垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性薄膜層用合金和濺射靶材的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有低矯頑力的垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性薄膜層用合金。該合金包含如下成分：選自Ti、Zr、Hf、Nb、Ta和B中的1種以上；W和Sn中的1種或2種(其中，W和Sn中的1種或2種的一部分或全部亦可被V和Mn中的1種或2種置換)；根據(jù)需要而選自Al、Cr、Mo、Si、P、C和Ge中的1種以上；根據(jù)需要含有的Ni和Cu中的1種或2種；以及余量含有Co和Fe，并且以at.％計滿足：(1)6≤Ti％+Zr％+Hf％+Nb％+Ta％+B％／2≤24；(2)Zr％+Hf％≤14；(3)3≤W％+Sn％≤19；(4)0.20≤Fe％／(Fe％+Co％)≤0.90；(5)3≤W％+Sn％+V％+Mn％≤19(其中，V％+Mn％可以為0)；(6)0≤Al％+Cr％+Mo％+Si％+P％+C％+Ge％≤9和(7)0≤Ni％+Cu％≤5。
【專利說明】垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性薄膜層用合金和濺射靶材
[0001]關(guān)聯(lián)申請的相互參考
[0002]本申請基于2011年8月17日提出申請的日本國專利申請2011-178187號要求優(yōu)先權(quán)，其全部的公開內(nèi)容作為參考并入本說明書。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及具有低矯頑力的垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性薄膜層用合金和用于制作該合金的薄膜的派射祀材。
【背景技術(shù)】
[0004]近年，磁記錄技術(shù)的進(jìn)步顯著，為了實現(xiàn)驅(qū)動裝置的大容量化，磁記錄介質(zhì)的高記錄密度化已經(jīng)取得進(jìn)展，能夠?qū)崿F(xiàn)比現(xiàn)有普及的面內(nèi)磁記錄介質(zhì)更高的記錄密度，垂直磁記錄方式正在被實用化。
[0005]所謂垂直磁記錄方式是使易磁化軸以沿相對于垂直磁記錄介質(zhì)的磁性膜中的介質(zhì)面的垂直方向取向的方式形成的磁記錄方式，是達(dá)到了高記錄密度的方法。并且，在垂直磁記錄方式中，已開發(fā)具有提高了記錄靈敏度的磁記錄膜層和軟磁性膜層的2層記錄介質(zhì)。在該磁記錄膜層中通常使用CoCrPt-SiO2系合金。
[0006]另一方面，現(xiàn)有的軟磁性膜層需要鐵磁性和非晶性，進(jìn)而根據(jù)垂直磁記錄介質(zhì)的用途、使用環(huán)境，而額外要求高飽和磁通密度、高耐蝕性、高硬度等各種特性。例如，如日本特開2008-260970號公報(專利文獻(xiàn)I)那樣，使用了以耐蝕性高的鐵磁性元素Co作為基體、且為了提高非晶性而添加了以Zr為代表的非晶促進(jìn)元素的膜層。另外，在日本特開2008-299905號公報(專利文獻(xiàn)2)中，通過添加Fe而得到高的飽和磁通密度，并通過添加B而得到高的硬度。
[0007]進(jìn)而，除一直以來要求的上述特性以外，還要求其成為具有低矯頑力的軟磁性膜用合金。近年的硬盤驅(qū)動通過讀寫用磁頭的改良、調(diào)整軟磁性合金的磁通密度使軟磁性膜和Ru膜的交換耦合磁場最優(yōu)化，由此能夠以比以往更低的磁通來寫入。相對于此，就配置于記錄膜之下的軟磁性膜而言，與以高的寫入磁通而飽和的高飽和磁通密度相比，用較低的寫入磁通也能夠使磁化反轉(zhuǎn)，從而有效地形成低矯頑力。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-260970號公報
