JPS6390042A - Target for producing magneto-optical media - Google Patents
Target for producing magneto-optical mediaInfo
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Landscapes
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は光磁気記録メディア、例えば光磁気ディスク、
テープ、カード等を製造する際に用いられるスパッタリ
ング用ターゲットに関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to magneto-optical recording media, such as magneto-optical disks,
This invention relates to sputtering targets used in manufacturing tapes, cards, etc.
（従来技術）
光磁気記録メディア用の記録材料として今日最も注目さ
れている系は遷移金属（ＴＭ）と希土類金属（ＲＭ）と
をスパッタリングして作られるアモルファス合金膜であ
る。このＴＭ−ＲＭのアモルファス薄膜は垂直磁化膜で
あり、大面積化が容易で且つプラスチック基板上にも形
成できるため、他の系より成る多数の公知光磁気記録材
料よりも最も実用化が期待されている。(Prior Art) The system that is attracting the most attention today as a recording material for magneto-optical recording media is an amorphous alloy film made by sputtering transition metals (TM) and rare earth metals (RM). This amorphous thin film of TM-RM is a perpendicularly magnetized film, and because it can be easily made into a large area and can be formed on a plastic substrate, it is expected to be put into practical use the most than many known magneto-optical recording materials made of other systems. ing.
上記ＴＭとＲＭの組合せは種々研究されており、一般に
ＴＭとしてはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉが、また、ＲＭとしては
Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｆ、Ｈｏが用いられ、必要に応じ
て他の成分が添加される。これらを組合せた系の中で垂
直磁化膜が得られ且つキュリー点温度または補償温度が
１００〜２５０℃の最適範囲内にあり且つカー回転角が
大きい組合せとして日ＴｂＦ ｅ、 Ｇ ｄＴ ｂＦ
ｅ、 Ｇ ｄＴ ｂＣｏ、 Ｔ ｂＦ ｅＣｏ等が
ある。Various combinations of TM and RM have been studied, and generally Fe, Co, and Ni are used as TM, and Tb, Gd, Dy, Hf, and Ho are used as RM, and other components are used as necessary. added. In a system that combines these, a perpendicularly magnetized film is obtained, the Curie point temperature or compensation temperature is within the optimum range of 100 to 250°C, and the Kerr rotation angle is large.
e, G dT bCo, T bF eCo, etc.
これら元素の組合せ比率は実験的に求められておリ、垂
直磁化膜は特定の原子％比率でないと得られない。The combination ratio of these elements is determined experimentally, and a perpendicularly magnetized film cannot be obtained unless the ratio is a specific atomic percentage.
上記のＲＭ−ＴＭの垂直磁化アモルファス膜の作成には
スパッタリングや蒸着等の物理的蒸着法を用いることが
できるが、一般には高周波スパッタリングやマグネトロ
ンスパッタリングが用いられている。特に基板としてプ
ラスチック基板を用いた場合には基板の温度上昇を避け
るためにマグネトロンスパッタリングが用いられる。Although physical vapor deposition methods such as sputtering and vapor deposition can be used to create the perpendicularly magnetized amorphous film of the RM-TM, high frequency sputtering and magnetron sputtering are generally used. In particular, when a plastic substrate is used as the substrate, magnetron sputtering is used to avoid an increase in temperature of the substrate.
このスパッタリングに用いるターゲットは最終的に得ら
れる光磁気メディアの特性、例えば記録特性、耐久性等
に重大な影響を与える。特に複数の成分より成る多元素
ターゲットの場合には、第１に、大面積に均一組成の膜
を作ることができるようなターゲットが工業上必要であ
り、第２には記録特性の安定性すなわち耐久性のある膜
ができるようなターゲットであることが必要である。The target used for this sputtering has a significant influence on the properties of the magneto-optical media finally obtained, such as recording properties and durability. Particularly in the case of multi-element targets consisting of multiple components, firstly, a target that can form a film with a uniform composition over a large area is required industrially, and secondly, the stability of recording characteristics, i.e. The target needs to be such that a durable film can be formed.
