CN115552052A - Pt-氧化物系溅射靶和垂直磁记录介质 - Google Patents

Pt-氧化物系溅射靶和垂直磁记录介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供磁晶各向异性常数Ku和矫顽力Hc高的磁记录介质以及用于制造该磁记录介质的溅射靶。一种Pt‑氧化物系溅射靶，其是由60体积％以上且小于100体积％的Pt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成的Pt‑氧化物系溅射靶，其特征在于，Pt基合金相含有50原子％以上且100原子％以下的Pt。

Description

Pt-氧化物系溅射靶和垂直磁记录介质
技术领域
本发明涉及Pt-氧化物系溅射靶和垂直磁记录介质，特别是涉及作为微波辅助磁记录介质的垂直磁记录介质和用于通过磁控溅射形成该垂直磁记录介质的Pt-氧化物系溅射靶。
背景技术
在硬盘驱动器的磁盘中，信息信号被记录于磁记录介质的微小的比特中。为了进一步提高磁记录介质的记录密度，需要在缩小保持一个记录信息的比特的大小的同时使作为信息品质的指标的信号相对于噪声的比率也增大。为了使信号相对于噪声的比率增大，增大信号或减少噪声是必不可少的。
在硬盘驱动器的磁盘中，作为承担信息信号的记录的磁记录膜的一种，使用由CoPt基合金-氧化物的颗粒结构构成的磁性薄膜(例如参见非专利文献1)。该颗粒结构由柱状的CoPt基合金晶粒和包围其周围的氧化物的晶界构成。在使这样的磁记录介质进行高记录密度化时，需要使记录比特间的过渡区域平滑化从而减少噪声。为了使记录比特间的过渡区域平滑化，磁性薄膜中所含的CoPt基合金晶粒的微细化是必须的。因此，为了使在室温下形成的由CoPt基合金-氧化物的颗粒结构构成的磁性薄膜的记录密度进一步提高，需要使磁记录层(磁性薄膜)中所含的CoPt基合金晶粒微细化。
但是，CoPt基合金晶粒的微细化进展的结果是产生所谓的热起伏现象，该热起伏现象是指由于超顺磁现象而使记录信号的热稳定性受损从而记录信号消失。该热起伏现象成为磁盘的高记录密度化的很大的阻碍。
为了解决该阻碍，在各CoPt基合金晶粒中，需要使磁能增大以使磁能战胜热能。各CoPt基合金晶粒的磁能由CoPt基合金晶粒的体积v与磁晶各向异性常数Ku之积v×Ku决定。因此，为了使CoPt基合金晶粒的磁能增大，使CoPt基合金晶粒的磁晶各向异性常数Ku增大是必不可少的(例如参见非专利文献2)。
为了使具有大的Ku的CoPt基合金晶粒生长成柱状，必须实现CoPt基合金晶粒与晶界材料的相分离。CoPt基合金晶粒与晶界材料的相分离不充分、CoPt基合金晶粒间的晶粒间相互作用增大时，由CoPt基合金-氧化物的颗粒结构构成的磁性薄膜的矫顽力Hc减小，热稳定性受损而容易产生热起伏现象。因此，减小CoPt基合金晶粒间的晶粒间相互作用也很重要。
作为用于增大CoPt基合金晶粒的Ku的对策，可以列举通过调整各CoPt基合金晶粒中的Co和Pt含量来增大自旋轨道相互作用、减少层叠缺陷、通过高温基板加热工艺中的成膜来提高Co原子与Pt原子的层叠结构的周期性等(例如参见非专利文献3、4)。但是，在现行的CoPt基合金-氧化物的磁性薄膜中，组成已经充分地最优化，不能进一步调整。另外，已知如果所使用的现行的CoPt基合金-氧化物颗粒的磁性薄膜通过高温基板加热工艺制作则Ku劣化(例如非专利文献5)。此外，已知通过使在室温下成膜的Co和Pt的薄膜多层化而能够在面垂直方向上表现出界面磁各向异性(例如非专利文献6)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：T.Oikawa et al.,IEEE Trans.Magn.,38,1976(2002)
非专利文献2：S.N.Piramanayagam,J.Appl.Phys.,102,011301(2007).
非专利文献3：A.Ishikawa and R.Sinclair,IEEE Trans.Magn.,32,3605(1996).
非专利文献4：S.Saito,S.Hinata,and M.Takahashi,IEEE Trans.Magn.,50,3201205(2014).
非专利文献5：K.K.Tham,S.Hinata,S.Saito,and M.Takahashi,J.Appl.Phys.,115,17B752(2014).
非专利文献6：C.J.Lin,G.L.Gorman,C.H.Lee,R.F.C.Farrow,E.E.Marinero,H.V.Do,H.Notarys,and C.J.Chien,J.Magn.Magn.Mat.,93,194(1991).
