JP2013235623A - Sputtering target material for perpendicular magnetic recording medium - Google Patents

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淳 福岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering target material suitable for forming a soft magnetic film of a perpendicular magnetic recording medium, which can form the soft magnetic film having both a good amorphous property and a good anticorrosive property.SOLUTION: There is provided a sputtering target material for a perpendicular magnetic recording medium which is expressed by a composition formula in an atomic ratio of (Co-Fe)-Cr-B-Zr, 30≤X≤100, 15≤a≤20, 5≤b≤10, and 0.2≤c≤5.0, and is composed of remainder inevitable impurities.

Description

本発明は、垂直磁気記録媒体の軟磁性膜を形成するために用いるスパッタリングターゲット材に関するものである。   The present invention relates to a sputtering target material used for forming a soft magnetic film of a perpendicular magnetic recording medium.

近年、磁気記録技術の進歩は著しく、ドライブの大容量化のために、磁気記録媒体の高記録密度化が進められている。しかしながら、従来から広く世の中で使用されている面内磁気記録方式の磁気記録媒体では、高記録密度化を実現しようとすると、記録ビットが微細化し、通常の記録ヘッドで記録できなくなる。そこで、これらの問題を解決し、記録密度を向上させる方式として、垂直磁気記録方式が実用化されている。   In recent years, the progress of magnetic recording technology has been remarkable, and the recording density of magnetic recording media has been increased to increase the capacity of drives. However, in the in-plane magnetic recording type magnetic recording medium that has been widely used in the past, when attempting to achieve a higher recording density, the recording bits become finer and cannot be recorded by a normal recording head. Therefore, a perpendicular magnetic recording system has been put to practical use as a system for solving these problems and improving the recording density.

垂直磁気記録方式とは、垂直磁気記録媒体の磁性膜を媒体面に対して磁化容易軸が垂直方向に配向するように形成したものであり、記録密度を上げていってもビット内の反磁界が小さく、記録再生特性の低下が少ない高記録密度に適した方法である。そして、垂直磁気記録方式においては、記録感度を高めた磁気記録膜と軟磁性膜とを有する記録媒体が開発されている。   Perpendicular magnetic recording is a method in which the magnetic film of a perpendicular magnetic recording medium is formed so that the axis of easy magnetization is oriented perpendicular to the medium surface. Even if the recording density is increased, the demagnetizing field in the bit is used. This is a method suitable for high recording density with a small decrease in recording and reproduction characteristics. In the perpendicular magnetic recording system, a recording medium having a magnetic recording film and a soft magnetic film with improved recording sensitivity has been developed.

このような磁気記録媒体の軟磁性膜には、磁気ヘッドからの記録磁界を還流させる役割があり、記録磁界を強力に引き込むために飽和磁束密度が0.2〜1.7Tの範囲であることが求められている(例えば、特許文献1参照)。また、軟磁性膜としては、低ノイズ化を図るためアモルファス構造であることが求められている(例えば、特許文献2参照)。また、強い記録磁界を作用させる必要性から、磁気ヘッドと磁性層との近接化が図られてきており、保護層が薄膜化してきている。このため保護層による耐食性の付与は期待できなくなってきており、軟磁性膜に対しても、高い耐食性が求められている(例えば、特許文献3参照)
これまでの垂直磁気記録媒体の軟磁性膜を形成する材料としては、薄膜の耐食性を向上させるためCrを添加したFe−Co−Cr−B系合金スパッタリングターゲット材が提案されている(例えば、特許文献4参照)。
The soft magnetic film of such a magnetic recording medium has a role of returning the recording magnetic field from the magnetic head, and the saturation magnetic flux density is in the range of 0.2 to 1.7 T in order to draw the recording magnetic field strongly. (For example, refer to Patent Document 1). Further, the soft magnetic film is required to have an amorphous structure in order to reduce noise (see, for example, Patent Document 2). Further, due to the necessity of applying a strong recording magnetic field, the magnetic head and the magnetic layer have been made closer to each other, and the protective layer has been made thinner. For this reason, it has become impossible to expect the provision of corrosion resistance by the protective layer, and high corrosion resistance is also required for soft magnetic films (see, for example, Patent Document 3).
As a material for forming a soft magnetic film of a conventional perpendicular magnetic recording medium, an Fe—Co—Cr—B alloy sputtering target material to which Cr is added in order to improve the corrosion resistance of a thin film has been proposed (for example, a patent). Reference 4).

