專利名稱：CoCrPt系濺射靶及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有鈷、鉻、陶瓷和鉑的CoCrPt系濺射靶及其制
造方法。
背景技術(shù)：
—直以來，垂直磁記錄介質(zhì)通常使用能夠賦予高矯頑力以及介質(zhì)
低噪音性的磁記錄膜，該磁記錄膜是在由鈷_鉻-鉑組成的合金中分散氧化物而成的。通過在鈷-鉻-鉑組成的合金上，使用含有氧化物的CoCrPt系'踐射把，進(jìn)行濺射而制造該磁記錄膜。 近幾年，由于需要一種使矯頑力更進(jìn)一步提高并且減少介質(zhì)噪音
的磁記錄膜，因此正在開展對構(gòu)成磁記錄膜的晶體粒子進(jìn)行更加微細(xì)化的同時(shí)并使氧化物等非磁性相分散的研究。 其中，專利文件1公開了 一種制造CoCrPt系濺射靶的方法，該方
法可利用急冷凝固法制造由鉻和鉑等金屬元素與鈷的合金所組成的合金粉末之后，將對其與陶瓷粉末進(jìn)行機(jī)械合金化而制造復(fù)合粉末，然后通過熱壓來制造CoCrPt系濺射靶。根據(jù)該方法，能夠制造具有對合金相和陶瓷相進(jìn)行均勻分散的晶體組織的靶，對該靶進(jìn)行濺射所獲得的^f茲記錄膜具有各種優(yōu)良特性。 可是，在所述CoCrPt系賊射靶內(nèi)，存在不均勻的以高濃度含有鉻
原子的高鉻含量粒子即富鉻相。若在靶內(nèi)存在此類高鉻含量粒子，貝'J
5在濺射中其大多數(shù)的粒子容易從靶表面(被濺射的面)脫落，脫落后 的粒子就成為引起電弧放電的原因。而且通過脫落也會(huì)產(chǎn)生結(jié)節(jié)。并 且，不但脫落后的高鉻含量粒子被直接進(jìn)行濺射而有可能獲得缺乏均 勻的鉻濃度的磁記錄膜，而且脫落后的高鉻含量粒子發(fā)生飛散從而使 賊射耙的組成比與所得磁記錄膜的組成比之間產(chǎn)生差距，進(jìn)而有可能 使磁記錄膜的特性發(fā)生變化。 另一方面，當(dāng)制造含有鉑的CoCrPt系濺射靶時(shí)，由于鉑本身是高
價(jià)的貴金屬，因此希望其制造方法的成品率要高。 可是，專利文件1的制造方法不能充分提高鉑的成品率。
專利文件1:曰本專利第3816595號

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題 有必要制成進(jìn)一步減少了在靶內(nèi)不均勻存在的以高濃度含有鉻原
子的高鉻含量粒子即富鉻相的、均勻性更高的CoCrPt系濺射靶，否則 難以防止因這些高鉻含量粒子引起的濺射時(shí)的結(jié)節(jié)和電弧放電的產(chǎn) 生。直到現(xiàn)在都沒有對關(guān)于高鉻含量粒子的存在和減少進(jìn)行充分的研 究。 因而，本發(fā)明的課題在于提供一種CoCrPt系濺射靶，即在含有鈷、
鉻、陶瓷和鉑的CoCrPt系濺射靶中，通過減少在該CoCrPt系濺射靶 內(nèi)不均勻存在的、以高濃度含有鉻原子的高鉻含量粒子的尺寸和產(chǎn)生 數(shù)量，從而提高靶的均勻性且抑制結(jié)節(jié)或電弧放電的產(chǎn)生，并且具有 所需組成比的CoCrPt系濺射靶。
而且，本發(fā)明的課題還在于，提供一種不但能夠制造所述靶，而
且能夠提高鉑成品率的CoCrPt系濺射靶的制造方法。
用于解決課題的手段 本發(fā)明的CoCrPt系賊射靶的特征在于，含有鈷、鉻、陶瓷和鉑，
并且在該濺射靶內(nèi)不均勻存在的、以高濃度含有鉻原子的高鉻含量粒子的最大外徑為40pm以下。 另外，本發(fā)明的CoCrPt系濺射靶優(yōu)選為，利用分析掃描電子顯微
鏡對該濺射靶表面進(jìn)行測量時(shí)，在0.6x0.5mm2的視野內(nèi)，具有15jim以上外徑的高鉻含量粒子為20個(gè)以下。 本發(fā)明的CoCrPt系濺射靶的制造方法有第一方法和第二方法的兩
種方法。 本發(fā)明的CoCrPt系濺射靶制造方法中的第一方法的特征在于，包
括通過對含有鈷和鉻的合金進(jìn)行霧化之后粉碎，獲得粉末(1 )的A工序；通過對鈷和陶瓷進(jìn)行機(jī)械合金化，從而獲得粉末(2 )的B工序；對粉末(1)和粉末(2 )以及鉑進(jìn)行混合，獲得粉末(3 )的C工序；以及對粉末(3 )進(jìn)行燒成的D工序。 所述C工序，也可以是對粉末(1 )和粉末(2)和鉑以及鈷進(jìn)行
混合，獲得粉末(3)的工序。 另外，所述D工序也可以是通過加壓燒結(jié)而對粉末(3)進(jìn)行燒成
的工序。 并且，在所述C工序和D工序之間，也可以包括對粉末(3 )進(jìn)行
整粒的E工序。
作為所述A工序中的粉末(1 )，也可以z使用麥奇克粒徑(microtrac
particle diameter) ( D90)為50)im以下的含#4分末。 本發(fā)明的CoCrPt系濺射耙制造方法中的第二方法的特征在于，包
