专利名称：靶材及其使用于磁性记录媒体的记录层材料的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种储存媒体，尤其是一种靶材及其使用于磁性记录媒体的记录层材料。
背景技术：
目前硬碟的磁记录依照磁化的方向，可分为水平记录(longitudinal magnetic recording)与垂直i己录(perpendicular magnetic recording)两禾中，水平i己录石兹化方向是平行碟片的表面，而垂直记录磁化方向则是垂直碟片表面。垂直式记录媒体之结构包含基板(玻璃或铝)、附着层、软磁层(soft underlayer)、晶种层(seed layer)、中间层 (intermediate layer)、i己录层(recording layer) >MUM (covering layer)及滑层 (lubricative layer)，如图1所示，其中最重要的关键技术所在即记录层。如图2所示， 文献报告IEEETrans. Magn. ,38(2002) 1976中指出，在很薄的CoPt基的磁性记录层中添加氧化物，可以有效的使得氧化物偏析在晶界并且不破坏钴基磁性晶粒的晶体结构(包含 HCP 相(Hexagonal close packed)及 c-axis orientation),进而细化晶粒(grain size < 10nm)，以达到提升讯号杂讯比(signal-to-noise ratio，SNR)的目的。如前所述，藉由得到颗粒状磁性薄膜(granular magnetic thin film)的微结构，以及良好的磁性质(magnetic properties)，热稳定性(thermal stability)和读写测试的表现(recording performance)，使得高密度垂直式记录媒体的发展已不再是遥不可及。如图1所示，现今硬碟的记录层一般具有多层的结构，其中最靠近中间层的第一层称为 Mag. 1，依次往上为第二层(Mag. 2)、第三层(Mag. 3)、…，Mag. 1的薄膜结构为铁磁性颗粒均勻分布于氧化物中，藉由不具磁性的氧化物来将磁性颗粒隔绝开来，以降低记录媒体的杂讯。根据文献Appl. Phys. Lett. 95 102507 (2009)，如图3所示，其内文中指出只需要单一原子层氧化物即可达成很好的磁性隔绝效果，但传统的磁性记录层却需要厚至Inm 以上的氧化物晶界层(grain boundary,简称G. B.)，才能有效隔绝磁交换偶合(magnetic exchange coupling)，据推测应该是隔绝的氧化物会含有部份具弱磁性的Co-A-O化合物， 其中A为选自硅(Si)、钛(Ti)、钽(Ta)、铬(Cr)、铌(Nb)、铪(Hf)、锆(Zr)、钨(W)、钇(Y)等元素；造成现今记录层中的氧化物厚度仍需> Inm才能将磁性颗粒间的磁偶合(magnetic coupling)降至趋近于零，且存在有下列问题1.为降低杂讯，需增加较多的氧化物的量来达成良好的磁性颗粒隔绝；但氧化物添加太多时，会有一部份氧化物跑进去磁性颗粒中，反而造成杂讯增多。2.在溅镀过程中，若靶材存在较多的氧化物则较易使靶材表面的局部区域产生电弧放电(arcing)，影响镀膜品质，造成沉积的薄膜无法符合品质要求。另外于美国公开案US2006286414A1中指出，使用主要成份为CoPt-氧化物 (CoPt-oxide)或CoCrPt-氧化物(CoCrPt-oxide)或CoCrPtB-氧化物的靶材，其中再添加不溶于Co且还原电位大于-0. 03eV的元素，用以溅镀形成硬碟的记录层，当中符合的元素
3有Cu、Ag、Au等元素；该案仅指出靶材主要成份是添加Cu元素，而非CuO。以上所述的文献及美国公开案中所提供的技术手段虽然指出添加适量的氧化物可降低磁偶合现象及提高讯号杂讯比，但仍无法提供一种靶材及使用于磁性记录媒体的记录层材料，可以直接改善溅镀过程中所存在氧化物过多所产生的问题及可以降低记录层中所需的G. B.氧化物厚度。
发明内容
为解决上述的问题，有必要发展一新的成份组成，该靶材其所含的氧化物含量不用太多即可获得良好的讯号杂讯比，本发明提供一种靶材及其使用于磁性记录媒体的记录层材料，以氧化铜为设计轴心，利用添加氧化铜于该靶材中，使得利用该靶材溅镀而成的磁性记录媒体的记录层薄膜具有良好的讯号杂讯比的特性，该磁性记录媒体的记录层的记录密度可往上提升，提高整体储存媒体的记录容量。本发明所提供的技术手段在于提供一种靶材，其是以CoPt或CoCrPt或CoCrPtB 为主的材料中再添加氧化物组合物所形成；其中该氧化物组合物包含有氧化铜(CuO)以及至少一选自于由下列者所构成的群组氧化钛(TiO2)、氧化铬(Cr2O3)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钇(Y2O3)、氧化锆(&02)、氧化铪(HfO2)；该靶材经由包括以下步骤的制法所制成形成预合金将上述任一种靶材化合物先合成预合金；造粉将预合金制成粉末；混粉将此粉末与氧化物混合或再与靶材元素组成中的其他元素或预合金粉末与氧化物混合；以及烧结混合粉末经烧结后形成该靶材。