磁記錄膜用濺射靶及用于制造該濺射靶的碳原料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于制造熱輔助磁記錄介質(zhì)中的磁性薄膜的濺射靶及用于制造該濺 射靶的碳原料。
【背景技術(shù)】
[0002] 在以硬盤驅(qū)動器為代表的磁記錄領(lǐng)域，作為磁記錄介質(zhì)中的磁性薄膜的材料，使 用以強(qiáng)磁性金屬Co、Fe或Ni作為基質(zhì)的材料。例如，在采用面內(nèi)磁記錄方式的硬盤的磁性 薄膜中，使用以Co作為主要成分的Co-Cr基、Co-Cr-Pt基的強(qiáng)磁性合金。
[0003] 另外，在采用近年來實(shí)用化的垂直磁記錄方式的硬盤的磁性薄膜中，多使用包含 以Co作為主要成分的Co-Cr-Pt基強(qiáng)磁性合金和非磁性無機(jī)物粒子的復(fù)合材料。并且，從 生產(chǎn)率高的觀點(diǎn)出發(fā)，上述磁性薄膜多數(shù)情況下通過利用DC磁控濺射裝置使用以上述材 料為成分的濺射靶進(jìn)行濺射來制作。
[0004] 硬盤的記錄密度逐年迅速增大，認(rèn)為將來會從目前的600千兆比特/平方英寸的 面密度達(dá)到1萬億比特/平方英寸。記錄密度達(dá)到1萬億比特/平方英寸時，記錄比特的 尺寸小于10nm，這種情況下，可以預(yù)料到由熱起伏引起的超順磁化成為問題，并且可以預(yù)料 到目前使用的磁記錄介質(zhì)的材料、例如通過在Co-Cr基合金中添加 Pt而提高了晶體磁各向 異性的材料是不充分的。這是因為，以IOnm以下的尺寸穩(wěn)定地表現(xiàn)出強(qiáng)磁性的磁性粒子需 要具有更高的晶體磁各向異性。
[0005] 基于上述理由，具有Llci結(jié)構(gòu)的FePt相作為超高密度記錄介質(zhì)用材料受到關(guān)注。 FePt相具有高的晶體磁各向異性，并且耐腐蝕性、耐氧化性優(yōu)良，因此被期待為適合作為 磁記錄介質(zhì)應(yīng)用的材料。而且，在使用FePt相作為超高密度記錄介質(zhì)用材料的情況下，要 求開發(fā)使有序化的FePt磁性粒子以磁隔離的狀態(tài)盡可能高密度地且取向?qū)R地分散的技 術(shù)。
[0006] 由此，提出了使用利用氧化物、碳等非磁性材料將具有Lltl結(jié)構(gòu)的FePt磁性粒子 隔離的顆粒結(jié)構(gòu)磁性薄膜作為采用熱輔助磁記錄方式的下一代硬盤的磁記錄介質(zhì)。該顆粒 結(jié)構(gòu)磁性薄膜形成磁性粒子之間通過插入非磁性物質(zhì)而被磁絕緣的結(jié)構(gòu)。通常，具有Fe-Pt 相的顆粒結(jié)構(gòu)磁性薄膜使用Fe-Pt基燒結(jié)體濺射靶來成膜。
[0007] 關(guān)于Fe-Pt基磁性材料燒結(jié)體派射革巴，本發(fā)明人之前公開了涉及由Fe-Pt合金等 磁性相和將該磁性相分離的非磁性相構(gòu)成、利用金屬氧化物作為非磁性相材料之一的強(qiáng)磁 性材濺射靶的技術(shù)（專利文獻(xiàn)1)。
[0008] 另外，作為公知文獻(xiàn)，專利文獻(xiàn)2、3中記載了磁記錄介質(zhì)膜形成用濺射靶具有在 金屬基質(zhì)中插入C的組織。而且，記載了將用作C的原料粉末的石墨粉或炭黑粉通過預(yù)先 在真空中進(jìn)行熱處理來脫氣。
[0009] 要利用濺射裝置使用合金中含有非磁性材料的濺射靶進(jìn)行濺射時，存在如下問 題：濺射時以非磁性材料作為起點(diǎn)發(fā)生異常放電，產(chǎn)生粉粒（附著在襯底上的雜質(zhì)）。另外， 合金中含有非磁性材料的濺射靶通常通過粉末燒結(jié)法來制作，但在Fe-Pt中含有C的情況 下，C為難燒結(jié)材料，因此，有時在濺射時發(fā)生C的不經(jīng)意的脫落。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1 :國際公開第W02012/086335號