括通過對鈷和鉻的合金與陶瓷進(jìn)行機(jī)械合金化，從而獲得粉末(4) 的F工序；對粉末(4 )和鉑進(jìn)行混合，獲得粉末(5 )的G工序；以 及對粉末(5 )進(jìn)行燒成的H工序。 所述G工序，也可以是對粉末(4)和鉑以及鈷進(jìn)行混合，獲得粉
末(5)的工序。 另外，所述H工序也可以是通過加壓燒結(jié)而對粉末(D)進(jìn)行燒成
的工序。 并且，在所述G工序和H工序之間，也可以包括對粉末(5 )進(jìn)行
整粒的I工序。 作為所述F工序中的粉末(4),也可以使用麥奇克粒徑(D9())為
50|am以下的含鉻粉末。
發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明的CoCrPt系濺射靶，由于可以減少在該靶內(nèi)不均勻存
在的、以高含有率包含鉻原子的高鉻含量粒子的數(shù)量，因此具有優(yōu)良 的均勻性的同時(shí)，能夠減少賊射時(shí)從靶表面脫落的高鉻含量粒子的數(shù) 量，從而能夠抑制結(jié)節(jié)和電弧放電的產(chǎn)生。 而且，由于本發(fā)明的CoCrPt系賊射把已經(jīng)減少了高4各含量粒子的
數(shù)量，因此能夠抑制利用濺射法所獲得的磁記錄膜中的鉻組成比的變 化，從而獲得矯頑力分散性較低的磁記錄膜。
并且，由于根據(jù)本發(fā)明的制造方法，不但能夠獲得所述CoCrPt系
賊射耙，而且不經(jīng)過霧化鉑的工序就能夠制造該濺射靶，因此能夠提高制造工序中的鉑成品率。


圖1為，在利用分析掃描電子顯微鏡所觀察到的含有鈷、鉻、陶
瓷和鉑的CoCrPt系濺射靶的表面上，用黑色表示陶瓷(Si02)的圖像。
圖2為，在利用分析掃描電子顯微鏡所觀察到的含有鈷、#^、陶瓷和鉑的CoCrPt系濺射靶的表面上，用白色表示高鉻含量粒子的圖像。
圖3為表示在圖2中的高鉻含量粒子的示意圖。
符號說明 10:高鉻含量粒子的外徑
具體實(shí)施例方式
以下對本發(fā)明的CoCrPt系濺射靶及其制造方法進(jìn)行具體說明。 <CoCrPt系賊射耙>
本發(fā)明的CoCrPt系濺射靶(以下也稱之為"本發(fā)明的濺射靶")含有鈷、鉻、陶瓷和鉑。本發(fā)明的濺射靶通常在該靶為100摩爾％中，含有1~40摩爾％、優(yōu)選為1~30摩爾％、更優(yōu)選為1~20摩爾％的鉻；且含有1~40摩爾％、優(yōu)選為5~30摩爾％、更優(yōu)選為5 20摩爾％的鉑；并含有0.01~40摩爾％、優(yōu)選為0.01-30摩爾％、更優(yōu)選為0.01~20摩爾％的陶瓷；剩余部分是鈷。陶瓷是從二氧化硅、二氧化鈦、五氧化鉭、A1203、 MgO、 CaO、 Zr02、 B203、 Sm203、 Hf02、Gd203中選出的至少一種，其中優(yōu)選二氧化硅。剩余部分中也可以在不
損壞本發(fā)明效果的范圍內(nèi)含有其它元素。例如包括鉭、鈮、銅、釹等。 在CoCrPt系濺射靶中， 一般存在不均勻的以高濃度含有鉻原子的
高鉻含量粒子，即存在所謂富鉻相。本發(fā)明的濺射靶抑制了該高鉻含 量粒子的尺寸或存在的數(shù)量。 圖l和圖2為，利用分析掃描電子顯微鏡所觀察到的含有鈷、鉻、
陶瓷和鉑的CoCrPt系濺射靶表面的圖像。圖l用黑色表示了陶瓷即二 氧化硅。圖2用白色表示了富鉻相。從圖2中可以明確，存在不均勻 的用白色表示的高鉻含量粒子。 在本說明書中"以高濃度含有鉻原子的高鉻含量粒子"是指，將
圖2所示的用白色表示的區(qū)域擴(kuò)大10000倍，在20xl0iam的視野內(nèi)進(jìn) 行鉻的簡易定量面分析時(shí)，其鉻濃度(原子％ )比制造靶時(shí)所混合的 鉻濃度要高0.6原子％以上的區(qū)域。 圖3為表示圖2中的高鉻含量粒子的示意圖。在本說明書中，高
鉻含量粒子的"外徑"是指，在高鉻含量粒子所占的區(qū)域中的最長直 徑，具體是指圖3的IO所示的直徑。因此，"最大外徑"是指，在多 個(gè)高鉻含量粒子所具有的外徑中的呈最大值的外徑。本說明書中，在 加速電壓為20kV、計(jì)數(shù)率為25%、測量時(shí)間為60秒的測量條件下， 使用所述分析掃描電子顯微鏡來觀察靶表面，從而判斷高鉻含量粒子。 本發(fā)明的'減射靶為，在耙內(nèi)不均勻存在的多個(gè)高鉻含量粒子中，
呈最大值的外徑為40|tim以下，優(yōu)選為30|um以下，更優(yōu)選為20(im以 下。雖然對該外徑的下限值沒有特別限制，但利用所述判斷方法可識 別的下限值通常為15pm。
10
通常，若在靶內(nèi)存在高鉻含量粒子，則濺射時(shí)大多數(shù)的該粒子很
容易從靶表面脫落，脫落后的粒子將成為引起電弧放電的原因。高鉻 含量粒子的尺寸越大，其脫落的可能性就越高。而且，若發(fā)生此類脫 落，則在靶上產(chǎn)生結(jié)節(jié)的可能性也會(huì)增高。并且，若脫落后的高鉻含 量粒子就這樣直接被濺射，則有可能獲得鉻濃度不均勻的磁記錄膜， 同時(shí)脫落后的高鉻含量粒子產(chǎn)生飛散，從而有可能使濺射靶的組成比 與所得磁記錄膜的組成比之間產(chǎn)生較大的差距。 在本發(fā)明中，由于在靶內(nèi)不均勻存在的多個(gè)高鉻含量粒子中，其