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于提供磁晶各向异性常数Ku和矫顽力Hc高的磁记录介质以及提供用于制造该磁记录介质的溅射靶。
用于解决问题的方法
本发明人发现，通过在磁性层之上或之下层叠其他组成的薄膜层(缓冲层)，而不使构成磁性层的磁性薄膜的组成最优化，能够提高磁记录介质的磁晶各向异性常数Ku和矫顽力Hc，从而完成了本发明。
根据本发明，提供一种Pt-氧化物系溅射靶，其是由60体积％以上且小于100体积％的Pt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成的Pt-氧化物系溅射靶，其特征在于，Pt基合金相含有50原子％以上且100原子％以下的Pt。
上述Pt基合金相优选还含有合计为0原子％以上且50原子％以下的选自Si、Ti、Cr、B、V、Nb、Ta、Ru、Mn、Zn、Mo、W和Ge中的一种以上。
上述氧化物优选为选自B2O3、WO3、Nb2O5、SiO2、Ta2O5、TiO2、Al2O3、Y2O3、Cr2O3、ZrO2、HfO2中的一种以上。
另外，根据本发明，提供一种垂直磁记录介质，其包含在含有富Co晶粒的CoPt基合金-氧化物的颗粒结构的磁性层之上或之下层叠的含有富Pt晶粒的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)。上述颗粒结构的磁性层由60体积％以上且小于100体积％的CoPt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成。上述磁性层的CoPt基合金相含有60原子％以上且85原子％以下的Co和15原子％以上且40原子％以下的Pt。上述Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)由60体积％以上且小于100体积％的Pt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成。上述Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的Pt基合金相含有大于50原子％且100原子％以下的Pt。
在本发明的垂直磁记录介质的第1实施方式中，Pt基合金-氧化物的薄层(富P缓冲层)层叠于CoPt基合金-氧化物的颗粒结构的磁性层之下，Pt基合金-氧化物的薄层(富P缓冲层)的厚度为大于0nm且在2nm以下。
在本发明的垂直磁记录介质的第2实施方式中，Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)层叠于CoPt基合金-氧化物的颗粒结构的磁性层之上，Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的厚度为大于0nm且在4nm以下。
在本发明的垂直磁记录介质的第3实施方式中，包含两个以上在CoPt基合金-氧化物的颗粒结构的磁性层之上层叠的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的组合，垂直磁记录介质中所含的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的总厚度为大于0nm且在4nm以下。
上述Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的Pt基合金相优选还含有合计为0原子％以上且50原子％以下的选自Si、Ti、Cr、B、V、Nb、Ta、Ru、Mn、Zn、Mo、W和Ge中的一种以上。
上述Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)优选含有合计为0体积％以上且40体积％以下的选自B2O3、WO3、Nb2O5、SiO2、Ta2O5、TiO2、Al2O3、Y2O3、Cr2O3、ZrO2、HfO2中的一种以上氧化物。
发明效果
本发明的垂直磁记录介质通过包含在CoPt基合金-氧化物的颗粒结构的磁性层之上或之下层叠的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)，与现有的垂直磁记录介质相比，能够使颗粒结构的磁性层中的磁性晶粒良好地分离，因此，能够在面垂直方向上表现出界面磁各向异性，磁性薄膜整体的磁晶各向异性常数Ku提高，伴随着Ku的提高，矫顽力Hc也提高。
附图说明
图1是示出本发明的磁记录介质的Ru基底层、富Pt薄层(富Pt缓冲层)和富Co磁性层的层叠状态的垂直截面示意图。
图2是示出现有的磁记录介质的Ru基底层、CoPt磁性层的层叠状态的垂直截面示意图。
图3-A是示出实施例1～108中制作的磁记录介质样品A的层叠结构的示意图。
图3-B是示出实施例109～119中制作的磁记录介质样品B的层叠结构的示意图。
图3-C是示出实施例120～122和比较例16中制作的磁记录介质样品C的层叠结构的示意图。
图4是示出实施例1～108中测定的富Pt薄层(富Pt缓冲层)的膜厚与磁记录介质样品的仅磁性粒子的磁晶各向异性常数Kugrain的关系的图。
图5是示出实施例1～108中测定的富Pt薄层(富Pt缓冲层)的膜厚与磁记录介质样品的矫顽力Hc的关系的图。
图6是示出实施例1～108中测定的富Pt薄层(富Pt缓冲层)的氧化物含量与磁记录介质样品的仅磁性粒子的磁晶各向异性常数Kugrain的关系的图。
图7是示出实施例1～108中测定的富Co磁性层的膜厚与磁记录介质样品的仅磁性粒子的磁晶各向异性常数Kugrain的关系的图。
图8是示出实施例1～108中测定的富Co磁性层的膜厚与磁记录介质样品的矫顽力Hc的关系的图。
图9是示出实施例1～108中测定的富Co磁性层的Co含量与磁记录介质样品的仅磁性粒子的磁晶各向异性常数Kugrain的关系的图。
图10是示出实施例1～108中测定的富Co磁性层的Co含量与磁记录介质样品的矫顽力Hc的关系的图。
图11是示出实施例120～122和比较例15～16中测定的富Pt缓冲层的膜厚(BL膜厚)与磁记录介质样品的仅磁性粒子的磁晶各向异性常数Kugrain的关系的图。
