用于磁性记录的Cr合金和溅射靶材以及使用其的垂直磁性记录介质的制作方法
【专利说明】用于磁性记录的Cr合金和溅射靶材以及使用其的垂直磁 性记录介质
[0001] [相关申请的交叉引用]
[0002] 本申请要求在2013年2月25日提交的日本专利申请号2013-34228的优先权，其 全部内容通过引用结合在此。
[技术领域]
[0003] 本发明涉及用于在热辅助磁性记录介质中使用的MgO种晶层的合金和溅射靶材， 并涉及其中使用它们的垂直磁性记录介质。特别地，本发明涉及用于在热辅助磁性记录介 质中使用的MgO种晶层的取向控制层的合金和溅射靶材，和其中使用它们的垂直磁性记录 介质。
[【背景技术】]
[0004] 近年来，在磁性记录技术上已经有了显著的进步，因为驱动器容量的增加，磁性记 录介质中记录密度的提高已经取得进展。与常用的纵向磁性记录介质相比可以达到更高记 录密度的垂直磁性记录系统已经进入实际应用。垂直磁性记录系统是其中易磁化轴在垂直 于垂直磁性记录介质的磁性膜的介质表面的方向上取向的系统，并且适用于高记录密度。 此外，已经研究了利用热的辅助记录方法，对于该方法，已经应用了垂直磁性记录系统。
[0005] 随着磁性记录介质的记录密度增加，磁性记录介质体积/比特下降。因此，由于 热扰动，出现了记录退磁的问题，并且需要具有更高磁晶各向异性常数（Ku)的磁性记录膜 (例如，CoPt、FePt等），而具有高磁晶各向异性的材料不能够在其中可以用目前的记录头 记录的磁场中记录。因此，在热辅助记录系统中，通过利用记录材料的磁性随温度一起降 低，仅在记录时用激光或近场光加热目标区域，并完成磁性记录。
[0006] 热辅助记录系统是其中将磁性记录技术和光学记录技术结合的记录系统，记录磁 性部分的矫顽力（coerciveforce)通过由激光照射引起的热局部地减小，以在其中不可能 以常规技术记录的高矫顽力介质上进行记录，并且随后将介质快速冷却至室温并增强矫顽 力并完成储存。
[0007] 在热辅助记录系统中使用的具有FePt等的记录膜具有LiO的晶体结构，其与已常 规使用的CoCrPt系记录膜的六方晶体结构不同，并且MgO用作其种晶层。例如，如在日本 未审查专利申请公开（PCT申请的翻译）号2010-503139(专利文献1)和日本专利公开公 布号2011-60344 (专利文献2)中所公开的，使用纯的Cr层和Cr合金层作为用于控制MgO 种晶层的取向和晶体粒径的取向控制层。
[0008] [引用清单]
[0009] [专利文献]
[0010] [PTL1]日本未审查专利申请公开（PCT申请的翻译）号2010-503139
[0011] [PTL2]日本专利公开公布号2011-60344 [0012][发明概述]
[0013] 然而，使用如上所述的这种材料作为形成取向控制层的材料导致了与MgO失配的 大晶格常数，导致了由于没有添加用于控制晶粒的元素而引起的取向控制层中的粗粒子， 并且导致了其分散大的膜。因此，MgO膜的取向劣化，从而增大了晶体粒径，磁性膜因此具 有类似的倾向，并且不能将记录密度增强到高水平。
[0014] 本发明是关于如上所述这样的问题的，并且本发明旨在提供用于MgO膜用的，取 向控制层的具有与MgO的（001)面失配小的晶格常数以及细的、均匀的晶粒分布的包括 BCC(体心立方）结构的Cr系合金，以及由包含该合金的溅射靶材。此外，目的是提供一种 垂直磁性记录介质，其中，通过使用这种Cr系合金单层膜作为MgO膜用的取向控制层，晶体 粒径细且均匀的磁性膜形成于在（001)面上取向的细MgO上。
