CN108291294B - 溅射靶 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够制作矫顽力Hc大的磁性薄膜的溅射靶。该溅射靶含有金属Co、金属Pt和氧化物而成，其是除了不可避免的杂质以外不含金属Cr的溅射靶，上述氧化物的熔点为600℃以下、并且该氧化物的每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf为‑1000kJ/mol O2以上且‑500kJ/mol O2以下。

Description

溅射靶
技术领域
本发明涉及溅射靶，详细而言，涉及能够制作矫顽力大的磁性薄膜的溅射靶，其是含有金属Co、金属Pt和氧化物而成的溅射靶。
需要说明的是，在本说明书中，有时将含有金属Co、金属Pt和氧化物而成的溅射靶记载为CoPt-氧化物系靶。另外，有时将含有金属Co、金属Pt和氧化物而成的磁性薄膜记载为CoPt合金-氧化物系磁性薄膜。
背景技术
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之一，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基合金晶粒与包围其周围的氧化物的晶界构成。因此，为了在由CoPt基合金-氧化物的颗粒结构构成的磁性薄膜中进一步提高记录密度，需要将磁记录层(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会产生所谓的热起伏现象，即，因超顺磁现象使得记录信号的热稳定性受损而使记录信号消失。该热起伏现象成为对于磁盘的高记录密度化的较大阻碍。
为了解决该阻碍，对于各CoPt基合金晶粒而言，需要增大磁能使得磁能战胜热能。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的积v×Ku来决定。因此，为了增大CoPt基合金晶粒的磁能，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)。
作为使CoPt基合金晶粒的Ku增大的对策，可以列举：减少各CoPt基合金晶粒中的层叠缺陷、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)。
另一方面，为了使具有大Ku的CoPt基合金晶粒以柱状生长，必须实现CoPt基合金晶粒与晶界材料的相分离。另外，如果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，则由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，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。
为了满足如上所述的要求，对用于作为相对于CoPt基合金晶粒的晶界材料使用的氧化物进行了各种研究(例如，参见非专利文献5、6)。但是，材料选择的方针还不明确，即使现在对用于作为相对于CoPt基合金晶粒的晶界材料使用的氧化物还在继续研究。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：T.Oikawa et al.，IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS，2002年9月，VOL.38，NO.5，p.1976-1978
非专利文献2：S.N.Piramanayagam，JOURNAL OF APPLIED PHYSICS，2007年，102，011301
非专利文献3：A.Ishikawa and R.Sinclair，IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS，1996年9月，VOL.32，NO.5，p.3605-3607
非专利文献4：S.Saito，S.Hinata，and M.Takahashi，IEEE TRANSACTIONS ONMAGNETICS，2014年3月，VOL.50，NO.3，3201205
非专利文献5：J.Ariake，T.Chiba，and N.Honda，IEEE TRANSACTIONS ONMAGNETICS，2005年10月，VOL.41，NO.10，p.3142-3144
非专利文献6：V.Sokalski，J.Zhu.，and D.E.Laughlin，IEEE TRANSACTIONS ONMAGNETICS，2010年6月，VOL.46，NO.6，p.2260-2263
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供能够制作矫顽力Hc大的磁性薄膜的溅射靶。
用于解决问题的方法
本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现：适合于增大磁性薄膜的矫顽力Hc的氧化物是熔点为600℃以下、并且每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf为-1000kJ/mol O2以上且-500kJ/molO2以下的氧化物。
