JPS61264533A - 光磁気記録用スパツタリングタ−ゲツトおよびその製造方法 - Google Patents

光磁気記録用スパツタリングタ−ゲツトおよびその製造方法

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JPS61264533A
JPS61264533A JP10380885A JP10380885A JPS61264533A JP S61264533 A JPS61264533 A JP S61264533A JP 10380885 A JP10380885 A JP 10380885A JP 10380885 A JP10380885 A JP 10380885A JP S61264533 A JPS61264533 A JP S61264533A
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JP
Japan
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target
rare earth
alloy
transition metal
magneto
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JP10380885A
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English (en)
Inventor
Akira Honda
昭 本田
Yasushi Tsubakihara
椿原 康史
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Tosoh Corp
Original Assignee
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野J 本発明は、光磁気記録用スパッタリングターゲットに関
するもので、特にアモルファス膜形成に有用な遷移金属
と希土類金属を含み、実質的に均一組成で、ほぼ理論密
度に等しい合金からなる光磁気記録用スパッタリングタ
ーゲットおよびその製造方法に関するものである。
[従来の技術] 光磁気記録は光の熱効果を用いて磁性材料に記録し、磁
気光学効果を用いてこの情報を読み出す方式である。
電子計算機などの記録装置は半導体集積回路に代表され
る内部記憶装置と外部(補助)記録装置に大別され後者
は不揮発・高密度および大容量が求められ、磁気テープ
、磁気ドラム、フロッピーディスクさらには最近の磁気
ディスクなどがこれにあたる。
光磁気記録は前述の種々の外部記録方式に対してさらに
高密度で非接触の読みとり、書き込み機能を持つ保存性
に優れた記録システムである。
光磁気記録材料としてはMn3 iに始まる多結晶材料
やガドリニウム−鉄−ガーネット(Gd3Fe5012
)のようなガーネット材料についての研究開発が進めら
れたが、いくつかの問題点が明らかになり最近では遷移
金属(Fe、Co、Ni)と希土類金属(Gd。
Tb、 Dy、 Ho、 Erなど)とのアモルファス
磁性薄膜合金が補償温度記録に加えキューリ一温度記録
にも適していることが解り 光磁気記録の本命となって
いる。これはアモルファスであるがため膜の組成をある
範囲で変えることができ飽和磁化KV。
キューリ一点Tc、補償温度などをかなり制御でき、さ
らに結晶粒界がなく媒体雑音をほとんどゼロにできるか
らで、一方ではこの特徴を引き出せる成膜方法および材
料の開発が求められている。
このアモルファスの成膜方法としては真空蒸着法および
スパッタリング法があるが前者は二種以上の元素の場合
おたがいの蒸気圧がそれぞれ異なるため、目標とする合
金膜組成を安定して得ることが困難なことと、蒸発体の
持つ電子エネルギーが約0.1e■と低いため、大部分
はスパッタリング法が採用されている。
スパッタリング法の蒸発源としてはターゲットと呼ばれ
る材料を陰極とし これまでの研究開発では複合(モザ
イク様)ターゲットあるいは単一金属で構成されたター
ゲットを複数個用いた多元スパッタリング法が用いられ
てきた。これは膜組成の検討や単一金属の方が従来の合
金ターゲットに比らべ高純度の物が得られるためである
が、一方では装置構成の複雑さのため連続化が難かしく
生産性が低いという欠点があった。
[発明が解決しようとしている問題点]本発明は上述の
ような従来の技術では難かしかった連続法によるスパッ
タリングを可能とする均一組成で大型で高生産性が図れ
る合金ターゲットおよびその製造法を提供することにあ
る。
[問題点を解決するための手段] 本発明は少なくとも一種の遷移金属とTb、Gd、Dy
、ELJ、HO,Er、Tm、Ybおよび1−uからな
る群より選ばれた希土類金属の少なくとも一種を含み実
質的に均一組成で、ほぼ理論密度に等しい合金からなる
光磁気記録用スパッタリングターゲットを提供するもの
であり、またその製造法として少なくとも一種の遷移金
属とTb。
Gd、Dy、Eu、Ho、Er、Tm、YbをよびLu
からなる群より選ばれた希土類金属の少なくとも一種と
を混合して得た混合物を真空下またはアルゴン、窒素、
ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下で加熱溶解、鋳造し
これを急冷し、有機溶媒中で微粉砕し得られた粉末を冷
間静水圧プレス(CIP)で圧粉体とし、さらにこの圧
粉体を熱間静水圧プレス(HIP)し、実質的に均一組
成でほぼ理論密度に等しい合金成形体とすることを特徴
とする光磁気記録用スパッタリングターゲットの製造方
法を提供するものである。
本発明において合金ターゲットを構成する遷移金属とし
ては鉄!コバルト、ニッケルなどがあり。
これらの金属は同時に二種以上含まれていてもよい。
またこれらの遷移金属と合金を構成する希土類金属とし
ては Tb、Gd、Dy、Eu、Ho。
Er、Tm、Yb、Luなどが挙げられ、これらは単独
で用いてもよく、また二種以上混合して用いてもよい。
遷移金属と希土類金属との混合割合は得られたターゲッ
トの用途により適宜決定することができるが、一般には
前者に対して後者が85〜60at%−15〜40at
%が採用される。
更に前二者の合金構成要素に加えアルカロイド類の一種
以上を添加し、得られたターゲットより成膜した光磁気
ディスクの磁気光学特性を向上させることができる。こ
のアルカロイド類としてはシリコン、ゲルマニウム、カ
ドリニウムなどが挙げられ、その使用mは1〜10at
%が好ましい。
次に本発明のターゲットの製造法について説明する。
まず、所定量の遷移金属および希土類金属、更に、必要
に応じてアルカロイド類を溶解するために真空下または
アルゴン、窒素、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下で
高周波誘導加熱炉、EB炉、アーク炉またはプラズマ溶
解炉などに装入し合金溶湯を得て、これをアルゴン、窒
素、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下でガスアトマイ
ズ法、急速で回転する水冷銅ロール上に注湯する方法ま
たは高速で回転するディスク上に注湯するアトマイズ法
によりマイクロインゴット、リボン状鋳塊を得る。 次
にこれらマイクロインゴット、リボン状鋳塊をより均一
かつ微粉化を行なうため真空下またはアルゴン、窒素、
ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下ヘキサンなどの有機
溶媒中にてボールミルまたは縦型ホールミルにて微粉化
を行う。
次にこの微粉末をラバーなどの可どう性の容器に入れ冷
間静水圧プレス(CIP)にて3〜5t/cd  、3
〜10分間加圧し圧粉体を得る。次にこの圧粉体を金属
容器に入れ真空封止し熱間静水圧プレス(HIP)にて
800〜1500℃。
1〜3t/csf  で30分〜120分間加熱加圧し
成形体を得る。
この成形体をワイヤー放電加工機、パントン−などの切
断加工機にて切断、仕上加工を行い所定の形状の光磁気
記録用スパッタリングターゲットとする。
[発明の効果] このようにして得られたターゲットは実質的に均一組成
であり、ほぼ理論密度に等しいものであり、またほとん
ど酸素汚染が認められない。
本発明により得られた光磁気記録用ターゲットはスパッ
タリングにより成膜され光磁気ディスクとされる。この
場合、従来の複合ターゲット(モザイク様)、単一金属
に希土類金属のチップを乗せただけのターゲットより成
膜して得た光磁気ディスクに比らべ次のような利点があ
る。
(1)ターゲットと同一組成の膜が得られスパッタリン
グ条件が簡便になる。
(2)ターゲットは酸素汚染が少ないためブリスパッタ
リング時間が短かくてよい。
(3)スパッタリング条件において残留ガス圧を4.0
x10−6Torrとした場合は膜組成が均一でキュー
リ一点が適当で保磁力が高い。
(4)低電圧でスパッタリングを行なうことができるた
め基板の温度上昇が少さく基板としてガラス以外の素材
たとえばPMMA、PCなども用いることができる。
[実施例] 以下本発明を実施例により説明する。本発明をこれらの
実施例により何ら限定されるものでない。
実施例1 高周波誘導溶解炉にて 約50KGの鋳塊を得るためF
e75at%、Tb25at%(7)割合テアルゴンガ
ス500層HQ、1350〜1450℃で溶解し、溶湯
を銅製鋳型にて鋳造した。次いで得られた鋳塊をアルゴ
ンガス雰囲気下、シクロヘキサン中で高速ボールミルで
約10分間粉化し、シクロヘキサンを分離乾燥後 粉体
特性を測定した。
この結果。
組成   Fe74.sat% Tb25.1at% 粒径   平均粒径 10.9μm 酸素含量 0.15wt%  であった。
次にこの微粉末にFeの微粉末(平均粒径10゜9μm
)を添加(アルゴン雰囲気下)混合しゴム型に充填し、
5t/d、3全間冷間静水圧プレス(CIP)にて加圧
し圧粉体を得た。この圧粉体をステンレス容器に入れ真
空封止し、これを熱間静水圧プレス(HIP)にて10
00℃、1t/dで60分間加熱加圧処理し成形体を得
た。
この成形体をワイヤー放電加工機にて切断加工し 10
0履φX6awtのターゲットを製造した。
各工程における酸素汚染状態は表1に示めすとおり本発
明の一つの特徴である酸素汚染の少ないものであった。