特開2004−335068号公報JP 2004-335068 A 特開2004−303377号公報JP 2004-303377 A 特開2008−276859号公報JP 2008-276859 A 特開2008−045173号公報JP 2008-045173 A

上述した特許文献4に開示されるCrを添加したFe−Co−Cr−B系合金スパッタリングターゲット材を用いて形成した軟磁性膜は、耐食性が高い点では有利である。
しかしながら、本発明者の検討によると、このFe−Co−Cr−B系合金軟磁性膜は、アモルファス性が低く、上述した低ノイズ化を図る上で問題があることを確認した。
本発明の目的は、上記の問題を解決し、高いアモルファス性と高い耐食性を有する垂直磁気記録媒体の軟磁性膜の形成に適したスパッタリングターゲット材を提供することである。
The soft magnetic film formed using the Fe—Co—Cr—B alloy sputtering target material added with Cr disclosed in Patent Document 4 described above is advantageous in terms of high corrosion resistance.
However, according to the study of the present inventor, it has been confirmed that this Fe—Co—Cr—B alloy soft magnetic film has a low amorphous property and has a problem in reducing the noise described above.
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a sputtering target material suitable for forming a soft magnetic film of a perpendicular magnetic recording medium having high amorphousness and high corrosion resistance.

本発明者は、Co−Fe系合金スパッタリングターゲット材について、B、ZrおよびCrの複合添加が、軟磁気特性の劣化を抑えつつ、アモルファス性を著しく向上させることができることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、原子比における組成式が(Co−Fe100−X100−a−b−c−Cr−B−Zr、30≦X≦100、15≦a≦20、5≦b≦10、0.2≦c≦5.0で表され、残部不可避的不純物からなる垂直磁気記録媒体用スパッタリングターゲット材である。
The present inventor found that the Co-Fe-based alloy sputtering target material can significantly improve the amorphous property while suppressing the deterioration of the soft magnetic properties by the combined addition of B, Zr and Cr. did.
That is, the present invention provides a composition formula in the atomic ratio (Co X -Fe 100-X) 100-a-b-c -Cr a -B b -Zr c, 30 ≦ X ≦ 100,15 ≦ a ≦ 20,5 It is a sputtering target material for perpendicular magnetic recording media that is represented by ≦ b ≦ 10 and 0.2 ≦ c ≦ 5.0, and the balance is inevitable.

本発明により、高いアモルファス性と高い耐食性を有する軟磁性膜を形成するためのスパッタリングターゲット材を提供でき、軟磁性膜を必要とする垂直磁気記録媒体を製造する上で有効な技術となる。   According to the present invention, a sputtering target material for forming a soft magnetic film having high amorphousness and high corrosion resistance can be provided, which is an effective technique for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium that requires a soft magnetic film.

本発明例および比較例のスパッタリングターゲット材を用いて形成した軟磁性膜のX線回折プロファイルである。It is an X-ray diffraction profile of the soft magnetic film formed using the sputtering target material of the example of the present invention and the comparative example.

上述したように、本発明の重要な特徴は、垂直磁気記録媒体用のCo−Fe系合金スパッタリングターゲット材として、高いアモルファス性と高い耐食性を有する軟磁性膜を形成するための最適な添加元素の組合せとして、B、ZrおよびCrを選択し、上記の効果を実現するためのそれぞれの元素の最適な添加範囲を見出した点にある。以下、その理由を詳しく説明する。   As described above, an important feature of the present invention is that an optimum additive element for forming a soft magnetic film having high amorphousness and high corrosion resistance as a Co-Fe alloy sputtering target material for perpendicular magnetic recording media. The combination is that B, Zr and Cr are selected, and the optimum addition range of each element for realizing the above effect is found. The reason will be described in detail below.

