磁控濺射用靶的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種漏磁通大、不用擔(dān)心成膜時(shí)的組成發(fā)生變動(dòng)、并且能夠在穩(wěn)定的電壓下進(jìn)行成膜的新型濺射靶。一種濺射靶，其由(1)含有Co和Pt且Pt相對(duì)于Co的比例為4～10原子％的Co?Pt磁性相、(2)含有Co、Cr和Pt且Co與Cr的比率為Cr：30原子％以上、Co：70原子％以下的Co?Cr?Pt非磁性相和(3)含有微細(xì)分散的金屬氧化物的氧化物相構(gòu)成。
【專利說明】
磁控瓣射用革田
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及用于制造磁記錄介質(zhì)的磁控瓣射用祀及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在制造W計(jì)算機(jī)用硬盤為代表的磁記錄介質(zhì)的情況下，通常，在保持磁記錄的磁 性薄膜的成膜中使用磁控瓣射法。瓣射是利用通過導(dǎo)入到真空中的氣體的電離而產(chǎn)生的等 離子體從祀表面轟擊出原子并將其成膜于目標(biāo)基板的表面的技術(shù)。
[0003] 磁控瓣射的特征在于，通過在祀的背側(cè)配置磁鐵由此通過在祀表面泄漏的磁通使 等離子體集中于祀附近從而進(jìn)行瓣射，能夠在提高成膜效率的同時(shí)防止基板的由等離子體 引起的損傷。
[0004] 在通過磁控瓣射形成磁性薄膜的情況下存在如下問題:瓣射祀本身為強(qiáng)磁性體， 因此，來自祀背面的磁鐵的磁通通過祀內(nèi)部而導(dǎo)致漏磁通減少，不能高效地進(jìn)行瓣射。
[0005] 因此，努力通過各種各樣的設(shè)計(jì)來增加祀的漏磁通。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了： 通過使用具備含有Co和Cr作為主要成分的磁性相和含有Pt作為主要成分的非磁性相的雙 相結(jié)構(gòu)的瓣射祀，大幅地改善了漏磁通。
[0006] 但是，專利文獻(xiàn)1中記載的祀具有含有Pt作為主要成分的非磁性相，因此成膜時(shí)的 組成變動(dòng)成為問題。瓣射的速度在每種元素間不同，Pt的成膜速度與作為祀中所含的其它 金屬的Co、Cr相比更快，因此，在祀中存在含有Pt作為主要成分的非磁性相時(shí)，運(yùn)部分先進(jìn) 行成膜，形成如下狀態(tài):與祀的組成相比，在形成的薄膜中Pt較多。另外，在該狀態(tài)下繼續(xù)進(jìn) 行成膜時(shí)，隨著時(shí)間的推移，祀中的Pt率先被消耗掉，因此，還會(huì)產(chǎn)生形成的薄膜中的Pt量 逐漸減少運(yùn)樣的問題。
[0007] 此外，對(duì)于專利文獻(xiàn)1中記載的方法而言，制造祀時(shí)使用了通過霧化法制作的粉 末，但對(duì)于通過霧化法制作的粉末而言在內(nèi)部存在有被稱為氣孔（方口 一木一)的空隙。 如果該空隙在瓣射時(shí)出現(xiàn)在祀表面，則等離子體集中于此而導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定化，因此要求 使空隙減少的設(shè)計(jì)。
[000引現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1:日本專利第4422203號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[ocm]發(fā)明所要解決的問題
[0012] 本發(fā)明的目的在于提供一種漏磁通大、不用擔(dān)屯、成膜時(shí)的組成發(fā)生變動(dòng)、并且能 夠在穩(wěn)定的電壓下進(jìn)行成膜的新型磁控瓣射用祀。
[0013] 用于解決問題的方法
[0014] 對(duì)于用于磁控瓣射的磁記錄介質(zhì)用祀而言，具有如下矛盾:為了制造具有矯頑力 大的磁記錄層的磁記錄介質(zhì)而要求含有強(qiáng)磁性金屬元素，而另一方面，強(qiáng)磁性金屬元素使 來自祀背面的磁鐵的磁通透過而導(dǎo)致漏磁通減少，不能高效地進(jìn)行瓣射。對(duì)滿足雖然含有 強(qiáng)磁性金屬元素但維持高漏磁通運(yùn)樣相反要求的磁控瓣射用祀進(jìn)行了深入研究，結(jié)果得出 如下見解:通過在祀中形成相對(duì)于作為強(qiáng)磁性金屬元素的CoW特定比例合金化Pt和化而成 的磁性相和非磁性相W及氧化物相，由此能夠在含有強(qiáng)磁性金屬元素的同時(shí)提高漏磁通， 從而完成了本發(fā)明。
[0015] 本發(fā)明的磁控瓣射用祀的特征在于，其具有由（1)含有Co和Pt且Pt相對(duì)于Co的比 例為4~10原子％的仿斗*磁性相、（2)含有Co、Cr和Pt且化相對(duì)于Co的比例為30原子％ ^上 的Co-化-Pt非磁性相和(3)含有金屬氧化物的氧化物相構(gòu)成的=相結(jié)構(gòu)。
[0016] 在本申請(qǐng)說明書和權(quán)利要求書中，"非磁性"是指小至磁場(chǎng)的影響可W忽略的程 度，"磁性"是指受到磁場(chǎng)的影響。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，提供W下方式的磁控瓣射用祀及其制造方法。
