CN101022014A - 钌合金磁介质和溅射靶 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有包括钌(Ru)和成合金元素的底层的磁性记录介质。当成合金元素在HCP Ru相中具有很小的固溶度或没有固溶度并且以超过该溶解度的量存在时，成合金元素可用于晶粒细化。当成合金元素在HCP Ru相中具有一定的固溶度并且以不超过该溶解度的量存在时，成合金元素可用于减少晶格错配。当成合金元素在HCP Ru相中具有一定的固溶度并且以超过该溶解度的量存在时，成合金元素可以同时用于晶粒细化和减少晶格错配。或者底层可以包括钌和两种成合金元素，一种用于晶粒细化，另一种用于减少晶格错配。本发明还提供了一种包括钌和成合金元素的溅射靶。

Description

钌合金磁介质和溅射靶
发明领域
本发明通常涉及溅射靶和磁性记录介质，更特别地涉及钌基溅射靶和用于垂直磁性记录的磁性记录介质中的底层。
发明背景
为了满足连续不断的对更大数据存储容量的需求，需要更高密度的磁性记录介质。获得高数据密度的方法中，到目前为止垂直磁性记录(PMR)看来是最有前途的。希望提供与大垂直磁各向异性Ku耦合的绝缘良好的细晶粒结构以获得用于PMR的磁介质叠层的粒状磁层中的低介质噪音(例如较高的信噪比)性能和高热稳定性。
另外，希望在晶体底层和上面的粒状磁层之间具有紧密的晶格匹配，以确保几乎无瑕疵的界面来减少任何对平面磁化的贡献。
发明概述
根据本发明提供一种具有钌基底层的磁性记录介质。该底层由钌和弱磁性成合金元素(alloying element)组成。当成合金元素在密排六方(HCP)Ru相中具有很小固溶度或无固溶度并且在合金中以超过该溶解度的量存在时，其可以用于晶粒细化(refine)。当成合金元素在HCP Ru相中具有一定固溶度并且在底层中以不超过该溶解度的量存在时，其可以是用于减少晶格错配。当成合金元素在HCP Ru相中具有一定固溶度并且在底层中以超过该溶解度的量存在时，其可以是用于晶粒细化和减少晶格错配。或者，底层可以包括钌和两种成合金元素，一种用于晶粒细化，另一种用于减少晶格错配。这些改进将改善磁性记录介质的信噪比(SNR)和垂直磁各向异性Ku。另外，提供包括上述钌基合金中的一种溅射靶，用于溅射磁性记录介质中的底层。
根据一个实施方案，本发明是一种磁性记录介质。该磁性记录介质包括包含钌(Ru)和成合金元素的第一层。成合金元素选自由硼(B)、铝(Al)、硅(Si)、锰(Mn)、锗(Ge)、硒(Se)、锆(Zr)、银(Ag)、锡(Sn)、镱(Yb)、镥(Lu)、铪(Hf)、锇(Os)、金(Au)、铋(Bi)和铊(Th)组成的组。成合金元素在第一层中以超过成合金元素在室温或高于室温下在HCP钌(Ru)相中的固溶度极限的量存在。
底层可以进一步包括第二成合金元素。第二成合金元素具有在密排六方(HCP)相钌中在室温或高于室温下大于O原子百分比的固溶度极限，和小于1.5×10-7m3/kg的质磁率。第二成合金元素在溅射靶中以不超过第二成合金元素的固溶度极限的量存在。
根据另一个实施方案，本发明的磁性记录介质包括包含钌(Ru)和成合金元素的第一层。成合金元素选自由硼(B)、铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)和铪(Hf)组成的组。成合金元素在第一层中以不超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中的固溶度极限的量存在。
根据再一个实施方案，本发明的磁性记录介质包括包含钌(Ru)和成合金元素的第一层。成合金元素选自由硼(B)、铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)和铪(Hf)组成的组。成合金元素在第一层中以超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中的固溶度极限的量存在。