最大外徑為40|um以下，因此可以將高鉻含量粒子抑制成一定程度以下 的尺寸，從而能夠減少濺射時(shí)的結(jié)節(jié)或電弧放電的產(chǎn)生。而且，通過 將高鉻含量粒子抑制成一定程度以下的尺寸，而能夠獲得均勻性更高 的CoCrPt系賊射耙。 另外，本發(fā)明的'減射靶為，在靶內(nèi)不均勻存在的多個(gè)高鉻含量粒
子之中，在耙表面上具有15pm以上外徑的高鉻含量粒子的數(shù)量，在利 用分析掃描電子顯樣史鏡所測量的0.6x0.5mm2的視野內(nèi)為20個(gè)以下，優(yōu) 選為IO個(gè)以下，更優(yōu)選為1個(gè)以下。對該個(gè)數(shù)的下限值沒有特別限定， 但通常為0.2個(gè)(在0.6x0.5mm、5視野內(nèi)為1個(gè))以上，優(yōu)選為0.01 個(gè)(在0.6x0.5mm、10^見野內(nèi)為l個(gè))以上。 于是，不但將不均勻地存在于靶內(nèi)的高鉻含量粒子的尺寸抑制到
一定程度以下，而且還減少了具有一定程度以上尺寸的高鉻含量粒子 存在的個(gè)數(shù)，從而能夠避免在靶內(nèi)存在很多過大的高鉻含量粒子，因 此能夠更進(jìn)一步減少濺射時(shí)的結(jié)節(jié)或電弧放電的產(chǎn)生。而且，如果減 少在靶內(nèi)呈不均勻存在的高鉻含量粒子的數(shù)量，還能夠獲得均勻性更 高的CoCrPt系賊射把。
ii
利用以下所述的制造方法，能夠制造本發(fā)明的CoCrPt系濺射靶。 <磁記錄膜>
通過對本發(fā)明的CoCrPt系濺射靶進(jìn)行濺射就能夠獲得磁記錄膜。 作為濺射方式，通常優(yōu)選使用DC磁控管濺射方式或RF磁控管濺射方 式。對膜厚度沒有特別限制，但通常為5 100nm，優(yōu)選為5-20nm。 所得的磁記錄膜，能夠以所需組成比的大約95%以上的組成比含
有鈷、鉻、陶資和鉑。而且，由于該磁記錄膜是從減少了高鉻含量粒 子的尺寸和產(chǎn)生數(shù)量的本發(fā)明CoCrPt系濺射靶中獲得的，因此該磁記 錄膜的均勻性較高，能夠充分發(fā)揮特有的^t特性。并且，由于該一磁記 錄膜具有優(yōu)良的垂直磁各向異性和垂直矯頑力，因此尤其適合用于垂 直磁化膜。 <CoCrPt系濺射靶的制造方法>
本發(fā)明的CoCrPt系濺射靶的制造方法有第一方法和第二方法的兩 種方法。首先，對第一方法進(jìn)行詳細(xì)說明。 《第一方法》
第一方法的特征在于，其包括通過對含有鈷和鉻的合金進(jìn)行霧 化之后粉碎，獲得粉末(1)的A工序；通過對鈷和陶瓷進(jìn)行機(jī)械合金 化，從而獲得粉末(2 )的B工序；對粉末(1)和粉末(2 )以及鉑進(jìn) 行混合，獲得粉末(3 )的C工序；以及對粉末(3 )進(jìn)行燒成的D工序。 A工序
12在A工序中，首先對含有鈷和鉻的合金進(jìn)行霧化。在作為原料使
用的合金的鉻濃度通常為35 ~ 95原子％ ，優(yōu)選為35 ~ 68原子％ 。通 過對該合金進(jìn)行霧化而獲得粉末。 對霧化法沒有特別限制，可以是水霧化法、氣體霧化法、真空霧
化法、離心霧化法等中的任意一種，但優(yōu)選氣體霧化法。出水溫度通 常為1420~ 1800°C，優(yōu)選為1420~ 1600°C。在使用氣體霧化法的情況 下，通常噴射N2氣體或Ar氣體。由于噴射Ar氣體，能夠抑制氧化的 同時(shí)獲得球狀的粉末，因此優(yōu)選。通過對所述合金進(jìn)行霧化，能夠獲 得平均粒徑為10 600jim、優(yōu)選為10~200pm、更優(yōu)選為10 ~ 80pm 的霧化粉末。 然后，對所得的霧化粉末進(jìn)行粉碎從而獲得粉末(1 )。該粉末(1 )
的粉碎率通常為30 ~ 95 % ,優(yōu)選為50 ~ 95 % ,更優(yōu)選為80 ~ 90 % 。若 粉碎率在所述范圍內(nèi)，則能夠?qū)Ψ勰?1 )進(jìn)行充分的微細(xì)化并減少在 靶內(nèi)不均勻存在的高鉻含量粒子的尺寸或產(chǎn)生的數(shù)量，同時(shí)能夠適度 抑制隨著粉碎率的上升而具有增加趨勢的氧化鋯或碳等雜質(zhì)的混入。 另外，粉碎率是指，當(dāng)采用了麥奇克粒徑(D9())時(shí)，從粉碎前的
D9o(0)與粉碎了 t時(shí)間之后的D9o(t)的數(shù)值中，由下式(i )所求出的數(shù)值 a(%)。 粉碎率a(%) = [(D9。(0)- D9。(t))/ D9()(0)] x 100…(i )
為達(dá)到所述粉碎率而用球磨機(jī)進(jìn)行粉碎，作為球可使用高純度的 氧化鋯球、氧化鋁球，優(yōu)選使用高純度的氧化鋯球。氧化鋯球的直徑 通常為l 20mm。另外，作為球磨機(jī)的容器包括樹脂制容器或者將 由靶的構(gòu)成元素組成的板狀體粘貼于樹脂的容器等。
13
