JPS62256962A - Sputtering target material for forming magneto-optical recording media - Google Patents

Sputtering target material for forming magneto-optical recording media

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JPS62256962A
JPS62256962A JP9980986A JP9980986A JPS62256962A JP S62256962 A JPS62256962 A JP S62256962A JP 9980986 A JP9980986 A JP 9980986A JP 9980986 A JP9980986 A JP 9980986A JP S62256962 A JPS62256962 A JP S62256962A
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JP
Japan
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target material
target
particles
reaction
rare earth
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Pending
Application number
JP9980986A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Hijikata
土方 研一
Kazuyuki Sato
一幸 佐藤
Katsuo Arai
荒井 克夫
Tomonari Masagaki
正垣 友成
Tatsuyoshi Watanabe
渡辺 竜良
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Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Thin Magnetic Films (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光磁気記録材料として最近注目されている
希土類元素と鉄族元素とを主成分とする薄膜をス・ぐツ
タリングによシ製造する際に用いられるターゲツト材に
関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention is directed to the production of thin films mainly composed of rare earth elements and iron group elements, which have recently been attracting attention as magneto-optical recording materials, by slicing. This relates to the target material used in this process.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

希土類元素と鉄族元素とを主成分とし、これにTiのよ
うな耐食性を向上させるだめの元素が添加された光磁気
記録媒体は、書き換え可能な高濃度2碌媒体として現在
注目を集めており、このような記録媒体をス・ぐツタリ
ングによって製造する際に用いられるターゲツト材また
はターゲットとして、既に (1)所定割合の希土類金属、鉄族金属お↓び添加元素
を真空中または不活性ガス雰囲気中で完全にアーク溶解
して固化した合金インゴットを切断、研削等によって所
定寸法に仕上げた合金ターゲツト材、および (2)鉄族金属板上に希土類金属チップおよび添加元素
チップを置くか、あるいは希土類金属板上に鉄族金属チ
ップおよび添加金属チップを置くことによって、3種の
ターデッド材を組み合わせた複合、ターゲット、 が提案されている。
Magneto-optical recording media, which are mainly composed of rare earth elements and iron group elements, to which are added elements such as Ti to improve corrosion resistance, are currently attracting attention as rewritable, high-density dual-purpose media. As a target material or target used when manufacturing such a recording medium by sputtering, (1) a predetermined proportion of rare earth metals, iron group metals, and additive elements are already mixed in vacuum or in an inert gas atmosphere. (2) An alloy target material prepared by cutting, grinding, etc. an alloy ingot that has been completely solidified by arc melting, and (2) placing a rare earth metal chip and an additive element chip on an iron group metal plate; A composite target combining three types of tarded materials has been proposed by placing iron group metal chips and additive metal chips on a metal plate.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、前記(1)の合金ターゲツト材では、1
)それから得られるターゲットの寸法が溶解炉の大きさ
に依存するために大径のターゲットが得られず、 11)ターゲツト材中の酸素含有量が0.5〜3.0重
量%と高いために、この合金ターゲツト材から得られた
ス・ぐツタリング膜は、光磁気記録のために必要な垂直
磁化膜となりにくく、 l11)靭性が低い(抗折カニ2にり/mm’以下)た
めに割れ易く、 1■)耐熱衝撃性に乏しいため、ス・にツタリング中の
熱衝撃によって割れることが多く、V)  一般に、そ
の合金ターゲツト材をスパッタリングして得られた膜の
中の希土類元素の割合がターケ°ット中心直上から周辺
に同って著しく変化して均一とならず、特にこの合金タ
ーゲツト材にTiのような比較的少量の添加元素が混入
しているときには、この添加元素が合金中で均一に分布
しないで偏析する結果、スパッタリング膜中で添加元素
の組成むらを生じ、 また、前記(2)の複合ターゲットでは、1)回転や反
転させることができない上に、チップを均一な分布状態
として使用することができず、さらに、希土類金属、鉄
族金属および添加元素が元来大きな塊りとなって分布し
、しかもこれらの希土類金属、鉄族金属および添加元素
のス・ぐツタリング速度が相違しているだめに、スパッ
タリング膜上で各成分の分布が均一とならず、11)板
とチップとの間で異常放電を起し易く、またチップが存
在するために、磁力線が板肉には入シ易くなるが、板表
面には出にくくなシ、かつ磁界が均一でなくなる結果、
スパッタリングの効率が低下するとともに、ターゲット
が部分的に消耗され易くなる、 という問題があった。
However, in the alloy target material of (1), 1
) Since the dimensions of the target obtained from it depend on the size of the melting furnace, a large diameter target cannot be obtained; 11) Because the oxygen content in the target material is as high as 0.5 to 3.0% by weight. 11) The strut ring film obtained from this alloy target material is difficult to form a perpendicularly magnetized film required for magneto-optical recording, and is prone to cracking due to its low toughness (less than 2 bends/mm'). 1) It has poor thermal shock resistance, so it often cracks due to thermal shock during sputtering, and V) In general, the proportion of rare earth elements in the film obtained by sputtering the alloy target material is It changes significantly from just above the target center to the periphery and is not uniform, especially when a relatively small amount of an additive element such as Ti is mixed in the alloy target material. As a result of segregation without being uniformly distributed in the sputtering film, the composition of the additive elements becomes uneven in the sputtered film.In addition, with the composite target of (2) above, 1) it cannot be rotated or reversed, and the chips cannot be distributed uniformly. In addition, the rare earth metals, iron group metals, and additive elements are originally distributed in large clumps, and the rate at which these rare earth metals, iron group metals, and additive elements stagnate is extremely low. Because of the difference in the distribution of each component on the sputtered film, abnormal discharge is likely to occur between the plate and the chip. It becomes easier for the magnetic field to enter the surface of the plate, but it is difficult for the magnetic field to reach the surface of the plate, and as a result, the magnetic field becomes uneven.
There were problems in that sputtering efficiency decreased and the target was more likely to be partially consumed.

