JPH049855B2 - - Google Patents

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JPH049855B2
JPH049855B2 JP4210887A JP4210887A JPH049855B2 JP H049855 B2 JPH049855 B2 JP H049855B2 JP 4210887 A JP4210887 A JP 4210887A JP 4210887 A JP4210887 A JP 4210887A JP H049855 B2 JPH049855 B2 JP H049855B2
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Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は蒸着用コバルト基合金に係り、特に磁
気記録材料として用いられる薄膜の製造に好適な
蒸着用コバルト基合金に関する。 [従来の技術] 非磁性基板上に磁性合金薄膜を形成した磁気記
録材料は周知である。 この磁気記録材料の薄膜を製造する方法として
は、スパツタリングや真空蒸着、イオンプレーテ
イング等の蒸着法が広く用いられている。 特にスパツタリング法は、均一な内部組成で一
定の合金元素を含んだターゲツト材が得られさえ
すれば、スパツタリング装置内の圧力をコントロ
ールしながら組成的に均一な薄膜を得ることがで
きる点で有利である。 磁性合金薄膜を形成する強磁性合金としては、
鉄合金、ニツケル合金、コバルト合金などが従来
より用いられている。しかして、コバルト合金の
うち、Ti,Zr,Hfの第A族元素及びTa、Nb
の第VA族元素を含有するコバルト基合金は、優
れた高透磁率材料として開発がすすめられてい
る。 [発明が解決しようとする問題点] 従来より用いられている磁性合金について種々
検討を重ねたところ、酸素、窒素、硫黄、炭素、
その他金属酸化物等の介在物が比較的多量に含ま
れており、得られる薄膜の磁気特性に多大な悪影
響をもたらすことが認められた。 しかしながら、第A族元素及び第VA族元素
を含むコバルト基合金は、第IVA族元素が非常
に活性であること及び第VA族元素が非常に高融
点であることから、通常の溶解方法では溶解が困
難であるか、或いは溶解できても均質で不純物含
有量の少ない合金を得ることはできなかつた。 このため、現在、このようなコバルト基合金の
製造方法としては、粉末治金法が主流となつてい
るが、粉末治金法による合金からは、高特性の良
好な非晶質薄膜を得ることはできなかつた。 [問題点を解決するための手段] 本発明は上記従来の実情に鑑み、不純物含有量
の少ない高特性磁性薄膜を安定かつ効率的に得る
ことができる蒸着用コバルト基合金を提供するべ
くなされたものであつて、 Co:40〜92重量%、第A族元素よりなる群
から選ばれる1種以上の元素:合計で3〜30重量
%、Nb及び/又はTa:合計で5〜30重量%、
Ca:10〜200ppm以下、不純物たる0:200ppm
以下、不純物たるN:50ppm以下よりなる蒸着用
コバルト基合金、 を要旨とするものである。 即ち、本発明者は、蒸着用合金の不純物に起因
する問題を解決し、高特性磁性薄膜を得るべく、
鋭意検討を重ねた結果、第A族元素並びにNb
及び/又はTaを含有する蒸着用コバルト基合金
中に、特定量のCaを含有させることにより、不
純物含有量の少ない合金が得られ、しかもCaと
第A族元素とによるゲツタ作用により、蒸着雰
囲気中のガス成分をも低減し、極めて高純度で高
特性の磁性薄膜を得ることができることを見出
し、本発明を完成させた。 以下、本発明につき詳細に説明する。 なお、本明細書において、「%」は「重量%」
を表すものである。 本発明の蒸着用コバルト基合金は、真空蒸着あ
るいはスパツタリング、イオンプレーテイング等
の蒸着用材料として用いられ、磁性薄膜の製造時
に利用されるものであつて、その組成は、下記の
通りである。 Co:40〜92% 第A族元素よりなる群から選ばれる1種以上
(2種以上の場合はそれらの合計量):3〜30% Nb及び/又はTa(Nb及びTaの場合はNb及び
Taの合計量):5〜30% Ca:10〜200ppm O :200ppm以下 N :50ppm以下 以下に本発明の合金組成の限定理由について説
明する。 本発明の蒸着用コバルト基合金において、Co
は40〜92%、第A族元素は3〜30%、Nb及
び/又はTaは5〜30%とする。これは、この範
囲において最も優れた高透磁率が得られるためで
あつて、好ましい含有率はCo60〜80%、第A
族元素10〜20%、Nb及び/又はTa5〜20%であ
る。 なお、第A族元素としては、Zr,Hf,Tiの
1種又は2種以上が挙げられる。 本発明においては、合金中のTi等の第A族
元素は、合金の溶製を行なう際に、Caと共に合
