CN111032906B - 溅射靶、颗粒膜以及垂直磁记录介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种溅射靶，其含有0.05at％以上的Bi，金属氧化物的合计含量为10vol％～70vol％，剩余部分至少包含Ru。
Description
技术领域
本说明书公开一种涉及溅射靶、颗粒膜以及垂直磁记录介质的技术。
背景技术
相对于记录面在垂直方向记录磁的垂直磁记录介质等磁记录介质有时会由多个层构成，该多个层由包含上部记录层和下部记录层的记录层以及其他层构成。这些层分别通过使用与各层对应的溅射靶在基板上进行溅射来依次成膜而形成，其中，有时会使用金属相由以Co为主成分的金属构成、氧化物相包含规定的金属氧化物的溅射靶。作为这样的溅射靶，有专利文献1～4所记载的溅射靶等。
此处，最近的记录层使用了所谓ECC(Exchange-coupled composite：交换耦合复合)介质，该ECC介质交替形成有：铁磁性氧化物层，以Co为主体且含有氧化物；以及交换耦合控制层，使用了以Co和Ru或者Ru为主体且含有氧化物的颗粒膜。此外，在以Ru为主体的中间层与使用了以Co为主体且含有氧化物的铁磁性层的记录层的最下部之间，还为了使记录层的磁性粒子间的分离变好而使用了非磁性且以Co和Ru或者Ru为主体且含有氧化物的颗粒膜的起始层(onset layer)。这样的层例如记载于专利文献1～4。对于这些交换耦合控制层、起始层所使用的颗粒膜，要求促进形成于其上部的铁磁性氧化物层的磁性粒子的高晶体取向性和良好的磁性粒子间的分离的特性。
此处所说的铁磁性氧化物层是指在室温下具有大致400emu/cc以上的饱和磁化强度的层，交换耦合控制层、起始层是指在室温下饱和磁化强度大致为300emu/cc以下的层(参照专利文献3)。
这样的层一般通过向以Co和Ru或者Ru为主体且添加了Pt、Cr等非磁性金属的物质中进一步添加了SiO2、TiO2、B2O3等金属氧化物的溅射靶来形成。这是由于，能够使在上部形成的铁磁性氧化物层的CoPt磁性粒子的晶体取向性变得良好，并且成为非磁性。此外，制成如下记录层：SiO2、TiO2、B2O3等金属氧化物同时被溅射而充满磁性粒子间，从而形成所谓的颗粒结构，减弱磁性粒子间的交换耦合，由此能够保持高密度的记录位。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－009086号公报
专利文献2：日本特开2012－053969号公报
专利文献3：日本特开2008－176858号公报
专利文献4：日本特开2011－123959号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在如上所述的向Co、Ru中添加了SiO2、TiO2、B2O3等金属氧化物的溅射靶中，为了进一步提高记录密度，磁性粒子的分离性变得不充分。因此，可以说这种溅射靶存在进一步改善的余地。
为了解决这样的问题，本说明书提出一种能够提高磁性粒子的晶体取向和磁性粒子的分离性的溅射靶、颗粒膜以及垂直磁记录介质。
用于解决问题的方案
本说明书中公开的溅射靶含有0.05at％以上的Bi，金属氧化物的合计含量为10vol％～70vol％，剩余部分至少包含Ru。
本说明书中公开的颗粒膜含有0.05at％以上的Bi，金属氧化物的合计含量为10vol％～70vol％，剩余部分至少包含Ru。
本说明书中公开的垂直磁记录介质具备上述的颗粒膜。
发明效果
根据使用上述溅射靶制作出的颗粒膜和垂直磁记录介质，能够维持磁性粒子的晶体取向，并且抑制磁性粒子的粒子生长，提高磁性粒子的粒径分散和磁性粒子间的分离性。
具体实施方式
以下，对上述的溅射靶、颗粒膜以及垂直磁记录介质的实施方式进行详细说明。
一个实施方式的溅射靶含有0.05at％以上的Bi，金属氧化物的合计含量为10vol％～70vol％，剩余部分至少包含Ru。通过使用这样添加了Bi的溅射靶进行溅射，能够在维持晶体取向性的状态下，使通过该溅射形成的膜的上部所形成的膜的磁性粒子的分离变好。
(溅射靶的组成)
溅射靶的金属成分主要包含Co和Ru、或者Ru，但除此之外还包含Bi很重要。通过包含Bi，能够抑制金属粒子的生长。由此，容易使在上部形成的记录层的磁性粒子变得更小。特别是，在为了使结晶性变好而在高基板温度下成膜的情况下，金属粒子的尺寸不会变大，能够兼顾小粒子尺寸和结晶性。而且，不仅金属氧化物容易偏析于晶界，还能够制作晶界宽度的分散少的膜。由此，能够经由具有均匀宽度的氧化物晶界来使粒径分散一致的微细的金属粒子分散。其结果是，能够使在上部形成的记录层的磁性粒子的粒径分散变小，此外能够形成拥有具有均匀宽度的氧化物晶界的记录层。