图12是示出实施例120～122和比较例15～16中测定的富Pt缓冲层的膜厚(BL膜厚)与磁记录介质样品的矫顽力Hc的关系的图。
图13是示出实施例111、121、123～130和比较例15、17中测定的富Pt缓冲层的总膜厚(总BL膜厚)与磁记录介质样品的仅磁性粒子的磁晶各向异性常数Kugrain的关系的图。
图14是示出实施例111、121、123～130和比较例15、17中测定的富Pt缓冲层的总膜厚(总BL膜厚)与磁记录介质样品的矫顽力Hc的关系的图。
具体实施方式
本发明提供一种Pt-氧化物系溅射靶，其由60体积％以上的Pt基合金相和40体积％以下的氧化物构成。Pt-氧化物系溅射靶优选由65体积％以上(不包括100体积％)的Pt基合金相和35体积％以下(不包括0体积％)的氧化物构成，更优选由70体积％以上且90体积％以下的Pt基合金相和10体积％以上且30体积％以下的氧化物构成。
本发明的Pt-氧化物系溅射靶的特征在于，Pt基合金相含有50原子％以上(包括100原子％)的Pt。Pt基合金相优选含有60原子％以上且100原子％以下的Pt，更优选含有70原子％以上且100原子％以下的Pt。
Pt基合金相还可以含有合计为50原子％以下(包括0原子％)、优选为0原子％以上且40原子％以下、更优选为0原子％以上且30原子％以下的选自Si、Ti、Cr、B、V、Nb、Ta、Ru、Mn、Zn、Mo、W和Ge中的一种以上。
作为Pt基合金相的优选的组成(原子％)，可以列举如下。
(Pt)
(Pt95Si5)
(Pt95Ti5)
(Pt95Cr5)
(Pt95B5)
(Pt95V5)
(Pt95Nb5)
(Pt95Ta5)
(Pt95Ru5)
(Pt95Mn5)
(Pt95Zn5)
(Pt95Mo5)
(Pt95W5)
(Pt95Ge5)
(Pt95Ti5)
(Pt80Ti10)
(Pt80Ti20)
(Pt70Ti30)
(Pt60Ti40)
(Pt50Ti50)
作为本发明的Pt-氧化物系溅射靶的氧化物，可以优选地列举选自B2O3、WO3、Nb2O5、SiO2、Ta2O5、TiO2、Al2O3、Y2O3、Cr2O3、ZrO2、HfO2中的一种以上。氧化物的含量合计可以为40体积％以下(不包括0体积％)、优选为10体积％以上且40体积％以下、更优选为20体积％以上且40体积％以下、特别优选为25体积％以上且35体积％以下。
本发明的Pt-氧化物系溅射靶优选具有Pt基合金相和氧化物微细地分散的显微结构。通过使氧化物微细地分散，能够减少溅射时产生的颗粒。
本发明的Pt-氧化物系溅射靶可以如下制造：使用球磨机将Pt金属粉末或Pt基合金的雾化粉末与氧化物粉末混合而制备烧结用混合粉末，在1000℃以上且1300℃以下的烧结温度下进行真空下加压烧结，由此来制造。
本发明的Pt-氧化物系溅射靶能够适合用于制造垂直磁记录介质。例如，使用本发明的Pt-氧化物系溅射靶，(1)在Ru基底层上层叠Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)，进而在其上层叠颗粒结构的磁性层，或者(2)在层叠于Ru基底层之上的颗粒结构的磁性层上，使用本发明的Pt-氧化物系溅射靶层叠Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)，或者(3)在层叠于Ru基底层之上的颗粒结构的磁性层上，使用本发明的Pt-氧化物系溅射靶层叠Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)，接着层叠颗粒结构的磁性层，再次使用本发明的Pt-氧化物系溅射靶层叠Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)，重复这样的操作，由此能够制造新型的本发明的垂直磁记录介质。
本发明的垂直磁记录介质的特征在于，包含在含有富Co晶粒的CoPt基合金-氧化物的颗粒结构的磁性层之上或之下层叠的含有富Pt晶粒的Pt基合金-氧化物的薄层。即，重要的是在含有富Co晶粒的磁性层之上或之下层叠富Pt晶粒。例如，如图1所示，可以在含有Ru晶粒的基底层与含有富Co晶粒的磁性层之间夹设含有富Pt晶粒的Pt基合金-氧化物的薄层。或者，也可以在含有Ru晶粒的基底层上层叠含有富Co晶粒的磁性层，在含有富Co晶粒的磁性层上层叠含有富Pt晶粒的Pt基合金-氧化物的薄层。或者，也可以在含有Ru晶粒的基底层上层叠含有富Co晶粒的磁性层，在含有富Co晶粒的磁性层上层叠含有富Pt晶粒的Pt基合金-氧化物的薄层，进而层叠含有富Co晶粒的磁性层。通过在含有富Co晶粒的磁性层之上或之下设置含有富Pt晶粒的Pt基合金-氧化物的薄层，如图1所示，氧化物在磁性层的富Co的磁性晶粒彼此、富Pt晶粒彼此和Ru晶粒彼此之间存在而成为隔壁，能够使这些晶粒彼此良好地分离，减小磁性晶粒彼此的磁相互作用，增大磁性层的矫顽力Hc。
本发明的垂直磁记录介质的颗粒结构的磁性层由60体积％以上(不包括100体积％)的CoPt基合金相和40体积％以下(不包括0体积％)的氧化物构成。磁性层优选由60体积％以上且90体积％以下的CoPt基合金相和10体积％以上且40体积％以下的氧化物构成、更优选由70体积％以上且80体积％以下的CoPt基合金相和20体积％以上且30体积％以下的氧化物构成。
颗粒结构的磁性层的CoPt基合金相是含有60原子％以上且85原子％以下的Co和15原子％以上且40原子％以下的Pt的富Co晶粒。Co是强磁性金属元素，在颗粒结构的磁性晶粒(微小的磁铁)的形成中发挥中心作用。Pt具有减小合金相的磁矩的功能，具有调节磁性晶粒的磁性强度的作用。
CoPt基合金相含有60原子％以上且85原子％以下、优选为65原子％以上且80原子％以下、更优选为70原子％以上且75原子％以下的Co和15原子％以上且40原子％以下、优选为20原子％以上且35原子％以下、更优选为25原子％以上且30原子％以下的Pt。在不阻碍磁特性的范围内，CoPt基合金相可以含有Co和Pt以外的元素。作为其他元素，可以适当地列举Cr、Ru、B、Ti、Si、V、Nb、Ta、Ru、Mn、Zn、Mo、W和Ge。其他元素的含量合计可以为0原子％以上且20原子％以下、优选为5原子％以上且15原子％以下、更优选为5原子％以上且10原子％以下。
作为CoPt基合金相的优选例，可以列举下述组成(原子％)。