〔研究に基づく知見事項〕[Findings based on research]

そこで、本発明者等は、光磁気記録媒体形成用のスパッ
タリングターゲツト材またはターゲットにおける上述の
問題を解決するために種々研究を重ねた結果、 (11Tb 、 Cd 、 Dy 、 Ho 、 Tr
nおよびErからなる群より選ばれた希土類元素1種ま
たは2種以1:15〜35条、 Ti:0.01〜5チ、 Fe 、 CoおよびNiからなる群より選ばれた鉄族
元素1種まだは2種以上と不可避不純物:残り、 からなる組成(以上原子%)と、前記希土類元素、鉄族
元素およびチタンのうちのいずれか1種以上からなる単
体金属粒子および合金粒子より選ばれた2種以上の粒子
が焼結により結合して、これらの粒子の界面に、その粒
子間の反応によって生成した反応拡散相が介在している
微細な混合組織とを有するターゲツト材では、その中に
不可避不純物として含まれる酸素の量が、従来の合金タ
ーゲツト材よりも大巾に低減して0.3重量係以下とな
り、その結果このようなターゲツト材から得られたス・
ぐツタリング膜は、光磁気記録に必要な垂直磁化特性を
十分に示すこと、 (2)前記ターゲツト材においては、Ti単体およびT
i合金のうちのいずれか一方または双方が微細な粒子の
形で他の粒子の間に混在し、かつこのようなTi以外の
残シのTiを含む反応拡散相が各粒子の界面の間に介在
してTiの分布を一層平均化するために、Tiの偏析が
抑えられ、その結果このターゲツト材中のTiは、その
添加量が上記のように僅かであっても、ターゲツト材中
に均一に分布でき、これはス・ぞツタリング膜において
Tiの分布を均一にするのに貢献すること、 (3)前記ターケ゛ット材においては、前記反応拡散相
の存在割合、すなわち任意の断面または表面において占
めるこの反応拡散相の面積の割合が、スパッタリング膜
全体にわたる膜の組成の均一性を左右すること、 (4)  前記任意の断面または表面において占める反
応拡散相の面積の割合を、その断面または表面全体の面
積の15〜50チとすると、このよう−なターゲツト材
によって、中心から周辺に至るまで各成分が均一に分布
したスパッタリング膜が生成すること、 (5) 前記ターゲツト材において、反応拡散相の前記
面積割合が上記範囲内に入ると、そのターケ゛ット材は
、靭性と耐熱衝撃性が比較的高くなって、割れにくくな
ること、 を見出した。
Therefore, the present inventors conducted various studies to solve the above-mentioned problems regarding sputtering target materials or targets for forming magneto-optical recording media, and as a result, (11Tb, Cd, Dy, Ho, Tr)
One or more rare earth elements selected from the group consisting of n and Er, 1:15-35, Ti: 0.01-5 Ti, iron group element selected from the group consisting of Fe, Co and Ni 1 A composition (at least atomic %) consisting of two or more types of seeds and unavoidable impurities: the remainder, and single metal particles and alloy particles consisting of one or more of the rare earth elements, iron group elements, and titanium. In a target material, two or more types of particles are combined by sintering and have a fine mixed structure in which a reaction-diffusion phase generated by a reaction between the particles is present at the interface of these particles. The amount of oxygen contained as an unavoidable impurity in the target material is significantly reduced to less than 0.3% by weight compared to conventional alloy target materials, and as a result, the amount of oxygen contained in the target material
(2) The target material should contain Ti alone and T.
One or both of the i-alloys are mixed among other particles in the form of fine particles, and a reaction-diffusion phase containing residual Ti other than Ti is present between the interfaces of each particle. Since Ti intervenes to further average the distribution of Ti, the segregation of Ti is suppressed, and as a result, even if the amount of Ti added in the target material is small as mentioned above, it is uniformly distributed in the target material. (3) In the target material, the proportion of the reaction-diffusion phase, that is, the proportion of Ti in any cross section or surface, (4) The ratio of the area of the reaction-diffusion phase to the entire sputtered film determines the uniformity of the film composition over the entire sputtered film; (4) The ratio of the area of the reaction-diffusion phase to the entire sputtered film (5) In the target material, the reaction diffusion phase is It has been found that when the area ratio falls within the above range, the target material has relatively high toughness and thermal shock resistance and becomes difficult to crack.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明は、上記知見に基づいて発明されたもので、耐
食性を高めるために添加されるチタンが希土類元素とと
もに鉄族元素中に均一に分散され、かつ光磁気記録媒体
として利用される希土類元素、鉄族元素およびチタンか
らなる薄膜を製造する場合、広い面積にわたって均一な
組成を有する前記記録媒体を生成できるターケ゛ット材
を提供することを目的とし、 Tb 、 Gd 、 Dy、 Ho、TmおよびErか
らなる群より選ばれた希土類元素1種まだは2種以上=
15〜35%、 Ti : 0.01〜5チ、 Fe 、 CoおよびNiからなる群より選ばれた鉄族
元素1種または2種以上と不可避不純物:残り、からな
る組成(以上原子%)、および 前記希土類元素、鉄族元素およびチタンのうちのいずれ
か1種以上からなる単体金属粒子および合金粒子よシ選
ばれた2種以上の粒子が焼結により結合して、これらの
粒子界面に、その粒子間の反応によって生成した反応拡
散相が介在している微細な混合組織を有し、さらに、 任意の断面または表面において占める前記反応拡散相の
面積の割合が、その断面または表面全体の面積の15〜
50チであることを特徴とする、光磁気記録媒体形成用
ス・母ツタリングターゲット材、 に係るものである。
This invention was invented based on the above-mentioned knowledge, and titanium added to improve corrosion resistance is uniformly dispersed in iron group elements together with rare earth elements, and rare earth elements used as magneto-optical recording media. When producing a thin film made of iron group elements and titanium, the aim is to provide a target material that can produce the recording medium having a uniform composition over a wide area, and a thin film made of Tb, Gd, Dy, Ho, Tm and Er. One type of rare earth element selected from the group, or two or more types =
15-35%, Ti: 0.01-5%, one or more iron group elements selected from the group consisting of Fe, Co and Ni, and unavoidable impurities: the remainder (atomic %), And two or more particles selected from the single metal particles and alloy particles made of any one or more of the rare earth elements, iron group elements, and titanium are combined by sintering, and at the interface of these particles, It has a fine mixed structure in which a reaction-diffusion phase generated by a reaction between the particles exists, and furthermore, the proportion of the area occupied by the reaction-diffusion phase in any cross section or surface is the area of the entire cross section or surface. 15~
The present invention relates to a base stumbling target material for forming a magneto-optical recording medium, which is characterized by having a diameter of 50 mm.