可以认为这是由于：不仅Bi和Bi氧化物本身的熔点低，而且Bi氧化物与其他主要氧化物结合而能降低熔点；Bi和Co、Ru难以制作合金，另一方面，Co、Ru与Bi氧化物的润湿性良好。一般而言，作为粒子尺寸分散变大的一个原因，可以认为熔点高的金属氧化物先固化而妨碍以Co、Ru为主体的磁性粒子的生长，但通过降低金属氧化物的熔点，金属氧化物变得容易移动而变得不会妨碍粒子的生长，能够期待粒子尺寸分散降低。而且，由于Bi氧化物与Co、Ru的润湿性良好，因此，会抑制由氧化物包围的磁性粒子变圆，能够期待成为在多边形的磁性粒子的周围形成有均匀宽度的氧化物的膜。
虽然可以考虑如上所述的内容，但并不限定于这样的理论。
Bi的含量按Bi当量计设为0.05at％以上。有时会以金属成分的形式或者以氧化物成分的形式包含Bi，但在以金属成分和氧化物成分这两者的成分的形式包含Bi的情况下，上述含量是指这些成分中的Bi元素的合计。
在Bi的含量小于0.05at％的情况下，金属粒子间的空间分离性的改善不充分。另一方面，若Bi的含量过多，则担心金属粒子的hcp(hexagonal closed-packed：密排六方)结构不稳定。因此，Bi的含量优选设为0.5at％以上，例如可以设为0.5at％～10at％。
根据添加Bi的上述效果，优选以金属氧化物的形式含有Bi的一部分或全部。
溅射靶至少包含Ru作为金属成分。还可以包含Co。这是为了形成具有与在上部形成的CoPt相同的hcp晶体结构的金属粒子。需要说明的是，有时也不包含Co。
就溅射靶的金属成分而言，为了使晶格常数以及与形成上部层的磁性粒子和氧化物晶界的润湿性最佳化，除了上述的Bi和Ru、以及根据情况进一步包含的Co之外，根据需要，还可以含有合计0.5at％～30at％的选自由Pt、Au、Ag、B、Cu、Cr、Ge、Ir、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ta、W以及V构成的组中的一种以上。
溅射靶一般含有上述的金属和金属氧化物。金属氧化物的合计含量按体积率计设为10vol％～70vol％。需要说明的是，金属氧化物的合计含量可以设为1mol％～30mol％。使用本溅射靶形成的膜若在具有Ru等hcp结构的膜上形成，则成为在上述的金属中分散有金属氧化物的颗粒结构。在金属氧化物过少的情况下，金属粒子的分离不充分，可能使用其制作出的记录层的磁簇尺寸会变大。另一方面，在金属氧化物过多的情况下，金属粒子的比例少，在上部形成的磁性粒子的结晶性降低，在上部形成的磁性粒子无法获得充分的饱和磁化强度和磁各向异性，有时再生信号强度、热稳定性会变得不充分。
氧化物体积率也可以根据溅射靶所包含的各成分的密度、分子量通过计算来求得，但也可以根据溅射靶的任意剖切面中的、氧化物相的面积比率来求得。在该情况下，溅射靶中的氧化物相的体积比率可以设为剖切面中的面积比率。
作为上述的金属氧化物，具体而言，可列举出：Co、Cr、Si、Ti、B、Ta的氧化物。因此，溅射靶可以包含选自由Co、Cr、Si、Ti、B以及Ta构成的组中的至少一种元素的氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可列举出SiO2、TiO2、B2O3等。
其中，在包含Ti的氧化物的情况下，金属粒子的分离性变好，因此溅射靶优选包含TiO2等Ti的氧化物。
此外，Si和B的氧化物能够使氧化物层非晶质化，有助于形成符合均匀宽度和金属粒子的形状的晶界，因此优选在溅射靶中包含SiO2或B2O3中的任意种氧化物。
而且，Bi也可以以氧化物的形态存在于靶中。就是说，有时上述的金属氧化物会包含Bi。Bi的氧化物与其他金属氧化物形成复合氧化物而降低熔点，能够期待提高靶的烧结性。此外，在溅射膜的状态下也能够期待促进氧化物向晶界的偏析。而且，为了以氧化物的形式稳定地保持Bi的一部分或全部，优选包含Co的氧化物。
(溅射靶的制造方法)
以上所述的溅射靶例如可以通过粉末烧结法进行制造，其具体制造方法的例子如下所述。
首先，作为金属粉末，准备Bi粉末、Ru粉末、根据情况而定的Co粉末、以及进一步根据需要而定的选自由Pt、Au、Ag、B、Cu、Cr、Ge、Ir、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ta、W以及V构成的组中的一种以上的粉末。
