JPS63243268A - スパツタリング・タ−ゲツト - Google Patents

スパツタリング・タ−ゲツト

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JPS63243268A
JPS63243268A JP7674387A JP7674387A JPS63243268A JP S63243268 A JPS63243268 A JP S63243268A JP 7674387 A JP7674387 A JP 7674387A JP 7674387 A JP7674387 A JP 7674387A JP S63243268 A JPS63243268 A JP S63243268A
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JP
Japan
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target
sputtering
film
composition
rare earth
Prior art date
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Pending
Application number
JP7674387A
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English (en)
Inventor
Satoshi Shimokawato
下川渡 聡
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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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〕 本発明は、例えば磁気光学素子に用いられる重希土類金
属−鉄系合金磁性薄膜作成に用いるスバ・ツタリング・
ターゲットに関するものである。
〔従来の技術〕
従来、重希土類金属−鉄系合金M膜の成膜には一般に真
空蒸着、スパッタリング等が用いられる、中でもスパッ
タリング法は他の成膜法に較べて、磁気的に優れた膜が
得られる点や、マグネトロンスパッタリング法の進歩に
より量産性が著しく向上したことなどの理由で、今日で
は最も広く利用されている。
スパッタリングにより2種以上の元素からなる合金薄膜
を作成する方法は、スパッタリング°ターゲットの構成
により次のように分類できる。
■複合ターゲットを用いる方法 ■複数のターゲットを用いる多元同時スパッタ法■合金
ターゲットを用いる方法 複合ターゲットには、ある金4ターゲット上に異種金属
チップを配置した、いわゆるチップオンターゲットと、
母金属に異種全文を埋め込んだ埋め込みターゲットがあ
る。複合ターゲツト法は、ターゲット表面での異檎元素
間の面積比を制御することによって、合金薄膜組成をコ
ントロールする方法である。したがってチップオンター
ゲツト法ではターゲット消耗に伴いペレットWJ積が減
少し、膜の組成が変化してしまうので、長時間に亘って
の成膜には適していない。この欠点を改良したものが埋
め込みターゲットである。このターゲットは消耗しても
ターゲット上での各元素の領域の面積比がほとんど変化
しないので、長時H[成膜を行っても一定の組成の膜を
得ることができる。
ところが、複合ターゲット共通に、ターゲット表面での
各元素の配置が膜面内での組成の揺らぎに帰するという
欠点を有している。
■の多元同時スパッタ法は、異る材料からなる・複数の
ターゲットに各々独立に高周波電力又は直流電力を投入
し、基板上で合金化した膜を得る方法で、長所は投入電
力を変えることにより合金組成を容易に変え得る点にあ
る。反面、スパッタリング用電源を複数用意する必要が
あること、ターゲット間の高周波電力の干渉に対する対
策を要するなどの欠点がある。さらに各ターゲットから
の膜堆積速度や膜厚分布が膜の組成に直接影響を与える
ため、ターゲットの消耗に伴う堆[f1度、膜厚分布の
変化により、一定の組成の均一な膜を長時間に亘って得
ることが困難である。
■の合金ターゲットは、巨視的には厚さ方向、面内方向
のいずれにおいても均一な組成のものが得られるため、
スパッタリングを多数回繰り返し行っても、これによっ
て得られた膜の組成は一定で均一なものとなる。
合金ターゲットは、その製造法から焼結ターゲット鋳造
ターゲットに分けることができる。焼結ターゲットは、