金の清浄化に作用し、また蒸着雰囲気中にてガス
成分を捕捉するゲツタ作用を有する。なお、第
A族元素は、固溶Ti等の固溶金属の形態で合金
中に存在することにより、本発明の効果を奏する
ものであるので、第A族元素の存在形態は固溶
状態であることが重要である。 Caは前述の如くTi等の第A族元素と共に合
金の清浄化に作用し、またゲツタ作用を奏する。
Caは、その含有量があまりに多過ぎると合金特
性に影響を及ぼし、また、金属間化合物の析出に
より合金を脆くすることがある。このため、本発
明においてはCa含有量は200ppm以下とする。一
方、Ca含有量は少な過ぎてもCaによる十分な清
浄化作用及びゲツタ作用が現れない。このような
ことから、Ca含有量は10〜200ppm、特に10〜
100ppmの範囲とするのが好ましい。なお、Caは
CaOないしCaO−Al2O3の形態では本発明の効果
は奏し得ないことから、合金中のCaの存在形態
は金属Caであることが重要である。 合金中のO、Nの量が多いと、蒸着に使用した
際に、蒸着雰囲気の真空度を悪化させたり、また
良好な蒸着が行なえず、高特性の磁性薄膜が得ら
れない。このため、合金中のO含有量は200ppm
以下、好ましくは100ppm以下、N含有量は
50ppm以下、好ましくは30ppm以下とする。 本発明においては、また合金中に必要に応じて
Alを含有させても良い。AlはCaと共に合金の清
浄化に作用し、またゲツタ作用を奏する。ただし
Alは、その量があまりに多過ぎ、合金特性に影
響を及ぼす量であつては好ましくなく、このため
本発明においては、Al2%以下とする。Alもまた
その存在形態は固溶Alであることが重要である。 なお、本発明において、Si、Mn、P、S等の
不純物が合金中に不可避的に含有されるのは、特
に問題とはならないが、上述したことと同様の理
由から、本発明において、合金中の他の不純物は
できるだけ少なくするのが良く、例えば、Si含有
量は0.1%以下、Mn含有量は0.05%以下、P含有
量は50ppm以下、S含有量は10ppm以下とするの
が好ましい。 このような本発明の蒸着用コバルト基合金は、
例えば、以下に説明する方法に従つて製造するこ
とができる。 即ち、まず、合金化のためのCo、第A族元
素並びにNb及び/又はTa、必要に応じてAl等の
金属又は合金材料を、内面がCaO質耐火材で構成
された容器中で、真空又はアルゴン等の不活性ガ
ス雰囲気等の非酸化性雰囲気にて、常法例えば高
周波あるいは低周波誘導加熱法等で加熱して溶解
することにより、所望の組成の合金溶湯を得る。 本発明において、用いられる容器の内面を構成
するCaO質耐火材としては、カルシア(CaO)、
ラルナイト(安定化2CaO・SiO2)、メルウイナ
イト(3CaO・MgO・2SiO2)、アノルサイト
(CaO・Al2O3・2SiO2)ならびにCaOを富化した
ドロマイト等が挙げられるが、特に、電融カルシ
アが好適である。 このようなカルシア質炉材は、そのCaO含有率
が40%以上、特に60%以上のものが好ましい。 CaOは高融点であると共に、高温で極めて安定
であり、溶製にあたり、金属酸化物を生成して溶
湯を不純物により汚染することがなく、高清浄な
溶湯を得ることが可能とされる。 特に、CaO含有量の高いCaO質耐火材で内面が
構成された容器を用いた場合には、脱O、脱S、
脱介在物等の精錬作用も奏され、極めて有利であ
る。 しかも、溶湯中にTi等の活性な第A族元素
が存在するため、溶湯中の脱O、脱S、脱Nが行
なわれ、また、溶湯中へのCaの溶出もおこる。
即ち、例えばTiは溶湯中のO及び炉壁のCaOと
溶湯中のSと反応して CaO+S→CaS+O となつて生じたOと反応して、 Ti+2O→TiO2 となり、TiO2を生じる。生じたTiO2はCaOと反
応してるつぼ壁に吸収される。 CaO+TiO2→CaO・TiO2 また溶湯中のTiは炉壁のCaOと反応して、 Ti+2CaO→TiO2+2Ca となり、これによつてもTiO2が生じる。(この場
合、生じたCaは殆ど溶解せずに、ガスとなつて
系外に抜けるが、一部が合金中に残留して、本発
明の合金のCa含有量を満足させる。) このようにしてTiにより脱Oが行われる。 また溶湯中のNは前述のTiとCaOとの反応に
より生じたCa等の蒸発(沸騰)等に伴つて溶湯
中から離脱し、溶湯中のN量も低減される。 Alが加わつた場合、Tiの作用を補完し、更に
Tiと同様の作用により脱O、脱S、脱Nを行な
う。 従つて、内面がCaO質耐火材で構成された容器
中で溶製を行なうことにより、本発明の低O、低
N含有量のコバルト基合金を容易に得ることがで
きる。 ところで、本発明においては、溶製に用いる容
器の内面を、特に電融カルシアよりなるものとす
ることにより、活性な第A族元素の添加により
溶湯中へのCaのコンタミを低減し、得られる合
金中のCa含有量を容易に本発明の範囲即ち10〜