本発明のスパッタリングターゲット材は、B(硼素)を5〜10原子%含有させる。Bは、ベース元素のCoやFeと共晶型の平衡状態図を示すことから、アモルファスを形成するために有効な元素である。さらに、半金属元素であるBは、添加量に対する飽和磁束密度の低下が他の遷移金属元素と比べて低く抑えられるため、高い飽和磁束密度とアモルファス化の促進を両立できる有効な元素である。
Bの添加量が5原子%に満たない場合には、アモルファス化を促進できない。一方、Bの添加量が10原子%を超える場合には、Bの単独添加でもアモルファス性を向上できるが、スパッタリングターゲット材の組織中のボライド相が増加するため、スパッタリング中のパーティクルが増加する問題がある。このため、本発明ではBを5〜10原子%の範囲で添加する。
The sputtering target material of the present invention contains 5 (atomic%) B (boron). B shows an eutectic equilibrium diagram with the base elements Co and Fe, and is therefore an effective element for forming an amorphous state. Furthermore, B, which is a metalloid element, is an effective element that can achieve both high saturation magnetic flux density and promotion of amorphization because the decrease in saturation magnetic flux density with respect to the added amount can be suppressed lower than other transition metal elements.
When the amount of B added is less than 5 atomic%, amorphization cannot be promoted. On the other hand, when the addition amount of B exceeds 10 atomic%, the amorphous property can be improved even by adding B alone, but the number of particles during sputtering increases due to an increase in the boride phase in the structure of the sputtering target material. There is. For this reason, in this invention, B is added in 5-10 atomic%.

本発明のスパッタリングターゲット材は、Zrを0.2〜5.0原子%含有させる。上述のように、Bを5〜10原子%含有させることによりアモルファス化を促進させることは可能である。しかし、CoやFeに対してアモルファス形成能を有するBを単独で10原子%以下添加させたのみでは、安定なアモルファス状態が得られない場合がある。この課題を解決すべく検討した結果、本発明者は、上述したBの効果を損なうことなく、Bとの相乗効果により、少量の添加でもアモルファス性を向上できる元素としてZrを見出した。
尚、CoやFeに対してアモルファス形成能を有する元素としてZr以外では、Ti、Y、Nb、Hf、Ta、Pr、Gd等が考えられるが、Y、Hf、Pr、Gdはレアメタルで高価になるため、現実的ではない。また、Ti、Nb、Taは、Zrに比べてアモルファス形成能が低く、これらの元素の添加でアモルファス性を向上させようとした場合には、5.0原子%を超える添加が必要となり、飽和磁束密度が低下する問題がある。
Zrの添加量が0.2原子%に満たない場合には、アモルファス性を向上させる効果が小さい。一方、Zrの添加量が5.0原子%を超える場合には、飽和磁束密度が低下する。このため、本発明ではZrを0.2〜5.0原子%の範囲で添加する。
The sputtering target material of the present invention contains 0.2 to 5.0 atomic percent of Zr. As described above, it is possible to promote amorphization by containing 5 to 10 atomic% of B. However, there is a case where a stable amorphous state cannot be obtained only by adding 10 atomic% or less of B having an amorphous forming ability to Co or Fe. As a result of studying to solve this problem, the present inventor has found Zr as an element that can improve amorphousness even with a small amount of addition due to a synergistic effect with B without impairing the effect of B described above.
In addition to Ti, Y, Nb, Hf, Ta, Pr, Gd, etc. can be considered as elements having an amorphous forming ability for Co and Fe, but Y, Hf, Pr, and Gd are rare metals and expensive. Therefore, it is not realistic. Moreover, Ti, Nb, and Ta have a lower amorphous forming ability than Zr, and when adding these elements to improve the amorphous nature, it is necessary to add more than 5.0 atomic% and saturation There is a problem that the magnetic flux density decreases.
When the amount of Zr added is less than 0.2 atomic%, the effect of improving the amorphous property is small. On the other hand, when the amount of Zr added exceeds 5.0 atomic%, the saturation magnetic flux density decreases. For this reason, in this invention, Zr is added in 0.2-5.0 atomic%.

