TWI742740B - 非磁性層形成用濺射靶部件、濺射靶及成膜方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種有利於形成構成垂直磁性記錄介質的hcp結構的非磁性層,且經濟性優良的濺射靶部件。該非磁性層形成用濺射靶部件,具有金屬相與氧化物相相互分散的組織,其中,以該靶部件的全部組分為基準計,金屬相含有20mol%~60mol%的Co、5mol%~30mol%的Pt、1mol%~40mol%的Mo,且Mo、Cr、Ru以及B的總濃度為25mol%以上,並且氧化物相的體積比率為10~45%。
Description
本發明涉及一種適合形成非磁性層用薄膜的濺射靶部件,該薄膜用於構成垂直磁性記錄介質。
在HDD(硬碟驅動器)等磁性記錄再生裝置中所使用的磁性記錄介質中,代替目前為止的面內磁性記錄方式,能夠實現高的記錄密度化的垂直磁性記錄方式備受關注。在垂直磁性記錄方式中,磁性記錄層內的易磁化軸的取向垂直於基板表面,與面內磁性記錄方式相比,具有能夠抑制熱波動的現象的優點。
採用垂直磁性記錄方式的垂直磁性記錄介質,通常具有被稱作磁性記錄層的產生磁性的層,和用於改善磁性記錄層的特性的非磁性層。作為磁性記錄層的微小磁體,經常採用hcp-Co合金。在磁性記錄層為hcp(六方最密堆積)結構的情況下,易磁化軸是C軸,需要使C軸的取向在基板的法線方向上。
為了提高該C軸的取向性,在磁性記錄層之下設置hcp結構的非磁性層(也稱作“取向控制層”)是有效的。非磁性層已知有CoCr合金、Ti、V、Zr、Hf等,尤其已知Ru(釕)可有效地提高磁性記錄層的晶體取向,能夠提高矯頑力Hc(日本特開2012-2088992號公報,日本特開2009-245484號公報,國際公開第2010/038448號,日本特開2004-310910號公報)。
專利文獻1:日本特開2012-208992號公報
專利文獻2:日本特開2009-245484號公報
專利文獻3:國際公開第2010/038448號
專利文獻4:日本特開2004-310910號公報
近年,Ru的市場價格飛漲,使用Ru時存在生產成本增大的問題。因此,如果能夠在減少Ru的使用量的同時形成hcp結構的非磁性層,那麼是有利的。本發明鑒於上述情況而完成,在一實施方式中,要解決的技術問題是,提供一種有利於形成構成垂直磁性記錄介質的hcp結構的非磁性層,且經濟性優良的濺射靶部件。在另一實施方式中,本發明要解決的技術問題是,提供一種使用了上述的濺射靶部件的成膜方法。
本發明人為了解決上述技術問題進行了深入研究,結果發現,具有氧化物相與主要成分為Co、Pt以及Mo的金屬相相互分散的組織的濺射靶部件,適合用於形成非磁性層。本發明的示例如下。
〔1〕
一種非磁性層形成用濺射靶部件,其具有金屬相與氧化物相相互分散的組織,該金屬相以該靶部件的全部組分為基準計,含有
20mol%~60mol%的Co、5mol%~30mol%的Pt、1mol%~40mol%的Mo,並且Mo、Cr、Ru以及B的總濃度為25mol%以上,氧化物相的體積比率為10%~45%。
〔2〕
如〔1〕所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,以該靶部件的全部組分為基準計,該金屬相含有25mol%~30mol%的Mo。
〔3〕
如〔1〕或〔2〕所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,以該靶部件的全部組分為基準計,該金屬相中的Cr的濃度為5mol%以下。
〔4〕
如〔1〕到〔3〕中任一項所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,以該靶部件的全部組分為基準計,該金屬相中的Ru的濃度為5mol%以下。
〔5〕
如〔1〕到〔4〕中任一項所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,以該靶部件的全部組分為基準計,該金屬相中的B的濃度為5mol%以下。
