JPS63203764A

JPS63203764A - 蒸着用Ｔｅ又はＴｅ系合金の製造方法

Info

Publication number: JPS63203764A
Application number: JP3681087A
Authority: JP
Inventors: Toru Degawa; 出川　通; Susumu Matsui; 進松井
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1988-08-23

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】［ａ業上の利用分野］本発明は蒸着用Ｔｅ又はＴｅ系合金の製造方法に係り、
特に磁気記録材料として用いられる薄膜の製造に好適な
蒸着用Ｔｅ又はＴｅ系合金の製造方法に関する。

［従来の技術］非磁性基板上に磁性合金薄膜を形成した磁気記録材料は
周知である。

この磁気記録材料の薄膜を製造する方法としては、スパ
ッタリングや真空蒸着、イオンブレーティング等の蒸着
法が広く用いられている。

特にスパッタリング法は、均一な内部組成で一定の合金
元素を含んだターゲツト材が得られさえすれば、スパッ
タリング装置内の圧力をコントロールしながら組成的に
均一な薄膜を得ることができる点で有利である。

磁性合金薄膜を形成する強磁性合金としては、鉄合金、
ニッケル合金、コバルト合金などが従来より用いられて
いる。

一方、磁気記録媒体材料として、現在国内各社からＴｅ
系材料が市販されている。Ｔｅはレーザーを当てること
によって簡単にピット（穴）があき、しかも適度の反射
率を持つため、追加記録膜としては最適のものである。

しかし、Ｔｅ系は、特に湿気によって酸化しやすいとい
う欠点を持っている。このためＴｅにＳｅ等の合金化元
素を添加して耐酸化性を向上させる試みがなされている
。

［発明が解決しようとする問題点］従来より用いられている磁性合金について種々検討を重
ねたところ、酸素、窒素、硫黄、炭素、その他金属酸化
物等の介在物が比較的多量に含まれており、得られる薄
膜の磁気特性に多大な悪影響をもたらすことが認められ
た。

特に、Ｔｅ又はＴｅ系合金は、溶解及び溶解後の鋳造が
難しく、従来においては、粉末焼結体として提供されて
いた。が、粉末焼結体は、酸素を多く含むために高特性
薄膜を形成できず、しかも、スパッタリング等の蒸着材
料として使用した場合、焼結度の面から膜形成能が不安
定で、均一かつ安定な薄膜形成が困難であるなどの問題
点がある。

［問題点を解決するための手段］本発明は上記従来の実情に鑑み、不純物含有量の少ない
高特性磁性薄膜を安定かつ効率的に得ることができる蒸
着用Ｔｅ又はＴｅ系合金の製造方法を提供するべくなさ
れたものであって、Ｔｅ又はＴｅ系合金をＣａＯ含有率
９゛０重量％以上のＣａＯ質耐火材で内張すされた容器
内で溶製することにより、Ｃａ５０〜２００ｐｐｍ。

０３００ＰＰｍ以下、ＮＮ１００ｐｐ以下。

Ｓ３０ｐｐｍ以下及びＣ５０ｐｐｍ以下の溶湯を得るこ
とを特徴とする蒸着用Ｔｅ又はＴｅ系合金の製造方法、を要旨とするものである。

即ち、本発明者は、蒸着用合金の不純物に起因する問題
を解決し、高特性磁性薄膜を得るべく鋭意検討を重ねた
結果、Ｔｅ又はＴｅ系合金をＣａＯ含有率の高いＣａＯ
貿炉で溶製することにより、不純物含有量の少ない合金
が得られ、しかも溶製により炉材から溶出したＣａによ
るゲッタ作用により、蒸着雰囲気中のガス成分をも低減
し、極めて高純度で高特性の磁性薄膜を得ることができ
ることを見出し、本発明を完成させた。

以下、本発明につき詳細に説明する。

なお、本明細書において、１％」は「重量％」を表すも
のである。

本発明で製造される蒸着用Ｔｅ又はＴｅ系合金は、真空
蒸着あるいはスパッタリング、イオンブレーティング等
の蒸着用材料として用いられ、磁性薄膜の製造等に利用
されるものである。

本発明で製造されるＴｅ又はＴｅ系合金とは、Ｔｅ、あ
るいはＴｅに各種特性向上のためにＳｅ％Ｓｂ、Ｂｉ％
Ｐｂ、Ｔｉｂ　Ａｇ％５ｎ１１ｎ、Ａｕ等の合金化元素
を添加したＴｅ含有率１０％以上の合金であって、例え
ば次のようなものが挙げられる。

Ｔｅ。

Ｔｅ−５ｓ、　　Ｔｅ−Ｐｂ−５ｅ。

Ｔｅ−５ｂ、　　Ｔｅ−Ｔｉ−Ａｇ−３ｅ。

Ｔｅ−Ｂ１．　　Ｔｅ＝Ｓｅ−５ｎ。

Ｔｅに添加される合金化元素のうち、Ｓｅは前述の如＜
Ｔｅの耐酸化性の向上に効果がある。また、ｐｂは結晶
粒径の微細化に作用する。また、Ｐｂ、Ａｕ等の高融点
金属を添加することにより、高速化を図ることができる
。

