(57)【要約】  Ｂｉを０．０５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部にＣｏ及びＰｔを含んでなるスパッタリングターゲットである。
2020031460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂｉを０．０５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含んでなるスパッタリングターゲット。
【請求項２】
Ｂｉの一部または全部を金属酸化物として含有してなる請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
Ｂｉを０．５ａｔ％以上含有してなる請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記金属酸化物が、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ及びＢからなる群から選択される少なくとも一種の元素の酸化物を含んでなる請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
さらに、Ａｕ、Ａｇ、Ｂ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｉｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ及びＶからなる群から選択される一種以上を、０．５ａｔ％〜３０ａｔ％含有してなる請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
Ｂｉを０．０５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含んでなる磁性膜。
【請求項７】
Ｂｉを０．５ａｔ％以上含有してなる請求項６に記載の磁性膜。
【請求項８】
前記金属酸化物が、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ及びＢからなる群から選択される少なくとも一種の元素の酸化物を含んでなる請求項６又は７に記載の磁性膜。
【請求項９】
さらに、Ａｕ、Ａｇ、Ｂ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｉｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ及びＶからなる群から選択される一種以上を、０．５ａｔ％〜３０ａｔ％含有してなる請求項６〜８のいずれか一項に記載の磁性膜。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか一項に記載の磁性膜を備える垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書は、スパッタリングターゲット、磁性膜および垂直磁気記録媒体に関する技術について開示するものである。
【背景技術】
【０００２】
記録面に対して垂直方向に磁気を記録する垂直磁気記録媒体等の磁気記録媒体は、上部記録層及び下部記録層を含む記録層並びにその他の層からなる複数の層で構成されることがある。これらの層はそれぞれ、各層に応じたスパッタリングターゲットを用いて、基板上にスパッタリングすることにより順次に成膜して形成するが、そのなかで、金属相がＣｏを主成分とした金属からなり酸化物相が所定の金属酸化物を含むスパッタリングターゲットを用いる場合がある。このようなスパッタリングターゲットとしては、特許文献１〜１２に記載されたもの等がある。【０００３】
ここで、上部記録層等の所定の層は、所望の飽和磁化と垂直磁気異方性を付与された磁性粒子を高い結晶配向性と、良好な磁性粒子間の分離を伴って形成することが求められる。
かかる層は一般に、たとえば特許文献１〜１０に記載されているような、Ｐｔ、ＣｒやＲｕ等の非磁性金属を添加したスパッタリングターゲットにより形成されている。これは、Ｐｔ、ＣｒやＲｕは結晶配向性を良好に保ちながら飽和磁化と垂直磁気異方性を制御することができることによるものである。これにより、記録容易性と記録保持性の両立を制御することができる。また、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｂ2Ｏ3等の金属酸化物が同時にスパッタリングされ、磁性粒子間に満たされることによりいわゆるグラニュラ構造を形成して、磁性粒子間の交換結合を弱めることで高密度な記録ビットを保持できる記録層としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０８１６９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７４１７４号公報
【特許文献３】特開２０１１−１７５７２５号公報
【特許文献４】特開２０１２−１１７１４７号公報
【特許文献５】特許第４８８５３３３号公報
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１３／０１３４０３８号明細書
【特許文献７】国際公開第２０１２／０８６３８８号
【特許文献８】米国特許出願公開第２０１３／０２１３８０２号明細書
【特許文献９】国際公開第２０１５／０６４７６１号
【特許文献１０】米国特許出願公開第２０１６／０２７６１４３号明細書
【特許文献１１】特開２０１１−２０８１６９号公報