[001引 [1]一種磁控瓣射用祀，其具有由（1)含有Co和Pt且Pt的比率為4~10原子％的仿- Pt磁性相、（2)含有Co、Cr和Pt且Co與Cr的比率為吐:30原子上、Co:70原子％W下的Co- Cr-Pt非磁性相和(3)含有微細(xì)分散的金屬氧化物的氧化物相構(gòu)成的=相結(jié)構(gòu)。
[0019] [2巧日[1 ]所述的磁控瓣射用祀，其中，（2)Co-Cr-Pt非磁性相還含有選自由B、Ti、 ￥、111、2'、佩、咖、1〇^曰、胖組成的組中的一種^上的元素。
[0020] [3巧日[1]或[2]所述的磁控瓣射用祀，其中，（3)氧化物相含有選自由Si、Ti、Ta、 化、(：〇、8、化、〇1、￥、]\%、41、2'、佩、]\1〇、〔6、5111、6(1、胖、冊(cè)、化組成的組中的一種^上的元素的氧 化物或其復(fù)合氧化物。
[0021] [4]如[1]~[3]中任一項(xiàng)所述的磁控瓣射用祀，其中，利用金屬顯微鏡進(jìn)行觀察 時(shí)，（I)Co-Pt磁性相具有長(zhǎng)徑與短徑之比為1~2.5的范圍的圓形或楠圓形、或者相對(duì)的頂 點(diǎn)間的最長(zhǎng)距離與最短距離之比為1~2.5的范圍的多邊形的截面形狀。
[0022] [5]如[1]~[4]中任一項(xiàng)所述的磁控瓣射用祀，其中，利用金屬顯微鏡進(jìn)行觀察 時(shí)，（2)C〇-Cr-Pt非磁性相具有長(zhǎng)徑與短徑之比為2.5W上的圓形或楠圓形、或者相對(duì)的頂 點(diǎn)間的最長(zhǎng)距離與最短距離之比為2.5W上的多邊形的截面形狀。
[002引[6 ] -種磁控瓣射用祀的審雌方法，其包括：
[0024] 第一混合工序，將含有Co、燈和Pt且Co與Cr的比率為Cr: 30原子％ W上、Co: 70原 子％^下的非磁性金屬粉末和氧化物粉末混合從而制備第一混合粉末；
[0025] 第二混合工序，將該第一混合粉末和含有Co和Pt且Pt的比率為4~10原子％的磁 性金屬粉末混合從而制備第二混合粉末;和
[00%]對(duì)該第二混合粉末進(jìn)行燒結(jié)的工序。
[0027] [7巧日[6]所述的制造方法，其中，上述非磁性金屬粉末還含有選自由B、Ti、V、Mn、 Z;r、Nb、Ru、Mo、Ta、W組成的組中的一種W上的元素。
[0028] [引如[6]或[7]所述的制造方法，其中，上述氧化物粉末含有選自由Si、Ti、化、吐、 Co、B、化、加、￥、]\%、41、化、師、]\1〇、〔6、5111、6(1、胖、冊(cè)、化組成的組中的一種^上的元素的氧化 物或其復(fù)合氧化物。
[0029] [9巧日[6]~[引中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中，上述非磁性金屬粉末和/或上述 磁性金屬粉末W合金的形式制備。
[0030] [10巧日[9]所述的制造方法，其中，上述非磁性金屬粉末和上述磁性金屬粉末是通 過霧化法制備的合金粉末。
[0031] [11巧日[6]~[10]中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中，在第二混合工序之前，還包括 對(duì)磁性金屬粉末實(shí)施機(jī)械性處理從而將氣孔壓破的工序。
[0032] 發(fā)明效果
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供漏磁通大、不用擔(dān)屯、成膜不均、并且能夠進(jìn)行電壓穩(wěn)定的成 膜的磁控瓣射用祀。
【附圖說明】
[0034] 圖1是示出Co-Pt合金的Pt含量與磁鐵的吸附力的關(guān)系的曲線圖。
[0035] 圖2是示出Co-化合金的化含量與磁鐵的吸附力的關(guān)系的曲線圖。
[0036] 圖3是在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1制造的磁控瓣射用祀的金屬顯微鏡照片上補(bǔ)充了 說明的圖。
[0037] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1制造的磁控瓣射用祀的金屬顯微鏡照片。
[0038] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1制造的磁控瓣射用祀的金屬顯微鏡照片。
[0039] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1制造的磁控瓣射用祀的電子顯微鏡照片。
[0040] 圖7是利用電子探針顯微分析儀化PMA)對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1制造的磁控瓣射 用祀進(jìn)行分析的結(jié)果。
[0041 ]圖8是根據(jù)比較例1制造的磁控瓣射用祀的金屬顯微鏡照片。
[0042] 圖9是根據(jù)比較例1制造的磁控瓣射用祀的金屬顯微鏡照片。
[0043] 圖10是根據(jù)比較例2制造的磁控瓣射用祀的金屬顯微鏡照片。
[0044] 圖11是根據(jù)比較例2制造的磁控瓣射用祀的金屬顯微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0045] W下對(duì)本發(fā)明詳細(xì)地進(jìn)行說明，但本發(fā)明并非限定于此。
