JP6005767B2 - 磁性記録媒体用スパッタリングターゲット - Google Patents
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Description
1)少なくともCoを含有する組成の金属と金属酸化物からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記金属酸化物の溶融体の前記金属に対する接触角又は前記金属溶融体の前記金属酸化物に対する接触角が90°以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
2)前記金属が、Pt:0.1mol%以上、45mol%以下、残余Coからなる組成を有することを特徴とする上記1)記載のスパッタリングターゲット。
3)前記金属が、Cr:0.1mol%以上、45mol%以下、Pt:0.1mol%以上45mol%以下、残余Coからなる組成を有することを特徴とする上記1)記載のスパッタリングターゲット。
4)前記金属酸化物が、少なくともB酸化物又はBを構成元素の一つとする複合酸化物を含有することを特徴とする上記1)〜3)のいずれか一に記載のスパッタリングターゲット。
5)前記B酸化物が、B2O3であることを特徴とする上記4)記載のスパッタリングターゲット。
7)前記金属がCoで、前記金属酸化物が、Ti、Cr、Si、Oを構成成分とし、TiとSiとCrの原子数比が式:TixSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、0<y<25、52<z/(1−y/100)<79を満たす数)で表されることを特徴とする上記1)記載のスパッタリングターゲット。
8)前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Ti、Oを構成成分とし、BとTiの原子数比が式:BxTiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする上記1)記載のスパッタリングターゲット。
9)前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Si、Oを構成成分とし、BとSiの原子数比が式:BxSiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする上記1)記載のスパッタリングターゲット。
10)前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Cr、Oを構成成分とし、BとCrの原子数比が式:BxCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<20を満たす数)で表されることを特徴とする上記1)記載のスパッタリングターゲット。
11)前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Oを構成成分とし、BとTiとSiの原子数比が式:BxTiySiz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、50<x<100、x>2y、x>2zを満たす数)で表されることを特徴とする上記1)記載のスパッタリングターゲット。
12)前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Ti、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとCrの原子数比が式:BxTiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>6zを満たす数)で表されることを特徴とする上記1)記載のスパッタリングターゲット。
13)前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとSiとCrの原子数比が式:BxSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>6zを満たす数)で表されることを特徴とする上記1)記載のスパッタリングターゲット。
14)前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrの原子数比が式:BxTiySizCrw(但し、x、y、z、wは、x+y+z+w=100、75<x<100を満たす数)で表されることを特徴とする上記1)記載のスパッタリングターゲット。
16)前記金属酸化物が、Ti、Si、Oを構成成分とし、TiとSiの原子数比が式:TixSiy(但し、x、yは、x+y=100、40<y<60を満たす数)で表されることを特徴とする上記15)記載のスパッタリングターゲット。
17)前記金属酸化物が、Ti、Cr、Oを構成成分とし、TiとCrの原子数比が式:TixCry(但し、x、yは、x+y=100、71<y<100を満たす数)で表されることを特徴とする上記15)記載のスパッタリングターゲット。
18)前記金属酸化物が、Si、Cr、Oを構成成分とし、SiとCrの原子数比が式:SixCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<95を満たす数)で表されることを特徴とする上記15)記載のスパッタリングターゲット。
19)前記金属酸化物が、B、Ti、Oを構成成分とし、BとTiの原子数比が式:BxTiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする上記15)記載のスパッタリングターゲット。
20)前記金属酸化物が、B、Si、Oを構成成分とし、BとSiの原子数比が式:BxSiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする上記15)記載のスパッタリングターゲット。
21)前記金属酸化物が、B、Cr、Oを構成成分とし、BとCrの原子数比が式:BxCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<15を満たす数)で表されることを特徴とする上記15)記載のスパッタリングターゲット。
