JP5888664B2 - 強磁性材スパッタリングターゲット - Google Patents
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Description
また、近年実用化された垂直磁気記録方式を採用するハードディスクの記録層には、Coを主成分とするCo−Cr系又はCo−Cr−Pt系の強磁性合金と非磁性の無機物からなる複合材料が多く用いられている。
しかし、この場合、磁性膜中の非磁性材料の電気抵抗を比抵抗で106Ωcm以下とする磁性膜の作製を狙いとしているために、ターゲットとしての構造及びターゲットとしての保有すべき性質については、特に関心が払われていない。
1)Coを主成分とする磁性合金と導電性酸化物からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、焼結体ターゲット中に平均粒子径が10〜100μmの範囲の導電性酸化物が分散されていることを特徴とする強磁性材スパッタリングターゲット
2)磁性合金が、Cr:20mol%以下、Pt:30mol%以下、残余がCoであることを特徴とする上記1)記載の強磁性材スパッタリングターゲット
3)添加元素として、さらにB、Ti、V、Mn、Zr、Nb、Ru、Mo、Ta、Wから選択した1元素以上を、0.5mol%以上10mol%以下含有することを特徴とする上記1)〜2)のいずれか一項に記載の強磁性材スパッタリングターゲット、を提供する。
4)導電性酸化物が、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタンから選択した1種以上からなることを特徴とする上記1)〜3)のいずれか一項に記載の強磁性材スパッタリングターゲット
5)導電性酸化物が酸化チタンであり、TinO2n−1 (n=1, 2, ・・・, 20)となる形態で存在することを特徴とする上記1)〜3)のいずれか一項に記載の強磁性材スパッタリングターゲット、を提供する。
また、導電性酸化物以外の酸化物、例えば酸化ケイ素、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化コバルトなどを0.5mol%以上10mol%以下添加することができる。これらは、磁気記録媒体の磁気特性を向上させる効果を有するものであり、必要に応じて添加することができる。
導電性酸化物の粒径を10〜100μmの範囲に調整した理由は、前記の通り、漏洩磁束を向上させ且つパーティクル発生を抑制するためである。
また、各金属元素の粉末の代わりに、これら金属の合金粉末を用意してもよいが、その場合も最大粒径が20μm以下とすることが望ましい。
金属元素の粉末は、小さ過ぎると、酸化が促進されて成分組成が範囲内に入らないなどの問題があるため、0.1μm以上とすることがさらに望ましい。
導電性酸化物の粉末としては、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタンから選択した1種以上を使用することができる。しかし、他の導電性酸化物の粉末の使用を否定するものではない。
実施例1では、原料粉末として、平均粒径3μmのCo粉末、平均粒径5μmのCr粉末、導電性酸化物材料として平均粒径50μmに調整したTi2O3粉末を用意した。そして、これらの粉末をターゲットの組成が83Co−7Cr−10Ti2O3(mol%)となるように、秤量した。
次に、秤量した粉末を、粉砕媒体のジルコニアボールと共にボールミルポットに封入し、4時間回転させて混合した。なお、大きな導電性酸化物の粉末を作製する場合には、バルク或いはショット形状の原料を事前に粉砕・篩別して粒径範囲を調整しておく必要ある。
また、このターゲットの組織を観察したところ、Ti2O3相の平均粒子径は、30μmであることを確認した。
実施例2では、原料粉末として、平均粒径3μmのCo粉末、平均粒径5μmのCr粉末、導電性酸化物材料として平均粒径20μmに調整したZnO粉末を用意した。そして、これらの粉末をターゲットの組成が80Co−10Cr−10ZnO(mol%)となるように、秤量した。
次に、秤量した粉末を、粉砕媒体のジルコニアボールと共にボールミルポットに封入し、2時間回転させて混合した。
また、このターゲットの組織を観察したところ、ZnO相の平均粒子径は、10μmであることを確認した。
実施例3では、原料粉末として、平均粒径3μmのCo粉末、平均粒径5μmのCr粉末、平均粒径3μmのPt粉末、導電性酸化物材料としてITO(In2O3−10wt%SnO2)焼結体を粉砕して平均粒径20μmに調整したITO(In2O3−10wt%SnO2)粉末を用意した。そして、これらの粉末をターゲットの組成が70Co−10Cr−10Pt−10:ITO(mol%)となるように、秤量した。
次に、秤量した粉末を、粉砕媒体のジルコニアボールと共にボールミルポットに封入し、4時間回転させて混合した。
また、このターゲットの組織を観察したところ、ITO相の平均粒子径は、10μmであることを確認した。
比較例1では、原料粉末として、平均粒径3μmのCo粉、平均粒径5μmのCr粉、平均粒径1μmのTi2O3粉を用意した。これらの粉末をターゲット組成が80Co−7Cr−10TiO2(mol%)となるように秤量した。
次に、この混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度1000°C、保持時間2時間、加圧力30MPaの条件のもとホットプレスして、相対密度99%の焼結体を得た。さらにこれを旋盤で直径が180mm、厚さが5mmの円盤状のターゲットへ加工した。このターゲットの漏洩磁束密度は28%であった。また、このターゲットの組織を観察したところ、Ti2O3相の平均粒子径は、1μmであることを確認した。
比較例2では、原料粉末として、平均粒径3μmのCo粉、平均粒径5μmのCr粉、平均粒径20μmの非晶質(一部に結晶質を含む)SiO2粉を用意した。これらの粉末をターゲット組成が80Co−7Cr−10SiO2(mol%)となるように秤量した。
次に、この混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度1100°C、保持時間2時間、加圧力30MPaの条件のもとホットプレスして、焼結体を得た。さらにこれを旋盤で直径が180mm、厚さが5mmの円盤状のターゲットへ加工した。
このターゲットの漏洩磁束密度は40%であった。また、このターゲットの組織を観察したところ、SiO2相の平均粒子径は、12μmであることを確認した。
これにより、磁気記録媒体の磁性体薄膜、特にハードディスクドライブ記録層の成膜に使用される強磁性材スパッタリングターゲットとして有用である。
Claims (3)
- Coを主成分とする磁性合金と導電性酸化物からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、磁性合金が、Cr:20mol%以下(但し、0mol%を除く)、Pt:20mol%以下、残余がCoであり、焼結体ターゲット中に平均粒子径が10〜100μmの範囲の導電性酸化物が分散されており、当該導電性酸化物が酸化チタンからなり、TinO2n−1(n=1,2,・・・,20)の形態で存在することを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。
- 前記磁性合金に、添加元素として、さらにB、Ti、V、Mn、Zr、Nb、Ru、Mo、Ta、Wから選択した1元素以上を、0.5mol%以上10mol%以下含有することを特徴とする請求項1に記載のマグネトロンスパッタリング用ターゲット。
- 導電性酸化物が、酸化チタンに代えて、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウムから選択した1種以上からなることを特徴とする請求項1〜2のいずれか一項に記載のマグネトロンスパッタリング用ターゲット。
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