JPH05331635A - Al含有Si基合金ターゲット材およびその製造方法 - Google Patents

Al含有Si基合金ターゲット材およびその製造方法

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JPH05331635A
JPH05331635A JP13889792A JP13889792A JPH05331635A JP H05331635 A JPH05331635 A JP H05331635A JP 13889792 A JP13889792 A JP 13889792A JP 13889792 A JP13889792 A JP 13889792A JP H05331635 A JPH05331635 A JP H05331635A
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powder
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based alloy
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JP13889792A
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Kazuo Yoshikawa
一男 吉川
Hiroyuki Uchida
博幸 内田
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スパッタリングによる薄膜の成膜に用いられ
るAl含有Si基合金ターゲット材について、密度が高
くて組成・組織が均一で、しかも酸素含有量が従来のも
のよりも格段に低く、スパッタリングによって成膜され
る薄膜中の酸素量を低く抑えて、その膜特性を向上させ
ることができるものとする。 【構成】 ガスアトマイズ法によって製造されたSi含
有量が50原子%未満である高Si含有Al合金粉末
に、Si粉末を添加混合して、Al含有量が10〜50
原子%とした混合粉末を熱間加圧して固化成形し、Al
含有量が10〜50原子%、酸素含有量が3000ppm
以下、残部がSiおよび不可避不純物からなるAl含有
Si基合金ターゲット材を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリングによっ
て光磁気デイスク表面に誘電体膜を成膜するのに用いら
れるAl含有Si基合金ターゲット材およびその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光磁気デイスクでは通常、反射膜−誘電
体膜−記録膜−誘電体膜からなる4層の薄膜が成膜さ
れ、2つの誘電体膜で、記録膜を挟むことで光磁気特性
を改善すると共に、記録膜の保護を兼ねる構成とされて
いるが、その記録膜は、希土類合金が用いられるため特
に酸化性が強く、その酸化による経年劣化により光磁気
デイスクのエラーレートが増加することが問題となって
いる。このため、記録膜を挟む形で成膜される誘電体膜
中の酸素量は可能な限り低いことが望ましい。
【0003】一方、光磁気デイスクの誘電体膜としては
一般にSi34 が用いられていたが、近年では、より優
れた光磁気的な特性が得られることよりSi34 にAl
を添加してなる (Si,Al)34 が、光磁気デイスクの
誘電体膜として広く用いられるようになってきた。ま
た、この(Si,Al)3 4 膜を成膜するためのスパッタ
リングには、Si粉末とAl粉末との混合粉末を、粉末
冶金法によって固化成形してなるAl含有Si基合金タ
ーゲット材が用いられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Si粉
末にAl粉末を加えた混合粉末を固化成形してなる従来
のAl含有Si基合金ターゲット材は、酸素含有量の高
いもの(通常、5000〜8000ppm 程度の値)であ
り、スパッタリングによって成膜される誘電体膜中の酸
素量を低く抑えることが困難であった。
【0005】また、これら混合粉末の固化成形では、S
i粉末同士が接触する部分が多いに加えて、Alの融点
が低いことから、固化成形するための温度条件をAlの
融点以下で行わねばならないため、Si粉末同士の接触
部分で空洞が形成され易く、これが密度低下の原因とな
る。更にまた、粉末の分散性からくる組成および組織の
不均一性も問題で、これらはいずれも膜特性を劣化させ
る原因となるため、これらの改善も望まれていた。
【0006】本発明は、上記従来の問題点を解決すべく
なされたもので、高密度でかつ均一な組成および組織を
有してなお、酸素含有量が低く、スパッタリングによっ
て成膜される誘電体膜中の酸素量を低く抑えて、その膜
特性を向上させることのできるAl含有Si基合金ター
ゲット材およびその製造方法の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成とされている。すなわち、本
発明に係るAl含有Si基合金ターゲット材は、Al含
有量が10〜50原子%、酸素含有量が30000ppm以
下、残部がSiおよび不可避不純物からなることを特徴
とするものである。
【0008】また、本発明に係るAl含有Si基合金タ
ーゲット材の製造方法は、ガスアトマイズ法により製造
されたSi含有量が50原子%未満である高Si含有A