〔6〕
如〔1〕到〔5〕中任一項所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,該氧化物相含有從Ti、Si、B、Co、Cr、Ta、Mn、Zr以及Nb構成的群組中選擇的1種或2種以上的金屬的氧化物。
〔7〕
如〔1〕到〔6〕中任一項所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,所述非磁性層形成用濺射靶部件的相對密度為90%以上。
〔8〕
一種濺射靶,其具有如〔1〕到〔7〕中任一項所述的非磁性層形成用濺射靶部件,該非磁性層形成用濺射靶部件隔著釺料層與背板或背管進行層疊的結構。
〔9〕
一種成膜方法,包括使用如〔1〕到〔7〕中任一項所述的非磁性層形成用濺射靶部件進行濺射的步驟。
通過對本發明的一實施方式的濺射靶部件進行濺射,能夠容易地得到非磁性膜。該非磁性膜由於能夠維持金屬相的hcp結構,因此在垂直磁性記錄介質中的磁性記錄層為hcp(六方最密填充)結構的情況下,可以得到C軸沿基板的法線方向進行取向的效果。另外,該膜的金屬相與氧化物相明顯地分離開,因此還可期待有利於在上層進行制膜的磁性層中的磁性粒子之間的分離。另外,本發明的一實施方式的濺射靶部件所使用的Mo,與Ru相比購買價格更低。因此,本發明的一實施方式的濺射靶部件,可期待用來形成構成垂直磁性記錄介質的非磁性層。
本發明的非磁性層形成用濺射靶部件在一實施方式中,具有金屬相與氧化物相相互分散的組織。在濺射靶部件中,金屬相與氧化物相相互分散,有利於形成均勻的膜。
(1.金屬相)
在本發明的非磁性層形成用濺射靶部件的一實施方式中,金屬相,以該靶部件的全部組分為基準計,含有20mol%~60mol%的Co、5mol%~30mol%的Pt、1mol%~40mol%的Mo。Co、Pt以及Mo,可以分別以單質金屬的形式存在,也可以以CoPt合金、CoPtMo合金、CoMo合金、PtMo合金的形式存在,或者以這些合金中的任一種與Cr、Ru以及B中的任一種或兩種以上的合金的方式存在。
金屬相中的Co濃度的下限值選用20mol%以上,是為了容易形成Co合金。當Co較少時,難以維持Co以及Co合金的hcp結構。Co濃度的下限值,優選為30mol%以上,更優選為35mol%以上,還更優選為40mol%以上。另外,金屬相中的Co濃度的上限值選用60mol%以下,是為了非磁性化。當Co較多時,即使使用其他金屬,非磁性化也變難。Co濃度的上限值,優選為55mol%以下,更優選為50mol%以下,還更優選為45mol%以下。
金屬相中的Pt濃度選用5mol%以上且30mol%以下,是為了影響在上層製造的磁性層的穩定性。Pt較多或較少,均會使得磁性層中的hcp結構的穩定性變差。Pt濃度的下限值,優選為10mol%以上,更優選為15mol%以上。Pt濃度的上限值,優選為28mol%以下,更優選為25mol%以下。
金屬相中的Mo濃度的下限值選用1mol%以上的原因是,與Ru相比Mo的購買價格更低,並且有助於濺射膜的非磁性化(換言之,
降低飽和磁化),另外,維持濺射膜中的金屬相的hcp結構的效果也很好。另外,Mo在化學上穩定,具有難以被氧化因此不會在無意間將氧化物相中含有的CoO等氧化物還原的特性。基於容易調節濺射膜的組成相的觀點,這一特性是有利的。Mo濃度的下限值,優選為5mol%以上,更優選為15mol%以上,還更優選為25mol%以上。
另外,當Mo的濃度過高時,濺射靶部件容易破裂,因此金屬相中的Mo濃度的上限值選用40mol%以下,是為了防止破裂的產生。Mo濃度的上限值,優選為40mol%以下,更優選為35mol%以下,還更優選為30mol%以下。
因此,在本發明的非磁性層形成用濺射靶部件的優選的實施方式中,以該靶部件的全部組分為基準計,金屬相含有35mol%~50mol%的Co、10mol%~28mol%的Pt、15mol%~35mol%的Mo,在更優選的實施方式中,以該靶部件的全部組分為基準計,金屬相含有40mol%~45mol%的Co、15mol%~25mol%的Pt、25mol%~30mol%的Mo。