根据再一个实施方案，本发明是包括钌(Ru)和成合金元素的溅射靶。成合金元素选自由硼(B)、铝(Al)、硅(Si)、锰(Mn)、锗(Ge)、硒(Se)、锆(Zr)、银(Ag)、锡(Sn)、镱(Yb)、镥(Lu)、铪(Hf)、锇(Os)、金(Au)、铋(Bi)和铊(Th)组成的组。成合金元素在溅射靶中以超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中的固溶度极限存在。
溅射靶还可以包括第二成合金元素。第二成合金元素具有在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌相中大于O原子百分比的固溶度极限，和小于1.5×10-7m3/kg的质磁率。第二成合金元素在溅射靶中以不超过第二成合金元素的固溶度极限的量存在。
根据再一个实施方案，本发明的溅射靶包括钌(Ru)和成合金元素。成合金元素选自由硼(B)、铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)和铪(Hf)组成的组。成合金元素在溅射靶中以不超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中的固溶度极限的量存在。
根据再一个实施方案，本发明的溅射靶包括钌(Ru)和成合金元素。成合金元素选自由硼(B)、铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)和铪(Hf)组成的组。成合金元素在溅射靶中以超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中的固溶度极限的量存在。
本发明另外的特征和优点将在下面的描述中阐明，并且一部分将从说明书中显示，或者可以通过本发明的实践而学到。本发明的目的和其它优点将通过书面说明书、权利要求书和附图所特别指出的结构而实现和获得。
应该理解：前面的概括描述和后面的详细描述都是示范性和解释性的，并且意在提供对要求专利保护的发明的进一步解释。
附图简述
附图，其提供对本发明进一步理解并引入构成该说明书的一部分，说明本发明的实施方案并与说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1说明根据本发明一个实施方案的磁性记录介质；
图2说明根据本发明另一个实施方案的溅射靶；和
图3是说明根据本发明的一个方面CoPt基磁性记录层的a-轴晶格参数随铂含量变化的图。
发明详述
在下面的详述中，阐明许多具体的细节以提供对本发明的完全理解。然而，对于本领域的普通技术人员显然无需这些具体细节可以实践本发明。在其它情况下，已知的结构和技术并未具体说明以避免不必要地使本发明模糊不清。
1.Ru-X
图1说明根据本发明一个实施方案的磁性记录介质叠层(stack)100。一种介质叠层例如介质叠层100可包括基底101(例如玻璃或铝(Al))、种层104、底层105和磁性记录层106。介质叠层100还可以包括一层或多层具有或不具有其他非磁性或磁性层的软底层，例如层102和103，安置在基底101上。介质叠层还可以包括润滑层和具有或不具有其他磁性或非磁性层的碳涂层，例如层107和108。
在磁性记录层106中可以使用含氧CoPt基粒状磁介质。在磁性记录层106中的氧形成无定形的硬而脆的晶界区域，从而限制晶粒的生长并使磁性记录层106晶粒细化。其它低或高磁矩的CoPt(Cr)(B)基磁层也可以沉积在该粒状磁性记录层106之上，以调节Ms(饱和磁化)与磁头设计相匹配。粒状磁性记录层106可以沉积在弱磁性(几乎无磁性)晶状(HCP相)底层上，例如底层105，其作用是改善与粒状磁性记录层106所处平面垂直的方向上CoPt基粒状磁性记录层106的Co[0002]织构，从而实现非常高的垂直各向异性。
晶粒细化的晶体底层，例如底层105，可以潜在地有助于减小外延沉积其上的粒状磁性记录层106的晶粒粒度。当底层105包含钌(Ru)与晶粒细化的元素X的合金时可增强该效果。作为晶粒细化剂，成合金元素X需要在室温或高于室温下在HCP钌相中基本无固溶度(例如＜10原子百分比(at.％))。这种不溶性将使得成合金元素在钌基底层105中形成无定形晶界，从而限制在底层105和后续层溅射时的晶粒生长。