第１の条件である大面積に均一組成の膜を作るためには
、従来、ベース材料の上に第２成分以下のチップを均一
に配置したり、各成分をモザイク状に配置、例えば放射
状、同心状に各成分を配置することが行われているが、
例えば直径３０ｃｍのディスク全面に均一組成の膜を作
るのは極めて困難である。In order to create a film with a uniform composition over a large area, which is the first condition, conventionally, chips of the second component and below are arranged uniformly on the base material, or each component is arranged in a mosaic pattern, for example, radially, Although each component is arranged concentrically,
For example, it is extremely difficult to form a film with a uniform composition over the entire surface of a disk with a diameter of 30 cm.
第２の条件である耐久性に関しては現状では耐酸化性成
分を微量添加するか、保護膜を用いるかしかなく、さら
に有効な対策が要求されている。Regarding the second condition, durability, currently the only options available are to add a small amount of oxidation-resistant components or to use a protective film, and more effective countermeasures are required.
（発明の目的）
従って、本発明の目的は大面積に均一組成の多元素ＲＭ
−ＴＭアモルファス垂直磁化膜が形成でき、且つ耐久性
−記録安定性に優れた上記膜が形成できるようなスパッ
タリング用ターゲットを提供することにある。(Objective of the Invention) Therefore, the object of the present invention is to provide multi-element RM with a uniform composition over a large area.
- It is an object of the present invention to provide a sputtering target capable of forming a TM amorphous perpendicular magnetization film, and capable of forming the above-mentioned film having excellent durability and recording stability.
（発明の構成）
本発明の提供するスパッタリング用ターゲットは鉄をベ
ースとした遷移金属７０〜８５原子％とテルビウムをベ
ースとした希土類金属１５〜３０原子％とで構成される
光磁気メディアの製造に用いられるスパッタリング用タ
ーゲットにおいて、上記遷移金属と希土類金属とを合金
または焼結体とした点を特徴としている。(Structure of the Invention) The sputtering target provided by the present invention is suitable for manufacturing a magneto-optical media composed of 70 to 85 at.% of an iron-based transition metal and 15 to 30 at.% of a terbium-based rare earth metal. The sputtering target used is characterized in that the above-mentioned transition metal and rare earth metal are made into an alloy or a sintered body.
上記遷移金属（ＴＭ）はコバルトを３０原子％以下、好
ましくは１〜２８原子％含有するのが好ましい。The transition metal (TM) preferably contains cobalt at 30 atomic % or less, preferably from 1 to 28 atomic %.
上記希土類金属（ＲＭ）はガドリニウムを１５原子％以
下含むことができる。The rare earth metal (RM) may contain 15 atomic % or less of gadolinium.
上記ＲＭ−ＴＭ記録材としてはＴ ｂＦ ｅ、 Ｔ ｂ
Ｆ ｅＧ ｏ、 Ｔ ｂＦ ｅＧ ｄ、 Ｔ ｂＦ ｅ
ＣｏＧ ｄの組合せが可能で具体的には、例えばＴ ｂ
ｏ、２ｓ Ｆ ｅｏ、７９． Ｔ ｂｏ、、＋Ｆ ｅｏ
、ａ４ＣＯｏ、＋ｐ＋ Ｔ ｂｏ、＋ｚ Ｇ ｄｏ、＋
ｔ Ｆ ｅｏ、７ｅ＋Ｔ ｂａ、１２Ｆ ｅｏ、ｅ＋
ＣＯｏ、 ＋ｔ Ｇ ｄｏ、＋を等を挙げるこ ゛とが
できる。耐久性、記録特性等の総合的評価から、特に、
Ｔ ｂＦ ｅＣｏの系が好ましく、この系は一般的に下
記式で表わすことができる。The above RM-TM recording materials include T bFe, T b
F eG o, T bF eG d, T bF e
Combinations of CoG d are possible, specifically, for example, T b
o, 2s F eo, 79. T bo,,+F eo
, a4COo, +p+ T bo, +z G do, +
t F eo, 7e+T ba, 12F eo, e+
You can list COo, +t G do, +, etc. From a comprehensive evaluation of durability, recording characteristics, etc., the T bF eCo system is particularly preferred, and this system can generally be represented by the following formula.