〔発明の詳細な説明〕[Detailed description of the invention]

以下、この発明の構成および付帯事項について具体的に
説明する。
Hereinafter, the configuration and incidental matters of the present invention will be specifically explained.

1、組成 ターゲツト材を構成する一方の主要成分となるTbr 
Gd、Dy l Ho 、 ’I’mおよびErのうち
のいずれか1種以上からなる希土類元素の含有量が15
 at、%(原子チ)未満になるか、あるいは35at
、%を越すと、そのターゲツト材は、光磁気記録媒体と
して利用するのに適した磁気特性を有する膜を生成しな
くなるので、この発明ではターゲツト材中に含有させる
希土類元素の量を15〜35 at、%  と定めだ。
1. Composition Tbr which is one of the main components constituting the target material
The content of rare earth elements consisting of one or more of Gd, Dyl Ho, 'I'm and Er is 15
at, less than % (atom) or 35 at
, %, the target material will no longer produce a film with magnetic properties suitable for use as a magneto-optical recording medium. Therefore, in the present invention, the amount of rare earth elements contained in the target material is set to 15 to 35%. It is defined as at,%.

ット材中に添加されるTiの含有量が0.01 at、
%未満になると、所望の耐食性向上効果が得られず、一
方それが5 at、% を越えると、スパッタリング膜
において磁気光学効果としてのカー回転角が小さくなシ
、必要な光磁気特性が得られなくなることから、Tiの
含有量を0.01〜5at、%と定めた。
The content of Ti added in the cut material is 0.01 at,
If it is less than 5 at.%, the desired effect of improving corrosion resistance cannot be obtained, while if it exceeds 5 at.%, the Kerr rotation angle as a magneto-optic effect is small in the sputtered film, and the necessary magneto-optical properties cannot be obtained. Therefore, the content of Ti was determined to be 0.01 to 5 at.%.

この発明のターゲツト材中に上記範囲内の希土類元素と
Tiを含有させ、その残シを鉄族元素と不可避不純物と
で構成させるために使用される、これらの元素からなる
金属または合金中にもともと不可避的に随伴していた不
純物、例えばSi+ AA’ +Ca t C+ P 
t S + Ta 、 Mn 、 O等がターゲツト材
の特性に悪影響を及ぼさない範囲で微量台まれることは
許容される。
The target material of the present invention contains rare earth elements and Ti within the above range, and the residue is composed of iron group elements and unavoidable impurities. Impurities that were unavoidably accompanied, such as Si+ AA' + Cat C+ P
It is permissible for t S + Ta, Mn, O, etc. to be added in small amounts within a range that does not adversely affect the properties of the target material.