本发明基于该新的见解而完成。
即，本发明涉及的溅射靶的方式为一种溅射靶，其含有金属Co、金属Pt和氧化物而成，其特征在于，其是除了不可避免的杂质以外不含金属Cr的溅射靶，上述氧化物的熔点为600℃以下、并且该氧化物的每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf为-1000kJ/mol O2以上且-500kJ/mol O2以下。
上述氧化物优选含有B2O3而成。
上述氧化物优选为B2O3。
另外，优选含有10～50体积％的上述氧化物，更优选含有20～40体积％的上述氧化物，进一步优选含有25～35体积％的上述氧化物。
上述溅射靶能够适合用于磁性薄膜的制作。
发明效果
根据本发明，可以提供能够制作矫顽力Hc大的磁性薄膜的溅射靶。
附图说明
图1是示出磁性薄膜(CoPt合金-氧化物系磁性薄膜)的磁滞回线的图。
图2是示出氧化物的熔点Tm与磁性薄膜(CoPt合金-氧化物系磁性薄膜)的矫顽力Hc的关系的图。
图3是示出氧化物的每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf与磁性薄膜(CoPt合金-氧化物)的矫顽力Hc的关系的图。
图4是实施例1的烧结体试件的厚度方向截面的金属显微镜照片。
图5是实施例1的烧结体试件的厚度方向截面的金属显微镜照片。
具体实施方式
本发明的实施方式涉及的溅射靶是含有金属Co、金属Pt和氧化物而成的溅射靶，其特征在于，除了不可避免的杂质以外不含金属Cr，并且，上述氧化物含有B2O3而成。需要说明的是，在本说明书中，有时将金属Co简记为Co、将金属Pt简记为Pt。
1.靶的构成成分
本实施方式涉及的溅射靶含有Co和Pt作为金属成分，但是，只要不阻碍形成磁性薄膜则可以进一步含有其它金属(例如，Au、Ag、Ru、Rh、Pd、Ir、W、Ta、Cu、B、Mo等)。但是，如本发明人的在先申请(日本特愿2014-95566和PCT/JP2015/061409)中证实的那样，含有Cr时会对磁性薄膜的磁晶各向异性常数Ku带来不良影响，因此，不能含有不可避免的杂质以外的金属Cr。
金属Co和金属Pt在通过溅射形成的磁性薄膜的颗粒结构中成为磁性晶粒(微小的磁铁)的构成成分。
Co是强磁性金属元素，在磁性薄膜的颗粒结构的磁性晶粒(微小的磁铁)的形成中发挥核心作用。从增大通过溅射得到的磁性薄膜中的CoPt合金粒子(磁性晶粒)的磁晶各向异性常数Ku的观点以及维持所得到的磁性薄膜中的CoPt合金粒子的磁性的观点出发，本实施方式涉及的溅射靶中的Co的含有比例相对于金属成分整体(Co与Pt的合计)优选设定为20～90原子％、更优选设定为25～85原子％。
Pt具有通过在规定的组成范围内与Co进行合金化而降低合金的磁矩的功能，其具有调整磁性晶粒的磁性强度的作用。从增大通过溅射得到的磁性薄膜中的CoPt合金粒子(磁性晶粒)的磁晶各向异性常数Ku的观点以及调整所得到的磁性薄膜中的CoPt合金粒子(磁性晶粒)的磁性的观点出发，本实施方式涉及的溅射靶中的Pt的含有比例相对于金属成分整体优选设定为10～80原子％、更优选设定为15～75原子％。
另外，本实施方式涉及的溅射靶含有B2O3作为氧化物成分。氧化物成分在磁性薄膜的颗粒结构中作为隔开磁性晶粒(微小的磁铁)彼此之间的非磁性基质。
本实施方式涉及的溅射靶含有B2O3作为氧化物，但是，只要不阻碍形成磁性薄膜，也可以进一步含有其它氧化物(例如，SiO2、TiO2、Ti2O3、Ta2O5、Cr2O3、CoO、Co3O4、MnO、Mn3O4、Fe2O3、CuO、Y2O3、MgO、A12O3、ZrO2、Nb2O5、MoO3、CeO2、Sm2O3、Gd2O3、WO2、WO3、HfO2、NiO2等)。但是，如后述的实施例中证实的那样，通过只使用B2O3作为氧化物，尤其能够增大在室温下进行成膜而得到的磁性薄膜的矫顽力Hc，因此，优选只使用B2O3作为氧化物。
金属成分相对于溅射靶整体的含有比例和氧化物成分相对于溅射靶整体的含有比例根据目标磁性薄膜的成分组成来决定，没有特别限定，金属成分相对于溅射靶整体的含有比例例如可以设定为88～94摩尔％，氧化物成分相对于溅射靶整体的含有比例例如可以设定为6～12摩尔％。
如上所述，氧化物成分在磁性薄膜的颗粒结构中成为隔开磁性晶粒(微小的磁铁)彼此之间的非磁性基质。因此，越增多磁性薄膜中的氧化物的含量，则越容易可靠地隔开磁性晶粒彼此之间，越容易使磁性晶粒彼此独立，因此优选。从这方面出发，本实施方式涉及的溅射靶中所含的氧化物的含量优选为10体积％以上、更优选为20体积％以上、进一步优选为25体积％以上。
但是，如果磁性薄膜中的氧化物的含量过于增多，则氧化物会混入到CoPt合金粒子(磁性晶粒)中而对CoPt合金粒子(磁性晶粒)的结晶性带来不良影响，在CoPt合金粒子(磁性晶粒)中hcp以外的结构的比例有可能增加。另外，磁性薄膜中的每单位面积的磁性晶粒的数量减少，因此变得难以提高记录密度。从这些方面出发，本实施方式涉及的溅射靶中所含的氧化物的含量优选为50体积％以下、更优选为40体积％以下、进一步优选为35体积％以下。
因此，本实施方式涉及的溅射靶中所含的氧化物相对于溅射靶整体的含量优选为10～50体积％、更优选为20～40体积％、进一步优选为25～35体积％。