[0046] 本發(fā)明的磁控瓣射用祀的特征在于，其具有由（1)含有Co和Pt且Pt的比率為4~10 原子％的Co-Pt磁性相、（2)含有Co、Cr和Pt且Co與Cr的比率為Cr:30原子％ W上、Co:70原 子％ W下的Co-Cr-Pt非磁性相和(3)含有微細(xì)分散的金屬氧化物的氧化物相構(gòu)成的=相結(jié) 構(gòu)。W下，對(duì)各相詳細(xì)地進(jìn)行說明。
[0047] 1.祀的構(gòu)成成分
[004引本發(fā)明的磁控瓣射用祀至少含有Co、Cr、Pt和氧化物。只要形成Co-Pt磁性相、Co- Cr-Pt非磁性相和氧化物相，則也可W進(jìn)一步含有選自由8、1'1、￥、]?11、2'、抓、郵、]\1〇^日、胖組 成的組中的一種W上的元素。
[0049] 金屬和氧化物相對(duì)于祀整體的含有比例由目標(biāo)磁記錄層的成分組成而決定，優(yōu)選 金屬相對(duì)于祀整體的含有比例設(shè)定為90~94摩爾％、氧化物相對(duì)于祀整體的含有比例設(shè)定 為6~10摩爾％。
[0050] Co為強(qiáng)磁性金屬元素，在磁記錄層的顆粒結(jié)構(gòu)的磁性粒子的形成中發(fā)揮中屯、作 用。Co的含有比例相對(duì)于金屬整體優(yōu)選設(shè)定為60~75原子％。
[0化1] 2. Co-Pt磁性相
[0052]本發(fā)明中的Co-Pt磁性相只要是WCo作為主要成分且含有4~10原子％的口*的磁 性相，則也可W進(jìn)一步含有雜質(zhì)或有意的添加元素。
[0053] 圖1示出在由Co和Pt構(gòu)成的合金（W下稱為乂O-Pt合金"）中Pt的配合量對(duì)于對(duì)磁 鐵的吸附力所帶來的影響。改變組成比地將Co和PtW體積為Icm3的方式進(jìn)行配合后進(jìn)行電 弧烙化，制作出底面積為0.785cm2的圓板狀樣品，使該樣品的底面附著于殘留磁通密度為 500高斯的磁鐵(鐵氧體)后，在與底面垂直的方向上進(jìn)行拉拽，對(duì)從磁鐵分離開時(shí)的力進(jìn)行 測(cè)定。用該力除W底面積0.785cm2而求出拉伸應(yīng)力作為磁性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。參考圖1可知，Pt 的配合量超過87原子％的情況下，Co-Pt合金對(duì)磁鐵的吸附力為零，變?yōu)榉谴判泽w。但是，如
【背景技術(shù)】欄所述，Pt的成膜速度比Co、化快，因此，存在含有Pt作為主要成分的相時(shí)，成膜時(shí) 會(huì)產(chǎn)生組成發(fā)生變動(dòng)的問題，因此不優(yōu)選。另一方面，根據(jù)圖1可知，Pt含量變?yōu)?0原子％ W 下時(shí)，對(duì)磁鐵的吸附力降低，但即使為10原子％ W下仍殘留有吸附力，為磁性體。但是，如W 下所述，在Co-Cr-Pt相中使Pt的量增加時(shí)，難W維持Co-Cr-Pt相作為非磁性體。因此，為了 滿足作為祀整體的組成所要求的Pt的量，需要在Co-Pt相中也含有一定量的Pt。因此，設(shè)為 含有4原子％ W上且10原子％ W下的Pt的Co-Pt磁性相。如前所述，在Co-Pt磁性相中含有的 Pt量低于4原子％時(shí)，Co-化-Pt相中所含的Pt的量變得過量，難W將Co-Cr-Pt相維持為非磁 性，不優(yōu)選。另外，超過10原子％時(shí)，Co-Cr-Pt相中所含的Pt量減少，氧化物的量與祀中所含 的Co-化-Pt合金的量相比相對(duì)增加，因此，在將Co-化-Pt粉末和氧化物混合時(shí)，氧化物容易 聚集，導(dǎo)致瓣射時(shí)產(chǎn)生顆粒，因此不優(yōu)選。
[0054] 3. Co-Cr-Pt 非磁性相
[0055] 本發(fā)明中的Co-Cr-Pt非磁性相只要是含有Co、Cr和Pt的非磁性相，則可W含有雜 質(zhì)或有意的添加兀素。
[0化6] 本發(fā)明中的Co-Cr-Pt相的特征在于，Co與化的比率為化:30原子％ W上、Co: 70原 子％^下。在此，化的比率可W通過(化(原子％)/(Co(原子％)+化(原子％)))算出。
[0057]圖2是針對(duì)Co和Cr的合金（W下稱為乂O-Cr合金"）示出Cr的含量對(duì)于對(duì)磁鐵的吸 附力所帶來的影響的圖。除了將Co和CrW體積為Icm3的方式進(jìn)行配合W外，與獲得圖1的數(shù) 據(jù)的方法同樣地進(jìn)行，得到圖2。參考圖2可知，在Cr相對(duì)于Co的比率為25原子％^上的情況 下，對(duì)磁鐵的吸附力幾乎為零，Co-Cr合金變?yōu)榉谴判泽w，與此相對(duì)，化的比率為25原子％ W 下時(shí)，對(duì)磁鐵的吸附力急劇升高，變?yōu)榇判泽w。因此，為了制成非磁性相，Co-Cr合金中Cr的 配合比優(yōu)選設(shè)定為25原子％ W上。
[005引另外，Co-化-Pt非磁性相中所含的Pt的量增加時(shí)，為了使Co-Cr-Pt相非磁性化而 所需的化的量也相應(yīng)地增加。因此，優(yōu)選使化的量相對(duì)于Co和化的合計(jì)為30原子％ ^上，從 而使Co-化-Pt相充分地非磁性化。