(Co80Pt20)
(Co85Pt15)
(Co70Pt30)
(Co60Pt40)
(Co75Pt20Cr5)
(Co75Pt20B5)
(Co75Pt20Ru5)
(Co75Pt20Ti5)
颗粒结构的磁性层的氧化物存在于富Co晶粒彼此之间，成为将富Co晶粒彼此分离的隔壁。作为氧化物，可以适当地列举选自B2O3、WO3、Nb2O5、SiO2、Ta2O5、TiO2、Cr2O3、GeO2、Al2O3、Y2O3、ZrO2、HfO2和CoO中的至少一种或任意的组合。氧化物整体的含量可以为40体积％以下(不包括0体积％)、优选为5体积％以上且40体积％以下、更优选为10体积％以上且35体积％以下。
层叠于富Co的磁性层之上或之下的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)由60体积％以上且小于100体积％的Pt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成。优选Pt基合金-氧化物的薄层由65体积％以上(不包括100体积％)的Pt基合金相和35体积％以下(不包括0体积％)的氧化物构成，更优选由70体积％以上且90体积％以下的Pt基合金相和10体积％以上且30体积％以下的氧化物构成。
Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的Pt基合金相是含有50原子％以上且100原子％以下的Pt的富Pt晶粒。通过含有50原子％以上的Pt，能够提高磁晶各向异性常数Ku。Pt基合金相优选含有60原子％以上且100原子％以下的Pt、更优选含有70原子％以上且100原子％以下的Pt。在不阻碍富Co的磁性层的磁特性的范围内，Pt基合金相可以含有Pt以外的元素。作为其他元素，可以适当地列举选自Si、Ti、Cr、B、V、Nb、Ta、Ru、Mn、Zn、Mo、W和Ge中的一种以上。其他元素的含量合计可以为50原子％以下(包括0原子％)、优选为0原子％以上且40原子％以下、更优选为0原子％以上且30原子％以下。
作为Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的Pt基合金相的优选组成(原子％)，可以列举如下。
(Pt)
(Pt95Si5)
(Pt95Ti5)
(Pt95Cr5)
(Pt95B5)
(Pt95V5)
(Pt95Nb5)
(Pt95Ta5)
(Pt95Ru5)
(Pt95Mn5)
(Pt95Zn5)
(Pt95Mo5)
(Pt95W5)
(Pt95Ge5)
(Pt95Ti5)
(Pt80Ti10)
(Pt80Ti20)
(Pt70Ti30)
(Pt60Ti40)
(Pt50Ti50)
作为层叠于富Co的磁性层之上或之下的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的氧化物，可以适当地列举选自B2O3、WO3、Nb2O5、SiO2、Ta2O5、TiO2、Al2O3、Y2O3、Cr2O3、ZrO2、HfO2中的一种以上。氧化物的含量合计可以为40体积％以下(不包括0体积％)、优选为10体积％以上且40体积％以下、更优选为20体积％以上且40体积％以下、特别优选为25体积％以上且35体积％以下。通过使氧化物的含量为上述范围内，能够增大磁记录介质的磁晶各向异性常数Ku(参考后述的实施例)。
层叠于富Co的磁性层之下的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的厚度大于0nm且在2nm以下。根据本发明人的研究发现，富Pt的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的厚度对磁记录介质的磁晶各向异性常数Ku和矫顽力Hc产生影响，0.6nm的厚度时磁晶各向异性常数Ku最大，并且1.0nm的厚度时矫顽力Hc最大(参考后述的实施例)。因此，为了制作磁晶各向异性常数Ku和矫顽力Hc高的磁记录介质，富Pt的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的厚度设为大于0nm且在2nm以下、优选设为0.5nm以上且1.5nm以下、更优选设为0.8nm以上且1.2nm以下。
层叠于富Co的磁性层之上的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的厚度大于0nm且在4nm以下。根据本发明人的研究发现，富Pt的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的厚度对磁记录介质的磁晶各向异性常数Ku和矫顽力Hc产生影响，0.9～1.3nm的厚度时磁晶各向异性常数Ku最大，并且2.6nm的厚度时矫顽力Hc最大(参考后述的实施例)。因此，为了制作磁晶各向异性常数Ku和矫顽力Hc高的磁记录介质，富Pt的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的厚度设为大于0nm且在4nm以下、优选设为0.4nm以上且3nm以下、更优选设为0.8nm以上且2.6nm以下。
包含两个以上在富Co的磁性层之上层叠的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的组合时的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的总厚度大于0nm且在4nm以下。根据本发明人的研究发现，富Pt的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的总厚度对磁记录介质的磁晶各向异性常数Ku和矫顽力Hc产生影响，0.4～4nm的总膜厚时磁晶各向异性常数Ku提高，1.6nm(＝0.4nm×4层)的总厚度时磁晶各向异性常数Ku最大，并且总膜厚0.4nm时矫顽力Hc最大(参考后述的实施例)。因此，为了制作磁晶各向异性常数Ku和矫顽力Hc高的磁记录介质，富Pt的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的总厚度设为大于0nm且在4nm以下、优选设为0.4nm(＝0.2nm×2层)以上且4nm(＝0.4nm×10层)以下、更优选设为0.8nm(＝0.2nm×4层或0.4nm×2层)以上且3.2nm(＝0.32nm×10层或0.4nm×8层)以下、特别优选设为1nm以上且3nm以下。如果富Pt的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)的总厚度大于0nm且在4nm以下，则层叠次数没有限制，层叠次数优选为1次以上且10次以下，更优选为1次以上且8次以下。