较佳的，所述的靶材，其中该氧化物组合物中进一步包含有氧化硅。较佳的，本发明提供一种磁性记录媒体的记录层材料，其是由前述靶材所溅镀而成。较佳的，所述的磁性记录媒体的记录层材料，其是用于硬碟的记录层材料。本发明所提供的靶材及其使用于磁性记录媒体的记录层材料，可以获得的优点和功效增进有该靶材中含有氧化铜成分，且该靶材使用于该磁性记录媒体的记录层材料的溅镀过程中，在溅镀后的薄膜中可减少该薄膜中磁性颗粒晶界层所需的厚度，意指该溅镀靶材中所含的氧化物含量较少，可使溅镀制程较为稳定；一旦该磁性颗粒晶界层的厚度减少，则相同位元长度时，磁性颗粒的体积较大，此时热稳定性亦较佳；若磁性颗粒的尺寸一样，则此时该磁性记录媒体的记录层的记录密度可往上提升，提高整体储存媒体的记录容量。
图1是习用的垂直式记录媒体的结构。图2是CoPtCr-oxide薄膜在穿透式电子显微镜下的微观结构(文献报告IEEE Trans. Magn.，38 1976 (2002))。图3是习用的无添加氧化铜的记录层结构示意图。
图4是本发明添加氧化铜的记录层结构示意图。
具体实施例方式为能详细了解本发明的技术特征和实用功效，并可依照说明书的内容来实施，现进一步以如图式所示及其详细说明如下本发明所提供的靶材及其使用于磁性记录媒体的记录层材料较佳实施例如图4 所示。本发明提供一种磁性记录媒体的记录层材料，其是以CoPt或CoCrPt或CoCrPtB 为主的材料中再添加氧化物组合物所形成；其中该氧化物组合物包含有氧化铜(CuO)以及至少一选自于由下列者所构成的群组氧化钛(TiO2)、氧化铬(Cr2O3)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钇(Y2O3)、氧化锆(&02)、氧化铪(HfO2)以及其等的组合。换言之，本发明提供一种靶材，其用于形成一磁性记录媒体的记录层材料，该靶材成分组成以CoPt或CoCrPt或CoCrPtB为主的材料中再添加氧化物所形成，其中的氧化物是选自于氧化钛、氧化铬、氧化钽、氧化铌、氧化钇、氧化锆或氧化铪其中之一以上且与氧化铜所构成的群组。上述靶材是经由包括以下步骤的制法所制成形成预合金将上述任一种靶材化合物先合成预合金；造粉将预合金制成粉末；混粉将此粉末与氧化物混合或再与其他该靶材元素组成中的其他元素或预合金粉末与氧化物混合；烧结混合粉末经烧结后形成该靶材。较佳的，前述之靶材中的氧化物组合物中，其中进一步包含有氧化硅。本发明所提供该磁性记录媒体的记录层材料，其是使用如上述的该靶材溅镀而形成。由上述的磁性记录媒体的记录层材料，其是用于硬碟的记录层材料。该磁性记录媒体的记录层材料可以由此技术领域中已知的溅镀方式完成，诸如， 不限于离子束溅镀法、电子电浆法等。在本发明的一较佳的具体例系经藉由一包括以下步骤之方法所制得准备一已沉积好垂直记录式记录媒体之记录层底下包括附着层、软磁层、晶种层、 中间层等各层，亦即已沉积至中间层的基板，以氩气(Ar)为工作气体进行前述靶材的溅镀，在中间层上形成记录层；将有含氧化铜与不含氧化铜的靶材溅镀形成记录层薄膜后，利用振动样品磁化仪(VSM，vibrating sample magnetometer)量测其溅镀后薄膜的矫顽磁力(He)及成核场 (Hn, nucleation field)，并计算正规化去交换偶合((Hc-Hn)/He)，Normalized Exchange decouple)；由表一可知，含氧化铜的靶材所溅镀形成的薄膜，其正规化去交换偶合值较高， 此表示加入氧化铜确实可以增进氧化物晶界层的去偶合作用。表一
权利要求
1.一种靶材，其特征在于，该靶材是以CoPt或CoCrPt或CoCrPtB为主的材料中再添加氧化物组合物所形成；其中该氧化物组合物包含有氧化铜(CuO)以及选自于由下列所构成之群组的至少一者氧化钛、氧化铬、氧化钽、氧化铌、氧化钇、氧化锆、氧化铪以及其等的组I=I O
2 如权利要求1所述的靶材，其特征在于，该氧化物组合物中进一步包含有氧化硅。
3.—种磁性记录媒体的记录层材料，其特征在于，该磁性记录媒体的记录层材料是由权利要求1或2所述的靶材所溅镀而成。
4.如权利要求3所述的磁性记录媒体的记录层材料，其特征在于，该磁性记录媒体的记录层材料是用于硬碟的记录层材料。
5.如权利要求3所述的磁性记录媒体的记录层材料，其特征在于，该磁性记录媒体的记录层材料是用于垂直式记录媒体。
全文摘要
本发明提供一种靶材，其组成成分是由CoPt-氧化铜-氧化物或CoCrPt-氧化铜-氧化物或CoCrPtB-氧化铜-氧化物形成该靶材主要材料成分，其中所添加的氧化铜为主要技术特征，以该靶材使用于该磁性记录媒体的记录层材料的溅镀过程中，可使溅镀制程较为稳定，并可减少该记录层中的磁性颗粒晶界层所需的厚度，且具有较高的热稳定性，故该磁性记录媒体的记录层的记录密度可往上提升，提高整体储存媒体的记录容量。
文档编号G11B5/851GK102465265SQ20101053782
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者刘文灿, 林守贤, 罗尚贤 申请人:光洋应用材料科技股份有限公司