本发明涉及能够得到强漏磁通的导磁率低、使用效率高的ni系合金溅射靶材。
背景技术：
近年来，垂直磁记录的进步显著，为了驱动器的大容量化，磁记录介质的记录高密度化推进，利用以前普及的面内磁记录介质，能够实现更高的记录密度的垂直磁记录方式得到实用化。在此，所谓垂直磁记录方式，就是在垂直磁记录介质的磁性膜中，使易磁化轴相对于介质面沿垂直方向取向而形成，是适于高记录密度的方法。
而且，在垂直磁记录方式中，开发出具有提高了记录密度的磁记录膜相和软磁性膜相的记录介质，在这样的介质构造中，开发出在软磁性层与磁记录层之间成膜有籽晶层和底膜层的记录介质。该垂直磁记录方式用的籽晶层中，一般使用的是niw系的合金。
另一方面，作为改善硬盘驱动器的磁记录特性一个手法，提出有使籽晶层拥有磁性的方法，例如，日本特开2012－128933号公报(专利文献1)所公开的，提出有一种通过添加具有磁性的作为viii族的元素的fe、co，从而拥有磁性的籽晶层。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2012－128933号公报
【专利文献2】日本特开2010－59540号公报
在上述的籽晶层的成膜中，一般使用磁控管溅射法。所谓该磁控管溅射法，就是在靶材的背后配置磁体，在靶材的表面使磁通泄漏，在该漏磁通区域使等离子体会聚，从而可以高速成膜的溅射法。该磁控管溅射法具有的特征在于，使磁通在靶材的溅射表面泄漏，因此靶材自身的导磁率高时，难以在靶材的溅射表面形成磁控管溅射法所需要的充分的漏磁通。因此，必须极力降低靶材自身的导磁率。但是，上述的靶材中因为导磁率高，所以漏磁通低，缺乏溅射性这一点成为课题。
另一方面，作为降低导磁率的手法的一例，如日本特开2010－59540号(专利文献2)这样，在纯co溅射靶材中，有通过原料使用纯co粉末而降低导磁率的方法。但是，专利文献2的方法只能够适应软磁性相用co－fe系合金靶材，无法对应籽晶层用ni系合金靶材等。此外，fe源使用的是合金，没有进行使用纯fe粉末的粉末烧结法的研究。
技术实现要素：
因此，本发明者作为原料粉末使用ni－m系合金粉末、纯fe粉末、纯co粉末，研究籽晶层用ni－co－fe系合金靶材的制造方法，其结果发现，能够得到强漏磁通的ni－co－fe系合金靶材。
本发明发含以下的方案。
(1)一种ni系溅射靶材，是含有(nix－fey－coz)－m合金(在此，x表示ni的含量对于ni、fe和co的合计含量的比率，y表示fe的含量对于ni、fe和co的合计含量的比率，z表示co的含量对于ni、fe和co的合计含量的比率。)而成的ni系溅射靶材，其特征在于，所述合金中，作为m元素，含有从w、mo、ta、cr、v、nb中选择的一种或两种以上的m1元素合计2～20at.％，从al、ga、in、si、ge、sn、zr、ti、hf、b、cu、p、c、ru中选择的一种或两种以上的m2元素合计0～10at.％，余量由ni、fe、co及不可避免的杂质构成，并且，x+y+z＝100时，20≤x≤98，0≤y≤50，0≤z≤60，并且，所述合金具备具有ni－m相作为基体相的微观组织，即在所述基体相中分散有fe相和/或co相的所述微观组织。
(2)根据所述(1)所述的ni系溅射靶材，其特征在于，所述合金合计含有1.5at.％以上的fe和co。
(3)根据所述(1)或(2)所述的ni系溅射靶材，其特征在于，所述合金中，作为m元素，含有合计高于0at.％且为10at.％以下的从al、ga、in、si、ge、sn、zr、ti、hf、b、cu、p、c、ru中选择的一种或两种以上的m2元素。
(4)根据所述(1)～(3)中任一项所述的ni系溅射靶材，其特征在于，含有fcc或hcp相的co。
(5)根据所述(1)～(3)中任一项所述的ni系溅射靶材，其特征在于，含有fcc或bcc相的fe。
(6)根据所述(1)～(3)中任一项所述的ni系溅射靶材，其特征在于，漏磁通为10％以上。
