(57)【要約】      （修正有）【課題】ＮｉＴａ合金に所定量のＦｅ又はＣｏを所定量添加して、Ｔａ化合物相を微細に分散し組成ムラがなく、機械強度が向上したスパッタリングターゲット材及びそれを用いて密着層を製膜した磁気記録媒体の提供。【解決手段】Ｎｉ−Ｔａ系合金で、Ｔａが１５〜５０ａｔ％を含有し、残部がＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ及び不可避的不純物からなり、かつＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏの比率がａｔ％で、Ｎｉ：Ｆｅ：Ｃｏ＝９８．５〜２０：０〜５０：０〜６０で、ＦｅとＣｏの合計量が１．５ａｔ％以上含有し、ＦＣＣ相とＴａ化合物相を有し、Ｔａ化合物相の中に描ける最大内接円の径が１０μｍ以下である磁気記録媒体の密着層用合金、スパッタリングターゲット材及び磁気記録媒体。更に、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂ、Ｃｕ、Ｐ、Ｃ、Ｒｕ又はＣｒから選ばれる１種以上の元素を１０ａｔ．％以下含有することが好ましい、磁気記録媒体の密着層用合金。【選択図】図１
2018053280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉ−Ｔａ系合金からなり、Ｔａが１５〜５０ａｔ％を含有し、残部がＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏおよび不可避的不純物からなり、かつＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏの比率がａｔ％で、Ｎｉ：Ｆｅ：Ｃｏ＝９８．５〜２０：０〜５０：０〜６０であって、ＦｅとＣｏの合計量が１．５ａｔ％以上含有し、かつＦＣＣ相とＴａ化合物相を有し、Ｔａ化合物相の中に描ける最大内接円の径が１０μｍ以下である事を特徴とする磁気記録媒体の密着層用合金。
【請求項２】
請求項１に記載されたＮｉ−Ｔａ系合金に、更にＭ元素としてＡｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｂ，Ｃｕ，Ｐ，Ｃ，Ｒｕ，Ｃｒから選ばれる１種又は２種以上の元素を合計で１０ａｔ．％以下含有することを特徴とする磁気記録媒体の密着層用合金。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の密着層用合金を使用してなるスパッタリングターゲット材。
【請求項４】
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の密着層用合金を使用してなる磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体における密着層として用いるＮｉ−Ｔａ系磁気記録媒体の密着層用合金、スパッタリングターゲット材および磁気記録媒体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おり、従来普及していた面内磁気記録媒体より更に高記録密度が実現できる、垂直磁気記録方式が実用化されている。垂直磁気記録方式とは、垂直磁気記録媒体の磁性膜中の媒体面に対して磁化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、高記録密度に適した方法である。
【０００３】
例えば、特許第４４９９０４４号公報（特許文献１）に記載されているように、ガラス
基板やＡｌ基板等の基板上に密着層、軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層及び保護層は順次積層され、軟磁性層はＣｏ合金を有し、シード層は軟磁性層側の第一シード層と中間層側の第二シード層を有し、第一シード層はＣｒにＴａ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ａｌから選ばれた１種以上の元素を含む非晶質合金、第二シード層は、ＮｉにＣｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕから選ばれた１種以上の元素を含む結晶質合金からなる垂直磁気記録媒体から構成されている。
【０００４】
また、上記密着層の形成に使用されるターゲットとして、特開２０１３−１２７１１１
