WO2008026439A1 - Film mince magnetique - Google Patents
Film mince magnetique Download PDFInfo
- Publication number
- WO2008026439A1 WO2008026439A1 PCT/JP2007/065674 JP2007065674W WO2008026439A1 WO 2008026439 A1 WO2008026439 A1 WO 2008026439A1 JP 2007065674 W JP2007065674 W JP 2007065674W WO 2008026439 A1 WO2008026439 A1 WO 2008026439A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- thin film
- alloy
- magnetic thin
- vapor deposition
- sputtering
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 24
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 18
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229910017888 Cu—P Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018104 Ni-P Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018536 Ni—P Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001096 P alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910002059 quaternary alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- WHBHBVVOGNECLV-OBQKJFGGSA-N 11-deoxycortisol Chemical compound O=C1CC[C@]2(C)[C@H]3CC[C@](C)([C@@](CC4)(O)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 WHBHBVVOGNECLV-OBQKJFGGSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002549 Fe–Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- -1 cannot be used Substances 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical group [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
- G11B5/851—Coating a support with a magnetic layer by sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/64—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
- G11B5/65—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition
- G11B5/657—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition containing inorganic, non-oxide compound of Si, N, P, B, H or C, e.g. in metal alloy or compound
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
- H01F10/14—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing iron or nickel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
- H01F41/18—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by cathode sputtering
- H01F41/183—Sputtering targets therefor
Definitions
- the present invention relates to a magnetic thin film that can be used to form a magnetic recording medium typified by a hard disk and the like, and to a sputtering target material and a vapor deposition material that can be used to manufacture the magnetic thin film.
- Co-Cr alloy thin films such as Co-Cr-Pt-Ta are often used in perpendicular magnetic recording magnetic recording media, as in the horizontal recording method.
- the coercive force is usually 3-4 kO e.
- the Co—Cr alloy thin film lacks thermal stability, the disappearance of recorded magnetization due to thermal fluctuation or the like can be suppressed by adding Si 0 2 or the like to form a single-layer structure. Has been tried.
- ordering In order to convert a P t—F e alloy film from an irregular state to an ordered state (hereinafter referred to as ordering), it is necessary to heat-treat the alloy film at a temperature of 600 ° C. or higher. Substrates that deform at 600 ° C, such as substrates and glass substrates, cannot be used, and substrates that do not deform even at high temperatures of 600 ° C or higher, such as MgO substrates, S ⁇ wafers, and quartz, must be used. Therefore, there is a need to reduce the ordering temperature. Disclosure of the invention
- the main object of the present invention is to use a Pt—Fe binary alloy film without any special treatment in a physical vapor deposition method such as sputtering or vapor deposition, which is a general film formation method.
- Another object is to provide a magnetic thin film that can be ordered at a low temperature.
- the present inventors have added a specific small amount of P to Pt and Fe and alloyed this time. It is possible to obtain a magnetic thin film that can be ordered at a lower temperature, and, when Cu and Z or N ⁇ are added, the ordering temperature increases conversely when the amount of soot exceeds 1 at%. It has been found that a magnetic thin film that can be improved and can be ordered at a lower temperature is obtained, and the present invention has been completed.
- the present invention provides a magnetic thin film and a sputtering target or vapor deposition material composed of Pt 40-60 at%, Fe 40-60 at% and P 0.05-1.0 at%. To do.
- the present invention also includes Pt 40-60 at%, Fe 40-60 at%, P 0.05-2.0 at% and Cu and No or Ni 0.4-19.5 at%.
- the present invention provides a magnetic thin film and a sputtering target or a vapor deposition material.
- the magnetic thin film provided by the present invention can be easily formed by a physical vapor deposition method such as sputtering or vapor deposition.
- P t—F based on P t 40-60 at%, preferably 40-55 at% and Fe 40-60 at%, preferably 45-60 at%.
- a Pt-Fe-P ternary magnetic thin film obtained by adding P to an e-binary alloy material and alloying it into a thin film is provided.
- the amount of P added can be 0.05 to 1. O at%, preferably 0.1 to 0.8 at ° / o. If the amount of Pt and Fe used exceeds the above range, the resulting thin film may not be ordered even after heat treatment.
- the amount of P added is less than 0.05 at%, the effect of reducing the heat treatment temperature for ordering cannot be obtained. Conversely, if it exceeds 1 at%, the heat treatment temperature for ordering is 500 ° C. The effect of adding P higher than C and P is lost.
