(57)【要約】【課題】  垂直磁気記録媒体等に用いられる軟磁性膜を成膜するためにＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材に関して、良好なスパッタリング特性を有する低透磁率のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材を提供する。【解決手段】  元素Ｍが、４ａ族、５ａ族、６ａ族、７ａ族および８族（ＦｅおよびＣｏを除く）から選ばれる元素であり、原子比における組成式が（（ＦｅＸＣｏ（１００−Ｘ））１００−ＹＭＹ）１００−ＺＢＺ、５５≦Ｘ≦７５、０＜Ｙ≦２０、５≦Ｚ≦１５で表されるＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
元素Ｍが、４ａ族、５ａ族、６ａ族、７ａ族および８族（ＦｅおよびＣｏを除く）から選ばれる元素であり、原子比における組成式が（（ＦｅＸＣｏ（１００−Ｘ））１００−ＹＭＹ）１００−ＺＢＺ、５５≦Ｘ≦７５、０＜Ｙ≦２０、５≦Ｚ≦１５であることを特徴とするＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材。
【請求項２】
飽和磁化が１．０（Ｔ）から１．８（Ｔ）の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材。
【請求項３】
最大透磁率が２５０以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材。
【請求項４】
板厚が５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材の製造方法において、合金の溶湯を急冷凝固処理した合金粉末を加圧焼結して作製することを特徴とするＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材の製造方法。
【請求項６】
前記急冷凝固処理は、ガスアトマイズであることを特徴とする請求項５に記載のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材の製造方法。
【請求項７】
前記加圧焼結は、熱間静水圧プレスであることを特徴とする請求項５または６に記載のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材の製造方法。
【請求項８】
前記加圧焼結は、プラズマ通電焼結法であることを特徴とする請求項５または６に記載のＦｅ−Ｃｏ系合金ターゲット材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟磁性膜を形成するためのＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録技術の進歩は著しく、ドライブの大容量化のために、磁気記録媒体の高記録密度化が進められている。しかしながら、現在広く世の中で使用されている面内磁気記録方式の磁気記録媒体では、高記録密度化を実現しようとすると、記録ビットが微細化し、記録ヘッドで記録できないほどの高保磁力が要求される。そこで、これらの問題を解決し、記録密度を向上させる手段として垂直磁気記録方式が検討されている。
【０００３】
垂直磁気記録方式とは、垂直磁気記録媒体の磁性膜中に媒体面に対して磁気容易軸が垂直方向に配向するように形成したものであり、記録密度を上げて行ってもビット内の反磁界が小さく、記録再生特性の低下が少ない高記録密度に適した方法である。そして、垂直磁気記録方式においては、記録感度を高めた磁気記録膜層と軟磁性膜層とを有する２層記録媒体が開発されている。
そして、２層記録媒体の軟磁性膜として、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金の軟磁性膜を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、一般的に、２層媒体の軟磁性膜の成膜にはマグネトロンスパッタリング法が用いられることが知られている。マグネトロンスパッタリング法とは、ターゲット材の背後に磁石を配置し、ターゲット材の表面に磁束を漏洩させて、その漏洩磁束領域にプラズマが収束されることにより高速成膜を可能とするスパッタリング法である。このマグネトロンスパッタリング法はターゲット材のスパッタ表面に磁束を漏洩させることに特徴があるため、ターゲット材自身の透磁率が高い場合にはターゲット材のスパッタ表面にマグネトロンスパッタリング法に必要十分な漏洩磁束を形成するのが難しくなる。そこで、ターゲット材自身の透磁率を極力低減しなければならないという要求がある。例えば、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂの三元系合金ターゲット材において透磁率を低減することが提案されている（例えば、特許文献２、非特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許公開出願第２００２／００５８１５９Ａ１号明細書
【特許文献２】特開２００４−３４６４２３号公報
【非特許文献１】「垂直磁気記録用Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂスパッタリングターゲット材の開発」、第２８回日本応用磁気学会学術講演概要集、２００４年９月２１日、ｐ．１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者等が、特許文献２に記載されている低透磁率化を検討した結果、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ三元系合金では、ＢはＦｅやＣｏへはほとんど固溶しないため、ターゲットの持つ磁化は、ＦｅやＣｏの磁化の体積平均値より低くすることは物理的に困難であり、安定的かつ効率的にスパッタリングを行う上では、なお課題を有している
本発明の目的は、垂直磁気記録媒体等に用いられる軟磁性膜を成膜するためのＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材に関して、良好なスパッタリング特性を有する低透磁率のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、軟磁性膜成膜用のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材の透磁率に関して種々の検討を行った結果、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材に適正な合金元素を適正量添加することにより、ターゲット材の磁化を低下させることが可能となり、その結果、ターゲット材の透磁率を低減出来ることを見出し本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は、元素Ｍが、４ａ族、５ａ族、６ａ族、７ａ族および８族（ＦｅおよびＣｏを除く）から選ばれる元素であり、原子比における組成式が（（ＦｅＸＣｏ（１００−Ｘ））１００−ＹＭＹ）１００−ＺＢＺ、５５≦Ｘ≦７５、０＜Ｙ≦２０、５≦Ｚ≦１５で表されるＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材である。