号公報（特許文献２）に示すようなＮｉ−Ｔａのスパッタリングターゲット材が使用されている。この特許文献２のスパッタリングターゲット材はスパッタリングターゲット材中にＮｉＴａ化合物相と純Ｔａ相を含有させることでスパッタリングターゲット材の強度を向上し、スパッタ時の割れやパーティクル発生を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４９９０４４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２７１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方で、上述した特許文献２のスパッタリングターゲット材は純Ｔａ相を含有させるこ
とでスパッタリングターゲット材の強度を向上させ、スパッタ時の割れやパーティクル発生を低減している。しかし、スパッタリングターゲット材中に純Ｔａ相が存在することにより、スパッタリングターゲット材のミクロ組織内で大きな組成の変化が生じ、その組成変化を反映し、スパッタ膜が組成ムラを起こす課題があった。また近年、さらなる密着層用スパッタリングターゲットの強度改善が求められており、純Ｔａ相による強度改善では限界がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述のような課題を解決するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、純Ｔａを用い
ずともスパッタリングターゲット材の強度を高め、スパッタ時の割れやパーティクルを防ぎ、スパッタ膜の組成ムラを防ぐことの出来るスパッタリングターゲット材を見出した。さらに、本発明はＮｉＴａ合金に所定量のＦｅまたはＣｏを所定量添加することで、Ｔａ化合物相を微細に分散させ、従来よりも機械強度を向上させることを可能にした。
【０００８】
その発明の要旨とすることころは、
（１）Ｎｉ−Ｔａ系合金からなり、Ｔａが１５〜５０ａｔ％を含有し、残部がＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏおよび不可避的不純物からなり、かつＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏの比率がａｔ％で、Ｎｉ：Ｆｅ：Ｃｏ＝９８．５〜２０：０〜５０：０〜６０であって、ＦｅとＣｏの合計量が１．５ａｔ％以上含有し、かつＦＣＣ相とＴａ化合物相を有し、Ｔａ化合物相の中に描ける最大内接円の径が１０μｍ以下である事を特徴とする磁気記録媒体の密着層用合金。
【０００９】
（２）前記（１）に記載されたＮｉ−Ｔａ系合金に、更にＭ元素としてＡｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｂ，Ｃｕ，Ｐ，Ｃ，Ｒｕ，Ｃｒから選ばれる１種又は２種以上の元素を合計で１０ａｔ．％以下含有することを特徴とする磁気記録媒体の密着層用合金。
（３）前記（１）または（２）に記載の磁気記録媒体の密着層用合金を使用してなるスパッタリングターゲット材。
（４）前記（１）または２に記載の密着層用合金を使用してなる磁気記録媒体にある。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べたように、本発明は、ＮｉＴａ合金に所定量のＦｅまたはＣｏを所定量添加す
ることで、Ｔａ化合物相を微細に分散し組成ムラがなく、かつ機械強度が向上したスパッタリングターゲット材およびそれを用いて密着層を製膜した磁気記録媒体を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るミクロ組織を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した結果を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、符号１に当たる灰色の部分は、ＮｉＦｅからなるＦＣＣ相であり、符号２に当たる白色の部分は、Ｎｉ3 Ｔａ相およびＦｅ7 Ｔａ3 相からなるＴａ化合物相の２相によってミクロ組織が構成されていることが分かる。このＴａ化合物相の中に描ける最大内接円の径が１０μｍ以下と微細な相を形成することに特徴がある。このようにＴａ化合物相が微細分散するミクロ組織を有することで、スパッタリングターゲット材の組成ムラがなく強度が向上する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に関わる限定理由を説明する。