本发明的垂直磁记录介质的基底层没有特别限定，优选为由Ru基合金相-氧化物构成的Ru基底层。例如，可以适当地列举Ru-SiO2、Ru-TiO2、Ru-Ta2O5、Ru-B2O3、Ru-WO3、Ru-Nb2O5、Ru-MoO3、Ru-SnO、Ru-Cr2O3、RuCo-SiO2、RuCo-TiO2、RuCo-Ta2O5、RuCo-B2O3、RuCo-WO3、RuCo-Nb2O5、RuCo-MoO3、RuCo-SnO、RuCo-Cr2O3、RuCoCr-SiO2、RuCoCr-TiO2、RuCoCr-Ta2O5、RuCoCr-B2O3、RuCoCr-WO3、RuCoCr-Nb2O5、RuCoCr-MoO3、RuCoCr-SnO、RuCoCr-Cr2O3、RuTi-TiO2、RuTa-Ta2O5、RuB-B2O3、RuW-WO3、RuNb-Nb2O5、RuMo-MoO3、RuSn-SnO、RuCr-Cr2O3。
本发明的垂直磁记录介质的富Pt的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)可以如下形成：使用本发明的溅射靶，例如，(1)层叠Ru基底层后，使用Pt基合金-氧化物的溅射靶通过磁控溅射进行层叠，(2)层叠Ru基底层和富Co的磁性层后，使用Pt基合金-氧化物的溅射靶通过磁控溅射进行层叠，或者(3)层叠Ru基底层和富Co的磁性层后，使用Pt基合金-氧化物的溅射靶通过磁控溅射进行层叠，进而在富Pt缓冲层上使用富Co的溅射靶通过磁控溅射层叠富Co的磁性层，接着在富Co的磁性层上使用Pt基合金-氧化物的溅射靶通过磁控溅射进行层叠，重复上述操作，由此形成。
实施例
以下，使用实施例和比较例对本发明更具体地进行说明。
[溅射靶的制作]
将Pt粉末或Pt合金的雾化粉(以下简称为“含Pt粉末”)用筛进行分级而得到粒径100μm以下的含Pt粉末。以形成下述实施例和比较例中所示的“富Pt层的组成”所示的目标组成的方式，将含Pt粉末和氧化物粉末用球磨机混合，得到加压烧结用混合粉末。
在烧结温度为1000℃以上且1300℃以下、烧结压力为25MPa、烧结时间为60分钟、烧结气氛为5×10-2Pa以下的真空条件下，对加压烧结用混合粉末进行热压，得到烧结体。使用车床或平面磨床对烧结体进行成形加工，制作直径161.0mm×厚度4.0mm的溅射靶。
制备含Pt粉末时使用的各原料粉末如下。
Pt金属粉末：
PtSi雾化粉末：
PtTi雾化粉末：
PtCr雾化粉末：
PtB雾化粉末：
PtV雾化粉末：
PtNb雾化粉末：
PtTa雾化粉末：
PtRu雾化粉末：
PtMn雾化粉末：
PtZn雾化粉末：
PtMo雾化粉末：
PtW雾化粉末：
PtGe雾化粉末：
[磁记录介质样品A的制作]
使用制作的溅射靶通过DC溅射装置进行溅射，在Ru基底层上以达到实施例和比较例所示的膜厚的方式层叠下述实施例和比较例中所示的组成的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)，在富Pt缓冲层上以达到实施例和比较例中所示的膜厚的方式层叠实施例和比较例中所示的组成的CoPt基合金-氧化物的富Co磁性层，制备磁记录介质样品A。
如图3-A所示，磁记录介质样品A是在玻璃基板上依次层叠Ta层(5nm、0.6Pa)、Ni90W10籽晶层(6nm、0.6Pa)、Ru基底层1(10nm、0.6Pa)、Ru基底层2(10nm、8.0Pa)、富Pt层(0-2.5nm、4Pa)、富Co磁性层(0.5-16nm、4Pa)、C表面保护层(7nm、0.6Pa)而成的。在此，括号内的数字表示膜厚(nm)和溅射时的Ar气氛压力(Pa)。Ru基底层2是为了形成表面凹凸形状而层叠的层。富Pt层和富Co磁性层是在不使基板升温的情况下在室温下成膜的。
[磁记录介质样品B的制作]
使用制作的溅射靶通过DC溅射装置进行溅射，在Ru基底层上以达到实施例和比较例中所示的膜厚的方式层叠下述实施例和比较例中所示的组成的CoPt基合金-氧化物的富Co磁性层，在富Co磁性层上以达到实施例和比较例中所示的膜厚的方式层叠实施例和比较例中所示的组成的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)，制备磁记录介质样品B。
如图3-B所示，磁记录介质样品B是在玻璃基板上依次层叠Ta层(5nm、0.6Pa)、Ni90W10籽晶层(6nm、0.6Pa)、Ru基底层1(10nm、0.6Pa)、Ru基底层2(10nm、8.0Pa)、富Co磁性层(0.5-16nm、4Pa)、富Pt层(0-2.6nm、4Pa)、C表面保护层(7nm、0.6Pa)而成的。在此，括号内的数字表示膜厚(nm)和溅射时的Ar气氛压力(Pa)。Ru基底层2是为了形成表面凹凸形状而层叠的层。富Pt层和富Co磁性层是在不使基板升温的情况下在室温下成膜的。
[磁记录介质样品C的制作]
使用制作的溅射靶通过DC溅射装置进行溅射，在Ru基底层上以达到实施例和比较例中所示的膜厚的方式层叠下述实施例和比较例中所示的组成的CoPt基合金-氧化物的富Co磁性层，在富Co磁性层上以达到实施例和比较例中所示的膜厚的方式层叠实施例和比较例中所示的组成的Pt基合金-氧化物的薄层(富Pt缓冲层)，接着按照上述顺序重复三次富Co磁性层和富Pt缓冲层的层叠，制备磁记录介质样品C。
如图3-C所示，磁记录介质样品C是在玻璃基板上依次层叠Ta层(5nm、0.6Pa)、Ni90W10籽晶层(6nm、0.6Pa)、Ru基底层1(10nm、0.6Pa)、Ru基底层2(10nm、8.0Pa)、富Co磁性层1(4nm、4Pa)、富Pt层1(0-0.8nm、4Pa)、富Co磁性层2(4nm、4Pa)、富Pt层2(0-0.8nm、4Pa)、富Co磁性层3(4nm、4Pa)、富Pt层3(0-0.8nm、4Pa)、富Co磁性层4(4nm、4Pa)、富Pt层4(0-0.8nm、4Pa)、C表面保护层(7nm、0.6Pa)而成的。在此，括号内的数字表示膜厚(nm)和溅射时的Ar气氛压力(Pa)。Ru基底层2是为了形成表面凹凸形状而层叠的层。富Pt层和富Co磁性层是在不使基板升温的情况下在室温下成膜的。