優(yōu)選為考慮粉末(1 )的粉碎率和雜質(zhì)混入量而決定旋轉(zhuǎn)速度和旋
轉(zhuǎn)時(shí)間，例如旋轉(zhuǎn)速度通常為20~ 80rpm,優(yōu)選為30 ~ 70rpm,更優(yōu)選 為45 60rpm。旋轉(zhuǎn)時(shí)間通常為5 ~ 150小時(shí)，優(yōu)選為12~150小時(shí)， 更優(yōu)選為48- 150小時(shí)。若旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)時(shí)間在上述范圍內(nèi)，則能 夠獲得更微細(xì)的粉末(1 ),同時(shí)能夠抑制因粉碎引起的雜質(zhì)的混入量， 通過使用該粉末(1)，能夠制造均勻性更高且雜質(zhì)含量較少的濺射靶。 另外，也可以直接使用麥奇克粒徑(D9o)為50pm以下的含鉻粉
末來代替所得的上述粉末(1),并進(jìn)行下一工序以后的處理。對麥奇 克粒徑(D90)的下限值沒有特別限制，但優(yōu)選為0.05pm以上。而且， 優(yōu)選為，該含鉻粉末除了鈷和鉻之外還含有陶瓷等。 B工序
在B工序中，通過對鈷和陶瓷進(jìn)行機(jī)械合金化，從而獲得粉末(2 )。 具體而言，陶資是指從二氧化硅、二氧化鈦、五氧化鉭、A1203、 MgO、 CaO、 Zr02、 B203、 Sm203、 Hf02、 Gd203中選出的至少一種，這些物 質(zhì)可以單獨(dú)一種也可以混合兩種以上使用，其中優(yōu)選二氧化硅。 當(dāng)進(jìn)行所述機(jī)械合金化時(shí)，也可以使用鈷粉末和陶瓷粉末。當(dāng)使
用鈷粉末時(shí)，該粉末的麥奇克粒徑(D9())通常為0.05 - 100，優(yōu)選為 0.05-10,更優(yōu)選為0.05-7;麥奇克粒徑(D50)通常為0,025 -50， 優(yōu)選為0.025 ~5。當(dāng)使用陶瓷粉末時(shí)，該粉末的麥奇克粒徑(D90)通 常為0.05-10，優(yōu)選為0.05~5,更優(yōu)選為0.05 3;麥奇克粒徑(D50) 通常為0.025 ~ 50,優(yōu)選為0.025 ~ 5。 作為原料所使用的鈷和陶瓷的摩爾比通常為1/50 - 50/1,優(yōu)選為
1/20 — 20/1,更優(yōu)選為1/10 ~ 10/1。
利用球磨機(jī)進(jìn)行機(jī)械合金化，作為球可使用高純度的氧化鋯球、
氧化鋁球，優(yōu)選使用高純度的氧化鋯球。氧化鋯球的直徑通常為1~
20mm。另外，作為球磨機(jī)的容器包括樹脂制容器或者將由靶的構(gòu)成 元素組成的板狀體粘貼于樹脂的容器等。鈷和陶瓷的總量，與球的重 量比通常為1/5-1/100，優(yōu)選為1/5-1/50。若位于所述范圍內(nèi)，則能 夠高效地進(jìn)行機(jī)械合金化。 球磨機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度通常為20 ~ 80rpm,優(yōu)選為30 ~ 70rpm，更優(yōu)選
為45 ~ 60rpm。旋轉(zhuǎn)時(shí)間通常為5 ~ 250小時(shí)，優(yōu)選為40 ~ 200小時(shí)， 更優(yōu)選為120-200小時(shí)。若旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)時(shí)間在上述范圍內(nèi)，則能 夠獲得鈷和陶瓷被均勻混合的粉末(2)，通過使用該粉末(2)，從而 能夠制造均勻性更高的濺射靶。 C工序
在C工序中，對粉末(1 )和粉末(2)和鉑進(jìn)行混合，從而獲得 粉末(3)。作為鉬，優(yōu)選使用平均粒徑為0.05 10)im的單體粉末。當(dāng) 使用鉑的單體粉末時(shí)，該粉末的麥奇克粒徑(D9q)通常為0.05~100， 優(yōu)選為0.05 ~ 10，更優(yōu)選為0.05 ~ 2;麥奇克粒徑(D5())通常為0.025 ~ 5，優(yōu)選為0.025 -0.5,更優(yōu)選為0.025 ~0.25。 對混合方法沒有特別限制，但優(yōu)選用開煉機(jī)混合。由于在本發(fā)明
的制造方法中，不對鉑進(jìn)行霧化，而在下一工序的燒成工序(D工序) 之前混合鉑，因此必然能夠提高鉑的成品率。 在該工序中，也可以除了所述鉑之外，還同時(shí)混合鈷。在該情況
下所使用的鈷，優(yōu)選使用與所述B工序中使用的鈷粉末相同的粉末。
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另外，在C工序和D工序之間即過渡到D工序之前，也可以包括
對粉末(3 )進(jìn)行整粒的E工序。使用振動(dòng)篩進(jìn)行整粒。通過進(jìn)行整粒， 從而能夠進(jìn)一步提高粉末(3)的均勻性。 D工序