なお、本発明において、Ｔｅに添加する合金化元素は上
述のものに何ら限定されるものではない。

本発明の方法により、蒸着用Ｔｅ又はＴｅ系合金を製造
するには、まず、Ｔｅ、あるいはＴｅとＳｅ等の合金化
元素の金属又は合金材料を内面がＣａＯ含有率９０％以
上のＣａＯ質耐火材で構成された容器中で、真空又はア
ルゴン等の不活性ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気にて、
常法例えば高周波あるいは低周波誘導加熱法等で加熱し
て溶解する。

本発明において、溶製に用いる容器の内面を構成するＣ
ａＯ質耐火材としては、カルシア（Ｃａｂ）、ＣａＯを
宮人したドロマイトや、共存酸化物としてＺｒＯ２、Ｙ
２０２等が挙げられる。ＣａＯとしては、電融カルシア
が、緻密であることから、極めて好適である。また、生
石灰、石灰石、或いは消石灰などを焼成したカルシア（
Ｃａｂ）も好適である。

このようなＣａＯ質耐火材中のＣａＯ含有率が高い程、
不純物生成が少なく、溶湯の汚染はより確実に防止され
る。本発明においては、ＣａＯ含有季が９０％以上、特
に９５％以上とりわけ９８％以上のＣａＯ質耐火材で構
成された容器を用いるのが好ましい。

このような容器を用いて溶製することにより、溶湯中へ
のＣの混入の問題もなく、また、溶湯中の脱０、脱Ｓ、
脱Ｎが行なわれ、更に、炉壁から溶湯中へのＣａの溶出
もおこる。なお、この場合Ｃａの溶出が十分でない場合
には、必要に応じて、溶湯中にＣａを別途添加する。

このため、本発明によれば、容易に、Ｃａ：　　５０〜２００ｐｐｍＯ：　　３００ｐｐｍ以下Ｎ：　　１１００ｐｐ以下Ｓ：　　３０ｐｐｍ以下Ｃ：　　３０ｐｐｍ以下の溶湯を得ることができる。

本発明における溶製中の上記成分の含有量の限定理由に
ついて以下に説明する。

Ｃａは合金の精浄化に作用し、また蒸着雰囲気中にてガ
ス成分を捕捉するゲッタ作用を有する。

しかしながら、Ｃａは、その含有量があまりに多過ぎる
と合金特性に影響を笈ぼし、また、金属間化合物の析出
により合金を脆くすることがある。

このため、本発明においてはＣａ含有量は２００ｐｐｍ
以下とする。一方、Ｃａ含有量は少な過ぎてもＣａによ
る十分な精浄化作用及びゲッタ作用が現れない、このよ
うなことから、Ｃａ含有量は５０〜２００ｐＰｍ、特に
５０〜１１００ＰＰの範囲とするのが好ましい、なお、
ＣａはＣａＯの形態では本発明の効果は臭し得ないこと
から、合金中のＣａの存在形態は金属Ｃａであることが
重要である。

合金中の０、Ｎ、Ｓ、Ｃの量が多いと、蒸着に使用した
際に、蒸着雰囲気の真空度を悪化させたり、また良好な
蒸着が行なえず、高特性の薄膜が得られない、このため
、合金中の０含有率は３００ｐｐｍ以下、好ましくは２
００１）Ｐｍ以下、Ｎ含有量は１１００ｐｐ以下、好ま
しくは５０ｐｐｍ以下、Ｓ含有量は３０ｐｐｍ以下、好
ましくはＩＱｐｐｍ以下、Ｃ含有量は３０ｐｐｍ以下、
好ましくは２０ｐｐｍ以下とする。

なお、本発明において、Ｓｉ％Ｍｎ、Ｐ等の不純物が合
金中に不可避的に含有されるのは、特に問題とはならな
いが、上述したことと同様の理由から、本発明において
、合金中の他の不純物はできるだけ少なくするのが良く
、例えば、Ｓｉ含有量は０．１％以下、Ｍｎ含有量は０
．１％以下、Ｐ含有量は０．０５％以下とするのが好ま
しい。

このようにして得られた合金溶湯を、常法に従って非酸
化性雰囲気下で鋳造することにより、高特性蒸着用Ｔｅ
又はＴｅ系合金材料を極めて容易に製造することができ
る。

［作用］ＣａＯは高融点であると共に、高温で極めて安定であり
、溶製にあたり、金属酸化物を生成して溶湯を不純物に
より汚染することがなく、高清浄な溶湯を得ることが可
能とされる。また、ＣａＯを９０％以上含有する耐火物
は溶湯中の酸化物と１八＋−Ｉｈ：Ｌ、矛ロ辞Ｅ喧１．
且　ビ　　　婉÷ａ出のへ勿イに跨勤　　芯イに物を吸
収し、酸化物、硫化物介在量を大幅に減少させることが
できる。このように、溶製により脱０１脱Ｓ１脱介在物
等の精錬作用が奏され、脱０、脱Ｓにより脱Ｎもおこる
ため、低ｏ１低Ｎ、低Ｓ１低Ｃ含有率の高純度溶湯が得
られる。

