JP4422203B1 - マグネトロンスパッタリング用ターゲットおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 解決手段の第1態様は、Coを有するマグネトロンスパッタリング用ターゲットであって、Coを含む磁性相12と、Coを含む非磁性相16と、酸化物相14と、を有し、該磁性相12と該非磁性相16と該酸化物相14とが互いに分散しており、該磁性相12はCoおよびCrを主成分として含み、該磁性相12におけるCoの含有割合は、76at%以上80at%以下である。解決手段の第2態様は、Coを有するマグネトロンスパッタリング用ターゲットであって、Coを含む磁性相12と、Coを含む非磁性相16と、を有し、該磁性相12と該非磁性相16とが互いに分散しており、該非磁性相16はPtを主成分として含むPt−Co合金相であり、該Pt−Co合金相におけるCoの含有割合は、0at%より大きく13at%以下である。
【選択図】図1
Description
本発明に係るターゲットにおいて、前記酸化物相は、例えば、SiO 2 、TiO 2 、Ti 2 O 3 、Ta 2 O 5 、Cr 2 O 3 、CoO、Co 3 O 4 、B 2 O 5 、Fe 2 O 3 、CuO、Y 2 O 3 、MgO、Al 2 O 3 、ZrO 2 、Nb 2 O 5 、MoO 3 、CeO 2 、Sm 2 O 3 、Gd 2 O 3 、WO 2 、WO 3 、HfO 2 、NiO 2 のうちの少なくとも1種を含む。
前記ターゲットの中には、磁気記録層の形成に好適に用いることができるものがある。
また、本発明の第1態様に係るターゲットは、例えば、Coを含む非磁性金属粉末と、微細な1次粒子が凝集して2次粒子を形成している酸化物粉末とを、該酸化物粉末の2次粒子の粒径が所定の粒径以下になるまで混合分散して第1の混合粉末を得る工程と、前記第1の混合粉末と、CoおよびCrを主成分として含み、Coの含有割合が76at%以上80at%以下である磁性金属粉末とを、該磁性金属粉末が均一となるように混合分散して第2の混合粉末を得る工程と、を有することを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットの製造方法により製造することができる。
また、本発明の第2態様に係るターゲットに含まれるターゲットは、例えば、Ptを主成分として含むPt−Co合金からなりCoの含有割合が0at%より大きく13at%以下である非磁性金属粉末と、微細な1次粒子が凝集して2次粒子を形成している酸化物粉末とを、該酸化物粉末の2次粒子の粒径が所定の粒径以下になるまで混合分散して第1の混合粉末を得る工程と、前記第1の混合粉末と、Coを含む磁性金属粉末とを、該磁性金属粉末が均一となるように混合分散して第2の混合粉末を得る工程と、を有することを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットの製造方法により製造することができる。
本実施形態に係るターゲットの構成成分は、Co−Cr−Pt−SiO2である。Co、Cr、Ptは、スパッタリングによって形成される磁気記録層のグラニュラ構造において、磁性粒子(微小な磁石)となる。SiO2は、グラニュラ構造において、磁性粒子(微小な磁石)を仕切る非磁性マトリックスとなる。
本実施形態に係るターゲットのミクロ構造は、図1(実施例1のターゲットの厚さ方向断面の高倍率の金属顕微鏡写真)を例にとって示すように、マトリックスであるCo−Cr合金相(Coの含有割合は76at%以上80at%以下)中にSiO2相およびPt−Co合金相(Coの含有割合は0at%より大きく13at%以下)が分散した構造である。図1において、符号10は本実施形態に係るターゲット、符号12はマトリックス合金相(Co−Cr合金相(Coの含有割合は76at%以上80at%以下))、符号14は酸化物相(SiO2相)、符号16は分散合金相(Pt−Co合金相(Coの含有割合は0at%より大きく13at%以下))である。
本実施形態に係るターゲット10は、以下のようにして製造することができる。
混合粉末を得ていたが、本発明に係るターゲットで酸化物相を有していないものを製造する場合は、Coを含む磁性金属粉末とCoを含む非磁性金属粉末とを、各粒子径が小さくならない程度に混合分散して混合粉末を得て、得られた混合粉末を真空ホットプレス法等を用いて成形すればよい。
以上説明した実施形態では、マトリックスをCo−Cr合金相としたが、Co−Cr合金相に替えて、Ptを含むCo−Cr−Pt合金相をマトリックスとしてもよい。
実施例1として作製したターゲット全体の組成は、92(65Co−17Cr−18Pt)−8SiO2であり、以下のようにして作製を行うとともに評価を行った。