在D工序中，對粉末(3 )進(jìn)行燒成。燒成環(huán)境通常在惰性氣體環(huán) 境或真空環(huán)境下進(jìn)行，但優(yōu)選在惰性氣體環(huán)境下進(jìn)行。燒成溫度通常 為900 1500。C，優(yōu)選為1000~ 1400°C,更優(yōu)選為1100~ 1300°C。燒 成時(shí)的壓力通常為5~100MPa,優(yōu)選為5~50MPa,更優(yōu)選為10 ~ 3謹(jǐn)Pa。 更優(yōu)選為，通過加壓燒結(jié)來進(jìn)行該燒成。加壓燒結(jié)包括熱壓法、
HP法或HIP法等，在與上述同樣的燒成條件下進(jìn)行燒成。 通過用常規(guī)方法，對經(jīng)過D工序所得的燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工，從
而制造出具有所希望尺寸的CoCrPt系濺射靶。 《第二方法》
制造本發(fā)明的CoCrPt系濺射靶的第二方法的特征在于，包括通 過對鈷和鉻的合金與陶瓷進(jìn)行機(jī)械合金化，從而獲得粉末(4)的F工 序；對粉末(4)和鉑進(jìn)行混合，獲得粉末(5)的G工序；以及對粉 末(5)進(jìn)行燒成的H工序。 F工序
在F工序中，通過對鈷和鉻的合金與陶瓷進(jìn)行機(jī)械合金化，從而 獲得粉末(4)。優(yōu)選對鈷和鉻的合金進(jìn)行霧化。在作為原料使用的合金中，其鉻濃度通常為35~95原子％,優(yōu)選為35~68原子％。通過 對該合金進(jìn)行霧化而獲得粉末。 對霧化法沒有特別限制，可以是水霧化法、氣體霧化法、真空霧
化法、離心霧化法等中的任意一種，但優(yōu)選為氣體霧化法。出水溫度 通常為1420~ 1800°C，優(yōu)選為1420~ 1600°C。在使用氣體霧化法的情 況下，通常噴射N2氣體或Ar氣體。由于噴射Ar氣體，能夠抑制氧化 的同時(shí)獲得球狀的粉末，因此優(yōu)選。通過對所述合金進(jìn)行霧化，能夠 獲得平均粒徑為10-600pm、優(yōu)選為10-200pm、更優(yōu)選為10~80|jm 的霧化粉末。 對鈷和4各的合金或它們的霧化粉末與陶瓷進(jìn)行機(jī)械合金化，從而
獲得粉末(4 )。所使用的陶瓷與B工序中的陶瓷相同。 利用球磨機(jī)進(jìn)行機(jī)械合金化，作為球可使用高純度的氧化鋯球、
氧化鋁球，優(yōu)選使用高純度的氧化鋯球。氧化鋯球的直徑通常為1~ 20mm。另外，作為球磨機(jī)的容器包括樹脂制容器或者將由靶的構(gòu)成 元素組成的板狀體粘貼于樹脂的容器等。鈷和陶瓷的總量，與球的重 量比通常為1/5-1/100,優(yōu)選為1/5 ~ 1/50。若位于所述范圍內(nèi)，則能 夠高效地進(jìn)行機(jī)械合金化。 球磨機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度通常為20 ~ 80rpm，優(yōu)選為30 ~ 70rpm，更優(yōu)選
為45 -60rpm。旋轉(zhuǎn)時(shí)間通常為5 -250小時(shí)，優(yōu)選為40-200小時(shí)， 更優(yōu)選為120~200小時(shí)。若旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)時(shí)間位于上述范圍內(nèi)，則 能夠?qū)F化粉末和陶瓷進(jìn)行適度的粉碎，并且能夠獲得均勻混合的粉 末(4)，通過使用該粉末(4)，從而能夠制造均勻性更高的濺射靶。
該粉末(4)的粉碎率通常為30~95%，優(yōu)選為50 ~ 95 % ，更優(yōu)
選為80 ~ 90 % 。若粉碎率在所述范圍內(nèi)，則能夠?qū)Ψ勰?4 )進(jìn)行充分 的微細(xì)化并減少在耙內(nèi)存在的高鉻含量粒子的尺寸或產(chǎn)生的數(shù)量，同 時(shí)能夠適度抑制隨著粉碎率的上升而具有增加趨勢的氧化鋯或碳等雜 質(zhì)的混入。 另外，粉碎率與A工序中的粉碎率的意義相同。 并且，也可以直接使用麥奇克粒徑(D9())為50nm以下的含鉻粉
末來代替所得的上述粉末(4),再進(jìn)行下一工序以后的處理。對麥奇 克粒徑(D9Q)的下限值沒有特別限制，但優(yōu)選為0.05lum以上。而且， 優(yōu)選為，該含鉻粉末除了鈷和鉻之外還含有陶瓷等。 G工序
在G工序中，對粉末(4 )和鉑進(jìn)行混合，從而獲得粉末(5 )。作 為鉑優(yōu)選使用與C工序中所用的鉑相同的單體粉末。對混合方法沒有 特別限制，但優(yōu)選用開煉機(jī)混合。由于在本發(fā)明的制造方法中，不對 鉑進(jìn)行霧化，而在下一工序的燒成工序(H工序)之前混合鉑，因此 必然能夠提高鉑的成品率。 另外，在G工序和H工序之間即過渡到H工序之前，也可以包括
對粉末(3 )進(jìn)行整粒的I工序。使用振動(dòng)篩進(jìn)行整粒。通過進(jìn)行整粒， 從而能夠進(jìn)一步提高粉末(5)的均勻性。 H工序