磁记录介质样品的磁特性中，矫顽力Hc使用振动试样型磁力计(VSM：株式会社玉川制作所制造的TM-VSM211483-HGC型)进行测定，磁晶各向异性常数Ku使用转矩磁力计(株式会社玉川制作所制造的TM-TR2050-HGC型)进行测定。
[富Pt缓冲层的膜厚与磁特性(1)]
比较例1～2和实施例1～9通过使富Pt缓冲层的膜厚从0nm变化至2.5nm来调查磁特性。
富Pt缓冲层设定为Pt-30体积％TiO2，富Co磁性层设定为膜厚16nm的Co80Pt20-30体积％B2O3。将结果示于表1和图4～5中。在表和图中，Ku grain表示各磁性晶粒的磁晶各向异性常数(Ku)。
[表1]
表1富Pt层(Pt-30体积％TiO2)的膜厚与磁特性
Figure BDA0003936388950000171
如果以未设置富Pt缓冲层的比较例1作为基准，确认到：在富Pt缓冲层的膜厚为0.1nm以上且2.0nm以下时磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都增加，达到2.5nm时恢复成与比较例1相同程度。关于磁晶各向异性常数Kugrain可知，在膜厚为0.6nm时最高、为1.38×107erg/cm3，在膜厚为0.1nm以上且1.5nm以下的范围时高达1.30×107erg/cm3以上。关于矫顽力Hc可知，在膜厚为1.0nm时最高、为9.94kOe，在膜厚为0.4nm以上且1.5nm以下的范围时高达9.39kOe以上。
[富Pt缓冲层的膜厚与磁特性(2)]
比较例1、3和实施例10～18通过使富Pt缓冲层的膜厚从0nm变化至2.5nm来调查磁特性。
富Pt缓冲层设定为Pt-30体积％SiO2，富Co磁性层设定为膜厚16nm的Co80Pt20-30体积％B2O3。将结果示于表2和图4～5中。
[表2]
表2富Pt缓冲层(Pt-30体积％SiO2)的膜厚与磁特性
Figure BDA0003936388950000181
如果以未设置富Pt缓冲层的比较例1作为基准，确认到：富Pt缓冲层的膜厚为0.1nm以上且2.0nm以下时磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都增加，达到2.5nm时恢复成与比较例1相同程度。关于磁晶各向异性常数Kugrain可知，在膜厚为1.0nm时最高、为1.38×107erg/cm3，在膜厚为0.2nm以上且小于2.0nm的范围时高达1.30×107erg/cm3以上。关于矫顽力Hc可知，在膜厚为1.0nm时最高、为9.35kOe，在膜厚为大于0.4nm且1.5nm以下的范围时高达8.90kOe以上。
另外，如图4～5所示，可知：与氧化物的种类无关，在富Pt缓冲层的膜厚为大于0nm且2nm以下的范围时，与比较例1相比，磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都增加。
[富Pt缓冲层的氧化物(TiO2)含量与磁特性]
比较例4～6和实施例19～25通过使富Pt层的氧化物(TiO2)的含量从0体积％变化至45体积％来调查磁特性。
富Pt缓冲层设定为膜厚1.0nm的Pt-TiO2，富Co磁性层设定为膜厚16nm的Co80Pt20-30体积％B2O3。将结果示于表3和图6中。
[表3]
表3富Pt缓冲层的氧化物含量与磁特性
Figure BDA0003936388950000191
如果以富Pt缓冲层不含氧化物的比较例4作为基准，确认到：富Pt缓冲层的氧化物的含量为10体积％以上且40体积％以下时磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都增加，达到45体积％时恢复成与比较例1相同程度。关于磁晶各向异性常数Kugrain可知，在氧化物含量为15体积％以上且40体积％以下的范围时非常高、为1.35×107erg/cm3以上且1.38×107erg/cm3以下。关于矫顽力Hc可知，在氧化物含量为35体积％时最高、为10.1kOe，在氧化物含量为15体积％以上且40体积％以下的范围时高达8.95kOe以上。
另外，如图6所示，可知：与氧化物的种类无关，氧化物含量为10体积％以上且40体积％以下时磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都增加。
[富Pt缓冲层的氧化物(SiO2)含量与磁特性]
比较例4、7～8和实施例26～32通过使富Pt缓冲层的氧化物(SiO2)的含量从0体积％变化至45体积％来调查磁特性。
富Pt缓冲层设定为膜厚1.0nm的Pt-SiO2，富Co磁性层设定为膜厚16nm的Co80Pt20-30体积％B2O3。将结果示于表4和图6中。
[表4]
表4富Pt缓冲层的氧化物含量与磁特性
Figure BDA0003936388950000201
如果以富Pt缓冲层不含氧化物的比较例4作为基准，确认到：富Pt缓冲层的氧化物的含量为10体积％以上且40体积％以下时磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都增加，达到45体积％时恢复成与比较例1相同程度。关于磁晶各向异性常数Kugrain可知，在氧化物含量为15体积％以上且40体积％以下的范围时非常高、为1.34×107erg/cm3以上且1.38×107erg/cm3以下。关于矫顽力Hc可知，在氧化物含量为35体积％时最高、为9.55kOe，在氧化物含量为15体积％以上且40体积％以下的范围时高达8.95kOe以上。
[富Pt缓冲层的氧化物的种类与磁特性]
比较例1和实施例33～43通过改变富Pt缓冲层的氧化物来调查磁特性。
富Pt缓冲层的膜厚设定为1.0nm，富Co磁性层设定为膜厚16nm的Co80Pt20-30体积％B2O3。将结果示于表5中。
[表5]
表5富Pt缓冲层的氧化物的种类与磁特性