また熱間静水圧プレス(HIP>後、Ilられた成形体
のインゴットは表−2に示めすとおりほとんど理論密度
に近いものであった。
これにより得られたターゲットを以下の条件でスパッタ
し得られた膜の特性を評価したところ表−3に示したよ
う従来の方法で用いられていてた複合ターゲット(モザ
イク様)をスパッタし得られた膜と同等もしくは同等以
上の結果が得られた。
スパッタ方式 DCマグネトロンSP スパッタ電圧 260v ガス雰囲気  5 、3 x 10−3TorrA r
プリスパッタ時間 60分 スパッタレート  200A/分 膜厚  200OA 基板  ガラス 実施例2 高周波誘導溶解炉にて50KQの鋳塊を得るためC07
7at%、Gd23at%の割合テアルゴンガス500
mmHa、1400〜1500℃で溶解し、この溶湯を
アルゴンガス雰囲気下1円錐ジェットタイプのノズルを
用い人、ガス圧力8Kg/cm 2 、ガス量1.2N
m 3/Kg溶瀉の条件でガスアトマイズを行なった。
得られた粉体は平均粒径約100μmの球形で1次にこ
れを゛高速縦型ボールミルで約10分間粉砕した。その
粉体特性を測定した。
この結果 組成   C077at% Gd23at% 粒径   平均粒径 7.4μm 酸素含10.18wt% であった。
次にこれをゴム型に充填し、4t/ei、3分間冷間静
水圧プレス(CIP)にて加圧し圧粉体を得た。この圧
粉体をステンレス容器に入れ真空封止し これを熱間静
水圧プレス(HI P’)にて1000℃、1t/cd
で80分間加熱加圧処理し成型体を得た。
この成形体をワイヤー放電加工機にて切断加工し150
JIIφX6Mtのターゲットを製造した。
各工程における酸素汚染状態は表−1に示すとおり実施
例1と同様本発明の一つの特徴である酸素汚染の少ない
ものであった。熱間静水圧プレス(HIP>後、I!ら
れた成形体のインゴットは実施例1と同様表−2に示す
とおりほとんど理論密度に等しいものであった。
これにより得られたターゲットを以下の条件でスパッタ
し 得られた膜の特性を評価したところ表−3に示した
よう従来の方法で用いられていた複合ターゲット(モザ
イク様)をスパッタし得られた膜と同等もしくは同等以
上の結果が得られた。
スパッタ方式 DCマグネトロンSP スパッタ電圧 135■ ガス雰囲気  5 x 10−3TORRA rブリス
パッタ時間 30分 スパッタレート  185A/分 膜厚   1850人 基板   ガラス 以上の実施例で示したとおり本発明で得られたターゲッ
トは従来一部研究用として用いられていた複合ターゲッ
トや金属プレート上にチップを乗せただけのターゲット
に対して膜特性は同等もしくは同等以上の結果が得られ
た。
本発明によるターゲットを用いることにより次期記録メ
ディアの本命といわれる光磁気記録用の成膜がスパッタ
リングにより容易に行なえ、更にスパッタ装置の構造を
単純化出来、かつ連続化で両面スパッタも可能な高生産
性および低コスト化が図れるものである。
表−1各工程における酸素濃度 [単位:wt%J 表−21−IIP成形体の密度 [単位:g/aI] 表−3光磁気特性の比較

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも一種の遷移金属とTb、Gd、Dy、
    Eu、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群よ
    り選ばれた希土類金属の少なくとも一種を含み、実質的
    に均一組成でほぼ理論密度に等しい合金からなる光磁気
    記録用スパッタリングターゲット。
  2. (2)少なくとも一種の遷移金属とTb、Gd、Dy、
    Eu、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群か
    ら選ばれた希土類金属の少なくとも一種とを混合して得
    た混合物を真空下又はアルゴン、窒素、ヘリウムどの不
    活性ガス雰囲気下で加熱溶解、鋳造し、これを急冷し、
    有機溶媒中で微粉化し、得られた粉末を冷間静水圧プレ
    ス(CIP)で圧粉体とし、更にこの圧粉体を熱間静水
    圧プレス(HIP)し、実質的に均一組成で、ほぼ理論
    密度に等しい合金成形体とすることを特徴とする光磁気
    記録用スパッタリングターゲットの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243268A (ja) * 1987-03-30 1988-10-11 Seiko Epson Corp スパツタリング・タ−ゲツト
JP2020502368A (ja) * 2016-12-22 2020-01-23 ポスコPosco 多層構造のめっき鋼板及びその製造方法

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JPS59208815A (ja) * 1983-05-13 1984-11-27 Kyocera Corp マグネトロンスパツタリング装置における埋め込み式複合タ−ゲツト
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