Ｔ ｂｙ （Ｆ ｅ＋ｏｏ−ＸＣＯＸ）＋ｎｏ−ｙここ
で ｘ＝ １ 〜３０
ｙ＝１５〜３０
本発明の第１の特徴は上記組成を複合ターゲットではな
く単一の合金ターゲットにした点にある。T by (Fe+oo-XCOX)+no-y where x=1 to 30 y=15 to 30 The first feature of the present invention is that the above composition is not a composite target but a single alloy target.
すなわち１．従来、Ｔ ｂＦ ｅＣｏのスパッタリング
に用いられていたターゲットはＦｅのターゲット上にＴ
ｂとＣｏのチップを所定面積でのせたオンチップ式ター
ゲットか、Ｔ’ｂ、Ｆｅ、Ｃｏのブロックをモザイク状
（放射状、市松状、縞状等）に配列したモザイクターゲ
ットである。これらのターゲットは実験室規模でのスパ
ッタリングには問題ないが工業的な光デイスク製造ライ
ンの場合には（イ）膜の均一性が確保できないという問
題の他に、（２）記録膜のＣＮが悪いという問題がある
。That is, 1. Conventionally, the target used for sputtering T bF eCo was T b on a Fe target.
This target is an on-chip target in which T'b, Fe, and Co chips are placed in a predetermined area, or a mosaic target in which T'b, Fe, and Co blocks are arranged in a mosaic pattern (radial, checkered, striped, etc.). These targets do not pose any problems for sputtering on a laboratory scale, but in the case of industrial optical disk manufacturing lines, in addition to (a) the inability to ensure film uniformity, there are also (2) problems with the CN of the recording film. The problem is that it's bad.
本発明は上記の欠点を解決するためにターゲットを合金
または焼結体（以下、合金という）に代えたものである
。合金ターゲットを用いれば膜組成が均一になり且つ多
量生産においても各ディスクの膜組成を同一に維持でき
るであろうということは当然予想されることである。し
かし、実際に合金ターゲットを用いて実験をしたところ
、モザイクターゲットの場合に比べてＣＮＲが大ｌ】に
向上した。具体的にはＣＮＲが４２ｄＢから４５ｄＢに
向上した。この理由は単に合金化によるスパッターレー
トの均一化によるものだけとは考えられない。In order to solve the above-mentioned drawbacks, the present invention replaces the target with an alloy or a sintered body (hereinafter referred to as an alloy). It is to be expected that the use of an alloy target would result in uniform film composition and would maintain the same film composition for each disk even in high volume production. However, when an experiment was actually conducted using an alloy target, the CNR was significantly improved compared to the case of a mosaic target. Specifically, the CNR improved from 42 dB to 45 dB. The reason for this cannot be considered to be simply that the sputtering rate is made more uniform by alloying.
本発明者はこの原因をさらに追及している過程で、合金
中の酸素（０）濃度が関係していることを見出した。す
なわち、合金中の酸素濃度が３，０００ｐｐｍを越える
と光ディスクの性能に、特に耐久性に悪影響が出ること
を見出した。合金中のこの微量なＯ３が耐久性に影響す
る理由は今のところ不明である。In the process of further investigating this cause, the present inventor discovered that the oxygen (0) concentration in the alloy is related. That is, it has been found that when the oxygen concentration in the alloy exceeds 3,000 ppm, the performance of the optical disk, particularly the durability, is adversely affected. It is currently unknown why this small amount of O3 in the alloy affects durability.