2.溅射靶的显微结构
本实施方式涉及的溅射靶的显微结构没有特别限定，优选形成金属相与氧化物相微细地相互分散而相互分散开的显微结构。通过形成这样的显微结构，在实施溅射时，不易产生结瘤、颗粒等不良。
3.溅射靶的制造方法
本实施方式涉及的溅射靶例如可以如下所述来制造。
(1)CoPt合金雾化粉末的制作
以形成规定的组成(金属Co相对于金属Co与金属Pt的合计的原子数比为20～90原子％)的方式称量Co、Pt，制作出CoPt合金熔液。然后，进行气体雾化，制作出规定的组成(金属Co相对于金属Co与金属Pt的合计的原子数比优选为20～90原子％)的CoPt合金雾化粉末。对制作的CoPt合金雾化粉末进行分级，使得粒径为规定的粒径以下(例如106μm以下)。
需要说明的是，在能够增大CoPt合金雾化粉末的磁性方面，更优选将所含有的金属Co相对于金属Co与金属Pt的合计的原子数比设定为25原子％以上、进一步优选设定为30原子％以上。
(2)加压烧结用混合粉末的制作
向(1)中制作的CoPt合金雾化粉末中添加B2O3粉末后利用球磨机进行混合分散，制作出加压烧结用混合粉末。利用球磨机将CoPt合金雾化粉末与B2O3粉末混合分散，由此，能够制作出CoPt合金雾化粉末与B2O3粉末微细地相互分散的加压烧结用混合粉末。
对于使用所得到的溅射靶制作的磁性薄膜而言，从利用B2O3使磁性晶粒彼此之间可靠地隔开从而使磁性晶粒彼此容易独立的观点、使CoPt合金粒子(磁性晶粒)容易形成hcp结构的观点以及提高记录密度的观点出发，B2O3粉末相对于加压烧结用混合粉末整体的体积百分率优选为10～50体积％、更优选为20～40体积％、进一步优选为25～35体积％。
(3)成形
将(2)中制作的加压烧结用混合粉末通过例如真空热压法进行加压烧结而成形，制作出溅射靶。(2)中制作的加压烧结用混合粉末通过球磨机进行了混合分散，CoPt合金雾化粉末与B2O3粉末微细地相互分散，因此，使用通过本制造方法得到的溅射靶进行溅射时，不易发生产生结瘤、颗粒等不良。
需要说明的是，对加压烧结用混合粉末进行加压烧结的方法没有特别限定，也可以为真空热压法以外的方法，例如可以使用HIP法等。
(4)变形例
(1)～(3)中说明的制造方法的例子中，使用雾化法来制作CoPt合金雾化粉末，向制作的CoPt合金雾化粉末中添加B2O3粉末后利用球磨机进行混合分散，制作加压烧结用混合粉末，但也可以使用Co单质粉末和Pt单质粉末代替使用CoPt合金雾化粉末。这种情况下，利用球磨机将Co单质粉末、Pt单质粉末和B2O3粉末这三种粉末混合分散来制作加压烧结用混合粉末。
实施例
如本发明人的在先申请(日本特愿2014-95566和PCT/JP2015/061409)中所证实的那样，含有金属Cr时会对磁性薄膜的磁晶各向异性常数Ku带来不良影响，因此，在本发明中，从用于形成磁性薄膜的溅射靶中排除不可避免的杂质以外的金属Cr。
因此，在下述记载的实施例和比较例中，以从用于形成磁性薄膜的溅射靶中排除不可避免的杂质以外的金属Cr(利用不含有不可避免的杂质以外的金属Cr的CoPt合金形成磁性薄膜中的磁性晶粒)为前提，利用合计13种氧化物进行了研究。
(实施例1)
使用DC溅射装置进行溅射，制作磁记录膜。磁记录膜制作在玻璃基板上。所制作的磁记录膜的层构成从靠近玻璃基板开始依次表示，为Ta(5nm，0.6Pa)/Pt(6nm，0.6Pa)/Ru(10nm，0.6Pa)/Ru(10nm，8Pa)/Co60Cr40-26体积％SiO2(2nm，4Pa)/CoPt合金-B2O3(16nm，8Pa)/C(7nm，0.6Pa)。括号内的左侧的数字表示膜厚，右侧的数字表示进行溅射时的Ar气氛的压力。CoPt合金-B2O3是作为垂直磁记录介质的记录层的磁性薄膜。
作为实施例1制作的靶整体的组成以摩尔比计为91.4(80Co-20Pt)-7.5B2O3，如下所述进行靶的制作，并且进行评价。需要说明的是，氧化物(B2O3)的含有比例以相对于靶整体的体积百分率来表示，如果示出本实施例1中制作的靶整体的组成，则为(80Co-20Pt)-30体积％B2O3。
制作本实施例1涉及的靶时，首先，制作80Co-20Pt合金雾化粉末。具体而言，以合金组成为Co：80原子％、Pt：20原子％的方式称量各金属，加热至1500℃以上制成合金熔液，进行气体雾化从而制作出80Co-20Pt合金雾化粉末。
利用150目的筛对所制作的80Co-20Pt合金雾化粉末进行分级，得到粒径为106μm以下的80Co-20Pt合金雾化粉末。
向分级后的80Co-20Pt合金雾化粉末1150g中添加B2O3粉末74.78g，利用球磨机进行混合分散，得到加压烧结用混合粉末。球磨机的累计旋转次数为2805840次。
对所得到的加压烧结用混合粉末30g在烧结温度为720℃、压力为24.5MPa、时间为30分钟、气氛为5×10-2Pa以下的条件下进行热压，制作出烧结体试件(φ30mm)。所制作的烧结体试件的相对密度为99.009％。需要说明的是，计算密度为9.04g/cm3。
图4和图5是所得到的烧结体试件的厚度方向截面的金属显微镜照片，图4是拍摄时的倍率为100倍的照片(照片中的比例尺刻度为500μm)，图5是拍摄时的倍率为500倍的照片(照片中的比例尺刻度为100μm)。