比較例1として作製したターゲット全体の組成は、92(65Co−17Cr−18Pt)−8SiO2であり、実施例1と同じであるが、分散相がPt−Co合金ではなくPt単体となっている。また、マトリックスであるCo−Cr合金相の組成も実施例1とは異なっている。比較例1のターゲットを、以下のようにして作製を行うとともに評価を行った。
比較例2として作製したターゲット全体の組成は、92(65Co−17Cr−18Pt)−8SiO2であり、実施例1と同じであるが、マトリックスであるCo−Cr合金相の組成、分散相であるPt−Co合金相の組成が実施例1とは異なっており、以下のようにして作製を行うとともに評価を行った。
実施例2として作製したターゲット全体の組成は、92(65Co−17Cr−18Pt)−8SiO2であり、実施例1と同じであるが、マトリックスである合金相にPtが1.06at%含まれている点が実施例1とは異なっている。実施例2のターゲットを以下のようにして作製を行うとともに評価を行った。
実施例3として作製したターゲット全体の組成は、92(65Co−17Cr−18Pt)−8SiO2であり、実施例2と同じであるが、マトリックスである合金相にPtが5.3at%含まれている点が実施例2とは異なっている(その結果、マトリックス合金相に含まれるCr量も若干少なくなっており、20at%となっている)。実施例3のターゲットを以下のようにして作製を行うとともに評価を行った。
実施例4として作製したターゲット全体の組成は、92(65Co−17Cr−18Pt)−8SiO2であり、実施例2と同じであるが、分散相であるPt−Co合金相に含まれるCo量が5at%であり、実施例2の10at%よりも少なくなっている(その結果、マトリックス合金相に含まれるCo量が若干増えるとともにCr量が若干少なくなっており、マトリックス合金相においてCr量は20.74at%となっている)。実施例4のターゲットを以下のようにして作製を行うとともに評価を行ったが、実施例4のターゲットとしては小型焼結体のみを作製した。
実施例5は、ターゲット全体の組成および各相の組成については実施例4と同じであるが、実施例4では小型焼結体のみを作製したのに対し、実施例5では大型焼結体のみを作製した。また、実施例5ではホットプレス圧力が250kgf/cm2であり、実施例4の200kgf/cm2よりも大きくなっている。実施例5のターゲットを以下のようにして作製を行うとともに評価を行った。
比較例3として作製したターゲット全体の組成は、92(65Co−17Cr−18Pt)−8SiO2であり、実施例1と同じであるが、マトリックス合金相にPtが含有されている点、分散相であるPt−Co合金相にCoが54.80at%と多量に含まれている点が実施例1とは異なっている。比較例3のターゲットを以下のようにして作製を行うとともに評価を行った。
平均漏洩磁束率を測定した実施例1〜3、5、比較例1〜3についての測定結果を下記の表13にまとめて示す。
12…マトリックス合金相(Co−Cr合金相)
14…酸化物相(SiO2相)
16…分散合金相(Pt−Co合金相)
Claims (16)
- Coを有するマグネトロンスパッタリング用ターゲットであって、
Coを含む磁性相と、Coを含む非磁性相と、酸化物相と、を有し、該磁性相と該非磁性相と該酸化物相とが互いに分散しており、
該磁性相はCoおよびCrを主成分として含み、該磁性相におけるCoの含有割合は、76at%以上80at%以下であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。 - 請求項1において、
前記磁性相は、Ptをさらに含むことを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。 - 請求項1または2において、
前記非磁性相は、Ptを主成分として含むPt−Co合金相であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。 - 請求項3において、
前記Pt−Co合金相におけるCoの含有割合は、0at%より大きく13at%以下であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。 - Coを有するマグネトロンスパッタリング用ターゲットであって、
Coを含む磁性相と、Coを含む非磁性相と、を有し、該磁性相と該非磁性相とが互いに分散しており、
該非磁性相はPtを主成分として含むPt−Co合金相であり、該Pt−Co合金相におけるCoの含有割合は、0at%より大きく13at%以下であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。 - 請求項5において、
