磁性材料濺射靶及其制造方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及磁性材料濺射靶及其制造方法。一種磁性材料濺射靶，其為含有氧化物的磁性材料濺射靶，其特征在于，氧化物的平均粒徑為400nm以下。一種含有氧化物的磁性材料濺射靶的制造方法，其特征在于，通過(guò)PVD或CVD法在基板上將磁性材料成膜，接著從該成膜后的磁性材料上除去基板，接著將該成膜后的磁性材料粉碎而得到靶用原料，然后將該原料燒結(jié)。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的課題在于得到能夠抑制導(dǎo)致濺射時(shí)產(chǎn)生粉粒的氧化物的異常放電的磁性材料靶、特別是非磁性材料顆粒分散型強(qiáng)磁性材料濺射靶。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2013年2月26日、申請(qǐng)?zhí)枮?01380013940.8的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本專(zhuān)利技術(shù)涉及用于磁記錄介質(zhì)的磁性體薄膜，特別是采用垂直磁記錄方式的硬盤(pán)的磁記錄介質(zhì)的顆粒膜的成膜的強(qiáng)磁性材料濺射靶，涉及能夠抑制導(dǎo)致濺射時(shí)產(chǎn)生粉粒的氧化物的異常放電的非磁性材料顆粒分散型強(qiáng)磁性材料濺射靶及其制造方法。
技術(shù)介紹
濺射裝置有各種方式，對(duì)于上述磁記錄膜的成膜而言，從生產(chǎn)率高的觀點(diǎn)考慮，廣泛使用具備DC電源的磁控濺射裝置。濺射法使用的原理如下：將作為正極的襯底與作為負(fù)極的靶對(duì)置，在惰性氣體氣氛中，在該襯底與靶之間施加高電壓以產(chǎn)生電場(chǎng)。此時(shí)，惰性氣體電離，形成包含電子和陽(yáng)離子的等離子體，該等離子體中的陽(yáng)離子撞擊靶(負(fù)極)的表面時(shí)將構(gòu)成靶的原子擊出，該飛出的原子附著到對(duì)置的襯底表面上而形成膜。通過(guò)這樣的一系列動(dòng)作，構(gòu)成靶的材料在襯底上形成膜。另一方面，從關(guān)于磁性材料的開(kāi)發(fā)來(lái)看，在以硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器為代表的磁記錄領(lǐng)域，作為承擔(dān)記錄的磁性薄膜的材料，使用以作為強(qiáng)磁性金屬的Co、Fe或Ni為基質(zhì)的材料。例如，采用面內(nèi)磁記錄方式的硬盤(pán)的記錄層中使用以Co為主要成分的Co-Cr基或Co-Cr-Pr基強(qiáng)磁性合金。另外，在采用近年來(lái)實(shí)用化的垂直磁記錄方式的硬盤(pán)的記錄層中，通常使用包含以Co為主要成分的Co-Cr-Pr基強(qiáng)磁性合金與非磁性無(wú)機(jī)物的復(fù)合材料。而且，從生產(chǎn)率高的觀點(diǎn)考慮，硬盤(pán)等磁記錄介質(zhì)的磁性薄膜通常使用以上述材料為成分的強(qiáng)磁性材料濺射靶進(jìn)行濺射來(lái)制作。作為這樣的強(qiáng)磁性材料濺射靶的制作方法，考慮熔煉法或粉末冶金法。采用哪種方法制作取決于所要求的特性，不能一概而論，用于垂直磁記錄方式的硬盤(pán)的記錄層的、包含強(qiáng)磁性合金和非磁性無(wú)機(jī)物顆粒的濺射靶一般通過(guò)粉末冶金法來(lái)制作。這是因?yàn)椋盒枰獙o(wú)機(jī)物顆粒均勻地分散到合金基質(zhì)中，因此難以通過(guò)熔煉法制作。例如，提出了將通過(guò)急冷凝固法制作的具有合金相的合金粉末與構(gòu)成陶瓷相的粉末進(jìn)行機(jī)械合金化，使構(gòu)成陶瓷相的粉末均勻地分散到合金粉末中，通過(guò)熱壓進(jìn)行成形而得到磁記錄介質(zhì)用濺射靶的方法(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。這種情況下的靶組織可以看到是基質(zhì)以魚(yú)白(鱈魚(yú)的精子)狀結(jié)合，在其周?chē)鼑鳶iO2(陶瓷)的形態(tài)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1的圖2)或者呈細(xì)繩狀分散(專(zhuān)利文獻(xiàn)1的圖3)的形態(tài)。其它圖不清晰，但是推測(cè)為同樣的組織。這樣的組織具有后述的問(wèn)題，不能說(shuō)是優(yōu)選的磁記錄介質(zhì)用濺射靶。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)1的圖4中所示的球狀物質(zhì)是粉末，并非靶的組織。另外，即使不使用通過(guò)急冷凝固法制作的合金粉末，對(duì)于構(gòu)成靶的各成分準(zhǔn)備市售的原料粉末，稱(chēng)量將這些原料粉末以達(dá)到所需組成，通過(guò)球磨機(jī)等公知的方法進(jìn)行混合，將混合粉末通過(guò)熱壓進(jìn)行成型和燒結(jié)，由此也可以制作強(qiáng)磁性材料濺射靶。例如，提出了用行星運(yùn)動(dòng)型混合機(jī)將Co粉末、Cr粉末、TiO2粉末和SiO2粉末混合而得到的混合粉末與Co球形粉末混合，將所得到的混合粉末通過(guò)熱壓進(jìn)行成形而得到磁記錄介質(zhì)用濺射靶的方法(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。