本発明のスパッタリングターゲット材は、Crを15〜20原子%含有させる。これは、Crの添加により、緻密な不動態皮膜を形成でき、軟磁性膜の耐食性を向上させる効果を得るためである。また、Crは、軟磁性膜に付与する飽和磁束密度を調整することができる元素である。Crの添加量が15原子%に満たない場合には、耐食性向上の効果が得られない。
本発明者は、種々の検討により、CrおよびZrは、共に1原子%の増加に対し、飽和磁束密度が約0.06T低くなり、CrとZrを互いに置換してあっても飽和磁束密度に対する影響がほとんど変わらないことを確認した。以上のことから、アモルファス性を向上させるために、Crの一部を上述した範囲でZrに置換することで、高い耐食性と優れた軟磁気特性とを両立して得ることができる。
本発明におけるCrの添加量は、上述したZrの添加量との関係で、20原子%を超えると飽和磁束密度が低下しすぎるため、20原子%以下とする。
The sputtering target material of the present invention contains 15 to 20 atomic% of Cr. This is because by adding Cr, a dense passive film can be formed, and the effect of improving the corrosion resistance of the soft magnetic film can be obtained. Cr is an element that can adjust the saturation magnetic flux density applied to the soft magnetic film. When the amount of Cr added is less than 15 atomic%, the effect of improving corrosion resistance cannot be obtained.
As a result of various studies, the present inventor has found that both Cr and Zr have a saturation magnetic flux density that is about 0.06 T lower with respect to an increase of 1 atomic%, and even if Cr and Zr are replaced with each other, It was confirmed that the effect hardly changed. From the above, high corrosion resistance and excellent soft magnetic properties can be achieved at the same time by replacing a part of Cr with Zr within the above-described range in order to improve the amorphous property.
In the present invention, the addition amount of Cr is set to 20 atomic percent or less because the saturation magnetic flux density is excessively reduced when it exceeds 20 atomic percent in relation to the above-described Zr addition amount.

本発明のスパッタリングターゲット材のベースとなるCo−Fe合金は、原子比における組成式が(Co−Fe100−X)、30≦X≦100で表される組成範囲である。これは、この組成範囲のCo−Fe合金をベースとすることで、高い飽和磁束密度と高い耐食性を両立して得られるためである。Coの原子比率が30%より低いと、耐食性が低下するため、Feに対するCoの原子比率を30〜100%の範囲にする。より好ましくは70〜90%の範囲である。 The Co—Fe alloy serving as the base of the sputtering target material of the present invention has a composition range in which the composition formula in atomic ratio is (Co X —Fe 100-X ) and 30 ≦ X ≦ 100. This is because a high saturation magnetic flux density and high corrosion resistance can both be obtained by using a Co—Fe alloy having this composition range as a base. If the atomic ratio of Co is lower than 30%, the corrosion resistance decreases, so the atomic ratio of Co to Fe is set in the range of 30 to 100%. More preferably, it is 70 to 90% of range.

本発明のスパッタリングターゲット材の製造方法としては、溶解鋳造法や粉末焼結法のいずれも適用可能である。中でも、本発明のBを含むスパッタリングターゲット材については、スパッタリング成膜時に異常放電やパーティクル発生の起点となるミクロ組織中のボライドを微細で均一分散に制御することが可能な粉末焼結法を適用することが好ましい。   As a method for producing the sputtering target material of the present invention, either a melt casting method or a powder sintering method can be applied. Among these, for the sputtering target material containing B of the present invention, a powder sintering method that can control the boride in the microstructure that becomes the starting point of abnormal discharge and particle generation during sputtering film formation to be fine and uniformly dispersed is applied. It is preferable to do.