22)前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Oを構成成分とし、BとTiとSiの原子数比が式:BxTiySiz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、50<x<100、x>2y、X>2zを満たす数)で表されることを特徴とする上記15)記載のスパッタリングターゲット。
23)前記金属酸化物が、B、Ti、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとCrの原子数比が式:BxTiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、80<x<100、x>3y、x>11zを満たす数)で表されることを特徴とする上記15)記載のスパッタリングターゲット。
24)前記金属酸化物が、B、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとSiとCrの原子数比が式:BxSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>11zを満たす数)で表されることを特徴とする上記15)記載のスパッタリングターゲット。
25)前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrの原子数比が式:BxTiySizCrw(但し、x、y、z、wは、x+y+z+w=100、75<x<100、x>7wを満たす数)で表されることを特徴とする上記15)記載のスパッタリングターゲット。
27)前記金属酸化物が、Ti、Cr、Oを構成成分とし、TiとCrの原子数比が式:TixCry(但し、x、yは、x+y=100、15<y<100を満たす数)で表されることを特徴とする上記26)記載のスパッタリングターゲット。
28)前記金属酸化物が、Si、Cr、Oを構成成分とし、SiとCrの原子数比が式:SixCry(但し、x、yは、x+y=100、5<y<100を満たす数)で表されることを特徴とする上記26)記載のスパッタリングターゲット。
29)前記金属酸化物が、B、Ti、Oを構成成分とし、BとTiの原子数比が式:BxTiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする上記26)記載のスパッタリングターゲット。
30)前記金属酸化物が、B、Si、Oを構成成分とし、BとSiの原子数比が式:BxSiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする上記26)記載のスパッタリングターゲット。
31)前記金属酸化物が、B、Cr、Oを構成成分とし、BとCrの原子数比が式:BxCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<15を満たす数)で表されることを特徴とする上記26)記載のスパッタリングターゲット。
32)前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Oを構成成分とし、BとTiとSiの原子数比が式:BxTiySiz(ただしx、y、zはx+y+z=100、50<x<100、x>2y、x>2zを満たす数)で表されることを特徴とする上記26)記載のスパッタリングターゲット。
33)前記金属酸化物が、B、Ti、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとCrの原子数比が式:BxTiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、80<x<100、x>3y、x>11zを満たす数)で表されることを特徴とする上記26)記載のスパッタリングターゲット。
34)前記金属酸化物が、B、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとSiとCrの原子数比が式:BxSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>11zを満たす数)で表されることを特徴とする上記26)記載のスパッタリングターゲット。
35)前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrの原子数比が式:BxTiySizCrw(但し、x、y、z、wは、x+y+z+w=100、75<x<100、x>7wを満たす数)で表されることを特徴とする上記26)記載のスパッタリングターゲット。
36)
前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Cr、Co、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrとCoの原子数比が式:BxTiySizCrwCou(但し、x、y、z、w、uは、x+y+z+w+u=100、75<x<100、5<u<30を満たす数)で表されることを特徴とする上記26)記載のスパッタリングターゲット。
38)スパッタリングターゲットの切断面において、金属素地中の金属酸化物粒子の平均面積が0.1〜20μm2であることを特徴とする上記1)〜37)のいずれか一に記載のスパッタリングターゲット。
なお、スパッタリングターゲットに不可避的に混入している不純物や、金属成分として1mol%未満の比率で含まれる添加元素は、金属と金属酸化物との濡れ性に対して有意な変化を生じさせることはない。従って、スパッタリングターゲットが本発明の組成範囲を満たすかどうかは、このような不可避的不純物や1mol%未満の添加元素については除外して考えればよい。
1)Ti、Cr、Oを構成成分とし、TiとCrの原子数比が式:TixCry(但し、x、yは、x+y=100、52<y<79を満たす数)で表される金属酸化物、
2)Ti、Cr、Si、Oを構成成分とし、TiとSiとCrの原子数比が式:TixSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、0<y<25、52<z/(1−y/100)<79を満たす数)で表される金属酸化物。
3)B、Ti、Oを構成成分とし、BとTiの原子数比が式:BxTiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表される金属酸化物。