而且，成合金元素X是非磁性或弱磁性的(例如具有＜1.5×10-7m3/kg的质磁率)。基于这条及以上标准，元素如表1中的元素是晶粒细化的成合金元素X的优良备选。例如，成合金元素X可以是硼(B)、铝(Al)、硅(Si)、锰(Mn)、锗(Ge)、硒(Se)、锆(Zr)、银(Ag)、锡(Sn)、镱(Yb)、镥(Lu)、铪(Hf)、锇(Os)、金(Au)、铋(Bi)或铊(Th)中的任一种。
表1
   原子数     原子半径 晶体结构     质磁率(10-8m3/kg) 在Ru的溶解度
B 5 0.97   斜方六面形(RHOMB) -0.87    2％(1660℃)，不溶(室温)
C 6 0.77   菱形(DIAMOND) -0.62    3％(1940℃)，不溶(室温)
Al 13 1.43 FCC 0.82    4％(1920℃)，1％(室温)
    Si     14     1.32   菱形     -0.16    不溶
    Mn     25     1.35   CUB     12.2    不溶
    Cu     26     1.28   FCC     -0.1    不溶
    Ge     32     1.39   菱形     -0.15    不溶
    Se     34     1.16   HCP     -0.4    不溶
Zr 40 1.6 HCP 1.66    1.9％(1715℃)，不溶(400℃)
    Ag     47     1.44   FCC     -0.23    不溶
    Sn     50     1.58   菱形     -0.31    不溶
    Yb     70     1.93   FCC     0.59    不溶
Lu 71 1.73 HCP 0.12    2-3％(1250℃)，不溶(室温)
Hf 72 1.59 HCP 0.53    2-3％(1200℃)，不溶(室温)
    Re     75     1.41   HCP     0.46    不溶
    Os     76     1.38   HCP     0.06    不溶
    Au     79     1.44   FCC     -0.18    不溶
    Bi     83     1.75   斜方六面形     -1.7    不溶
    Th     90     1.8   FCC     0.53    不溶
晶粒细化的成合金元素X可以以超过它在室温或高于室温下在HCP钌相中的最大固溶度极限的任意量加入钌基底层105。
根据本发明的一个实施方案底层105可以从溅射靶例如图2中的溅射靶200溅射沉积。如同底层105，溅射靶200可以包括钌(Ru)和晶粒细化的成合金元素X。作为晶粒细化剂，成合金元素X需要在室温或高于室温下在HCP钌相中基本无固溶度(例如＜10原子百分比(at.％))。而且，成合金元素X是非磁性或弱磁性的(例如具有＜1.5×10-7m3/kg的质磁率)。最后，成合金元素X以超过它在室温或高于室温下在HCP相钌中最大固溶度极限的任意量加入到溅射靶200。成合金元素X以超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌相中固溶度极限的量在溅射靶中存在。
2.Ru-Y
再回到图1，参照其中说明的磁性记录介质叠层100可以说明本发明的另一个实施方案。CoPt基粒状磁性记录层106沉积在HCP相钌基底层105之上。由于铂在室温下大量溶于钴，在钴中引入铂可以显著地改变(根据Vegard定律预知的线性)磁性记录层106的晶格常数。图3显示了随着铂含量变化CoPt基磁性记录层中a-轴晶格参数的变化。
当磁性记录介质叠层100用于垂直磁性记录(PMR)时，CoPt基磁性记录层106应该在HCP相具有沿[0002]方向强的平面外定向(out-of-plane orientation)。如果钌的HCP[0002]平面定向为与底层105和磁性记录层106的界面平行，那么钌基底层105会改善磁性记录层106的晶体结构。然而，在界面的任何晶格错配会造成残余应力，潜在地造成磁性记录介质叠层100中的缺陷，并可能进一步增加不希望的平面内磁化。