[0059] Co-化-Pt相中所含的Pt的量由祀整體所需的Pt的量決定。如上所述，在Co-Pt相中 含有10原子％ W下的Pt,因此，從祀整體中的Pt的量減去Co-Pt磁性相中所含的Pt的量后的 殘量為Co-Cr-Pt磁性相中的Pt量。Pt的量由整體組成的要求所決定，因此，其上限和下限沒 有特別限制，但Pt的量增加時(shí)，相應(yīng)地為了維持Co-Cr-Pt相作為非磁性相所需的Cr的量增 加，因此，Co-化-Pt相中的Pt的量?jī)?yōu)選為30原子％ W下。
[0060] Co-Cr-Pt相可W進(jìn)一步含有選自由8、1'1、￥、]?11、2'、師、郵、]\1〇^日、胖組成的組中的 一種W上的元素。運(yùn)些追加元素主要是因?yàn)橐笞鳛槟繕?biāo)磁性薄膜的組成而被添加。
[0061 ] 4.氧化物相
[0062] 本發(fā)明中的氧化物相含有選自由 Si、Ti、l'a、Cr、Co、B、Fe、Cu、Y、Mg、Al、Zr、Nb、Mo、 〇6、5111、6(1、胖、冊(cè)、化組成的組中的一種^上的元素的氧化物或其復(fù)合氧化物。運(yùn)些氧化物是 由于在目標(biāo)磁性薄膜的組成中被要求而添加的。
[0063] 作為所含有的氧化物，可 W列舉例如 Si〇2、Ti〇2、Ti2〇3、Ta2〇5、Cr2〇3、CoO、C〇3〇4、
[0064] 氧化物相基本上為非磁性體，不易認(rèn)為對(duì)漏磁通帶來不良影響，因此，其添加量根 據(jù)目標(biāo)磁性薄膜的組成進(jìn)行控制。
[00化]5.微細(xì)結(jié)構(gòu)
[0066] 圖3中示出在本發(fā)明的實(shí)施例1中制造的瓣射祀的金屬顯微鏡照片。該照片是對(duì)在 祀的試樣厚度方向上切取的截面進(jìn)行拍攝的照片。
[0067] 如圖3所示，對(duì)于本發(fā)明的瓣射祀而言，利用金屬顯微鏡進(jìn)行觀察時(shí)，Co-Pt磁性相 具有長(zhǎng)徑與短徑之比為1~2.5的范圍的圓形或楠圓形、或者相對(duì)的頂點(diǎn)間的最長(zhǎng)距離與最 短距離之比為1~2.5的范圍的多邊形的截面形狀。為了防止合金元素的擴(kuò)散、維持目標(biāo)組 成，Co-Pt相的形狀優(yōu)選盡可能接近球形，長(zhǎng)徑與短徑之比可W優(yōu)選為1~1.5的范圍。另外， Co-Cr-Pt非磁性相具有長(zhǎng)徑與短徑之比為2.5W上的圓形或楠圓形、或者相對(duì)的頂點(diǎn)間的 最長(zhǎng)距離與最短距離之比為2.5W上的多邊形的截面形狀。即，圖3中，扁平的圓形、楠圓形 或矩形等多邊形為Co-化-Pt非磁性相。Co-化-Pt相優(yōu)選與氧化物充分混合而具有在基底中 微細(xì)分散有氧化物的結(jié)構(gòu)，因此，優(yōu)選為盡可能被壓縮成扁平且被氧化物粒子分割開的形 狀，長(zhǎng)徑與短徑之比可W優(yōu)選為4W上，可W進(jìn)一步優(yōu)選為5W上。
[0068] Co-Pt相來源于通過霧化法制作的霧化粉末，由金屬顯微鏡照片估算的其平均直 徑約為40~60WI1。另外，Co-Cr-Pt相也同樣是來源于通過霧化法制作的粉末，與氧化物粉末 混合后進(jìn)行機(jī)械性處理時(shí)發(fā)生斷裂，或者變形成扁平。其平均長(zhǎng)徑為20~30WH、平均短徑為 2~10WI1。需要說明的是，照片中Co-Pt相為球形，但可W如后所述利用實(shí)施了機(jī)械性處理的 霧化粉末形成Co-Pt相，運(yùn)種情況下，可形成扁球形、矩形或多邊形狀。
[0069] 6.制造方法
[0070] 本發(fā)明的瓣射祀的制造方法如下所述。
[0071] (I)Co-Pt粉末的制作
[0072] W形成Pt的比率為4~10原子％運(yùn)樣規(guī)定組成的方式稱量Co和Pt,將它們烙化制 作出合金的烙液，通過氣體霧化法進(jìn)行粉末化。作為氣體霧化法，可W使用通常已知的方 法。所制作的Co-Pt粉末為具有幾WIi~200WI1左右的粒度分布的球形粉末，其平均粒徑約為 40~60皿。利用適當(dāng)?shù)暮Y對(duì)其進(jìn)行分級(jí)等而除去微細(xì)的粉末和粗大的粉末，使粒徑均勻化。 篩分后的粉末的粒徑范圍優(yōu)選為10~100皿，更優(yōu)選為40~100皿。另外，篩分后的平均粒徑 與篩分前同樣約為40~60皿。微細(xì)的粉末的比表面積大，因此，在祀的燒結(jié)中相的組成容易 因 Co-Pt相與Co-化-Pt相之間的原子擴(kuò)散而發(fā)生變動(dòng)，難W得到目標(biāo)組成。
[0073] (2)C〇-Cr-Pt粉末的制作
[0074] W形成Co與化的比率為化:30原子％ W上、Co:70原子％ W下運(yùn)樣規(guī)定組成的方式 稱量Co、Cr和Pt,將它們同樣地烙化而制作出烙液后通過氣體霧化法進(jìn)行粉末化。所制作的 Co-化-Pt粉末為具有幾WIi~200WI1左右的粒度分布的球形粉末，其平均粒徑約為40~60WI1。 利用適當(dāng)?shù)暮Y對(duì)其進(jìn)行分級(jí)等而除去微細(xì)的粉末和粗大的粉末，使粒徑均勻化。篩分后的 粉末的粒徑范圍優(yōu)選為IO~I OOwii。另外，篩分后的平均粒徑與篩分前同樣約為40~60WI1。