Figure BDA0003936388950000221
如果以未设置富Pt缓冲层的比较例1作为基准，确认到：设置有富Pt缓冲层的实施例33～53中，与氧化物的种类无关，并且即使含有两种以上氧化物，磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc也都高。
[富Pt缓冲层的追加元素的种类与磁特性]
比较例1和实施例54～66通过改变富Pt缓冲层的Pt基合金的追加元素来调查磁特性。
富Pt缓冲层设定为膜厚1.0nm的Pt95M5-30体积％TiO2(M表示追加元素)，富Co磁性层设定为膜厚16nm的Co80Pt20-30体积％B2O3。将结果示于表6中。
[表6]
表6富Pt缓冲层的追加元素的种类与磁特性
Figure BDA0003936388950000231
如果以未设置富Pt缓冲层的比较例1作为基准，确认到：设置有富Pt缓冲层的实施例54～66中，与追加元素的种类无关，磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都高。
[富Pt缓冲层的Pt含量与磁特性]
比较例1、9和实施例67～73通过改变富Pt缓冲层的Pt含量来调查磁特性。
富Pt缓冲层设定为膜厚1.0nm的PtTi-30体积％TiO2，富Co磁性层设定为膜厚16nm的Co80Pt20-30体积％B2O3。将结果示于表7中。
[表7]
表7富Pt缓冲层的Pt含量与磁特性
Figure BDA0003936388950000241
如果以未设置富Pt缓冲层的比较例1作为基准，确认到：富Pt缓冲层的Pt含量越多，则磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc越高，Pt含量为45原子％的比较例9低至与比较例1同等程度。
[富Co磁性层的膜厚与磁特性]
实施例74～78对富Co磁性层的膜厚与磁特性进行了调查。
富Pt缓冲层设定为膜厚1.0nm的Pt-30体积％TiO2，富Co磁性层设定为Co80Pt20-30体积％B2O3。将结果示于表8、图7和图8中。
[表8]
表8富Co磁性层的膜厚与磁特性
Figure BDA0003936388950000242
确认到：富Co磁性层的厚度越厚，则磁晶各向异性常数Kugrain越低，但矫顽力Hc越高。
[富Co磁性层的氧化物含量与磁特性]
比较例10～11和实施例79～82对富Co磁性层的氧化物含量与磁特性进行了调查。
富Pt缓冲层设定为膜厚1.0nm的Pt-30体积％TiO2，富Co磁性层设定为膜厚16nm的Co80Pt20-B2O3。将结果示于表9中。
[表9]
表9富Co磁性层的氧化物含量与磁特性
Figure BDA0003936388950000251
确认到：富Co磁性层的氧化物含量为10体积％以上且40体积％以下的范围内时，氧化物含量越多，则磁晶各向异性常数Kugrain越低，但矫顽力Hc越高。氧化物含量为45体积％时，矫顽力Hc高，但磁晶各向异性常数Kugrain为与不含氧化物的比较例10相同程度。
[富Co磁性层的氧化物的种类与磁特性]
实施例83～99对富Co磁性层的氧化物的种类与磁特性进行了调查。
富Pt缓冲层设定为膜厚1.0nm的Pt-30体积％TiO2，富Co磁性层设定为膜厚16nm的Co80Pt20-30体积％XO(XO表示氧化物)。将结果示于表10中。
[表10]
表10富Co磁性层的氧化物的种类与磁特性
Figure BDA0003936388950000261
确认到：与富Co磁性层的氧化物的种类无关，并且即使在含有两种以上氧化物的情况下，磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都高。
[富Co磁性层的Co含量与磁特性]
比较例12～14和实施例100～103对富Co磁性层的Co含量与磁特性进行了调查。
富Pt缓冲层设定为膜厚1.0nm的Pt-30体积％TiO2，富Co磁性层设定为膜厚16nm的CoPt-30体积％B2O3。将结果示于表11、图9和图10中。
[表11]
表11富Co磁性层的Co含量与磁特性
Figure BDA0003936388950000271
确认到：在富Co磁性层的Co含量为60原子％以上且85原子％以下的范围时，磁晶各向异性常数Kugrain高达1.25×107erg/cm3以上，矫顽力Hc高达8.72kOe以上。
[富Co磁性层的追加元素的种类与磁特性]
实施例104～107对富Co磁性层的追加元素的种类与磁特性进行了调查。
富Pt层设定为膜厚1.0nm的Pt-30体积％TiO2，富Co磁性层设定为膜厚16nm的CoPtM-30体积％B2O3(M表示追加元素)。将结果示于表12中。
[表12]
表12富Co磁性层的追加元素的种类与磁特性
Figure BDA0003936388950000272
确认到：与富Co磁性层的追加元素的种类无关，磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都高。
[富Pt缓冲层的层叠位置与磁特性]
比较例1和实施例108～109对富Pt缓冲层的层叠位置与磁特性进行了调查。
富Pt缓冲层设定为膜厚1.0nm的Pt-30体积％TiO2，富Co磁性层设定为膜厚16nm的CoPt-30体积％B2O3。将结果示于表13中。
[表13]
表13富Pt缓冲层的层叠位置与磁特性
Figure BDA0003936388950000281
确认到：与未层叠富Pt缓冲层的比较例1相比，无论是将富Pt缓冲层层叠于富Co磁性层之下或之上中的任一种情况，磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都高，磁晶各向异性常数Kugrain都是相同的数值，在层叠于富Co磁性层之下的情况下矫顽力Hc较高。
[富Pt缓冲层的层叠位置与膜厚与磁特性]
比较例15和16以及实施例110～122对富Pt缓冲层的层叠位置与膜厚与磁特性进行了调查。