为了使在底层105和沉积其上的磁性记录层106之间的晶格错配最小化，底层105可包括钌(Ru)和减少晶格错配的成合金元素Y。从图3看显然：如果磁性记录层106中的铂含量少于14原子百分比(根据Vegard定律通过Co和Pt晶格参数的线性外推法显而易见)，减少晶格错配的成合金元素Y需要具有比钌小的原子半径。在另一方面，如果磁性记录层106中的铂含量高于14原子百分比，减少晶格错配的成合金元素Y需要具有比钌大的原子半径。
减少晶格错配的成合金元素Y需要在室温或高于室温下在Ru中具有一定固溶度，以使它与钌形成固溶体并且因此改善底层105的平面内(晶格)参数。减少晶格错配的成合金元素Y也是非磁性或弱磁性的(例如具有＜1.5×10-7m3/kg的质磁率)。基于这条和以上标准，表2和表3中的元素是减少晶格错配的成合金元素Y的优良备选。
对于含有＜14 at.％铂的CoPt基磁性记录层，减少晶格错配的成合金元素Y需要具有比钌小的原子半径从而降低钌基底层105中的a-轴晶格参数。表2提供了一列元素，其具有比钌小的原子半径(例如小于1.30)并且满足其它上述对减少晶格错配的成合金元素Y的标准。例如，成合金元素Y可以是硼(B)、碳(C)或铬(Cr)中的任一种。
表2
    原子数   原子半径 晶体结构     质磁率(10-8m3/kg) 在Ru的溶解度
B 5 0.97 斜方六面形 -0.87     2％(1660℃)，不溶(室温)
C 6 0.77 菱形 -0.62      3％(1940℃)，不溶(室温)
Cr 24 1.28 BCC 4.45     52.5(1610℃)，40％(300℃)
对于含有＞14 at.％铂的CoPt基磁性记录层，减少晶格错配的成合金元素Y需要具有比钌大的原子半径从而提高钌基底层105中的a-轴晶格参数。表3提供了一列元素，其具有比钌大的原子半径(例如大于1.30)并且满足其它上述对减少晶格错配的成合金元素Y的标准。例如，成合金元素Y可以是铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铱(Ir)或铂(Pt)中的任一种。
表3
    原子数     原子半径   晶体结构  质磁率(10-8m3/kg)     在Ru的溶解度
Al 13 1.43 FCC 0.82     4％(1920℃)，1％(室温)
Sc 21 1.6 FCC 8.8     2％(1100℃)，不溶(室温)
Ti 22 1.47 HCP 4.21     14％(1825℃)，2.5％(600℃)
V 23 1.36 BCC 6.28     31％(1790℃)，17％(700℃)
Zr 40 1.6 HCP 1.66     1.9％(1715℃)，不溶(400℃)
Nb 41 1.47 BCC 2.81     29(1774℃)，5％(1000℃)
Mo 42 1.4 BCC 1.17     51.5％(1915℃)，38％(室温)
Pd 46 1.37 FCC 6.57     17％(1583℃)，1％(600℃)
La 57 1.87 HCP 1.02     2％(1431℃)，不溶(室温)
Ce 58 1.82 HCP 22     2％(1400℃)，不溶(室温)
Lu 71 1.73 HCP 0.12     2-3％(1250℃)，不溶(室温)
Hf 72 1.59 HCP 0.53     2-3％(1200℃)，不溶(室温)
Ta 73 1.47 BCC 1.07      28％(1667℃)，20％(750℃)
W 74 1.41 BCC 0.39     48％(2205℃)，39％(1500℃)
Ir 77 1.35 FCC 0.23     49％(2334℃)，45％(800℃)
Pt 78 1.38 FCC 1.22     21％(～2100℃)，20％(1000℃)
减少晶格错配的成合金元素Y可以以不超过它在室温或高于室温下在HCP相钌中的最大固溶度极限的任意量加入钌基底层105。