【特許文献１２】国際公開第２０１４／１４１７３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述したようなＰｔ、ＣｒやＲｕにＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｂ2Ｏ3等の金属酸化物を添加したスパッタリングターゲットでは、さらなる記録密度向上には磁性粒子の分離性が不十分になっている。それ故に、この種のスパッタリングターゲットは更なる改善の余地があるといえる。【０００６】
この明細書は、このような問題を解決するため、飽和磁化と磁気異方性の制御と、磁性粒子の結晶配向及び磁性粒子の分離性に寄与する非磁性金属及び酸化物を添加したスパッタリングターゲット、磁性膜および垂直磁気記録媒体を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この明細書で開示するスパッタリングターゲットは、Ｂｉを０．０５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含んでなるものである。【０００８】
この明細書で開示する磁性膜は、Ｂｉを０．０５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含んでなるものである。
この明細書で開示する垂直磁気記録媒体は、上記の磁性膜を備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
上記のスパッタリングターゲットを用いて作製した磁性膜および垂直磁気記録媒体によれば、磁性粒子の結晶配向を維持しながら、磁性粒子の粒子成長を抑え、磁性粒子の粒径分散及び磁性粒子間の分離性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料の、Ｂｉ及びＣｒの添加量に対する磁気パラメータの変化を示すグラフである。
【図２】図１のグラフの横軸の一部の領域を拡大して示すグラフである。
【図３】実施例５のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料のＴＥＭ像である。
【図４】比較例６のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料のＴＥＭ像である。
【図５】実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料の、Ｂｉ及びＣｒの添加量に対する平均粒子径及び粒径分散の変化を示すグラフである。
【図６】図５のグラフの横軸の一部の領域を拡大して示すグラフである。
【図７】実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料の、Ｂｉ及びＣｒの添加量に対する平均粒子径及び粒径分散の変化を示すグラフである。
【図８】図７のグラフの横軸の一部の領域を拡大して示すグラフである。
【図９】実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料の、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｂｉ、Ｃｒの含有量について線分析を行った結果を示すグラフである。
【図１０】実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料のＸ線回折のｈｃｐ構造のＣｏに由来する出力のピーク強度を示すグラフである。
【図１１】実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料のＸ線回折のｈｃｐ構造のＣｏに由来する出力の半値幅を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、上述したスパッタリングターゲット、磁性膜および垂直磁気記録媒体の実施の形態について詳細に説明する。
一の実施形態のスパッタリングターゲットは、Ｂｉを０．０５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含むものである。このようにＢｉを添加したスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることにより、結晶配向性を維持したまま磁性粒の分離の良い膜を得ることができる。
【００１２】
（スパッタリングターゲットの組成）
スパッタリングターゲットの金属成分は主としてＣｏ及びＰｔを含むが、それに加えて、Ｂｉを含むことが肝要である。Ｂｉを含むことにより、磁性粒子の成長を抑制することができる。これにより、より小さい磁性粒子を持った記録層を容易に作成することができる。また、結晶性を良くするために高い基板温度で成膜しても磁性粒子のサイズが大きくならず、小さな粒子サイズと結晶性を両立できる。さらに、金属酸化物が粒界に偏析しやすくなるだけでなく、粒界幅の分散が少ない膜を作ることができる。これにより、粒径分散のそろった微細な磁性粒子を均一な幅を持った酸化物粒界を介して分散させることができる。
【００１３】
