TW201043709A - Boron-containing target material and producing method thereof, thin film, magnetic recording media - Google Patents

Description

201043709 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種含硼靶材的製作方法，尤其是一種使用 鈷鉻預合金粉而能夠讓靶材中的鈷、鉻、硼等元素分佈均 勻的方法。 【先前技術】 一般的鈷鉻鉑-氧化物（coCrPt_ox丨de)複合材料係用於 垂直式磁紀錄媒體（perpendicular magnetic rec〇rding 〇 media)之紀錄層（recording丨ayer)，此紀錄層之薄膜於工業 上通常使用濺鍍之方式來形成；複合材料靶材因含有絕緣 性之陶瓷物質，於直流磁控濺鍍時易產生電弧放電（arc|ng) 及顆粒（particles)等問題。為使濺鍍時不易產生電弧放電 (arcing)及顆粒（partjc|es)現象，美國專利 us2〇〇4/i 12734 中教示C〇C「Pt-OXide靶材中氧化物相之尺寸需小於 1 〇Am ;另為避免造成不均勻的薄膜成份分佈，靶材成份分 佈需愈均勻愈佳》 為使磁紀錄朝向更高密度邁進，常於CoCrPt-oxide中 加入硼（B)’以使磁性晶粒之分隔更佳；然而於製作靶材時， 若直接使用Co、Cr、Pt、B及氧化物之粉末混合，燒結後 之靶材中會形成大於20#m之粗大Co-Cr-B合金相，此種 組織將使靶材中成份分佈不均，也容易導致濺鍍時產生 arcing 與 particles 等問題。 避免產生粗大硼化物相之方法可參考如美國第 6797137號專利及美國第RE401 00號專利所述，其係使用 快速固化法，如霧化（atomization)，以形成Co-Β或/及 3 201043709

Co-Cr-B粉末，將其作為原料’再經由燒結製程 材，：此可得到相當細緻之蝴化物相；惟其皆使用於製： ::¾化物之靶材’因此無法適用於含有氧化物之靶材的 【發明内容】 Ο ❹ 本發明人有鏗於目前尚無適用於製作均勻含爛之氡化 物粗材的方法，因此經過不斷的研究以及無數次的試驗之 後，終於發明出此含硼靶材的製作方法。 能 本發明之目的係在於提供—種使發鉻預合金粉而 夠讓靶材中的鈷、鉻、硼等元素分佈均勻的方法。 為達上述目的’本發明之含硼_製作方法 包括： 八1示 提供始鉻（Co-Cr)預合金粉； 混Μ鉻預合金粉以及原料粉末後將其預成型，以形 、初胚’其中該原料粉末包含硼(Β)粉和氧化物粉； 燒結該初胚以獲得該含硼靶材。 :佳：該氧化物粉末為二氧化鈦(Μ)、二氧切 :〇2)、二氧化二鈦（Ti2〇3)、氧化絡（C说)或氧化组（丁队） 較佳的疋，该原料粉末尚包括麵（Pt)粉。 較佳的是，燒結該初胚的溫度為950〜n 300〜425 Bar。 险力馬 氧化ΓΤ括—種含㈣材，其係包含姑、絡、❹ 氧化物’ 1其硼化物相之尺寸小於10_。 較佳的是，該含硼靶材尚包括鉑。 .201043709 較佳的是，該含硼靶材係由飪、# π你由鈷、鉻、硼和氧化物所組 成’其领化物相之尺寸小於5 # m。 本發明還關於一種薄膜，其传未丨田 丹你利用上述含硼靶材所濺 鑛而成者。 本發明又關於一種磁紀錚媒I#，甘及3丨 不姝骽其係利用上述之薄膜 所製成者。 本發明使用钴鉻預合金粉當作原料，再與棚、氧化物 等原料混合，如此所製成之乾材，其蝴化物的尺寸及分佈 〇會被有效控制，並使IM才中的C0、Cr、B等元素的分佈均 勻性大幅提升。 【實施方式】 本發明之含硼靶材的製作方法，其係包括提供鈷鉻 (Co-Cr)預合金粉；混合鈷鉻（c〇_Cr)預合金粉以及原料粉末 • 後將其預成型，以形成初胚，其中該原料粉末包含硼粉和 氧化物粉（如氧化鈦），該原料粉末尚可依據實際的應用與需 要而添加包含鉑等金屬；以溫度為95〇〜118(rc、壓力為 〇 300〜425 Bar的燒結條件燒結該初胚以獲得該含硼靶材， 該含硼靶材的硼化物相之尺寸小於1〇/zm。 實施例 比較例一：製作原子百分比為7l.5Co-17Cr-4B-7.5(Ti2〇3)的乾材 將78.67公克之c〇粉（粉末粒徑7/ym)、16_50公克之 Cr粉（粉末粒徑20/；m)、0.81公克之B粉（粉末粒徑8//m) 及4.02公克之丁丨2〇3粉（粉末粒徑1〇#〇1)以自動研磨機研磨 5 201043709 30刀鐘而後以6〇網目（mesh)之篩網過筛；將通過6〇mesh 之混合粉末均勻充填於石墨模具後，利用油壓機以3〇〇psi 的壓力預成型，再將成型好之粉末與模具一同置入熱壓爐 中進行燒結，熱壓溫度為11〇(rc、熱壓時間為18〇分鐘、 壓力為362Ba「。 請參看第一圖，其係使用純c〇及純c「粉產製之靶材 的金相圖從圖中可明顯看出硼化物相當粗大且分散不均， 且顆粒尺寸約為20//m。 〇 實施例一：製作原子百分比為715co_17cr_4B_ 7.5(丁丨2〇3)的乾材 將35.02公克之c〇粉（粉末粒徑7//m)、60.15公克之 70Co_3〇Cr預合金粉末（粉末粒徑i5//m)、〇_81公克之b • 粉（粉末粒徑8//m)及4.〇2公克之Ti2〇3粉（粉末粒徑1〇//m) - 以自動研磨機研磨3〇分鐘，而後以6〇 mesh之篩網過篩； 將通過60 mesh之混合粉末均勻充填於石墨模具後，利用 〇 油壓機以3〇〇psi的壓力預成型，再將成型好之粉末與模具 一同置入熱壓爐中進行燒結，熱壓溫度為11〇(rc、熱壓時 間為180分鐘、壓力為362Bar。 請參看第二圖所示，其係使用C〇-Cr預合金粉產製乾 材的金相圖，可發現硼化物的分散情形大幅改善，其顆粒 尺寸也由20//m細化到小於5//m。 請參看第三A和三B圖所示’其係使用電子探針微量 分析器（electron probe microanalyser，ΕΡΜΑ)來檢測比較 例一及實施例一中Cr的分佈情形，可看出使用本發明之方 6 201043709 法以C。心預合金粉末作為原料來製縣材時，不僅棚化 物之尺寸會減小，且元素分佈更為均勻。 實施例二：製作原子百分比為63c〇_i7c「_i2pt_5B_ 3(Ti02)的靶材 Ο 將51.35公克之Co粉（粉末粒徑7//m)、12.23公克之 7〇C〇_3〇C「預合金粉末（粉末粒徑15"m)、32.38公克之Pt 粉（粉末粒徑5料〇.75公克之B粉（粉末粒徑㈣及3.30 公克之T丨〇2粉(粉末粒徑以自動研磨機研磨分鐘， 而後以60 mesh之筛網過筛；將通過6〇 _h之混合粉末 均句充填於石墨模具後，利用油壓機以3〇〇psj㈣力預成 型，再將成型好之粉末與模具—同置人熱壓爐中進行燒結， 熱壓溫度為HCHTC、熱壓時間為18〇分鐘、壓力為36咖「。 冑參看第四圖所示’其係使用以心預合金粉產製 C〇-Cr-Pt-B-Ti〇2靶材的金相圖，從圖中可明顯看出硼化物 的尺寸約為1 0/ym，其原因庫盔pt各、# ^ /、眾U應為Pt會促進硼擴散而導致硼 ϋ 化物比實施例一大。 使用鈷鉻預合金粉來產製含㈣材會使蝴化物存在於 原始鈷鉻預合金粉的内部，其硼化物的尺寸可由2〇um降 到1 Oum以下，且改善硼化物的分散情形。 【圖式簡單說明】

