JPH04314855A - Co−Cr−Pt合金製スパッタリングターゲットおよびその製造方法 - Google Patents
Co−Cr−Pt合金製スパッタリングターゲットおよびその製造方法Info
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- JPH04314855A JPH04314855A JP230691A JP230691A JPH04314855A JP H04314855 A JPH04314855 A JP H04314855A JP 230691 A JP230691 A JP 230691A JP 230691 A JP230691 A JP 230691A JP H04314855 A JPH04314855 A JP H04314855A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリング法によ
って磁気記録媒体に薄膜を形成する際にターゲットとし
て用いられるCo−Cr−Pt合金製スパッタリングタ
ーゲットおよびその製造方法に関するものである。
って磁気記録媒体に薄膜を形成する際にターゲットとし
て用いられるCo−Cr−Pt合金製スパッタリングタ
ーゲットおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えばハードディスク等の磁気記録媒体
に単体金属や合金の薄膜を形成する場合には、形成しよ
うとする薄膜と同一の材料を真空中にて蒸発させて前記
磁気記録媒体上に付着させるPVD法(物理的蒸着法)
が主として用いられている。
に単体金属や合金の薄膜を形成する場合には、形成しよ
うとする薄膜と同一の材料を真空中にて蒸発させて前記
磁気記録媒体上に付着させるPVD法(物理的蒸着法)
が主として用いられている。
【0003】このPVD法の中でも特にスパッタリング
法では、まず前記薄膜と同一の材料を板状に成形した、
いわゆるスパッタリングターゲット(以下、ターゲット
と称する。)と前記被覆膜部材とを高真空中に保持する
。そして、両者の間にバイアスを印加するとともにイオ
ンを導入してターゲットの構成原子をスパッタしたり、
あるいは前記ターゲット上に磁界を形成して真空中で発
生するプラズマをターゲット近傍の空間に閉じ込め、こ
の磁界内を運動する電子によって前記イオンを発生させ
てターゲット構成原子をスパッタしたりして、構成原子
を前記被覆膜部材に付着させる。
法では、まず前記薄膜と同一の材料を板状に成形した、
いわゆるスパッタリングターゲット(以下、ターゲット
と称する。)と前記被覆膜部材とを高真空中に保持する
。そして、両者の間にバイアスを印加するとともにイオ
ンを導入してターゲットの構成原子をスパッタしたり、
あるいは前記ターゲット上に磁界を形成して真空中で発
生するプラズマをターゲット近傍の空間に閉じ込め、こ
の磁界内を運動する電子によって前記イオンを発生させ
てターゲット構成原子をスパッタしたりして、構成原子
を前記被覆膜部材に付着させる。
【0004】このようなスパッタリング法に用いられる
ターゲットは、従来その原料となる材料を粉末化した後
に焼結させて成形する、いわゆるパウダー法によって製
造されていた。
ターゲットは、従来その原料となる材料を粉末化した後
に焼結させて成形する、いわゆるパウダー法によって製
造されていた。
【0005】ところが、このようなパウダー法によって
ターゲットを製造する場合には、粉末化した原料の充填
密度をいくら上げても、成形の際にターゲットに酸素が
巻き込まれてしまうことは避けられない。これにより、
製造されるターゲットの酸素の含有量が高いものとなっ
てしまうため、このようなターゲットからスパッタされ
て形成された薄膜も、やはり酸素含有量が高いものとな
ってしまう。この結果、前記媒体の磁気記録特性が劣化
されてしまうという問題があった。
ターゲットを製造する場合には、粉末化した原料の充填
