TW201707017A - 鈷鐵基軟磁靶材及鈷鐵基軟磁材料 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種鈷鐵基軟磁靶材及其所濺鍍而成之材料。該鈷鐵基軟磁材料包含鐵、鈷、硼、第一金屬及第二金屬，第一金屬有別於第二金屬，第一金屬可為鉭、鈮、鉬或鎢，第二金屬為鉬或鎢；其中鈷佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係高於鐵佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量，硼佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量介於10 at%至15 at%，第一、第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量和介於10 at%至14 at%。據此，該鈷鐵基軟磁材料能同時兼具300°C以上之居禮溫度及飽和磁化量降低率低於20%之特性，使此種鈷鐵基軟磁材料更適用於應用至磁記錄媒體中。

Description

鈷鐵基軟磁靶材及鈷鐵基軟磁材料

本創作關於一種鈷鐵基軟磁材料，尤指一種適用於磁記錄媒體之鈷鐵基軟磁材料；此外，本創作另關於一種用於形成前述鈷鐵基軟磁材料的鈷鐵基軟磁靶材。

近年來，隨著人們對於磁記錄媒體之資訊儲存容量的需求越來越高，如何提升磁記錄媒體的記錄品質一直是業者積極開發的研究課題。

根據磁頭磁化的方向，現有技術之磁記錄媒體可區分為水平式磁記錄媒體及垂直式磁記錄媒體。以垂直式磁記錄媒體為例，其層狀結構由下至上包含有基板、附著層、軟磁層、晶種層、中間層、磁記錄層、覆蓋層以及潤滑層。

所述之軟磁層可採用如直流濺鍍法、射頻濺鍍法或磁控濺鍍法等濺鍍一軟磁性合金靶材所形成；於現有技術之磁記錄媒體中，軟磁層的作用主要在於提升磁記錄層的熱穩定性、降低去磁場以及提升磁記錄媒體的寫入效率等。

現有技術之軟磁層多半以鐵鈷基為主要成分，另額外添加其他改質成分，以獲得預期之軟磁性。然而，現有技術之軟磁層的居禮溫度(Curie temperature)低於150°C，致使含有此種軟磁層的磁記錄媒體之操作溫度因而受到限制；又，由於現有技術之軟磁層的飽和磁化量(saturation magnetization，Bs)受熱後易發生顯著的弱化情形，甚而影響含有此種軟磁層的磁記錄媒體之記錄品質。

有鑒於現有技術所面臨之缺陷，本創作之目的在於提高鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度，同時降低鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量因受熱而被弱化之程度，並確保鈷鐵基軟磁材料能具備應用至磁記錄媒體所需之飽和磁化量的特性規格。

為達成前述目的，本創作提供一種鈷鐵基軟磁靶材，其包含鐵(Fe)、鈷(Co)、硼(B)、第一金屬及第二金屬，第一金屬有別於第二金屬，第一金屬係選自於由鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉬(Mo)及鎢(W)所組成之群組，第二金屬為鉬或鎢；其中鈷佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係高於鐵佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量，硼佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於10原子百分比 (atomic percentage, at%)且小於或等於15 at%，第一金屬與第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量和係大於或等於10 at%且小於或等於14 at%。

依據本創作，藉由在鈷鐵基軟磁靶材之成分種類及其含量，能有助於調控整體鈷鐵基軟磁靶材的相組成之分佈均勻性，進而提升此種鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度、熱穩定性及分佈均勻性，並確保所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料能具備應用至磁記錄媒體所需之飽和磁化量的特性規格。

較佳的，該第一金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係小於該第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量。據此，該鈷鐵基軟磁靶材能具有較細緻之針狀相，故能有利於避免濺鍍製程中發生粗大針狀相於濺鍍時發生剝離之問題，進而確保所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料薄膜上不會有剝離之針狀相的沾附。

較佳的，鈷佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量相對於鐵佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量的比值介於1.5至3.0之間；更佳的，鈷佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量相對於鐵佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量的比值介於2至2.5之間。

較佳的，鈷佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於35 at%且小於或等於55 at%，鐵佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於20 at%且小於或等於30at%。更佳的，鈷佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於45 at%且小於或等於55 at%，鐵佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於20 at%且小於或等於25 at%。

較佳的，該第一金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於0.5 at%且小於或等於10 at%，第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於4 at%且小於或等於13 at%；更佳的，該第一金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1 at%且小於或等於9 at%，第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於4 at%且小於或等於10 at%；再更佳的，該第一金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於8 at%，第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於5 at%且小於或等於10 at%。