以該靶部件的全部組分為基準計,金屬相含有的Mo、Cr、Ru以及B的總濃度為25mol%以上。這些金屬元素,有利於濺射膜的非磁性化,因此以總濃度計優選含有25mol%以上。但是,當這些金屬元素的總濃度過高時,存在濺射膜的hcp結構被破壞的擔憂,因此這些金屬元素的總濃度的上限值,以該靶部件的全部組分為基準計,優選為40mol%以下,更優選為35mol%以下,還更優選為30mol%以下。另外,基於不會引起不期望的特性變化的觀點,優選Mo以外的金屬成分較少。
Cr會對金屬相的hcp結構的維持產生不良影響,並且容易將CoO等氧化物還原,因此在濺射膜中可能會生成不期望的組成相。因
此,金屬相中的Cr的濃度,以該靶部件的全部組分為基準計,優選為20mol%以下,更優選為10mol%以下,還更優選為5mol%以下,進一步優選為1mol%以下。
Ru如上文所述是生產成本升高的主要原因,因此優選其添加量較少。因此,金屬相中的Ru的濃度,以該靶部件的全部組分為基準計,優選為20mol%以下,更優選為10mol%以下,還更優選為5mol%以下,進一步優選為1mol%以下。
B和Cr也同樣地容易將CoO等氧化物還原,因此在濺射膜中可能會生成不期望的組成相。因此,金屬相中的B的濃度,以該靶部件的全部組分為基準計,優選為20mol%以下,更優選為10mol%以下,還更優選為5mol%以下,進一步優選為1mol%以下。
因此,金屬相中的Cr、Ru以及B的總濃度,以該靶部件的全部組分為基準計,優選為20mol%以下,更優選為10mol%以下,還更優選為5mol%以下,進一步優選為1mol%以下。
(2.氧化物相)
在本發明的非磁性層形成用濺射靶部件的一實施方式中,氧化物相的體積比率為10%~45%。通過氧化物相的體積比率的下限值選用10%以上,能夠提高遮罩磁相互作用的效果。氧化物相的體積比率的下限值,優選為20%以上,更優選為30%以上。另外,氧化物相的體積比率的上限值選用45%以下的原因是,如果氧化物相的體積比率進一步增大,那麼在濺射時難以放電。氧化物相的體積比率的上限值,優選為40%以下,更優選為35%以下。
濺射靶部件中的氧化物相的體積比率,按照以下的步驟測量。金屬粒子部分與氧化物部分,能夠通過觀察組織時顏色的濃淡進行
判別。例如,在SEM(掃描型電子顯微鏡)的組織觀察結果中,二次電子的強度呈現為圖像的濃淡,通常來說,金屬部分的二次電子強度較強因此看起來較亮,氧化物的強度較低因此看起來較暗。利用該濃淡,能夠將圖像中看起來較暗的部分的平均面積比率,看作靶的氧化物相的體積比率。這裡利用了均勻地分散的相的平均面積比率與體積比率之間有如下關係式成立(新家光雄編:3D材料組織.特性解析的基礎與應用附錄A1項,內田老鶴圃,2014年6月)。
構成氧化物相的氧化物,沒有限定,可列舉從Ti、Si、B、Co、Cr、Ta、Mn、Zr以及Nb構成的群組中選擇的1種或2種以上的金屬的氧化物。構成氧化物相的氧化物,可以是一種氧化物,也可以是兩種以上氧化物混合存在。
鈦的氧化物,能夠使用TiO2、TiO等。矽的氧化物,能夠使用SiO2、SiO等。硼的氧化物,能夠使用B2O3、BO、B2O、B6O等。鈷的氧化物,能夠使用CoO、Co2O3、Co3O4等。鉻的氧化物,能夠使用Cr2O3等。鉭的氧化物,能夠使用TaO2、Ta2O5等。錳的氧化物,能夠使用MnO、MnO2、Mn3O4等。鋯的氧化物,能夠使用Zr2O3等。鈮的氧化物,能夠使用NbO、NbO2、Nb2O3、Nb2O5等。還能夠使用其他的氧化物。
氧化物也可以是含有兩種以上的金屬成分的複合氧化物。作為複合氧化物,能夠合適地使用CrBO3、Co2B2O5、Co3B2O6、Mn3B206、TiBO3等熔點比較高的複合氧化物。