根据本发明，能够提供可高效率进行磁控管溅射的ni－fe－co－m系合金溅射靶材，如垂直磁记录介质这样，在制造需要ni－fe－co系合金的籽晶层的工业制品上是极有效的技术。
具体实施方式
以下，对于本发明详细地加以说明。
本发明涉及ni系溅射靶材，是含有(nix－fey－coz)－m合金(在此，x表示ni的含量对于ni、fe和co的合计含量的比率，y表示fe的含量对于ni、fe和co的合计含量的比率，z表示co的含量对于ni、fe和co的合计含量的比率。)而成的ni系溅射靶材，其特征在于，
(nix－fey－coz)－m合金(以下有表述为“ni－fe－co－m合金”的情况。)，作为m元素，含有从w、mo、ta、cr、v、nb中选择的一种或两种以上的m1元素合计2～20at.％，从al、ga、in、si、ge、sn、zr、ti、hf、b、cu、p、c、ru中选择的一种或两种以上的m2元素合计0～10at.％，
余量由ni、fe、co和不可避免的杂质构成，并且，
x+y+z＝100时，20≤x≤98，0≤y≤50，0≤z≤60，并且，
(nix－fey－coz)－m合金具备具有ni－m相作为基体相的微观组织，即在基体相中分散有fe相和/或co相的所述微观组织。本发明的ni系溅射靶材优选为籽晶层用溅射靶材。
本发明的最重要的特征在于以下这点，在溅射靶材(优选为籽晶层用溅射靶材)中，作为原料粉末，使用ni－m系合金粉末、纯fe粉末、纯co粉末，将其混合并成形，分离具有磁性的fe和/或co而使之混杂在磁性弱或不拥有磁性的ni系合金中。
在本发明的ni系溅射靶材中，ni－fe－co－m合金中，作为m元素，含有从w、mo、ta、cr、v、nb中选择的一种或两种以上的m1元素合计2～20at.％。该m1元素是拥有高熔点的bcc系金属，能够在本发明所规定的成分范围内添加到作为fcc的ni－fe－co系中，虽然其机理尚不明确，但是可改善籽晶层所要求的朝着(111)面的取向性，并且是使晶粒微细化的元素。从w、mo、ta、cr、v、nb中选择的一种或两种以上的m1元素的合计含量，以at.％量计为2～20％。m1元素的合计含量低于2at.％时，其效果不充分，另外，若m1元素的合计含量高于20at.％，则化合物析出，或发生非晶化。作为籽晶层用合金，由于要求作为fcc单相，所以使m1元素的合计含量的范围为2～20at.％。优选为5～15at.％。
在本发明的ni系溅射靶材中，ni－fe－co－m合金含有ni、fe和co。ni的含量(at.％)、fe的含量(at.％)及co的含量(at.％)对于ni、fe和co的合计含量(at.％)的比率(at.比)，分别为x、y和z(即，ni:fe:co＝x:y:z)，若x+y+z＝100，则x为98～20(即20≤x≤98)，y为0～50(即0≤y≤50)，z为0～60(即0≤z≤60)。
x+y+z＝100时，ni的含量对于ni、fe和co的合计含量的比率x是98～20。使x为98以下的理由在于，y+z低于2.0时，矫顽磁力变高。另外，使x为20以上的理由在于，低于20时，与上述同样，矫顽磁力变高。因此，使其范围为98～20。优选为98～60。
x+y+z＝100时，fe的含量对于ni、fe和co的合计含量的比率y为0～50。fe是降低矫顽磁力的元素，并且，也是改善膜的取向性的元素。若y高于50，则矫顽磁力变高，因此使其范围为0～50。优选为2～50，更优选为10～40。
x+y+z＝100时，co的含量对于ni、fe和co的合计含量的比率z为0～60。co是降低(111)方向的矫顽磁力的元素。若z高于60，则矫顽磁力变高，因此使其上限为60。优选为40以下。