根据本发明的一个实施方案底层105可以从溅射靶例如图2中的溅射靶200溅射沉积。如同底层105，溅射靶200可以包括钌(Ru)和减少晶格错配的成合金元素Y。减少晶格错配的成合金元素Y需要在室温或高于室温下在Ru中具有一定固溶度。而且，成合金元素Y是非磁性或弱磁性的(例如具有＜1.5×10-7m3/kg的质磁率)。为了提高从溅射靶200溅射的钌基底层的a-轴晶格参数，成合金元素Y需要具有比钌大的原子半径。为了降低从溅射靶200溅射的钌基底层的a-轴晶格参数，成合金元素Y需要具有比钌小的原子半径。成合金元素Y以不超过它在室温或高于室温下在HCP相钌中的最大固溶度极限的任意量加入到溅射靶200。
3.Ru-Z
再回到图1，参照其中说明的磁性记录介质叠层100可以说明本发明的另一个实施方案。CoPt基粒状磁性记录层106沉积在HCP钌基底层105之上。底层105可以包含钌(Ru)和单一成合金元素Z，其可以同时作为晶粒细化的成合金元素和减少晶格错配的成合金元素。如果成合金元素Z在室温或高于室温下在HCP Ru相中具有一定固溶度并且从而与钌形成固溶体，该单一成合金元素Z可以作为减少晶格错配的元素，从而影响它的a-轴晶格参数。如果成合金元素Z以超过其溶解度极限(例如超过该溶解度极限10 at.％)的量加入，该单一成合金元素Z也可以作为晶粒细化剂。在另一个实施方案中，Z可以以超过其溶解度极限任何量的量加入(例如以不多于10 at.％或多于10at.％)。
为了提高钌基底层105中的a-轴晶格参数，单一成合金元素Z需要是一种具有比钌大的原子半径的元素。为了降低钌基底层105中的a-轴晶格参数，单一成合金元素Z需要是一种具有比钌小的原子半径的元素。
单一成合金元素Z是非磁性或弱磁性的(例如具有＜1.5×10-7m3/kg的质磁率)。基于这条和以上标准，表4中的元素是用于晶粒细化和减少晶格错配的单成合金元素Z的优良备选。例如，单成合金元素Z可以是硼(B)、碳(C)、铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铱(Ir)或铂(Pt)中的任一种。
表4
   原子数     原子半径 晶体结构    质磁率(10-8m3/kg) 在Ru的溶解度
B 4 0.97 斜方六面形 -0.87    2％(1660℃)，不溶(室温)
C 6 0.77 菱形 -0.62    3％(1940℃)，不溶(室温)
Al 13 1.43 FCC 0.82    4％(1920℃)，1％(室温)
Sc 21 1.6 FCC 8.8    2％(1100℃)，不溶(室温)
Ti 22 1.47 HCP 4.21    14％(1825℃)，2.5％(600℃)
V 23 1.36 BCC 6.28    31％(1790℃)，17％(700℃)
Cr 24 1.28 BCC 4.45    52.5(1610℃)，40％(300℃)
Zr 40 1.6 HCP 1.66    1.9％(1715℃)，不溶(400℃)
Nb 41 1.47 BCC 2.81     29(1774℃)，5％(1000℃)
Mo 42 1.4 BCC 1.17     51.5％(1915℃)，38％(室温)
Pd 46 1.37 FCC 6.57     17％(1583℃)，1％(600℃)
La 57 1.87 HCP 1.02     2％(1431℃)，不溶(室温)
Ce 58 1.82 HCP 22     2％(1400℃)，不溶(室温)
Lu 71 1.73 HCP 0.12     2-3％(1250℃)，不溶(室温)
Hf 72 1.59 HCP 0.53     2-3％(1200℃)，不溶(室温)
Ta 73 1.47 BCC 1.07     28％(1667℃)，20％(750℃)
W 74 1.41 BCC 0.39     48％(2205℃)，39％(1500℃)
Ir 77 1.35 FCC 0.23     49％(2334℃)，45％(800℃)
Pt 78 1.38 FCC 1.22     21％(～2100℃)，20％(1000℃)
单一成合金元素Z可以以超过它在室温或高于室温下在HCP相钌中的最大固溶度极限的任意量(例如以超过该溶解度极限10 at.％)加入钌基底层105。
