JPS61231168A - Target for sputtering - Google Patents

Target for sputtering

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Publication number
JPS61231168A
JPS61231168A JP7041285A JP7041285A JPS61231168A JP S61231168 A JPS61231168 A JP S61231168A JP 7041285 A JP7041285 A JP 7041285A JP 7041285 A JP7041285 A JP 7041285A JP S61231168 A JPS61231168 A JP S61231168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
sputtering
rare earth
ferromagnetic
magnetron sputtering
Prior art date
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Pending
Application number
JP7041285A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michinobu Saegusa
理伸 三枝
Yoshiteru Murakami
善照 村上
Akira Takahashi
明 高橋
Kenji Oota
賢司 太田
Shoshichi Kato
加藤 昭七
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP7041285A priority Critical patent/JPS61231168A/en
Publication of JPS61231168A publication Critical patent/JPS61231168A/en
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Abstract

PURPOSE:To produce recording media for magneto-optical storage elements in large quantities at high speed with high reproducibility when the recording media are produced by magnetron sputtering using a ferromagnetic plate target, by embedding a beltlike body of a desired material in the target at a prescribed position. CONSTITUTION:When a plate 5 of a ferromagnetic material such as Fe, Ni or Co is used as a target for sputtering in the production of photomagnetic recording media by magnetron sputtering, chips 6 or a beltlike body 8 of a rare earth element-transition metal alloy contg. at least one among Gd, Td, By and Cr is embedded in the target at a position where the target is acceleratedly consumed. The target is efficiently used without waste nd the sputtering efficiency is enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、光磁気記録媒体をスパッタリングを用いて製
造するに好適なスパッタリング用のターゲットに関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a sputtering target suitable for manufacturing a magneto-optical recording medium using sputtering.

〈従来技術〉 近年、高密度・大容量・高速アクセスを狙いとした光メ
モリ装置の研究開発が精力的に行なわれている。中でも
情報の消去、再記録が可能な光磁気メモリはドキュメン
トファイル等への応用が考えられ、将来有望なメモリと
言われている。
<Prior Art> In recent years, research and development of optical memory devices aiming at high density, large capacity, and high speed access has been actively conducted. Among these, magneto-optical memory, which allows information to be erased and re-recorded, is said to be a promising memory for the future, as it can be applied to document files and the like.

上記光磁気メモリのメモリ用材料としては、M n B
 i等の結晶性材料と希土類と遷移金属との合金等(G
dTbFe等)の非晶質材料がよく知られているが、記
録エネルギーが少なくてすむこと、及び粒界ノイズが現
れないこと等の理由で現在は後者の希土類と遷移金属と
の合金非晶質薄膜が開発の中心となっている。又、上記
メモリ用材料から非晶質薄膜を製造する製造方法として
は真空蒸着とスパッタリングのいずれかが用いられるが
、大面積に一様な膜を作るのが容易なこと、再現性が良
いこと等のため、スパッタリング法が適当であることが
判明している。
As the memory material for the above-mentioned magneto-optical memory, M n B
Alloys of crystalline materials such as i, rare earths, and transition metals (G
Amorphous materials such as dTbFe, etc.) are well known, but the latter alloy amorphous materials of rare earths and transition metals are currently being used because they require less recording energy and do not produce grain boundary noise. Thin films are the focus of development. In addition, as a manufacturing method for manufacturing an amorphous thin film from the above-mentioned memory material, either vacuum evaporation or sputtering is used, but it is easy to create a uniform film over a large area, and the reproducibility is good. It has been found that the sputtering method is suitable for these reasons.

しかし、従来の通常用いられるスパッタリング法では蒸
着法に比べて膜の堆積速度が遅いため、スパッタリング
法の中でも特殊なマグネトロンスパッタリングを使うこ
とが有利であることが判明している。
However, it has been found that it is advantageous to use a special type of sputtering method, magnetron sputtering, because the conventional sputtering method that is commonly used has a slower film deposition rate than the vapor deposition method.