這種情況下的靶組織可以看到是在作為均勻分散有無(wú)機(jī)物顆粒的金屬基質(zhì)的相(A)中具有球形的相(B)的形態(tài)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2的圖1)。這樣的組織雖然在提高漏磁通方面是好的，但是從抑制濺射時(shí)的粉粒產(chǎn)生方面來(lái)看，不能說(shuō)是優(yōu)選的磁記錄介質(zhì)用濺射靶。另外，提出了將Co-Cr二元合金粉末與Pt粉末和SiO2粉末混合，對(duì)所得到的混合粉末進(jìn)行熱壓，由此得到磁記錄介質(zhì)薄膜形成用濺射靶的方法(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。這種情況下的靶組織雖然沒(méi)有圖示，但是記載了觀察到Pt相、SiO2相和Co-Cr二元合金相，并且在Co-Cr二元合金相的周?chē)^察到擴(kuò)散層。這樣的組織也不能說(shuō)是優(yōu)選的磁記錄介質(zhì)用濺射靶。除上述以外，以磁性材料的開(kāi)發(fā)為目標(biāo)，還提出了一些方案。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中，提出了具有SiC和SiOx(x：1～2)的垂直磁記錄介質(zhì)。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)5中，記載了含有Co、Pt、第一金屬氧化物、第二金屬氧化物、第三金屬氧化物的磁性材料靶。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)6中，提出了包含Co、Pt的基質(zhì)相和平均粒徑0.05μm以上且小于7.0μm的金屬氧化物相的濺射靶，并提出了抑制晶粒生長(zhǎng)，得到低磁導(dǎo)率、高密度的靶，提高成膜效率的方案。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)7中，記載了如下的非磁性材料顆粒分散型強(qiáng)磁性材料濺射靶：以作為強(qiáng)磁性體材料的Co、Fe為主要成分，非磁性材料為選自氧化物、氮化物、碳化物、硅化物的材料，并且規(guī)定了非磁性材料的形狀(小于半徑2μm的假想圓)。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)8中，記載了在Co-Cr合金的強(qiáng)磁性體材料中分散有小于半徑1μm的假想圓的由氧化物構(gòu)成的非磁性材料顆粒的非磁性材料顆粒分散型強(qiáng)磁性材料濺射靶，并記載了詳細(xì)規(guī)定其粒徑的濺射靶。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)9中，記載了顆粒結(jié)構(gòu)的磁性膜。如上所示，對(duì)于Co-Cr-Pt-氧化物等非磁性材料顆粒分散型強(qiáng)磁性材料濺射靶，提出了使用SiO2、Cr2O3、TiO2作為氧化物，并且進(jìn)一步提出規(guī)定氧化物的形狀。但是，這些氧化物為絕緣體，因此會(huì)造成異常放電。而且，由于該異常放電，濺射中的粉粒產(chǎn)生成為問(wèn)題。伴隨HDD的記錄密度提高，磁頭的懸浮高度(浮上量)正在逐年減小。因此，磁記錄介質(zhì)上允許的粉粒的尺寸和個(gè)數(shù)變得越來(lái)越嚴(yán)格。已知，顆粒膜的成膜時(shí)產(chǎn)生的粉粒的大部分為起因于靶的氧化物。認(rèn)為作為用于抑制這樣的粉粒產(chǎn)生的方法之一，使靶中的氧化物微細(xì)分散在母相合金中是有效的。除了上述專(zhuān)利文獻(xiàn)6～8以外，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)10～19中也提出了使金屬氧化物的顆粒細(xì)化的方案。即，專(zhuān)利文獻(xiàn)10中記載了使金屬氧化物相所形成的顆粒的平均粒徑為0.05μm以上且小于7.0μm；專(zhuān)利文獻(xiàn)11中記載了使陶瓷相的長(zhǎng)軸粒徑為10μm以下；專(zhuān)利文獻(xiàn)12中記載了使含氧物質(zhì)或氧化物相為50μm以下；專(zhuān)利文獻(xiàn)13中記載了使氧化物相所形成的顆粒的平均粒徑為3μm以下；專(zhuān)利文獻(xiàn)14中記載了氧化硅顆粒或氧化鈦顆粒在與濺射靶的主表面垂直的截面中，在將與濺射靶的主表面垂直的方向的粒徑設(shè)為Dn、將與所述主表面平行的方向的粒徑設(shè)為Dp時(shí)，滿足2≤Dp/Dn，專(zhuān)利文獻(xiàn)15中記載了使鉻氧化物聚集體為500個(gè)/mm2。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)16中記載了在含有氧化硅、Cr或Pt的Co基合金濺射靶中，氧化硅相處于0.5～5μm的范圍且使用疏水性的氧化硅粉末進(jìn)行制作；專(zhuān)利文獻(xiàn)17中記載了一種磁記錄介質(zhì)制造用濺射靶，其中，氧化物的粒徑為10μm以下；專(zhuān)利文獻(xiàn)18中記載了在Co-Cr-Pt-C基濺射靶中，基質(zhì)的平均晶粒直徑為50μm以下，且使碳化物分散在組織中；專(zhuān)利文獻(xiàn)19中記載了構(gòu)成磁性薄膜的晶粒從包含非強(qiáng)磁性非金屬相的晶粒間界部分離的磁記錄介質(zhì)。但是，它們使顆粒細(xì)化的條件均不充分，現(xiàn)狀是正在尋求進(jìn)一步的改善。