[0075] 另外，在向Co-Cr-Pt粉末中添加一種W上追加元素的情況下，在稱量工序中一起 稱量期望的量的追加元素，對(duì)其進(jìn)行氣體霧化，由此能夠制作出含有追加元素的粉末。
[0076] (3)C〇-化-Pt粉末與氧化物粉末的混合
[0077] 將利用氣體霧化法制作的Co-Cr-Pt粉末與0.1~10皿的粒徑的氧化物粉末混合， 得到第一混合粉末。在混合中，可W使用球磨機(jī)等任選的處理方法?；旌蟽?yōu)選進(jìn)行至Co-Cr- Pt粉末發(fā)生斷裂或者從球形狀變形為扁平狀。為了防止瓣射時(shí)的打弧（7-年シク)等問 題，優(yōu)選將Co-Cr-Pt粉末和氧化物粉末充分均勻地混合至氧化物粉末的二次粒徑達(dá)到規(guī)定 的粒徑的范圍。
[0078] (4)C〇-Pt粉末的機(jī)械性處理
[0079] 在通過霧化法制作的粉末中，有可能存在有被稱為氣孔的空隙。該空隙有可能在 瓣射時(shí)成為等離子體集中的起點(diǎn)而使放電電壓不穩(wěn)定。因此，優(yōu)選導(dǎo)入對(duì)制作的霧化粉末 進(jìn)行機(jī)械性處理而將氣孔壓破的工序。
[0080] 在本發(fā)明中，在Co-Cr-Pt粉末與氧化物粉末的混合處理時(shí)能夠期待氣孔的壓破。 另一方面，由于Co-Pt磁性粉末不與氧化物粉末混合，因此優(yōu)選單獨(dú)使用球磨機(jī)等將氣孔壓 破。在如此進(jìn)行機(jī)械性處理的情況下，Co-Pt磁性粉末不僅可成為球形，也可能成為扁球形、 矩形或多邊形狀。
[0081] (S)Co-Cr-Pt/氧化物混合粉末與Co-Pt粉末的混合處理
[0082] 將Co-Cr-Pt粉末和氧化物的第一混合粉末進(jìn)一步與Co-Pt粉末混合，從而得到第 二混合粉末。該混合處理可W通過TURBULA搖擺式混合機(jī)、球磨機(jī)等任選的方法進(jìn)行。
[0083] 該混合處理止于Co-Cr-Pt和氧化物的第一混合粉末與Co-Pt粉末相互發(fā)生變形、 各自的粒徑不減小的程度，由此即使進(jìn)行熱壓，各自粉末間的金屬的擴(kuò)散移動(dòng)也不易發(fā)生， 能夠防止各自粉末中的合金元素在熱壓中發(fā)生變動(dòng)。其結(jié)果是，能夠防止Co元素從Co-Pt粉 末向Co-Cr-Pt粉末中擴(kuò)散而使得Co-Cr-Pt相帶有磁性或者Co-Pt相的磁力增加，有助于漏 磁通的增加。
[0084] (6)混合粉末的燒成
[0085] 將如上所述準(zhǔn)備的Co-Cr-Pt、氧化物和Co-Pt的第二混合粉末在已知的任選條件 下進(jìn)行熱壓，由此可W得到作為燒結(jié)體的瓣射祀。
[0086] 實(shí)施例
[0087] 在W下的實(shí)施例中，金屬顯微鏡照片使用0LYMPUS、GX51進(jìn)行觀察。
[008引[實(shí)施例。
[0089] 作為實(shí)施例1制作的祀的整體組成為90(71C〇-10Cr-14Pt-5Ru)-7Si〇2-3Cr2〇3。下 述中，各元素組成全部是指原子％。
[0090] W合金組成為46.829CO-20.072吐-23.063Pt-10.036Ru(Co與Cr的比率是Co為70 原子％、Cr為30原子％ )的方式稱量各金屬，加熱至1550°C將各金屬烙化制成烙液，在噴射 溫度為1750°C下進(jìn)行氣體霧化從而制作出Co-化-Pt-Ru粉末。
[0091] 接著，W合金組成為95C〇-5Pt的方式稱量各金屬，加熱至1500°C將各金屬烙化制 成烙液，在噴射溫度為1700°C下進(jìn)行氣體霧化從而制作出Co-Pt粉末。
[0092] 將制作的兩種霧化粉末分別利用篩進(jìn)行分級(jí)，得到粒徑為10~IOOwii的Co-Cr-Pt- Ru粉末和粒徑為10~100皿的Co-Pt粉末。
[0093] 在所得到的Co-Cr-Pt-Ru粉末1065.37g中添加粒徑為0.1~IOym的Si〇2粉末 107.25g和粒徑為1~10皿的化2〇3粉末116.29g，利用球磨機(jī)進(jìn)行機(jī)械性處理，從而得到第一 混合粉末。
[0094] 另外，為了將所得到的Co-Pt粉末中的氣孔壓破，對(duì)于Co-Pt粉末1500g單獨(dú)使用球 磨機(jī)進(jìn)行機(jī)械性處理。
[0095] 將第一混合粉末598. Mg和Co-Pt粉末351.56g在67巧m、30分鐘的條件下使用 TURBULA搖擺式混合機(jī)進(jìn)行混合從而得到第二混合粉末。
[0096] 對(duì)第二混合粉末在燒結(jié)溫度為1220°C、壓力為31MPa、時(shí)間為10分鐘、真空氣氛下 的條件下進(jìn)行熱壓，得到小型燒結(jié)體（4 30mm、厚度5mm)。
[0097] 利用阿基米德法對(duì)得到的小型燒結(jié)體的密度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果為8.555g/cm3,其相 當(dāng)于97.773%的相對(duì)密度。需要說明的是，相對(duì)密度是指用祀的實(shí)測(cè)密度除W理論密度求 得的值。
[0098] 圖4和圖5中示出所得到的小型燒結(jié)體的厚度方向截面的金屬顯微鏡照片。圖4為 低倍率的照片，圖5為高倍率的照片。