在H工序中，對粉末(5 )進(jìn)行燒成。燒成環(huán)境通常在惰性氣體環(huán) 境或真空環(huán)境下進(jìn)行，但優(yōu)選在惰性氣體環(huán)境下進(jìn)行。燒成溫度通常
18為900- 1500。C，優(yōu)選為1000~ 1400°C，更優(yōu)選為1100 ~ 1300°C 。燒 成時(shí)的壓力通常為5~100MPa，優(yōu)選為5-50MPa,更優(yōu)選為10 ~ 30MPa。 更優(yōu)選為，通過加壓燒結(jié)來進(jìn)行該燒成。加壓燒結(jié)包括熱壓法、
HP法或HIP法等，在與上述同樣的燒成條件下進(jìn)行燒成。 通過用常規(guī)方法，對經(jīng)過H工序所得的燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工，從
而制造出具有所希望尺寸的CoCrPt系濺射靶。 如上所述，本發(fā)明的濺射靶的制造方法有第一方法和第二方法的
兩種方法，但為了進(jìn)一步減少粉碎時(shí)或機(jī)械合金化時(shí)的鋯或碳等雜質(zhì) 的混入量，而優(yōu)選使用第二方法。實(shí)施例 以下根據(jù)實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體說明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施
例的限制。 [實(shí)施例l]:利用第一方法制造CoCrPt系濺射靶
使用超小型氣體霧化裝置(日新技研社制造)，在出水溫度為 1650°C (用輻射溫度計(jì)測量)的條件下，對1.5kg的Co6()Cr4()的合金 通過噴射50kg/cn^的Ar氣體來進(jìn)行氣體霧化，從而獲得了粉末。所 得的粉末是平均粒徑150pm以下的球狀粉末。 然后，在空氣環(huán)境下，利用氧化鋯球磨機(jī)，在將球與粉末的重量
比設(shè)定為20:1，旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為50rpm,旋轉(zhuǎn)時(shí)間設(shè)定為6小時(shí)的條 件下，對所得的粉末進(jìn)行粉碎，獲得了粉末(l)。
對Co粉末(添川理化學(xué)社制造平均粒徑大約為2pm,D9。為6.71，
Dso為4.29)與Si02粉末(Admatech公司制造平均粒徑大約為2|im, 09()為2.87， Dso為1.52)以其重量比為1:2的程度，進(jìn)行了機(jī)械合金化。 機(jī)械合金化是在2L容積的樹脂制造的磨機(jī)容器內(nèi)進(jìn)行的，在該容器內(nèi) 放入cj) 5mm的氧化鋯球和所述Co粉末以及Si02粉末，在將球與這些 粉末的重量比設(shè)定為1:40，旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為50rpm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間設(shè)定為 120小時(shí)的條件下進(jìn)行該機(jī)械合金化，并獲得了粉末(2)。 在所得的粉末(1 )和粉末(2 )中，再放入Pt粉末(田中貴金屬
社制造平均粒徑大約為0.5pm, D9o為1.78， D5G為0.58)以及與上
述相同的CO粉末，并且以C064Cru)Pt,6(Si02)H)的組成比進(jìn)行混合，獲
得了粉末(3 )。使用球磨機(jī)進(jìn)行了混合。 再使用振動(dòng)篩，對所得的粉末(3)進(jìn)行了整粒。 然后，將粉末(3)放入成形模中，在Ar環(huán)境下，設(shè)定燒結(jié)溫度
為1150°C、燒結(jié)時(shí)間為1小時(shí)、表面壓力為200kgf/cm2,從而進(jìn)行了 熱壓。通過對所得的燒結(jié)體進(jìn)行切削加工，從而獲得了 cl)4英寸的濺射 靶。 [實(shí)施例2~4]
在用于獲得粉末(1)的使用了氧化鋯球磨機(jī)的粉碎工序中，除了 將旋轉(zhuǎn)時(shí)間分別設(shè)定為48小時(shí)、144小時(shí)和192小時(shí)之外，利用與實(shí) 施例1同樣的方法獲得了濺射靶。 [比較例1 ~ 2]
20在用于獲得粉末(1 )的使用了氧化鋯球磨機(jī)的4分碎工序中，除了 將旋轉(zhuǎn)時(shí)間設(shè)定為0小時(shí)或3小時(shí)之外，利用與實(shí)施例1同樣的方法 獲得了濺射靶。 [實(shí)施例5]:利用第二方法制造CoCrPt系濺射靶
使用超小型氣體霧化裝置(日新技研社制造)，在出水溫度為1650 。C (用輻射溫度計(jì)測量)的條件下，對2kg的Co6。Cr4。的合金通過噴射 50kg/cn^的Ar氣體來進(jìn)行氣體霧化，從而獲得了粉末。所得的粉末是 平均粒徑150nm以下的3求狀4分末。 然后，使用所得的粉末以及與實(shí)施例1所用的Si02粉末相同的粉