このマグネトロンスパッタリングでは、ターゲット表面
で電界と垂直方向に磁界を作り、電子をターゲット付近
に閉じ込めることによって、効率よく放電を行うもので
あるが、上記磁界印加個所において集中してスパッタリ
ングがなされる為、ターゲットの片減りが生じる。
In this magnetron sputtering, a magnetic field is created on the target surface in a direction perpendicular to the electric field, and electrons are confined near the target to efficiently discharge. However, since sputtering is concentrated at the location where the magnetic field is applied, There will be a loss of targets.

第3図に通常の平板マグネトロンスパッタリングの電極
構成の構成説明図を示す。1はターゲット、2ば磁石、
3はヨーク、4は磁束を示している。第3図の様な電極
構成でマグネトロンスパッタリングを行なうと、第4図
に示すごとくターゲットの一部が磁界の影響によって集
中スパッタリングされ、その結果片減りaが生じる。特
に、FeCo、Ni等の強磁性体をマグネトロンスパッ
タリングする場合は、以下に説明するように片減り現象
が強くなる。
FIG. 3 shows an explanatory diagram of the electrode structure for ordinary flat plate magnetron sputtering. 1 is the target, 2 is the magnet,
3 indicates a yoke, and 4 indicates a magnetic flux. When magnetron sputtering is performed with the electrode configuration as shown in FIG. 3, a part of the target is subjected to concentrated sputtering due to the influence of the magnetic field, as shown in FIG. 4, resulting in uneven reduction a. In particular, when ferromagnetic materials such as FeCo and Ni are subjected to magnetron sputtering, the phenomenon of uneven wear becomes strong as described below.

即ち、ターゲット表面に磁界を作るためには第3図のよ
うに電極内に磁石2を配置するが、ターゲットが強磁性
体の場合には第5図に示すごとく磁束4の大部分がター
ゲット5内を通過し、ターゲット5表面に出にく(なる
。この事から電極内に配置する磁石2としては、希土類
コバルト系の強力な磁束を発生するものにする必要があ
る。しかし、マグネトロンスパッタリングによりターゲ
ット5の一部が片減りした場合、第6図に示す様にその
部分が部分的に薄くなり、それまでターゲツト5内部を
通っていた磁束4aがターゲット5外に出て、その結果
片減りした部分aにおける磁界が強くなり、上述した如
く強い磁石を用いたことと相俟って、更に片減りが進む
ことになる。一方、強磁性体ターゲット5の外へ磁束を
出す方法として、上述した如く磁石を強力なものに変え
るのではなく、ターゲットを薄くすることも考えられる
が、ターゲット外部に出る磁束はターゲット内部が飽和
磁束になった結果の漏洩部分であるため、上述した厚い
ターゲットと強力な磁石を用いた場合とまったく同様な
議論がで、き、よって片減りが激しい点は同じである。
That is, in order to create a magnetic field on the target surface, a magnet 2 is placed inside the electrode as shown in Figure 3, but if the target is a ferromagnetic material, most of the magnetic flux 4 is directed to the target 5 as shown in Figure 5. For this reason, the magnet 2 placed inside the electrode must be made of rare earth cobalt and generate a strong magnetic flux. However, magnetron sputtering When a part of the target 5 becomes unevenly thinned, that part becomes partially thin as shown in FIG. The magnetic field at the part a becomes stronger, and together with the use of a strong magnet as described above, the uneven wear progresses further.On the other hand, as a method of sending magnetic flux out of the ferromagnetic target 5, the above-mentioned method is used. Instead of changing the magnet to a stronger one, it is possible to make the target thinner, but since the magnetic flux exiting to the outside of the target is the leakage part as a result of saturation magnetic flux inside the target, it is not possible to make the target thicker as described above. The argument is exactly the same as in the case of using a strong magnet, and therefore the one-sided loss is also severe.

従って後者の場合は、ターゲットの寿命が短いだけ、前
者に比べ好ましくないと言える。
Therefore, it can be said that the latter case is less preferable than the former because the life of the target is shorter.