較佳的，該第一金屬可為鉭，鉭佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%；或者，該第一金屬可為鈮，鈮佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%；或者，該第一金屬可為鉬，鉬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%；該第一金屬可為鎢，鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%。更佳的，該第一金屬可為鉭，鉭佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於5 at%；或者，該第一金屬可為鈮，鈮佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於5 at%；或者，該第一金屬可為鉬，鉬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於5 at%；該第一金屬可為鎢，鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於5 at%。

較佳的，該第二金屬為鉬，鉬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於8 at%且小於或等於12 at%；或者，該第二金屬為鎢，鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於8 at%且小於或等於12 at%。更佳的，該第二金屬為鉬，鉬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於8 at%且小於或等於10 at%；或者，該第二金屬為鎢，鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於8 at%且小於或等於10 at%。

較佳的，該第一金屬為鈮，第二金屬為鎢，且鈮佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1 at%且小於或等於5 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於8 at%且小於或等於10 at%。據此，利用此種鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度可提高至大於或等於300°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於10%。更佳的，鈮佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於4 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於8.5 at%且小於或等於9.5 at%。

較佳的，該第一金屬為鈮，第二金屬為鉬，且鈮佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1 at%且小於或等於5 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於7 at%且小於或等於11 at%。據此，利用此種鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度可提高至大於或等於350°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於10%。更佳的，該第一金屬為鈮，第二金屬為鉬，且鈮佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於2.5 at%且小於或等於5 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於8 at%且小於或等於10 at%。據此，利用此種鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度可提高至大於或等於350°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於9%。

較佳的，該第一金屬為鉭，第二金屬為鉬，且鉭佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於7 at%且小於或等於10 at%。據此，利用此種鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度可提高至大於或等於350°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於10%。更佳的，該第一金屬為鉭，第二金屬為鉬，且鉭佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於3 at%且小於或等於5 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於7 at%且小於或等於9 at%。據此，利用此種鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度可提高至大於或等於350°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於8%。

較佳的，該第一金屬及第二金屬分別為鎢及鉬，且鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%，鉬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於8 at%且小於或等於10 at%。據此，利用此種鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度可提高至大於或等於400°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於10%。更佳的，鎢佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於3 at%且小於或等於5 at%；據此，利用此種鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度可提高至大於或等於400°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於8%。

為達成前述目的，本創作另提供一種鈷鐵基軟磁材料，其包含鐵、鈷、硼、第一金屬及第二金屬，第一金屬有別於第二金屬，第一金屬係選自於由鉭、鈮、鉬及鎢所組成之群組，第二金屬為鉬或鎢；其中鈷佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係高於鐵佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量，硼佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於10 at%且小於或等於15 at%，第一金屬與第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量和係大於或等於10 at%且小於或等於14 at%。

依據本創作，藉由在鈷鐵基軟磁材料之成分種類及其含量，能具體令鈷鐵基軟磁材料同時符合居禮溫度大於或等於200°C、飽和磁化量降低率小於或等於20%以及飽和磁化量大於或等於500 emu/cc且小於或等於750 emu/cc等特性規格。

較佳的，該鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度係大於或等於300°C；更佳的，該鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度係大於或等於300°C且小於或等於500°C；再更佳的，該鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度係大於或等於300°C且小於或等於450°C；故，當此種鈷鐵基軟磁材料應用於磁記錄媒體時，可令該磁記錄媒體可適用於較高的操作溫度範圍，進而提升含有此種鈷鐵基軟磁材料之磁記錄媒體的應用性。

較佳的，該鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量係大於或等於520 emu/cc且小於或等於730 emu/cc；故，含有此種鈷鐵基軟磁材料的磁記錄媒體可具備較佳的硬碟寫入能力(writability)。

較佳的，該鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量降低率係小於或等於15%；更具體而言，該鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量降低率係大於或等於5%且小於或等於15%。更佳的，該鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量降低率係小於或等於10%；該鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量降低率係大於或等於5%且小於或等於10%。故，相較於現有技術之軟磁層材料，此種鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量較不會因受熱而被顯著弱化，亦即，本創作之鈷鐵基軟磁材料能具備較佳的熱穩定性。

較佳的，該第一金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係小於該第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量。

較佳的，鈷佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量相對於鐵佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量的比值介於1.5至3.0之間；更佳的，鈷佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量相對於鐵佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量的比值介於2至2.5之間。