2、組織 この発明のターゲツト材は、実質的に、希土類元素、鉄
族元素およびチタンのうちのいずれか1種からなる単体
金属粒子、例えばTb 、 Co 、 Ti  金属粒
子、およびこれらの金属から構成された合金鯖、7  
魚1ΔIAIφに一ハA 苧h−ρ^ p^−ρ^ 口
^−甲;合金粒子、よシ選ばれた2種以上の粒子が焼結
により結合し、かつこれらの粒子界面に、これらの粒子
間の反応によって生成した反応拡散相が介在して、この
反応拡散相と前記各種粒子とが均一に混ざシ合った微細
な混合組織を形成している。
2. Structure The target material of the present invention consists essentially of single metal particles consisting of any one of rare earth elements, iron group elements, and titanium, such as Tb, Co, and Ti metal particles, and these metals. Alloy mackerel, 7
Two or more types of alloy particles are bonded together by sintering, and these particles are present at the interface of these particles. A reaction-diffusion phase generated by a reaction between particles is present, and a fine mixed structure in which this reaction-diffusion phase and the various particles are uniformly mixed is formed.

3、反応拡散相の面積比 希土類元素、鉄族元素およびチタンからなシ、かつ任意
の断面または表面において前記反応拡散相が種々の面積
比で存在しているターゲツト材をそれぞれス・ぐツタリ
ングして、光磁気記録媒体として利用すべき種々の薄膜
を基体上に付着させ、これらの薄膜について、そのター
デッド中心直上からターゲット外周直上に至る間の数個
所において、希土類元素とTlの含有量を調べることに
よって、この種ターゲット材の前記断面または表面にお
ける反応拡散相の面積比と、前記薄膜の半径方向におけ
る希土類元素およびTiの含有量との関係を実験によっ
て求めたところ、前記面積比が小さければ、薄膜中の希
土類元素含有量は、ターゲット中心直上で最も多くなっ
て、その端部へ至るにしたがって少なくなるとともに、
Ti含有量は、ターゲット中心直上付近で少なくなって
、その端部で多くなるが、この面積比が15係に達する
と、希土類元素とTiはいずれも薄膜のほぼ全面にわた
って均一に分布するようになって、その状態は面積比5
0チまで保たれ、さらに面積比が50%を越すと、希土
類元素含有量は、ターゲット面上中心部では少なく、端
部に近づくにつれて多くなるとともに、Ti含有量は、
ターゲツト中氾・直上部で多くなって、その端部で少な
くなることがわかったので、この発明では、ターゲツト
材の任意の断面または表面において占める前記反応拡散
相の面積の割合を、前記断面または表面全体の面積の1
5〜50%と定めた。
3. Area ratio of reaction-diffusion phase Target materials consisting of rare earth elements, iron group elements, and titanium, and in which the reaction-diffusion phase is present in various area ratios in any cross section or surface, are each sputtered. Various thin films to be used as magneto-optical recording media are deposited on a substrate, and the rare earth element and Tl contents of these thin films are examined at several locations from just above the tarded center to just above the outer periphery of the target. When the relationship between the area ratio of the reaction-diffusion phase in the cross section or surface of this type of target material and the content of rare earth elements and Ti in the radial direction of the thin film was determined by experiment, it was found that if the area ratio is small, , the rare earth element content in the thin film is highest right above the center of the target, and decreases toward the edges.
The Ti content decreases near the center of the target and increases at the edges, but when this area ratio reaches a factor of 15, both the rare earth element and Ti become uniformly distributed over almost the entire surface of the thin film. Therefore, the area ratio is 5.
When the area ratio is maintained at 0% and further exceeds 50%, the rare earth element content is small at the center of the target surface and increases as it approaches the edges, and the Ti content is
It has been found that the amount increases in the middle and directly above the target, and decreases at the edges. Therefore, in the present invention, the proportion of the area of the reaction-diffusion phase in any cross section or surface of the target material is determined by 1 of the entire surface area
It was set at 5-50%.

また、反応拡散相の面積比が上記範囲内にあると、この
発明のターゲツト材では、この反応拡散相を構成する金
属間化合物が適度に含有されるために、靭性と耐熱衝撃
性がともに高くなシ、それによって、取シ扱い中または
加工中の破損やス・ぐツタリング中の熱衝撃によるひび
割れの発生が防止されるという長所も生ずる。
Furthermore, when the area ratio of the reaction-diffusion phase is within the above range, the target material of the present invention has high toughness and thermal shock resistance because it contains an appropriate amount of intermetallic compounds that constitute the reaction-diffusion phase. However, this also has the advantage of preventing damage during handling or processing and the occurrence of cracks due to thermal shock during slugging.

