TW201807229A - 磁性記錄媒體之晶種層用合金、濺鍍靶材以及磁性記錄媒體 - Google Patents

Abstract

本發明係提供作為垂直磁性記錄媒體之晶種層之結晶粒度小的Ni系磁性記錄媒體之晶種層用合金及濺鍍靶材者。具體而言，本發明之Ni系濺鍍靶材之特徵係由Ni-Fe-Co-M合金所成，該合金以at.%計，以合計2~20at.%含有作為M1元素之選自由Au、Ag、Pd、Rh、Ir、Ru、Re、Pt之1種或2種以上之元素，其餘部分係由Ni、Fe、Co及不可避免雜質所成，且Ni、Fe、Co含量之比率以at.%比計，為Ni：Fe：Co=100~20：0~50：0~60。

Description

磁性記錄媒體之晶種層用合金、濺鍍靶材以及磁性記錄媒體

本發明係關於特徵為晶種層薄膜之微細化之Ni系合金濺鍍靶材者。

近年來，垂直磁性記錄之進步顯著，為了硬碟之大容量化，進行磁性記錄媒體之高記錄密度化，藉由一直以來普及之面內磁性記錄媒體，可實現更高記錄密度之垂直磁性記錄方式已實用化。此處，所謂垂直磁性記錄方式係指，相對於垂直磁性記錄媒體之磁性膜中之媒體面，易磁化軸以於垂直方向配向之方式形成者，為適用於高記錄密度之方法。

於垂直磁性記錄方式中，開發有具有提高記錄密度之磁性記錄膜相及軟磁性膜相之記錄媒體，以此等媒體構造，開發有於軟磁性層及磁性記錄層間製膜晶種層或基底膜層之記錄媒體。且近年來，為了提高記憶媒體之記錄密度，尋求磁性記錄層更進一步之細微化。此垂直磁性記錄方式用之晶種層一般而言，例如日本特開2009-155722號公報(專利文獻1)般，使用NiW系之合金。又，如 日本特開2012-128933號公報(專利文獻2)般，提案有對於Ni-Fe-Co-M合金，藉由含有作為M元素之W、Mo、Ta、Cr、V、Nb之晶種層用靶材，且含有具高熔點之bcc系金屬之一的W，而可能改善晶種層所要求之朝(1 1 1)面之定向性，且可使晶粒微細化之發明。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開2009-155722號公報

專利文獻2：日本特開2012-128933號公報

然而，如上述專利文獻1般，垂直磁性記錄方式之晶種層中，使用NiW系之合金者，或專利文獻2中記載，藉由含有具高熔點之bcc系金屬之一的W，雖可改善晶種層所要求之對(111)面之配向性，且使晶粒微細化，但如專利文獻2般由Ni系晶種層用合金靶材所成之高熔點金屬所致之細微化有其界限。

為了解決上述問題，發明人等進行積極開發之結果，提供相較於專利文獻2結晶粒度更小之晶種層用Ni系磁性記錄媒體之晶種層用合金及濺鍍靶材。亦即發 現，藉由含有貴金屬(Au、Ag、Pd、Rh、Ir、Ru、Re、Pt)替代具有高熔點之bcc系金屬，可改善晶種層之(111)面之配向性，進而使結晶粒度微細化，因而完成發明。

本發明之主旨為

(1)一種磁性記錄媒體之晶種層用合金，其特徵係Ni系濺鍍靶材由Ni-Fe-Co-M合金所成，該合金以at.%計，以合計2~20at.%含有作為M1元素之選自由Au、Ag、Pd、Rh、Ir、Ru、Re、Pt之1種或2種以上之元素，其餘部分係由Ni、Fe、Co及不可避免雜質所成，且Ni、Fe、Co含量之比率以at.%比計，為Ni：Fe：Co=100~20：0~50：0~60。

(2)一種Ni系濺鍍靶材，其特徵係於前述(1)之Ni-Fe-Co-M合金中，進而以合計超過0at.%且10at.%以下含有作為M2元素之選自由Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、Cu、P、C、Mn之1種或2種以上之元素。