金属粉末不仅可以为单一元素的粉末，也可以为合金的粉末，从能够进行均匀混合而能够防止偏析和粗大结晶化的方面考虑，优选其粒径在1μm～150μm的范围内。在金属粉末的粒径大于150μm的情况下，有时后述的氧化物粒子不会均匀地分散，此外，在金属粉末的粒径小于1μm的情况下，恐怕溅射靶会因金属粉末的氧化的影响而偏离所期望的组成。
此外，作为氧化物粉末，例如准备TiO2粉末、SiO2粉末、Bi2O3和/或B2O3粉末等。氧化物粉末的粒径优选设为1μm～30μm的范围。由此，在与上述的金属粉末混合并进行加压烧结时，能够使氧化物粒子更均匀地分散至金属相中。在氧化物粉末的粒径大于30μm的情况下，有时在加压烧结后会产生粗大的氧化物粒子，另一方面，在氧化物粉末的粒径小于1μm的情况下，有时会产生氧化物粉末彼此的凝聚。
接着，以成为所期望的组成的方式称量上述的金属粉末和氧化物粉末，使用球磨机等公知的方法混合并粉碎。此时，理想的是，使混合/粉碎所使用的容器的内部充满惰性气体，尽可能地抑制原料粉末的氧化。由此，能够得到规定的金属粉末与氧化物粉末均匀混合的混合粉末。
然后，将如上所述得到的混合粉末在真空氛围或惰性气体氛围下加压而使其烧结，成型为圆盘状等规定的形状。此处，可以使用热压烧结法、热等静压烧结法、等离子体放电烧结法等各种加压烧结方法。其中，从提高烧结体的密度的观点考虑，热等静压烧结法是有效的。
烧结时的保持温度优选设为600～1500℃的温度范围，更优选设为700℃～1400℃。并且，在该范围的温度下保持的时间优选设为1小时以上。
此外，烧结时的加压力优选设为10MPa以上，更优选设为20MPa以上。
由此，能够使氧化物粒子更均匀地分散至金属相中。
对上述的通过加压烧结得到的烧结体，使用车床等来实施制成所期望的形状的切削等机械加工，由此能够制造圆盘状等的溅射靶。
(颗粒膜)
使用如上所述的溅射靶，通过溅射装置、一般为磁控溅射装置进行溅射，由此能够成膜出具有非磁性氧化层的结构的颗粒膜。
成为这样的非磁性氧化层的颗粒膜具有与上述的溅射靶实质上相同的组成。
更详细而言，颗粒膜是含有0.05at％以上、优选为0.5at％以上的Bi，并且在以Co和Ru或者Ru为主体的许多金属粒子的周围合计含有10vol％～70vol％的金属氧化物的所谓颗粒膜。该颗粒膜中的金属氧化物的合计含量可以设为1mol％～30mol％。Bi的添加量可以为了得到所期望的值而进行调整。若增加Bi的添加量，则金属粒子的结晶性降低，但这也依赖于其他非磁性金属、氧化物量。因此，难以笼统地规定Bi的最大添加量，但若添加10at％左右的Bi，则可能以Co和Ru为主体的hcp结构的晶体会劣化。因此，磁性膜中的Bi的含量例如可以设为0.5at％～10at％。有时会以氧化物的形式包含Bi的一部分或全部。颗粒膜是指具有金属粒子分散的结构，且在金属粒子间填埋有金属氧化物的膜。
有时颗粒膜中的金属氧化物会包含选自由Co、Cr、Si、Ti、B以及Ta构成的组中的至少一种元素的氧化物。其中，作为该金属氧化物，优选包含Ti、Si、B的氧化物。金属氧化物的合计含量设为10vol％～70vol％。
颗粒膜还可以含有合计0.5at％～30at％的选自由Pt、Au、Ag、B、Cu、Cr、Ge、Ir、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ta、W以及V构成的组中的一种以上。
该颗粒膜可以用于各种用途，例如，优选用作构成垂直磁记录方式的磁记录介质(即，垂直磁记录介质)的基板上的密合层、软磁性层、晶种(Seed)层、Ru层等基底层、中间层、记录层以及保护层中的、中间层和记录层的一部分。特别是通过用于记录层中的作为铁磁性层的层的下部，能够起到帮助铁磁性层的磁各向异性和磁性粒子的分离性的改善这两方面的作用。具体而言，优选用于起始层、交换耦合控制层，所述起始层以改善在中间层与记录层之间设置的最下部的铁磁性层的磁性粒子分离性为目的，所述交换耦合控制层用于在构成记录层的多个铁磁性层间调整层间的磁耦合。构成这样的层的颗粒膜的饱和磁化强度优选为300emu/cc以下。需要说明的是，铁磁性层一般在室温下具有大致400emu/cc以上的饱和磁化强度。
(垂直磁记录介质)