末，在空氣環(huán)境下，利用氧化鋯球磨機(jī)，在將球與粉末的重量比設(shè)定 為20:1，旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為50rpm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間設(shè)定為192小時(shí)的條件下， 進(jìn)行了機(jī)械合金化，獲得了粉末(4)。 在所得的粉末(4 )中，再分別放入實(shí)施例1所用的Pt粉末以及與
Co粉末相同的粉末，并且以Co64Cr1QPt16(Si02)1()的組成比進(jìn)行混合， 獲得了粉末(5 )。使用球磨機(jī)進(jìn)行了混合。 再使用振動(dòng)篩，對所得的粉末(5)進(jìn)行了整粒。 然后，將粉末(5)放入成形模中，在Ar環(huán)境下，設(shè)定燒結(jié)溫度
為1150°C、燒結(jié)時(shí)間為1小時(shí)、表面壓力為200kgf/cm2，從而進(jìn)行了 熱壓。通過對所得的燒結(jié)體進(jìn)行切削加工，從而獲得了 c))4英寸的濺射 靶。 [評價(jià)]使用實(shí)施例1 ~ 5以及比較例1-2所得的濺射耙，并通過以下的 方法進(jìn)行了評價(jià)。 《粉碎率》
使用麥奇克粒徑(D9。)，對于第一方法測量了粉碎前的D9Q和粉碎 后的D9o的值，對第二方法測量了機(jī)械合金化之前的090和機(jī)械合金化 之后的D9o的值，從這些數(shù)值中求出了粉碎率。 《高鉻含量粒子數(shù)》
使用分析掃描電子顯微鏡(日本電子^一夕厶林式會(huì)社制造)，對 實(shí)施例1~5以及比較例1~2中制造的靶的表面進(jìn)行觀察，在 0.6x0.5mm2的視野內(nèi)，測量了具有15pm以上外徑的高鉻含量粒子的 數(shù)量。 《在高鉻含量粒子中的Cr濃度》
將觀察了所述高^t各含量粒子的區(qū)域擴(kuò)大到10000倍，在20xlOpm 的視野內(nèi)進(jìn)行鉻的簡易定量面分析，并抽出任意的五個(gè)點(diǎn)，測量了在 各點(diǎn)中的Cr濃度，求出平均值，將其作為高鉻含量粒子的Cr濃度。 《電弧放電次數(shù)》
使用板型磁控管濺射裝置，并設(shè)定Ar氣體壓力為0.5Pa,輸入電 功率為5W/cm2，從而測量了制造磁記錄膜時(shí)的電弧放電次數(shù)。 使用電弧放電計(jì)數(shù)器(|i Arc Monitor: ， 7 K ^ —夕^夕乂 口 '》'一
社制造)測量電弧放電次數(shù)，檢測模式能量，電弧檢測電壓100V,
22大-中能量界線50mJ，強(qiáng)電弧最低時(shí)間為lOOpa，電弧放電次數(shù)的 測量是相對于累計(jì)輸入電功率(濺射時(shí)輸入的每單位面積靶的累計(jì)電 功率量)為20Wh/cm2時(shí)的電弧放電次數(shù)。 《高鉻含量粒子的脫落個(gè)數(shù)》
使用分析掃描電子顯微鏡(日本電子f、一夕厶才朱式會(huì)社制造)，來 觀察制造所述磁記錄膜之后的濺射靶的表面，并測量了在l.Oxl.Omm2 的視野內(nèi)具有10pm以上外徑的高鉻含量粒子的脫落痕跡數(shù)量。 《矯頑力分散性》
在與所述磁記錄膜制造時(shí)的成膜條件相同的條件下，以Co-Nb-Zr、 Ru、實(shí)施例1 ~5和比較例1-2中制造的靶而獲得的磁性膜的順序， 在玻璃基板上進(jìn)行成膜并制造了多層膜。對所得的多層膜的在圓周方 向上的矯頑力進(jìn)行測量，求出了將矯頑力最大值和最小值之間的差作 為矯頑力分散性(G)。 《Zr和C的混入量》
對第一方法的粉碎工序、或第二方法的機(jī)械合金化工序中混入的 雜質(zhì)Zr和C的混入量進(jìn)行了測量。使用ICP發(fā)射分光光度計(jì)SPS3000 (七43 — 47只7^>》7才朱式會(huì)社制造)測量了 Zr的混入量。通 過使粉末物體在氧氣流中燃燒，并利用紅外線吸收法，使用碳-硫分 析裝置EMIA-521 (林式會(huì)社堀場制作所制造)測量了 C的混入量。 表l表示上述的結(jié)果。[表1]
23[表1]
粉碎條件粉末特性靶的評價(jià)
粉粉粉碎后的麥奇克粒徑Zr雜C雜電Cr矯Cr高高鉻
碎碎質(zhì)的質(zhì)的弧脫頑最大鉻含量
時(shí)率※D10D50D90Dmax量量放落力外徑含粒子
間[%[PPm[ppm電個(gè)分(Hm)量的Cr
h次 數(shù) [次數(shù)散 [G粒 子 數(shù)濃度 (原子 %)
實(shí)施657.26.815.946.085.31010501053105401916.3
例1
實(shí)施4887.34.26.813.740.4521931234100--—
例2