本発明に係るＮｉ−Ｔａ系合金において、Ｔａが１５〜５０ａｔ％を含有し、残部がＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏおよび不可避的不純物からなる。Ｔａが１５ａｔ％未満では、密着層として求められるスパッタ膜のアモスファス性が失われ、密着層としての特性が悪くなる。一方、５０ａｔ％の範囲を超えると、Ｔａ化合物の量が多くなり、Ｔａ化合物相中に描ける最大内接円の径が１０μｍ以上になり、十分な機械強度が得られない。
【００１４】
また、Ｎｉ−Ｔａ系合金において、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏの比率がａｔ％で、Ｎｉ：Ｆｅ：Ｃｏ＝９８．５〜２０：０〜５０：０〜６０とする。Ｎｉ量を９８．５ａｔ％以下にした理由は、ＦｅとＣｏの合計量が１．５ａｔ％未満では、密着層としての十分な強度が得られないからである。また、Ｎｉ量が２０ａｔ％未満では、靱性を有するＮｉ量が少なすぎて、機械強度が低下する。
【００１５】
さらに、Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｂ，Ｃｕ，Ｐ，Ｃ
，Ｒｕ，Ｃｒを以下Ｍ元素と称すると、このＭ元素は、少量の添加では結晶粒を微細化する元素である。このＡｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｂ，Ｃｕ，Ｐ，Ｃ，Ｒｕ，Ｃｒの１種または２種以上をａｔ％量で、０〜１０％に限定する。その理由は、１０％を超えると組織を肥大化し、機械強度が低下するからであり、好ましくは５％以下とする。
【００１６】
本発明は、微細なガス急冷アトマイズ粉末を固化成形することが望ましく、さらには、分級により粗粉を除去した後、真空または不活性雰囲気で熱処理した粉末が適している。分級後の粉末は粒度分布のＤ５０が２３０μｍ以下にすることで、目的とする微細な組織を達成することができる。一方で、Ｄ５０が２３０μｍより大きい粉末を用いた場合、目的とする微細な組織を十分達成することができない。望ましくはＤ５０が２００μｍ以下である。
【００１７】
また、分級後の粉末を真空中または不活性ガス中で３００〜８００℃で熱処理することで、粉末表面の急冷凝固状態が解放され、それを固化成形することで、目的とする微細な組織を達成することができる。一方で、ガス急冷アトマイズ粉末に熱処理を施さずに固化成形した場合、粗大なＴａ化合物が残留してしまうことがあり、目的とする微細な組織を十分達成することができない。
【００１８】
粉末の固化成形については、成形温度を１０００〜１２００℃、成形圧力を１００〜１５０ＭＰａとすることで、微細な組織を達成させる。しかし、成形温度１０００℃未満、成形圧力１００ＭＰａ未満では、目的とする微細な組織を十分達成することができない。また、逆に成形温度が１２００℃を超え、かつ成形圧力が１５０ＭＰａを超えると微細な組織である。Ｔａ化合物相の内接円径が１０μｍ以下を達成することが出来ない。したがって、成形温度を１０００〜１２００℃、成形圧力を１００〜１５０ＭＰａとした。
【００１９】
上記により、構成相をＴａ化合物相のミクロ組織の内接円径が１０μｍ以下になる微細な組織にすることによりスパッタ膜の組成ムラを防ぐことの出来るスパッタリングターゲット材を可能とし、かつスパッタリングターゲット材の強度を高めてスパッタ時の割れを防ぐことを可能とし、磁気記録媒体の品質向上に極めて有効な技術である。
【００２０】
また、本発明の急冷凝固処理方法としては、不純物の混入が少なく、充填率が高く焼結に適した球状粉末が得られるガスアトマイズ法が好ましい。粉末の加圧焼結方法としては、ホットプレス、熱間静水圧プレス、通電加圧焼結、熱間押し出しなどの方法を適用することができる。中でも熱間静水圧プレスは加圧圧力が高く、最高温度を低く抑えて金属間化合物相の粗大化を抑制しても、緻密な焼結体が得られるため、特に好ましい。
【００２１】
なお、本発明のターゲット材は、ミクロ組織の制御が可能であれば、溶解鋳造法、粉末焼結法のいずれも適用可能である。なお、ミクロ組織において、Ｔａ化合物相のミクロ組織の最大内接円径を１０μｍ以下に制御するためには、溶解鋳造法を適用する場合、例えば、合金溶湯を水冷等により冷却した鋳型に鋳造して一般的な鋳造に比べて凝固速度を速めることが望ましい。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