- Pt is based on Pt 40-60 at%, preferably 40-55 at% and Fe 40-60 at%, preferably 45-60 at%.
- Fe t binary alloy material, P and Cu and / or N ⁇ are added to form alloy and thin film
- the addition amount of P can be in the range of 0.05 to 2.0 at ⁇ 1 ⁇ 2, preferably 0.1 to 1.5 at%, and addition of Cu and / or N ⁇
- the total amount can be in the range of 0.4 to 19.5 at%, preferably 1.0 to 10 at%.
- the resulting thin film may not be ordered even after heat treatment.
- the amount of P added is less than 0.05 at%, the effect of reducing the heat treatment temperature for ordering cannot be obtained.
- the heat treatment temperature for ordering is 500 If the temperature is higher than ° C, the effect of adding P is lost.
- the addition amount of Cu and / or Ni is less than 0.4 at%, an auxiliary effect of reducing the heat treatment temperature for ordering cannot be obtained, and conversely, if it exceeds 19.5 at ⁇ 1 ⁇ 2, The resulting thin film may not be ordered even after heat treatment.
- the magnetic thin film of the present invention uses a ternary, quaternary or ternary alloy having the above composition as a sputtering target or a vapor deposition material, and uses a sputtering method, a vapor deposition method or an ion process. It can be produced by forming it into a thin film by a physical vapor deposition method such as a rating.
- the production of alloy thin films by sputtering can be performed by, for example, radio frequency (RF) sputtering, direct current (DC) sputtering, magnet opening sputtering, RF magnetron sputtering, and the like.
- RF radio frequency
- DC direct current
- a predetermined sputtering target and a substrate for depositing a thin film are set in a sputtering apparatus, and the substrate can be heated without heating or to a temperature up to about 400 ° C.
- the sputtering target used at this time is Pt-Fe-P ternary system or Pt-Fe-P- (Cu and or Ni) of the above composition ratio.
- a single target consisting of, for example, a Fe-P alloy tip, a Fe-Cu alloy tip, a Fe-Ni alloy tip, a Fe-Cu-P on a Pt target.
- It may be a composite target on which at least one kind of alloy chip such as an alloy chip or an Fe-Ni-P alloy chip is mounted so as to have the above composition ratio.
- Fe, Cu and Ni can be used alone as part of a composite target.
- an alloy thin film is manufactured by vapor deposition, for example, according to an electron beam vapor deposition method, where a vapor deposition source containing Pt, Fe, P, Cu, and Ni at a predetermined ratio is irradiated with an electron beam and heated. Evaporate and deposit Pt—F e—P ternary system or P t—F e one P— (Cu and Z or Ni) quaternary or quaternary alloy on the substrate as a thin film be able to.
- the alloy target or alloy chip or vapor deposition source used for the above sputtering or vapor deposition is a suitable combination of Pt, Fe, P, Cu, and ⁇ ⁇ at appropriate ratios, such as a gas furnace and a high-frequency melting furnace. It can be manufactured by melting in a simple metal melting furnace and, if necessary, forging into a mold and finishing by cutting. Air is sufficient for the melting atmosphere, but an inert gas atmosphere or a vacuum may be used if necessary. Pt, Fe, P, Cu and Ni used as raw materials should be commercially available in the form of granules, plates, lumps, etc. However, it is usually preferable that the purity is 99.9% or more, particularly 99.95% or more.
- the alloy target or alloy chip or vapor deposition source used for the above sputtering or vapor deposition is also made by firing a raw material powder in which Pt, Fe, P, Cu and Ni are mixed at a predetermined ratio as appropriate. It can also be manufactured by linking. An inert gas atmosphere or a vacuum is suitable for the sintering atmosphere.
- the metal powder used as a raw material is usually suitable for a purity of 99.5% or more, particularly 99.9% or more.
- examples of the substrate on which the thin film is deposited include a quartz glass plate, a crystallized glass plate, a MgO plate, and a SRI plate.
- the thin film formed on the substrate can generally have a thickness in the range of 5 to 200 nm.
- the resulting thin film is about 300 to about 600. C, preferably by heat treatment at a temperature of about 3500 to about 500 ° C, whereby a magnetic thin film having a high coercive force can be obtained.