較佳的，鈷佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於35 at%且小於或等於55 at%，鐵佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於20 at%且小於或等於30 at%。更佳的，鈷佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於45 at%且小於或等於55 at%，鐵佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於20 at%且小於或等於25 at%。

較佳的，該第一金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於0.5 at%且小於或等於10 at%，第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於4 at%且小於或等於13 at%；更佳的，該第一金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1 at%且小於或等於9 at%，第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於4 at%且小於或等於10 at%；再更佳的，該第一金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於8 at%，第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於5 at%且小於或等於10 at%。

較佳的，該第一金屬可為鉭，鉭佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%；或者，該第一金屬可為鈮，鈮佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%；或者，該第一金屬可為鉬，鉬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%；該第一金屬可為鎢，鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%。更佳的，該第一金屬可為鉭，鉭佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於5 at%；或者，該第一金屬可為鈮，鈮佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於5 at%；或者，該第一金屬可為鉬，鉬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於5 at%；該第一金屬可為鎢，鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於5 at%。

較佳的，該第二金屬為鉬，鉬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於8 at%且小於或等於12 at%；或者，該第二金屬為鎢，鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於8 at%且小於或等於12 at%。更佳的，該第二金屬為鉬，鉬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於8 at%且小於或等於10 at%；或者，該第二金屬為鎢，鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於8 at%且小於或等於10 at%。

較佳的，該第一金屬為鈮，第二金屬為鎢，且鈮佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於8 at%且小於或等於10 at%。據此，該鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度可提高至大於或等於300°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於10%；更具體而言，該鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度可提高至大於或等於300°C且小於或等於450°C，且其飽和磁化量降低率可降低至大於或等於5%以上且小於或等於10%以下。更佳的，鈮佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1.5 at%且小於或等於4 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於8.5 at%且小於或等於9.5 at%，藉此令鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度提高至大於或等於320°C且小於或等於450°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於9.5%以下。

較佳的，該第一金屬為鈮，第二金屬為鉬，且鈮佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於8 at%且小於或等於12 at%。據此，該鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度可提高至大於或等於350°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於10%；更具體而言，該鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度可提高至大於或等於350°C且小於或等於450°C，且其飽和磁化量降低率可降低至大於或等於5%以上且小於或等於10%以下。更佳的，該第一金屬為鈮，第二金屬為鉬，且鈮佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於2.5 at%且小於或等於5 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於8 at%且小於或等於10 at%。據此，此種鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度可提高至大於或等於350°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於9%。

較佳的，該第一金屬為鉭，第二金屬為鉬，且鉭佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於7 at%且小於或等於10 at%。據此，該鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度可提高至大於或等於350°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於8%；更具體而言，該鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度可提高至大於或等於350°C且小於或等於450°C，且其飽和磁化量降低率可降低至大於或等於5%以上且小於或等於10%以下。更佳的，該第一金屬為鉭，第二金屬為鉬，且鉭佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於3 at%且小於或等於5 at%，鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於7 at%且小於或等於9 at%。據此，此種鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度係大於或等於350°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於8%。

較佳的，該第一金屬及第二金屬分別為鎢及鉬，且鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於1 at%且小於或等於6 at%，鉬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於8 at%且小於或等於12 at%。據此，該鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度可提高至大於或等於400°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於10%；更具體而言，該鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度可提高至大於或等於400°C且小於或等於450°C，且其飽和磁化量降低率可降低至大於或等於5%以上且小於或等於10%以下。更佳的，鎢佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於3 at%且小於或等於5 at%，鉬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於8 at%且小於或等於10 at%；據此，此種鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度可提高至大於或等於400°C，且其飽和磁化量降低率可降低至小於或等於8%。

較佳的，所述之鈷鐵基軟磁材料能兼具所需之非晶質性及磁特性，使該鈷鐵基軟磁材料可應用於磁記錄媒體中，並且作為一軟磁層。

較佳的，所述之鈷鐵基軟磁材料可經由濺鍍前述鈷鐵基軟磁靶材所製得，可選用之濺鍍方法例如：直流濺鍍法、射頻濺鍍法或磁控濺鍍法等，但並非僅限於此。

為驗證鈷鐵基軟磁材料之組成對其分佈均勻性、居禮溫度、磁特性及熱穩定性之影響，以下列舉數種具有不同組成之鈷鐵基軟磁靶材及利用此種鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之具有不同組成之鈷鐵基軟磁材料作為例示，說明本創作之實施方式；熟習此技藝者可經由本說明書之內容輕易地了解本創作所能達成之優點與功效，並且於不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更，以施行或應用本創作之內容。