粉末焼結法では、最終組成の合金粉末を原料粉末として加圧焼結することや、複数の合金粉末や純金属粉末を最終組成になるように混合した混合粉末を加圧焼結することによって、ボライドを微細で均一分散させた組織を有するスパッタリングターゲット材を安定して製造することが可能である。中でも、安定的にボライドを微細で均一分散させた組織が得られる最終組成の合金粉末を原料粉末として加圧焼結することが好ましい。   In the powder sintering method, by pressing and sintering an alloy powder having a final composition as a raw material powder, or by pressing and sintering a mixed powder obtained by mixing a plurality of alloy powders and pure metal powders to have a final composition. It is possible to stably produce a sputtering target material having a structure in which boride is finely and uniformly dispersed. Among them, it is preferable to press-sinter the alloy powder having the final composition that can obtain a stable and finely dispersed structure of boride as a raw material powder.

また、上述の粉末焼結に用いる原料粉末は、所望の組成に成分調整した合金溶湯を鋳造したインゴットを粉砕して作製する方法や、合金溶湯を不活性ガスにより噴霧することで粉末を形成するガスアトマイズ法によって作製することが可能である。中でも、不純物の混入が少なく、充填率が高く焼結に適した球状粉末が得られるガスアトマイズ法が好ましい。球状粉末の酸化を抑制するためには、アトマイズガスとして不活性ガスであるアルゴンガスもしくは窒素ガスを用いることが好ましい。   Moreover, the raw material powder used for the above-mentioned powder sintering forms a powder by pulverizing an ingot obtained by casting a molten alloy whose components are adjusted to a desired composition, or by spraying the molten alloy with an inert gas. It can be produced by a gas atomization method. Among them, the gas atomization method is preferable, in which a small amount of impurities is mixed and a spherical powder having a high filling rate and suitable for sintering is obtained. In order to suppress the oxidation of the spherical powder, it is preferable to use argon gas or nitrogen gas, which is an inert gas, as the atomizing gas.

上述の原料粉末の焼結方法としては、熱間静水圧プレス、ホットプレス、放電プラズマ焼結、押し出しプレス焼結等の加圧焼結を用いることが可能である。中でも、熱間静水圧プレスは加圧圧力が高く、最高温度を低く抑えて拡散層の生成を抑制しても、緻密な焼結体が得られるため、特に好ましい。
なお、加圧焼結時の最高温度は、800〜1200℃の温度に設定することが好ましい。焼結温度が800℃未満の場合は、粉末の焼結が十分に進まずに空孔が形成されてしまい、焼結温度が1200℃を超えると粉末が溶解する場合がある。
また、加圧焼結時の最高圧力は、20〜200MPaに設定することが好ましい。20MPa未満では、十分な焼結ができなくなりターゲット組織中に空孔が形成されやすくなり、加圧圧力が200MPaを超えると耐え得る装置が限られてしまうという問題がある。
また、加圧焼結時の最高温度と最高圧力で保持する焼結時間は、1〜10時間に設定することが好ましい。1時間未満の場合には、焼結を十分に進行させられず、焼結時間が10時間を超えると製造効率が著しく悪化するため避ける方がよい。
As a sintering method of the raw material powder, it is possible to use pressure sintering such as hot isostatic pressing, hot pressing, discharge plasma sintering, extrusion press sintering, and the like. Among them, the hot isostatic press is particularly preferable because the pressurization pressure is high and a dense sintered body can be obtained even if the maximum temperature is kept low to suppress the formation of the diffusion layer.
In addition, it is preferable to set the maximum temperature at the time of pressure sintering to the temperature of 800-1200 degreeC. When the sintering temperature is less than 800 ° C., the powder does not sufficiently sinter and voids are formed, and when the sintering temperature exceeds 1200 ° C., the powder may be dissolved.
The maximum pressure during pressure sintering is preferably set to 20 to 200 MPa. When the pressure is less than 20 MPa, sufficient sintering cannot be performed, and voids are easily formed in the target structure. When the pressure exceeds 200 MPa, there is a problem that an apparatus that can endure is limited.
Moreover, it is preferable to set the sintering time held at the maximum temperature and the maximum pressure during pressure sintering to 1 to 10 hours. When the sintering time is less than 1 hour, the sintering cannot be sufficiently progressed. When the sintering time exceeds 10 hours, the production efficiency is remarkably deteriorated.