4)B、Si、Oを構成成分とし、BとSiの原子数比が式:BxSiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表される金属酸化物。
5)B、Cr、Oを構成成分とし、BとCrの原子数比が式:BxCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<20を満たす数)で表される金属酸化物。
6)B、Ti、Si、Oを構成成分とし、BとTiとSiの原子数比が式:BxTiySiz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、50<x<100、x>2y、x>2zを満たす数)で表される金属酸化物。
7)B、Ti、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとCrの原子数比が式:BxTiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>6zを満たす数)で表される金属酸化物。
8)、B、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとSiとCrの原子数比が式:BxSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>6zを満たす数)で表される金属酸化物。
9)B、Ti、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrの原子数比が式:BxTiySizCrw(但し、x、y、z、wは、x+y+z+w=100、75<x<100を満たす数)で表される金属酸化物。
これらの金属酸化物の原子数比の範囲は、本発明者らが実施した実験と試算によって得られたもので、良好な濡れ性が期待できる。
1)Ti、Si、Oを構成成分とし、TiとSiの原子数比が式:TixSiy(但し、x、yは、x+y=100、40<y<60を満たす数)で表される金属酸化物。
2)Ti、Cr、Oを構成成分とし、TiとCrの原子数比が式:TixCry(但し、x、yは、x+y=100、71<y<100を満たす数)で表される金属酸化物。
3)Si、Cr、Oを構成成分とし、SiとCrの原子数比が式:SixCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<95を満たす数)で表される金属酸化物。
4)B、Ti、Oを構成成分とし、BとTiの原子数比が式:BxTiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表される金属酸化物。
5)B、Si、Oを構成成分とし、BとSiの原子数比が式:BxSiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表される金属酸化物。
6)B、Cr、Oを構成成分とし、BとCrの原子数比が式:BxCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<15を満たす数)で表される金属酸化物。
7)B、Ti、Si、Oを構成成分とし、BとTiとSiの原子数比が式:BxTiySiz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、50<x<100、x>2y、X>2zを満たす数)で表される金属酸化物。
8)B、Ti、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとCrの原子数比が式:BxTiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、80<x<100、x>3y、x>11zを満たす数)で表される金属酸化物。
9)B、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとSiとCrの原子数比が式:BxSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>11zを満たす数)で表される金属酸化物。
10)B、Ti、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrの原子数比が式:BxTiySizCrw(但し、x、y、z、wは、x+y+z+w=100、75<x<100、x>7wを満たす数)で表される金属酸化物。
これらの金属酸化物の原子数比の範囲は、本発明者らが実施した実験と試算によって得られたもので、良好な濡れ性が期待できる。
1)Ti、Cr、Oを構成成分とし、TiとCrの原子数比が式:TixCry(但し、x、yは、x+y=100、15<y<100を満たす数)で表される金属酸化物。
2)Si、Cr、Oを構成成分とし、SiとCrの原子数比が式:SixCry(但し、x、yは、x+y=100、5<y<100を満たす数)で表される金属酸化物。
3)B、Ti、Oを構成成分とし、BとTiの原子数比が式:BxTiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表される金属酸化物。
4)B、Si、Oを構成成分とし、BとSiの原子数比が式:BxSiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表される金属酸化物。
5)B、Cr、Oを構成成分とし、BとCrの原子数比が式:BxCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<15を満たす数)で表される金属酸化物。
6)B、Ti、Si、Oを構成成分とし、BとTiとSiの原子数比が式:BxTiySiz(ただしx、y、zはx+y+z=100、50<x<100、x>2y、x>2zを満たす数)で表される金属酸化物。
7)B、Ti、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとCrの原子数比が式:BxTiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、80<x<100、x>3y、x>11zを満たす数)で表される金属酸化物。
8)B、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとSiとCrの原子数比が式:BxSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>11zを満たす数)で表される金属酸化物。