根据本发明的一个实施方案底层105可以从溅射靶例如图2中的溅射靶200溅射沉积。如同底层105，溅射靶200可以包括钌(Ru)和用于晶粒细化和减少晶格错配的单一成合金元素Z。如果成合金元素Z在室温或高于室温下在HCP Ru相中具有一定固溶度并且从而与钌形成固溶体，该单一成合金元素Z可以作为减少晶格错配的元素，由此影响它的a-轴晶格参数。如果成合金元素Z以超过它的溶解度极限(例如以超过该溶解度极限10 at.％)的量加入，该单一成合金元素Z也可以作为晶粒细化剂。在另一个实施方案中，Z可以以超过它的溶解度极限任何量的量加入(例如以不多于10 at.％或多于10 at.％)。为了提高从溅射靶200溅射的钌基底层中的a-轴晶格参数，单一成合金元素Z需要是一种具有比钌大的原子半径的元素。为了降低从溅射靶200溅射的钌基底层中的a-轴晶格参数，单成合金元素Z需要是一种具有比钌小的原子半径的元素。单一成合金元素Z是非磁性或弱磁性的(例如具有＜1.5×10-7m3/kg的质磁率)。
4.Ru-X-Y
再回到图1，参照其中说明的磁性记录介质叠层100可以说明本发明的另一个实施方案。CoPt基粒状磁性记录层106沉积在HCP钌基底层105之上。底层105可以包括三元钌基合金Ru-X-Y，其中X是晶粒细化的成合金元素而Y是减少晶格错配的成合金元素。
为了作为晶粒细化剂，成合金元素X需要在室温或高于室温下在HCP钌相中基本无固溶度(例如＜10 at.％)。而且，成合金元素X是非磁性或弱磁性的(例如具有＜1.5×10-7m3/kg的质磁率)。最后，成合金元素X可以以超过它在室温或高于室温下在HCP钌相中的最大固溶度极限的任意量加入钌基底层105。
减少晶格错配的成合金元素Y需要在室温或高于室温下在Ru中具有一定固溶度。而且，成合金元素Y是非磁性或弱磁性的(例如具有＜1.5×10-7m3/kg的质磁率)。为了提高钌基底层105的a-轴晶格参数，成合金元素Y需要具有比钌大的原子半径。为了降低钌基底层105的a-轴晶格参数，成合金元素Y需要具有比钌小的原子半径。最后，成合金元素Y以不超过它在室温或高于室温下在HCP钌相中的最大固溶度极限的任意量加入到溅射靶200。
基于这些标准，表5提供了一列晶粒细化的成合金元素X和减少晶格错配的成合金元素Y的备选。
表5
晶粒细化的成合金元素X     减少晶格错配的成合金元素Y(Pt＞14 at.％)     减少晶格错配的成合金元素Y(Pt＜14 at.％)
    B(2-50 at.％)     Al(0-4 at.％)     B(0-2 at.％)
    C(3-50 at.％)     Sc(0-2 at.％)     C(0-3 at.％)
    Al(4-50 at.％)     Ti(0-14 at.％)     Cr(最多50 at.％)
    Si(最多50 at.％)     V(0-31 at.％)
    Mn(最多50 at.％)     Zr(0-2 at.％)
    Cu(最多50 at.％)     Nb(0-29 at.％)
    Ge(最多50 at.％)     Mo(最多50 at.％)
    Se(最多50 at.％)     Pd(0-17 at.％)
    Zr(2-50 at.％)     La(0-2 at.％)
    Ag(最多50 at.％)     Ce(0-2 at.％)
    Sn(最多50 at.％)     Lu(0-3 at.％)
    Yb(最多50 at.％)     Hf(0-3 at.％)
    Lu(3-50 at.％)     Ta(0-28 at.％)
    Hf(3-50 at.％)     W(0-48 at.％)
    Re(最多50 at.％)     Ir(0-49 at.％)
    Os(最多50 at.％)     Pt(0-21 at.％)
    Au(最多50 at.％)
    Bi(最多50 at.％)
    Th(最多50 at.％)