(3)一種濺鍍靶材，其係使用如前述(1)或(2)之任一項記載之磁性記錄媒體之晶種層用合金而成。

(4)一種磁性記錄媒體，其係使用如前述(1)或(2)之任一項之晶種層用合金而成。

藉由本發明，可提供可使垂直磁性記錄媒體中晶種層之結晶粒度微細化之Ni-Fe-Co-M合金靶材，成為提高磁性記錄媒體之記錄密度極有效之技術。

以下說明與本發明相關之發明之限定理由。如上述般，本發明之最重要特徵，係藉由含有貴金屬(Au、Ag、Pd、Rh、Ir、Ru、Re、Pt)替代具有高熔點之bcc系金屬，以改善晶種層之(111)面之配向性，進而使結晶粒度微細化者。下述顯示以合計2~20at.%含有作為M1元素之選自由Au、Ag、Pd、Rh、Ir、Ru、Re、Pt之1種或2種以上之元素之理由。

Ni-Fe-Co-M合金中，Au、Ag、Pd、Rh、Ir、Ru、Re、Pt於以下稱為「M1元素」，此M1元素，係藉由以本發明中規定之成分範圍添加於fcc構造之Ni-Fe-Co系者，雖其詳細機制尚不明確，其係改善晶種層所要求之(111)面定向性，且使晶粒微細化之元素。此Au、Ag、Pd、Rh、Ir、Ru、Re、Pt之1種或2種以上以at.%計，設為2~20%。然而，未達2%則該效果不充分，且作為晶種層用合金係要求fcc單相者，若超過20%則變得無法確保該fcc構造，或出現非晶化之傾向，因此該範圍較佳設為2~20%。更佳設為5~15%。

下述顯示Ni、Fe、Co含量之比率以at.%比計，設為Ni：Fe：Co=100~20：0~50：0~60之理由。

有關本發明之Ni-Fe-Co-M合金中，若將Ni、Fe、Co之比率設為Ni：Fe：Co=α：β：γ，則α：100~20。設為20以上之理由為，若未達20，則同上述般保磁力變高。因此，其範圍設為100~20。較佳設為100~60。

at比β：0~50

Fe為降低保磁力之元素，且亦為改善膜之配向性之元素。然而，若超過50則因保磁力變高，故其範圍設為0~50。較佳設為2~50%，更佳設為10~40。

at比γ：0~60

Co係降低(111)方向之保磁力之元素。然而，若超過60則因保磁力變高，故其上限設為60。較佳設為40以下。又，Ni-Fe-Co-M合金中，Au、Ag、Pd、Rh、Ir、Ru、Re、Pt於以下稱為M1元素，此M1元素係藉由以本發明中規定之成分範圍添加於fcc的Ni-Fe-Co系中，雖其詳細機制尚不明確，但可改善晶種層所要求之朝(111)面之配向性，且使晶粒微細化之元素。

再者，Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、Cu、P、C、Mn於以下稱為M2元素，此M2元素係使於(111)面配向之元素，且使晶粒細微化之元素。此Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、Cu、P、C、Mn之1種或2種以上以at%量計，設為超過0~10at.%。但是，由於若超過10%則會產生化合物且非晶化，因此該上限設為10%。較佳設為5%。又，M1+M2較佳設為25at%以下，更佳設為20at%以下。

[實施例]

以下，針對本發明進一步藉由實施例具體地說明。

通常，垂直磁性記錄媒體中晶種層係經由與其成分相同成分之濺鍍靶材予以濺鍍，成膜於玻璃基板等之上而得。此處使藉由濺鍍成膜之薄膜急冷。本發明中之供試材，係使用於單輥式之急冷裝置中製作之急冷薄帶。此係簡易地藉由液體急冷薄帶而評價實際上藉由濺鍍而急冷成膜之薄膜之根據成分對諸特性之影響者

急冷薄帶之製作條件，係將成為表中所示之成分組成之方式秤量之原料30g於直徑10、長40mm左右之水冷銅鑄型中減壓，並於Ar中電弧溶解，成為急冷薄帶之溶解母材。急冷薄帶之製作條件，係以單輥方式將此溶解母材置於直徑15mm之石英罐中，將噴液噴嘴直徑設為1mm，以環境氣壓61kPa，噴霧壓差69kPa，銅輥(直徑300mm)之旋轉數3000rpm，銅輥與噴液噴嘴間之間隙為0.3mm予以噴液。噴液溫度設係設為恰能使各溶解母材溶解掉落者。如此般製作之急冷薄帶作為試樣，評價以下項目。

急冷薄帶之結晶粒徑之評價，係於急冷薄帶之斷面顯微組織像之輥方向，根據JIS G0551「鋼‧結晶粒度之顯微鏡試驗方法」測定。P/Lt於1.4以上評為I，於1.2以上且未達1.4評為II，未達1.2評為III。急冷薄帶之保磁力之評價，係於振動試料型之保磁力計中，以雙面膠帶將急冷帶貼於試料台，以初期施加磁場144kA/m進行測 定。保磁力為300A/m以下評為I，超過300A/m、500A/m以下評為II，超過500A/m者評為III。