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平10-88333號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特愿2010-011326專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2009-1860號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)2006-127621號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5：日本特開(kāi)2007-4957號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)6：日本特開(kāi)2009-102707號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)7：日本再公表專(zhuān)利WO2007/080781專(zhuān)利文獻(xiàn)8：國(guó)際公開(kāi)WO2009/119812A1專(zhuān)利文獻(xiàn)9：日本特開(kāi)2001-76329號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)10：國(guó)際公開(kāi)W本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其為含有非磁性氧化物的磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其特征在于，具有氧化物的平均粒徑為400nm以下且長(zhǎng)徑比為2以下的氧化物組織。

【技術(shù)特征摘要】
2012.03.15 JP 2012-0593831.一種磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其為含有非磁性氧化物的磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其特征在于，具有氧化物的平均粒徑為400nm以下且長(zhǎng)徑比為2以下的氧化物組織。2.如權(quán)利要求1所述的磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其為含有非磁性氧化物的磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其特征在于，具有相A和包圍相A且氧化物的平均粒徑為2μm以下的相B，所述相A具有平均粒徑為400nm以下、并且以使面積達(dá)到最小的方式與氧化物顆粒外切的長(zhǎng)方形的長(zhǎng)徑比為2以下的氧化物組織。3.如權(quán)利要求1所述的磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其特征在于，Cr大于0摩爾％且為45摩爾％以下，其余為Co。4.如權(quán)利要求1所述的磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其特征在于，Cr大于0摩爾％且為45摩爾％以下，Pt為1摩爾％以上且30摩爾％以下，其余為Co。5.如權(quán)利要求1所述的磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其特征在于，Pt為1摩爾％以上且30摩爾％以下，其余為Co。6.如權(quán)利要求1所述的磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其特征在于，Pt為5摩爾％以上且60摩爾％以下，其余為Fe。7.如權(quán)利要求1所述的磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其特征在于，含有0.5摩爾％以上且20摩爾％以下選自B、Ti、V、Mn、Zr、Nb、Ru、Mo、Ta、W、Ag、Au、Cu、C中的1種以上元素作為添加元素。8.如權(quán)利要求1所述的磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其特征在于，含有1～20摩爾％選自B、Si、Cr、Ti、Ta、W、Al、Mg、Mn、Ca、Zr、Y中的1種以上成分的氧化物作為氧化物原料。9.如權(quán)利要求1所述的磁性材料燒結(jié)體濺射靶，其特征在于，含有選自碳、氮化物、碳化物中的1種以上成分的無(wú)機(jī)物材料作為添加材料。10.一種含有氧化物的磁性材料燒結(jié)體濺射靶的制造方法，其為含有非磁性氧化物的磁性材料燒結(jié)體濺射靶的制造方法，其特征在于，使用磁性材料和氧化物材料通過(guò)PVD或CVD法在基板上將含有氧化物的磁性材料成膜，接著從該成膜后的磁性材料上除去基板，接著將該成膜后的磁性材料粉碎而得到靶用原料，然后將該原料燒結(jié)。11.一種含有氧化物的磁性材料燒結(jié)體濺射靶的制造方法，其為權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的含有氧化物的磁性材料燒結(jié)體濺射靶的制造方法，其特征在于，使用磁性材料和氧化物材料通過(guò)PVD或CVD法在基板上將含有氧化物的磁性材料成膜，接著從該成膜后的磁性材料上除去基板，接著將該成膜后的磁...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：荻野真一，中村祐一郎，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：吉坤日礦日石金屬株式會(huì)社，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本;JP