根据本发明的一个实施方案底层105可以从溅射靶例如图2中的溅射靶200溅射沉积。如同底层105，溅射靶200可以包括钌(Ru)、晶粒细化的成合金元素X和减少晶格错配的成合金元素Y。为了作为晶粒细化剂，成合金元素X需要在室温或高于室温下在HCP钌相中基本无固溶度(例如＜10 at.％)。而且，成合金元素X是非磁性或弱磁性的(例如具有＜1.5×10-7m3/kg的质磁率)。最后，成合金元素X可以以超过它在室温或高于室温下在HCP钌相中的最大固溶度极限的任意量加入到溅射靶200。减少晶格错配的成合金元素Y需要在室温或高于室温下在Ru中具有一定固溶度。而且，成合金元素Y是非磁性或弱磁性的(例如具有＜1.5×10-7m3/kg的质磁率)。为了提高从溅射靶200溅射的钌基底层的a-轴晶格参数，成合金元素Y需要具有比钌大的原子半径。为了降低从溅射靶200溅射的钌基底层的a-轴晶格参数，成合金元素Y需要具有比钌小的原子半径。最后，成合金元素Y以不超过它在室温或高于室温下在HCP相钌中的最大固溶度极限的任意量加入到溅射靶200。
尽管已经参照各种图表和实施方案具体描述了本发明，应当理解这些只是为了说明性目的并且不应当认为是限制本发明的范围。可以有许多其它方法实现本发明。例如，本发明可应用于纵向磁性记录。粒状磁性记录层106可以是任何具有或不具有氧的CoPt基磁层。介质叠层可以包括相对图1所示的更多或更少的层。尽管在图2中显示了一种圆形溅射靶，但溅射靶可以是任何其它形状，例如直线、实心或空心圆柱、或几乎任何其它形状。本领域的普通技术人员可以在不离开本发明的精神和范围下对本发明进行许多变化和改进。

Claims (30)

1.一种磁性记录介质，其包含：
包括钌(Ru)和成合金元素的第一层，
成合金元素，其选自由硼(B)、铝(Al)、硅(Si)、锰(Mn)、锗(Ge)、硒(Se)、锆(Zr)、银(Ag)、锡(Sn)、镱(Yb)、镥(Lu)、铪(Hf)、锇(Os)、金(Au)、铋(Bi)和铊(Th)组成的组，
成合金元素在第一层中以超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中固溶度极限的量存在。
2.权利要求1的磁性记录介质，其中成合金元素在第一层中以比成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中固溶度极限多不超过10原子百分比的量存在。
3.权利要求1的磁性记录介质，其中第一层还包含第二成合金元素，
第二成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌相中具有大于0原子百分比的固溶度极限，
第二成合金元素具有小于1.5×10-7m3/kg的质磁率，
第二成合金元素在溅射靶中以不超过第二成合金元素的固溶度极限的量存在。
4.权利要求3的磁性记录介质，其中第二成合金元素具有小于1.30的原子半径。
5.权利要求3的磁性记录介质，其中第二成合金元素选自由硼(B)、碳(C)和铬(Cr)组成的组。
6.权利要求3的磁性记录介质，其中第二成合金元素具有大于1.30的原子半径。
7.权利要求3的磁性记录介质，其中第二成合金元素选自由铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、锆(Zr)、铌(Nb)、(Mo)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铱(Ir)和铂(Pt)组成的组。
8.权利要求1的磁性记录介质，其中磁性记录介质是垂直磁性记录介质。
9.权利要求1的磁性记录介质，其还包含基底、种层和粒状磁性记录层。
10.权利要求9的磁性记录介质，其中成合金元素是用于使第一层和粒状磁性记录层中的晶粒细化。
11.一种磁性记录介质，其包含：
包括钌(Ru)和成合金元素的第一层，
成合金元素，其选自由硼(B)、铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)和铪(Hf)组成的组，
成合金元素在第一层中以不超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中固溶度极限的量存在。
12.权利要求11的磁性记录介质，其还包含基底、种层和磁性层。
13.权利要求12的磁性记录介质，其中成合金元素是用于减少第一层和磁性层之间的晶格错配。