[0013] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2012-252768號公報
[0014] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2012-178211號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明所要解決的問題
[0016] 本發(fā)明的課題在于提供能夠在不使用高價的共濺射裝置的情況下制作熱輔助磁 記錄介質(zhì)的磁性薄膜的分散有C粒子的Fe-Pt基濺射靶及用于制造該濺射靶的碳原料，本 發(fā)明還提供減少了濺射時產(chǎn)生的粉粒量的濺射靶。
[0017] 用于解決問題的手段
[0018] 為了解決上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，粒徑小的碳材料的表面 能高，因此容易形成聚集體，另外，碳材料的燒結(jié)性差，因此聚集體中的粒子彼此也不結(jié)合。 而且，使用含有這樣的碳的聚集體的濺射靶時，濺射中在聚集體部分發(fā)生異常放電，成為產(chǎn) 生粉粒的原因。
[0019] 基于這樣的發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供：
[0020] 1) 一種所述濺射靶，其為包含合金和分散在該合金中的非磁性材料的燒結(jié)體濺射 靶，所述合金的組成包含5~60摩爾％的Pt、余量為Fe，其特征在于，至少含有5~60摩 爾％的C作為非磁性材料，與靶的濺射面垂直的截面中的C粒子的平均粒子面積為50 μ m2 以上。
[0021] 2)如上述1)所述的濺射祀，其特征在于，與靶的濺射面垂直的截面中的碳粒子的 周長的平均值為35 μ m以上。
[0022] 3)如上述1)或2)所述的濺射靶，其特征在于，含有20摩爾％以下的選自B、Mg、 Al、Si、Ti、Cr、Zr、Nb、Ta、Mn、Ag、Cu、Zn、W、Zr、Y中的一種以上元素的氧化物或氮化物作 為非磁性材料中的添加成分。
[0023] 4)如上述1)~3)中任一項所述的濺射祀，其特征在于，含有0. 1~20摩爾％的 選自Au、Ag、Cu、B、Mn、Rh、Ir、Ta中的一種以上的金屬元素作為合金中的添加成分。
[0024] 5) -種C原料粉末，用于制造上述1)~4)中任一項所述的濺射靶，其特征在于， 粒徑5 μπι以下的C粉末的含有率為1%以下。
[0025] 6)如上述5)所述的C原料粉末，其特征在于，粒徑10 μ m以下的C粉末的含有率 為10%以下。
[0026] 發(fā)明效果
[0027] 本發(fā)明的分散有C粒子的Fe-Pt基濺射靶具有如下優(yōu)良效果：能夠在不使用高價 的共濺射裝置的情況下制作熱輔助磁記錄介質(zhì)的磁性薄膜，而且，能夠抑制濺射時的異常 放電，因此，能夠抑制粉粒的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0028] 圖1為實(shí)施例1的與濺射靶的濺射面垂直的截面的組織圖像。
[0029] 圖2為實(shí)施例1的與濺射靶的濺射面水平的截面的組織圖像。
[0030] 圖3為實(shí)施例2的與濺射靶的濺射面垂直的截面的組織圖像。
[0031] 圖4為實(shí)施例2的與濺射靶的濺射面水平的截面的組織圖像。
[0032] 圖5為比較例1的與濺射靶的濺射面垂直的截面的組織圖像。
[0033] 圖6為比較例1的與濺射靶的濺射面水平的截面的組織圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 本發(fā)明涉及包含合金和分散在該合金中的非磁性材料的燒結(jié)體濺射靶，所述合金 的組成包含5~60摩爾％的Pt、余量為Fe，其特征在于，至少含有5~60摩爾％的C作為 非磁性材料，與上述濺射靶的濺射面垂直的截面中的C (碳）粒子的平均粒子面積為50 μ m2 以上。