- Magnetic thin film of the present invention is particularly but have a high coercive force even without special processing such as a particulate, form I Rigurani Yura one structure combining the inorganic substance S i 0 2, etc. It is also possible to use a thin film.
- the magnetic thin film of the present invention can be advantageously used for a magnetic recording medium such as a hard disk requiring a high coercive force.
- a magnetic recording medium such as a hard disk requiring a high coercive force.
- a substrate provided with a soft magnetic layer on a nonmagnetic substrate is used, and the magnetic thin film of the present invention is formed thereon as described above.
- a protective layer, a lubricating layer, and the like can be laminated thereon as necessary.
- Examples 1-6 and Comparative Examples 1-2 A composite target was prepared by placing an Fe-P alloy chip, an Fe-Cu-P alloy chip and / or an Fe-Ni Ni-P alloy chip on the Pt target. This composite target was set in an RF magnetron sputtering apparatus, and a film was formed on a soda glass substrate, and samples 1 to 6 and Comparative Example 2 shown in Table 1 below were produced.
- Example 1 and Comparative Example 2 an Fe—P alloy chip was placed on a Pt target, and the substrate was heated to 200 ° C.
- the Fe-Cu-P alloy chip or the Fe-Ni-P alloy chip was placed on the Pt target, and the substrate was not heated.
- Comparative Example 1 a quartz glass was used as a substrate, and a P t—F e alloy target was used to produce a P t—F e binary alloy film.
- the thin film shown in Table 1 formed to a thickness of about 60 to about 200 nm was heat-treated in vacuum at the temperature shown in Table 2 below, and its crystal structure was analyzed by X-ray diffraction. The presence or absence of peaks and the ordering temperature were investigated. The results are shown in Table 2. 2
- the thin films of Examples 1 to 6 have a coercive force of 3 kOe or higher at less than 400 ° C, and it is confirmed that a high coercive force is maintained even when the heat treatment temperature is lowered. It was done.
- Table 4 From Table 4, it can be seen that a sputtering target that is close to the target composition has been fabricated. Analysis was conducted on several parts of the obtained sputtering target, but no change was observed in the composition and it was uniform.
Description
明細書
磁性薄膜 技術分野 本発明は、 ハードディスク等に代表される磁気記録媒体を形成するために使 用することができる磁性薄膜ならびにその製造に用いることができるスパッタ リングターゲット材および蒸着材料に関する。 背景技術
従来、 ハードディスク等に代表される磁気記録媒体には、 水平面内 （または 長手方向） 記録方式が採用されていたが、 磁極の反発や、 熱の揺らぎ等による 影響で記録磁化が消失することがあリ、 高密度化が困難であった。
これらの問題から、 現在は垂直磁気記録方式が採用され、 高密度化が図られ ている。 垂直磁気記録方式の磁気記録媒体には、 水平面内記録方式と同様に、 C o— C r—P t— T a等の C o— C r系合金薄膜が使用されている場合が多 く、 その保磁力は通常 3〜 4 k O eとされている。
C o— C r系合金薄膜は、 熱的安定性に欠けるため、 S i 0 2等を添加して ダラ二ユラ一構造にすることにより、 熱揺らぎ等による記録磁化の消失を抑制 することが試みられている。