在本发明的ni系溅射靶材中，ni－fe－co－m合金具备具有ni－m相作为基体相的微观组织，即在基体相中分散有fe相和/或co相的微观组织。微观组织的识别能够使用x射线衍射、光学显微镜等进行。具有磁性的fe相和/或co相，通过在磁性弱或没有磁性的ni－m相中分散，能够使母材的磁性降低，使导磁率降低。通过导磁率的降低，能够得到强漏磁通，能够使溅射性提高。在ni－fe－co－m合金中，fe和co的合计量为1.5at.％以上时，能够使ni系中间层拥有充分的磁性。因此，优选使fe和co的合计含量为1.5at.％以上。
在本发明的ni系溅射靶材中，ni－fe－co－m合金，作为m元素，含有从al、ga、in、si、ge、sn、zr、ti、hf、b、cu、p、c、ru中选择的一种或两种以上的m2元素合计0～10at.％。m2元素是任意成分，但m2元素是使(111)面取向的元素，另外，是使晶粒微细化的元素，因此ni－fe－co－m合金中，优选含有该m2元素中的一种或两种以上。若m2元素的合计含量高于10at.％，则化合物生成，或发生非晶化，因此使其上限为10at.％。优选为5at.％。另外，m1+m2的合计含量优选为25at.％以下，更优选为20at.％以下。
在ni－fe－co－m合金中，co不会与作为基体相的ni－m系合金发生合金化，而以fcc或hcp相单一存在，ni－fe－co－m合金为导磁率低的溅射性优异的靶材。在ni－fe－co－m合金中，fe不会与作为基体相的ni－m系合金发生合金化，而作为fcc或bcc相单一存在，由此ni－fe－co－m合金为导磁率低的溅射性优异的靶材。在ni－fe－co－m合金中，通过分离具有磁性的fe和/或co而使之混合在磁性弱或没有磁性的ni－m系合金中，能够得到10％以上的漏磁通，由此，ni－fe－co－m合金成为溅射性优异的靶材。
本发明者发现，在含有ni－fe－co－m合金而成的溅射靶材中，通过将ni－m合金熔液经过急冷凝固处理的粉末，与纯fe粉末和/或纯co粉末按规定的组成比率混合，并成形，进行机械加工，能够制造导磁率低的溅射性优异的ni系靶。本发明的ni系溅射靶材是基于本发明者的这一认识而得到的。
制造本发明的ni系溅射靶材时，能够使用纯fe和/或纯co粉末。纯co优选形成fcc或hcp结构，另外，纯fe优选形成fcc或bcc结构。因此，遵循本发明，在使用ni－m系合金粉末、纯fe粉末、纯co粉末，将其混合而制作的靶材中，能够通过x射线衍射，明确观测到fcc或cp相的纯co和/或fcc或bcc相的纯fe存在。另一方面判明，在合金化的fe和/或co中，没有观测到它们的峰值。
制作的合金粉末优选分级为500μm以下的粉末。在粉末的制作中，能够适用气体雾化法、水雾化法、转盘式雾化法等。在测量所制作的靶材的漏磁通(pass－through－flux，以下记述为“ptf”。)时，能够使用在靶材的背面配置永磁体，测量在靶材表面泄漏的磁通的方法。该方法能够定量性地测量接近磁控管溅射装置这种状态的漏磁通。实际的测量基于astmf2806－01(standardtestmethodforpassthroughfluxofcircularmagneticsputteringtargetsmethod2)进行，由下式求得ptf。
(ptf)＝100×(放置有靶材的状态下的磁通的强度)÷(未放置靶材的状态下的磁通的强度)(％)
【实施例】
以下，对于本发明进一步通过实施例具体加以说明。
在原料粉末中，纯fe粉末、纯co粉末、ni－m系合金粉末，通过气体雾化法制作。气体雾化法的条件，以气体种类为氩气，喷嘴直径为6mm，气压为5mpa的条件进行。
对于上述ni－m系合金粉末，将纯fe粉末、纯co粉末的各混合粉末填充到由sc材质构成的密封罐中，在到达真空度10-1pa以上进行脱气真空密封后，以加压烧结方法，在温度1100k、147mpa、保持时间5小时的条件，至温度950k、147mpa、保持时间5小时的条件，制作成形体，其次通过机械加工，作为最终形状而得到外径180mm、厚度7mm的靶材。混合粉末使用的是，将纯fe粉末、纯co粉末、ni－m系合金粉末由v型混合机搅拌了1小时而成的物质。另外，作为混合粉末的加压烧结方法，能够适用热压、热等静压、通电加压烧结、热挤压等。