密度をいくら上げても、成形の際にターゲットに酸素が
巻き込まれてしまうことは避けられない。これにより、
製造されるターゲットの酸素の含有量が高いものとなっ
てしまうため、このようなターゲットからスパッタされ
て形成された薄膜も、やはり酸素含有量が高いものとな
ってしまう。この結果、前記媒体の磁気記録特性が劣化
されてしまうという問題があった。
【0006】そこで、このような問題を解決する手段と
して、前記パウダー法に代えて鋳造により前記ターゲッ
トのインゴットを製造し、このインゴットを熱間圧延等
によってターゲットに成形する方法が採られている。こ
のような方法によれば、比較的酸素含有量が低く、また
大型かつ一体物のターゲットを得ることが可能であると
いう利点を有する。
して、前記パウダー法に代えて鋳造により前記ターゲッ
トのインゴットを製造し、このインゴットを熱間圧延等
によってターゲットに成形する方法が採られている。こ
のような方法によれば、比較的酸素含有量が低く、また
大型かつ一体物のターゲットを得ることが可能であると
いう利点を有する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
利点を有する反面、鋳造によるターゲットの製造方法の
場合には、インゴットからターゲットへ成形する工程に
おいてターゲットの割れに対する感受性が高められてし
まうという問題がある。この割れ感受性は、特にCo−
Cr−Pt成分系の合金ではCrの含有量が高くなるに
つれて強くなる、すなわち割れ易くなるという傾向があ
る。
利点を有する反面、鋳造によるターゲットの製造方法の
場合には、インゴットからターゲットへ成形する工程に
おいてターゲットの割れに対する感受性が高められてし
まうという問題がある。この割れ感受性は、特にCo−
Cr−Pt成分系の合金ではCrの含有量が高くなるに
つれて強くなる、すなわち割れ易くなるという傾向があ
る。
【0008】このように割れ感受性が高くなると、熱間
圧延の最中に割れを生じてしまうためにターゲットへの
成形が困難となり、結果的に歩留まりが悪化してしまう
。また、成形中に割れを生じなくてもターゲットとして
使用中に割れてしまうおそれもある。
圧延の最中に割れを生じてしまうためにターゲットへの
成形が困難となり、結果的に歩留まりが悪化してしまう
。また、成形中に割れを生じなくてもターゲットとして
使用中に割れてしまうおそれもある。
【0009】
【課題を解決するための手段】ここで本発明の発明者等
は、前記Co−Cr−Pt成分系の合金について研究を
重ねた結果、次のような知見を得るに至った。すなわち
、このような合金には不純物としてSやC等の元素が含
有されることは避けられないが、このような不可避不純
物であるSおよびCには合金の結晶粒界に存在して該粒
界の延性を著しく劣化させるという特性がある。そして
、前記の割れ感受性は合金中のCrの含有量と、該合金
中に不可避不純物として含有されるSおよびCの含有量
との関係によって決定されるというものである。
は、前記Co−Cr−Pt成分系の合金について研究を
重ねた結果、次のような知見を得るに至った。すなわち
、このような合金には不純物としてSやC等の元素が含
有されることは避けられないが、このような不可避不純
物であるSおよびCには合金の結晶粒界に存在して該粒
界の延性を著しく劣化させるという特性がある。そして
、前記の割れ感受性は合金中のCrの含有量と、該合金
中に不可避不純物として含有されるSおよびCの含有量
との関係によって決定されるというものである。
【0010】本発明はかかる知見に基づき、前記の課題
を解決するためになされたもので、請求項1のCo−C
r−Pt合金製スパッタリングターゲットは、5〜20
wt%のCrと15〜55wt%のPtとを含有すると
ともに、不純物としてSとCとを含み、前記Crの含有
量をXwt%とし、前記Sの含有量をYwt・ppmと