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-299905號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明人等此次針對合金元素對垂直磁記錄介質(zhì)的軟磁性膜用合金的矯頑力的影響詳細(xì)地進(jìn)行了研究，其結(jié)果發(fā) 現(xiàn):通過添加適量的W和/或Sn而得到顯示低矯頑力的軟磁性合金。另外，發(fā)現(xiàn)作為使矯頑力降低的輔助性的添加元素，V和/或Mn是有效的。此外，還明確了一直以來使用的非晶化促進(jìn)元素即Zr和/或Hf的過量添加使矯頑力增大。
[0013]此外，本發(fā)明中最重要的特征雖然在后述的實施例中也可以明確，但對各種添加元素詳細(xì)地評價了相對于飽和磁通密度的降低量的矯頑力的降低效果，發(fā)現(xiàn)W和/或Sn具有最高的效果。此外，還明確了僅次于W和/或Sn的V和/或Mn的矯頑力降低效果也較聞。
[0014]因此，本發(fā)明的目的在于提供具有低矯頑力的垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性薄膜層用合金和用于制作該合金的薄膜的濺射靶材。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供一種合金，其是垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性薄膜層用合金，所述合金包含如下成分:
[0016]-選自T1、Zr、Hf、Nb、Ta和B中的I種以上；
[0017]-W和Sn中的I種或2種(其中，W和Sn中的I種或2種的一部分或全部亦可被V和Mn中的I種或2種置換);
[0018]-根據(jù)需要而選自Al、Cr、Mo、S1、P、C和Ge中的I種以上；
[0019]-根據(jù)需要含有的Ni和Cu中的I種或2種；以及
[0020]-余量含有Co和Fe，
[0021]并且，以at.%計滿足下式:
[0022](1)6 ≤ Ti% +Zr% +Hf% +Nb% +Ta% +B% / 2 ≤ 24 ；
[0023](2)Zr% +Hf%≤ 14 ；
[0024](3)3 ≤ ff% +Sn%≤19 ；
[0025](4)0.20 ≤ Fe% / (Fe% +Co% ) ≤ 0.90 ；
[0026](5)3 ≤ff% +Sn% +V% +Mn%≤ 19(其中，+Mn%可以為 0)；
[0027](6)0 ≤ Al% +Cr% +Mo% +Si% +P% +C% +Ge%≤ 9 ;和
[0028](7)0 ≤ Ni% +Cu%≤50
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供包含上述合金的濺射靶材。
【具體實施方式】
[0030]下面具體地說明本發(fā)明。只要沒有特別的說明，在本說明書中或無單位的數(shù)字表示at*%。
[0031]本發(fā)明提供垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性薄膜層用合金,該合金包含(comprising)如下成分:選自T1、Zr、Hf、Nb、Ta和B中的I種以上；W和Sn中的I種或2種(其中，W和Sn中的I種或2種的一部分或全部亦可被V和Mn中的I種或2種置換)；根據(jù)需要(optionally)而選自 Al、Cr、Mo、S1、P、C 和 Ge 中的 I 種以上；根據(jù)需要(optionally)含有的Ni和Cu中的I種或2種；以及余量含有Co和Fe，優(yōu)選實質(zhì)上僅由這些元素構(gòu)成(consisting essentially of),更優(yōu)選僅由這些元素構(gòu)成(consisting of)。并且,本發(fā)明的合金以at.%計滿足下式:
[0032](1)6 ≤ Ti% +Zr% +Hf% +Nb% +Ta% +B% / 2 ≤ 24 ；
[0033](2)Zr% +Hf%≤14 ；
[0034](3)3 ≤ ff% +Sn%≤ 19 ；
[0035](4)0.20 ≤ Fe% / (Fe% +Co% ) ≤0.90 ；[0036](5)3 ( ff% +Sn% +V% +Mn%^ 19(其中 N% +Mn%可以為 0)；
[0037](6)0 ^ Al% +Cr% +Mo% +Si% +P% +C% +Ge%^ 9 ;和
[0038](7)0 ^ Ni% +Cu%^ 50
[0039]下面，敘述本發(fā)明的成分組成的限定理由。