—方、 より高い熱揺らぎ等による記録磁化の消失を抑えるため、 高い保磁力 および磁気異方性を有する P t— F e合金膜の開発が試みられている （例えば、 特許第 3 3 0 5 7 9 0号公報参照） 。 この P t—F e合金膜は、 通常スパッタ リング法や蒸着法等により成膜されるが、 得られる合金膜は面心立方構造 （ f c c ) を呈した不規則状態にあり、 十分な保磁力を有する合金膜を得るために は、 面心正方構造 （ f c t ) である規則状態に変換しなければなられない。 規 則状態にするには、 通常熱処理が加えられる。
P t— F e合金膜を不規則状態から規則状態に変換する （以下、 規則化とい う） ためには、 該合金膜を 600°C以上の温度で熱処理することが必要である が、 アルミ基板やガラス基板等の 600°Cで変形する基板は使用することがで きず、 MgO基板や S ί ウェハ一、 石英等の高価な 600°C以上の温度でも変 形しない基板を使用しなければならないため、 規則化温度の低減が求められて いる。 発明の開示
本発明の主たる目的は、 一般的な成膜方法であるスパッタリング法や蒸着法 等の物理的気相成長法において、 特殊な処理をしなくても、 P t— F e二元系 合金膜よリも低温で規則化することができる磁性薄膜を提供することである。 本発明者らは、 上記の目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、 今回、 P t と F eに、 特定少量の Pを添加して合金化すると、 P t— F e二元系合金より も低い温度で規則化することができる磁性薄膜が得られること、 さらに、 Cu および Zまたは N ί を添加すると、 Ρ量が 1 a t %より多くなると規則化温度 が逆に高くなるという性質が改善され、 より低い温度で規則化することができ る磁性薄膜が得られることを見出し、 本発明を完成するに至った。
かくして、 本発明は、 P t 40〜60 a t%、 F e 40〜60 a t %お よび P 0. 05〜 1. 0 a t %より構成される磁性薄膜およびスパッタリン グタ一ゲットまたは蒸着材料を提供するものである。
本発明は、 また、 P t 40〜 60 a t %、 F e 40〜 60 a t %、 P 0. 05〜2. 0 a t %ならびに C uおよびノまたは N i 0. 4〜1 9. 5 a t%より構成される磁性薄膜およびスパッタリングタ一ゲットまたは蒸着材 料を提供するものである。
本発明によリ提供される磁性薄膜は、 スパッタリング法や蒸着法等の物理的 気相成長法によリ容易に形成することができる。
以下、 本発明の磁性薄膜およびその製造法についてさらに詳細に説明する。
本発明の一態様によれば、 P t 40〜60 a t %、 好ましくは 40〜55 a t %および F e 40〜60 a t %、 好ましくは 45〜60 a t %をべ一ス とする P t— F e二元系合金材料に、 さらに Pを添加して合金化し且つ薄膜化 してなる P t一 F e— P三元系磁性薄膜が提供される。 その際の Pの添加量は、 0. 05〜1. O a t%、 好ましくは 0. 1〜0. 8 a t °/oの範囲内とするこ とができる。 P t及び Feの使用量が上記の範囲を超えると、 得られる薄膜は 熱処理しても規則化しない可能性がある。 また、 Pの添加量が 0. 05 a t % 未満では、 規則化のための熱処理温度の低減化効果が得られず、 反対に 1 a t %を越えると、 規則化のための熱処理温度が 500 °Cより高くなリ、 Pの添 加効果が失われる。
本発明の別の態様によれば、 P t 40〜60 a t %、 好ましくは 40〜5 5 a t %および F e 40〜 60 a t %、 好ましくは 45〜 60 a t %をべ一 スとする P t— F e二元系合金材料に、 さらに Pと Cuおよび/または N ίを 添加し合金化し且つ薄膜化してなる P t— F e— P— (Cuおよび または N i ) 四または五元系磁性薄膜が提供される。 その際の Pの添加量は、 0. 05 〜2. 0 a t <½、 好ましくは 0. 1〜 1. 5 a t %の範囲内とすることができ、 また、 C uおよび または N ίの添加量は、 合計で、 0. 4〜1 9. 5 a t %, 好ましくは 1. 0〜 10 a t %の範囲内とすることができる。 P t及びF eの 使用量が上記の範囲を超えると、 得られる薄膜は熱処理しても規則化しない可 能性がある。 また、 Pの添加量が 0. 05 a t %未満では、 規則化のための熱 処理温度の低減効果が得られず、 反対に 2 a t o/oを越えると、 規則化のための 熱処理温度が 500°Cより高くなリ、 Pの添加効果が失われる。 さらに、 Cu およびノまたは N iの添加量 0. 4 a t%未満では、 規則化のための熱処理温 度の低減の補助効果が得られず、 反対に 1 9. 5 a t <½を越えると、 得られる 薄膜は熱処理しても規則化しない可能性がある。 本発明の磁性薄膜は、 上記組成の三、 四または五元系合金をスパッタリング ターゲットまたは蒸着材料として用い、 スパッタリング法や蒸着法やイオンプ
レーティング等の物理的気相成長法により薄膜状に形成することにより製造す ることができる。
スパッタリング法による合金薄膜の製造は、 例えば、 高周波 （R F ) スパッ タリング法、 直流 （D C ) スパッタリング法、 マグネト口ンスパッタリング法、 R Fマグネトロンスパッタリング法等により行うことができ、 具体的には、 例 えば、 スパッタリング装置に、 所定のスパッタリングターゲットと薄膜を析出 させるための基板とをセッ卜し、 基板を加熱することなくまたは約 4 0 0 °Cま での温度に加熱して行うことができる。