し、このSの含有量と前記Cの含有量との和をZwt・
ppmとしたとき、これらXとY、およびXとZの間に
は、
を解決するためになされたもので、請求項1のCo−C
r−Pt合金製スパッタリングターゲットは、5〜20
wt%のCrと15〜55wt%のPtとを含有すると
ともに、不純物としてSとCとを含み、前記Crの含有
量をXwt%とし、前記Sの含有量をYwt・ppmと
し、このSの含有量と前記Cの含有量との和をZwt・
ppmとしたとき、これらXとY、およびXとZの間に
は、
【0011】
【数1】Y≦−2/3X+70/3
【0012】
【数2】Z≦−4/3X+170/3
【0013】なる関係が成り立っていることを特徴とす
る。
る。
【0014】また、請求項2のCo−Cr−Pt合金製
スパッタリングターゲットの製造方法は、前記請求項1
記載の成分系を有する素材を鋳造してCo−Cr−Pt
合金のインゴットを得、このインゴットを熱間圧延を施
して板状に成形することを特徴とする。
スパッタリングターゲットの製造方法は、前記請求項1
記載の成分系を有する素材を鋳造してCo−Cr−Pt
合金のインゴットを得、このインゴットを熱間圧延を施
して板状に成形することを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明によれば、合金中に含まれるCrの含有
量に対して不可避不純物であるSおよびCの含有量が低
い水準に抑制されているため、合金の結晶粒界に存する
SおよびCも僅かであり、このため合金の延性が阻害さ
れることはない。これによって合金の割れ感受性が弱く
抑えられるので、インゴットからターゲットに成形する
工程において熱間圧延を施したとしても割れを生じるこ
となく、一体的かつ比較的大型のターゲットを成形する
ことが可能となる。
量に対して不可避不純物であるSおよびCの含有量が低
い水準に抑制されているため、合金の結晶粒界に存する
SおよびCも僅かであり、このため合金の延性が阻害さ
れることはない。これによって合金の割れ感受性が弱く
抑えられるので、インゴットからターゲットに成形する
工程において熱間圧延を施したとしても割れを生じるこ
となく、一体的かつ比較的大型のターゲットを成形する
ことが可能となる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。こ
の実施例では、5〜20wt%のCrと15〜55wt
%のPtとを含有するとともに不可避不純物としてSと
Cとを含み、Crの含有量をXwt%とし、Sの含有量
をYwt・ppmとし、Sの含有量とCの含有量との和
をZwt・ppmとしたとき、これらXとY、およびX
とZの間に、
の実施例では、5〜20wt%のCrと15〜55wt
%のPtとを含有するとともに不可避不純物としてSと
Cとを含み、Crの含有量をXwt%とし、Sの含有量
をYwt・ppmとし、Sの含有量とCの含有量との和
をZwt・ppmとしたとき、これらXとY、およびX
とZの間に、
【0017】
【数3】Y≦−2/3X+70/3
【0018】
【数4】Z≦−4/3X+170/3
【0019】なる関係が成り立っている7種の組成のC
o−Cr−Pt合金を製造し、それぞれ実施例1〜7と
した。これら実施例1〜7の組成を表1に示す。
o−Cr−Pt合金を製造し、それぞれ実施例1〜7と
した。これら実施例1〜7の組成を表1に示す。
【0020】また、これら実施例1〜7のCo−Cr−
Pt合金のCrの含有量に対するSの含有量およびSと
Cとの含有量の和を、それぞれ図1および図2にA1〜
A7として示す。ただし、図1における直線Yおよび図
2における直線Zは、それぞれ本発明のCrの含有量に
対するSの含有量の上限値およびSとCとの含有量の和
の上限値を示すものである。
Pt合金のCrの含有量に対するSの含有量およびSと
Cとの含有量の和を、それぞれ図1および図2にA1〜
A7として示す。ただし、図1における直線Yおよび図
2における直線Zは、それぞれ本発明のCrの含有量に
対するSの含有量の上限値およびSとCとの含有量の和
の上限値を示すものである。
【0021】
【表1】
【0022】また、この実施例に対する比較例1〜7と
して、5〜20wt%のCrと15〜55wt%のPt
とを含有するとともに、前記Sの含有量およびSとCと
の含有量の和の少なくとも一方を前記上限値より大きく
設定したCo−Cr−Pt合金を製造した。これらの比
較例1〜7の組成を表2に示すとともに、Crの含有量
に対するSの含有量およびSとCとの含有量の和を、そ
れぞれ前記図1および図2にB1〜B7として示す。
して、5〜20wt%のCrと15〜55wt%のPt
とを含有するとともに、前記Sの含有量およびSとCと
の含有量の和の少なくとも一方を前記上限値より大きく
設定したCo−Cr−Pt合金を製造した。これらの比
較例1〜7の組成を表2に示すとともに、Crの含有量
に対するSの含有量およびSとCとの含有量の和を、そ
れぞれ前記図1および図2にB1〜B7として示す。
【0023】
【表2】
【0024】前記表1に示すような組成のCo−Cr−
Pt合金では、当該合金中に不可避不純物として含まれ
るSおよびCの含有量が低いため、該合金の結晶粒界に
存在して粒界の延性を劣化せしめるSおよびCも少なく
なり、結果的に合金の延性の向上を図ることができる。 これにより、合金の割れ感受性が弱く抑えられるので、
熱間圧延によってターゲットを成形した場合でも割れを
生じることなく、大型かつ一体物のターゲットを比較的
簡単に製造することができる。
Pt合金では、当該合金中に不可避不純物として含まれ
るSおよびCの含有量が低いため、該合金の結晶粒界に
存在して粒界の延性を劣化せしめるSおよびCも少なく
なり、結果的に合金の延性の向上を図ることができる。 これにより、合金の割れ感受性が弱く抑えられるので、
熱間圧延によってターゲットを成形した場合でも割れを
生じることなく、大型かつ一体物のターゲットを比較的
簡単に製造することができる。
【0025】また、SおよびCの含有量を低く抑えたこ
とに伴い、これらの不純物が合金製造工程において空気
と反応して合金中に取り込まれる酸素の含有量も比較的
低い水準に抑えられる。このような酸素含有量の低いC
o−Cr−Pt合金から成形されたターゲットをスパッ
タすることにより形成される薄膜も、やはり酸素含有量
の低いものとなるため、このような薄膜を例えば磁気記
録媒体に形成した場合には、前記パウダー法による従来
のターゲットをスパッタして薄膜を形成した場合に比べ
、磁気記録特性に優れた記録媒体を得ることができる。
とに伴い、これらの不純物が合金製造工程において空気
と反応して合金中に取り込まれる酸素の含有量も比較的
低い水準に抑えられる。このような酸素含有量の低いC
o−Cr−Pt合金から成形されたターゲットをスパッ
タすることにより形成される薄膜も、やはり酸素含有量
の低いものとなるため、このような薄膜を例えば磁気記
録媒体に形成した場合には、前記パウダー法による従来
のターゲットをスパッタして薄膜を形成した場合に比べ
、磁気記録特性に優れた記録媒体を得ることができる。
【0026】ところで、このような構成のCo−Cr−
Pt合金は、例えば以下のような方法により製造され、
スパッタリングターゲットとして成形される。
Pt合金は、例えば以下のような方法により製造され、
スパッタリングターゲットとして成形される。
【0027】まず原材料として、不可避不純物であるS
の含有量が100wt・ppm、同じくCの含有量が1
0wt・ppmの純度99.9%のCoと、純度99.
99%のPtおよび純度99.99%のCr、さらに脱
酸剤としてC(クリプトルカーボン)を混合し、Crの
含有量が5〜20wt%、Ptの含有量が15〜55w
t%となるようにする。
の含有量が100wt・ppm、同じくCの含有量が1
0wt・ppmの純度99.9%のCoと、純度99.