以上説明したように強磁性体をターゲットとしたマグネ
トロンスパッタリングは、ターゲットの片減りが激しく
、ターゲット寿命が短いこと、ターゲットの一部しかス
パッタリングされないため大部分のターゲットが無駄に
なることが大きな欠点である。次に、このような欠点を
ふまえて上記マグネトロンスパッタリングをGdTbF
e等の希土類・遷移金属合金膜から成る光磁気メモリ薄
膜の作成に適用した場合の問題点について詳説する。
As explained above, magnetron sputtering using ferromagnetic materials as a target has the major drawbacks that the target wears down rapidly, has a short target life, and because only a portion of the target is sputtered, most of the target is wasted. be. Next, considering these drawbacks, we replaced the above magnetron sputtering with GdTbF.
Problems when applied to the production of a magneto-optical memory thin film made of a rare earth/transition metal alloy film such as e.g. are explained in detail.

希土類・遷移金属合金薄膜作成用ターゲットの使い方と
しては、アークメルト法等であらかじめ合金ターゲット
を作る場合と、遷移金属ターゲット上に希土類の薄片を
並べ同時スパッタリングする場合とがあるが、前者は合
金の組成の制御が困難なため、通常後者が用いられる。
There are two ways to use targets for creating thin films of rare earth/transition metal alloys: one is to prepare the alloy target in advance using an arc melting method, and the other is to arrange rare earth flakes on the transition metal target and perform simultaneous sputtering. The latter is usually used because it is difficult to control the composition.

後者の方式を採用した場合、希土類の厚さは電極間距離
に比して充分に薄くしないといけないため、通常電極間
距離3〜6ceaに対し、0 ・1〜2fi程度の厚み
の板を用いなければならない。ところが、前述した如く
片減りの現象発生とスパッタリングレイトが速いこと等
のため、合金膜作成時において上記希土類薄片の取り変
え(あるいは補充)を頻繁にしなければならず、その為
後者の方式では再現性ある膜を多量に作成することが困
難であった。
When the latter method is adopted, the thickness of the rare earth must be sufficiently thin compared to the distance between the electrodes, so a plate with a thickness of about 0.1 to 2 fi is used for a distance of 3 to 6 cea between the electrodes. There must be. However, as mentioned above, due to the phenomenon of uneven wear and the fast sputtering rate, it is necessary to frequently replace (or replenish) the rare earth thin flakes when creating the alloy film, and therefore the latter method is difficult to reproduce. It has been difficult to produce a large quantity of a film with high properties.

〈発明の目的〉 本発明は上記問題点に鑑でなされたものであって光磁気
用記録媒体を効率良くスパッタリングにより製造する方
法を提供することを目的とするものである。
<Object of the Invention> The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for efficiently manufacturing a magneto-optical recording medium by sputtering.

〈発明の構成〉 本発明に係るスパッタリング用ターゲットは、スパッタ
リング状態時に強磁性を有する基板の所定位置に作製目
的の合金からなる片状体あるいは帯状体を埋設してなる
ことを特徴とする特〈実施例〉 以下本発明に係るスパッタリング用ターゲットの実施例
について図面を用いて詳細に説明する。
<Structure of the Invention> The sputtering target according to the present invention is characterized in that a flake or band-like body made of an alloy to be produced is embedded in a predetermined position of a substrate that has ferromagnetic properties during sputtering. Examples> Examples of the sputtering target according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明に係るスパッタリング用ターゲットを用
いた光磁気メモリ媒体用の電極の構造を示す構成説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the structure of an electrode for a magneto-optical memory medium using a sputtering target according to the present invention.

5はFe、Co、Ni等の強磁性体からなる板状体であ
り、6はG d T b F e等の希土類遷移金属合
金である。これら合金の構成元素はいずれも強磁性体で
あるが、希土類遷移金属合金はフェリ磁性体となる。
5 is a plate-shaped body made of a ferromagnetic material such as Fe, Co, or Ni, and 6 is a rare earth transition metal alloy such as G d T b Fe. The constituent elements of these alloys are all ferromagnetic, but rare earth transition metal alloys are ferrimagnetic.