實施例 1 至 11 ：鈷鐵基軟磁靶材

依據如下表1所示之鈷鐵基軟磁靶材的組成，秤取並混合適量的鈷、鐵、硼、第一金屬及第二金屬等原料，利用真空感應熔煉法，於4×10^-2 托耳之真空環境、1600°C之澆溫以及持溫高於澆溫100°C之反應條件下，形成合金錠，並進行後續的線切割與電腦數值控制(computer numerical control, CNC)車床加工，完成實施例1至11之鈷鐵基軟磁靶材的製備。

如下表1所示，實施例1至11之鈷鐵基軟磁靶材的組成係由如aCo-bFe-cB-dM1-eM2之通式所示；a、b、c、d、e依序代表鈷、鐵、硼、第一金屬(M1)及第二金屬(M2)各成分相對於鈷鐵基軟磁靶材之原子總數的含量比例，其單位為原子百分比。於實施例1至4之鈷鐵基軟磁靶材中，第一金屬為鈮，第二金屬為鎢；於實施例5至8之鈷鐵基軟磁靶材中，第一金屬為鈮，第二金屬為鉬；於實施例9之鈷鐵基軟磁靶材中，第一金屬為鉭，第二金屬為鉬；於實施例10及11之鈷鐵基軟磁靶材中，第一金屬為鎢，第二金屬為鉬。

實施例 12 ：鈷鐵基軟磁靶材

實施例12之鈷鐵基軟磁靶材的組成係大致上如同實施例8之鈷鐵基軟磁靶材的組成，其不同之處在於，實施例12之鈷鐵基軟磁靶材係以粉末冶金法所製得，具體製備方法如下所述。

依據如下表1所示之鈷鐵基軟磁靶材的組成，秤取並混合適量的鈷、鐵、硼、鈮及鉬等原料，利用粉末冶金法，於1600°C之霧化溫度下進行霧化噴粉程序，再採用滾動混粉機進行混粉，並以篩網進行過篩得到平均粒徑約125微米的原料合金粉末。

接著，將前述原料合金粉末均勻充填於石墨模具中，於4×10^-4 托耳之真空環境中，以1100°C之溫度以及323巴之壓力下，持續燒結而獲得初胚，並進行後續的線切割與電腦數值控制車床加工，製得實施例12之鈷鐵基軟磁靶材的製備。   表1：實施例1至12及比較例3至8之鈷鐵基軟磁靶材以及比較例1、2、9至18之鐵鈷基軟磁靶材之組成及其針狀微結構之最大長徑，單位為微米(μm)。

比較例 1 、 2 、 9 至 11 及 13 至 18 ：鐵鈷基軟磁靶材

於比較例1、2、9至11及13至18之鐵鈷基軟磁靶材之製程中，係根據如上表1所示之組成，秤取並混合適量的鐵、鈷、硼、鈮、鉭、鎢及/或鉬等原料，利用如同前述實施例1至11所採用之真空感應熔煉法及參數條件，製作比較例1、2、9至11及13至18之鐵鈷基軟磁靶材。

如上表1所示，比較例1之鐵鈷基軟磁靶材的組成係由如bFe-aCo-cB-dTa之通式所示，a、b、c、d依序代表鈷、鐵、硼及鉭各成分相對於鐵鈷基軟磁靶材之原子總數的含量比例；比較例2之鐵鈷基軟磁靶材的組成係由如bFe-aCo-cB-dNb之通式所示，a、b、c、d依序代表鈷、鐵、硼及鈮各成分相對於鐵鈷基軟磁靶材之原子總數的含量比例；比較例9至11之鐵鈷基軟磁靶材的組成係由如bFe-aCo-cB-dNb-eW之通式所示，a、b、c、d、e依序代表鈷、鐵、硼、鈮及鎢各成分相對於鐵鈷基軟磁靶材之原子總數的含量比例；比較例13至15之鐵鈷基軟磁靶材的組成係由如bFe-aCo-cB-dNb-eMo之通式所示，a、b、c、d、e依序代表鈷、鐵、硼、鈮及鉬各成分相對於鐵鈷基軟磁靶材之原子總數的含量比例；比較例16之鐵鈷基軟磁靶材的組成係由如bFe-aCo-cB-dTa-eMo之通式所示，a、b、c、d、e依序代表鈷、鐵、硼、鉭及鉬各成分相對於鐵鈷基軟磁靶材之原子總數的含量比例；比較例17及18之鐵鈷基軟磁靶材的組成係由如bFe-aCo-cB-dW-eMo之通式所示，a、b、c、d、e依序代表鈷、鐵、硼、鎢及鉬各成分相對於鐵鈷基軟磁靶材之原子總數的含量比例，上述各成分之含量比例的單位皆以原子百分比示之。