对于所得到的靶材的相关特性的测量、评价进行阐述。
[导磁率]
在测量所制作的靶材的导磁率时，制作外径15mm、内径10mm、高5mm的环状试验片，使用bh描绘仪，在8ka/m的外加磁场下测量最大导磁率。最大导磁率在1000以下为“○”，高于1000的为“×”。
[ptf]
在测量制作好的靶材的ptf时，在靶材的背面配置永磁体，测量在靶材表面泄漏的磁通。比较例的靶材的ptf为10％以下，但本发明的实施例的靶材均显示出10％以上的ptf。
[fe相、co相]
对于制作好的靶材的co相和/或fe相进行观测时，制作宽10mm、长20mm、厚5mm的试验片，由x射线衍射装置得到衍射图。x源为cu－α射线，以4°/min的扫描速度进行测量。在实施例的靶材的xrd图谱中，随主峰一起，还观察到由fcc或hcp的co相和/或fcc或bcc的fe相引起的峰。由xrd观察到fcc或hcp的co相和/或fcc或bcc的fe相的为“○”，未观测到的为“×”。
[成分偏析]
对于制作的靶材的成分分布进行测量时，制作宽10mm、长20mm、厚5mm的试验片，由epma(电子探针显微分析仪)观测各主成分的分布。在比较例的靶材中，观测到fe、co均匀地存在，但在实施例的靶材中，观测到fe、co成分的分布有偏差，fe、co的单相以被分离的状态混合在ni－m系中。根据epma，fe、co成分的分布有偏差的表示为“○”，fe、co均匀存在的表示为“×”。
【表1】
【表2】
如表1和表2所示，no.1～30是本发明例，no.31～41是比较例。在表1和表2中，x表示ni的含量(at.％)对于ni、fe和co的合计含量(at.％)的比率，y表示fe的含量(at.％)对于ni、fe和co的合计含量(at.％)的比率，z表示co的含量(at.％)对于ni、fe和co的合计含量(at.％)的比率。还有，x+y+z＝100。ni、fe和co的合计含量(at.％)，通过从100(at.％)中减去m1+m2的合计含量w(at.％)而求得。例如，在no.1中，ni、fe和co的合计含量(at.％)为100(at.％)－6(at.％)＝94(at.％)。
如表2所示，比较例31～41，作为具有磁性的ni系籽晶层用合金靶材的原料，fe源和/或co源只使用合金，因此拥有磁性的fe和/或co均匀存在。因此，可观测到高于1000的导磁率，ptf低于10％。另外，fe和/或co以合金的状态存在，可观测到xrd的各自固有的峰值。
相对于此，如表1所示，在本发明例no.1～30中，作为原料粉末使用ni－m系合金粉末、纯fe粉末、纯co粉末，将其混合，并成形，从而具有磁性的fe和/或co被分离而混合在磁性弱或没有磁性的ni系合金中，显示出1000以下的导磁率，显示出10％以上的ptf。另外，fe和/或co以单体存在，由x射线衍射观测到fcc或hcp相的co和/或fcc或bcc相的fe。其结果可知，如本发明例no.1～30这样，成形中使用纯fe粉末、纯co粉末，fe和/或co的单相以被分离的状态混合在ni－m系中的溅射靶材，其导磁率降低。
如以上阐述，根据本发明，在含有ni－fe－co－m合金而成的ni系溅射靶材中，ni、fe、co的比率以at％基准计，为ni:fe:co＝98～20:0～50:0～60，并且，作为m元素，含有从w、mo、ta、cr、v、nb中选择的一种或两种以上的m1元素2～20at％，含有从al、ga、in、si、ge、sn、zr、ti、hf、b、cu、p、c、ru中选择的一种或两种以上的m2元素合计0～10at.％，并且，fe和/或co的单相以被分离的状态混合在作为基体相的ni－m系中，由此可提供漏磁通强、溅射性优异的ni系溅射靶材，本发明的ni系溅射靶材，实现优异的结果。在本发明的ni系溅射靶材中，优选fe+co≥1.5at.％。