[0099] 在圖4和圖5中，白色的球狀部分為Co-Pt相，同樣為白色但棒狀或扁平形狀的部分 為Co-Cr-Pt相。另外，成為基底的灰色部分為氧化物相。氧化物相主要由Si化粉末、吐2化粉 末和斷裂的Co-化-Pt-Ru粉末的一部分形成，氧化物微細(xì)分散在合金中。根據(jù)圖5明顯可知， Co-Pt相形成近似球形的結(jié)構(gòu)，通過霧化法制作的形狀維持原狀。其長(zhǎng)徑與短徑之比落入1 ~2.5之間。另一方面，Co-化-Pt相通過機(jī)械性處理而變形為細(xì)長(zhǎng)，呈現(xiàn)出也應(yīng)被稱為扁平 狀、棒狀、枝狀的形狀。其長(zhǎng)徑與短徑(長(zhǎng)邊與短邊)之比為2.5W上。
[0100] 另外，圖6和圖7中示出對(duì)于所得到的小型燒結(jié)體的一部分通過電子探針顯微分析 法巧PMA)進(jìn)行分析的結(jié)果。圖6為燒結(jié)體的電子顯微鏡(SEM)圖像，與圖3~5同樣，能夠確認(rèn) 到球狀的相和棒狀或扁平形狀的相分散在基底中而被含有。接著，圖7中對(duì)于與圖6相同部 分通過顏色區(qū)分示出各相的元素含量。特別是，如果觀察Pt的含量，能夠確認(rèn)到:在球形相 中幾乎不含Pt,與此相對(duì)，在棒狀的相中存在有比基底相更多的Pt,球形的相為含有5原 子％?*的Co-Pt相，棒狀的相為含有約23原子％Pt的Co-Cr-Pt相。另一方面，如果觀察Cr的 含量，可W理解的是，在Co-Pt相中當(dāng)然不含有化，與此相對(duì)，在Co-化-Pt相中含有20原子％ 的Cr,進(jìn)而在Co-Cr-Pt粉末中作為氧化物混合的吐2〇3的氧化物相中含有多于20原子％的 Cr O
[0101] 接著，使用相同的第二混合粉末，在與小型燒結(jié)體的制作同樣的條件下進(jìn)行熱壓， 得到大型燒結(jié)體（4 152.4mm、厚度5.00mm)。對(duì)所得到的大型燒結(jié)體的密度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果 為8.686g/cm3，運(yùn)相當(dāng)于99.272 %的相對(duì)密度。
[0102] 對(duì)于所得到的大型燒結(jié)體，基于ASTM F2086-01對(duì)漏磁通進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于用于產(chǎn)生 磁通的磁鐵而言，使用馬蹄型磁鐵(材質(zhì):磁鋼）。將該磁鐵安裝在漏磁通的測(cè)定裝置中，將 高斯計(jì)（FW-肥化公司制，型號(hào)：5170)與霍爾探頭連接。霍爾探頭(FW-BE化公司制，型號(hào)： STH17-0404)W位于上述馬蹄形磁鐵的磁極間的中屯、的正上方的方式配置。
[0103] 首先，在測(cè)定裝置的工作臺(tái)上不放置祀，通過測(cè)定工作臺(tái)的表面的水平方向的磁 通密度，由此對(duì)Source Field(SCF)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果為892(G)。
[0104] 接著，使霍爾探頭的前端升高至祀的漏磁通測(cè)定時(shí)的位置（自工作臺(tái)表面起祀的 厚度+2mm高度位置），在工作臺(tái)面中不放置祀的狀態(tài)下，通過測(cè)定與工作臺(tái)面水平的方向的 漏磁通密度，由此對(duì)Reference fielcKRE巧進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果為607(G)。
[0105] 接著，W祀表面的中屯、與祀表面的霍爾探頭正下方的點(diǎn)之間的距離為43.7mm的方 式將祀配置于工作臺(tái)面上。然后，在不使中屯、位置移動(dòng)的情況下使祀逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)5次，然后 在不使中屯、位置移動(dòng)的情況下使祀旋轉(zhuǎn)0度、30度、60度、90度、120度，共計(jì)5次，對(duì)與工作臺(tái) 面水平的方向的漏磁通密度進(jìn)行測(cè)定。將得到的5個(gè)漏磁通密度的值除WREF的值再乘W 100作為漏磁通率（％ )。取5個(gè)點(diǎn)的漏磁通率（％ )的平均，將其平均值作為其祀的平均漏磁 通率（％ )。如下述表1所示，平均的漏磁通率(PT巧為62.1 %。
[0106] 「夫 n
[0107]
[010 引
[0109] 作為比較例1制作的祀的整體組成是與實(shí)施例1同樣的90(71C〇-10Cr-14Pt-5Ru)- 7Si〇2-3Cr2〇3。
[0110] W合金組成為71C〇-10Cr-14Pt-5Ru的方式稱量各金屬，加熱至1550°C將各金屬烙 化制成烙液，在噴射溫度為1750°C下進(jìn)行氣體霧化從而制作出霧化粉末。
[0111] 將制作的霧化粉末利用篩進(jìn)行分級(jí)，得到粒徑為10~IOOwii的Co-化-Pt-Ru粉末。
[0112] 在所得到的Co-Cr-Pt-Ru粉末900.0 Og中添加粒徑為0.1~10皿的Si〇2粉末52.96g 和粒徑為1~10皿的吐2〇3粉末57.42g，利用球磨機(jī)進(jìn)行機(jī)械性處理，從而得到第一混合粉 O