比較例 3 至 8 ：鈷鐵基軟磁靶材

於比較例3至8之鈷鐵基軟磁靶材之製程中，係根據如上表1所示之組成，秤取並混合適量的鈷、鐵、硼、鈮、鉭、鎢及/或鉬等原料，利用如同前述實施例1至11所採用之真空感應熔煉法及參數條件，製作比較例3至8之鈷鐵基軟磁靶材。

如上表1所示，比較例3至7之鈷鐵基軟磁靶材的組成係由如aCo-bFe-cB-dNb-eW之通式所示，a、b、c、d、e依序代表鈷、鐵、硼、鈮及鎢各成分相對於鈷鐵基軟磁靶材之原子總數的含量比例；比較例8之鈷鐵基軟磁靶材的組成係由如aCo-bFe-cB-dNb-eMo之通式所示，a、b、c、d、e依序代表鈷、鐵、硼、鈮及鉬各成分相對於鈷鐵基軟磁靶材之原子總數的含量比例，上述各成分之含量比例的單位皆以原子百分比示之。

比較例 12 ：鐵鈷基軟磁靶材

依據如上表1所示之鐵鈷基軟磁靶材的組成，秤取並混合適量的鐵、鈷、硼、鈮及鉬等原料，利用粉末冶金法，於1600°C之霧化溫度下進行霧化噴粉程序，再採用滾動混粉機進行混粉並進行過篩，得到平均粒徑約125微米的原料合金粉末。

接著，將前述原料合金粉末均勻充填於石墨模具中，於4×10^-4 托耳之真空環境中，以1100°C之溫度以及323巴之壓力下，持續燒結而獲得初胚，並進行後續的線切割與電腦數值控制車床加工，製得比較例15之鐵鈷基軟磁靶材的製備。

如上表1所示，比較例12之鐵鈷基軟磁靶材的組成係由如bFe-aCo-cB-dNb-eW之通式所示；a、b、c、d、e依序代表鈷、鐵、硼、鈮及鎢各成分相對於鐵鈷基軟磁靶材之原子總數的含量比例，其單位為原子百分比。

實施例 13 至 24 及比較例 19 至 36 ：軟磁材料

取用上述實施例1至12及比較例3至8之鈷鐵基軟磁靶材以及比較例1、2、9至18之鐵鈷基軟磁靶材，使用磁控濺鍍法，並設定相同的濺鍍條件下，即190瓦(W)之功率、30毫托(mtorr)之壓力及通有50標準狀態毫升/分鐘(sccm)之氬氣的濺鍍環境中，以1.67奈米/秒之濺鍍速率持續濺鍍50秒，以分別於各基板上濺鍍形成等厚度之實施例13至24及比較例21至26的鈷鐵基軟磁材料以及比較例19、20、27至36之鐵鈷基軟磁材料。

由實施例1至12及比較例3至8之鈷鐵基軟磁靶材以及比較例1、2、9至18之鐵鈷基軟磁靶材所分別濺鍍而成之實施例13至24及比較例21至26的鈷鐵基軟磁材料以及比較例19、20、27至36之鐵鈷基軟磁材料的樣品對應說明整理如下表2所示。   表2：實施例13至24的鈷鐵基軟磁材料以及比較例19至36之軟磁材料的樣品對應說明及其組成。

試驗例 1 ：鈷鐵基軟磁靶材之金相微結構

本試驗例採用掃描式電子顯微鏡觀察實施例1至12與比較例3至8之鈷鐵基軟磁靶材以及比較例1、2及9至18之鐵鈷基軟磁靶材的金相微結構，發現實施例1至11及比較例3至8之鈷鐵基軟磁靶材以及比較例1、2及9至18之鐵鈷基軟磁靶材皆具有呈針狀之微結構，其結果例示如圖1至圖4、圖6至圖8、圖10及圖11中白色相所示。如圖5及圖9所示，由於實施例12及比較例12分別係採用粉末冶金法所製得之鈷鐵基軟磁靶材及鐵鈷基軟磁靶材，故其金相微結構中尚未觀察到有呈針狀之微結構。