4、ターゲツト材の製造方法 上記のようなターゲツト材は、例えば下記のような一連
の工程を経て製造される。
4. Method for manufacturing target material The target material as described above is manufactured, for example, through a series of steps as described below.

a)まず最初に、微細に分割された、例えば粉末、小粒
または小片状のTb 、 Gd 、 Dy 、 Ho 
、 Trnおよびprのうちの1種からなる単体金属並
びに同2種以上からなる合金と、Fe 、 Coおよび
Niのうちの1種からなる単体金属並びに同2種以上か
らなる合金と、Tiと、あるいは上記のような希土類金
属、鉄族金属およびTiのうちのいずれか2種以上を組
み合わせてなる合金を用意し、これらを所定割合に配合
したものを不活性雰囲気において、例えばボールミルに
よシ密に混合して、希土類元素=15〜35%、Ti 
: 0.01〜5チ、および鉄族元素十不町避不純物:
残υ、からなる組成(以上原子係)を有する混合物を形
成させ、b)ついで、この混合物に、一般に圧カニ 0
.01〜10−6Torrの真空中またはアルゴンガス
のような不活性ガス雰囲気中で、前記混合物中に存在す
る金属成分系の液相発現未満の温度、すなわち前記金属
成分系の共融点よシも例えば300〜50’C低い温度
において熱間パック圧延、ホットプレス、熱間静水圧プ
レス(HIP)、熱間鍛造等による熱開成形を施して、
前記混合物中の各粒子の塑性変形、各粒子間の部分的な
固相拡散、およびその結果としての粒子界面における反
応拡散相の形成と粒子の接合を起して、前記混合物から
高密度、すなわち一般に95〜100%の相対密度を有
する緻密で強度の高い成形体を形成させ、 C)その後、同じく真空中または不活性ガス雰囲気中で
、前記成形体中に存在する成分系の液相発現温度以下の
温度、例えば前記成分系の共融点直下ないしこれよシも
200℃低い温度に、その成形体を長時間(例えば数十
時間)加熱する熱処理を施して、この成形体中の各粒子
界面間で、金属間化合物からなる反応拡散相を生成、生
長させ、そしてこの熱処理の温度と時間を適宜調整する
ことによって、任意の断面または表面における反応拡散
相の面積比が所定の値となったターゲット材が得られる
a) First of all, finely divided, e.g. powder, pellets or flakes Tb, Gd, Dy, Ho
, an elemental metal consisting of one type of Trn and pr, and an alloy consisting of two or more of the same, an elemental metal consisting of one of Fe, Co and Ni, and an alloy consisting of two or more of the same, Ti, Alternatively, prepare an alloy consisting of a combination of two or more of the above-mentioned rare earth metals, iron group metals, and Ti, and mix these in a predetermined ratio in an inert atmosphere, for example, in a ball mill. Rare earth elements = 15-35%, Ti
: 0.01 to 5, and iron group element Jufucho impurities:
b) forming a mixture having a composition (atomic ratio) consisting of the residue υ;
.. In a vacuum of 0.01 to 10 -6 Torr or in an inert gas atmosphere such as argon gas, the temperature below the liquid phase manifestation of the metal component system present in the mixture, i.e. the eutectic point of the metal component system, is also maintained, for example. By performing hot open forming by hot pack rolling, hot pressing, hot isostatic pressing (HIP), hot forging, etc. at a low temperature of 300 to 50'C,
Plastic deformation of each particle in the mixture, partial solid-state diffusion between each particle, and consequent formation of a reaction-diffusion phase at the particle interface and bonding of the particles results in a high density, i.e. C) forming a dense and strong molded body generally having a relative density of 95 to 100%; C) then, also in vacuum or in an inert gas atmosphere, the liquid phase development temperature of the component system present in the molded body; Each particle interface in the molded body is heat-treated by heating the molded body for a long time (for example, several tens of hours) at a temperature below, for example, just below the eutectic point of the component system or even 200°C lower. By generating and growing a reaction-diffusion phase consisting of an intermetallic compound, and adjusting the temperature and time of this heat treatment appropriately, the area ratio of the reaction-diffusion phase in any cross section or surface became a predetermined value. Target material is obtained.

〔実施例および実施例に基づく効果〕[Examples and effects based on the examples]

ついで、この発明を実施例により、比較例および従来例
と対比しながら説明する。
Next, the present invention will be explained using examples and in comparison with comparative examples and conventional examples.

実施例 a)平均粒径:100μmを有する純度:99.8係の
Tb粉末と、同100μmを有する純度: 99.9係
のFe74 CO26(重量係)合金粉末と、同80 
/jmヲ有する純度: 99.8%のFe94,56 
Tie、44 (重量係)合金粉末とを、Tb:Fe7
4−CO24” Fe94,56−Ti5.44の配合
割合が41.50:11.80:46.67(重量%)
となるように所定量秤量したものをボールミルを用いて
アルゴンガス中で2時間乾式混合して、総重量270y
の混合粉末を調製した。
Example a) A Tb powder with a purity of 99.8 and an average particle size of 100 μm, a Fe74 CO26 (by weight) alloy powder with a purity of 99.9 and a purity of 100 μm, and a Tb powder with a purity of 99.9 and a purity of 80 μm.
Purity: 99.8% Fe94,56
Tie, 44 (weight) alloy powder, Tb:Fe7
4-CO24” Fe94,56-Ti5.44 blending ratio is 41.50:11.80:46.67 (wt%)
A predetermined amount was weighed and mixed using a ball mill in an argon gas atmosphere for 2 hours to obtain a total weight of 270y.
A mixed powder was prepared.