9)B、Ti、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrの原子数比が式:BxTiySizCrw(但し、x、y、z、wは、x+y+z+w=100、75<x<100、x>7wを満たす数)で表される金属酸化物。
10)B、Ti、Si、Cr、Co、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrとCoの原子数比が式:BxTiySizCrwCou(但し、x、y、z、w、uは、x+y+z+w+u=100、75<x<100、5<u<30を満たす数)で表される金属酸化物。
これらの金属酸化物の原子数比の範囲は、本発明者らが実施した実験と試算によって得られたもので、良好な濡れ性が期待できる。
また、本願発明のスパッタリングターゲットの組織(任意の切断面)において、前記金属(素地)中の前記金属酸化物の粒子の平均面積が0.1〜20μm2の範囲にあることが好ましい。これにより、スパッタ時に酸化物に起因するパーティクルの発生を低減することができる。平均面積が20μm2より大きい場合には、粗大な金属酸化物の粒子がスパッタした際にアーキングの起点になるので、パーティクルが増加するおそれがあり、一方、平均面積が0.1μm2より小さい場合には、そのような組織を実現するために原料粉末の微粉砕する必要があり、製造工程が複雑になるという問題がある。
まず、磁性材料の粉末として、Co粉末、Pt粉末、Cr粉末、必要に応じて、上記添加金属粉末を用意する。金属粉末としては、単元素の金属粉末だけでなく、合金粉末を用いることもできる。これらの金属粉末は粒径が1〜10μmの範囲のものを用いることが望ましい。粒径が1〜10μmであるとより均一な混合が可能であり、偏析と粗大結晶化を防止できる。金属粉末の粒径が10μmより大きい場合には、金属酸化物(非磁性材料)が均一に分散しないことがあり、また、1μmより小さい場合には、金属粉末の酸化の影響でターゲットの組成が所望の組成から外れてくるという問題が生じることがある。
なお、上述した原料粉末の粒径範囲はあくまで好ましい範囲であり、これを逸脱することが本願発明を否定する条件でないことは当然理解されるべきである。
そして、得られた焼結体を旋盤で所望の形状に加工することにより、本発明のスパッタリングターゲットを作製することができる。
金属粉として、平均粒径3μmのCo粉末を用意し、酸化物粉として、平均粒径1μmのTiO2粉末、平均粒径3μmのCr2O3粉末、平均粒径1μmのSiO2粉末、平均粒径5μmのB2O3粉末、を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で合計の重量が1500gとなるように秤量した。
実施例1:90Co−5TiO2−5Cr2O3(mol%)
実施例2:90Co−5TiO2−3SiO2−2Cr2O3(mol%)
実施例3:94Co−4B2O3−2TiO2(mol%)
実施例4:94Co−4B2O3−2SiO2(mol%)
実施例5:94Co−5B2O3−1Cr2O3(mol%)
実施例6:93Co−3B2O3−2TiO2−2SiO2(mol%)
実施例7:93Co−4.5B2O3−2TiO2−0.5Cr2O3(mol%)
実施例8:93Co−4.5B2O3−2SiO2−0.5Cr2O3(mol%)
実施例9:92.5Co−5B2O3−1TiO2−1SiO2−0.5Cr2O3(mol%)
金属粉として、平均粒径3μmのCo粉末を用意し、酸化物粉として、平均粒径1μmのTiO2粉末、平均粒径3μmのCr2O3粉末、平均粒径1μmのSiO2粉末、平均粒径5μmのB2O3粉末、を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で合計の重量が1500gとなるように秤量した。
比較例1:90Co−8.5TiO2−1.5Cr2O3(mol%)
比較例2:90Co−5TiO2−4SiO2−1Cr2O3(mol%)
比較例3:94Co−2B2O3−4TiO2(mol%)
比較例4:94Co−2B2O3−4SiO2(mol%)
比較例5:94Co−3B2O3−3Cr2O3(mol%)
比較例6:93Co−1B2O3−3TiO2−3SiO2(mol%)
比較例7:93Co−3B2O3−2TiO2−2Cr2O3(mol%)
比較例8:93Co−3B2O3−2SiO2−2Cr2O3(mol%)
比較例9:92.5Co−2.5B2O3−2TiO2−2SiO2−1Cr2O3(mol%)
金属粉として、平均粒径3μmのCo粉末、平均粒径3μmのPt粉末を用意し、酸化物粉として、平均粒径1μmのTiO2粉末、平均粒径3μmのCr2O3粉末、平均粒径1μmのSiO2粉末、平均粒径5μmのB2O3粉末、を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で合計の重量が1500gとなるように秤量した。
実施例10:70.2Co−19.8Pt−5TiO2−5SiO2(mol%)
実施例11:70.2Co−19.8Pt−4TiO2−6Cr2O3(mol%)
実施例12:69.56Co−24.44Pt−4SiO3−2Cr2O3(mol%)
実施例13:69.56Co−24.44Pt−4B2O3−2TiO2(mol%)
実施例14:77.08Co−16.92Pt−4B2O3−2SiO2(mol%)
実施例15:77.08Co−16.92Pt−5.5B2O3−0.5Cr2O3(mol%)
実施例16:72.54Co−20.46Pt−5B2O3−1TiO2−1SiO2(mol%)
実施例17:71.76Co−20.24Pt−6B2O3−1.5TiO2−0.5Cr2O3(mol%)
実施例18:71.76Co−20.24Pt−6B2O3−1.5SiO2−0.5Cr2O3(mol%)
実施例19:71.76Co−20.24Pt−5.5B2O3−1TiO2−1SiO2−0.5Cr2O3(mol%)
金属粉として、平均粒径3μmのCo粉末、平均粒径3μmのPt粉末を用意し、酸化物粉として、平均粒径1μmのTiO2粉末、平均粒径3μmのCr2O3粉末、平均粒径1μmのSiO2粉末、平均粒径5μmのB2O3粉末、を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で合計の重量が1500gとなるように秤量した。