先ず、それぞれ純度99.9%以上のFe70−B30(原子%)、Fe84.6−Zr15.4(原子%)、Co97.6−B2.4(原子%)、Co85.3−Zr14.7(原子%)合金組成となる各ガスアトマイズ粉末と、純度99.9%以上のCr粉末を準備し、(Fe25−Co7573−Cr17−B−Zr(原子%)となるように、秤量、混合して混合粉末を作製した。
上記の混合粉末を軟鋼製の加圧容器に充填し脱気封止した後に、温度950℃、圧力150MPa、保持時間1時間の条件で熱間静水圧プレス法により焼結体を作製し、機械加工により直径190mm、厚さ4mmの本発明例となるスパッタリングターゲット材を得た。
First, Fe 70 -B 30 (atomic%), Fe 84.6 -Zr 15.4 (atomic%), Co 97.6 -B 2.4 (atomic%), Co 85 having a purity of 99.9% or more, respectively. .3- Zr 14.7 (atomic%) Each gas atomized powder having an alloy composition and Cr powder having a purity of 99.9% or more were prepared, and (Fe 25 -Co 75 ) 73 -Cr 17 -B 8 -Zr 2 was prepared. A mixed powder was prepared by weighing and mixing so as to be (atomic%).
After filling the above mixed powder into a pressure vessel made of mild steel and deaeration-sealing, a sintered body is produced by hot isostatic pressing under the conditions of a temperature of 950 ° C., a pressure of 150 MPa, and a holding time of 1 hour. A sputtering target material according to the present invention having a diameter of 190 mm and a thickness of 4 mm was obtained by processing.

次に、比較例として、それぞれ純度99.9%以上のFe88−B12(原子%)、Co、Co97.6−B2.4(原子%)合金組成となる各ガスアトマイズ粉末と、純度99.9%以上のCr粉末を準備し、(Fe25−Co7575−Cr19−Bとなるように、秤量、混合して混合粉末を作製した。得られた混合粉末を軟鋼製の加圧容器に充填し脱気封止した後に、温度950℃、圧力150MPa、保持時間1時間の条件で熱間静水圧プレス法により焼結体を作製し、機械加工により直径190mm、厚さ4mmの比較例となるスパッタリングターゲット材を得た。 Next, as comparative examples, each gas atomized powder having an alloy composition of Fe 88 -B 12 (atomic%), Co, and Co 97.6 -B 2.4 (atomic%) having a purity of 99.9% or more, and purity 99.9% or more of Cr powder was prepared, and weighed and mixed so as to be (Fe 25 -Co 75 ) 75 -Cr 19 -B 6 to prepare a mixed powder. After filling the obtained mixed powder into a pressure vessel made of mild steel and degassing and sealing, a sintered body is produced by hot isostatic pressing under conditions of a temperature of 950 ° C., a pressure of 150 MPa, and a holding time of 1 hour, A sputtering target material serving as a comparative example having a diameter of 190 mm and a thickness of 4 mm was obtained by machining.

(アモルファス性の評価)
上記で作製した各スパッタリングターゲット材をDCマグネトロンスパッタリング装置(キヤノンアネルバ株式会社製のC3010)のチャンバ内に配置し、チャンバ内の真空到達度2.0×10−5Pa以下となるまで排気を行った。そして、Arガス圧0.6Paとし、投入電力を1kWの条件で、寸法70×25mmのガラス基板上に膜厚1000nmの軟磁性膜をスパッタリング成膜した。なお、磁気記録媒体の軟磁性膜の膜厚は20〜100nmが一般的であるが、本実施例ではアモルファス性の評価を行うために、厚膜の1000nmとした。
(Amorphous evaluation)
Each sputtering target material produced above is placed in the chamber of a DC magnetron sputtering apparatus (C3010 manufactured by Canon Anelva Co., Ltd.), and exhausted until the degree of vacuum in the chamber reaches 2.0 × 10 −5 Pa or less. It was. Then, a soft magnetic film having a film thickness of 1000 nm was formed by sputtering on a glass substrate having a size of 70 × 25 mm under an Ar gas pressure of 0.6 Pa and an input power of 1 kW. Incidentally, the thickness of the soft magnetic film of the magnetic recording medium is generally 20 to 100 nm, but in this embodiment, the thick film was set to 1000 nm in order to evaluate the amorphous property.