[0035] 本發(fā)明中，C的含量在濺射靶組成中優(yōu)選為5摩爾％以上且60摩爾％以下。C粒 子在靶組成中的含量低于5摩爾％時，有時無法得到良好的磁特性，超過60摩爾％時，難以 使C粒子分散到燒結(jié)體中，有時C粒子彼此聚集而使粉粒的產(chǎn)生增多。
[0036] 另外，本發(fā)明中，Pt的含量在Fe-Pt合金組成中優(yōu)選為5摩爾％以上且60摩爾％ 以下。Fe-Pt合金中的Pt的含量低于5摩爾％時，有時無法得到良好的磁特性，超過60摩 爾％時，同樣有時也無法得到良好的磁特性。
[0037] 本發(fā)明的重要條件是在與濺射靶的濺射面垂直的截面中碳（C)粒子的平均粒子 面積為50 μπι2以上。不滿足該條件的碳粒子、即碳粒子的聚集體在濺射時引起異常放電， 使粉粒的產(chǎn)生量增加。另外，碳（C)粒子的平均粒子面積優(yōu)選為200 μπι2以下。這是因為， 過大的碳粒子具有妨礙燒結(jié)體中的電子轉(zhuǎn)移的效果，因此可能成為異常放電的原因。
[0038] 需要說明的是，關(guān)于與靶的濺射面水平的截面中的碳粒子（C)的平均粒子面積， 優(yōu)選為220 μ m2以下。
[0039] 另外，優(yōu)選與靶的濺射面垂直的截面中的碳粒子的周長的平均值為35 μπι以上。 可見，含有碳粒子的聚集體的濺射靶使濺射性能顯著降低，并且使膜的品質(zhì)、生產(chǎn)率變差， 因此不優(yōu)選。另外，碳粒子的周長的平均值優(yōu)選為IOOym以下。這是因為，過大的碳粒子 具有妨礙燒結(jié)體中的電子轉(zhuǎn)移的效果，因此可能成為異常放電的原因。
[0040] 需要說明的是，與靶的濺射面水平的截面中的碳粒子的周長的平均值優(yōu)選為 55 μm以下。
[0041] 本發(fā)明中，對切去濺射靶后的邊角料的拋光面（與濺射面垂直的截面、與濺射面 水平的截面）的任意3處進(jìn)行觀察，用該觀察到的C粒子的面積除以其個數(shù)，以所得到的值 的平均值的形式導(dǎo)出平均粒子面積。另外，本發(fā)明中，對該拋光面的任意3處進(jìn)行觀察，用 該觀察到的C粒子的周長除以其個數(shù)，以所得到的值的平均值的形式導(dǎo)出平均周長。
[0042] 組織觀察使用激光顯微鏡（VK-9710,基恩士公司制造），為了區(qū)分所拍攝的組織 照片的C粒子與其它相，使用VK Analyzer (圖像分析應(yīng)用程序）實(shí)施了二值化處理。二值 化的閾值直接使用由VK Analyzer的自動模式設(shè)定的值，將1個像素以下的孤立點(diǎn)作為噪 聲除去。然后，將二值化后的圖像用VK Analyzer的粒子分析功能進(jìn)行分析，導(dǎo)出上述的平 均粒子面積、平均周長。需要說明的是，組織觀察可以使用激光顯微鏡以外的裝置，當(dāng)然應(yīng) 當(dāng)理解這種情況也包含在本發(fā)明中。
[0043] 本發(fā)明的濺射靶可以含有20摩爾％以下的選自B、Mg、Al、Si、Ti、Cr、Zr、Nb、Ta、 Mn、Ag、Cu、Zn、W、Zr、Y中的一種以上元素的氧化物或氮化物作為非磁性材料中的添加成 分。這是因為，氧化物或氮化物與C一起形成使磁性粒子之間的磁相互作用絕緣的結(jié)構(gòu)，使 磁性薄膜得到良好的磁特性。另外，從抑制濺射時的粉粒產(chǎn)生的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選氧化物也與 C同樣地微細(xì)分散在合金中。
[0044] 添加量的下限值優(yōu)選為0. 1摩爾％。這是因為，低于該下限值時，難以得到添加的 效果。
[0045] 另外，本發(fā)明的派射革巴可以含有0. 1~20摩爾％的選自Au、Ag、Cu、B、Mn、Rh、Ir、