これは、Ｂｉ及びＢｉ酸化物自身の融点が低いだけでなく、Ｂｉ酸化物が他の主要な酸化物と結合して融点を下げられることと、ＢｉとＣｏが合金を作りにくい一方で、ＣｏとＢｉ酸化物の濡れ性が良いことによると考えられる。一般に粒子サイズ分散が大きくなる一因として融点の高い金属酸化物が先に固化してＣｏを主体とする磁性粒子の成長を妨げることが考えられるが、金属酸化物の融点を下げることで、金属酸化物が移動しやすくなって粒子の成長が妨げられなくなり、粒径サイズ分散が低減することが期待できる。さらに、Ｂｉ酸化物とＣｏの濡れ性が良いことから酸化物に囲まれた磁性粒子が丸くなることが抑えられ、多角形の磁性粒子の周りに均一な幅の酸化物が形成された膜になることが期待できる。加えて、ＢｉとＣｏは合金を作りにくい性質があるため、磁性粒とＢｉ酸化物が接触してもＢｉが磁性粒内に不必要に拡散すること、Ｃｏが酸化して粒界の酸化物相に拡散することが防がれていると考えられる。このため、ＣｏＰｔを主体とする磁性粒内の組成分布が均一になると考えられる。
これにより、磁性粒子ごとの合金組成が均一になり磁気特性の分散が小さくなることが期待できる。また、ＣｏＰｔ比から期待される磁気異方性を得られると考えられる。以上のようなことが考えられるが、このような理論に限定されるものではない。
【００１４】
Ｂｉの含有量は、Ｂｉ当量で０．０５ａｔ％以上とする。Ｂｉは金属成分として、また酸化物成分として含まれることがあるが、金属成分及び酸化物成分の両方の成分として含まれる場合は、上記の含有量はそれらの成分中のＢｉ元素の合計を意味する。
Ｂｉの含有量が０．０５ａｔ％未満である場合は、磁性粒子間の磁気的分離性の改善が十分ではない。一方、Ｂｉの含有量が多すぎると、磁性粒子のｈｃｐ構造が安定しないことが懸念される。そのため、Ｂｉの含有量は、０．５ａｔ％以上とすることが好ましく、たとえば０．５ａｔ％〜１０ａｔ％とすることができる。
Ｂｉを添加することの先述した効果より、Ｂｉはその一部または全部が金属酸化物として含有されていることが好適である。
【００１５】
スパッタリングターゲットは、金属成分として少なくともＣｏ及びＰｔを含む。Ｐｔの含有量は所望の磁気異方性を実現するため任意に選択することができる。一般的に金属Ｃｏ成分に対するＰｔのモル比率を金属Ｃｏ：Ｐｔ＝３：１にするともっとも高い磁気異方性が得られることが知られているが、金属Ｃｏ：Ｐｔの比率は１０：０から２：１の範囲であれば実施形態のスパッタリングターゲットを実現することが可能である。
【００１６】
スパッタリングターゲットの金属成分は、飽和磁化、磁気異方性、磁性粒子と粒界酸化物との濡れ性の適正化のために、上記のＣｏ、Ｂｉ及びＰｔの他、必要に応じてさらに、Ａｕ、Ａｇ、Ｂ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｉｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ及びＶからなる群から選択される一種以上を合計０．５ａｔ％〜３０ａｔ％含有することができる。
【００１７】
スパッタリングターゲットは、一般に上述した金属に金属酸化物が分散したグラニュラ構造になり、金属酸化物を含有する。金属酸化物の合計含有量は、体積率で１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％とする。なお、金属酸化物の合計含有量は１ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％とすることができる。金属酸化物が少なすぎる場合は、磁性粒子の分離が不十分で磁気クラスタサイズが大きくなる可能性がある。一方、金属酸化物が多すぎる場合は、磁性粒子の割合が少なく十分な飽和磁化および磁気異方性が得られず、再生信号強度や熱安定性が不十分となることがある。
【００１８】
酸化物体積率は、スパッタリングターゲットに含まれる各成分の密度、分子量から計算によって求めることもできるが、スパッタリングターゲットの任意の切断面における、酸化物相の面積比率から求めることもできる。この場合、スパッタリングターゲット中の酸化物相の体積比率は、切断面での面積比率とすることができる。
【００１９】
上記の金属酸化物として具体的には、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂの酸化物を挙げることができる。したがって、スパッタリングターゲットは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ及びＢからなる群から選択される少なくとも一種の元素の酸化物を含んでもよい。このような金属酸化物としては、たとえば、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｂ2Ｏ3等を挙げることができる。
【００２０】
なかでも、Ｔｉの酸化物を含む場合は、磁性粒子の分離性が良くなることから、スパッタリングターゲットは、ＴｉＯ2等のＴｉの酸化物を含むことが好適である。
また、Ｓｉ及びＢの酸化物は酸化物層を非晶質化することができ均一な幅と磁性粒子の形状に沿った粒界形成に寄与するため、スパッタリングターゲットには、ＳｉＯ2またはＢ2Ｏ3のいずれかの酸化物を含むことが好適である。
【００２１】
さらに、Ｂｉが酸化物の形態でターゲットに存在してもよい。つまり、上記の金属酸化物にはＢｉが含まれることがある。Ｂｉの酸化物は他の金属酸化物と複合酸化物を形成して融点を下げ、ターゲットの焼結性を向上することが期待できる。また、スパッタ膜の状態でも酸化物の粒径への偏折を促進することが期待できる。
【００２２】
（スパッタリングターゲットの製造方法）
以上に述べたスパッタリングターゲットは、たとえば粉末焼結法により製造することができ、その具体的な製造方法の例を次に述べる。
【００２３】