實(shí)施14489.83.35.910.926.21630202513084一——
例3
實(shí)施192卯.43.35.710.322.068卯195023198301515.4
例4
實(shí)施192卯1.14.910.722.0101621282200-
例5
比較0022.459.4107.5248.903178135225703721.3
例1
比較323.713.232.382.0180.5103205368168———
例2
※將比較例1中的D卯的值作為D90 (0)，通過式(i )求出了 各個(gè)粉碎率。
2權(quán)利要求
1、一種CoCrPt系濺射靶，是一種含有鈷、鉻、陶瓷和鉑的濺射靶，其特征在于，在該濺射靶內(nèi)呈不均勻存在的、以高濃度含有鉻原子的高鉻含量粒子的最大外徑為40μm以下。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CoCrPt系濺射把，其特征在于，利用 分析掃描電子顯孩M竟對所述濺射靶表面進(jìn)行測量時(shí)，在0.6x0.5mn^的 視野內(nèi)具有15pm以上外徑的高鉻含量粒子為20個(gè)以下。
3、 一種CoCrPt系濺射靶的制造方法，其特征在于，包括以下工序通過對含有鈷和鉻的合金進(jìn)行霧化之后粉碎，獲得粉末(1 )的A 工序；通過對鈷和陶資進(jìn)行機(jī)械合金化而獲得粉末(2)的B工序； 對粉末(1 )和粉末(2 )以及鉑進(jìn)行混合，獲得粉末(3 )的C工序；以及對粉末(3 )進(jìn)行燒成的D工序。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的CoCrPt系濺射靶的制造方法，其特征 在于，所述C工序是對粉末(1 )和粉末(2)和鉑以及鈷進(jìn)行混合， 獲得粉末(3)的工序。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的CoCrPt系濺射靶的制造方法，其 特征在于，所述D工序是通過加壓燒結(jié)而對粉末(3 )進(jìn)行燒成的工序。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的CoCrPt系濺射靶的制造 方法，其特征在于，在所述C工序和D工序之間，還包括對粉末(3) 進(jìn)行整粒的E工序。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的CoCrPt系濺射耙的制造 方法，其特征在于，作為所述A工序中的粉末(1 )使用麥奇克粒徑(D90) 為50pm以下的含4各粉末。
8、 一種CoCrPt系濺射靶的制造方法，其特征在于，包括以下工序通過對鈷和鉻的合金與陶瓷進(jìn)行機(jī)械合金化，從而獲得粉末(4) 的F工序；對粉末(4)和鉑進(jìn)行混合，獲得粉末(5)的G工序； 以及對粉末(5 )進(jìn)行燒成的H工序。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的CoCrPt系賊射靶的制造方法，其特征 在于，所述G工序是對粉末(4 )和鉑以及鈷進(jìn)行混合，獲得粉末(5 ) 的工序。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的CoCrPt系濺射靶的制造方法，其 特征在于，所述H工序是通過加壓燒結(jié)而對粉末(D)進(jìn)行燒成的工 序。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的CoCrPt系濺射靶的制 造方法，其特征在于，在所述G工序和H工序之間，還包括對粉末(5) 進(jìn)行整粒的I工序。
12、根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的CoCrPt系濺射靶的制 造方法，其特征在于，作為所述F工序中的粉末(4)使用麥奇克粒徑 (D90)為50pm以下的含4各粉末。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種CoCrPt系濺射靶，該CoCrPt系濺射靶為，通過減少在該濺射靶內(nèi)呈不均勻存在的、以高濃度含有鉻原子的高鉻含量粒子的尺寸和產(chǎn)生數(shù)量，從而提高靶的均勻性且抑制結(jié)節(jié)或電弧放電的產(chǎn)生，同時(shí)具有目標(biāo)組成比。本發(fā)明的CoCrPt系濺射靶含有鈷、鉻、陶瓷和鉑，其特征在于，在該濺射靶內(nèi)呈不均勻存在的、以高濃度含有鉻原子的高鉻含量粒子的最大外徑為40μm以下。
文檔編號C23C14/34GK101495667SQ20078002783
公開日2009年7月29日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月4日
發(fā)明者加藤和照, 林信和 申請人:三井金屬礦業(yè)株式會(huì)社