l合金粉末に、Si粉末を添加混合して、Al含有量が
10〜50原子%とした混合粉末を熱間加圧して固化成
形することを特徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明者等は、粉末冶金法によって高密度で均
一な組成および組織を有してなお、酸素含有量の低いA
l含有Si基合金ターゲット材を得る方法として、酸素
量の制御が容易なガスアトマイズ法により製造されたA
l含有Si基合金粉末を原料粉末として用いることを考
えた。
【0010】しかしながら、Si量の高いAl含有Si
基合金粉末をガスアトマイズ法により製造せんとした場
合、アトマイズ装置の溶湯吹き出し部に相当するノズル
の閉塞が生じ易いために、ノズル径を大きくしなければ
ならず、結果として得られる合金粉末の粒子が大きくな
って、固化成形性に極端に劣るものとなる。更にまた、
Si量が高いほど、その溶解温度を上昇させねばなら
ず、このため初晶のSiの成長が起こり易くなり、粉末
サイズによりSi粒子の分散状態が変化するため、原料
粉末として使用可能なレベルの微細な粒子で、かつ均一
な組成・組織を有するAl含有Si基合金粉末を得るこ
とが非常に困難であることが判明した。
【0011】そこで、本発明者等は発想を逆転させ、こ
れをAl合金、すなわち高Si含有Al合金としてとら
えるとき、目的達成の可能性があることに想達した。そ
して、微細でかつ均一な組成・組織の高Si含有Al合
金粉末が得られる条件を把握するため、Si量とAl量
との関係について鋭意研究および検討を重ね、その結果
から次の知見を得た。
【0012】まず、良好な固化成形性を充分に維持でき
る微細粉末(−100メッシュの細粒)を得るためのS
i量の上限はせいぜい50原子%迄(好ましくは45原
子%以下)であり、50原子%以上では〔表1〕に示す
ように、−100メッシュの粉末の収率が著しく悪化す
る。また、Si粒子の粗大化も著しくなりノズル閉塞の
確率を高めると共に、得られる合金粉末の組成を不均一
なものとする。一方、Si量が50原子%以下の条件で
は、Si粒子は粗大化することなくAlのマトリックス
に粒状でしかも微細に分散して、得られる合金粉末は組
成・組織が均一で微細な粒子のものとなる。なお、〔表
1〕に示すノズル閉塞の確率は、それぞれ3チャージの
結果をもとに求めたものである。
【0013】
【表1】
【0014】更に、Si量が50原子%以上のAl含有
Si基合金材の製造に対しては、この高Si含有Al合
金粉末に、常法によるSi粉末を加えて組成分を調整し
た上で固化成形すれば良く、この場合、Si粉末とAl
粉末の混合粉末を用いる従来法と比較して、同一固化成
形条件でも密度が高くなる。これは、Alのマトリック
スにSi粒子を微細に分散させた高Si含有Al合金粉
末の使用により、圧接もしくは焼結し易いAl同士が接
触する機会が増したことに起因するものと推測される。
そしてまた、得られるAl含有Si基合金材は、組成・
組織の均一性についても良好で、しかも酸素含有量も3
000ppm 以下と、従来法で得られるものより大幅に低
く抑えることができる。
【0015】すなわち、粉末冶金法によって、高密度で
かつ均一な組成および組織を有してなお、酸素含有量が
低いAl含有Si基合金材を得るには、ガスアトマイズ
法による合金粉末の使用を考えざるを得ないのである
が、従来法でこれが採用されていなかったのは、上述し
たようにAl含有Si基合金粉末の製造が困難であるこ
とから、安易にSi粉末とAl粉末の混合粉末を用いる
手法に依存していたものと思われる。本発明は、この点
を解決すべく新たな観点のもとでなされた上記の研究お
よび検討結果から把握した条件に基づいて完成したもの
である。
【0016】ここで、本発明のAl含有Si基合金ター
ゲット材は、従来技術によるものでは5000〜800
0ppm 程度とされていた酸素含有量が、3000ppm 以
下と格段に低い値であるので、スパッタリングによって
成膜される誘電体膜中の酸素量を低く抑えて、その膜特
性を向上させることができる。
【0017】なお、本発明において、Al含有量を10
〜50原子%とした理由は、10原子%未満のAl含有
量では、スパッタリングによって(Si,Al)3 4 膜を
成膜することができなくなるからであり、一方、Al含
有量が50原子%を超えると、窒化Alが生成されて光
の透過率や屈折率が変化し、光磁気デイスクの誘電体膜
として求められる光学的特性を失するからである。
【0018】また、本発明の製造方法では、酸素量の制
御が容易なガスアトマイズ法により製造された高Si含
有Al合金粉末に、Si粉末を添加混合して、Al含有
量が10〜50原子%とした混合粉末を熱間加圧して固
化成形するので、用いる混合粉末中の酸素量を低く抑え
て、その酸素含有量が3000ppm 以下と低く、かつA
l含有量が10〜50原子%、残部がSiおよび不可避
不純物からなるAl含有Si基合金ターゲット材を得る
ことができる。また、高Si含有Al合金粉末は、Si
含有量を50原子%未満とするので、前述したように、
ガスアトマイズ法による溶解および粉粒化に際して、S
i粒子の粗大化を防ぐ一方で、そのSi粒子をAlのマ
トリックスに粒状でしかも微細に分散させて、組成・組
織が均一で微細な粒子とすることができ、その混合粉末
を固化成形してなるAl含有Si基合金ターゲット材
を、高密度で組成・組織が均一なものとすることができ