在上述氧化物中,基於提高濺射膜中的金屬相與氧化物相的分離性的觀點,優選與構成金屬相的Co的潤濕性優良的鈷的氧化物,CoO最優選。因此,氧化物相中的鈷氧化物的濃度優選為50mol%以上,
更優選為70mol%以上。進一步,氧化物相中的CoO的濃度優選為50mol%以上,更優選為70mol%以上。
(3.相對密度)
濺射靶部件的相對密度越高,越有利於進行電弧少且穩定的濺射,因此更優選。本發明的非磁性層形成用濺射靶部件在一實施方式中,相對密度為90%以上。相對密度優選為95%以上,更優選為99%以上。相對密度,根據阿基米德密度與由組分確定的理論密度之比求出。由組分確定的理論密度,由於沒有考慮實際存在的化合物的密度,因此也可能超過100%。
理論密度,是進行濺射靶部件的成分分析,並根據由此得到的各成分的品質濃度和各成分的單質密度算出。具體地,假設靶的組成成分相互擴散或者不進行反應地混合存在時的密度,通過下式計算。
式:理論密度(g/cm3)=Σ(組成成分的分子量×組成成分的摩爾比)/Σ(組成成分的分子量×組成成分的摩爾比/組成成分的文獻值密度)
這裡Σ是指,對於全部的靶的組成成分進行求和。
(4.製法)
本發明的非磁性層形成用濺射靶部件,能夠使用粉末燒結法,例如,能夠通過以下的步驟製作。
首先,準備與所需的金屬相的組分對應的一種或兩種以上的金屬粉末。金屬粉末,可以是Co粉末、Pt粉末、Mo粉末、Cr粉末、Ru粉末、B粉末等單質金屬粉末,也可以是Co-Pt合金粉末等合金粉末。金屬粉末可以通過將熔融鑄造的鑄錠粉碎進行製作,也可以通過氣體霧化法來製作。
各金屬粉末的中值直徑,優選為0.1μm以上,更優選為0.5μm以上,還更優選為1μm以上。若金屬粉末過小,則粉末之間會凝聚,難以得到均勻的組織。但是,若各金屬粉末的中值直徑過大,則存在難以與氧化物粉末均勻混合、在濺射中成為微粒產生的原因的擔憂,因此優選為150μm以下,更優選為30μm以下,還更優選為10μm以下。中值直徑能夠通過粉碎和篩選來調節。
首先,準備與所需的氧化物相的組分對應的一種或兩種以上的氧化物粉末。基於容易均勻分散的觀點,中值直徑優選為30μm以下,更優選為10μm以下,還更優選為5μm以下。另外,基於防止粉末之間的凝聚的觀點,氧化物粉末的中值直徑優選為0.1μm以上,更優選為1μm以上,還更優選為2μm以上。
在本說明書中,粉末的中值直徑是指,在通過鐳射繞射.散射法求出的細微性分佈中,以體積值為基準計累計值為50%(D50)處的粒徑。在實施例中,使用HORIBA公司製造的型號LA-920的細微性分佈測量裝置,將粉末分散在乙醇溶劑中,通過濕式法進行測量。折射率使用金屬鈷的值。
接著,稱量原料粉末(金屬粉末以及氧化物粉末)以得到所需的組分,使用球磨等公知的方法進行粉碎兼混合。此時,優選在粉碎容器內封入惰性氣體,盡可能地抑制原料粉末的氧化。惰性氣體可列舉Ar氣、N2氣。另外,此時,為了實現均勻的組織,優選進行粉碎直到混合粉的中值直徑為20μm以下,更優選為10μm以下,例如能夠粉碎到中值直徑在0.1~10μm的範圍內。將如此得到的混合粉末,使用熱壓法在真空氣氛或者惰性氣體氣氛下進行成型.燒結。另外,除了上述熱壓法以外,還能夠使用等離子體放電燒結法等各種各樣的加壓燒結方
法。特別地,熱等靜壓燒結法(HIP)對提高燒結體的密度有效,基於提高燒結體的密度的觀點,優選依次實施熱壓法和熱等靜壓燒結法。
燒結時的保溫溫度,為了避免金屬粉末的熔融,雖然該溫度依賴於金屬相的組分,但是優選小於所使用的金屬的熔點,更優選是比熔點低20℃以上的溫度,進一步更優選是比熔點低50℃以上的溫度。另外,燒結時的保溫溫度,為了避免燒結體的密度降低,優選為650℃以上,更優選為700℃以上,還更優選為750℃以上。
為了促進燒結,熱壓的壓力,優選為20~70MPa。熱等靜壓燒結(HIP)的壓力,基於提高燒結體的密度的觀點,優選為100~200MPa。
為了提高燒結體的密度,燒結時間,優選為0.3小時以上,更優選為0.5小時以上,還更優選為1.0小時以上。另外,為了防止晶粒的粗大化,燒結時間優選為3.0小時以下,更優選為2.0小時以下,還更優選為1.5小時以下。