上記で得た各軟磁性膜の試料について、株式会社リガク製のX線回折装置RINT2500Vを使用し、線源にCoを用いてX線回折測定を行った。得られたX線回折プロファイルを図1に示す。
図1から、本発明のBとZrとを特定量複合添加したスパッタリングターゲット材を用いて形成した軟磁性膜は、結晶構造に起因する回折ピークが観察されないことから、高いアモルファス性を有していることが確認できた。
一方、Bを単独で添加した比較例のスパッタリングターゲット材を用いて形成した軟磁性膜は、BCC(200)および(211)の結晶構造に起因する回折ピークが若干観察されることから、本発明例と比べると、アモルファス性が低いことが確認された。
また、本発明者の検討によれば、Bを単独で9原子%添加しても比較例と同様に結晶構造に起因する回折ピークが確認され、アモルファス性が低いことを確認した。
About the sample of each soft-magnetic film | membrane obtained above, X-ray-diffraction measurement was performed using Rigaku Co., Ltd. X-ray-diffraction apparatus RINT2500V, using Co as a radiation source. The obtained X-ray diffraction profile is shown in FIG.
From FIG. 1, the soft magnetic film formed by using the sputtering target material in which a specific amount of B and Zr of the present invention is added in a composite amount has a high amorphous property because a diffraction peak due to the crystal structure is not observed. It was confirmed that
On the other hand, in the soft magnetic film formed using the sputtering target material of the comparative example to which B alone was added, diffraction peaks caused by the crystal structures of BCC (200) and (211) are slightly observed. Compared to the examples, it was confirmed that the amorphousness was low.
Further, according to the study of the present inventor, even when 9% by atom of B was added alone, a diffraction peak due to the crystal structure was confirmed as in the comparative example, and it was confirmed that the amorphous property was low.

(耐食性の評価)
上記で作製した各スパッタリングターゲット材をDCマグネトロンスパッタリング装置(キヤノンアネルバ株式会社製のC3010)のチャンバ内に配置し、チャンバ内の真空到達度2.0×10−5Pa以下となるまで排気を行った。そして、Arガス圧0.6Paとし、投入電力を1kWの条件で、寸法50×25mmのガラス基板上に膜厚200nmの軟磁性膜をスパッタリング成膜した。
上記で得た軟磁性膜の試料を、純水で10%に希釈した硝酸溶液に、室温で3時間浸漬させた後、硝酸10%溶液中に溶出したCo量を誘導結合プラズマ発光分光分析法により分析した。分析したCo溶出量を表1に示す。
(Evaluation of corrosion resistance)
Each sputtering target material produced above is placed in the chamber of a DC magnetron sputtering apparatus (C3010 manufactured by Canon Anelva Co., Ltd.), and exhausted until the degree of vacuum in the chamber reaches 2.0 × 10 −5 Pa or less. It was. Then, a 200 nm thick soft magnetic film was formed by sputtering on a glass substrate having a size of 50 × 25 mm under an Ar gas pressure of 0.6 Pa and an input power of 1 kW.
The soft magnetic film sample obtained above was immersed in a nitric acid solution diluted to 10% with pure water at room temperature for 3 hours, and then the amount of Co eluted in the 10% nitric acid solution was subjected to inductively coupled plasma emission spectrometry. Was analyzed. The analyzed Co elution amount is shown in Table 1.