また、ターゲット材は飽和磁化が１．０（Ｔ）から１．８Ｔの範囲であること、最大比透磁率が２５０以下であることが好ましく、板厚が５ｍｍ以上のターゲット材に好適である。
また、前記Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材は、合金の溶湯を急冷凝固処理した合金粉末を加圧焼結することにより作製可能となる。好ましくは、急冷凝固処理はガスアトマイズであり、加圧焼結は熱間静水圧プレスおよびプラズマ通電焼結である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、安定したマグネトロンスパッタリングが行なえる軟磁性膜形成用のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材を提供でき、垂直磁気記録媒体のようにＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金の軟磁性膜を必要とする工業製品を製造する上で極めて有効な技術となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の最も重要な特徴は、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材の透磁率を低減させるために、元素添加を行い、その添加元素とその添加量を制御する点にある。Ｆｅ−Ｃｏ系合金のスパッタ薄膜は、比較的大きな飽和磁化を有することより、垂直磁気記録媒体用軟磁性膜として膜厚を薄く出来るメリットがある。また、軟磁性膜としては、Ｆｅ−Ｃｏ系合金にＢを添加することにより非晶質もしくは微結晶のスパッタ薄膜とすることで、記録媒体の読み書き時に結晶粒界に起因するノイズ発生を抑制することが可能となる。
このように垂直磁気記録の軟磁性膜として好適な軟磁気特性を有するＦｅ−Ｃｏ−Ｂ膜を形成するためのターゲット材として、薄膜の軟磁気特性の低下を極力招くことなく、ターゲット材の低透磁率化を実現するためには、ターゲット材の金属組織において、マトリックス相を構成するＦｅやＣｏに固溶する元素を添加させることで、ターゲット材の磁化を低減させて透磁率を低減することが可能となる。
【００１０】
そこで、本発明のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金ターゲット材においては、Ｆｅ相やＣｏ相に固溶し磁化を低減させる添加元素Ｍとして、元素周期律表における４ａ族（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）、５ａ族（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ）、６ａ族（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ）、７ａ族（Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ）および８族（ＦｅおよびＣｏを除く、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）から選ばれる元素を選択するとともに、さらに原子比における組成式が（（ＦｅＸＣｏ（１００−Ｘ））１００−ＹＭＹ）１００−ＺＢＺ、５５≦Ｘ≦７５、０＜Ｙ≦２０、５≦Ｚ≦１５で表される成分組成とした。なお、上記の成分範囲とした理由は、添加元素Ｍの添加量が少ないと磁化低減の効果が薄く、添加量が多いと膜の磁気特性が劣化するためである。
【００１１】
また、本発明において、ターゲット材の飽和磁化は、１．８（Ｔ）以下であることが好ましいが、飽和磁化が１．０（Ｔ）未満となると、軟磁性膜としての磁化自体も低下するため軟磁性膜としては十分な特性を満足しなくなるため、ターゲット材の飽和磁化が１．０（Ｔ）以上、１．８（Ｔ）以下であることが好ましい。また、ターゲット材の最大透磁率は、可能な限り低いことが好ましく、マグネトロンスパッタで安定してスパッタ放電するためには、２５０以下が好ましく、より好ましくは２００以下であり、さらに好ましくは１００以下である。
さらに、本発明のターゲット材は、従来のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ三元系合金のターゲット材と比較し透磁率が低く、ターゲット材表面の漏洩磁束が大きくなるため、板厚の大きなターゲット材の安定放電に有効であり、特に板厚が５ｍｍ以上のターゲット材でも放電が安定するため有効である。
【００１２】
本発明のターゲット材は、真空溶解法、粉末焼結法等の各種製法で製造可能であるが、低透磁率のターゲット材を製造するためには、微細な金属組織とすることが望ましく、本発明のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金の溶湯を急冷凝固処理した合金粉末を加圧焼結して作製することが好ましい。なお、さらに、ターゲット材においては透磁率を低減するため、加圧焼結する原料の粉末を、Ｆｅ基合金の急冷凝固粉末とＣｏ基合金の急冷凝固粉末とを混合した粉末とすることが好ましい。それは、ＦｅとＣｏの完全な合金化を抑制することができるため、ターゲット材の飽和磁化の上昇を抑制することができるためである。
また、急冷凝固処理としては、低不純物で焼結体製造に適した球状粉末を得られるガスアトマイズが好ましい。より好ましくは、アルゴンガスもしくは窒素ガスを用いたガスアトマイズである。
【００１３】
また、本発明の加圧焼結としては、高圧力で焼結が可能な熱間静水圧プレスおよび短時間で焼結を完了させることが可能なプラズマ通電焼結を用いることが好ましい。それは、これらの方法によれば、比較的に高温や長時間の焼結処理を避けながら高密度な焼結体を得ることができるため、急冷凝固した合金粉末の微細組織の粗大化およびＦｅとＣｏの合金化の抑制がより可能となるためである。
【００１４】
また、本発明のターゲット材を用いることにより、板厚の厚いターゲットを効率よく使用することが可能となり、垂直磁気記録用軟磁性膜が安定して成膜することができると共に、垂直磁気記録媒体の製造が安定に資することとなる。