99%のPtおよび純度99.99%のCr、さらに脱
酸剤としてC(クリプトルカーボン)を混合し、Crの
含有量が5〜20wt%、Ptの含有量が15〜55w
t%となるようにする。
【0028】次に、この原材料を100kWの出力の電
子ビーム溶解によって1500〜2000℃の高温、5
×10−5〜1×10−6Torrの高真空下で溶解し
、Co−Pt母合金を生成する。この際、Sを溶解時間
を5〜30分間にコントロールすることによってベーパ
ーさせ、その含有量を前記上限値以下に制御する。
子ビーム溶解によって1500〜2000℃の高温、5
×10−5〜1×10−6Torrの高真空下で溶解し
、Co−Pt母合金を生成する。この際、Sを溶解時間
を5〜30分間にコントロールすることによってベーパ
ーさせ、その含有量を前記上限値以下に制御する。
【0029】さらに、こうして得られたCo−Pt母合
金を真空高周波誘導溶解によって1500〜1600℃
の温度で溶解してCo−Cr−Pt合金を生成する。こ
の際、Cの含有量を脱酸によってコントロールして前記
上限値以下に制御する。これによって、当該Co−Cr
−Pt合金に含有される酸素の含有量を100wt・p
pm以下とする。
金を真空高周波誘導溶解によって1500〜1600℃
の温度で溶解してCo−Cr−Pt合金を生成する。こ
の際、Cの含有量を脱酸によってコントロールして前記
上限値以下に制御する。これによって、当該Co−Cr
−Pt合金に含有される酸素の含有量を100wt・p
pm以下とする。
【0030】こうして生成された溶融Co−Cr−Pt
合金を鋳造することにより、当該Co−Cr−Pt合金
のインゴットを得ることができる。このインゴットは、
例えば外形寸法が幅90mm、厚さ25mm、長さ13
0mm、重量が3kgの直方体状インゴットである。
合金を鋳造することにより、当該Co−Cr−Pt合金
のインゴットを得ることができる。このインゴットは、
例えば外形寸法が幅90mm、厚さ25mm、長さ13
0mm、重量が3kgの直方体状インゴットである。
【0031】こうして製造された前記表1の組成のCo
−Cr−Pt合金のインゴットは前述のように熱間圧延
加工が可能であるので、加熱温度650℃にて圧延して
前記厚さを25mmから7mmにまで引き延ばし、さら
に成形を施すことにより、外形寸法が厚さ5mm、幅8
8mm、長さ490mmの大型かつ一体物のターゲット
を得ることができる。
−Cr−Pt合金のインゴットは前述のように熱間圧延
加工が可能であるので、加熱温度650℃にて圧延して
前記厚さを25mmから7mmにまで引き延ばし、さら
に成形を施すことにより、外形寸法が厚さ5mm、幅8
8mm、長さ490mmの大型かつ一体物のターゲット
を得ることができる。
【0032】表1および表2の右欄は、この熱間圧延が
可能であるか否か、すなわち成形の途中で割れが生じる
か否かを示すものである。これらの結果より分かるよう
に、表1に示した本実施例1〜7ではすべて前記熱間圧
延が可能であったのに対し、表2に示した比較例1〜7
では合金中の結晶粒界に存在するSおよびCによって粒
界の延性が劣化せしめられ、圧力を加えた際にインゴッ
トが割れてしまって圧延は不可能であった。
可能であるか否か、すなわち成形の途中で割れが生じる
か否かを示すものである。これらの結果より分かるよう
に、表1に示した本実施例1〜7ではすべて前記熱間圧
延が可能であったのに対し、表2に示した比較例1〜7
では合金中の結晶粒界に存在するSおよびCによって粒
界の延性が劣化せしめられ、圧力を加えた際にインゴッ
トが割れてしまって圧延は不可能であった。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、合
金中に不可避不純物として含まれるSおよびCの含有量
を低くすることにより、合金の結晶粒界に存在するSお
よびCも低い水準に抑えられるので、合金の延性の劣化
を防ぐことが可能である。これにより、合金の割れ感受
性が弱く抑えられるので、熱間圧延によってターゲット
を成形しても割れを生じることなく大型かつ一体物のタ
ーゲットを得ることができる。
金中に不可避不純物として含まれるSおよびCの含有量
を低くすることにより、合金の結晶粒界に存在するSお
よびCも低い水準に抑えられるので、合金の延性の劣化
を防ぐことが可能である。これにより、合金の割れ感受
性が弱く抑えられるので、熱間圧延によってターゲット
を成形しても割れを生じることなく大型かつ一体物のタ
ーゲットを得ることができる。
【0034】また、不純物であるSおよびCの含有量を
抑えることにより、これらの不純物と反応して合金中に
巻き込まれる酸素量も減少するので、酸素含有量の低い
スパッタリングターゲットを提供することが可能となる
。従って、このようなターゲットよりスパッタされて形
成される薄膜も酸素含有量の低いものとなるため、この
ような薄膜を例えば磁気記録媒体に形成した場合には、
該記録媒体の磁気記録特性の向上を図ることができる。
抑えることにより、これらの不純物と反応して合金中に
巻き込まれる酸素量も減少するので、酸素含有量の低い
スパッタリングターゲットを提供することが可能となる
。従って、このようなターゲットよりスパッタされて形
成される薄膜も酸素含有量の低いものとなるため、この
ような薄膜を例えば磁気記録媒体に形成した場合には、
該記録媒体の磁気記録特性の向上を図ることができる。