b)ついで、肉厚:1,218を有し、かつ内部に直径
:120gX厚さ:4.0IEIの円板状の空間を有す
るステンレス缶の中央に、外径:12,7mx長さ:5
QQglX厚さ:1.Omのステンレス管を垂直に取シ
付けて、前記円板状の空間内に前記混合粉末を充填して
から、前記ステンレス缶の内部を排気して真空度: l
 X IQ Torrまで真空引きした後、前記ステン
レス缶の根もとをガスバーナーで加熱圧着して前記混合
粉末を前記ステンレス缶内に密封した。このようにステ
ンレス缶内に真空・セックされた混合粉末に、通常の圧
延機によシ、温度:600℃および1回当りの圧下率:
10%において缶全体の厚みが4.5 M程度に圧縮さ
れるまで熱間・ぐツク圧延を施して、缶内部に圧延され
た成形体を形成させた。
b) Then, in the center of a stainless steel can with a wall thickness of 1,218 mm and a disc-shaped space with a diameter of 120 g and a thickness of 4.0 IEI inside, an outer diameter of 12.7 m and a length of 5 mm is placed.
QQglX thickness: 1. After vertically attaching a stainless steel tube of 0.0 m and filling the mixed powder into the disc-shaped space, the interior of the stainless steel can is evacuated to obtain a vacuum level of l.
After evacuation to X IQ Torr, the base of the stainless steel can was heated and pressed with a gas burner to seal the mixed powder inside the stainless steel can. The mixed powder thus vacuum-seced in a stainless steel can is then rolled into a regular rolling mill at a temperature of 600°C and a rolling reduction rate of 600°C.
At 10%, hot and deep rolling was performed until the total thickness of the can was compressed to about 4.5 M to form a rolled molded body inside the can.

C)このように缶内に閉じ込められた7安形体を熱処理
炉中に装入し、圧カニ I X 10−5Torr以下
の高真空の下に、700°C/hrの昇温速度で室温か
ら650℃まで加熱して、この温度に50時間保持する
熱処理を施し、ついで室温まで冷却してから外側のステ
ンレス缶を旋盤によシ取り除いて、その内部からTb1
9,9Fe72,09CO3,97Tt4,04 (原
子%)の組成を有するターゲツト材を取シ出した。
C) The heptagonal body thus confined in the can is charged into a heat treatment furnace, and heated from room temperature at a heating rate of 700°C/hr under a high vacuum of pressure crab I x 10-5 Torr or less. Heat treatment is performed by heating to 650°C and maintaining this temperature for 50 hours, then cooling to room temperature, removing the outer stainless steel can on a lathe, and removing Tb1 from the inside.
A target material having a composition of 9,9Fe72,09CO3,97Tt4,04 (atomic %) was taken out.

このようにして得られたターゲツト材を顕微鏡によって
組織観察したところ、このターゲツト材では、第1図の
顕微鏡写真図(400倍)およびこの図に示された金属
組織をわかシ易くするための模式的な説明図である第1
図のaに示されるように、一部原料粉末の組成のまま残
ったTb (白色部分)、Fe−Co合金(黒色部分)
およびl;’e −’l’i合金(黒色部分)の間に、
原料粉末どうしの拡散反応によって生じたTb5g F
’e3Sco14Til I ’rb5□Fe41)T
17 。
When the structure of the target material obtained in this way was observed using a microscope, it was found that the target material had a micrograph (400x magnification) in Figure 1 and a schematic diagram to make the metal structure easier to see. The first explanatory diagram
As shown in figure a, some Tb (white part) and Fe-Co alloy (black part) remain with the composition of the raw material powder.
and l;'e -'l'i alloy (black part),
Tb5gF produced by diffusion reaction between raw material powders
'e3Sco14Til I 'rb5□Fe41)T
17.

Fe、oC06Ti4およびTb98CO2のような金
属間化合物(灰色部分)が均一に分布した微細な混合組
織が形成され、この拡散反応相の面積比は20%であっ
た。
A fine mixed structure in which intermetallic compounds (gray areas) such as Fe, oC06Ti4, and Tb98CO2 were uniformly distributed was formed, and the area ratio of this diffusion reaction phase was 20%.

つぎに、このターゲツト材の性能を評価するために、こ
れを加工して直径:127mx厚さ:21CIの円板状
のターゲットとし、これを基にして、アルゴン分圧: 
5 X 10−2Torr  でグリスバッタを1時間
施した後、バイアス電圧:0■、スノぐツタ電カニ20
0Wと一定に保ち、第2図に示されるように、ターゲッ
トのスパッタリング面から70膓の間隔をあけて、その
ターゲット中心直上よシ径方向へ直線状に208間隔で
配置した11個のスライドガラスを基体とし、マグネト
ロンスパッタリングによって、この基体表面に膜を付着
させた。
Next, in order to evaluate the performance of this target material, it was processed into a disc-shaped target with a diameter of 127 m x a thickness of 21 CI, and based on this, the argon partial pressure:
After applying grease batter for 1 hour at 5 x 10-2 Torr, bias voltage: 0■, Sunogutatsuta Electric Crab 20
As shown in Figure 2, 11 glass slides were placed at a constant 0W and spaced 70 mm apart from the sputtering surface of the target, and arranged in a straight line at 208 mm intervals in the radial direction from just above the center of the target. was used as a substrate, and a film was attached to the surface of this substrate by magnetron sputtering.