る。
【0019】
【実施例】以下に、本発明に係るAl含有Si基合金タ
ーゲット材の製造方法の実施例を説明する。
【0020】まず、ガスアトマイズ法によって、Si含
有量を45原子%とした高Si含有Al合金粉末を製造
すると共に、−100メッシュの同Al合金粉末を収集
し、この高Si含有Al合金粉末に、常法による−10
0メッシュのSi粉末を加えて混合し、Al含有量が3
0原子%である混合粉末とした。
【0021】次いで、この混合粉末を、軟鋼製のカプセ
ルに充填して脱気処理した後、これを加圧圧力を1000kg
/cm2、加熱温度を 550℃/1Hrとする条件下でHIP(熱
間静水圧加圧)処理し、目的とする30原子%Al含有
Si基合金ターゲット材として固化成形した。
【0022】一方、従来法による比較例として、常法に
よる−100メッシュのSi粉末と、常法による−10
0メッシュのAl粉末とを混合してAl含有量が30原
子%の混合粉末とし、この混合粉末を同様に軟鋼製のカ
プセルに充填して脱気処理した後、これを上記と同条件
でHIP処理し、同種の30原子%Al含有Si基合金
ターゲット材として固化成形した。
【0023】そして、得られた加圧成形体から採取した
試料の組成および密度を、比較例のものとの対比して調
査した。なお、試料は、加圧成形体の上部および下部か
ら脱カプセルを兼ねて円盤状のサンプル材をスライスし
て切り出すと共に、これら TopおよびBottomサンプル材
それぞれの外周部2箇所(No.1およびNo.2試料)と中央
部1箇所(No.3試料)の各3箇所、計6箇所から採取し
た。なお、酸素含有量については、各サンプル材の中央
部から採取した試料(No.3試料)のみについて分析し
た。その調査結果を〔表2〕に示す。
【0024】
【表2】
【0025】〔表2〕に示すように、各試料の採取位置
の差による組成のバラツキは、比較例のものではおよそ
1重量%の範囲にあったのに対し、本実施のものではお
よそ0.3重量%の範囲にあり、比較例の約1/3と非常
に小さくなっており、また、酸素含有量も3000ppm
以下の低い値で、比較例より格段に低下している。さら
にまた、密度も本実施のものの方が優れ、理論密度に近
い値の示しており、これにより、本発明方法の優れた効
果を確認することができた。
【0026】翻って、ガスアトマイズ法によって製造し
た上記の45原子%Si含有Al合金粉末の粉末粒度の
固化成形後の密度に及ぼす影響を、上記実施例に先立っ
て調査した。この調査では、粉末粒度が−100メッシ
ュの同Al合金粉末と、粉末粒度が−60+200メッ
シュの同Al合金粉末を、それぞれ単独で上記実施例と
同条件で固化成形してその密度を調べた。その結果、−
100メッシュのAl合金粉末を固化成形したものは、
その密度が 2.405(g/cm2) であったのに対して、−60
+200メッシュのAl合金粉末を固化成形したもの
は、その密度が 2.289(g/cm2) と遙かに低い密度値を示
し、固化成形性の点からも細かい粉末を使用する方が良
いことが確認され、この事実より上記実施例では、−1
00メッシュの粉末を用いたのである。
【0027】なお、本実施例においては、高Si含有A
l合金粉末とSi粉末との混合粉末を、HIP処理によ
って固化成形したが、これは一例であって、その過程に
おける酸素量の増加を防いで熱間加圧できるものであれ
ば、例えば、ホットプレスによって固化成形されても良
い。
【0028】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係るAl
含有Si基合金ターゲット材によれば、その酸素含有率
が低いので、スパッタリングによって成膜される誘電体
膜中の酸素量を低く抑えて、その膜特性を向上させるこ
とができる。また、本発明に係るAl含有Si基合金タ
ーゲット材の製造方法によれば、密度が高くて組成・組
織が均一で、しかも酸素含有量が従来法によるものより
格段に低いAl含有Si基合金ターゲット材を得ること
ができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Al含有量が10〜50原子%、酸素含
    有量が3000ppm以下、残部がSiおよび不可避不純
    物からなることを特徴とするAl含有Si基合金ターゲ
    ット材。
  2. 【請求項2】 ガスアトマイズ法により製造されたSi
    含有量が50原子%未満である高Si含有Al合金粉末
    に、Si粉末を添加混合して、Al含有量が10〜50
    原子%とした混合粉末を熱間加圧して固化成形すること
    を特徴とするAl含有Si基合金ターゲット材の製造方
    法。
JP13889792A 1992-05-29 1992-05-29 Al含有Si基合金ターゲット材およびその製造方法 Pending JPH05331635A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000038862A1 (en) * 1998-12-28 2000-07-06 Ultraclad Corporation Method of producing a silicom/aluminum sputtering target
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Effective date: 19991102