根据图4和图5可知，80Co-20Pt合金相与B2O3相微细地混合分散。
接着，使用所制作的加压烧结用混合粉末，在烧结温度为720℃、压力为24.5MPa、时间为60分钟、气氛为5×10-2Pa以下的条件下进行热压，制作一个φ153.0×1.0mm+φ161.0×4.0mm的靶。所制作的靶的相对密度为101.0％。
基于ASTM F2086-01对所制作的靶进行关于漏磁通的评价，结果，平均漏磁通率为30.9％。该平均漏磁通率是足以良好地进行磁控溅射的数值。
接着，使用所制作的靶进行磁控溅射，在基板上形成由(80Co-20Pt)-30体积％B2O3构成的磁性薄膜，制作出磁特性测定用样品。该磁特性测定用样品的层构成如上所述从靠近玻璃基板开始依次表示，为玻璃/Ta(5nm，0.6Pa)/Pt(6nm，0.6Pa)/Ru(10nm，0.6Pa)/Ru(10nm，8Pa)/Co60Cr40-26体积％SiO2(2nm，4Pa)/CoPt合金-B2O3(16nm，8Pa)/C(7nm，0.6Pa)。括号的左侧的数字表示膜厚，右侧的数字表示进行溅射时的Ar气氛的压力。
CoPt合金-B2O3是使用本实施例中制作的靶进行成膜而得到的磁性薄膜。需要说明的是，形成该磁性薄膜时，基板没有升温，在室温下进行成膜。
对于所得到的磁特性测定用样品，利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为8.8kOe。现有技术水平下实现的磁性薄膜的矫顽力Hc为约6kOe～约7kOe。
将实施例1的磁滞回线与其它比较例的结果一起示于图1中。图1的横轴是所施加的磁场的强度。图1的纵轴是用入射光的偏光轴的旋转角(克尔旋转角)除以饱和克尔旋转角进行标准化后的值。
将关于矫顽力Hc的测定结果与比较例的结果一起示于图2和图3中。图2和图3的纵轴为矫顽力Hc，图2的横轴为该氧化物的熔点Tm(℃)，图3的横轴为生成该氧化物时的每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf(kJ/mol O2)。
(比较例1)
作为比较例1制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％WO3。将所使用的氧化物设定为WO3，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为7.1kOe。将比较例1的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(比较例2)
作为比较例2制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％TiO2。将所使用的氧化物设定为TiO2，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为5.8kOe。将比较例2的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(比较例3)
作为比较例3制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％SiO2。将所使用的氧化物设定为SiO2，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为5.2kOe。将比较例3的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(比较例4)
作为比较例4制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％Al2O3。将所使用的氧化物设定为Al2O3，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为0.8kOe。将比较例4的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(比较例5)
作为比较例5制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％MoO3。将所使用的氧化物设定为MoO3，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为5.1kOe。将比较例5的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(比较例6)
作为比较例6制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％ZrO2。将所使用的氧化物设定为ZrO2，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为1.6kOe。将比较例6的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(比较例7)
