JP2022159318A - スパッタリングターゲット、積層膜の製造方法、積層膜および、磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
なお一般に、磁性層や中間層等の各層は、所定の組成ないし組織を有するスパッタリングターゲットを用いて、基板上へスパッタリングすることにより製膜して形成する。この種の技術として従来は、特許文献1に記載されたもの等がある。
これは、Nb2O5の適度なCoとの濡れ性と一部のOが欠損しても安定な酸化物になれるため磁性粒子内に酸化物が入り込むことなく磁性粒子の周りに均一な幅で粒界が形成できることによるものと考えられるが、この発明は、このような理論に限定されるものではない。
この発明のスパッタリングターゲットでは、金属酸化物成分として、さらに、TiO2を含有することが好ましい。
また、この発明のスパッタリングターゲットでは、TiとNbとOをすべて含む相を有することが好適である。
この発明のスパッタリングターゲットは、Ptを2mol%~25mol%で含有することが好ましい。
この発明の一の実施形態のスパッタリングターゲットは、金属成分としてCo及びPtを含有し、Coの含有量に対するPtの含有量のモル比が5/100~45/100であり、金属酸化物成分としてNb2O5または、Nb2O5とTiO2を含有することを特徴とするものである。
より具体的には、CoとPtとの合金に、Nb2O5を含む金属酸化物が分散した組織構造を有する。TiO2とNb2O5を両方含有する場合には、金属酸化物としてTiO2とNb2O5の固溶体が分散した組織構造を有する。
スパッタリングターゲットの金属成分は、主としてCoからなり、それに加えてPtを含む。特に金属成分は、Ptを含有するCo合金である。
さらに、スパッタリングターゲットは、TiとNbとOをすべて含む相を有することがより一層好ましい。このような相としては、TiO2にNbが混ざった、またはNb2O5にTiが混ざった固溶体相や、TiNb2O7、TiNb6O17等の複合酸化物相を挙げることができる。また、この時一部の酸素が欠損していても良い。Ti、Nb、Oの混ざった相は、例えばSEM/EDSを用いた元素マッピングにより同一箇所からのNb、Ti、Oの強度信号により確認することができる。また、X線を用いたXRD評価により固溶体相や複合酸化物相を確認することもできる。
Nb2O5以外の上記のような金属酸化物を含有する場合、Nb2O5を含むすべての金属酸化物の合計含有量は、20vоl%~40vоl%であることが好ましい。金属酸化物の合計含有量が20vоl%未満であると、磁性粒子の分離が不十分となることが懸念され、この一方で40vоl%を上回ると、飽和磁化が低下する可能性がある。この理由から、金属酸化物の合計含有量は、25vоl%~35vоl%であることがさらに好適である。
上述したスパッタリングターゲットは、粉末焼結法を用いて製造することができ、その具体例としては以下のとおりである。
また焼結時の加圧力は、好ましくは10MPa~40MPa、より好ましくは25MPa~35MPaとする。
それにより、金属相中に酸化物粒子をより均一に分散させることができる。
積層膜は、少なくとも、下地層と、下地層上に形成された磁性層とを有するものである。
より詳細には、下地層は、Ruを含有するものであり、一般にはRuからなり、又はRuを主成分とする層である。
中間層のCo含有量は15mol%~60mol%とすることができ、Cr及びRuの合計含有量は30mol%~60mol%とすることができる。その他、中間層は、金属成分として、さらに、Ptを2mol%~25mol%で含有するものとすることができる。
この磁性層は、上述したスパッタリングターゲットを用いて、中間層上にスパッタリングにより製膜することにより形成することができる。
積層膜の各層は、それらの各層に応じた組成及び組織を有するスパッタリングターゲットを用いて、マグネトロンスパッタリング装置等で成膜することにより形成することができる。
ここで、積層膜の中間層は、下地層上に、金属成分としてCoとCr及びRuからなる群から選択される一種以上の金属とを含有するスパッタリングターゲットを用いたスパッタリングにより成膜することで形成する。
磁気記録媒体は、上述したような、下地層と、下地層上に形成された中間層と、中間層上に形成された磁性層とを有する積層膜を備えるものである。磁気記録媒体は通常、アルミニウムやガラス等の基板上に軟磁性層、下地層、中間層、磁性層および保護層等を順次に形成することにより製造される。
ここで、図1に「Mag」として示す磁性層は、表1に示すように組成の異なる各スパッタリングターゲットにより形成し、かかる磁性層を有する積層膜における磁性層の飽和磁化Ms、磁気異方性Ku、保磁力における磁化曲線の傾きαをそれぞれ測定した。
表1中、「効果」の項における「×」はαの低減効果が無かったこと、「〇」はαの低減効果があったこと、「◎」は顕著なαの低減効果があったことをそれぞれ意味する。
なお参考までに、ターゲットのSEM/EDSマッピングイメージと、XRDを用いたターゲットの結晶構造の同定結果の二つのグラフ(それぞれ発明例19及び18に対応する。)を、図5及び6にそれぞれ示す。
Claims (13)
- 金属成分としてCo及びPtを含有し、Coの含有量に対するPtの含有量のモル比が5/100~45/100であり、金属酸化物成分としてNb2O5を含有してなるスパッタリングターゲット。
- Nb2O5の含有量が0.5mol%~5mol%である請求項1に記載のスパッタリングターゲット。
- 金属酸化物成分として、さらに、TiO2を含有する請求項1または2に記載のスパッタリングターゲット。
- TiO2の含有量が0.5mol%~15mol%である請求項3に記載のスパッタリングターゲット。
- TiとNbとOをすべて含む相を有する請求項3又は4に記載のスパッタリングターゲット。
- 金属酸化物成分として、さらに、SiO2及びB2O3のうちの少なくとも一種の金属酸化物を含有し、Nb2O5を含む金属酸化物の合計含有量が20vоl%~40vоl%である請求項1~5のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- Coの含有量に対するPtの含有量のモル比が15/100~35/100である請求項1~6のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- Ptを2mol%~25mol%で含有してなる請求項1~7のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- 金属成分として、さらに、Cr及び/又はRuを0.5mol%~20mol%で含有してなる請求項1~8のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- Ruを含有する下地層上に、又は、金属成分としてCoとCr及びRuからなる群から選択される一種以上の金属とを含有するスパッタリングターゲットを用いたスパッタリングにより下地層上に形成した中間層上に、請求項1~9のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリングにより、磁性層を形成することを含む、積層膜の製造方法。
- Ruを含有する下地層と、前記下地層上に直接的に、又は、金属成分としてCoとCr及びRuからなる群から選択される一種以上の金属とを含有する中間層を介して間接的に形成されて、金属成分としてCo及びPtを含有し、Coの含有量に対するPtの含有量のモル比が5/100~45/100である磁性層とを有する積層膜であって、前記磁性層が、金属酸化物成分としてNb2O5を含有してなる積層膜。
- 前記磁性層が、金属酸化物成分として、さらに、TiO2を含有してなる請求項11に記載の積層膜。
- 請求項11または12に記載の積層膜を備える磁気記録媒体。
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