[0015] 作为为了解决上述问题努力研究的结果，本发明的发明人发现了，作为具有与MgO 的（001)面失配小的晶格常数以及细且均匀的晶粒分布的包括BCC结构的Cr系合金的一 种合金体系，其中通过加入在Cr中形成固溶体的（M)族元素（Al、Ti、Mo、W、V和Ru)降低 与MgO的晶格常数失配，并且通过加入微量的（X)族元素出、^、51和511)调节晶体粒径。
[0016] 根据本发明的一个实施方案，提供了一种用于磁性记录的Cr合金，所述合金以 at. %包含：
[0017] -种以上选自由以下各项组成的组的元素41、1^〇、1、￥和此，其总量为其中式 ⑴中的a值为2,919A以上且3.037A以下：
[0018] a3=N/P2(mnAn)⑴
[0019] [其中
[0020] a表示晶格常数，
[0021] N表示阿伏伽德罗数，
[0022] P表示计算密度（g/cm3)，
[0023] m表示在单元晶格中存在的元素的个数，且
[0024] A表示原子量]
[0025] 总共0. 1至5%的一种以上选自由以下各项组成的组的元素：B、C、P、SUPSn^
[0026] 余量的Cr和不可避免的杂质。
[0027] 根据本发明的另一个实施方案，提供了一种用于磁性记录的Cr合金，所述合金以 at. %包含：
[0028] Al、Ti、Mo、W、V和Ru元素中的一种或两种以上元素，其总量为其中式1中的a值 为2.919A以上且3.037A以下；
[0029] 总共0. 1至5%的B、C、P、Si和Sn元素中的一种或两种以上元素；和
[0030] 余量的Cr和不可避免的杂质。
[0031]a3=N/P2 (mnAn)(式 1)
[0032] 在该式中，
[0033] a:晶格常数，
[0034] N:阿伏伽德罗数，
[0035] P:计算密度（g/cm3)，
[0036] m:在单元晶格中存在的元素的个数，且
[0037] A:原子量
[0038] 根据本发明的另一个实施方案，提供了一种包含上述用于磁性记录的合金的溅射 靶材。
[0039] 根据本发明的再另一个实施方案，提供了一种使用上述用于磁性记录的合金的垂 直磁性记录介质。
[0040] 如上所述，根据本发明，提供了一种具有与MgO的（001)面失配小的晶格常数以及 细且均匀的晶粒分布的包括BCC结构的Cr系合金，以及包含该合金的溅射靶材。这样的合 金使得在磁性记录介质中MgO膜的取向可以改善并且晶体粒径可以细且均匀地分散。在相 关技术中，尚不存在这样的技术构思：允许晶体粒径细且均匀，同时降低作为记录层底涂层 膜的MgO层和取向控制层之间的晶格常数失配。这一点是本发明中的特征技术构思。
[0041] [实施方案描述]
[0042] 以下具体解释本发明。除非另作说明，如本文所使用的" ％ "表示原子％ (at. % )。
[0043] 根据本发明的用于磁性记录的Cr合金包含一种以上选自由以下各项组成的组的 元素：六1、1^〇、1、￥和1?11，一种以上选自由以下各项组成的组的元素出、(：、？、31和311，和 余量的Cr及不可避免的杂质，优选基本上仅由这些元素和不可避免的杂质组成，且更优选 由这些元素和不可避免的杂质组成。
[0044] 以下详细解释本发明。研究了具有与MgO的（001)面失配小的晶格常数以及细且 均匀的晶粒分布的包括BCC结构的Cr系合金的组成，并因此发现，通过加入适当量的一种 或两种以上的作为形成Cr的固溶体的（M)族元素的41、1^〇、1、￥和1?11，可以使得晶格常 数为2J19盖以上且3.037A以下。此外发现，加入微量的一种或两种以上作为（X)族元 素的B、C、P、Si和Sn元素，使得能够在保持BCC结构的同时细且均匀地控制晶粒。
[0045] 以下解释根据本发明的用于磁性记录的Cr合金的限制原因。
[0046] (M)族元素（Al、Ti、Mo、W、V和Ru)的添加量
[0047] Cr具有2.880A的晶格常数，并且在4.072A与Mg