比較的大面積のものを材料によらず作ることができるが
、不純物である酸素、窒素含有量を各々2000 pp
m  以下に抑えるためには特殊な技術を妾するため、
純度の高い合金薄膜を作るのには不都合である。一方、
所望の組成の溶融金属を不活性ガス中、或いは真空中で
!4造して得られる鋳造ターゲットは含有不純物ガス濃
度を500 ppm以下にすることが可能であり、高純
度の合金薄膜を得ることができる。
以上に述べたように、合金薄膜の工業的生産には、鋳造
ターゲットを用いたスパッタリング法が最も適している
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、重希土類金属と鉄は多種の金属間化合物を形成
するため、インゴットは脆く、ターゲット形状に加工す
ることはもちろん、大WJ債のインゴットを得ることす
ら困難である。そこで本発明はこのような問題点を解決
するもので、その目的とするところは、大面積で加工性
の良い重希土類金部−鉄系合金を提供することにより、
高純度の合金ターゲットを供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のスパッタリング・り゛−ゲットは、スパッタリ
ング法により重希土類金属および鉄を主たる成分とする
磁性薄膜の成膜に用いるスパッタリング・ターゲットが
、軽希土類元素を成分として含有し、かつB、Ga、S
i、Geの少くとも一種以上の元素を含有する鋳造物で
あることを特りとしている。
〔実施例〕
以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する0本実
施例に用いたスパッタリング・ターゲットは特に断らな
い限りすべて、純度999%以上の高純度金属の原料を
、誘電加熱炉にて真空中で加熱を溶解した後アルゴン雰
囲気で鋳造したものを、直径15 cm 、厚さsmm
の円盤上に加工し、さらに銅板からなるバッキングプレ
ートにインジウム系ハンダで接合し用いた。また以下に
示す組成は、原子比である。
実施例1 組成を(NdxDyl−:c)y(FeO,ao C!
00.4G )Zoo−7−ZBz  と表したとき第
1表に表す組成で合金ターゲットの製造を試みた。その
結果、本発明の実施例である試料1〜7はいずれも良好
なスパッタリング・ターゲットとすることができたが、
比較例1および2は鋳造時に、比較例3は加工時に割れ
たためスパッタリング・ターゲットとすることはできな
かった。なおりのかわりにGa、Si、G。
を用いても全く同じ結果を得た。
第  1  表 実施例2 スパッタリング・ターゲットの組成を (NdxTbt−x)zz(IFeo、ss aoo、
15)7355と表したとき、xの値が(L05,0.
20.(140,α60 、Cl2Oの組成で鋳造ター
ゲットの製作を試みたところ、いずれの組成についても
スパッタリング・ターゲットとして加工することができ
た0次にこれらを用いて、初期真空度1.0X10−・
Torr  以下にチ♀ンバー内を排気した後、キャリ
アーガスとしてArを2 X 10”” TOrr  
導入し、350Wの高周波電力をカソードに印加して、
ガラス基板上に50ル罵の膜厚で成膜した。なお保護層
としてアルミニウム膜を磁性層の成膜に連続して100
1隅形成した。第1図は、こうして得た膜のカーループ
から得た保磁力なN(l置換iixでプロットしたもの
である。XがQ、6を越えると急激に保磁力が低下し、
充分な磁気特性が得られなくなることがわかる。Bの代
りにGa、Si、Geを用いた場合も全く同様の結果が
得られた。
実施例3 スパッタリング・ターゲットの組成を (N(LOJ !IG(10,28Dy(1,11O)
 2 S (Fe0,70 Dy0,30 ) 75−
Z MZ(但しMはB、Ga、Si、Geの各元素の1
つ)と表したとき、各Mについてz=1,5,10.1
5,20の組成の鋳造ターゲットの製作を試みたところ
、すべての試料をスパッタリング・ターゲットとして使
用することができた0次にこれらのターゲットを用いて
実施例2と同じ方法でガラス基板上に成膜した。第2図
はカー回転角を、第3図は磁gZc異方性定数を、M添
加i1zに対してプロットしたものである。2が15を
越えるとカー回転角、磁気異方性定数のいずれも急激に
減少するため、磁性膜としては好ましくないが、2≦1
5での変化は許容できる範囲のものであり、むしろB、
Gaのように磁気特性を教養するものもある。
実施例4 鋳造法で得た本発明のスパッタリング・ターゲットと焼
結法で得た従来のスパッタリング・ターゲットの比較を
行った1組成はいずれも(Nd0.22D70.78)
