JP2019135324A - コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲット、コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層およびその製法 - Google Patents
コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲット、コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層およびその製法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
しかし、コバルト/プラチナ合金ターゲットの場合、ホウ素元素とクロム元素をドーピングした後、コバルト/プラチナ/クロム/ホウ素を含むスパッタリングターゲットが三相以上の微細構造を形成しやすくなり、これによりコバルト/プラチナ/クロム/ホウ素を含むスパッタリングターゲットの微細構造における相と相界面間の熱伝導効果が下がってしまう。このため、スパッタリングプロセスにおいて、各相のエリアが蓄熱により熱膨脹変形を起こしやすくなり、スパッタリングプロセスにおける失火発生の確率が大幅に上がってしまう。
上記コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットの原子総数を基準として、コバルトの含有量は50原子パーセント(at%)より大きく、クロムの含有量は2at%以上かつ18at%以下、プラチナの含有量は9at%以上かつ30at%以下、ホウ素の含有量は2at%以上かつ14at%以下、レニウムの含有量は2at%以上かつ8at%以下とする。
原料粉末をすべて準備する。上記原料粉末中には、コバルト、クロム、プラチナ、ホウ素およびレニウムを含み、原料粉末全体の原子総数を基準として、コバルトの含有量は50at%より大きく、クロムの含有量は2at%以上かつ18at%以下、プラチナの含有量は9at%以上かつ30at%以下、ホウ素の含有量は2at%以上かつ14at%、レニウムの含有量は2at%以上かつ8at%以下である。
上記原料粉末を800℃〜1300℃の温度で焼結させ、上記コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットを得る。
この技術を熟知している者は、本明細書の内容を通じて、本発明により達成可能な特長と効果、並びに本発明の趣旨から逸脱することなく各種の修飾および変更を行うことにより本発明の内容を実施または応用していることを容易に理解することができる。
製造過程において、900℃〜1300℃の温度、250bar〜400barの圧力で、ホットプレス法により温度を保持して上記原料粉末を60分間〜150分間焼結する。続いて、再び900℃〜1300℃の温度、20000psi〜30000psiの圧力で、熱間等方圧加圧法により温度を保持して上記原料粉末を60分間〜180分間焼結し、実施例1〜3、6〜10、13、15および16のコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットを得る。
製造過程において、800℃〜1200℃の温度、300kN〜400kNの力を加え、温度を保持して上記原料粉末を5分間〜20分間焼結する。続いて、再び900℃〜1300℃の温度、20000psi〜30000psiの圧力で、温度を保持して上記原料粉末を60分間〜180分間焼結し、実施例4、11および17のコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットを得る。
単一サイクルの電圧が800Vを超え、かつ持続時間が150ミリ秒より長い時、上記単一サイクルはオーバーシュート(Overshoot)発生として記録する。また各検査待ちターゲットでオーバーシュート発生の記録があるものについて単一サイクル回数の総サイクル回数に占める比率が5%を超えた時、上記検査待ちターゲットは失火が発生しやすく、スパッタリングの安定性が低いと判定し、表1と表2内で「O」で示している。
オーバーシュートが発生した単一サイクル回数の総サイクル回数に占める比率が5%以下の時、検査待ちターゲットの失火発生の確率は許容可能範囲内であり、スパッタリングの安定性が良好であると判定し、表1と表2内で「X」で示している。
実施例21〜40のコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層の構成成分は、おおむね実施例1〜20のコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットの構成成分と互いに対応している。スパッタリングにより生成されたコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層は、垂直磁気記録媒体のキャップ層とすることができ、記録保護層の効果を得ることができる。
また、上記の表2内の相数の結果からわかるように、たとえコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットに添加元素を混合した場合においても、添加元素の種類と含有量を適切に制御することで、実施例18〜20のコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットは本来の二つの相の微細構造の保有を確保することができ、その他の不要な第三相を生成せず、かつその線熱膨脹係数はすべて14×10−6を下回っただけでなく、さらに進んで13×10−6を下回るように調整することができた。
これによって、本発明は第三相の生成が界面熱伝導性を劣化させるという問題を解決することができ、さらに構造の不均衡、熱伝導効果不良、蓄熱を原因として熱膨脹変形等が発生するという問題を効果的に防ぐことが可能である。従って、コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットのスパッタリングの安定性を確保し、スパッタリングプロセスにおける失火発生の確率を低減させる。
表1の結果からもわかるように、比較例5〜7のコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットはすべて三つの相を有しているため、構造の不均衡により伝熱が難しくなり、スパッタリングプロセスにおける失火発生の確率が上がっている。
これによりコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットのスパッタリングの安定性を高め、スパッタリングによりコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層を形成する時に失火発生の現象を防ぎ、コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層の品質および生産効率に良い影響を与える。
Claims (12)
- コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットであって、
コバルト、クロム、プラチナ、ホウ素およびレニウムを含み、
該コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットの原子総数を基準として、コバルトの含有量は50原子パーセントより大きく、クロムの含有量は2原子パーセント以上かつ18原子パーセント以下であり、プラチナの含有量は9原子パーセント以上かつ30原子パーセント以下であり、ホウ素の含有量は2原子パーセント以上かつ14原子パーセント以下であり、レニウムの含有量は2原子パーセント以上かつ8原子パーセント以下である、
コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲット。 - 150℃〜500℃の温度範囲における線熱膨脹係数が14×10−6以下である、請求項1に記載のコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲット。
- 添加元素を含み、該添加元素はハフニウム、パラジウム、イットリウム、ネオジム、テルビウム、タンタラム、またはその組み合わせであり、前記コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットの原子総数を基準として、前記添加元素の含有量が0原子パーセントより大きく、かつ5原子パーセント以下である、請求項1または2に記載のコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲット。
- 150℃〜500℃の温度範囲における線熱膨脹係数が13×10−6以下である、請求項3に記載のコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲット。
- コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層であって、
コバルト、クロム、プラチナ、ホウ素およびレニウムを含み、
該コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層の原子総数を基準として、コバルトの含有量は50原子パーセントより大きく、クロムの含有量は2原子パーセント以上かつ18原子パーセント以下であり、プラチナの含有量は9原子パーセント以上かつ30原子パーセント以下であり、ホウ素の含有量は2原子パーセント以上かつ14原子パーセント以下であり、レニウムの含有量は2原子パーセント以上かつ8原子パーセント以下である、
コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層。 - 添加元素を含み、該添加元素はハフニウム、パラジウム、イットリウム、ネオジム、テルビウム、タンタラム、またはその組み合わせであり、前記コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層の原子総数を基準として、前記添加元素の含有量が0原子パーセントより大きく、かつ5原子パーセント以下である、請求項5に記載のコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載したコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットから生成された、請求項5に記載のコバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含む層。
- コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットの製法であって、
原料粉末をすべて準備し、該原料粉末中にはコバルト、クロム、プラチナ、ホウ素、レニウムを含み、原料粉末全体の原子総数を基準として、コバルトの含有量は50原子パーセントより大きく、クロムの含有量は2原子パーセント以上かつ18原子パーセント以下であり、プラチナの含有量は9原子パーセント以上かつ30原子パーセント以下であり、ホウ素の含有量は2原子パーセント以上かつ14原子パーセント以下であり、レニウムの含有量は2原子パーセント以上かつ8原子パーセント以下であることと、
前記原料粉末を800℃〜1300℃の温度で焼結させ、前記コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットを得ることと、を含む、
コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットの製法。 - 前記原料粉末は添加元素を含み、該添加元素はハフニウム、パラジウム、イットリウム、ネオジム、テルビウム、タンタラム、またはその組み合わせであり、前記原料粉末の原子総数を基準として、前記添加元素の含有量が0原子パーセントより大きく、かつ5原子パーセント以下である、請求項8に記載の製法。
- 前記原料粉末が単一プレアロイ粉末である、請求項8または9に記載の製法。
- 焼結により前記コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットを得る手順の中に、ホットプレス法、放電プラズマ焼結法、熱間等方圧加圧法、またはその組み合わせにより前記原料粉末を焼結することで、前記コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットを得ること、を含む、請求項8〜10のいずれか1項に記載の製法。
- 封缶法により前記原料粉末を押し固め、さらに熱間等方圧加圧法により前記原料粉末を焼結することで、前記コバルト/クロム/プラチナ/ホウ素/レニウムを含むスパッタリングターゲットを得ること、を含む、請求項11に記載の製法。
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