[0040]選自T1、Zr、Hf、Nb、Ta和B中的I種以上是用于促進(jìn)非晶化的必須元素，以滿足6 ≤ Ti% +Zr% +Hf% +Nb% +Ta% +B% / 2≤24的量包含于合金中。另外，B與其它的元素相比，非晶化促進(jìn)效果和飽和磁通密度的降低效果約為I / 2，因此在該式中以B / 2來處理。另外，若打％+21'%+1^%+他％+了&%+8% / 2不足6，則非晶化促進(jìn)效果不充分，若超過24，則非晶化促進(jìn)效果達(dá)到飽和，并且飽和磁通密度過度降低，因此其范圍是6~24，優(yōu)選8~18，更優(yōu)選9~14。
[0041]Zr和/或Hf雖然是非晶化促進(jìn)效果高的元素，但同時會使矯頑力增大。若Zr%+Hf%超過14，則矯頑力會增大，因此其上限為14 (即Zr% +Hf%≤14)，優(yōu)選12，更優(yōu)選8。
[0042]W和/或Sn是用于相對于飽和磁通密度的降低比例而提高矯頑力的降低效果的必須元素，是本發(fā)明中最重要的添加元素。但是，若W% +Sn%的添加量不足3%則矯頑力的降低效果不充分，另外，若超過19%則效果達(dá)到飽和，飽和磁通密度過度地降低，因此其范圍為3~19(即+Sn%^ 19)，優(yōu)選4~17，更優(yōu)選6~14。另外，關(guān)于該高的矯頑力降低效果的詳細(xì)原理尚不明確，但可預(yù)測是影響了飽和磁致伸縮常數(shù)的降低。
[0043]Co和Fe是用于使其具有高的飽和磁通密度的必須元素。但是，若Fe% / (Fe%+Co% )不足0.20或超過0.90，則不能得到高的飽和磁通密度。因此，F(xiàn)e% / (Fe% +Co% )的范圍為0.20~0.90，優(yōu)選0.25~0.70，更優(yōu)選0.30~0.65。
[0044]V和/或Mn是僅次于W和/或Sn的有效降低矯頑力的元素，能夠與W和/或Sn中的一部分或全部置換。但是，若W% +Sn% +V% +Mn%不足3，則矯頑力的降低效果不充分，另一方面，若超過19，則矯頑力降低效果達(dá)到飽和，飽和磁通密度過度地降低。因此，W%+Sn% +V% +Mn%的范圍為3~19，優(yōu)選4~17，更優(yōu)選6~14。
[0045]選自Al、Cr、Mo、S1、P、C和Ge中的I種以上對矯頑力的降低不會有大的影響，但其是能夠用于飽和磁通密度的調(diào)整而添加的任意元素。但是，若其合計量超過9 %，則飽和磁通密度過度地降低，因此Al % +Cr% +Mo% +Si% +P% +C% +66%的上限為9，優(yōu)選為4，更優(yōu)選為O。
[0046]Ni和/或Cu是能夠用于飽和磁通密度的調(diào)整而添加的任意元素。但是，由于會使矯頑力增加，因此其上限為5% (即Ni% +Cu%< 5)，優(yōu)選為3，更優(yōu)選為O。
[0047]實施例
[0048]下面，通過實施例對本發(fā)明具體地說明。
[0049]通常，垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性薄膜層是濺射與其成分相同的成分的濺射靶材，并在玻璃基板等之上成膜而得到的。在此通過濺射而成膜的薄膜被急冷。與此相對，作為本發(fā)明中的實施例和比較例的供試材料，使用利用單輥式的液體急冷裝置制作的急冷薄帶。此處利用液體急冷薄帶簡易地評價實際上利用濺射而急冷并成膜的薄膜的成分對諸多特性的影響。
[0050]作為急冷薄帶的制作條件，將按規(guī)定的成分稱量的原料30g利用直徑10mm、長度40mm左右的水冷銅鑄模在減壓氬氣中進(jìn)行電弧熔解，制成急冷薄帶的熔解母材。關(guān)于急冷薄帶的制作條件，以單輥方式在直徑15_的石英管中放置該熔解母材，將出爐(日文:出湯)噴嘴直徑設(shè)為1mm，在環(huán)境氣壓61kPa、噴霧壓差69kPa、銅輥(直徑300mm)的轉(zhuǎn)速3000rpm、銅輥和出爐噴嘴的間隙0.3mm的條件下進(jìn)行出爐。出爐溫度為各熔解母材剛?cè)刍?日文:溶#落6 )不久的溫度。將這樣制作的急冷薄帶作為供試材料，評價了以下的項目。