本實驗另根據實施例1至11及比較例6至8之鈷鐵基軟磁靶材以及比較例1、2、9、10及13至18之鐵鈷基軟磁靶材的徑向中心為待測樣品，將各待測樣品依厚度分佈各自切分為上、中、下區域後，並分別以掃描式電子顯微鏡觀察各區域之金相微結構，取三區域中所觀察得到之最大針狀微結構為量測對象，以該最大針狀微結構所量測得到之最大長徑代表各鈷鐵基軟磁靶材或鐵鈷基軟磁靶材中呈針狀之微結構的最大長徑。實施例1至11及比較例1、2、6至10及13至18之量測結果亦如上表1所示。

如上表1所示，當鈷鐵基軟磁靶材中呈針狀之微結構的最大長徑越小時，顯示此針狀相越不容易在濺鍍時發生破裂，其能有利於避免鈷鐵基軟磁靶材於濺鍍製程中發生破碎之針狀相沾附在薄膜上之狀況，進而提升利用該鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的製程良率。

綜觀上表1所示之軟磁靶材的針狀微結構之尺寸分析結果，比較例1及2之鐵鈷基軟磁靶材的最大長徑已長達接近1毫米，甚至是大於1毫米以上；即，若一軟磁靶材中硼含量過低且軟磁靶材中除了鐵、鈷與硼成分外僅再額外摻混選自於由鉭、鈮、鉬及鎢所構成之群組中的單獨一種金屬成分時，該等軟磁靶材存有相組成分佈不均勻之問題，更會進一步影響利用該等軟磁靶材所濺鍍而成之軟磁材料之特性。

據此，以下試驗例2至4便不再針對由比較例1及2之鐵鈷基軟磁靶材所濺鍍而成之比較例19及20之鐵鈷基軟磁材料進行分析測試。

試驗例 2 ：軟磁材料之 居禮溫度

本試驗例採用磁熱重分析儀(thermal magnetometry analyzer，TMA)，於110 Oe之外加磁場下，以每三秒上升1°C之升溫速率，自室溫分別加熱實施例13至23與比較例21至25之鈷鐵基軟磁材料以及比較例27至36之鐵鈷基軟磁材料達900°C，並且量測實施例13至23與比較例21至25之鈷鐵基軟磁材料以及比較例27至36之鐵鈷基軟磁材料隨溫度上升的重量變化，以測得不同組成之實施例13至23與比較例21至25之鈷鐵基軟磁材料以及比較例27至36之鐵鈷基軟磁材料的居禮溫度。

各樣品之測試結果係如下表3所示，各樣品所測得之居禮溫度代表此種軟磁材料應用至磁記錄媒體領域時可容許作業之極限溫度，居禮溫度越高代表此種軟磁材料的磁性轉換溫度越高，應用性越佳。   表3：實施例13至23與比較例21至26之鈷鐵基軟磁材料以及比較例27至36之鐵鈷基軟磁材料的組成及其居禮溫度、室溫下之飽和磁化量、飽和磁化量降低率等測試結果。

如上表3所示，實施例13至23之鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度皆已提升至300°C以上。由此可見，藉由適當控制鈷鐵基軟磁靶材之組成，能對應調控由鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的組成，進而提高該鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度，確保鈷鐵基軟磁材料用於磁記錄媒體之應用性。

試驗例 3 ：鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量

本試驗例使用振動樣品磁力計(vibrating sample magnetometer，VSM)，於室溫、-12000至+12000 Oe之外加磁場下，量測實施例13至23與比較例21至26之鈷鐵基軟磁材料以及比較例27至36之鐵鈷基軟磁材料於室溫下之飽和磁化量，單位為emu/cc。

各樣品之測試結果係如上表3所示，各樣品之軟磁材料所測得之飽和磁化量與含有此種軟磁材料之磁記錄媒體的記錄性質相關聯；若軟磁材料之飽和磁化量低於500 emu/cc，會劣化含有此種軟磁材料之磁記錄媒體的硬碟寫入能力，若軟磁材料之飽和磁化量高於750 emu/cc，則會降低雙層結構軟磁層的導磁率(permeability)，致使該軟磁材料無法應用至磁記錄媒體中。

