[发明专利]多层膜材料体系

说明书

发明领域

本发明涉及一种新颖的铂/钴多层膜材料体系，并涉及制造多层金属膜的改进方法。

发明背景

具有正交磁性异向的薄膜可能选用于高密度磁性和磁-光(MO)记录中。非晶质稀土过渡金属合金膜已成为主要的MO记录媒体。然而，这类膜都附带某些显着缺点，例如，它们会因其不耐腐蚀和易氧化而受到损害，必须采用钝化的底层和涂层，以及在短波(长)作用下(克耳)光电旋转性小这些缺点妨碍其用于较短波长或“蓝激光器作用下的高密度记录场合，人们已提出选择多层Pt/Co和Pd/Co作为MO媒体。多层Pt/Co是最可取的，因为它们比多层Pd/Co，特别是在较短波长时，呈现更高的极性克耳效应。

可用于磁光记录的材料，除了需具有正交磁性异向外，还必须具有方形极性克耳磁滞回线，足够的极性克耳转角(Ok)和足够大的室温矫顽力(Hc)。对MO用途来说，可以认为未增强的极性克耳旋转0.1°左右是足够的，但更高值，例如0.2-0.3°左右为最佳。现有几种增强极性克耳旋转度的已知方法。矫顽力在热磁记录过程中起着关键作用并在室温下应大于写操作时间所加的磁场。否则，写-磁场可能改变多层中相邻的预写信息。一般说来，大约1000Oe(80KA/m)矫顽力便足够高了。然而，为使多层膜能适用于磁光记录，仅有高矫顽力是不够的。还需要具有方形极性克耳磁滞回线。这种回线由WBZeper等人在1991年8月15日应用物理杂志70(4)期，题为“多层Co/Pt和Co/Pd中进行磁滞，微结构和磁光记录”一文中所定义的，其中磁滞回线的“正方度”定义为：矩形比r＝Hn/Hc，其中r为矩形比，Hn为成核场和Hc为矫顽场。Hn和Hc示于图1中。对磁-光记录媒体而言，r＝1为最佳，此时Hc也大，然而，按我们现有知识，还没有对r为何值表明为方形回线和何值不能看作方形的普遍公认的定义。我们假定r值低于0.8左右时，不能定义为方形回线。

最佳MO记录性能是在借助蒸发或分子束技术淀积的多层Pr/Co获得的。虽然，在这些技术中以溅射技术为最佳，但由于其易于为大规模制造时所采用，通常溅射成的膜在室温下没有足够的矫顽力，以致不能用于磁光记录。例如，在日本应用物理杂志28，L659(1989)和华盛顿哥伦比亚特区的国际磁学报1989年汇编中记载了由Ochiai等人通过将氩作为溅射气体制备的溅射多层Pt/Co的Hc仅为100-350Oe(8-28KA/m)。这些Hc值是小于或等于用作写-磁场的数量级，后者通常约为40KA/m。因此，对已知的多层Pt/Co而言，在写入新信息时，写磁场可以改变相邻的先写信息。

WO91/08578公开了一种制造铂/钴多层膜的溅射方法，该铂/钴多层膜由铂层和钴层相间构成，用作溅射气体的是氪，氙或其混合体。该文公开了具有620-1495Oe的室温矫顽力的多层膜并同在氩气中溅射成的具有相同厚度和钴、铂数量的多层膜作了对照，后者的室温矫顽力为265-360Oe。因此结论是：在氩气中溅射的多层膜是不能用于磁光记录的。

因此在获得具有足够大室温矫顽力可用于MO应用场合的Pt/Co多层膜的同时也要保持上述的其他性能，为改善Hc，人们已作了各种尝试，例如使用垫层。

例如，YOchiai等人的EP0304873揭示了为提高Hc，对包括使用垫层的溅射Pr/Co多层膜的研究。然而，一般获得的只是Hc的界限方面的改善而单一的最佳结果700Oe(56KA/m)需要一1000(100nm)厚的Pt垫层，对于大多数磁光记录应用场合来说，这是不实际的，因为该垫层阻止了从基片侧面来的读和写的信息，而且这么厚的Pt层所具有的较大热容量和热扩散率很可能在利用现时固态激光器可获得的有限功率下禁止了写操作。

WO91/14263公开了厚度约为200至4500左右的氧化锌或氧化铟垫层。获得了1090-2900Oe的室温矫顽力。其中氧化层必须在存在氧的情况下溅射，而该多层又是在一独立的真空室中溅射，这过程很复杂。从一个室转移至另一室使氧化锌薄膜暴露于在大气中，同时为消除暴露期间出现的任何污染还需附加一个工艺步骤。

发明目的

为改善淀积膜的性能，其他工作包含对生长表面或基片的加热。

我们发明了一种新颖、溅射的Pt/Co多层材料系，该材料系具有较高室温矫顽力，一个方形极性克耳磁滞回线和足够的极性克耳旋转性，可用作磁光记录媒体。

发明方案概述