急冷薄帶之飽和磁通密度之評價，係於VSM裝置(振動試料型磁力計)中，以施加磁場1200kA/m進行測定。供試材之重量於15mg左右時，若為0.2T以上評價為I，未達0.2T評價為III。急冷薄帶之(111)面配向性之評價，係藉由濺鍍成膜之晶種層為fcc構造。晶種層經急冷時於(200)配向。通常，若隨機配向則(111)面及(200)面之X射線繞射強度係I(2 0 0)高於I(100)。因此，以下述方法評價(111)面之配向性。

以雙面膠帶將供試材貼附於玻璃板上，以X射線繞射裝置獲得繞射圖。此時，將急冷薄帶與銅輥接觸面作為測定面之方式貼附供試材。以X射線源為Cu-α且以掃描速度4°/min進行測定。此繞射圖之於(111)面之繞射X射線強度I(111)與同樣(200)面之強度I(200)之強度比I(111)/I(200)未達0.7者評為III，0.7以上者評為I。又，針對生成化合物者、非晶化者評為III。

如表1~7所示，No.1~107、167~230為本發明例，No.108~166、231~236為比較例。

又，記載於表1~7表示之成分組成之例如，No.1由於Ru為2at%，故(Ni2Fe)為100%-2%而為98at%，若將此98%作為1時，則係Ni為(100-2)，Fe為2之比率。且，由於不含Co故其比率相當於0。同樣地，依據No.62，由於Pt與In合計為7at%，故(Ni50Fe)為100%-7%而為93at%，以此93at%作為1時，係Ni為100-50，而Fe為50之比，即Ni與Fe以at比計為相同之比率故意指將93at%對半而各為 46.5at%。

比較例No.108~123、128~134，係添加W代替M元素之情況，其結晶粒徑差。比較例No.135係添加Cr、V代替M之情況，其結晶粒徑差。比較例No.136係添加Nb、V代替M之情況，其結晶粒徑差。比較例No.137係添加Nb、Mo代替M之情況，其結晶粒徑差。比較例No.138由於單獨為Ni，故其保磁力高，配向性及結晶粒徑皆差。比較例No.139，由於沒有M元素，故配向性及結晶粒徑皆差。比較例No.140，由於Fe之含量高，故保磁力變高。比較例No.141，由於Ag之含量低，且Al之含量高，故保磁力微微升高，且配向性差。比較例No.142，由於Pt之含量高，故保磁力之測定困難，且飽和磁通密度及配向性差。

比較例No.143、144，由於Ag之含量低，且Zr及B之含量高，故配向性差。比較例No.145，由於Ni之含量低，Co之含量高，故保磁力變高。比較例No.146，由於Ni之含量低，Fe之含量高，故保磁力變高。比較例No.147，由於Re之含量低，故保磁力高，配向性及結晶粒度皆差。比較例No.148，由於Re之含量高，故全部特性皆差。比較例No.149，由於Pt之含量低，故保磁力高，配向性及結晶粒度皆差。

比較例No.150，由於Pt之含量高，故全部特性皆差。比較例No.151，由於Rh之含量低，故保磁力高，配向性及結晶粒徑皆差。比較例No.152，由於Rh之含量高，故全部特性皆差。比較例No.153，由於Ir之含量低， 故保磁力高，配向性及結晶粒徑皆差。比較例No.154，由於Ir之含量高，故全部特性皆差。比較例No.155，由於Au之含量低，故保磁力高，配向性及結晶粒徑皆差。比較例No.156，由於Au之含量高，故全部特性皆差。

比較例No.157，由於Ga之含量高，故配向性及結晶粒徑差。比較例No.158，由於In之含量高，故配向性及結晶粒徑差。比較例No.159，由於Si之含量高，故配向性及結晶粒徑差。比較例No.160，由於Ge之含量高，故配向性及結晶粒徑差。比較例No.161，由於Sn之含量高，故配向性及結晶粒徑差。比較例No.162，由於Zr之含量高，故配向性及結晶粒徑差。比較例No.163，由於Ti之含量高，故配向性及結晶粒徑差。比較例No.164，由於Hf之含量高，故配向性及結晶粒徑差。比較例No.165，由於B之含量高，故配向性及結晶粒徑差。比較例No.166，由於Cu之含量高，故配向性及結晶粒徑差。

