JP4995129B2 - Pd−W系スパッタリングターゲット及びその製造方法 - Google Patents
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本発明の実施形態に係るPd−W系スパッタリングターゲットは、PdとWを主要成分として含有するPd−W系スパッタリングターゲットであって、Wを1〜22at%含有し、残部がPdおよび不可避的不純物からなるPd−W合金マトリックス中に、平均粒径5〜40μmのW粒子が分散した構造を有し、前記ターゲット全体に対するWの含有量が15〜50at%であることを特徴とする。
PdはRuと同じく貴金属であり、また、Pdの原子番号は46であってRuの原子番号44と近く、原子半径等の特性がPdはRuと近似している。さらに、Pdは貴金属の中では比較的安価である。このため、Pdは、Ruターゲットの代替となり得るターゲットの主成分となるという役割を有する。
Wは、面心立方構造(fcc)であるPdの結晶構造に積層欠陥を導入して、スパッタリングにより得られる中間層におけるPdの結晶構造を、六方最密充填構造(hcp)であるRuの結晶構造に近づけるという役割を有する。
本発明の実施形態に係るPd−W系スパッタリングターゲットは、Wを1〜22at%含有し、残部がPdおよび不可避的不純物からなるPd−W合金マトリックス中に、平均粒径5〜40μmのW粒子が分散した構造を有し、該構造全体に対するWの含有量は15〜50at%である。
本実施形態に係るPd−W系スパッタリングターゲットは、Pd−W合金マトリックス中に、平均粒径5〜40μmのW粒子が分散した構造を有する。
本発明の実施形態に係るPd−W系スパッタリングターゲットの製造方法は、Wを1〜22at%含有し、残部がPdおよび不可避的不純物からなるPd−W合金粉末をアトマイズ法で作製し、作製した該Pd−W合金粉末に、粉末全体に対するWの含有量が15〜50at%となるように平均粒径5〜40μmのW粉末を混合して混合粉末を作製した後、作製した該混合粉末を加圧下で加熱して成形することを特徴とする。
Wを1〜22at%含有し、残部がPdおよび不可避的不純物からなる溶湯に、アトマイズ法を適用して、該溶湯と同一組成のPd−W合金粉末を作製する。
前記のようにしてアトマイズ法により得られたPd−W合金粉末に、粉末全体に対するWの含有量が15〜50at%となるように平均粒径5〜40μmのW粉末を混合して混合粉末を作製する。
前記混合粉末を加圧下で加熱して成形する方法は特に限定されず、例えば、ホットプレス法、熱間等方圧プレス法(HIP法)、放電プラズマ焼結法(SPS法)等を用いることができる。
前述のように、Pd−W合金粉末中のWの含有量が22at%を上回るようにするためには、アトマイズ法に用いるPd−W合金溶湯中のWの含有量も22at%を上回らせる必要があり、このためにはPd−W合金溶湯の温度を2000℃以上に加熱する必要があり、生産効率が落ち、経済的ではない。
本実施形態に係るPd−W系スパッタリングターゲットを用いて形成される層は、ルテニウムの結晶構造に近似しているので、このPd−W系スパッタリングターゲットは、垂直磁気記録媒体の中間層を作製することに適する。ただし、本実施形態に係るPd−W系スパッタリングターゲットは、垂直磁気記録媒体作製という用途に限定されず、ルテニウム層が用いられている用途であれば、垂直磁気記録媒体作製以外の用途にも用いることができる。
合金組成がPd:95at%、W:5at%となるように各金属を秤量し、1800℃まで加熱してPd−W合金溶湯とし、ガスアトマイズ法によりPd−5at%W合金粉末を作製した。得られた合金粉末の平均粒径を日機装株式会社製のマイクロトラックMT3000により測定したところ、50μmであった。
合金組成がPd:90at%、W:10at%となるように各金属を秤量し、Pd−10at%W合金粉末を作製した以外は、実施例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
合金組成がPd:85at%、W:15at%となるように各金属を秤量し、Pd−15at%W合金粉末を作製した以外は、実施例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
合金組成がPd:80at%、W:20at%となるように各金属を秤量し、Pd−20at%W合金粉末を作製した以外は、実施例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
ガスアトマイズ法により得られたPd−5at%W合金粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して45at%となるように平均粒径30μmのW粉末を添加した以外は、実施例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
ガスアトマイズ法により得られたPd−5at%W合金粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して35at%となるように平均粒径30μmのW粉末を添加した以外は、実施例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
ガスアトマイズ法により得られたPd−5at%W合金粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して25at%となるように平均粒径30μmのW粉末を添加した以外は、実施例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
ガスアトマイズ法により得られたPd−5at%W合金粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して20at%となるように平均粒径30μmのW粉末を添加した以外は、実施例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