作为比较例7制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％Co3O4。将所使用的氧化物设定为Co3O4，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为4.7kOe。将比较例7的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(比较例8)
作为比较例8制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％MnO。将所使用的氧化物设定为MnO，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为5.6kOe。将比较例8的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(比较例9)
作为比较例9制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％Cr2O3。将所使用的氧化物设定为Cr2O3，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为3.3kOe。将比较例9的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(比较例10)
作为比较例10制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％Y2O3。将所使用的氧化物设定为Y2O3，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为1.2kOe。将比较例10的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(比较例11)
作为比较例11制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％WO2。将所使用的氧化物设定为WO2，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为3.3kOe。将比较例11的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(比较例12)
作为比较例12制作的靶整体的组成为(80Co-20Pt)-30体积％Mn3O4。将所使用的氧化物设定为Mn3O4，除此以外，与实施例1同样地制作靶。另外，使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。所读取的矫顽力Hc的值为5.3kOe。将比较例12的磁滞回线与其它实施例和比较例的结果一起示于图1中。另外，将关于矫顽力Hc的测定结果与其它实施例和比较例的结果一起示于图2和图3中。
(关于氧化物的种类的考察(实施例1、比较例1～12))
将关于实施例1和比较例1～12中使用的氧化物的熔点和每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf以及作为实施例1和比较例1～12的磁特性测定用样品得到的磁性薄膜的矫顽力Hc的值一起汇总示于下述表1中。需要说明的是，实施例1和比较例1～12中使用的氧化物的含量相对于靶整体均为30体积％。
[表1]
Figure BDA0001673268830000161
由表1以及图2和图3可知，所使用的氧化物的熔点Tm越低，则磁性薄膜的矫顽力Hc的值越趋于增大，熔点为600℃以下时特别地增大。另一方面，对于氧化物的每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf，磁性薄膜的矫顽力Hc的值在氧化物的标准生成吉布斯自由能ΔGf落入-1000kJ/mol O2以上且-500kJ/mol O2以下的范围时增大。
因此认为，适合于增大磁性薄膜的矫顽力Hc的氧化物是熔点为600℃以下、并且每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf为-1000kJ/mol O2以上且-500kJ/mol O2以下的氧化物。
需要说明的是，适合于增大磁性薄膜的矫顽力Hc的氧化物是其熔点为600℃以下、并且每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf为-1000kJ/mol O2以上且-500kJ/molO2以下的原因现阶段还不清楚，但关于磁性薄膜的矫顽力Hc的值随着所使用的氧化物的熔点Tm越低而越趋于增大，可以如下进行说明。即，与磁性薄膜相比位于下层(靠近基板)的Ru层在表面具有凹凸，结果，在溅射后的冷却过程中，熔点高达1460℃的CoPt合金首先在Ru层的凸部(Ru层的凸部的表面的Co60Cr40-26体积％SiO2层)选择性地析出而以柱状生长，另一方面，熔点低的氧化物保持液体的状态，因此，氧化物在以柱状生长的CoPt合金粒子之间以液体的状态存在。并且认为，冷却进一步推进时，在CoPt合金粒子之间存在的液体的氧化物也变为固体，因此，按照隔开以柱状生长的CoPt合金粒子之间的方式形成氧化物的壁体，形成颗粒结构。
因此，在使用熔点低的氧化物的情况下，利用氧化物的壁体能够更可靠地隔开CoPt合金粒子之间，CoPt合金粒子彼此之间的相互作用减小，因此，认为使用了熔点低的氧化物的磁性薄膜的矫顽力Hc增大。