(飽和磁束密度の評価)
上記で作製した各スパッタリングターゲット材をDCマグネトロンスパッタリング装置(キヤノンアネルバ株式会社製のC3010)のチャンバ内に配置し、チャンバ内の真空到達度2.0×10−5Pa以下となるまで排気を行った。そして、Arガス圧0.6Paとし、投入電力を1kWの条件で、寸法φ10mmのガラス基板上に膜厚40nmの軟磁性膜をスパッタリング成膜した。
(Evaluation of saturation magnetic flux density)
Each sputtering target material produced above is placed in the chamber of a DC magnetron sputtering apparatus (C3010 manufactured by Canon Anelva Co., Ltd.), and exhausted until the degree of vacuum in the chamber reaches 2.0 × 10 −5 Pa or less. It was. Then, a 40 nm thick soft magnetic film was formed by sputtering on a glass substrate having a size of φ10 mm under an Ar gas pressure of 0.6 Pa and an input power of 1 kW.

上記で得た軟磁性膜の試料について、東英工業株式会社製の振動試料型磁力計(型式番号:VSM−3)を使用し、面内磁化容易軸方向に最大磁場10kA/mを印加してB−Hカーブを測定し、飽和磁束密度を求めた。求めた飽和磁束密度を表1に示す。   For the soft magnetic film sample obtained above, a maximum magnetic field of 10 kA / m was applied in the in-plane easy magnetization axis direction using a vibrating sample magnetometer (model number: VSM-3) manufactured by Toei Industry Co., Ltd. The BH curve was measured to determine the saturation magnetic flux density. Table 1 shows the obtained saturation magnetic flux density.

表1から、本発明のスパッタリングターゲット材を用いて形成した軟磁性膜は、比較例よりも少ないCr添加量でも、比較例の軟磁性膜と同様に、硝酸10%溶液中に溶出したCo量が0.0001mg/L未満であり、高い耐食性を有していることが確認できた。
また、本発明のスパッタリングターゲット材を用いて形成した軟磁性膜の飽和磁束密度は、比較例よりも低い値を示しているが、これは、比較例よりもBを多く添加したためである。本発明者の検討の結果、B添加量を1原子%増加させると飽和磁束密度が約0.05T低下することを確認しており、比較例にBを2原子%増加させた場合は、本発明例とほぼ同等の飽和磁束密度になると推測される。
以上から、本発明のスパッタリングターゲット材を用いて形成した軟磁性膜は、高いアモルファス性と高い耐食性を有し、飽和磁束密度は磁気記録媒体の軟磁性膜として機能できる範囲であることが確認できた。
From Table 1, the amount of Co eluted in the 10% nitric acid solution of the soft magnetic film formed using the sputtering target material of the present invention was similar to that of the soft magnetic film of the comparative example even when the amount of Cr added was smaller than that of the comparative example. Is less than 0.0001 mg / L, confirming that it has high corrosion resistance.
In addition, the saturation magnetic flux density of the soft magnetic film formed using the sputtering target material of the present invention is lower than that in the comparative example, which is because more B was added than in the comparative example. As a result of the inventor's investigation, it has been confirmed that when the B addition amount is increased by 1 atomic%, the saturation magnetic flux density is reduced by about 0.05 T, and when B is increased by 2 atomic% in the comparative example, It is estimated that the saturation magnetic flux density is almost equivalent to that of the invention example.
From the above, it can be confirmed that the soft magnetic film formed using the sputtering target material of the present invention has high amorphousness and high corrosion resistance, and the saturation magnetic flux density is in a range that can function as a soft magnetic film of a magnetic recording medium. It was.

Claims (1)

原子比における組成式が(Co−Fe100−X100−a−b−c−Cr−B−Zr、30≦X≦100、15≦a≦20、5≦b≦10、0.2≦c≦5.0で表され、残部不可避的不純物からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体用スパッタリングターゲット材。 Composition formula in atomic ratio (Co X -Fe 100-X) 100-a-b-c -Cr a -B b -Zr c, 30 ≦ X ≦ 100,15 ≦ a ≦ 20,5 ≦ b ≦ 10, A sputtering target material for a perpendicular magnetic recording medium, which is represented by 0.2 ≦ c ≦ 5.0, and is composed of the remaining inevitable impurities.
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