[0113] 將第一混合粉末在燒結(jié)溫度為113(TC、壓力為31MPa、時(shí)間為10分鐘、真空氣氛下 的條件下進(jìn)行熱壓，得到小型燒結(jié)體（4 30mm、厚度5mm)。
[0114] 利用阿基米德法測(cè)定所得到的小型燒結(jié)體的密度，結(jié)果為8.567g/cm3,運(yùn)相當(dāng)于 97.940 %的相對(duì)密度。
[0115] 圖8和圖9中示出所得到的小型燒結(jié)體的厚度方向截面的金屬顯微鏡照片。圖8為 低倍率的照片，圖9為高倍率的照片。
[0116] 由圖8和圖9明顯可知，比較例1中沒有使用Co-Pt粉末，Co-Cr-Pt-Ru粉末與兩種氧 化物粉末通過機(jī)械性處理均質(zhì)混合的結(jié)果是，微細(xì)結(jié)構(gòu)由含有氧化物的單一相構(gòu)成。
[0117] 接著，使用相同的混合粉末，在與小型燒結(jié)體的制作同樣的條件下進(jìn)行熱壓，得到 大型燒結(jié)體（4 152.4mm、厚度5.00mm)。對(duì)所得到的大型燒結(jié)體的密度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果為 8.654g/cm3，運(yùn)對(duì)應(yīng)于98.900 %的相對(duì)密度。
[0118] 對(duì)于所得到的大型燒結(jié)體，基于ASTM F2086-01，對(duì)漏磁通進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果是其PTF 為 51.2%。
[0119] [比較例2]
[0120] 作為比較例2制作的祀的整體組成為與實(shí)施例1同樣的90(71C〇-10Cr-14Pt-5Ru)- 7Si〇2-3Cr2〇3。
[0121] W合金組成為66.733CO-11.776Cr-15.603Pt-5.888Ru的方式稱量各金屬(Cr/(Co +化)為15原子％ )，加熱至1550°C將各金屬烙化制成烙液，在噴射溫度為1750°C下進(jìn)行氣體 霧化，從而制作出Co-化-Pt-Ru粉末。
[0122] 接著，W合金組成為95C〇-5Pt的方式稱量各金屬，與實(shí)施例1同樣地制作出Co-Pt 粉末。
[0123] 將制作的兩種霧化粉末分別用篩進(jìn)行分級(jí)，得到粒徑為10~100皿的Co-Cr-Pt-Ru 粉末和粒徑為10~IOOwii的Co-Pt粉末。
[0124] 在所得到的Co-Cr-Pt-Ru粉末824. IOg中添加粒徑為0.1~10皿的Si〇2粉末55.41g 和粒徑為1~10皿的吐2〇3粉末60.08g，利用球磨機(jī)進(jìn)行機(jī)械性處理，從而得到第一混合粉 O
[0125] 另外，對(duì)于所得到的Co-Pt粉末，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行機(jī)械性處理。
[01%] 將第一混合粉末844.41g和Co-Pt粉末105.59g在67巧m、30分鐘的條件下使用 TURBULA搖擺式混合機(jī)進(jìn)行混合，得到第二混合粉末。
[0127] 將第二混合粉末在燒結(jié)溫度為117(TC、壓力為31MPa、時(shí)間為10分鐘、真空氣氛下 的條件下進(jìn)行熱壓，得到小型燒結(jié)體（4 30mm、厚度5mm)。
[0128] 利用阿基米德法測(cè)定所得到的小型燒結(jié)體的密度，結(jié)果為8.651g/cm3,運(yùn)對(duì)應(yīng)于 98.867 %的相對(duì)密度。
[0129] 圖10和圖11中示出所得到的小型燒結(jié)體的厚度方向截面的金屬顯微鏡照片。圖10 為低倍率的照片，圖11為高倍率的照片。組織的形狀基本與實(shí)施例1同樣，白色的球狀部分 為Co-Pt相，同樣為白色但棒狀或扁平形狀的部分為Co-Cr-Pt相。另外，成為基底的灰色部 分為氧化物相。
[0130] 接著，使用相同的第二混合粉末，在與小型燒結(jié)體的制作同樣的條件下進(jìn)行熱壓， 得到大型燒結(jié)體（4 152.4mm、厚度5.00mm)。對(duì)所得到的大型燒結(jié)體的密度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果 為8.673旨八1113，運(yùn)相當(dāng)于99.122%的相對(duì)密度。
[0131] 對(duì)于所得到的大型燒結(jié)體，與實(shí)施例1同樣地對(duì)漏磁通進(jìn)行評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于表2 中。
[0134] 本發(fā)明的實(shí)施例1中，Co-Pt相中所含的Pt的量低至10原子％ ^下、并且Co-Cr-Pt
[0132] 「主。1
[0133] 相中所含的Cr與Co的比率為Cr:30原子上、Co:70原子％^下，因此，盡管與比較例具有 相同組成，但能夠大幅提高漏磁通。