14.一种磁性记录介质，其包含：
包括钌(Ru)和成合金元素的第一层，
成合金元素，其选自由硼(B)、铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)和铪(Hf)组成的组，
成合金元素在第一层中以超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中固溶度极限的量存在。
15.权利要求14的磁性记录介质，其中成合金元素在第一层中以比成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中固溶度极限多不超过(no more than)10原子百分比的量存在。
16.权利要求14的磁性记录介质，其还包含基底、种层和磁性层。
17.权利要求16的磁性记录介质，其中成合金元素是用于使第一层和磁性层的晶粒细化并用于减少第一层和磁性层之间的晶格错配。
18.一种溅射靶，其包含：
钌(Ru)；和
成合金元素，其选自由硼(B)、铝(Al)、硅(Si)、锰(Mn)、锗(Ge)、硒(Se)、锆(Zr)、银(Ag)、锡(Sn)、镱(Yb)、镥(Lu)、铪(Hf)、锇(Os)、金(Au)、铋(Bi)和铊(Th)组成的组，
成合金元素在溅射靶中以超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中固溶度极限的量存在。
19.权利要求18的溅射靶，其中成合金元素在溅射靶中以比成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中固溶度极限多不超过10原子百分比的量存在。
20.权利要求18的溅射靶，其中成合金元素是用于使磁性记录介质的底层和粒状磁性记录层中的晶粒细化。
21.权利要求18的溅射靶，其还包含第二成合金元素，
第二成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌相中具有大于0原子百分比的固溶度极限，
第二成合金元素具有小于1.5×10-7m3/kg的质磁率，
第二成合金元素在溅射靶中以不超过第二成合金元素的固溶度极限的量存在。
22.权利要求21的溅射靶，其中第二成合金元素具有小于1.30的原子半径。
23.权利要求21的溅射靶，其中第二成合金元素选自由硼(B)、碳(C)和铬(Cr)组成的组。
24.权利要求21的溅射靶，其中第二成合金元素具有大于1.30的原子半径。
25.权利要求21的溅射靶，其中第二成合金元素选自由铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铱(Ir)和铂(Pt)组成的组。
26.一种溅射靶，其包含：
钌(Ru)；和
成合金元素，其选自由硼(B)、铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)和铪(Hf)组成的组，
成合金元素在溅射靶中以不超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中固溶度极限的量存在。
27.权利要求26的溅射靶，其中成合金元素是用于减少磁性记录介质的底层和粒状磁性记录层之间的晶格错配。
28.一种溅射靶，其包含：
钌(Ru)；和
成合金元素，其选自由硼(B)、铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、镧(La)、铯(Ce)、镥(Lu)和铪(Hf)组成的组，
成合金元素在溅射靶中以超过成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中固溶度极限的量存在。
29.权利要求28的溅射靶，其中成合金元素在溅射靶中以比成合金元素在室温或高于室温下在密排六方(HCP)钌(Ru)相中固溶度极限多不超过10原子百分比的量存在。
30.权利要求28的溅射靶，其中成合金元素是用于使磁性记录介质的底层和粒状磁性记录层中的晶粒细化，并用于减少底层和粒状磁性记录层之间的晶格错配。
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