その際に使用されるスパッタリングターゲッ卜は、 上記の組成割合の P t一 F e— P三元系あるいは P t一 F e— P— （C uおよび または N i ) 四また は五元系合金からなる単一のターゲッ卜であってもよく、 あるいは例えば P t ターゲット上に F e— P合金チップ、 F e— C u合金チップ、 F e— N i合金 チップ、 F e— C u— P合金チップ、 F e— N i —P合金チップ等の合金チッ プの少なくとも 1種を前記の組成割合となるようにして載せた複合ターゲッ卜 であってもよい。 また、 F e、 C u及び N i を単体で複合ターゲットの一部と して使用することもできる。
また、 蒸着法による合金薄膜の製造は、 例えば、 電子ビーム蒸着法に従い、 P t、 F e、 P、 C u、 N i を所定の割合で含んでなる蒸着源に電子ビームを 照射して加熱蒸発させ、 基板上に、 P t— F e— P三元系あるいは P t— F e 一 P— ( C uおよび Zまたは N i ) 四または五元系合金を薄膜として堆積させ ることにより行うことができる。
上記のスパッタリングまたは蒸着に使用される合金ターゲッ卜もしくは合金 チップまたは蒸着源は、 P t、 F e、 P、 C uおよび Ν ίを適宜所定の割合で 組み合わせ、 ガス炉、 高周波溶解炉などの適当な金属溶解炉内で溶融し、 必要 に応じて、 型に錶造し、 切削することにより仕上げることにより製造すること ができる。 溶融時の雰囲気は空気で充分であるが、 必要に応じて、 不活性ガス 雰囲気または真空を用いてもよい。 原料と使用される P t、 F e、 P、 C uお よび N iは、 粒状、 板状、 塊状等の形態で市販されているものを使用すること
ができるが、 通常、 純度が 9 9 . 9 %以上、 特に 9 9 . 9 5 %以上のものが好 適である。 上記のスパッタリングまたは蒸着に使用される合金ターゲッ卜もし くは合金チップまたは蒸着源は、 また、 P t、 F e、 P、 C uおよび N i を適 宜所定の割合で混合した原料粉末を焼結することによつても製造することがで きる。 焼結時の雰囲気は不活性ガス雰囲気または真空が適切である。 原料の金 属粉末は、 通常、 純度が 9 9 . 5 %以上、 特に 9 9 . 9 %以上のものが好適で ある。
一方、 薄膜を析出させるための基板としては、 例えば、 石英ガラス板、 結晶 化ガラス板、 M g O板、 S ί板等が挙げられる。
かくして基板上に形成される薄膜は、 一般に 5〜2 0 0 n mの範囲内の膜厚 を有することができる。
得られる薄膜は、 約 3 0 0〜約 6 0 0。C、 好ましくは約 3 5 0〜約 5 0 0 °C の温度で熱処理することにより規則化することができ、 それにより高い保磁力 を有する磁性薄膜を得ることができる。
本発明の磁性薄膜は、 特に粒子状にする等の特殊な処理を行わなくても高い 保磁力を有しているが、 S i 0 2等の無機物と組み合わせることによリグラニ ユラ一構造を形成させた薄膜とすることもできる。
しかして、 本発明の磁性薄膜は、 高い保磁力が要求されるハードディスク等 の磁気記録媒体用として有利に使用することができる。 上記の如くして形成さ れた磁性薄膜からの磁気記録媒体の製造は、 例えば、 非磁性基板上に軟磁性層 を設けた基板を用い、 その上に本発明の磁性薄膜を上記の如くして成膜し、 さ らにその上に、 必要に応じて、 保護層、 潤滑層などを積層することにより行う ことができる。
以下、 本発明を実施例によリさらに具体的に説明する。 実施例
実施例 1 ~ 6および比較例 1〜 2
P tターゲット上に F e— P合金チップ、 F e— C u— P合金チップおよび または F e— N i一 P合金チップを載せることにより複合ターゲットを準備 した。 この複合ターゲットを R Fマグネトロンスパッタ装置にセットし、 ソー ダガラス基板上に成膜し、 下記表 1に示す実施例 1〜6および比較例 2の試料 · を作製した。 なお、 実施例 1および比較例 2では、 P tターゲット上に F e— P合金チップを載せ、 基板を 2 0 0 °Cに加熱した。 また、 実施例 2〜6では、 P tターゲット上に F e— C u— P合金チップもしくは F e— N i — P合金チ ップを載せ、 基板は加熱しなかった。
—方、 比較例 1では、 基板として石英ガラスを使用し、 さらに P t— F e合 金ターゲッ卜を使用して、 P t—F e二元合金膜を作製した。
作製した試料の一部を王水で溶液化し、 I C P発光分光分析装置にて分析し た。 その結果を表 1に示す。
c ：面心立方構造
t ：面心正方構造 表 2から明らかなとおリ、 実施例 1〜 6の薄膜は 4 0 0 °C未満の熱処理温度 で規則化したのに対し、 比較例 1〜 2の薄膜は熱処理温度が 4 0 0 °C未満では
規則化しなかった。 P量が 1. 0 a t %より多い比較例 2の場合、 （1 1 1〉 面のピークが不明瞭になリ、 500QC以下での熱処理では規則化しなかった。 これに対し、 同様に P量が 1. 0 a t%より多い実施例 5の薄膜では、 40 0 °C未満の熱処理温度で規則化した。 Pの量が 1. 0 a t %より多くなつても、 C uを追加添加することにより、 400°C未満の熱処理温度でも規則化するこ とが確認された。
さらに、 結晶状態が f c tである実施例および比較例の薄膜の磁気特性 （面 内保磁力 H c //および垂直保磁力 H c J を、 振動試料型磁力計 （VSM) を 用いて測定した。 その結果を下記表 3に示す。
このことは、 高い保磁力を得るためには 600°C以上の温度での熱処理を必 要とする比較例 1の磁性薄膜に比べ、 400°C未満の温度での熱処理が可能な 実施例 1〜 6の薄膜では、 600°Cでは熱変形を伴う基板の使用が可能となり、 基板の適用範囲が拡大するという優れた効果が得られることを示す。
表 3の結果から、 低温度での熱処理で保磁力が高かつた実施例 2および 3の スパッタリングターゲットの組成に近い目標組成で P t、 F e、 Pおよび C u の粒状原料を混合し、 その混合物を高周波溶解炉内で溶融し、 溶解後、 カーボ ン型に錶造し、 切削により仕上げて、 3インチのスパッタリングターゲットを 作製した。 得られたスパッタリングタ一ゲッ卜の分析結果を下記表 4に示す。 表 4
表 4から、 ほぼ目標組成に近いスパッタリングターゲッ卜が作製できたこと がわかる。 得られたスパッタリングターゲッ卜の数箇所について分析をおこな つたが、 組成に変動は認められず、 均一であった。