如上表3所示，比較例25及26之鈷鐵基軟磁材料的飽和磁化量皆已超出750 emu/cc之上限值，已破壞將此種鈷鐵基軟磁材料應用至磁記錄媒體之可行性；故上表3中僅示範性列出比較例25之居禮溫度與飽和磁化量受熱後被弱化之程度的實驗結果，而未再列出比較例26之鈷鐵基軟磁材料的相關實驗結果。

此外，如上表3所示，藉由適當控制鈷鐵基軟磁靶材之組成，能對應調控由鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的組成，使實施例13至23之鈷鐵基軟磁材料的飽和磁化量皆符合大於或等於500 emu/cc且小於或等於750 emu/cc的規格，進而確保該等鈷鐵基軟磁材料皆能適用於磁記錄媒體之領域。

試驗例 4 ：軟磁材料之飽和磁化量受熱後被弱化之程度

本試驗例亦使用振動樣品磁力計，於室溫及80°C下、-12000至+12000 Oe之外加磁場下，分別量測實施例13至23與比較例21至25之鈷鐵基軟磁材料以及比較例27至36之鐵鈷基軟磁材料的飽和磁化量。

接著，以下列式1計算各樣品之軟磁材料的飽和磁化量降低率，以評量各樣品之飽和磁化量受熱而被弱化之程度。各樣品之測試結果如上表3所示，飽和磁化量降低率越大，表示軟磁材料之飽和磁化量受熱而被弱化之程度越嚴重，此種軟磁材料的熱穩定性越差。 飽和磁化量降低率=(常溫下之飽和磁化量－於80°C下之飽和磁化量)/常溫下飽和磁化量×100% [式1]

如上表3所示，實施例13至23之鈷鐵基軟磁材料的飽和磁化量降低率可大幅降低至10%以下，更具體而言，該等鈷鐵基軟磁材料的飽和磁化量降低率可大於或等於5%且小於或等於10%。由此可見，藉由適當控制鈷鐵基軟磁靶材之組成，能對應調控由鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的組成，藉此減緩鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量受熱而被弱化之程度，提升鈷鐵基軟磁材料的熱穩定性。

實驗結果討論

合併試驗例2至4中比較例21至23與實施例13至23之分析結果可知，藉由控制鈷鐵基軟磁靶材之組成令其所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料中硼佔整體鈷鐵基軟磁材料的含量不超過15原子百分比，不僅能確保實施例13至23之鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量符合應用至磁記錄媒體之規格，更能將鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度由低於150°C顯著提升至300°C以上，並將鈷鐵基軟磁材料的飽和磁化量降低率由大於25%至60%顯著降低至10%以下。

此外，由試驗例3中比較例26與實施例13至23之分析結果可知，藉由控制鈷鐵基軟磁靶材之組成令其所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料中硼佔整體鈷鐵基軟磁材料的含量不低於10原子百分比，則能有利於確保實施例13至23之鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量符合應用至磁記錄媒體之規格，即，飽和磁化量落在大於或等於500 emu/cc且小於或等於750 emu/cc之區間內，使實施例13至23之鈷鐵基軟磁材料能如期應用至磁記錄媒體之領域中。

合併試驗例2至4中比較例24與實施例13至23之分析結果可知，藉由控制鈷鐵基軟磁靶材之組成令其所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料中第一金屬和第二金屬之含量和在適當的區間範圍內，亦有助於令鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量落在大於或等於500 emu/cc且小於或等於750 emu/cc之區間內，使實施例13至23之鈷鐵基軟磁材料能如期應用至磁記錄媒體之領域中。

再合併試驗例2至4中比較例25與實施例13至23之分析結果可知，即便在鈷鐵基軟磁材料中添加適量的硼成分控制鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度及飽和磁化量降低率，但若未同時控制第一金屬和第二金屬之含量和在適當的區間範圍內，將使鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量超出可應用於磁記錄媒體之上限值 (即750 emu/cc)，而無法適用於磁記錄媒體中。

由此可見，本創作藉由適當控制鈷鐵基軟磁靶材之組成，不僅能維持鈷鐵基軟磁靶材的相組成之分佈均勻性，避免鈷鐵基軟磁靶材在濺鍍製程中發生濺鍍不均勻之問題；更能同時對應調控由此種鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料的組成，使本創作之鈷鐵基軟磁材料能同時符合居禮溫度大於或等於300°C以上、飽和磁化量大於或等於500 emu/cc且小於750或等於 emu/cc以及飽和磁化量降低率小於或等於10%以下之特性，使本創作之鈷鐵基軟磁材料能應用於磁記錄媒體領域中，進而提高含有此種鈷鐵基軟磁材料之磁記錄媒體可適用之操作溫度範圍及其於較高溫度下之記錄品質。