【図1】本発明の実施例1〜7および比較例1〜7の、
Crの含有量に対するSの含有量を示す図である。
Crの含有量に対するSの含有量を示す図である。
【図2】本発明の実施例1〜7および比較例1〜7の、
Crの含有量に対するSとCとの含有量との和を示す図
である。
Crの含有量に対するSとCとの含有量との和を示す図
である。
A1〜A7 実施例1〜7のCrの含有量に対するS
の含有量およびSとCとの含有量の和 B1〜B7 比較例1〜7のCrの含有量に対するS
の含有量およびSとCとの含有量の和 Y 本発明のCrの含有量に対するSの含有量の上限
値Z 本発明のCrの含有量に対するSとCとの含有
量の和の上限値
の含有量およびSとCとの含有量の和 B1〜B7 比較例1〜7のCrの含有量に対するS
の含有量およびSとCとの含有量の和 Y 本発明のCrの含有量に対するSの含有量の上限
値Z 本発明のCrの含有量に対するSとCとの含有
量の和の上限値
Claims (2)
- 【請求項1】 5〜20wt%のCrと15〜55w
t%のPtとを含有するとともに、不純物としてSとC
とを含むCo−Cr−Pt合金製スパッタリングターゲ
ットであって、前記Crの含有量をXwt%とし、前記
Sの含有量をYwt・ppmとし、このSの含有量と前
記Cの含有量との和をZwt・ppmとしたとき、これ
らXとY、およびXとZの間には、 Y≦−2/3X+70/3 Z≦−4/3X+170/3 なる関係が成り立っていることを特徴とするCo−Cr
−Pt合金製スパッタリングターゲット。 - 【請求項2】 前記請求項1記載の成分系を有する素
材を鋳造してCo−Cr−Pt合金のインゴットを得、
このインゴットを熱間圧延を施して板状に成形すること
を特徴とするCo−Cr−Pt合金製スパッタリングタ
ーゲットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP230691A JPH04314855A (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | Co−Cr−Pt合金製スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP230691A JPH04314855A (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | Co−Cr−Pt合金製スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04314855A true JPH04314855A (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=11525675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP230691A Pending JPH04314855A (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | Co−Cr−Pt合金製スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04314855A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07118818A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-09 | Kobe Steel Ltd | 難加工性Co合金の低透磁率化方法 |
| DE4438202A1 (de) * | 1994-10-26 | 1996-05-02 | Leybold Materials Gmbh | Target für eine Magnetron-Kathodenzerstäubungsvorrichtung |
| US7652223B2 (en) * | 2005-06-13 | 2010-01-26 | Applied Materials, Inc. | Electron beam welding of sputtering target tiles |
-
1991
- 1991-01-11 JP JP230691A patent/JPH04314855A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07118818A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-09 | Kobe Steel Ltd | 難加工性Co合金の低透磁率化方法 |
| DE4438202A1 (de) * | 1994-10-26 | 1996-05-02 | Leybold Materials Gmbh | Target für eine Magnetron-Kathodenzerstäubungsvorrichtung |
| US7652223B2 (en) * | 2005-06-13 | 2010-01-26 | Applied Materials, Inc. | Electron beam welding of sputtering target tiles |
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