Claims
1. P t 40〜60 a t %、 F e 40〜60 a t %および P 0. 0 5〜 1. 0 a t %より構成される磁性薄膜。
2. Pを 0. 1〜0. 8 a t %含有する請求の範囲第 1項に記載の磁性薄 膜。
3. P t 40〜60 a t 0/o、 F e 40〜60 a t %、 P 0. 05〜 2. 0 a t %ならびに C uおよび または N i 0. 4〜 1 9. 5 a t %より 構成される磁性薄膜。
4. Pを 0. 1〜 1. 5 a t %含有する請求の範囲第 3項に記載の磁性薄 膜。
5. C uおよび または N iを 1. 0〜 1 0 a t %含有する請求の範囲第 3項に記載の磁性薄膜。
6. 物理的気相成長法、 スパッタリング法または蒸着法により形成された 請求の範囲第 1または 3項に記載の磁性薄膜。
7. 請求の範囲第 1〜 6項のいずれかに記載の磁性薄膜を用いて形成され た磁気記録媒体。
8. P t 40〜60 a t %、 F e 40〜60 a t %および P 0. 0 5〜 1. 0 a t %よリ構成されるスパッタリングタ一ゲットまたは蒸着材料。
9. P t 40〜60 a t%、 F e 40〜60 a t%、 P 0. 05〜 2. 0 a t %ならびに C uおよぴノまたは N i 0. 4〜 1 9. 5 a t %より 構成されるスパッタリングターゲットまたは蒸着材料。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007800316017A CN101506915B (zh) | 2006-08-31 | 2007-08-03 | 磁性薄膜 |
| US12/310,530 US8158276B2 (en) | 2006-08-31 | 2007-08-03 | FePtP-alloy magnetic thin film |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006235810A JP4810360B2 (ja) | 2006-08-31 | 2006-08-31 | 磁性薄膜 |
| JP2006-235810 | 2006-08-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2008026439A1 true WO2008026439A1 (fr) | 2008-03-06 |
Family
ID=39135725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2007/065674 WO2008026439A1 (fr) | 2006-08-31 | 2007-08-03 | Film mince magnetique |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8158276B2 (ja) |
| JP (1) | JP4810360B2 (ja) |
| CN (1) | CN101506915B (ja) |
| WO (1) | WO2008026439A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013055127A (ja) * | 2011-09-01 | 2013-03-21 | Ishifuku Metal Ind Co Ltd | 磁性薄膜 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010024150A1 (ja) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | 日鉱金属株式会社 | 貴金属粉末と酸化物粉末からなる混合粉末の製造方法及び貴金属粉末と酸化物粉末からなる混合粉末 |
| CN103228816B (zh) | 2010-11-29 | 2015-09-30 | 三井金属矿业株式会社 | 溅射靶 |
| WO2012073879A1 (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | 三井金属鉱業株式会社 | スパッタリングターゲット |
| WO2014188916A1 (ja) * | 2013-05-20 | 2014-11-27 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 磁性記録媒体用スパッタリングターゲット |
| JP6213342B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2017-10-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 磁気記録膜形成用スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
| JP6431496B2 (ja) * | 2016-04-13 | 2018-11-28 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 磁気記録媒体のシード層用合金、スパッタリングターゲット材および磁気記録媒体 |
| CN109439953B (zh) * | 2018-12-25 | 2020-03-24 | 湖北大学 | Fe43.4Pt52.3Cu4.3异质结构相多面体纳米颗粒及其制备方法和应用 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001044025A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-02-16 | Alps Electric Co Ltd | グラニュラー硬磁性薄膜及びグラニュラー硬磁性薄膜の製造方法 |
| JP2001256631A (ja) * | 2000-01-05 | 2001-09-21 | Naruse Atsushi | 磁気記録媒体およびその製造方法 |
| JP2002216330A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Toshiba Corp | 磁気記録媒体 |