比較例10:70.2Co−19.8Pt−8TiO2−2SiO2(mol%)
比較例11:70.2Co−19.8Pt−5TiO2−5Cr2O3(mol%)
比較例12:69.56Co−24.44Pt−5.9SiO3−0.1Cr2O3(mol%)
比較例13:69.56Co−24.44Pt−2B2O3−4TiO2(mol%)
比較例14:77.08Co−16.92Pt−2B2O3−4SiO2(mol%)
比較例15:77.08Co−16.92Pt−3B2O3−3Cr2O3(mol%)
比較例16:72.54Co−20.46Pt−2B2O3−3TiO2−2SiO2(mol%)
比較例17:71.76Co−20.24Pt−4B2O3−2SiO2−2Cr2O3(mol%)
比較例18:71.76Co−20.24Pt−4B2O3−2SiO2−2Cr2O3(mol%)
比較例19:71.76Co−20.24Pt−2B2O3−2TiO2−2SiO2−2Cr2O3(mol%)
ホットプレスの条件は、比較例10〜12では、真空雰囲気、昇温速度300℃/時間、保持温度1050℃、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。また、比較例13〜19では、真空雰囲気、昇温速度300℃/時間、保持温度850℃、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。
金属粉として、平均粒径3μmのCo粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径5μmのCr粉末、平均粒径10μmのRu粉末を用意し、酸化物粉として、平均粒径1μmのTiO2粉末、平均粒径3μmのCr2O3粉末、平均粒径1μmのSiO2粉末、平均粒径5μmのB2O3粉末、を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で合計の重量が1500gとなるように秤量した。
実施例20:56.7Co−18Cr−15.3Pt−2TiO2−8Cr2O3(mol%)
実施例21:57.96Co−18.4Cr−15.64Pt−4SiO2−4Cr2O3(mol%)
実施例22:57.96Co−18.4Cr−15.64Pt−6B2O3−2TiO2(mol%)
実施例23:57.96Co−18.4Cr−15.64Pt−6B2O3−2SiO2(mol%)
実施例24:57.96Co−18.4Cr−15.64Pt−7B2O3−1Cr2O3(mol%)
実施例25:58.59Co−13.95Cr−20.46Pt−3B2O3−2TiO2−2SiO2(mol%)
実施例26:58.59Co−13.95Cr−20.46Pt−5.5B2O3−1TiO2−0.5Cr2O3(mol%)
実施例27:57.96Co−23Cr−11.04Pt−6.5B2O3−1SiO2−0.5Cr2O3(mol%)
実施例28:57.33Co−22.75Cr−10.92Pt−6.5B2O3−1TiO2−1SiO2−0.5Cr2O3(mol%)
実施例29:56.7Co−13.5Cr−19.8Pt−8B2O3−0.5TiO2−0.5SiO2−0.5Cr2O3−0.5Co3O4(mol%)
実施例30:48.23Co−13.65Cr−20.02Pt−9.1Ru−6.5B2O3−1TiO2−1SiO2−1Cr2O3(mol%)
ホットプレスの条件は、実施例20〜21では、真空雰囲気、昇温速度300℃/時間、保持温度1050℃、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。また、実施例22〜30では、真空雰囲気、昇温速度300℃/時間、保持温度850℃、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。
金属粉として、平均粒径3μmのCo粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径○μmのCr粉末を用意し、酸化物粉として、平均粒径1μmのTiO2粉末、平均粒径3μmのCr2O3粉末、平均粒径1μmのSiO2粉末、平均粒径5μmのB2O3粉末、を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で合計の重量が1500gとなるように秤量した。
比較例20: 56.7Co−18Cr−15.3Pt−9.5TiO2−0.5Cr2O3(mol%)
比較例21:57.96Co−18.4Cr−15.64Pt−7.8SiO2−0.2Cr2O3(mol%)
比較例22:57.96Co−18.4Cr−15.64Pt−1B2O3−7TiO2(mol%)
比較例23:57.96Co−18.4Cr−15.64Pt−1B2O3−7SiO2(mol%)
比較例24:57.96Co−18.4Cr−15.64Pt−4B2O3−4Cr2O3(mol%)
比較例25:58.59Co−13.95Cr−20.46Pt−1B2O3−3TiO2−3SiO2(mol%)
比較例26:58.59Co−13.95Cr−20.46Pt−3B2O3−2TiO2−2Cr2O3(mol%)
比較例27:57.96Co−23Cr−11.04Pt−4B2O3−2SiO2−2Cr2O3(mol%)
比較例28:57.33Co−22.75Cr−10.92Pt−3B2O3−2TiO2−2SiO2−2Cr2O3(mol%)
ホットプレスの条件は、比較例20〜21では、真空雰囲気、昇温速度300℃/時間、保持温度1050℃、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。また比較例22〜28では、真空雰囲気、昇温速度300℃/時間、保持温度850℃、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。
Claims (37)
- 少なくともCoを含有する組成の金属と金属酸化物からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記金属酸化物の溶融体の前記金属に対する接触角又は前記金属溶融体の前記金属酸化物に対する接触角が90°以下であり、前記金属酸化物が、少なくともB酸化物又はBを構成元素の一つとする複合酸化物を含有することを特徴とするスパッタリングターゲット。
