软磁性靶材的制作方法

文档序号:3384826来源:国知局
专利名称:软磁性靶材的制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过溅射法成形软磁性薄膜的Fe-Co系或Fe-Ni系靶材。
背景技术
近年来,磁记录技术的进步显著,为了驱动器的大容量化,磁记录介质的高记录密度化得到推进。然而,在现在世间广泛使用的面内磁记录方式的磁记录介质中,若想实现高记录密度化,则需记录比特(bit)微细化,要求由记录比特几乎无法记录的高矫顽磁力。因此,作为解决这些问题以使记录密度提高的方法,研究了垂直磁记录方式。
所谓垂直磁记录方式,就是相对于垂直磁记录介质的磁性膜中的介质面,使易磁化轴在垂直方向上取向的方式形成,以适于高记录密度的方法。于是,在垂直磁记录方式中,开发有具有提高了记录灵敏度的磁记录膜层和软磁性膜层的两层记录介质。该磁记录膜层一般采用CoCrPt-SiO2系合金。
另一方面,作为两层记录介质的软磁性膜,提出有使用Fe-Co-B系合金的软磁性膜,例如,如特开2004-346423号公报中所公开的,提出了Fe-Co-B系合金靶材,其在剖面微组织中没有硼化物相存在的区域中描绘的最大内接圆的直径为30μm以下。
在上述的软磁性膜的成膜中,一般使用磁控管溅射(magnetronsputtering)法。所谓此磁控管溅射法,就是在靶材的背后配置磁铁,在靶材的表面使磁通漏泄,通过使该漏泄磁通区域收集等离子体而形成高速成膜的溅射法。此磁控管溅射法以在靶材的的溅射表面漏泄磁通为特征,因此在靶材自身的导磁率高时,靶材的溅射表面就难以形成磁控管溅射法中必要的充分的漏泄磁通。因此,从必须极力降低靶材自身的导磁率这样的要求出发,提出了特开2004-346423号公报。
然而,上述中的靶材制品的厚度的界限在5mm左右,若厚度在此之上,则靶材表面未出现充分的泄漏磁通,因此有无法进行正常的磁控管溅射这样的问题。另外,作为磁控管溅射用所使用的靶材的膜时,由于要求有高磁通密度,所以优选以Fe为基础的材料,但是这时有耐腐蚀性方面的课题,另外,由于靶材的氧化,膜的品质会劣化,溅射时在氧化部发生异常放电而有溅射不良的情况。

发明内容
本发明者们此番得到的发现如下通过在饱和磁通密度大的Fe-Co系合金或Fe-Ni系合金中添加0.2~5原子%的Al或Cr,从而得到不会使磁特性劣化,能够使耐气候性提高的软磁性靶材软磁性靶材。这里,所谓耐气候性指的是在使用组装室内的电子元件的机器的环境下的耐气候性能。
因此,本发明的目的在于,提供一种不会使磁特性劣化,并使耐气候性提高的软磁性靶材。
即,本发明的第一方式的软磁性靶材,由Fe∶Co的原子比为100∶0~20∶80的Fe-Co系合金构成,所述合金还含有0.2~5原子%的Al或Cr的1种或2种。
另外,本发明的第二方式的软磁性靶材,由Fe∶Ni的原子比为100∶0~20∶80的Fe-Ni系合金构成,所述合金还含有0.2~5原子%的Al或Cr的1种或2种。
具体实施例方式
以下,就本发明中的成分组成的限定理由进行详细说明。
即,本发明的第一方式的软磁性靶材,由Fe∶Co的原子比(at比)为100∶0~20∶80的Fe-Co系合金构成,本发明的第二方式的软磁性靶材,由Fe∶Ni的原子比(at比)为100∶0~20∶80的Fe-Ni系合金构成。此Fe-Co系或Fe-Ni系合金为饱和磁通密度大的合金系,被作为垂直磁记录膜使用。这里,之所以使Fe∶Co或Fe∶Ni的原子比处于上述范围内,是因为若Co或Ni相对于Fe来说超过80%,则磁特性劣化。还有,Fe和Co的含量以及Fe和Ni的含量,是从100原子%减去后述的Al、Cr和B等的含量的值。
本发明的第一及第二方式的软磁性靶材的合金,还含有0.2~5原子%(at%)Al或Cr的1种或2种,优选含有0.5~3原子%。Al或Cr的1种或2种低于0.2原子%时,耐气候性的改善效果不充分,另外若超过5原子%,则磁特性的劣化变大而不为优选。
根据本发明的优选方式,在本发明的第一及第二方式的软磁性靶材中,优选上述合金含有30原子%以下的从B、Nb、Zr、Ta、Hf、Ti及V所构成的群中选择的1种或2种以上,更优选为5~20原子%。B、Nb、Zr、Ta、Hf、Ti及V是用于促进薄膜的非晶态化的成分,这些添加元素的合计量若超过30原子%,则磁特性劣化,因此其上限为30原子%。
本发明的软磁性靶材的成形方法,任何一种能够成形为高密度的方法都可以,但是例示优选HIP、热压等。作为软磁性靶材的成形所使用的粉未的制作方法,气体雾化(gas-atomizing)、水雾化、铸造-粉碎粉的任一种都可以,没有特别限定。
如上述,在磁性磁的成膜中,一般采用磁控管溅射法,本发明的软磁性靶材能够使用此方法。所谓磁控管溅射法,就是在靶材的背后配置磁铁,在靶材的表面使磁通漏泄,通过使该漏泄磁通区域收集等离子体而实现高速成膜的溅射法。此磁控管溅射装置的特征是,为了消除了2极直流辉光放电(DC glow discharge)溅射装置的缺点,在靶的里侧放置磁铁,施加磁场而在靶附近遏制γ电子,因为γ电子处在缠绕于磁力线上的轨道,所以等离子体集中在靶附近,能够降低对基板的损害。另外,同时γ电子的运动距离变长,因此以低气压就能够进行高速的溅射。
实施例以下通过实施例具体地说明本发明。
如表1所示,根据气体雾化法(gas-atomizing method)或铸造法制作Fe-Co系合金或Fe-Ni系合金。气体雾化法是在气体种类为氩气,喷嘴直径为6mm,气压为5MPa的条件下进行。另一方面,铸造法是通过由陶瓷坩埚(φ200×30L)熔解,其后进行粉碎而成为粉未来进行。将如此制作的粉未在500μm以下进行分级,由V型混合机搅拌各粉未1小时。
将如此制作而成的各粉未填充到直径200mm、高100mm的由SC材质构成的封装罐,在到达真空度10-1Pa以上进行脱气真空封装后,通过HIP(热等静压挤压),在温度1173K、压力150MPa、保持时间5小时的条件下制作成形体。接着,通过机械加工赋予得到的成形体以最终形状,得到外径180mm、厚3~10mm的靶材。上述的靶材的特性在表1中显示。
表1