| JP2003099920A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | National Institute For Materials Science | ＦｅＰｔ磁性薄膜の製造方法 |
| JP2003289005A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | National Institute For Materials Science | 高配向磁性薄膜の製造方法 |
| JP2004152471A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | ＦｅＰｔＣ薄膜を利用した高密度磁気記録媒体及びその製造方法 |
| JP2004311925A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-11-04 | National Institute For Materials Science | 垂直磁気異方性を有するＦｅＰｔ磁性薄膜とその製造方法 |
| JP2004311607A (ja) * | 2003-04-04 | 2004-11-04 | Canon Inc | 磁性体、磁気記録媒体、磁気記録再生装置、情報処理装置及びその製造方法 |
| JP2004342159A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 磁気記録媒体 |
| JP2005142550A (ja) * | 2003-10-15 | 2005-06-02 | National Institute For Materials Science | 着磁可能な磁性薄膜構造体とその製造方法 |
| JP2005285207A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | National Institute For Materials Science | 書き込み容易な磁気記録媒体の製造方法 |
| JP2007081308A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Ishifuku Metal Ind Co Ltd | 磁性薄膜 |
| JP2007250977A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Tdk Corp | 磁性薄膜、磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッドおよび磁気メモリ素子 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0791610B2 (ja) | 1985-06-17 | 1995-10-04 | 日本電装株式会社 | 非酸化物セラミックヒータ用金属ロー材 |
| JP3305790B2 (ja) | 1993-01-27 | 2002-07-24 | 財団法人電気磁気材料研究所 | 薄膜永久磁石の製造方法 |
| JP2001209922A (ja) * | 1999-11-18 | 2001-08-03 | Hitachi Ltd | 磁気記録媒体及びこれを用いた磁気記憶装置 |
| TW520519B (en) * | 2001-03-02 | 2003-02-11 | Aichi Steel Corp | Fe-Pt based magnet and manufacturing method thereof |
-
2006
- 2006-08-31 JP JP2006235810A patent/JP4810360B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-08-03 US US12/310,530 patent/US8158276B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-08-03 CN CN2007800316017A patent/CN101506915B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-08-03 WO PCT/JP2007/065674 patent/WO2008026439A1/ja active Application Filing
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001044025A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-02-16 | Alps Electric Co Ltd | グラニュラー硬磁性薄膜及びグラニュラー硬磁性薄膜の製造方法 |
| JP2001256631A (ja) * | 2000-01-05 | 2001-09-21 | Naruse Atsushi | 磁気記録媒体およびその製造方法 |
| JP2002216330A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Toshiba Corp | 磁気記録媒体 |
| JP2003099920A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | National Institute For Materials Science | ＦｅＰｔ磁性薄膜の製造方法 |
| JP2003289005A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | National Institute For Materials Science | 高配向磁性薄膜の製造方法 |
| JP2004152471A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | ＦｅＰｔＣ薄膜を利用した高密度磁気記録媒体及びその製造方法 |
| JP2004311925A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-11-04 | National Institute For Materials Science | 垂直磁気異方性を有するＦｅＰｔ磁性薄膜とその製造方法 |