はじめに、金属粉末として、Ｃｏ粉末と、Ｂｉ粉末と、Ｐｔ粉末と、さらに必要に応じて、Ａｕ、Ａｇ、Ｂ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｉｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ及びＶからなる群から選択される一種以上の粉末とを用意する。
【００２４】
金属粉末は、単元素のみならず合金の粉末であってもよく、その粒径が１μｍ〜１５０μｍの範囲内のものであることが、均一な混合を可能にして偏析と粗大結晶化を防止できる点で好ましい。金属粉末の粒径が１５０μｍより大きい場合は、後述の酸化物粒子が均一に分散しないことがあり、また、１μｍより小さい場合は、金属粉末の酸化の影響でスパッタリングターゲットが所望の組成から外れたものになるおそれがある。
【００２５】
また、酸化物粉末として、たとえば、ＴｉＯ2粉末、ＳｉＯ2粉末、Ｂｉ2Ｏ3及び／又はＢ2Ｏ3粉末等を用意する。酸化物粉末は粒径が１μｍ〜３０μｍの範囲のものとすることが好ましい。それにより、上記の金属粉末と混合して加圧焼結した際に、金属相中に酸化物粒子をより均一に分散させることができる。酸化物粉末の粒径が３０μｍより大きい場合は、加圧焼結後に粗大な酸化物粒子が生じることがあり、この一方で、１μｍより小さい場合は、酸化物粉末同士の凝集が生じることがある。
【００２６】
次いで、上記の金属粉末及び酸化物粉末を、所望の組成になるように秤量し、ボールミル等の公知の手法を用いて混合するとともに粉砕する。このとき、混合・粉砕に用いる容器の内部を不活性ガスで充満させて、原料粉末の酸化をできる限り抑制することが望ましい。これにより、所定の金属粉末と酸化物粉末とが均一に混合した混合粉末を得ることができる。
【００２７】
その後、このようにして得られた混合粉末を、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気下で加圧して焼結させ、円盤状等の所定の形状に成型する。ここでは、ホットプレス焼結法、熱間静水圧焼結法、プラズマ放電焼結法等の様々な加圧焼結方法を使用することができる。なかでも、熱間静水圧焼結法は焼結体の密度向上の観点から有効である。
【００２８】
焼結時の保持温度は、好ましくは６００〜１５００℃の温度範囲とし、より好ましくは７００℃〜１４００℃とする。そして、この範囲の温度に保持する時間は、１時間以上とすることが好適である。
また焼結時の加圧力は、好ましくは１０ＭＰａ以上、より好ましくは２０ＭＰａ以上とする。
それにより、金属相中に酸化物粒子をより均一に分散させることができる。
【００２９】
上記の加圧焼結により得られた焼結体に対し、旋盤等を用いて所望の形状にする切削その他の機械加工を施すことにより、円盤状等のスパッタリングターゲットを製造することができる。
【００３０】
（磁性膜）
先に述べたようなスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング装置、一般にはマグネトロンスパッタリング装置にてスパッタリングを行うことにより、磁性膜を成膜することができる。
【００３１】
このような磁性膜は、上述のスパッタリングターゲットと実質的に同様の組成を有するものとなる。
より詳細には、磁性膜は、Ｂｉを０．０５ａｔ％以上、好ましくは０．５ａｔ％以上を含有するとともに、ＣｏとＰｔを主体とする多数の磁性粒子の周りに金属酸化物を合計、１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％で含有する所謂グラニュラ膜である。磁性膜中の金属酸化物の合計含有量は、１ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％とすることができる。Ｂｉの添加量は所望の値を得るために調整することができる。Ｂｉの添加量を増やすと記録層の設計パラメータである飽和磁化、磁気異方性、保磁力が小さくなるが、これらのパラメータは他の非磁性金属、酸化物量にも依存する。そのため、一概にＢｉの最大添加量を規定することは難しいが、Ｂｉを１０ａｔ％程度添加すると飽和磁化と磁気異方性が低下して記録層としての役割を担うことは難しいと考えられる。したがって、磁性膜中のＢｉの含有量は、たとえば０．５ａｔ％〜１０ａｔ％とすることができる。
【００３２】
磁性膜中の金属酸化物には、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ及びＢからなる群から選択される少なくとも一種の元素の酸化物が含まれることがある。このなかでも、当該金属酸化物として、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｂの酸化物を含むことが好ましい。金属酸化物の合計含有量は、１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％とする。
【００３３】
磁性膜は、さらに、Ａｕ、Ａｇ、Ｂ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｉｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ及びＶからなる群から選択される一種以上を、合計０．５ａｔ％〜３０ａｔ％含有することができる。
【００３４】