ガスアトマイズ法により得られたPd−5at%W合金粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して30at%となるように平均粒径25μmのW粉末を添加した以外は、実施例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
ガスアトマイズ法により得られたPd−5at%W合金粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して30at%となるように平均粒径15μmのW粉末を添加した以外は、実施例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
ガスアトマイズ法により得られたPd−5at%W合金粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して30at%となるように平均粒径8μmのW粉末を添加した以外は、実施例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
合金組成がPd:70at%、W:30at%となるように各金属を秤量し、2200℃まで加熱してPd−30at%W合金溶湯とし、ガスアトマイズ法によりPd−30at%W合金粉末を作製した。得られたPd−30at%W合金粉末の平均粒径を、実施例1と同様に日機装株式会社製のマイクロトラックMT3000により測定したところ、50μmであった。
純Pdを2000℃まで加熱して溶湯とし、ガスアトマイズ法によりPd粉末を作製した。得られたPd粉末の平均粒径を、実施例1と同様に日機装株式会社製のマイクロトラックMT3000により測定したところ、50μmであった。
ガスアトマイズ法により得られたPd粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して35at%となるように平均粒径30μmのW粉末を添加した以外は、比較例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
ガスアトマイズ法により得られたPd粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して30at%となるように平均粒径30μmのW粉末を添加した以外は、比較例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
ガスアトマイズ法により得られたPd粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して25at%となるように平均粒径30μmのW粉末を添加した以外は、比較例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
ガスアトマイズ法により得られたPd粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して20at%となるように平均粒径30μmのW粉末を添加した以外は、比較例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
ガスアトマイズ法により得られたPd粉末に、Wの含有量が粉末全体に対して30at%となるように平均粒径60μmのW粉末を添加した以外は、比較例1と同様にして、混合粉末、焼結体、スパッタリングターゲット、ハードディスクを作製するとともに、それらについて評価を行った。
102…基材
104…軟磁性裏打ち層
106…中間層
108…記録層(磁性層)
Claims (9)
- PdとWを主要成分として含有するPd−W系スパッタリングターゲットであって、
Wを1〜22at%含有し、残部がPdおよび不可避的不純物からなるPd−W合金マトリックス中に、平均粒径5〜40μmのW粒子が分散した構造を有し、前記ターゲット全体に対するWの含有量が15〜50at%であることを特徴とするPd−W系スパッタリングターゲット。 - 請求項1において、
前記Pd−W系スパッタリングターゲット中の酸素濃度が200質量ppm以下であることを特徴とするPd−W系スパッタリングターゲット。 - 請求項1又は2において、
垂直磁気記録媒体用であることを特徴とするPd−W系スパッタリングターゲット。 - Wを1〜22at%含有し、残部がPdおよび不可避的不純物からなるPd−W合金粉末をアトマイズ法で作製し、作製した該Pd−W合金粉末に、粉末全体に対するWの含有量が15〜50at%となるように平均粒径5〜40μmのW粉末を混合して混合粉末を作製した後、作製した該混合粉末を加圧下で加熱して成形することを特徴とするPd−W系スパッタリングターゲットの製造方法。
- 請求項4において、
得られるPd−W系スパッタリングターゲット中の酸素濃度を200質量ppm以下とすることを特徴とするPd−W系スパッタリングターゲットの製造方法。 - 請求項4又は5において、
前記アトマイズ法は、アルゴンガスまたは窒素ガスを用いて行うことを特徴とするPd−W系スパッタリングターゲットの製造方法。 - 請求項4〜6のいずれかにおいて、
作製した前記混合粉末を放電プラズマ焼結法で成形することを特徴とするPd−W系スパッタリングターゲットの製造方法。 - 請求項4〜7のいずれかにおいて、
得られるPd−W系スパッタリングターゲットは、垂直磁気記録媒体用であることを特徴とするPd−W系スパッタリングターゲットの製造方法。 - 請求項4〜8のいずれかに記載の製造方法により製造されることを特徴とするPd−W系スパッタリングターゲット。
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