本発明で用いる合金ターゲットは冶金で通常用いられて
いる方法で製造できるが、実験室的には非消耗電極を用
いた真空アーク炉によって製造することができる。すな
わち所定成分比の金属をアーク炉で溶融し機械加工して
ターゲットにする。The alloy target used in the present invention can be manufactured by a method commonly used in metallurgy, but in a laboratory, it can be manufactured in a vacuum arc furnace using a non-consumable electrode. That is, metal with a predetermined component ratio is melted in an arc furnace and machined to form a target.
また、焼結体ターゲットの場合には各成分の粉体を真空
焼結し、機械加工してスパッタリング用ターゲットにす
ることができる。In the case of a sintered target, the powder of each component can be vacuum sintered and machined to make a sputtering target.
ターゲット中の酸素濃度は種々の分析法により測定でき
るが、簡単には、ターゲットをカーバイト製るつぼに入
れて高周波加熱で溶かしてカーバイトオキサイドにし、
赤外吸収でＯ２濃度を測定すればよい。The oxygen concentration in the target can be measured by various analytical methods, but the simplest method is to place the target in a carbide crucible and melt it using high-frequency heating to form carbide oxide.
The O2 concentration may be measured by infrared absorption.
以下、実施例を用いて本発明を説明する。The present invention will be explained below using examples.
（実施例１）
スパッタリング装置にポリカーボネート基板（直径１３
０ ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ）をセットし、スパッタ圧力
（Ａ ｒ）−７Ｘ １０−３Ｔ ｏｒｒ下で、スパッタ
ー出カー１４０Ｗでモザイクターゲット（Ａ）と焼結タ
ーゲット（Ｂ）を用いてスパッターを行った。(Example 1) A polycarbonate substrate (diameter 13
0 mm, thickness 1.2 mm), and sputtered using a mosaic target (A) and a sintered target (B) at a sputter output power of 140 W under a sputtering pressure (Ar) of -7X 10-3 Torr. went.
第１図はスパッタ回数（バッチ数）とスパッタ済みの光
ディスクの記録膜組成の変化率（膜のＦｅ濃度の初期値
（Ｆｅｏ）対する比）をモザイクターゲット（Ａ）と焼
結ターゲット（Ｂ）について描いたものである。各ター
ゲットの組成比は下記の通り＝（Ａ）モザイクターゲッ
ト；下記組成比の金属を放射状に配置した円盤状
ターゲット
Ｔｂ：Ｆｅ：Ｃｏ＝ ２３ ：６４ ：１３（原子％比
）
（Ｂ）焼結ターゲット： 下記組成比の金属粉未焼−’
Ｉ−
担体
Ｔｂ：Ｆｅ：Ｃｏ＝ ２３．５ ：６４．２ ：１２．
３（原子％比）
第１図は本発明による焼結ターゲットの方がバッチ間の
バラ付きが無く、量産向きであることを示している。Figure 1 shows the sputtering frequency (batch number) and the rate of change in the recording film composition of sputtered optical disks (ratio to the initial value (Feo) of Fe concentration in the film) for mosaic targets (A) and sintered targets (B). This is what I drew. The composition ratio of each target is as follows = (A) Mosaic target; Disc-shaped target in which metals with the following composition ratio are arranged radially Tb:Fe:Co = 23:64:13 (atomic % ratio) (B) Sintering Target: Unfired metal powder with the following composition ratio
I-Support Tb:Fe:Co=23.5:64.2:12.
3 (atomic % ratio) FIG. 1 shows that the sintered target according to the present invention has less variation between batches and is suitable for mass production.
また、モザイクターゲット（Ａ）で作った光ディスクの
ＣＮＲは４２ｄＢであったが、焼結体ターゲット（Ｂ）
で作った光ディスクのＣＮＲは４５ｄＢであった。In addition, the CNR of the optical disc made with the mosaic target (A) was 42 dB, but the CNR of the optical disc made with the mosaic target (B) was 42 dB.
The CNR of the optical disc made with this method was 45 dB.