垂直磁记录介质与此前的相对于记录面在水平方向记录磁的水平磁记录方式不同，相对于记录面在垂直方向记录磁，因此，作为能够进行更高密度的记录的方式，在硬盘驱动器等中被广泛采用。垂直磁记录方式的磁记录介质具体而言例如在铝、玻璃等基板上依次层叠密合层、软磁性层、晶种(Seed)层、Ru层等基底层、中间层、记录层以及保护层等而构成。其中，上述的溅射靶适合于在记录层的最下部设置的起始层的成膜。此外，记录层能够构成交替层叠有多个铁磁性氧化物层和非磁性氧化物层的所谓ECC介质结构。在该情况下，上述的溅射靶也适合于构成铁磁性氧化物层间的非磁性氧化物层的成膜。
[实施例]
接着，试制上述的溅射靶，确认了其性能，因此以下进行说明。不过，此处的说明仅仅以例示为目的，并非意图限定于此。
作为实施例制作了Ru－(Co－Pt－)Bi－氧化物的溅射靶和Ru－(Co－Pt－)Bi2O3－氧化物的溅射靶，此外，作为比较例制作了Ru－(Co－Pt－)氧化物溅射靶。将各溅射靶的组成示于表1。
[表1]
对这些溅射靶的具体制造方法进行详细说明，首先，秤量规定的金属粉末和金属氧化物粉末，与粉碎介质的氧化锆球一起封入容量10升的球磨机罐中，使其旋转24小时而进行混合。然后，将从球磨机中取出的混合粉末充填于直径190mm的碳制的圆柱状的模具中，通过热压使其烧结。热压的条件设为：真空氛围、升温速度300℃/小时、保持温度1000℃、保持时间2小时，从升温开始时到保持结束为止在30MPa下进行加压。保持结束后在腔室内直接使其自然冷却。切削由此得到的烧结体，制成溅射靶。
需要说明的是，作为原料，在实施例1～7中使用了Bi金属粉末，在实施例8～13中使用了Bi氧化物粉末。
通过磁控溅射装置(CANON ANELVA(株)制C－3010)，将上述的各溅射靶在Ar3.0Pa氛围下以300W溅射至在玻璃基板上按顺序成膜出Cr－Ti(6nm)、Ni－W(5nm)、Ru(20nm)而成的物体，成膜出膜厚为1nm的颗粒膜后，成膜出11nm的Co－20Pt－3TiO2－3SiO2－3B2O3的磁性膜作为铁磁性层，进而为了防止氧化而成膜出Ru(3nm)作为保护膜，形成各层。在比较例7中，在Ru上直接成膜出铁磁性层。
针对由此得到的各试样，测定出饱和磁化强度Ms、矫顽力Hc、磁各向异性Ku。需要说明的是，关于测定装置，通过(株)玉川制作所制的试样振动型磁力计(VSM)和磁转矩计(TRQ)进行测定。需要说明的是，此处，该饱和磁化强度Ms是指如上所述使包含铁磁性层的多个层进行层叠而制作出的整个试样的饱和磁化强度，不是单独颗粒膜的饱和磁化强度。
可知：与比较例1～7的试样相比，实施例1～13的试样能够显示出高磁各向异性。示出了：通过设置实施例的层，铁磁性层的磁性粒子的结晶性得以提高。此外，可以认为：尽管与比较例1～6相比磁各向异性高，但饱和磁化强度、矫顽力几乎不变，这示出了铁磁性层的磁性粒子的尺寸变小、并且分离性变好。
接着，根据通过使用了日本电子(株)制透射型电子显微镜的能量分散型X射线光谱法(TEM－EDX)而得到的TEM图像求出磁性粒子的平均粒径和粒径分散。如表1所示，可知：与没有添加Bi的情况相比，在添加了Bi的情况下，存在磁性粒子的粒径小、粒径分散大致小的倾向。需要说明的是，通常，若磁性粒子的粒径小，则粒径分散变大，结晶性差的小粒子增加，由此磁各向异性降低，但在实施例1～13中，由于添加了Bi，尽管磁性粒子的粒径小，但粒径分散小，与比较例相比，磁各向异性变高。因此，可以认为：在实施例1～13中，提高了分离性，并且非磁性膜的金属粒子的结晶性提高，由此上部的铁磁性层的磁特性得以维持或提高。
综上所述，可知：根据实施例1～13的溅射靶，非磁性氧化物层的金属粒子的生长得以抑制，并且金属氧化物向晶界的偏析均匀化，因此能够制作粒径小且粒径分散少的膜，由此，在其上形成的铁磁性层的磁性粒子的生长也得以抑制，能够形成粒径分散小的膜。由此可知：能够制作平均粒径小且具有高磁各向异性的铁磁性层，进而能够使粒径分散变小、粒子间的分离性也变好。
Claims (9)
1.一种溅射靶，其含有0.05at％以上的Bi，还含有0.5at％～30at％的选自由Pt、Au、Ag、B、Cu、Cr、Ge、Ir、Mn、Mo、Nb、Pd、Re、Rh、Ta、W以及V构成的组中的一种以上，金属氧化物的合计含量为10vol％～70vol％，剩余部分至少包含Ru，
所述金属氧化物是由Co、Cr、Si、Ti以及Ta构成的组中的至少一种元素的氧化物。
2.根据权利要求1所述的溅射靶，其包含Co。
3.根据权利要求1或2所述的溅射靶，其以金属氧化物的形式含有Bi的一部分或全部。
4.根据权利要求1或2所述的溅射靶，其含有0.5at％以上的Bi。