將得到的燒結體,使用車床等成形加工成所需的形狀,從而能夠製作本發明的濺射靶部件。靶形狀沒有特別的限制,例如可列舉平板狀(包括圓盤狀、矩形板狀)以及圓筒狀。
濺射靶部件的厚度沒有特別限定,可根據使用的濺射裝置、成膜使用時間等進行適當設置,通常為3~25mm左右,典型地為6~18mm左右。
濺射靶部件,可直接用作濺射靶,也可以根據需要通過釺料與背板或背管接合後使用。在這種情下,可以提供具有濺射靶部件隔著釺料層與背板或背管進行層疊的結構的濺射靶。構成釺料層的物質,
沒有限定,例如,為了熔點低於銦的熔點,優選從純In、InSn合金和InZn合金構成的群組中選擇的一種以上。
釺料層的厚度,沒有特別限定,從濺射靶的使用效率的方面和基於釺料的熱膨脹緩衝作用防止破裂的方面出發,優選為0.1mm~2mm,更優選為0.1mm~1mm,還更優選為0.3mm~0.8mm。
(5.成膜)
本發明在一方面,提供一種成膜方法,包括使用本發明的非磁性層形成用濺射靶部件進行濺射的步驟。能夠適當地設置濺射條件。
實施上述成膜方法得到的濺射膜在一實施方式中,飽和磁化為200emu/cc以下,優選為150emu/cc以下,更優選為100emu/cc以下。飽和磁化,是通過試樣振動型磁力計(VSM)測量的值。另外,通過實施上述成膜方法得到的濺射膜在一實施方式中,通過XRD(X射線繞射法)進行分析時,在2θ=42°~44°之間出現的由hcp結構的CoPt合金的(002)面產生的峰的半值寬度(FWHM)為5以下,優選為4以下,典型地在3~5的範圍內。這意味著,濺射膜中維持了金屬相的hcp結構。
以下,將本發明的實施例與比較例一起示出,但這些實施例是為了更好地理解本發明及其優點而提供的,並不意圖限定發明。
<1.原料粉末>
(1)作為金屬原料粉末準備如下粉末。
Co粉末(中值直徑:3μm),Cr粉末(中值直徑:10μm),Pt粉末(中值直徑:1μm),Mo粉末(中值直徑:5μm),B粉末(中值直徑:5μm)。
(2)作為金屬氧化物粉末準備如下粉末。
TiO2粉末(中值直徑:1μm),SiO2粉末(中值直徑:1μm),CoO粉末(中值直徑:2μm)。
接著,稱量各原料粉末,以得到對應於表1所示的試驗編號的原料組分,並與粉碎介質SUS球一起投入到容量10升的球磨罐中,在Ar氣氛中旋轉8小時進行混合、粉碎。測量混合、粉碎後的粉末的中值直徑,為3μm左右。接著,將從罐中取出的粉末填充到碳製成的模具中,使用熱壓裝置進行成型、燒結。熱壓條件是,真空氣氛、升溫速度300℃/小時、保溫溫度1000℃、保溫時間2小時,從升溫開始時到溫度保溫結束為止以30MPa加壓。保溫結束後,在腔室內以原狀自然冷卻。接著,對從熱壓的模具中取出的燒結體施以熱等靜壓燒結(HIP)。熱等靜壓燒結的條件是,升溫溫度300℃/小時、保溫溫度950℃、保溫時間2小時,從升溫開始時逐漸提高Ar氣的氣壓,在950℃保溫中以150MPa加壓。溫度保持結束後,在爐內以原狀自然冷卻。接著,使用車床,將各個燒結體切削加工成直徑180.0mm、厚度5.0mm的形狀,得到圓盤狀的濺射靶部件。各試驗例的濺射靶部件,均準備充分的數量用於實施下述實驗。
<2.組織分析>
對於通過上述步驟得到的各濺射靶部件,切取平行於濺射面的切斷面並進行鏡面研磨。通過FE-EPMA元素測繪圖像對鏡面研磨後的切斷面進行分析。其結果是,可確認任一濺射靶,均具有金屬相與氧化物相相互分散的組織。根據FE-EPMA的元素測繪圖像可以確認,對於金屬相以及氧化物相中的任一者,均存在與原料組分對應的組分的粒子相。金屬相以及氧化物相的組分在表2中示出。
<3.氧化物相的體積比率>
使用日立公司製造的型號S-3700N的SEM(掃描型電子顯微鏡),以3000倍的倍率對進行組織分析後的鏡面研磨後的切斷面進行
拍攝。然後,使用由National Institutes of Health製造的ImageJ軟體對SEM圖像進行成為黑白的二值化處理並確定氧化物相(黑色部分),並求出氧化物相與SEM圖像的總面積相比的面積比率。測量3次,將其平均值用作氧化物相的體積比率的測量值。二值化的步驟如下。