かかる磁性膜は、種々の用途に用いることができるが、たとえば、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体（すなわち、垂直磁気記録媒体）を構成する基板上の密着層、軟磁性層、Ｓｅｅｄ層、Ｒｕ層などの下地層、中間層、記録層および保護層のうち、記録層として用いることが好適である。特に記録層が、熱安定性を担う下部記録層と記録容易性を担う上部記録層を含むものとする場合は、上部記録層を上記の磁性膜とすることが好ましい。上部記録層は、飽和磁化と磁気異方性を調整でき、磁性粒の分離に優れ、結晶配向が揃っている膜が作れる材料が求められるところ、上記の磁性膜であればこのような要求を満たすことができるからである。
【００３５】
（垂直磁気記録媒体）
垂直磁気記録媒体は、これまでの記録面に対して水平方向に磁気を記録する水平磁気記録方式とは異なり、記録面に対して垂直方向に磁気を記録することから、より高密度の記録が可能であるとして、ハードディスクドライブ等で広く採用されている。垂直磁気記録方式の磁気記録媒体は具体的には、たとえば、アルミニウムやガラス等の基板上に密着層、軟磁性層、Ｓｅｅｄ層、Ｒｕ層などの下地層、中間層、記録層および保護層等を順次に積層して構成される。このうち、記録層は、上部記録層及び下部記録層を含んで構成することができる。上述したスパッタリングターゲットは、このうちの記録層の成膜に適している。
【実施例】
【００３６】
次に、上述したスパッタリングターゲットを試作し、その性能を確認したので以下に説明する。但し、ここでの説明は単なる例示を目的としたものであり、それに限定されることを意図するものではない。【００３７】
実施例及び比較例としてＣｏ−Ｐｔ−Ｂｉ−ＴｉＯ2−ＳｉＯ2のスパッタリングターゲットと、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｂｉ2Ｏ3−ＴｉＯ2−ＳｉＯ2のスパッタリングターゲットを、また比較例としてＣｏ−Ｐｔ−ＴｉＯ2−ＳｉＯ2及びＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ−ＴｉＯ2−ＳｉＯ2スパッタリングターゲットをそれぞれ作製した。各スパッタリングターゲットの組成を表１に示す。【００３８】
【表１】
2020031460.tif 000003
【００３９】
これらのスパッタリングターゲットの具体的な製造方法について詳説すると、はじめに、所定の金属粉末及び金属酸化物粉末を秤量し、粉砕媒体のジルコニアボールとともに容量１０リットルのボールミルポットに封入して、２４時間回転させて混合した。そして、ボールミルから取り出した混合粉末を直径１９０ｍｍのカーボン製の円柱状の型に充填し、ホットプレスで焼結させた。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度１０００℃、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。これにより得られた焼結体を切削し、スパッタリングターゲットとした。
なお原料として、実施例１〜８と比較例１１ではＢｉ金属粉末を、実施例９〜１６と比較例２１ではＢｉ酸化物粉末をそれぞれ使用し、また、比較例２〜１０ではＣｒ金属粉末を、比較例１２〜２０ではＣｒ酸化物粉末をそれぞれ使用した。【００４０】
マグネトロンスパッタリング装置（キャノンアネルバ（株）製Ｃ−３０１０）によりガラス基板上にＣｒ−Ｔｉ（６ｎｍ）、Ｎｉ−Ｗ（５ｎｍ）、Ｒｕ（２０ｎｍ）をこの順序で成膜したものに、上述した各スパッタリングターゲットをＡｒ５．０Ｐａ雰囲気下にて３００Ｗでスパッタリングして膜厚が１１ｎｍの各磁性膜を成膜した後、磁性膜の酸化を防ぐため保護膜としてＲｕ（３ｎｍ）成膜して、各層を形成した。
これにより得られた各試料について、飽和磁化Ｍｓ、保磁力Ｈｃ、磁気異方性Ｋｕを測定した。なお、測定装置については（株）玉川製作所製の試料振動型磁力計（ＶＳＭ）及び磁気トルク計（ＴＲＱ）により測定した。
Ｂｉ及びＣｒの添加量を横軸として整理したこれらの磁気パラメータの結果を図１及び２にグラフで示す。横軸のＢｉとＣｒは、Ｍｓが同じになるように各々異なる座標軸を用いた。Ｂｉを０．５ａｔ％以下添加した場合は、Ｃｒを添加した場合に比べて同じＭｓで比べた場合、Ｋｕが大きいがＨｃはほとんど変わらない。これは、Ｂｉを添加することにより磁性粒子の結晶性が劣化せずに、磁性粒間の分離性が良くなっていることを示している。さらに、Ｂｉを０．５ａｔ％以上添加した場合はＨｃもわずかに大きくなる。これは、分離性の改善は飽和するが結晶性の良さは持続していることを示している。【００４１】
実施例５と比較例６について、日本電子（株）製透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＴＥＭ−ＥＤＸ）により得られたＴＥＭ像を図３及び４に示し、また、画像解析により求めた磁性粒子の平均粒子径と粒径分散をＢｉとＣｒの添加量で整理したものを図５〜８に示す。また、ＥＤＸを用いてＣｏ、Ｐｔ、Ｂｉ、Ｃｒの各元素について線分析を行った結果を図９に示す。これによると、Ｂｉを添加した場合は、Ｃｒを添加した場合に比べて磁性粒子の粒径が小さく、磁性粒子内のＢｉの分布がＣｒよりも均一で組成分散が小さいことがわかる。【００４２】
上記の各資料をリガク社のＸ線回折装置（ＳｍａｒｔＬａｂ）を用いてX線回折測定を行った。θ／２θ測定により、ｈｃｐ構造を持つＣｏＰｔ磁性粒子の（００２）回折ピークの２θ値を計測し、この２θ値でロッキングカーブを測定し、半値幅を求めた。その結果を図１０及び１１に示す。Ｂｉを添加した場合、Ｃｒを添加した場合に比べて２θの値が小さく、また半値幅が小さいことから磁性粒子の結晶性が良いことがわかる。【００４３】