（実施例２）
真空アーク炉で実施例１の焼結体と同じ組成比で且つ酸
素含有濃度の異る３つの焼結ターゲット（３，０００，
５，０００，８，ＯｏＯｐｐｍ）を作り、これらを用い
て実施例１と同じ方法でスパッター法を用いて形成した
記録膜のＢＥＲ（ピットエラーレート）の６０°Ｃ１６
０％ＲＨの環境下での変化率（Ｂ Ｅ Ｒ／ＢＥＲｏ、
ＢＥＲ，−初期値）を測定した。第２図にこの結果を示
す。焼結体中の酸素含有濃度が増加するにつれて耐久性
が低下することを示して、 −８−
おり、実用上は３．ＯＯＯｐｐｍ以下であることが必要
である。(Example 2) Three sintered targets (3,000, 3,000,
5,000, 8, OoOppm) was prepared, and the recording film was formed using the sputtering method in the same manner as in Example 1. The BER (pit error rate) of the recording film was 60°C16.
Rate of change under 0% RH environment (BER/BERo,
BER, - initial value) was measured. Figure 2 shows the results. -8- This shows that the durability decreases as the oxygen concentration in the sintered body increases, and 3. It is necessary that it is less than OOOppm.
第１図は本発明による焼結ターゲット（Ａ）と公知モザ
イクターゲット（Ｂ）との組成変化（スパッター膜中の
Ｆｅの濃度変化）をスパッタリング回数に対して描いた
図。
第２図は酸素含有濃度（ｐｐｍ）の異る３つの焼結ター
ゲットにより作った光ディスクの６０°Ｃ１６０％ＲＨ
環境下でのＢＥＲ変化（初期値ＢＥＲＯに対する比）を
経過時間（時）に対して描いた図。FIG. 1 is a diagram depicting the compositional change (Fe concentration change in the sputtered film) of the sintered target (A) according to the present invention and the known mosaic target (B) with respect to the number of sputtering operations. Figure 2 shows optical discs made using three sintered targets with different oxygen content concentrations (ppm) at 60°C, 160%RH.
A diagram depicting the change in BER under the environment (ratio to the initial value BERO) versus elapsed time (hours).
Claims (1)
含有しない鉄をベースとした遷移金属７０〜８５原子％
と、（Ｂ）ガドリニウムを０〜１５原子％含有するかま
たは含有しないテルビウムをベースとした希土類金属１
５〜３０原子％とで構成される光磁気メディアの製造に
用いられるスパッタリング用ターゲットにおいて、上記
の遷移金属（Ａ）と希土類金属（Ｂ）とが合金か焼結体
にされていることを特徴とするターゲット。 ２）上記合金か焼結体の含有酸素量が３，０００ｐｐｍ
以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のターゲット。[Scope of Claims] 1) (A) 70 to 85 atom % of an iron-based transition metal containing 0 to 30 atom % of cobalt or no cobalt;
and (B) a terbium-based rare earth metal 1 with or without 0 to 15 atomic percent gadolinium.
A sputtering target used for manufacturing magneto-optical media composed of 5 to 30 atomic %, characterized in that the above transition metal (A) and rare earth metal (B) are made into an alloy or a sintered body. target. 2) The amount of oxygen contained in the alloy or sintered body is 3,000 ppm
The target according to claim 1, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23428686A JPS6390042A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Target for producing magneto-optical media |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23428686A JPS6390042A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Target for producing magneto-optical media |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6390042A true JPS6390042A (en) | 1988-04-20 |
Family
ID=16968599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23428686A Pending JPS6390042A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Target for producing magneto-optical media |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6390042A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01220161A (en) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 | Seiko Epson Corp | Production of magneto-optical recording medium |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60173745A (en) * | 1984-02-17 | 1985-09-07 | Kyocera Corp | Photoelectromagnetic recording medium |
| JPS62222061A (en) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Production of alloy target |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP23428686A patent/JPS6390042A/en active Pending
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