比較例No.231，由於Fe+Co之含量低，故保磁力差。比較例No.232，由於Fe+Co之含量低，故保磁力差。No.233，由於Fe+Co之含量低，故保磁力差。No.234，由於Fe+Co之含量低，故保磁力差。No.235，由於Fe+Co之含量低，故保磁力差。No.236雖於本發明條件內，但由於Pt添加量為4.9而不超過5，故其特性稍差。因此作為比較例。

如同上述，Ni-Fe-Co-M合金中，發現藉由限制為一定含量，限制於此範圍而有磁性，且(111)方向之 磁透率變高，藉由對Ni系晶種層賦予磁性，而發揮可縮短磁頭及軟磁性基底膜間之距離之優異效果。

接著顯示濺鍍靶材之製造方法之例。秤量表1之本發明例No.2、No.10、No.14、No.18、No.25、No.35、No.38、No.55、No.63、No.82、No.91、No.97、No.101、No.107、比較例No.114、比較例No.135、比較例No.136、比較例No.140、比較例No.146、比較例No.153、比較例No.162、本發明例No.177、No.188、No.194、No.206、No.208、No.211、No.217、No.223、No.229、比較例No.231、比較例No.234組成之溶解原料，於減壓Ar氣體環境之耐火物坩鍋內感應加熱溶解後，自坩鍋下部之直徑8mm之噴嘴噴液，並藉由Ar氣體霧化。將此氣體霧化粉末作為原料粉末，填充於碳鋼製之直徑250mm、長100mm之囊內，予以真空脫氣密封。

上述粉末填充鋼胚以成形溫度1100℃、成形壓力147MPa、成形時間5小時之條件經HIP成形。此HIP體，藉由線切割、旋盤加工、平面研磨，加工成直徑180mm、厚度7mm之圓盤狀，作為濺鍍靶材。

針對此等32種成分組成，使用濺鍍靶材，於玻璃基板上成膜濺鍍膜。膜之顯微組織係本發明例No.2、No.10、No.14、No.18、No.25、No.35、No.38、No.55、No.63、No.82、No.91、No.97、No.101、No.107、No.177、No.188、No.194、No.206、No.208、No.211、No.217、No.223、No.229，任一例中皆可看見微細之結晶 粒徑，而比較例No.114、比較例No.135、比較例No.136、比較例No.153、比較例No.162中未見到微細之結晶粒徑。

X射線繞射圖於本發明例No.2、No.10、No.14、No.18、No.25、No.35、No.38、No.55、No.63、No.82、No.91、No.97、No.101、No.107、No.177、No.188、No.194、No.206、No.208、No.211、No.217、No.223、No.229，任一例中均見到良好配向性，而比較例No.153、比較例No.162中則未見到良好配向性。

又，進行與急冷薄帶同樣之磁性特性測定後，本發明例No.2、No.10、No.14、No.18、No.25、No.35、No.38、No.55、No.63、No.82、No.91、No.97、No.101、No.107、No.177、No.188、No.194、No.206、No.208、No.211、No.217、No.223、No.229，任一例均見到良好磁性特性，而比較例No.140、比較例No.146、比較例No.153、比較例No.231、比較例No.234中則未見到良好磁性特性。

此外，X射線繞射圖中，進行與急冷薄帶同樣之測定後，亦為與極冷薄帶之評價結果同樣之I、II、III。以上總結，確認使用濺鍍靶材成膜之濺鍍膜之評價有與急冷薄帶評價之結果同等的傾向。

Claims (4)

1. 一種磁性記錄媒體之晶種層用合金，其係Ni系濺鍍靶材所用之合金，其特徵係由Ni-Fe-Co-M合金所成，該合金以at.%計，以合計2~20at.%含有作為M1元素之選自由Au、Ag、Pd、Rh、Ir、Ru、Re、Pt之1種或2種以上之元素，其餘部分係由Ni、Fe、Co及不可避免雜質所成，且Ni、Fe、Co含量之比率以at.%比計，為Ni：Fe：Co=100~20：0~50：0~60。
2. 一種磁性記錄媒體之晶種層用合金，其係於如請求項1之Ni-Fe-Co-M合金中，進而以合計超過0at.%且10at.%以下含有作為M2元素之選自由Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、Cu、P、C、Mn、Sn之1種或2種以上之元素。
3. 一種濺鍍靶材，其特徵係使用如請求項1或2之磁性記錄媒體之晶種層用合金而成。
4. 一種磁性記錄媒體，其特徵係使用如請求項1或2之晶種層用合金而成。