以上より、実施例のスパッタリングターゲットによれば、磁性膜の磁性粒子の成長が抑制され、金属酸化物が粒界に偏析しやすくなり、粒界幅の分散が少ない膜を作ることができることが解った。また、これにより、粒径分散のそろった微細な磁性粒子を均一な幅を持った酸化物粒界を介して分散させることができることが解かった。また、磁性粒子の結晶性が優れており、磁性粒子の磁気特性の分散も抑えられることが解った。
【図１】
2020031460.tif 000004
【図２】
2020031460.tif 000005
【図３】
2020031460.tif 000006
【図４】
2020031460.tif 000007
【図５】
2020031460.tif 000008
【図６】
2020031460.tif 000009
【図７】
2020031460.tif 000010
【図８】
2020031460.tif 000011
【図９】
2020031460.tif 000012
【図１０】
2020031460.tif 000013
【図１１】
2020031460.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月18日(2019.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂｉを０．０５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含んでなるスパッタリングターゲット。
【請求項２】
Ｂｉの一部または全部を金属酸化物として含有してなる請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
Ｂｉを０．５ａｔ％以上含有してなる請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記金属酸化物が、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ及びＢからなる群から選択される少なくとも一種の元素の酸化物を含んでなる請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
さらに、Ａｕ、Ａｇ、Ｂ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｉｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ及びＶからなる群から選択される一種以上を、０．５ａｔ％〜３０ａｔ％含有してなる請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
垂直磁気記録方式の磁気記録媒体用の磁性膜であって、Ｂｉを０．０５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含んでなる磁性膜。
【請求項７】
Ｂｉを０．５ａｔ％以上含有してなる請求項６に記載の磁性膜。
【請求項８】
前記金属酸化物が、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ及びＢからなる群から選択される少なくとも一種の元素の酸化物を含んでなる請求項６又は７に記載の磁性膜。
【請求項９】
さらに、Ａｕ、Ａｇ、Ｂ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｉｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ及びＶからなる群から選択される一種以上を、０．５ａｔ％〜３０ａｔ％含有してなる請求項６〜８のいずれか一項に記載の磁性膜。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか一項に記載の磁性膜を備える垂直磁気記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
り、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含んでなるものである。
［０００８］
この明細書で開示する磁性膜は、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体用の磁性膜であって、Ｂｉを０．０５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含んでなるものである。
この明細書で開示する垂直磁気記録媒体は、上記の磁性膜を備えるものである。
発明の効果
［０００９］
上記のスパッタリングターゲットを用いて作製した磁性膜および垂直磁気記録媒体によれば、磁性粒子の結晶配向を維持しながら、磁性粒子の粒子成長を抑え、磁性粒子の粒径分散及び磁性粒子間の分離性を向上させることができる。
図面の簡単な説明
［００１０］
［図１］実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料の、Ｂｉ及びＣｒの添加量に対する磁気パラメータの変化を示すグラフである。
［図２］図１のグラフの横軸の一部の領域を拡大して示すグラフである。
［図３］実施例５のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料のＴＥＭ像である。
［図４］比較例６のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料のＴＥＭ像である。