富Pt缓冲层设定为Pt-30体积％SiO2，富Co磁性层设定为Co80Pt20-30体积％B2O3。实施例110～119的富Co磁性层的膜厚为16nm，实施例120～122和比较例15～16的富Co磁性层的膜厚是各层4nm、合计16nm。将结果示于表14中。另外，将使富Pt缓冲层层叠于富Co磁性层之间的实施例120～122和比较例16的富Pt缓冲层的膜厚与Kugrain的关系以及与Hc的关系分别示于图11和图12中。
[表14]
表14富Pt缓冲层的层叠位置与膜厚与磁特性
Figure BDA0003936388950000291
确认到：与未层叠富Pt缓冲层的比较例15相比，无论是使富Pt缓冲层层叠于富Co磁性层之上或之间中的任一种情况，磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都高，磁晶各向异性常数Kugrain都为大致相同数值。富Pt缓冲层的膜厚越高，则矫顽力Hc越高，在相同膜厚的情况下，使富Pt缓冲层层叠于富Co磁性层之上时高于层叠于富Co磁性层之间。
[富Co磁性层的各膜厚与磁特性]
比较例15和17以及实施例111、121、123～130中，各富Pt缓冲层的膜厚设定为0.4nm，重复两次以上在富Co磁性层上层叠富Pt缓冲层的组合，改变两个以上富Co磁性层的各膜厚以及富Co磁性层和富Pt缓冲层的层叠次数，调查磁特性。
富Pt缓冲层设定为Pt-30体积％SiO2，富Co磁性层设定为Co80Pt20-30体积％B2O3。将结果示于表15中。另外，将富Pt磁性层的总膜厚与Kugrin的关系以及与Hc的关系分别示于图13和图14中。
[表15]
表15富Co磁性层/富Pt缓冲层两个以上层叠时的膜厚与磁特性
Figure BDA0003936388950000301
确认到：与未层叠富Pt缓冲层的比较例15相比，通过重复富Co磁性层和富Pt缓冲层的层叠，磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都变高，但是，使富Co磁性层和富Pt缓冲层的层叠重复11次、富Co磁性层和富Pt缓冲层的总膜厚大于20nm、富Pt缓冲层的总膜厚大于4nm时，磁晶各向异性常数Kugrain和矫顽力Hc都降低。

Claims (8)

1.一种Pt-氧化物系溅射靶，其是由60体积％以上且小于100体积％的Pt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成的Pt-氧化物系溅射靶，其特征在于，Pt基合金相含有50原子％以上且100原子％以下的Pt。
2.如权利要求1所述的Pt-氧化物系溅射靶，其中，所述Pt基合金相还含有合计为0原子％以上且50原子％以下的选自Si、Ti、Cr、B、V、Nb、Ta、Ru、Mn、Zn、Mo、W和Ge中的一种以上。
3.如权利要求1或2所述的Pt-氧化物系溅射靶，其中，所述氧化物为选自B2O3、WO3、Nb2O5、SiO2、Ta2O5、TiO2、Al2O3、Y2O3、Cr2O3、ZrO2、HfO2中的一种以上。
4.一种垂直磁记录介质，其是包含在含有富Co晶粒的CoPt基合金-氧化物的颗粒结构的磁性层之下层叠的含有富Pt晶粒的Pt基合金-氧化物的薄层的垂直磁记录介质，其特征在于，
所述颗粒结构的磁性层由60体积％以上且小于100体积％的CoPt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成，
所述磁性层的CoPt基合金相含有60原子％以上且85原子％以下的Co和15原子％以上且40原子％以下的Pt，
所述Pt基合金-氧化物的薄层是由60体积％以上且小于100体积％的Pt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成、厚度大于0nm且在2nm以下的Pt基合金-氧化物的薄层，
所述Pt基合金-氧化物的薄层的Pt基合金相含有50原子％以上且100原子％以下的Pt。
5.一种垂直磁记录介质，其是包含在含有富Co晶粒的CoPt基合金-氧化物的颗粒结构的磁性层之上层叠的含有富Pt晶粒的Pt基合金-氧化物的薄层的垂直磁记录介质，其特征在于，
所述颗粒结构的磁性层由60体积％以上且小于100体积％的CoPt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成，
所述磁性层的CoPt基合金相含有60原子％以上且85原子％以下的Co和15原子％以上且40原子％以下的Pt，
所述Pt基合金-氧化物的薄层是由60体积％以上且小于100体积％的Pt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成、厚度大于0nm且在4nm以下的Pt基合金-氧化物的薄层，
所述Pt基合金-氧化物的薄层的Pt基合金相含有50原子％以上且100原子％以下的Pt。
6.一种垂直磁记录介质，其是包含两个以上在含有富Co晶粒的CoPt基合金-氧化物的颗粒结构的磁性层之上层叠的含有富Pt晶粒的Pt基合金-氧化物的薄层的组合的垂直磁记录介质，其特征在于，
所述颗粒结构的磁性层由60体积％以上且小于100体积％的CoPt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成，
所述磁性层的CoPt基合金相含有60原子％以上且85原子％以下的Co和15原子％以上且40原子％以下的Pt，
所述Pt基合金-氧化物的薄层由60体积％以上且小于100体积％的Pt基合金相和大于0体积％且40体积％以下的氧化物构成，
所述Pt基合金-氧化物的薄层的Pt基合金相含有50原子％以上且100原子％以下的Pt，
垂直磁记录介质中所含的Pt基合金-氧化物的薄层的总厚度大于0nm且在4nm以下。
7.如权利要求4～6中任一项所述的垂直磁记录介质，其中，所述Pt基合金-氧化物的薄层的Pt基合金相还含有合计为0原子％以上且50原子％以下的选自Si、Ti、Cr、B、V、Nb、Ta、Ru、Mn、Zn、Mo、W和Ge中的一种以上。
8.如权利要求4～7中任一项所述的垂直磁记录介质，其中，所述Pt基合金-氧化物的薄层含有合计为0体积％以上且40体积％以下的选自B2O3、WO3、Nb2O5、SiO2、Ta2O5、TiO2、Al2O3、Y2O3、Cr2O3、ZrO2、HfO2中的一种以上氧化物。
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