25(11’e0,60000.40)71B4  で
ある、これラノ′−ゲットを用いて実施例2と同じスノ
(ツタ条件で成膜を行った。ここでは磁性膜の膜厚な4
01mとし保護層には窒化シリコン(SSi31J4)
100rLを用いた。第2表はこれらの膜のファラデー
回転角θr、保磁力Hc、J4方性定数Ku、さらに熱
分解法で得た各ターゲットの酸素含有量C(0)を比較
して示したものである。磁気特性、磁気光学特性のいず
れも、本発明の実施例の方が優れているが、これはター
ゲット中に含まれる酸素量の差に起因するものである。
〔発明の効果〕
上述したように本発明によれば、重希土類−鉄系薄膜の
成膜に用いるスパッタリング・ターゲットを鋳造法で容
易に得ることができ、かつ、本発明のスパッタリング・
ターゲットは酸素量が少いため、スパッタ法で得た膜の
磁気特性が向上するという効果を有する。さらに、高価
で希少な重希土類元素を、安価で豊富な資i1ftmを
誇る軽希土類元素で置換することができるため、原料コ
ストを低くすることができる。
なお実施例で示した組合せだけでなく、N(lの代りに
Oe、Pr、43mを単独、或いは複数組合せて用いて
も上述の効果が同様に得られること、およびGd、Tb
、Dyの組合せ、B、Ga、Si、Geの2種以上の組
合せについても同様な効果が得られることが確認された
【図面の簡単な説明】
第1図は (Ndy:Tt)1−X)22(IFeG、
600Q0,40)73B5なる組成式で表される組成
のスパッタリング・ターゲットから作製した膜の保磁力
とXの関係を示した図。 第2図および第3図は (NdO,25G(10,25Dy0.50 )2B 
(Fee、yoQoo、 go ) 75−Z Mz(
但しMはB、Ga、31.Ge)なる組成式で表された
組成のスパッタリング・ターゲットから作製した膜のカ
ー回転角および磁気異方性定数と2の関係を示した図、
(但し、実線はB、破線はGa、一点鎖線はSl、二点
鎖線はGo)以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)スパッタリング法により重希土類金属および鉄を
    主たる成分とする磁性薄膜の成膜に用いるスパッタリン
    グターゲットが、軽希土類金属を成分として含有し、か
    つB、Ga、Si、Geの少くとも一種以上の元素を含
    有する鋳造物でであることを特徴とするスパッタリング
    ・ターゲット。 (2)前記重希土類金属(HR)および軽希土類金属(
    LR)が各々、Gd、Tb、DyおよびCe、Pr、N
    d、Smから選ばれた一種以上の元素であり、前記スパ
    ッタリングターゲットの組成を、原子比で {(LR)_x(HR)_1_−_x}_yA_1_0
    _0_−_y_−_zM_zと表すとき(但しMはB、
    Ga、Si、Geから選ばれた一種以上の元素、Aは鉄
    を含む(LR)、(HR)、M以外の元素を表す)、x
    、y、zが各々 0.05≦x≦0.60 10≦y≦50 0<z≦15 の範囲に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・ターゲット。
JP7674387A 1987-03-30 1987-03-30 スパツタリング・タ−ゲツト Pending JPS63243268A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012012673A (ja) * 2010-07-01 2012-01-19 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology スカンジウムアルミニウム窒化物膜の製造方法

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JPS6167752A (ja) * 1984-09-07 1986-04-07 Hitachi Metals Ltd 永久磁石合金
JPS61168222A (ja) * 1985-01-21 1986-07-29 Seiko Epson Corp 薄膜作製用合金タ−ゲツト
JPS61264533A (ja) * 1985-05-17 1986-11-22 Toyo Soda Mfg Co Ltd 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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