表１および表２に示す各成分組成を、ガスアトマイズ法によりＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｔａ‐（Ｍ）合金粉末を作製した。得られた粉末を５００μｍ以下に分級することで粗粉を除去し、分級後の粉末を３００℃で真空熱処理を行い、熱処理後の粉末をＨＩＰ成形（熱間当方圧プレス）の原料粉末として用いた。ＨＩＰ成形用ビレットは、直径２５０ｍｍ、長さ５０ｍｍの炭素鋼製缶に原料粉末を充填したのち、真空脱気、封入し作製した。この粉末充填ビレットを表１および表２に示す成形温度、成形圧力で、保持時間５時間の条件でＨＩＰ成形した。その後、成形体から直径１８０ｍｍ、厚さ７ｍｍのスパッタリングターゲット材を作製した。
【００２３】
評価方法としては、スパッタリングターゲット材のミクロはスパッタリングターゲット端材から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）用試験片を採取し、試験片断面を研磨し、反射電子像を撮影し、化合物中に描ける最大内接円を評価した。
スパッタリングターゲット材の強度は横４ｍｍ、縦３ｍｍ、長さ２５ｍｍのＴＰをワイヤーで割り出したものを、三点曲げ試験によって評価した。三点曲げ試験の条件は、支点間距離２０ｍｍで実施し、縦方向に圧下しその時の応力（Ｎ）を測定し、次の式に基づき、三点曲げ強度とした。
三点曲げ強度（ＭＰａ）＝〔３×応力（Ｎ）×支点間距離（ｍｍ）〕／〔２×試験片の幅（ｍｍ）×（試験片厚さ（ｍｍ）〕2 。
【００２４】
【表１】
2018053280.tif 000003
【００２５】
【表２】
2018053280.tif 000004
表１および表２に示すように、Ｎｏ．１〜３２、５３〜６６は本発明例であり、Ｎｏ．３３〜５２、６７〜７０は比較例である。
【００２６】
表１および表２に用いた粉末について、用いた粉末の粒度Ｄ５０が２００μｍ以下のものをＩ、２００超〜２３０μｍをＩＩ、２３０μｍ超をＩＩＩと表記した。また、熱処理を施したものをＩ、熱処理を施していないものをＩＩと表記した。
【００２７】
表２に示すように、比較例Ｎｏ．３３は、ＦＣＣ相とＴａ化合物からなっているものの、Ｔａの成分組成が高く、Ｔａ化合物相のミクロ組織の最大内接円径が１３μｍと粗大化しており、抗折応力が低くなっている。比較例Ｎｏ．３４も同様に、Ｔａの成分組成が高く、Ｔａ化合物相のミクロ組織の最大内接円径が１５μｍと粗大化しており、抗折応力が低くなっている。比較例Ｎｏ．３５〜３７は、Ｔａ化合物相のミクロ組織の最大内接円径が１０μｍ以下ではあるが、靱性を有するＮｉの成分組成が低く、機械強度が低下している。
【００２８】
比較例Ｎｏ．３８〜４０は、Ｔａ化合物相のミクロ組織の最大内接円径が１０μｍ以下ではあるが、ＦｅまたはＣｏが添加されていないので、そのため機械強度が低くなっている。比較例Ｎｏ．４１は、成形圧力が９０ＭＰａと低いため、機械強度が低くなっている。比較例Ｎｏ．４２〜４５は、成形温度が１３５０℃と本発明より高温でＨＩＰ成形したため、そのターゲット材は、Ｔａ化合物相のミクロ組織の最大内接円径が１０μｍより粗大化しており、そのため機械強度が低くなっている。
【００２９】
比較例Ｎｏ．４６〜４７は、粉末の熱処理をしていないために、粗大なＴａ化合物が残留してしまい、機械強度が低くなっている。比較例Ｎｏ．４８〜４９は、粉末粒度Ｄ５０が２００超〜２３０μｍの粉末を用いたため、Ｔａ化合物相のミクロ組織の最大内接円径が１１μｍと少し粗大化しており、抗折応力が低くなっている。比較例Ｎｏ．５０〜５２は、粉末粒度Ｄ５０が２３０μｍを超える粉末を用いたため、Ｔａ化合物相のミクロ組織の最大内接円径が粗大化しており、抗折応力が低くなっている。
【００３０】
Ｎｏ．５３〜６６は本発明例であり、Ｎｏ．６７〜７０は比較例である。いずれもＦＣＣ相とＴａ化合物相からなっているものの、比較例Ｎｏ．６７〜７０は、Ｍ元素が１０％超えており、Ｔａ化合物相のミクロ組織の最大内接円径が１０μｍより粗大化しており、抗折応力が低くなっている。これに対して、本発明例であるＮｏ．１〜３２、５３〜６６は本発明の条件を満たしていることから、いずれもスパッタリングターゲット材の抗折応力の高いことが分かる。
【００３１】
以上述べたように、本発明によりＮｉＴａに所定量のＦｅまたはＣｏを添加することで、ＮｉＦｅ（Ｃｏ）−Ｔａ化合物相を微細に分散させることで、スパッタリングターゲット材の強度を高め、スパッタ時の割れやパーティクルを防ぎ、スパッタ膜の組成ムラを防ぐことの出来るスパッタリングターゲット材を可能とした極めて優れた効果を奏するものである。
【符号の説明】
【００３２】
１  ＦＣＣ相
２  Ｔａ化合物相
特許出願人  山陽特殊製鋼株式会社
代理人    弁理士    椎  名    彊
【図１】
2018053280.tif 000005