由File→Open讀入圖像。由Image→Type選擇8-bit。選擇除去圖像刻度尺的部分,用Image→Crop裁剪出刻度尺部分。選擇Process→Filters→Gaussian Blur,在Sigma中輸入2,點擊OK。選擇Process→Binary→Make Binary。通過以上的步驟進行圖像的二值化。
<4.相對密度>
對於通過上述製造方法得到的各試驗例的濺射靶部件,通過阿基米德法測量密度,並求出與由組分確定的理論密度相比的比例(%)作為相對密度。結果在表3中示出。
<5.強度>
對於通過上述製造方法得到的各試驗例的濺射靶部件,通過目視確認有無破裂。結果在表3中示出。
<6.成膜試驗>
將通過上述製造方法得到的各試驗例的濺射靶部件,安裝在磁控濺射裝置(佳能ANELVA製造的C-3010濺射系統)上,實施濺射。濺射條件是輸入功率1kW、Ar氣氣壓1.7Pa,在矽基板上進行20秒鐘的成膜。
<7.XRD分析>
對於通過成膜試驗得到的各試驗例的濺射膜,在以下的測量條件下進行XRD(X射線繞射法)分析。通過高角XRD測量繞射峰的位置,通過搖擺曲線測量半值寬度(FWHM)。
分析裝置:株式會社理學製造 高解析度X射線薄膜評價裝置Superlab
.高角XRD測量
管球:Cu(用CuKα測量)
管電壓:40kV
管電流:20mA
光學系統:二維聚光多層膜鏡
掃描模式:2θ/θ
掃描範圍(2θ):10°~100°
測量步長(2θ):0.1°
測量樣品尺寸:約10mm×10mm
.搖擺曲線測量
管球:Cu(通過CuKα測量)
管電壓:40kV
管電流:20mA
光學系統:二維聚光多層膜鏡
掃描模式:θ單獨
掃描範圍(θ):通過高角XRD確定的(002)面的峰位置±10°
測量步長(2θ):0.2°
測量樣品尺寸:約10mm×10mm
使用株式會社理學製造的綜合粉末X射線分析軟體PDXL,對得到的XRD圖譜實施分析。對得到的測量資料,以自動模式實施BG消除、Kα2消除、峰值搜索,確定在2θ=42°~44°之間出現的、
由hcp結構的CoPt合金的(002)面引起的繞射峰的位置,另外,測量該峰值的半值寬度(FWHM)。存在該峰意味著,出現了與測量面平行的(002)面,即,hcp結構的C軸垂直於濺射膜。結果在表3中示出。
<8.磁性測量>
對成膜試驗中得到的各試驗例的濺射膜,通過VSM(玉川製作所製造的型號TM-VSM261483-HGC型)進行磁性測量,測量出飽和磁化。結果在表3中示出。如果濺射膜的飽和磁化200emu/cc以下,那麼可期待應用於非磁性層。
<9.TEM觀察>
對於通過成膜試驗得到的實施例1、比較例8以及比較例9的濺射膜,通過日本電子製造的穿透式電子顯微鏡(TEM)進行組織觀察(倍率:×40000)。然後,通過圖像分析測量金屬相粒子的平均粒徑以及標準差。結果在表4中示出。從表4可知,即使使用Mo代替Ru,也能夠獲得具有毫不遜色的微細組織的濺射膜。
<10.考察>
比較例1中金屬相由Co、Cr以及Pt構成,並且不含有Mo,因此無法在維持結晶性良好的hcp結構的狀態下成膜(根據半值寬度增大能夠確認這一點)。
比較例2中金屬相由Co、Pt以及Ru構成,濺射膜呈非磁性化,並且hcp結構也得到保持,但是Ru的原料費用高,因此經濟性存在問題。
比較例3中金屬相由Co、B以及Pt構成,由於不含Mo,因此沒有在維持結晶性良好的hcp結構的狀態下成膜(根據半值寬度增大能夠確認這一點)。
比較例4~7中雖然含有Mo,但是Mo、Cr、Ru以及B的總濃度不夠,因此濺射膜的飽和磁化高。
比較例8中金屬相中的Mo的濃度過高,因此濺射靶部件脆化而發生破裂。
比較例9中,金屬相由Co、Cr以及Pt構成,由於不含Mo,另外,由於同時使用Cr和CoO,導致沒有生成CoO而生成了Cr2O3,因此金屬相不能被氧化物相很好地分離,可觀察到金屬相粒子的一部分呈粗大化。根據成膜後的金屬相的粒子直徑的標準差增大,能夠確認這一點。