このように、ＯｌＮ、３％Ｃ含有量が少ないため、本発
明で製造される蒸着用Ｔｅ又はＴｅ系合金によれば、高
特性の磁性薄膜を得ることができる。

また、本発明で製造される蒸着用Ｔｅ又はＴｅ系合金に
含有されるＣａは、真空蒸着又はスパッタリング等の蒸
着雰囲気中にて、２Ｃａ＋０２→２ＣａＯ３Ｃａ　＋　Ｎ　２　→Ｃａ　ｓ　Ｎ　２のように反応
して、雰囲気中のガス成分を低下させる、いわゆるゲッ
タ作用を奏する。

このため、蒸着時の薄膜形成安定性及び形成速度を向上
させると共に、得られる薄膜は高純度で磁気特性が大幅
に改善され、高特性薄膜を高生産効率で製造することを
可能とする。

なお、本発明の方法で製造される蒸着用Ｔｅ又はＴｅ系
合金の０含有量は３００ｐｐｍ以下であるが、これは、
従来の粉末焼結体の０含有量の１１５〜１／３であり、
従来品に比し、スパッタ時の酸化を大幅に低減すること
ができる。

しかも、完全溶解品であるため極めて高密度であること
から、従来の焼結晶に比し、膜形成効率及びその安定性
を高めることができる。

［実施例］以下、実施例について説明する。

実施例１、比較例ｌＣａ０９８％以上のＣａＯ質耐火材で内張すされた黒鉛
坩堝を用い、Ａｒ雰囲気中で溶製を行なフて、第１表に
示す組成の合金ＩＫｇを得た（実施例１）。

また、粉末冶金法（比較例１）にて、第１表に示す組成
の合金を得た。

第１表（Ｔｅ、Ｓｓのみ％、その他はｐｐｍ）各合金を
蒸着用材料として用い、下記仕様のスパッタリング装置
にて、直径１０ｃｍのガラス基盤上に薄膜を形成した。

なお、基盤加熱温度は１００℃とした。

スパッタリング装置仕様１）ターゲットサイズ　　　　直径４インチ２）到達圧
力　　　　　　　　１０−’ｔｏｒｒ３）スパッタリン
グレート　　４ｏｏｏＡ１０＋ｔｎ（基盤固定時）スパッタ電力、アルゴンガス圧、スパッタ時間を変えて
、各蒸着用材料により形成された薄膜の膜厚を調べた結
果を、それぞれ第１図〜第３図に示す。

第１図〜第３図より、本発明で製造される蒸着用材料は
、膜形成効率が高く、しかも、均一で安定な膜形成が行
なえることが明らかである。

実施例２〜４、比較例２〜４第２〜４表に示す合金を溶製又は粉末焼結により製造し
たこと以外は、実施例１、比較例１と同様にして蒸着材
料を製造し、各材料を用いて薄膜の形成を行なった。

その結果、本発明の方法により得られた蒸着材料によれ
ば、いずれも粉末焼結晶に比し、極めて安定かつ効率的
に膜形成を行なうことができ、しかも得られる薄膜は均
一かつ高特性であることが確認された。

第２表（Ｔｅ、Ｓｂは％、その他はｐｐｍ）第３表（Ｔ
ｅ％Ｂｉは％、その他はｐｐｍ）第４表（Ｔｅ、Ｐｂ、
Ｓｅは％、その他はｐｐｍ）［発明の効果］以上詳述した通り、本発明の方法によれば、低０、低Ｎ
、低Ｓ、低Ｃ含有率で特定量のＣａを含有するＴｅ又は
Ｔｅ系合金が容易に得られる。

本発明で製造される蒸着用Ｔｅ又はＴｅ系合金は、高密
度で、Ｏ，Ｎ、Ｓ、Ｃ含有量が少ない上に、Ｃａによる
ゲッタ作用により、蒸着雰囲気中のガス成分が大幅に低
減されるため、蒸着による膜形成安定性及び膜形成速度
が向上されるとともに、得られる薄膜は高純度で極めて
磁気特性に優れたものとなる。

従って、本発明の方法によれば、高特性薄膜を効率的で
得ることができる蒸着用Ｔｅ又はＴｅ系合金が提供され
、光磁気記録材料の薄膜製造用蒸着材料の製造に極めて
有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図の各図は実施例１、比較例１で得ら
れた結果を示すグラフであって、それぞれ、スパッタ電
圧、アルゴン圧、スパッタ時間と得られる膜厚との関係
を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｔｅ又はＴｅ系合金をＣａＯ含有率９０重量％以
上のＣａＯ質耐火材で内張りされた容器内で溶製するこ
とにより、Ｃａ５０〜２００ｐｐｍ、Ｏ３００ｐｐｍ以
下、Ｎ１００ｐｐｍ以下、Ｓ３０ｐｐｍ以下及びＣ３０
ｐｐｍ以下の溶湯を得ることを特徴とする蒸着用Ｔｅ又
はＴｅ系合金の製造方法。