另外，由試驗例2至4中比較例27至30之鐵鈷基軟磁材料相對於實施例13至16之鈷鐵基軟磁材料的比較結果、比較例31至33之鐵鈷基軟磁材料相對於實施例17至20之鈷鐵基軟磁材料的比較結果、比較例34之鐵鈷基軟磁材料相對於實施例21之鈷鐵基軟磁材料的比較結果以及比較例35與36之鐵鈷基軟磁材料相對於實施例22與23之鈷鐵基軟磁材料的比較結果可知，進一步控制鈷鐵基軟磁靶材之組成令其所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料中鈷的含量大於鐵的含量，更能進一步提高鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度並且減緩鐵鈷鐵基軟磁材料的飽和磁化量降低率。

由此可見，本創作藉由適當控制鈷鐵基軟磁靶材及其所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料中鈷含量與鐵含量之比例關係，更能提高鈷鐵基軟磁材料的居禮溫度、降低鈷鐵鐵基軟磁材料的飽和磁化量降低率，使本創作之鈷鐵基軟磁靶材所濺鍍而成之鈷鐵基軟磁材料能適用於磁記錄媒體中，進而提升含有此種鈷鐵基軟磁材料之磁記錄媒體的記錄品質。

上述實施例僅係為說明本創作之例示，並非於任何方面限制本創作所主張之權利範圍。本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述具體實施例。

無。

圖1至5依序為實施例2、8、9、11及12之鈷鐵基軟磁靶材的背向散射電子影像圖(back-scattered electron image，BSE image)。 圖6為比較例7之鈷鐵基軟磁靶材的背向散射電子影像圖。 圖7至11依序為比較例10、13、15至17之鐵鈷基軟磁靶材的背向散射電子影像圖。

無。

Claims (11)

1. 一種鈷鐵基軟磁靶材，其包含鐵、鈷、硼、第一金屬及第二金屬，第一金屬有別於第二金屬，第一金屬係選自於由鉭、鈮、鉬及鎢所組成之群組，第二金屬為鉬或鎢；其中鈷佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係高於鐵佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量，硼佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於10原子百分比且小於或等於15原子百分比，第一金屬與第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量和係大於或等於10原子百分比且小於或等於14原子百分比。
2. 如請求項1所述之鈷鐵基軟磁靶材，其中第一金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係小於該第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量。
3. 如請求項1或2所述之鈷鐵基軟磁靶材，其中鈷佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於35原子百分比且小於或等於55原子百分比，鐵佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量係大於或等於20原子百分比且小於或等於30原子百分比。
4. 如請求項1或2所述之鈷鐵基軟磁靶材，其中鈷佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量相對於鐵佔整體鈷鐵基軟磁靶材之含量的比值介於1.5至3.0之間。
5. 一種鈷鐵基軟磁材料，其包含鐵、鈷、硼、第一金屬及第二金屬，第一金屬有別於第二金屬，第一金屬係選自於由鉭、鈮、鉬及鎢所組成之群組，第二金屬為鉬或鎢；其中鈷佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係高於鐵佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量，硼佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於10原子百分比且小於或等於15原子百分比，第一金屬與第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量和係大於或等於10原子百分比且小於或等於14原子百分比。
6. 如請求項5所述之鈷鐵基軟磁材料，其中第一金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係小於該第二金屬佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量。
7. 如請求項6所述之鈷鐵基軟磁材料，其中鈷佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於35原子百分比且小於或等於55原子百分比，鐵佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量係大於或等於20原子百分比且小於或等於30原子百分比。
8. 如請求項6所述之鈷鐵基軟磁材料，其中鈷佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量相對於鐵佔整體鈷鐵基軟磁材料之含量的比值介於1.5至3.0之間。
9. 如請求項5至8中任一項所述之鈷鐵基軟磁材料，其中鈷鐵基軟磁材料之居禮溫度係大於或等於300°C。
10. 如請求項5至8中任一項所述之鈷鐵基軟磁材料，其中鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量降低率係小於或等於20百分比。
11. 如請求項5至8中任一項所述之鈷鐵基軟磁材料，其中鈷鐵基軟磁材料之飽和磁化量係大於或等於500 emu/cc且小於或等於750 emu/cc。