[0051]作為相對于飽和磁通密度降低量的矯頑力降低效果的評價，利用振動試樣型的矯頑力計，在試樣臺上用雙面膠粘貼急冷帶，利用初期外加磁場144kA / m來測定矯頑力。接著，利用VSM裝置(振動試樣型磁力計)在外加磁場1200kA / m、供試材料的重量15mg左右條件下測定飽和磁通密度。根據(jù)這些測定結(jié)果，通過各種元素的添加前和添加后的矯頑力的降低量和飽和磁通密度的降低量的比[(矯頑力的降低量)/ (飽和磁通密度的降低量)]來評價。因此，該值越大，表示越能夠以少的飽和磁通密度降低量得到大的矯頑力降低效果。
[0052]另一方面，作為急冷薄帶的非晶性的評價，通常在測定非晶材料的X射線衍射圖樣時，觀察不到衍射峰，而成為非晶特有的光暈圖樣(hal pattern)。另外，在不是完全的非晶的情況下，雖然能觀察到衍射峰，但與單結(jié)晶材料相比峰高變低，并且也能觀察到光暈圖樣。因此，利用以下的方法評價非晶性。
[0053]在玻璃板用雙面膠粘貼供試材料，利用X射線衍射裝置得到衍射圖樣。此時，以使測定面成為急冷薄帶的銅輥接觸面的方式將供試材料粘貼于玻璃板。在X射線源為Cu-ka射線、掃描速度為每分鐘4。的條件下進(jìn)行測定。以該衍射圖樣中能夠確認(rèn)光暈圖樣的情況為為〇、完全觀察不到光暈圖樣的情況為X，來評價非晶性。首先，選定2種基本組成，分別添加一定量的添加元素，對基于添加元素種類的矯頑力降低效果進(jìn)行研究。其結(jié)果示于表I和2中。
[0054][表 I]
[0055]表1`
【權(quán)利要求】
1.一種合金，其是垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性薄膜層用合金，所述合金包含如下成分: -選自T1、Zr、Hf、Nb、Ta和B中的I種以上； -W和Sn中的I種或2種，其中，W和Sn中的I種或2種的一部分或全部亦可被V和Mn中的I種或2種置換； -根據(jù)需要而選自Al、Cr、Mo、S1、P、C和Ge中的I種以上； -根據(jù)需要含有的Ni和Cu中的I種或2種；以及 -余量含有Co和Fe， 并且，以at.%計滿足下式:
(1)6^ Ti% +Zr% +Hf% +Nb% +Ta% +B% / 2 ^ 24 ；
(2)Zr%+Hf%^ 14 ；
(3)3( ff% +Sn%^ 19 ；
(4)0.20 ( Fe% / (Fe% +Co% ) ^ 0.90 ； (5)3( ff% +Sn% +V% +Mn%^ 19，其中，+Mn%可以為 0 ; (6)0^ Al% +Cr% +Mo% +Si% +P% +C% +Ge%^ 9 ;和 (7)0^ Ni% +Cu%^ 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金，其中，W和Sn中的I種以上的一部分或全部被V和Mn中的I種以上置換，由此滿足0〈V% +Mn%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合金，其中，所述合金包含選自Al、Cr、Mo、S1、P、C和Ge中的 I 種以上，由此滿足 0〈A1% +Cr% +Mo% +Si% +P% +C% +Ge%^ 9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項所述的合金，其中，所述合金包含Ni和Cu中的I種或2種，由此滿足0〈Ni% +Cu%^ 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任意一項所述的合金，其中，所述合金僅由以下構(gòu)成: -選自T1、Zr、Hf、Nb、Ta和B中的I種以上； -W和Sn中的I種或2種，其中，W和Sn中的I種或2種的一部分或全部亦可被V和Mn中的I種或2種置換； -根據(jù)需要而選自Al、Cr、Mo、S1、P、C和Ge中的I種以上； -根據(jù)需要含有的Ni和Cu中的I種或2種；以及 -余量為Co和Fe。
6.一種濺射靶材,其包含權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的合金。
【文檔編號】G11B5/667GK103781933SQ201280040073
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月17日
【發(fā)明者】澤田俊之, 松原慶明 申請人:山陽特殊制鋼株式會社