- 前記金属の組成が、Pt:0.1mol%以上、45mol%以下、残余Coであることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属の組成が、Cr:0.1mol%以上、45mol%以下、Pt:0.1mol%以上45mol%以下、残余Coであることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記B酸化物が、B2O3であることを特徴とする請求項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。
- 前記金属がCoで、前記金属酸化物が、少なくともB酸化物又はBを構成元素の一つとする複合酸化物を含有し、さらに、Ti、Cr、Oを構成成分とし、TiとCrの原子数比が式:TixCry(但し、x、yは、x+y=100、52<y<79を満たす数)で表される金属酸化物を含有することを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属がCoで、前記金属酸化物が、少なくともB酸化物又はBを構成元素の一つとする複合酸化物を含有し、さらに、Ti、Cr、Si、Oを構成成分とし、TiとSiとCrの原子数比が式:TixSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、0<y<25、52<z/(1−y/100)<79を満たす数)で表される金属酸化物を含有することを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Ti、Oを構成成分とし、BとTiの原子数比が式:BxTiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Si、Oを構成成分とし、BとSiの原子数比が式:BxSiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Cr、Oを構成成分とし、BとCrの原子数比が式:BxCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<20を満たす数)で表されることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Oを構成成分とし、BとTiとSiの原子数比が式:BxTiySiz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、50<x<100、x>2y、x>2zを満たす数)で表されることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Ti、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとCrの原子数比が式:BxTiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>6zを満たす数)で表されることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとSiとCrの原子数比が式:BxSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>6zを満たす数)で表されることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属がCoで、前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrの原子数比が式:BxTiySizCrw(但し、x、y、z、wは、x+y+z+w=100、75<x<100を満たす数)で表されることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属の組成が、Pt:17mol%以上、27mol%以下、残余Coであることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、少なくともB酸化物又はBを構成元素の一つとする複合酸化物を含有し、さらに、Ti、Si、Oを構成成分とし、TiとSiの原子数比が式:TixSiy(但し、x、yは、x+y=100、40<y<60を満たす数)で表される金属酸化物を含有することを特徴とする請求項14記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、少なくともB酸化物又はBを構成元素の一つとする複合酸化物を含有し、さらに、Ti、Cr、Oを構成成分とし、TiとCrの原子数比が式:TixCry(但し、x、yは、x+y=100、71<y<100を満たす数)で表される金属酸化物を含有することを特徴とする請求項14記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、Si、Cr、Oを構成成分とし、SiとCrの原子数比が式:SixCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<95を満たす数)で表されると共に、当該金属酸化物が、少なくともB酸化物又はBを構成元素の一つとする複合酸化物を含有することを特徴とする請求項14記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Ti、Oを構成成分とし、BとTiの原子数比が式:BxTiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする請求項14記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Si、Oを構成成分とし、BとSiの原子数比が式:BxSiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする請求項14記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Cr、Oを構成成分とし、BとCrの原子数比が式:BxCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<15を満たす数)で表されることを特徴とする請求項14記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Oを構成成分