[01對(duì)將實(shí)施例1與比較例1進(jìn)行對(duì)比，比較例1中祀整體為均勻組成，因此Co與化的比率 為Cr: 12原子％左右(根據(jù)Co:71原子％、吐：10原子％計(jì)算）。因此，不能將祀整體制成非磁 性體，不能提高漏磁通。與此相對(duì)，在實(shí)施例1中，在祀中的Co-Cr-Pt相中，使Co與Cr的比率 為化:30原子％、Co: 70原子％，由此能夠?qū)⒃撓嘀瞥煞谴判韵?，漏磁通增加?br>[0136] 此外，將實(shí)施例1與比較例2進(jìn)行對(duì)比，兩者的微細(xì)結(jié)構(gòu)都是S相結(jié)構(gòu)，但比較例2 中，與實(shí)施例1不同，Co-Cr-Pt相中所含的Co與Cr的比率低至Cr :15%左右、為30原子％ W 下，因此，Co-化-Pt相沒有形成非磁性體。因此，磁通流入至Co-Cr-Pt相，漏磁通減少。另一 方面，在實(shí)施例1中，Co-化-Pt相為非磁性相，因此實(shí)現(xiàn)了高漏磁通。
[0137] [實(shí)施例2]
[0138] 將Co-Pt相中的Pt的比率在4原子％~10原子％的范圍內(nèi)改變，將（2)C〇-Cr-Pt相 中的化的比率(Cr/(吐+Co))在Cr: 30原子％~95原子％的范圍內(nèi)改變，使氧化物為Si化、 Ti〇2和C〇3〇4,通過與實(shí)施例1同樣的步驟制造燒結(jié)體(C〇-Cr-Pt-Ru-Si〇2-Ti〇2-C〇3〇4)，對(duì)漏 磁通進(jìn)行評(píng)價(jià)。將各燒結(jié)體的原材料的含有比率(體積％ )和漏磁通(PT巧示于表3中。
[0139] [表 3]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種磁控濺射用靶，其具有由（1)含有Co和Pt且Pt的比例為4~10原子％的(：0-?七磁 性相、（2)含有Co、Cr和Pt且Co與Cr的比率為Cr: 30原子％以上、Co: 70原子％以下的Co-Cr-Pt非磁性相和(3)含有微細(xì)分散的金屬氧化物的氧化物相構(gòu)成的三相結(jié)構(gòu)。2. 如權(quán)利要求1所述的磁控濺射用靶，其中，（2)C〇-Cr-Pt非磁性相還含有選自由B、Ti、 ￥、]?11、2廣他、1?11、]\1〇、了3、1組成的組中的一種以上的元素。3. 如權(quán)利要求1或2所述的磁控濺射用靶，其中，（3)氧化物相含有選自由Si、Ti、Ta、Cr、 (：〇、8、？6、〇1、￥、]\%^1、2廣他、]\1〇丄6、3111、6(1、1、^\附組成的組中的一種以上的元素的氧化 物或其復(fù)合氧化物。4. 如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的磁控濺射用靶，其中，利用電子顯微鏡進(jìn)行觀察時(shí)， (1) Co-Pt磁性相具有長(zhǎng)徑與短徑之比為1~2.5的范圍的圓形或橢圓形、或者相對(duì)的頂點(diǎn)間 的最長(zhǎng)距離與最短距離之比為1~2.5的范圍的多邊形的截面形狀。5. 如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的磁控濺射用靶，其中，利用電子顯微鏡進(jìn)行觀察時(shí)， (2) C〇-Cr-Pt非磁性相具有長(zhǎng)徑與短徑之比為2.5以上的圓形或橢圓形、或者相對(duì)的頂點(diǎn)間 的最長(zhǎng)距離與最短距離之比為2.5以上的多邊形的截面形狀。6. -種磁控濺射用靶的制造方法，其包括： 第一混合工序，將含有Co、Cr和Pt且Co與Cr的比率為0:30原子％以上、(：〇:70原子％以 下的非磁性金屬粉末與氧化物粉末混合從而制備第一混合粉末； 第二混合工序，將該第一混合粉末與含有Co和Pt且Pt的含有比率為4~10原子％的磁 性金屬粉末混合從而制備第二混合粉末;和 對(duì)該第二混合粉末進(jìn)行燒結(jié)的工序。7. 如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，所述非磁性金屬粉末還含有選自由B、Ti、V、Mn、 Zr、Nb、Ru、Mo、Ta、W組成的組中的一種以上的元素。8. 如權(quán)利要求6或7所述的制造方法，其中，所述氧化物粉末含有選自由Si、Ti、Ta、Cr、 (：〇、8、？6、〇1、￥、]\%^1、2廣他、]\1〇丄6、3111、6(1、1、^\附組成的組中的一種以上的元素的氧化 物或其復(fù)合氧化物。9. 如權(quán)利要求6~8中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中，所述非磁性金屬粉末和/或所述磁 性金屬粉末以合金的形式制備。10. 如權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，所述非磁性金屬粉末和所述磁性金屬粉末是 通過霧化法制備的合金粉末。11. 如權(quán)利要求6~10中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中，在第二混合工序之前，還包括對(duì) 磁性金屬粉末實(shí)施機(jī)械性處理從而將氣孔壓破的工序。
【文檔編號(hào)】G11B5/851GK105934532SQ201480059875
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2014年10月28日
【發(fā)明人】后藤康之, 小林優(yōu)輔, 渡邊恭伸
【申請(qǐng)人】田中貴金屬工業(yè)株式會(huì)社