層另外包括硼(B)。
13.權(quán)利要求10的磁記錄介質(zhì)，其中所述多組分氧化物另外包括X1、X2、和氧(O)，其中X1和X2為選自硅(Si)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
14.權(quán)利要求13的磁記錄介質(zhì)，其中所述多組分氧化物另外包括X3，其中X3為選自硅(Si)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
15.生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其包括從濺射靶濺射至少第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層到襯底上的步驟，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，且其中多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
16.濺射靶，其中所述濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、至少一種氧化物、和至少一種金屬，其中，當(dāng)濺射靶濺射時(shí)，所述至少一種氧化物和所述至少一種金屬提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，其中多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性，且其中多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。
17.權(quán)利要求16的濺射靶，其中所述濺射靶另外包括鉻(Cr)。
18.權(quán)利要求16的濺射靶，其中所述濺射靶另外包括硼(B)。
19.權(quán)利要求16的濺射靶，其中所述至少一種氧化物另外包括X1和氧(O)，其中X1為選自硅(Si)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
20.權(quán)利要求16的濺射靶，其中所述至少一種金屬為選自硅(Si)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
21.權(quán)利要求16的濺射靶，其中所述至少一種氧化物另外包括X1和氧(O)，其中X1為選自硅(Si)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素；和其中所述至少一種金屬為選自硅(Si)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
22.權(quán)利要求16的濺射靶，其中所述至少一種氧化物另外包括X1和氧(O)，其中X1為選自鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、或鎳(Ni)的元素；和其中所述至少一種金屬為選自硅(Si)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、或鎳(Ni)的元素。
23.濺射靶，其中所述濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二氧化物，其中，當(dāng)濺射靶濺射時(shí)，所述第一及第二氧化物提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，其中多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性，且其中多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。
24.權(quán)利要求23的濺射靶，其中所述濺射靶另外包括鉻(Cr)。
25.權(quán)利要求23的濺射靶，其中所述濺射靶另外包括硼(B)。
26.權(quán)利要求23的濺射靶，其中所述第一氧化物另外包括X1和氧(O)，其中X1為選自硅(Si)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
27.權(quán)利要求23的濺射靶，其中所述第二氧化物另外包括X2和氧(O)，其中X2為選自硅(Si)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
28.濺射靶，其中所述濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二金屬，其中，當(dāng)濺射靶反應(yīng)濺射時(shí)，所述第一及第二金屬提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，其中多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性，且其中多組分氧化物的介電常數(shù)大于5.0。
29.權(quán)利要求28的濺射靶，其中所述濺射靶另外包括鉻(Cr)。
30.權(quán)利要求28的濺射靶，其中所述濺射靶另外包括硼(B)。
31.權(quán)利要求28的濺射靶，其中所述第一金屬為選自硅(Si)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
32.權(quán)利要求28的濺射靶，其中所述第二金屬為選自硅(Si)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鑭(La)、鎢(W)、鈷(Co)、釔(Y)、鉻(Cr)、鈰(Ce)、銪(Eu)、釓(Gd)、釩(V)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鎂(Mg)、錳(Mn)、銥(Ir)、錸(Re)、和鎳(Ni)的元素。
33.生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其包括從濺射靶濺射至少第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層到襯底上的步驟，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、至少一種氧化物、和至少一種金屬，其中所述至少一種氧化物和所述至少一種金屬提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，且其中多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/Kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
34.生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其包括從濺射靶濺射至少第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層到襯底上的步驟，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二氧化物，其中所述至少第一及第二氧化物提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，且其中多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
35.生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其包括在氧(O)的存在下從濺射靶反應(yīng)濺射至少第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層到襯底上的步驟，其中濺射靶包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和至少第一及第二金屬，其中所述至少第一及第二金屬提供多組分氧化物，其中多組分氧化物具有還原電位小于-0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子，且其中多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10-6m3/kg的抗磁性、順磁性、或磁性。
全文摘要
磁記錄介質(zhì)，其包括襯底、和在襯底上形成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)薄膜層包括鈷(Co)、鉑(Pt)、和多組分氧化物。多組分氧化物具有還原電位小于－0.03電子伏特、原子半徑小于0.25納米的陽(yáng)離子。另外，多組分氧化物具有磁導(dǎo)率小于10
文檔編號(hào)C23C14/35GK1952207SQ20051011406
公開(kāi)日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
發(fā)明者邁克爾·吉恩·拉辛, 安尼爾班·戴斯, 史蒂文·羅杰·肯尼迪, 程遠(yuǎn)達(dá) 申請(qǐng)人:黑羅伊斯有限公司