とし、BとTiとSiの原子数比が式:BxTiySiz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、50<x<100、x>2y、X>2zを満たす数)で表されることを特徴とする請求項14記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Ti、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとCrの原子数比が式:BxTiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、80<x<100、x>3y、x>11zを満たす数)で表されることを特徴とする請求項14記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとSiとCrの原子数比が式:BxSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>11zを満たす数)で表されることを特徴とする請求項14記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrの原子数比が式:BxTiySizCrw(但し、x、y、z、wは、x+y+z+w=100、75<x<100、x>7wを満たす数)で表されることを特徴とする請求項14記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属の組成が、Cr:15mol%以上、25mol%以下、Pt:12mol%以上、22mol%以下、残余Coであることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、少なくともB酸化物又はBを構成元素の一つとする複合酸化物を含有し、さらに、Ti、Cr、Oを構成成分とし、TiとCrの原子数比が式:TixCry(但し、x、yは、x+y=100、15<y<100を満たす数)で表される金属酸化物を含有することを特徴とする請求項25記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、少なくともB酸化物又はBを構成元素の一つとする複合酸化物を含有し、さらに、Si、Cr、Oを構成成分とし、SiとCrの原子数比が式:SixCry(但し、x、yは、x+y=100、5<y<100を満たす数)で表される金属酸化物を含有することを特徴とする請求項25記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Ti、Oを構成成分とし、BとTiの原子数比が式:BxTiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする請求項25記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Si、Oを構成成分とし、BとSiの原子数比が式:BxSiy(但し、x、yは、x+y=100、0<y<33を満たす数)で表されることを特徴とする請求項25記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Cr、Oを構成成分とし、BとCrの原子数比が式:BxCry(但し、x、yは、x+y=100、0<y<15を満たす数)で表されることを特徴とする請求項25記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Oを構成成分とし、BとTiとSiの原子数比が式:BxTiySiz(ただしx、y、zはx+y+z=100、50<x<100、x>2y、x>2zを満たす数)で表されることを特徴とする請求項25記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Ti、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとCrの原子数比が式:BxTiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、80<x<100、x>3y、x>11zを満たす数)で表されることを特徴とする請求項25記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとSiとCrの原子数比が式:BxSiyCrz(但し、x、y、zは、x+y+z=100、66<x<100、x>2y、x>11zを満たす数)で表されることを特徴とする請求項25記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Cr、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrの原子数比が式:BxTiySizCrw(但し、x、y、z、wは、x+y+z+w=100、75<x<100、x>7wを満たす数)で表されることを特徴とする請求項25記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、B、Ti、Si、Cr、Co、Oを構成成分とし、BとTiとSiとCrとCoの原子数比が式:BxTiySizCrwCou(但し、x、y、z、w、uは、x+y+z+w+u=100、75<x<100、5<u<30を満たす数)で表されることを特徴とする請求項25記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属の組成に、さらに、Au、B、Cu、Ga、Ge、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ru、Sn、Ta、W、V、Znの群から選択した1種以上の元素を1mol%以上、30mol%以下含有することを特徴とする請求項1〜35のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- スパッタリングターゲットの切断面において、金属素地中の金属酸化物粒子の平均面積が0.1〜20μm2であることを特徴とする請求項1〜36のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
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