即ち、希土類金属元素の磁気モーメントと遷移金属の磁
気モーメントは、合金中で反平行に結合する。そのため
、合金全体の磁気モーメントは、単体の場合に比べて小
さくなる。そうすると、第1図の如く、合金6部分での
磁束はターゲット5外へ飛び出すので、上記合金6部分
においてはマグネトロンスパッタリングの効果が大きく
なる。
That is, the magnetic moment of the rare earth metal element and the magnetic moment of the transition metal are coupled in an antiparallel manner in the alloy. Therefore, the magnetic moment of the entire alloy is smaller than that of a single alloy. Then, as shown in FIG. 1, the magnetic flux in the alloy 6 portion jumps out of the target 5, so that the magnetron sputtering effect becomes greater in the alloy 6 portion.

つまり、希土類遷移金属合金の片状体6をFe。That is, the rare earth transition metal alloy flakes 6 are made of Fe.

Co、Ni等の強磁性体ターゲット5中の適切な位置(
希土類遷移金属合金の片状体6が最も効率的にスパッタ
リングされる位置)に埋設することにより、ターゲット
の無駄を無くし、スパッタリングの効率をあげることが
できる。ここで、強磁性体からなる板状体5中への希土
類遷移金属合金からなる片状体6の埋設は、予め板状体
5に所定の孔(貫通孔若しくは溝孔)を形成しておき、
この孔に片状体6をはめ込めばよい。
An appropriate position in the ferromagnetic target 5 such as Co, Ni, etc.
By embedding the flakes 6 of the rare earth transition metal alloy in the position where sputtering is most efficient, it is possible to eliminate target waste and increase sputtering efficiency. Here, in order to embed the piece 6 made of a rare earth transition metal alloy in the plate 5 made of a ferromagnetic material, predetermined holes (through holes or slots) are formed in the plate 5 in advance. ,
The piece 6 may be fitted into this hole.

第2図は本発明に係るスパッタリング用ターゲットの他
の実施例の平面構成を示す。同図に示される如く、Fe
、Co、Nt等の強磁性体からなる板状体7の所定位置
(最も効率的にスパッタリングされる位置)内部に、G
 d T b F e等の希土類遷移金属合金からなる
帯状体8を埋没させて、ターゲットが構成される。この
構造によれば、希土類遷移金属合金の埋設個所が板状体
7内の広範囲に拡げることができるので、より効率的に
ターゲットを利用できる。
FIG. 2 shows a planar configuration of another embodiment of the sputtering target according to the present invention. As shown in the figure, Fe
, Co, Nt, etc., in a predetermined position (position where sputtering is most efficiently performed)
A target is constructed by burying a strip 8 made of a rare earth transition metal alloy such as dTbFe. According to this structure, the places where the rare earth transition metal alloy is buried can be spread over a wide range within the plate-like body 7, so that the target can be used more efficiently.

上述の第1図と第2図に示した構成のターゲットを用い
れば、漏れ磁束を多く確保できるので、ターゲット自身
の厚みを厚(でき、且つ、それ程強力な磁石を使う必要
がない。そして、上述の如く、ターゲット自身の厚みを
厚くできるので、長時間効率よくスパッタリングを行な
うことができ、その分だけ再現性のある光磁気メモリ媒
体膜を多量に製作することが可能になる。この光磁気メ
モリ媒体膜の材質としては、GdTbFe、TbFe。
By using the target configured as shown in FIGS. 1 and 2 above, a large amount of leakage magnetic flux can be secured, the thickness of the target itself can be increased, and there is no need to use a very strong magnet. As mentioned above, since the thickness of the target itself can be increased, sputtering can be carried out efficiently for a long time, and it becomes possible to produce a large quantity of magneto-optical memory media films with high reproducibility. The material of the memory medium film is GdTbFe or TbFe.

T b D )F F e 、 G d T b D 
y F e等の合金からなる。
T b D ) F Fe , G d T b D
It consists of an alloy such as y Fe.