注)下划线为本发明条件外为了评价制作的靶材的特性,按如下这样进行耐气候性试验(加速试验)和磁特性(饱和磁通密度)的测定。
(1)耐气候性试验(加速试验)作为使用靶材的盐水喷雾试验,基于JIS Z 2371,通过目视评价喷雾NaCl为5质量%的溶液24小时后的靶材外观有无生锈。该评价标准如下。
○没有生锈△靶材的一部分生锈×靶材全部生锈(2)磁特性(饱和磁通密度)的测定环状试验片制作外径15mm,内径10mm,高5mm装置BH描图器(tracer)外加磁场8kA/m如表1所示,No.1~35是本发明例,No.36~47是比较例。比较例No.36及37因为Fe的含量低,而Co、Ni的含量高,所以作为磁特性的饱和磁通密度低。比较例No.38因为Ta含量高,所以饱和磁通密度低。比较例No.39及40因为Nb和Zr的合计含量高,所以饱和磁通密度低。比较例No.41因为Hf和Ta的合计含量高,所以饱和磁通密度低。比较例No.42因为Zr和Ti的合计含量高,所以饱和磁通密度低。比较例No.43因为B的含量高,所以饱和磁通密度低。
比较例No.44因为Cr的含量低,所以耐气候性差。比较例No.45因为Al的含量低,所以耐气候性差。比较例No.46因为Cr的含量高,所以饱和磁通密度低。比较例No.47因为Al的含量高,所以饱和磁通密度低。相对于此,可知本发明例No.1~35由于均满足本发明的条件,所以饱和磁通密度及耐气候性都优异。
如上述,通过在饱和磁通密度大的Fe-Co系或Fe-Ni系合金中添加Al或Cr的1种或2种0.2~5原子%,能够进行不使磁特性劣化并使耐气候性提高的软磁性靶材的制作,能够将在使用组装了室内的电子元件的机器的环境下的耐气候性充分地发挥出来。
权利要求
1.一种软磁性靶材,其由Fe∶Co的原子比为100∶0~20∶80的Fe-Co系合金构成,其中,所述合金还含有0.2~5原子%的Al或Cr的1种或2种。
2.根据权利要求1所述的软磁性靶材,其中,所述合金含有30原子%以下的从B、Nb、Zr、Ta、Hf、Ti及V所构成的群中选择的1种或2种以上。
3.一种软磁性靶材,其由Fe∶Ni的原子比为100∶0~20∶80的Fe-Ni系合金构成,所述合金还含有0.2~5原子%的Al或Cr的1种或2种。
4.根据权利要求3所述的软磁性靶材,其中,所述合金含有30原子%以下的从B、Nb、Zr、Ta、Hf、Ti及V所构成的群中选择的1种或2种以上。
全文摘要
公开一种不使磁特性劣化,并使耐气候性提高的软磁性靶材。第一方式的软磁性靶材,由Fe∶Co的原子比为100∶0~20∶80的Fe-Co系合金构成,所述合金还含有0.2~5原子%的Al或Cr的1种或2种。另外,本发明的第二方式的软磁性靶材,由Fe∶Ni的原子比为100∶0~20∶80的Fe-Ni系合金构成,所述合金还含有0.2~5原子%的Al或Cr的1种或2种。在第一及第二方式的软磁性靶材中,上述合金能够含有30原子%以下的从B、Nb、Zr、Ta、Hf、Ti及V所构成的群中选择的1种或2种以上。
文档编号C23C14/14GK101054658SQ20071009179
公开日2007年10月17日 申请日期2007年4月11日 优先权日2006年4月14日
发明者柳谷彰彦, 相川芳和 申请人:山阳特殊制钢株式会社
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