| JP2004311607A (ja) * | 2003-04-04 | 2004-11-04 | Canon Inc | 磁性体、磁気記録媒体、磁気記録再生装置、情報処理装置及びその製造方法 |
| JP2004342159A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 磁気記録媒体 |
| JP2005142550A (ja) * | 2003-10-15 | 2005-06-02 | National Institute For Materials Science | 着磁可能な磁性薄膜構造体とその製造方法 |
| JP2005285207A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | National Institute For Materials Science | 書き込み容易な磁気記録媒体の製造方法 |
| JP2007081308A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Ishifuku Metal Ind Co Ltd | 磁性薄膜 |
| JP2007250977A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Tdk Corp | 磁性薄膜、磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッドおよび磁気メモリ素子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013055127A (ja) * | 2011-09-01 | 2013-03-21 | Ishifuku Metal Ind Co Ltd | 磁性薄膜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101506915A (zh) | 2009-08-12 |
| JP2008060347A (ja) | 2008-03-13 |
| US20100239890A1 (en) | 2010-09-23 |
| CN101506915B (zh) | 2012-05-16 |
| US8158276B2 (en) | 2012-04-17 |
| JP4810360B2 (ja) | 2011-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI550114B (zh) | Ｆｅ－Ｐｔ－Ｃ系濺鍍靶 | |
| JP5041262B2 (ja) | 磁気記録媒体膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法 | |
| JP4810360B2 (ja) | 磁性薄膜 | |
| JP5969120B2 (ja) | 磁性薄膜形成用スパッタリングターゲット | |
| JP5705993B2 (ja) | Ｃ粒子が分散したＦｅ−Ｐｔ−Ａｇ−Ｃ系スパッタリングターゲット及びその製造方法 | |
| JP5041261B2 (ja) | 磁気記録媒体膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法 | |
| JP6514654B2 (ja) | 磁気記録媒体に適した磁性膜及びその製造方法 | |
| TW200407450A (en) | Fabrication of nanocomposite thin films for high density magnetic recording media | |
| JP6108064B2 (ja) | 磁気記録媒体膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法 | |
| JP5944580B2 (ja) | スパッタリングターゲット | |
| JP2007081308A (ja) | 磁性薄膜 | |
| JP6094848B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体用Ｆｅ−Ｃｏ系合金軟磁性膜の製造方法 | |
| JP3076141B2 (ja) | 磁性薄膜用ターゲット材とその製造方法、Ｆｅ−Ｍ−Ｃ軟磁性膜とその製造方法、およびこれを用いた磁気ヘッドならびに磁気記録再生装置 | |
| JP5826945B2 (ja) | 磁性記録媒体用スパッタリングターゲット | |
| JP5946922B2 (ja) | 磁性記録媒体用スパッタリングターゲット | |
| JP5937318B2 (ja) | 磁性薄膜 | |
| JP2710441B2 (ja) | 軟磁性積層膜 | |
| JP2020027677A (ja) | 熱アシスト磁気記録媒体の軟磁性膜および熱アシスト磁気記録媒体の軟磁性膜形成用スパッタリングターゲット | |
| JP2011181140A (ja) | 磁気記録媒体用Ｆｅ−Ｃｏ系合金軟磁性膜 | |
| JPS6386506A (ja) | 軟磁性薄膜 | |
| JPH08176758A (ja) | 軟磁性合金膜 | |
| JPH04333203A (ja) | 軟磁性合金膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 200780031601.7 Country of ref document: CN |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 07792320 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 12310530 Country of ref document: US |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: RU |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 07792320 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |