JPH0466664A - 窒素含有センダスト用スパッタリングターゲット - Google Patents
窒素含有センダスト用スパッタリングターゲットInfo
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Landscapes
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、スパッタ蒸着法を用いて磁性薄膜を形成する
スパッタリングターゲットに関する。
スパッタリングターゲットに関する。
（従来の技術）
磁性材料として要求される特性は、保磁力と残留磁気と
が小さく、したがって、ヒステリシス損が小さいこと、
飽和磁気の値が大きいこと、電気抵抗率が大きいこと、
透磁率が大きいこと、透磁率が一定であること、周波数
特性がよいこと、機械的並びに電磁的衝撃に対して安定
であること等であり、使用目的に応じて種々な磁性材料
が用いられている。
が小さく、したがって、ヒステリシス損が小さいこと、
飽和磁気の値が大きいこと、電気抵抗率が大きいこと、
透磁率が大きいこと、透磁率が一定であること、周波数
特性がよいこと、機械的並びに電磁的衝撃に対して安定
であること等であり、使用目的に応じて種々な磁性材料
が用いられている。
近年、真空成膜技術の発展により磁性薄膜の研究開発が
盛んになっている。
盛んになっている。
例えば、８ミリビデオのテープにはＣｏ−Ｎｉ磁性薄膜
が用いられている。この場合、Ｃｏ約８０％、Ｎｉ約２
０％の組成が代表的であり、成膜時に少量の酸素を入れ
るので、薄膜を分析すればＣｏ−Ｎ１−Ｑ系である。成
膜方法は一般に真空蒸着法が使用されている。
が用いられている。この場合、Ｃｏ約８０％、Ｎｉ約２
０％の組成が代表的であり、成膜時に少量の酸素を入れ
るので、薄膜を分析すればＣｏ−Ｎ１−Ｑ系である。成
膜方法は一般に真空蒸着法が使用されている。
また、スパッタ蒸着法は真空蒸着法に比較し、ターゲッ
ト組成が比較的忠実に成膜された組成に移行するという
特徴があるため、ハードディスク用磁性薄膜としてＣｏ
−Ｎｉ磁性薄膜がスバッタ蒸着法で製造されている。
ト組成が比較的忠実に成膜された組成に移行するという
特徴があるため、ハードディスク用磁性薄膜としてＣｏ
−Ｎｉ磁性薄膜がスバッタ蒸着法で製造されている。
また、垂直記録用媒体としてＣｏ−Ｃｒ薄膜をフレキシ
ブルベース上に成膜し、フロッピーディスクとしての実
用化研究も行われており、光磁気用磁性薄膜としてＦｅ
−Ｃｏ−Ｔｂ系薄膜をスパッタ蒸着法で成膜する研究も
行われている。
ブルベース上に成膜し、フロッピーディスクとしての実
用化研究も行われており、光磁気用磁性薄膜としてＦｅ
−Ｃｏ−Ｔｂ系薄膜をスパッタ蒸着法で成膜する研究も
行われている。
また、Ｎｉを３５〜８０％含むＦｅ−Ｎｉ合金を総称し
てパーマロイといい、パーマロイは高透磁率、低ヒステ
リス損という特徴をもっている。
てパーマロイといい、パーマロイは高透磁率、低ヒステ
リス損という特徴をもっている。
パーマロイに第三元素としてＭｏ、Ｃｒ、Ｃｕなどを添
加し、Ｆｅ−Ｎｉ２元系合金で表われる規則格子変態を
抑えたものをスーパーマロイといい、透磁率が極めて大
きい。これらの薄膜は主に磁気ヘッド、磁気センサー等
に使用されている。
加し、Ｆｅ−Ｎｉ２元系合金で表われる規則格子変態を
抑えたものをスーパーマロイといい、透磁率が極めて大
きい。これらの薄膜は主に磁気ヘッド、磁気センサー等
に使用されている。
さらに、高透磁率磁性材料の中でパーマロイと並んで重
要なものはセンダストである。センダストはＦｅ−５ｉ
−Ａ１合金で１９３２年増本、山水らにより発明され、
透磁率も大きく、また、ヒステリス損が小さい特徴をも
っている。この合金組成と初透磁率の関係は、Ｓｉ９．
６２％、Ａ１５．３８％、残りＦｅの組成で鋭く極大を
示す。
要なものはセンダストである。センダストはＦｅ−５ｉ
−Ａ１合金で１９３２年増本、山水らにより発明され、
透磁率も大きく、また、ヒステリス損が小さい特徴をも
っている。この合金組成と初透磁率の関係は、Ｓｉ９．
６２％、Ａ１５．３８％、残りＦｅの組成で鋭く極大を
示す。
このようにセンダストは高透磁率の性質のほかに耐摩耗
性をもっているため、スパッタ蒸着法で成膜し磁気ヘッ
ドに使用する研究が現在行われている。
性をもっているため、スパッタ蒸着法で成膜し磁気ヘッ
ドに使用する研究が現在行われている。
さらに、センダストをスパッタ蒸着法で成膜する場合、
成膜時に少量の窒素を入れて反応性スパッタを行い、膜
組成をＦ ｅ−９ｉ −Ａ ｌ −Ｎ系にすることによ
り、残留磁化率が減少する、周波数特性が向上する、膜
硬度が大きくなる等の膜特性の向上がみられるという報
告がある。
成膜時に少量の窒素を入れて反応性スパッタを行い、膜
組成をＦ ｅ−９ｉ −Ａ ｌ −Ｎ系にすることによ
り、残留磁化率が減少する、周波数特性が向上する、膜
硬度が大きくなる等の膜特性の向上がみられるという報
告がある。
しかし、この反応性スパッタ法では窒素の吹き込み位置
や窒素量等十分に制御を要する欠点がある。
や窒素量等十分に制御を要する欠点がある。
また、反応性スパッタ法では薄膜中のグレインが成長し
過ぎて周波数特性が出しにくい欠点がある。
過ぎて周波数特性が出しにくい欠点がある。
（解決しようとする問題点）
本発明は、膜組成をＦ ｅ−３ｉ −Ａ １−Ｎ系にす
る場合、センダストの成膜時に窒素を入れる反応性スパ
ッタ法ではなく、センダストのスパッタリングターゲッ
ト自体に必要量の窒素を含有せしめ、このターゲットを
スパッタすることにより、Ｆ ｅ−９ｉ −Ａ ｌ −
Ｎ系の磁性薄膜をうるセンダスト用スパッタリングター
ゲットを提供しようとするものである。
る場合、センダストの成膜時に窒素を入れる反応性スパ
ッタ法ではなく、センダストのスパッタリングターゲッ
ト自体に必要量の窒素を含有せしめ、このターゲットを
スパッタすることにより、Ｆ ｅ−９ｉ −Ａ ｌ −
Ｎ系の磁性薄膜をうるセンダスト用スパッタリングター
ゲットを提供しようとするものである。
（問題を解決するための手段）
通常、センダスト用スパッタリングターゲットは、Ｆ
ｅ 、Ｓ ｌ ｓ Ａ ｌの各々を所定量溶融して製造
している。しかし、この溶融法では窒素を主成分として
合金内に閉じ込めることはできない。
ｅ 、Ｓ ｌ ｓ Ａ ｌの各々を所定量溶融して製造
している。しかし、この溶融法では窒素を主成分として
合金内に閉じ込めることはできない。
本発明は、粉末焼結法を用いセンダストのスパッタリン
グターゲット内に窒素を必要量閉じ込めたものである。
グターゲット内に窒素を必要量閉じ込めたものである。
すなわち、センダスト組成のＦ ｅ、 Ｓ ｌ、 Ａｌ
の各粉末の混合物あるいは該組成の二種の合金粉末に他
種の金属粉末を混ぜた混合物あるいはセンダストの合金
粉末に、Ｆｅ、Ｓｉ、Ａ１等の窒化物のうち少なくとも
一種の粉末を混合し焼結して製造したスパッタリングタ
ーゲットである。
の各粉末の混合物あるいは該組成の二種の合金粉末に他
種の金属粉末を混ぜた混合物あるいはセンダストの合金
粉末に、Ｆｅ、Ｓｉ、Ａ１等の窒化物のうち少なくとも
一種の粉末を混合し焼結して製造したスパッタリングタ
ーゲットである。
したがって、本発明になるスパッタリングターゲットは
必ず所定量の窒素を含有し、スパッタリングに際して原
子レベルで蒸着され上記のようにターゲット組成は比較
的忠実に膜組成に移行するため、本発明になるスパッタ
リングターゲットを用いれば、センダスト薄膜中には必
要量の窒素が必ず含有される。
必ず所定量の窒素を含有し、スパッタリングに際して原
子レベルで蒸着され上記のようにターゲット組成は比較
的忠実に膜組成に移行するため、本発明になるスパッタ
リングターゲットを用いれば、センダスト薄膜中には必
要量の窒素が必ず含有される。
スパッタリングターゲット中の窒素含有量は、０．０１
〜３ｗｔ％であることが好ましい。
〜３ｗｔ％であることが好ましい。
Ｆｅ、Ｓｉ、Ａｌ等の窒化物にはＦｅ５Ｎ。
Ｆｅａ Ｎ、Ｆｅａ Ｎ、Ｆｅ２Ｎ５Ｆｅｘ Ｎ、Ａｌ
Ｎ、 Ｓ ｊ ３ Ｎ４等の粉末を用いることができる
。
Ｎ、 Ｓ ｊ ３ Ｎ４等の粉末を用いることができる
。
粉末焼結法は静水圧加熱焼結法（以下ＨＩＰ法という）
、ホットプレス法、静水圧加圧成形法（以下ＣＩＰ法と
いう）と雰囲気焼成法との組み合Ｆｅ５Ｓ ｉ−Ａｌお
よびＦｅａＮの粉末をＦｅ：Ｓｉ ：Ａｌが８４．５：
１０：５．５ｗｔ％、Ｎが０．１ｗｔ％になるよう計量
し、ポールミルを用いて混合した。
、ホットプレス法、静水圧加圧成形法（以下ＣＩＰ法と
いう）と雰囲気焼成法との組み合Ｆｅ５Ｓ ｉ−Ａｌお
よびＦｅａＮの粉末をＦｅ：Ｓｉ ：Ａｌが８４．５：
１０：５．５ｗｔ％、Ｎが０．１ｗｔ％になるよう計量
し、ポールミルを用いて混合した。
次に、ＨＩＰ法を用いて焼結し、でき上がったインゴッ
トを放電加工を用いて６“φＸ５ｍｍｔのスパッタリン
グターゲットを製作した。ターゲットの焼結密度は約７
ｇ／ｃｃであった。
トを放電加工を用いて６“φＸ５ｍｍｔのスパッタリン
グターゲットを製作した。ターゲットの焼結密度は約７
ｇ／ｃｃであった。
さらに、該ターゲットを用いてスパッタ蒸着法でＦｅ−
５１−Ａｌ −Ｎ系薄膜を成膜した。
５１−Ａｌ −Ｎ系薄膜を成膜した。
このターゲットおよび薄膜中の窒素を分析した結果、タ
ーゲット中には窒素が均一に０．１ｗｔ％含有しており
、薄膜中には均一に０．０９５ｗ七％含有していること
がわかった。
ーゲット中には窒素が均一に０．１ｗｔ％含有しており
、薄膜中には均一に０．０９５ｗ七％含有していること
がわかった。
（実施例２）
Ｆｅ、ＳＩ、ＡｌおよびＦｅ＋Ｎの粉末をＦｅ：Ｓｉ：
Ａｌが８４．５： １０：５．５ｗｔ％、Ｎが０．１９
ｗｔ％になるよう計量し、ボールミルを用いて混合した
。
Ａｌが８４．５： １０：５．５ｗｔ％、Ｎが０．１９
ｗｔ％になるよう計量し、ボールミルを用いて混合した
。
次に、ホットプレス法を用いて焼結し、でき上ったイン
ゴットを加工して６“φＸ５ｍｍｔのスパッタリングタ
ーゲットを作製した。ターゲットの焼結密度は約６．５
ｇ／ｃｃであった。
ゴットを加工して６“φＸ５ｍｍｔのスパッタリングタ
ーゲットを作製した。ターゲットの焼結密度は約６．５
ｇ／ｃｃであった。
さらに、該ターゲットを用いてスパッタ蒸着法でＦｅ−
５ｉ−Ａｌ−Ｎ系薄膜を成膜した。
５ｉ−Ａｌ−Ｎ系薄膜を成膜した。
このターゲットおよび薄膜中の窒素を分析した結果、タ
ーゲット中には窒素が均一に０．１１ｗ七％含有してお
り、薄膜中には均一に０．０９ｗｔ％含有していること
がわかった。
ーゲット中には窒素が均一に０．１１ｗ七％含有してお
り、薄膜中には均一に０．０９ｗｔ％含有していること
がわかった。
（実施例３）
ガスアトマイズ法を用いてＦｅ：Ｓｉ：Ａｌが８３、Ｏ
： １１．５ ：５．５ｗｔ％のセンダスト合金粉末を
作製した。この粉末の平均粒径は２２μであった。
： １１．５ ：５．５ｗｔ％のセンダスト合金粉末を
作製した。この粉末の平均粒径は２２μであった。
この合金粉末に５ｊ３Ｎ４粉末をＮが０．１ｗ１％にな
るよう計量し、ボールミルを用いて混合した。次に、パ
ラフィンを用いて造粒し、約２００ｍｍφＸ６ｍｍｔに
成形し、さらに、ＣＩＰ法を用いて成形した。次に、Ａ
ｒ＋Ｎ２雰囲気中で約１２７０℃で焼結した。でき上が
ったインゴットを加工して６“φＸ３ｍｍｔのスパッタ
リングターゲットを製作した。ターゲットの焼結密度は
約６．９ｇ／ｃｃであった。
るよう計量し、ボールミルを用いて混合した。次に、パ
ラフィンを用いて造粒し、約２００ｍｍφＸ６ｍｍｔに
成形し、さらに、ＣＩＰ法を用いて成形した。次に、Ａ
ｒ＋Ｎ２雰囲気中で約１２７０℃で焼結した。でき上が
ったインゴットを加工して６“φＸ３ｍｍｔのスパッタ
リングターゲットを製作した。ターゲットの焼結密度は
約６．９ｇ／ｃｃであった。
さらに、該ターゲットを用いてスパッタ蒸着法でＦ ｅ
−９ｉ −Ａ Ｉ −Ｎ系薄膜を成膜した。
−９ｉ −Ａ Ｉ −Ｎ系薄膜を成膜した。
このターゲットおよび薄膜中の窒素を分析した結果、タ
ーゲット中には窒素が均一に０．１ｗｔ％含有しており
、薄膜中には均一に０．１ｗｔ％含有していることがわ
かった。
ーゲット中には窒素が均一に０．１ｗｔ％含有しており
、薄膜中には均一に０．１ｗｔ％含有していることがわ
かった。
上記の何れの実施例においても、ターゲット中の窒素含
有量の分析は抽出炉酸素窒素分析装置を用い、薄膜中の
窒素含有量の分析は二次イオン質量分析装置を用いた。
有量の分析は抽出炉酸素窒素分析装置を用い、薄膜中の
窒素含有量の分析は二次イオン質量分析装置を用いた。
（発明の効果）
本発明によれば、Ｆｅ−５ｉ−Ａｌ−Ｎ系センダスト薄
膜を成膜する場合、スパッタリングターゲット自体に必
要量の窒素を含有しているため、反応性スパッタ法のよ
うに種々な条件を制御する必要がなく、均一で正確な組
成の薄膜を成膜できる特徴がある。
膜を成膜する場合、スパッタリングターゲット自体に必
要量の窒素を含有しているため、反応性スパッタ法のよ
うに種々な条件を制御する必要がなく、均一で正確な組
成の薄膜を成膜できる特徴がある。
また、形成した膜は残留磁化率、周波数特性、膜硬度等
の膜特性が極めて向上する特徴がある。
の膜特性が極めて向上する特徴がある。
さらに、スパッタ蒸着法における工程が簡素化されるた
め、成膜コストが下がる利点がある。
め、成膜コストが下がる利点がある。
Claims (2)
- （１）センダスト組成のＦｅ、Ｓｉ、Ａｌの各粉末の混
合物あるいは該組成の二種の合金粉末に他種の金属粉末
を混ぜた混合物あるいはセンダストの合金粉末に、Ｆｅ
、Ｓｉ、Ａｌの窒化物のうち少なくとも一種の粉末を混
合し焼結して製造したことを特徴とする窒素含有センダ
スト用スパッタリングターゲット。 - （２）窒素含有量が０．０１〜３ｗｔ％である特許請求
の範囲第１項記載の窒素含有センダスト用スパッタリン
グターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178000A JP2985011B2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 窒素含有センダスト用スパッタリングターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178000A JP2985011B2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 窒素含有センダスト用スパッタリングターゲット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0466664A true JPH0466664A (ja) | 1992-03-03 |
| JP2985011B2 JP2985011B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=16040798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2178000A Expired - Fee Related JP2985011B2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 窒素含有センダスト用スパッタリングターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2985011B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006307345A (ja) * | 2006-05-08 | 2006-11-09 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | スパッタリングターゲット |
| JP2009120862A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Mitsubishi Materials Corp | Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ三元系焼結合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| US20090242393A1 (en) * | 2006-01-13 | 2009-10-01 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Nonmagnetic Material Particle Dispersed Ferromagnetic Material Sputtering Target |
-
1990
- 1990-07-05 JP JP2178000A patent/JP2985011B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090242393A1 (en) * | 2006-01-13 | 2009-10-01 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Nonmagnetic Material Particle Dispersed Ferromagnetic Material Sputtering Target |
| US9034153B2 (en) * | 2006-01-13 | 2015-05-19 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Nonmagnetic material particle dispersed ferromagnetic material sputtering target |
| JP2006307345A (ja) * | 2006-05-08 | 2006-11-09 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | スパッタリングターゲット |
| JP2009120862A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Mitsubishi Materials Corp | Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ三元系焼結合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2985011B2 (ja) | 1999-11-29 |
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