需要说明的是，氧化物的每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf越小(负值越大)，则该氧化物越以氧化物的形式稳定，因此，从这方面考虑，认为氧化物的每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf越小(负值越大)越优选。
另外，由表1可知，实施例1的溅射靶中使用的氧化物B2O3的熔点Tm为450℃、即600℃以下、并且每1mol O2的标准生成吉布斯自由能ΔGf为-795.8kJ/mol O2、即-1000kJ/molO2以上且-500kJ/mol O2以下，因此，实施例1的溅射靶包含在本发明的范围内。实施例1中制作的磁特性测定用样品的矫顽力Hc的值为8.8kOe，与使用了其它氧化物的比较例1～12相比，矫顽力Hc的值特别地增大，矫顽力Hc的值唯一高于8kOe。
因此，为了增大CoPt合金-氧化物系磁性薄膜的矫顽力Hc，认为如实施例1那样利用使用了B2O3的CoPt合金-氧化物系靶最适合。
(关于氧化物含量的补充研究(实施例2～8))
如上所述，为了增大CoPt合金-氧化物系磁性薄膜的矫顽力Hc，认为如实施例1那样利用使用了B2O3的CoPt合金-氧化物系靶最适合。
但是，实施例1中使用的溅射靶中的B2O3的含量仅为30体积％一种。
因此，除了改变B2O3的含量以外与实施例1同样地制作了多个靶(Co与Pt的组成为80Co-20Pt)并进行了补充研究。关于补充研究的溅射靶(实施例2～8)中的B2O3的含量，实施例2为10体积％、实施例3为15体积％、实施例4为20体积％、实施例5为25体积％、实施例6为35体积％、实施例7为40体积％、实施例8为50体积％。使用所制作的靶，与实施例1同样地制作磁特性测定用样品。
然后，与实施例1同样地，针对磁特性测定用样品利用磁光克尔效应装置测定磁滞回线。然后，从磁滞回线读取矫顽力Hc。
将这些测定结果与实施例1的测定结果一起汇总示于下述表2中。
[表2]
氧化物 氧化物添加量(体积％) 矫顽力Hc(kOe)
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(实施例2) 10 5.5
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(实施例3) 15 7.1
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(实施例4) 20 7.6
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(实施例5) 25 8.2
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(实施例1) 30 8.8
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(实施例6) 35 8.5
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(实施例7) 40 8.1
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(实施例8) 50 6.2
由表2可知，在实施例1～8任一个例子中，矫顽力Hc都高于5kOe，得到了良好的结果。因此认为，在使用B2O3作为氧化物的CoPt-氧化物靶的情况下，B2O3相对于靶整体的含量为10体积％以上且50体积％以下时，可以得到矫顽力Hc高于5kOe的良好的磁性薄膜。
另外，由表2可知，B2O3相对于靶整体的含量为20体积％以上且40体积％以下时，得到了矫顽力Hc为7.6kOe以上的更良好的磁性薄膜，因此认为，B2O3相对于靶整体的含量更优选为20体积％以上且40体积％以下。
另外，由表2可知，B2O3相对于靶整体的含量为25体积％以上且35体积％以下时，得到了矫顽力Hc为8.2kOe以上的特别良好的磁性薄膜，因此认为，B2O3相对于靶整体的含量特别优选为25体积％以上且35体积％以下。
产业上的可利用性
本发明的溅射靶是能够制作矫顽力大的磁性薄膜的溅射靶，具有产业上的可利用性。

Claims (7)

1.一种溅射靶，其含有金属Co、金属Pt和氧化物而成，其特征在于，
其是除了不可避免的杂质以外不含金属Cr的溅射靶，
所述氧化物含有B2O3，
并且，所述溅射靶含有10～50体积％的所述B2O3。
2.如权利要求1所述的溅射靶，其特征在于，所述氧化物为B2O3。
3.如权利要求1或2所述的溅射靶，其特征在于，含有20～40体积％的所述B2O3。
4.如权利要求1或2所述的溅射靶，其特征在于，含有25～35体积％的所述B2O3。
5.如权利要求1或2所述的溅射靶，其特征在于，所述溅射靶能够用于磁性薄膜的制作。
6.如权利要求3所述的溅射靶，其特征在于，所述溅射靶能够用于磁性薄膜的制作。
7.如权利要求4所述的溅射靶，其特征在于，所述溅射靶能够用于磁性薄膜的制作。
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