このようにして生成した各スライドガラス上の膜中のT
i量とTb量(at、%で示す)を分析によって求め、
これらのTi量およびTb量のターゲット中心直上を通
る直径方向に沿った変化を第3図に示した。
T in the film on each slide glass produced in this way
The amount of i and the amount of Tb (at, shown in %) are determined by analysis,
FIG. 3 shows the changes in the Ti and Tb amounts along the diameter direction passing directly above the target center.

ついで、上記の膜の耐食性を評価するために、これらの
膜を温度:40℃および相対湿度二80チの雰囲気に保
たれている恒温恒湿槽内に入れて長時間保存し、その間
に膜の変化を観察する耐食試験を実施したところ、その
膜は10日経過した後でも変化がなく、一方、比較のた
め、Tiを含有させなかったこと以外は上記の方法と同
様な方法によって製造したTb2□Fe74Co4(、
原子係)の組成を有するターゲツト材から、上記と同じ
方法で形成させたスパッタリング膜について、上記と同
じ耐食試験を実施すると、Tiを含まない比較用の膜で
は2日後に部分的な変色を生じた。
Next, in order to evaluate the corrosion resistance of the above films, these films were stored in a constant temperature and humidity chamber maintained at a temperature of 40 °C and a relative humidity of 280 °C for a long period of time. When a corrosion resistance test was conducted to observe changes in the film, there was no change in the film even after 10 days.For comparison, a film produced by the same method as above except that no Ti was added Tb2□Fe74Co4(,
When the same corrosion resistance test as above was carried out on a sputtered film formed by the same method as above from a target material having a composition of Ta.

従来例1 実施例で使用した原料粉末と同じ原料粉末を、実施例と
同じ配合割合で混合して得た混合粉末、すなわち実施例
で調製した混合粉末と同様な混合粉末をアーク溶解炉で
完全に溶解混和して、実施例のターゲツト材と同じ組成
を有する合金ターゲツト材を製造し、これを加工して所
定寸法のターケ゛ットとした後、このターゲツト材基に
して前記実施例と同様なスパッタリング実験を実施し、
それによって得られた膜中のTi含有量の変化を、前記
実施例において得られた膜中のTi含有量の変化と対比
して、第4図に示した。
Conventional Example 1 A mixed powder obtained by mixing the same raw material powder as the raw material powder used in the example in the same proportion as the example, that is, a mixed powder similar to the mixed powder prepared in the example, was completely melted in an arc melting furnace. An alloy target material having the same composition as the target material in the example was manufactured by melting and mixing with the target material, and after processing this into a target of a predetermined size, a sputtering experiment similar to that in the previous example was conducted using this target material. carried out,
The change in Ti content in the film thus obtained is shown in FIG. 4 in comparison with the change in Ti content in the film obtained in the above example.

従来例2 直径:127鵡×厚さ:21Bの寸法を有するFe75
−CO25(原子比)合金板上に、3鶏角×厚さ:2賜
の寸法を有するTiチップを直径方向に409ずつ離し
て、全体で12個配置するとともに、5gm角×厚さ=
21u&の寸法を有するTbチップ100個を一様に配
置することによシ、全体で前記実施例のターケ゛ット材
と同一の組成となる複合ターゲットを用意し、この複合
ターゲットを使用して前記と同様なス・ぐツタリング実
験を実施し、それによって得られた膜中のTi含有量の
変化を第4図に示した。
Conventional example 2 Fe75 with dimensions of diameter: 127mm x thickness: 21B
- On a CO25 (atomic ratio) alloy plate, a total of 12 Ti chips having dimensions of 3 hexagons x thickness: 2 gm are arranged 409 apart in the diameter direction, and 5 gm square x thickness =
By uniformly arranging 100 Tb chips having dimensions of 21u&, a composite target having the same composition as the target material in the previous example was prepared, and using this composite target, the same method as above was prepared. Figure 4 shows the change in the Ti content in the film obtained by carrying out the Nasu-stuttering experiment.

第4図に示された結果から明らかなように、実施例のタ
ーゲツト材では、前述のように、Ti  含有量が広範
囲にわたって極めて均一に分布している膜が得られるの
に対して、従来例1および2のターゲツト材では、Ti
含有量が著しく変動した膜を生成することがわかる。
As is clear from the results shown in FIG. 4, the target material of the example provides a film in which the Ti content is extremely uniformly distributed over a wide range, as described above, whereas the conventional example For target materials 1 and 2, Ti
It can be seen that films with significantly varying contents are produced.