比較例10中金屬相由Co、Pt以及Ru構成,濺射膜呈非磁性化,並且hcp結構也得到保持,但是Ru的原料費用高,因此經濟性存在問題。
比較例11中,金屬相由Co、Pt以及B構成,由於不含Mo,另外,由於同時使用B和CoO,導致沒有生成CoO而生成了B2O3,因此金屬相不能被氧化物相很好地分離,可觀察到金屬相粒子的一部分呈粗大化。根據制膜後的金屬相的粒子直徑的標準差增大,能夠確認這一點。
另一方面,在實施例1~10中,金屬相中的組分與比較例相比更合適,因此濺射膜呈非磁性化,並且維持了hcp結構。另外,由於降低了金屬相中的Ru的濃度,因此還改善了經濟性。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已,舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化,理應包含在本發明之專利範圍內。
Claims (13)
- 一種非磁性層形成用濺射靶部件,具有金屬相與氧化物相相互分散的組織,該金屬相以該靶部件的全部組分為基準計,含有20mol%~60mol%的Co、5mol%~30mol%的Pt、1mol%~40mol%的Mo,並且Mo、Cr、Ru以及B的總濃度為25mol%以上,氧化物相的體積比率為10~45%。
- 如請求項1所述之非磁性層形成用濺射靶部件,其中以該靶部件的全部組分為基準計,該金屬相含有15mol%~40mol%的Mo。
- 如請求項1或2所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,以該靶部件的全部組分為基準計,該金屬相中的Cr的濃度為5mol%以下。
- 如請求項1或2所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,以該靶部件的全部組分為基準計,該金屬相中的Ru的濃度為5mol%以下。
- 如請求項1或2所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,以該靶部件的全部組分為基準計,該金屬相中的B的濃度為5mol%以下。
- 如請求項1或2所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,該氧化物相含有從Ti、Si、B、Co、Cr、Ta、Mn、Zr以及Nb構成的群組中選擇的1種或2種以上的金屬的氧化物。
- 如請求項1或2所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,該非磁性層形成用濺射靶部件的相對密度為90%以上。
- 如請求項1或2所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,以該靶部件的全部組分為基準計,該金屬相含有15~30mol%的Pt。
- 如請求項1或2所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,以該靶部件的全部組分為基準計,該金屬相含有25~30mol%的Mo。
- 如請求項1或2所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,該金屬相中的Cr的濃度以該靶部件的全部組分為基準計為10mol%以下。
- 如請求項1或2所述的非磁性層形成用濺射靶部件,其中,該金屬相中的Cr、Ru以及B的總濃度,以該靶部件的全部組分為基準計為10mol%以下。
- 一種濺射靶,具有如請求項1~11中任一項所述的非磁性層形成用濺射靶部件,該非磁性層形成用濺射靶部件隔著釺料層與背板或背管進行層疊的結構。
- 一種成膜方法,包括使用如請求項1~11中任一項所述的非磁性層形成用濺射靶部件進行濺射的步驟。
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