5.一种颗粒膜，其含有0.05at％以上的Bi，还含有0.5at％～30at％的选自由Pt、Au、Ag、B、Cu、Cr、Ge、Ir、Mn、Mo、Nb、Pd、Re、Rh、Ta、W以及V构成的组中的一种以上，金属氧化物的合计含量为10vol％～70vol％，剩余部分至少包含Ru，
所述金属氧化物是由Co、Cr、Si、Ti以及Ta构成的组中的至少一种元素的氧化物。
6.根据权利要求5所述的颗粒膜，其包含Co。
7.根据权利要求5或6所述的颗粒膜，其以金属氧化物的形式含有Bi的一部分或全部。
8.根据权利要求5或6所述的颗粒膜，其含有0.5at％以上的Bi。
9.一种垂直磁记录介质，其具备权利要求5～8中任一项所述的颗粒膜。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101276599A (zh) * | 2006-12-05 | 2008-10-01 | 贺利氏公司 | 作为用于垂直磁记录的溅射靶的具有或不具有氧化物的Ni-X、Ni-Y和Ni-X-Y合金 |
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Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000247739A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-09-12 | Vacuum Metallurgical Co Ltd | 高密度Ｐｔ系金属含有金属導電性酸化物およびその製造方法 |
| JP4544501B2 (ja) * | 2002-08-06 | 2010-09-15 | 日鉱金属株式会社 | 導電性酸化物焼結体、同焼結体からなるスパッタリングターゲット及びこれらの製造方法 |
| US7829169B2 (en) * | 2005-06-07 | 2010-11-09 | Panasonic Corporation | Information recording medium and method for producing the same |
| US20080166596A1 (en) * | 2007-01-08 | 2008-07-10 | Heraeus Inc. | Re-based alloys usable as deposition targets for forming interlayers in granular perpendicular magnetic recording media & media utilizing said alloys |
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| TWI521505B (zh) * | 2012-06-04 | 2016-02-11 | Sony Corp | Information media |
| JP6042520B1 (ja) * | 2015-11-05 | 2016-12-14 | デクセリアルズ株式会社 | Ｍｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN101276599A (zh) * | 2006-12-05 | 2008-10-01 | 贺利氏公司 | 作为用于垂直磁记录的溅射靶的具有或不具有氧化物的Ni-X、Ni-Y和Ni-X-Y合金 |
| US20150337434A1 (en) * | 2009-11-25 | 2015-11-26 | Zetta Research And Development Llc - Aqt Series | Low melting point sputter targets for chalcogenide photovoltaic applications and methods of manufacturing the same |
| TW201443261A (zh) * | 2013-03-12 | 2014-11-16 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 濺鍍靶 |
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