前記ターゲットは酸化物相をさらに有しており、該酸化物相と前記磁性相と前記非磁性相とが互いに分散していることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。 - 請求項6において、
前記磁性相は、CoおよびCrを主成分として含むことを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。 - 請求項7において、
前記磁性相は、Ptをさらに含むことを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。 - 請求項1〜4、6〜8のいずれかにおいて、
前記酸化物相は、SiO 2 、TiO 2 、Ti 2 O 3 、Ta 2 O 5 、Cr 2 O 3 、CoO、Co 3 O 4 、B 2 O 5 、Fe 2 O 3 、CuO、Y 2 O 3 、MgO、Al 2 O 3 、ZrO 2 、Nb 2 O 5 、MoO 3 、CeO 2 、Sm 2 O 3 、Gd 2 O 3 、WO 2 、WO 3 、HfO 2 、NiO 2 のうちの少なくとも1種を含むことを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。 - 請求項1〜9のいずれかにおいて、
前記ターゲットは、磁気記録層の形成に用いられることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。 - CoおよびCrを主成分として含み、Coの含有割合が76at%以上80at%以下である磁性金属粉末と、微細な1次粒子が凝集して2次粒子を形成している酸化物粉末とを、該酸化物粉末の2次粒子の粒径が所定の粒径以下になるまで混合分散して第1の混合粉末を得る工程と、
前記第1の混合粉末と、Coを含む非磁性金属粉末とを、該非磁性金属粉末が均一となるように混合分散して第2の混合粉末を得る工程と、
を有することを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットの製造方法。 - 請求項11において、
前記非磁性金属粉末は、Ptを主成分として含むPt−Co合金からなりCoの含有割合が0at%より大きく13at%以下であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットの製造方法。 - Coを含む磁性金属粉末と、微細な1次粒子が凝集して2次粒子を形成している酸化物粉末とを、該酸化物粉末の2次粒子の粒径が所定の粒径以下になるまで混合分散して第1の混合粉末を得る工程と、
前記第1の混合粉末と、Ptを主成分として含むPt−Co合金からなりCoの含有割合が0at%より大きく13at%以下である非磁性金属粉末とを、該非磁性金属粉末が均一となるように混合分散して第2の混合粉末を得る工程と、
を有することを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットの製造方法。 - Coを含む非磁性金属粉末と、微細な1次粒子が凝集して2次粒子を形成している酸化物粉末とを、該酸化物粉末の2次粒子の粒径が所定の粒径以下になるまで混合分散して第1の混合粉末を得る工程と、
前記第1の混合粉末と、CoおよびCrを主成分として含み、Coの含有割合が76at%以上80at%以下である磁性金属粉末とを、該磁性金属粉末が均一となるように混合分散して第2の混合粉末を得る工程と、
を有することを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットの製造方法。 - 請求項14において、
前記非磁性金属粉末は、Ptを主成分として含むPt−Co合金からなりCoの含有割合が0at%より大きく13at%以下であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットの製造方法。 - Ptを主成分として含むPt−Co合金からなりCoの含有割合が0at%より大きく13at%以下である非磁性金属粉末と、微細な1次粒子が凝集して2次粒子を形成している酸化物粉末とを、該酸化物粉末の2次粒子の粒径が所定の粒径以下になるまで混合分散して第1の混合粉末を得る工程と、
前記第1の混合粉末と、Coを含む磁性金属粉末とを、該磁性金属粉末が均一となるように混合分散して第2の混合粉末を得る工程と、
を有することを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットの製造方法。
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