以上の実施例では光メモリ用の希土類遷移金属膜を作成
するためのスパッタリング用ターゲットについて説明し
たが、本発明はその範囲に限定されず種々の応用が可能
である。たとえば、CoCr垂直磁化膜も強磁性を有す
るCoと常磁性を有するCrとの同時スパッタリングに
より作成されるものであるが、本発明の主旨に沿って、
CoターゲットにCoCr合金を埋め込むことで、効率
の良いマグネトロンスパッタリングが可能となる。
In the above embodiments, a sputtering target for producing a rare earth transition metal film for optical memory has been described, but the present invention is not limited to this scope and can be applied in various ways. For example, a CoCr perpendicularly magnetized film is also created by simultaneous sputtering of ferromagnetic Co and paramagnetic Cr, but in accordance with the spirit of the present invention,
By embedding a CoCr alloy in a Co target, efficient magnetron sputtering becomes possible.

要するに、マグネトロンスパッタリングを行なう場合に
、強磁性体内で最もスパッタリングされやすい部分に作
製目的の合金を埋め込んでターゲットとすることが本発
明の主旨である。なお、強磁性体に埋め込む合金の透磁
率が低いことが望ましい。
In short, when performing magnetron sputtering, the gist of the present invention is to embed the alloy to be produced in the part of the ferromagnetic body that is most likely to be sputtered and use it as a target. Note that it is desirable that the magnetic permeability of the alloy embedded in the ferromagnetic material be low.

〈発明の効果〉 本発明によれば、特に希土類と遷移金属合金による磁気
光学記憶素子の記録媒体を高速かつ再現性良く量産する
ことが可能になる。
<Effects of the Invention> According to the present invention, it becomes possible to mass-produce recording media for magneto-optical storage elements, particularly those made of rare earth and transition metal alloys, at high speed and with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るスパッタリング用ターゲットの一
実施例を備えたマグネトロンスパッタリング用電極の構
成を示す構成説明図、第2図は本発明に係るスパッタリ
ング用ターゲットの他の実施例の構成説明図、第3図は
従来のマグネトロンスパッタリング用電極の構成を示す
構成説明図、第4図は片減りしたターゲットを備えた従
来のマグネトロンスパッタリング用電極の構成を示す構
成説明図、第5図は強磁性体からなるターゲットを備え
た従来のマグネトロンスパッタリング用電極の構成を示
す構成説明図、第6図は片減りしたターゲットの一部構
成説明図である。 1−ターゲット   2−磁石 4−・磁束
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a magnetron sputtering electrode equipped with an embodiment of the sputtering target according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of another embodiment of the sputtering target according to the present invention. , Fig. 3 is a configuration explanatory diagram showing the configuration of a conventional magnetron sputtering electrode, Fig. 4 is a configuration explanatory diagram showing the configuration of a conventional magnetron sputtering electrode with a one-sided target, and Fig. 5 is a ferromagnetic FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of a conventional magnetron sputtering electrode including a target made of a solid body. FIG. 1-Target 2-Magnet 4-・Magnetic flux

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)スパッタリング状態時に強磁性を有する基板の所
定位置に作製目的の合金からなる片状体あるいは帯状体
を埋設してなるスパッタリング用ターゲット。
(1) A sputtering target in which a flake or strip of an alloy to be produced is embedded in a predetermined position of a substrate that exhibits ferromagnetic properties during sputtering.
(2)前記スパッタリングがマグネトロンスパッタリン
グであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
スパッタリング用ターゲット。
(2) The sputtering target according to claim 1, wherein the sputtering is magnetron sputtering.
(3)前記強磁性を有する基板の材質が、Fe、Ni、
Coの少なくとも1つを含み、前記合金からなる片状体
あるいは帯状体の材質がFe、Ni、Co及びGd、T
b、Dy、Crの少なくとも1つを含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項乃至第2項記載のスパッタリン
グ用ターゲット。
(3) The material of the ferromagnetic substrate is Fe, Ni,
Fe, Ni, Co, Gd, T
3. The sputtering target according to claim 1, wherein the sputtering target contains at least one of B, Dy, and Cr.
JP7041285A 1985-04-03 1985-04-03 Target for sputtering Pending JPS61231168A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5066381A (en) * 1988-04-15 1991-11-19 Sharp Kabushiki Kaisha Target unit
US6338781B1 (en) * 1996-12-21 2002-01-15 Singulus Technologies Ag Magnetron sputtering cathode with magnet disposed between two yoke plates

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