第一圖係比較例一的金相圖D 第二圖係本發明之實施例一的金相圖。 第三A和B圖係比較例_與實施例_的電子探針微量 分析（ΕΡΜΑ)圖。 7 201043709 第四圖係本發明之實施例二的金相圖。 【主要元件符號說明】 無

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Claims (1)

1. 201043709 七、申請專利範圍： 1: -種含㈣材的製作方法，其係包括： 提供鈷鉻（Co-Cr)預合金粉； 混合錄鉻預合金粉以及原料粉末後將其預成型 成初胚，其申該屌钭扒φ 、預成i，以形 原枓粉末包含硼粉和氧化物粉，· 燒結該初胚以獲得該含硼靶材。 Ο ❹ 法請專㈣圍第1項所述之含料材的製作方 居，其中該氧化物粉虫焱* ^ 衣作万 (別〇2)、三氧化二鈦（丁丨〇氧乳化欽（丁1〇2) '二氧化矽 粉。 （丁丨2〇3)、氧化絡（C「2〇3)或氧化组（Ά) 法 3並如申請專利範圍第，項所述之 其中該原料粉末尚包括銘（Pt)粉。 的1作方 法 盆：：明專利範圍第2項所述之含硼靶材的製作方 ，、中§亥原料粉末尚包括鉑（Pt)粉。 乾材5的製㈣1至4項m所述之含领 其中燒結該初胚的溫度為950〜11 8〇t：， 垄力為3〇〇〜425 Bar。 其二:種 含二:::專：。範圍…所述之含·其中該 如中β奢專利範圍第6項所述之含蝴鞋>材，其中該 材係由銘、鉻、石朋和氧化物所組成，其硕化物相之 尺才小於5# m。 9’ —種薄膜，其係利用如申請專利範園第彳至8項 9 201043709 中任一項所述之含硼粗材的製作方法所製成之含硼乾材所 滅鍍而成者。 1 0. —種磁紀錄媒體，其係利用如申請專利範圍第9 項之薄膜所製成者。 八、圖式：（如次頁）

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