比較例1 熱処理において、650°Cに3時間保持の条件を採用
して、反応拡散相の面積比を10.3 %とした以外は
実施例と同様な方法によって、実施例の前記ターゲツト
材と同一組成のターゲツト材を製造し、このターゲツト
材を加工して得たターゲットについて、前記と同様なス
・ぐツタリング実験を実施し、それによって生成した膜
中のTiおよびTbの濃度変化を第5図に示した。
Comparative Example 1 The target material and the target material of the example were treated in the same manner as in the example except that the heat treatment was held at 650°C for 3 hours and the area ratio of the reaction diffusion phase was 10.3%. A target material with the same composition was manufactured, and the target obtained by processing this target material was subjected to the same starch ringing experiment as described above, and the changes in the concentration of Ti and Tb in the resulting film were measured in the fifth experiment. Shown in the figure.

比較例2 熱処理において、650°Cに110時間保持の条件を
採用して、反応拡散相の面積比を61.7%とした以外
は実施例と同様な方法によって、前記実施例のターケ゛
ット材と同一の組成を有するターゲツト材を製造し、こ
のターゲツト材を加工して得たターケ゛ットについても
、前記と同様なスパッタリング実験を実施し、それによ
って生成した膜中のTiおよびTbの濃度変化を第6図
に示した。
Comparative Example 2 In the heat treatment, the target material of the previous example and the target material of the previous example were used, except that the heat treatment was held at 650°C for 110 hours and the area ratio of the reaction diffusion phase was set to 61.7%. A sputtering experiment similar to that described above was carried out on a target obtained by manufacturing a target material having the same composition and processing this target material, and the changes in the concentrations of Ti and Tb in the resulting film were measured in the 6th experiment. Shown in the figure.

第5図および第6図に示された結果から明らかなように
、ターゲツト材中の反応拡散相の面積比がこの発明の範
囲から外れると、ス・ぐツタリング膜中のTiおよびT
bの分布はいずれも不均一になる傾向を示し、その結果
広い範囲内で組成の安定した膜が得られなくなることが
わかる。
As is clear from the results shown in FIGS. 5 and 6, when the area ratio of the reaction-diffusion phase in the target material is out of the range of the present invention, Ti and T
It can be seen that the distribution of b tends to be non-uniform in all cases, and as a result, a film having a stable composition within a wide range cannot be obtained.

〔発明の総合的効果〕[Overall effect of the invention]

以上述べた説明から明らかなように、この発明によると
、広い面積にわたって均一な組成を有するとともに、す
ぐれた耐食性もそなえた光磁気記録媒体を形成できる、
強度の高いスノクツタリングターケ゛ット材を提供する
ことができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to form a magneto-optical recording medium that has a uniform composition over a wide area and also has excellent corrosion resistance.
It is possible to provide a highly strong snowcutter target material.

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

第1図は、本発明のターゲツト材の金属組織を示す顕微
鏡写真図、第1図のaは第1図に示された金属組織をわ
かシ易くするための模式的な説明図、第2図は、実施例
、従来例および比較例のス・ぐツタリング実験において
採用した、ターゲットに対する11個の基体の配置状態
を示す図、そして第3図〜第6図は、基体の位置に対す
るス・ぞツタリング膜中のTiまたはTbm度の変化を
示すグラフである。
Fig. 1 is a microscopic photograph showing the metallographic structure of the target material of the present invention, a is a schematic explanatory drawing for making the metallographic structure shown in Fig. 1 easier to understand, and Fig. 2 Figures 3 to 6 show the arrangement of the 11 substrates relative to the target adopted in the S-Guttering experiments of the Example, Conventional Example, and Comparative Example, and Figs. It is a graph showing a change in Ti or Tbm content in a vine film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】  Tb、Gd、Dy、Ho、TmおよびErからなる群
より選ばれた希土類元素1種または2種以上:15〜3
5%、 Ti:0.01〜5%、 Fe、CoおよびNiからなる群より選ばれた鉄族元素
1種または2種以上と不可避不純物:残り、からなる組
成(以上原子%)、および前記希土類元素、鉄族元素お
よびチタンのうちのいずれか1種以上からなる単体金属
粒子および合金粒子より選ばれた2種以上の粒子が焼結
により結合して、これらの粒子界面に、その粒子間の反
応によつて生成した反応拡散相が介在している微細な混
合組織を有し、さらに、 任意の断面または表面において占める前記反応拡散相の
面積の割合が、その断面または表面全体の面積の15〜
50%であることを特徴とする、光磁気記録媒体形成用
スパツタリングターゲツト材。
[Claims] One or more rare earth elements selected from the group consisting of Tb, Gd, Dy, Ho, Tm and Er: 15-3
5%, Ti: 0.01 to 5%, one or more iron group elements selected from the group consisting of Fe, Co and Ni, and unavoidable impurities: the remainder (atomic %), and the above Two or more types of particles selected from single metal particles and alloy particles made of one or more of rare earth elements, iron group elements, and titanium are combined by sintering, and a bond between the particles is formed at the interface of these particles. It has a fine mixed structure in which a reaction-diffusion phase generated by the reaction of 15~
50% sputtering target material for forming a magneto-optical recording medium.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61119648A (en) * 1984-11-16 1986-06-06 Mitsubishi Metal Corp Sintered composite target material

Patent Citations (1)

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JPS61119648A (en) * 1984-11-16 1986-06-06 Mitsubishi Metal Corp Sintered composite target material

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