［図５］実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料の、Ｂｉ及びＣｒの添加量に対する平均粒子径及び粒径分散の変化を示すグラフである。
［図６］図５のグラフの横軸の一部の領域を拡大して示すグラフである。
［図７］実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料の、Ｂｉ及びＣｒの添加量に対する平均粒子径及び粒径分散の変化を示すグラフである。
［図８］図７のグラフの横軸の一部の領域を拡大して示すグラフである。
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月31日(2020.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂｉを０．０５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含み、Ｍｎを含まないスパッタリングターゲット。
【請求項２】
Ｂｉの一部または全部を金属酸化物として含有してなる請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
Ｂｉを０．５ａｔ％以上含有してなる請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記金属酸化物が、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ及びＢからなる群から選択される少なくとも一種の元素の酸化物を含んでなる請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
さらに、Ａｕ、Ａｇ、Ｂ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ及びＶからなる群から選択される一種以上を、０．５ａｔ％〜３０ａｔ％含有してなる請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
垂直磁気記録方式の磁気記録媒体用の磁性膜であって、Ｂｉを０．５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含み、Ｍｎを含まない磁性膜。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記金属酸化物が、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ及びＢからなる群から選択される少なくとも一種の元素の酸化物を含んでなる請求項６に記載の磁性膜。
【請求項９】
さらに、Ａｕ、Ａｇ、Ｂ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ及びＶからなる群から選択される一種以上を、０．５ａｔ％〜３０ａｔ％含有してなる請求項６又は８に記載の磁性膜。
【請求項１０】
請求項６、８、９のいずれか一項に記載の磁性膜を備える垂直磁気記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
り、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含み、Ｍｎを含まないものである。
［０００８］
この明細書で開示する磁性膜は、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体用の磁性膜であって、Ｂｉを０．５ａｔ％以上含有し、金属酸化物の合計含有量が１０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であり、残部に少なくともＣｏ及びＰｔを含み、Ｍｎを含まないものである。
この明細書で開示する垂直磁気記録媒体は、上記の磁性膜を備えるものである。
発明の効果
［０００９］
上記のスパッタリングターゲットを用いて作製した磁性膜および垂直磁気記録媒体によれば、磁性粒子の結晶配向を維持しながら、磁性粒子の粒子成長を抑え、磁性粒子の粒径分散及び磁性粒子間の分離性を向上させることができる。
図面の簡単な説明
［００１０］
［図１］実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料の、Ｂｉ及びＣｒの添加量に対する磁気パラメータの変化を示すグラフである。
［図２］図１のグラフの横軸の一部の領域を拡大して示すグラフである。
［図３］実施例５のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料のＴＥＭ像である。
［図４］比較例６のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料のＴＥＭ像である。
［図５］実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料の、Ｂｉ及びＣｒの添加量に対する平均粒子径及び粒径分散の変化を示すグラフである。
［図６］図５のグラフの横軸の一部の領域を拡大して示すグラフである。
［図７］実施例並びに比較例のスパッタリングターゲットを用いて成膜した各試料の、Ｂｉ及びＣｒの添加量に対する平均粒子径及び粒径分散の変化を示すグラフである。
【国際調査報告】
2020031460.tif 000015
2020031460.tif 000016
2020031460.tif 000017