200ppmとすることができる。 このようにして得られた合金溶湯を、常法に従
つて非酸化性雰囲気下で鋳造する。 このような方法によれば、Co40〜92%、第
A族元素3〜30%、Nb及び/又はTa5〜30%、
Ca10〜200ppm、0200ppm以下、N50ppm以下よ
りなる本発明の蒸着用コバルト基合金を極めて容
易に製造することができる。 [作用] 本発明の蒸着用コバルト基合金は、O、N含有
量が少ないため、高特性の磁性薄膜を得ることが
できる。 また、本発明の蒸着用コバルト基合金に含有さ
れるTi等の第A族元素、Caは、真空蒸着又は
スパツタリング等の蒸着雰囲気中にて、 Ti+O2→TiO2 Ti+N2→TiN2 2Ca+O2→2CaO 3Ca+N2→Ca3N2 のように反応して、雰囲気中のガス成分を低下さ
せる、いわゆるゲツタ作用を奏する。 このため、蒸着時の薄膜形成安定性及び形成速
度を向上させると共に、得られる薄膜は高純度で
磁気特性が大幅に改善され、高特性薄膜を高生産
効率で製造することを可能とする。 [実施例] 以下、実施例について説明する。 実施例1、比較例1、3 CaO98%以上のCaO質耐火材(実施例1)、
MgO質耐火材(比較例1)及びAl2O3質耐火材
(比較例2)で内面が構成された容器を用い、そ
れぞれCo−15Zr−8Nb合金の溶製を行ない、第
1表に示す組成の合金を得た。 また、粉末治金法(比較例1)にて、第1表に
示す組成の合金を得た。
【表】 各コバルト基合金を蒸着用材料として用い、下
記仕様のスパツタリング装置にて、直径10cmのガ
ラス基盤上に薄膜を形成した。なお、基盤加熱温
度は100℃とした。 スパツタリング装置仕様 (1) ターゲツトサイズ 直径4インチ (2) 到達圧力 10-7torr (3) スパツタリングレート(基盤固定時)
4000Å/min スパツタ電力を変えて、各蒸着用材料により形
成された薄膜の膜厚を調べた結果を、それぞれ第
1図に示す。 第1図より、本発明の蒸着用コバルト基合金
は、膜形成効率が高いことが認められる。 また、上記スパツタリング装置及び基盤を用
い、第1表の各蒸着用合金にて、Ar圧又は基板
加熱温度を変えて、それぞれ2μm厚さの薄膜を
形成して薄膜材料を製造した。なお、スパツタ電
力は300Wで行なつた。 得られた薄膜材料の保磁率Hc及び透磁率μを
調べ、基盤加熱温度又はAr圧との関係をそれぞ
れ第2図、第3図に示す。 第2図及び第3図より、本発明の蒸着用コバル
ト基合金によれば、保磁率が低く高透磁率の磁気
記録材料が得られることが認められる。 [発明の効果] 以上詳述した通り、本発明の蒸着用コバルト基
合金は、O、N含有量が少ない上に、第A族元
素とCaによるゲツタ作用により、蒸着雰囲気中
のガス成分が大幅に低減される。 このため、蒸着により膜形成安定性及び膜形成
速度が向上されるとともに、得られる薄膜は高純
度で極めて磁気特性に優れたものとなる。 従つて、本発明の蒸着用コバルト基合金によれ
ば、高特性薄膜を高効率で得ることができ、本発
明の蒸着用コバルト基合金は、光磁気記録材料の
薄膜製造用蒸着材料として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図の各図は実施例1で得られ
た結果を示すグラフであつて、第1図は、スパツ
タ電圧と得られる膜厚との関係を示し、第2図及
び第3図は、それぞれ、基盤加熱温度、アルゴン
圧と保磁率、透磁率との関係を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Co:40〜92重量%、 第A族元素よりなる群から選ばれる1種以上
    の元素:合計で3〜30重量%、 Nb及び/又はTa:合計で5〜30重量%、 Ca:10〜200ppm以下、 不純物たるO:200ppm以下、 不純物たるN:50ppm以下よりなる蒸着用コバ
    ルト基合金。
JP4210887A 1987-02-25 1987-02-25 蒸着用コバルト基合金 Granted JPS63210269A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4210887A JPS63210269A (ja) 1987-02-25 1987-02-25 蒸着用コバルト基合金

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JP4210887A JPS63210269A (ja) 1987-02-25 1987-02-25 蒸着用コバルト基合金

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JPS63210269A JPS63210269A (ja) 1988-08-31
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JP4210887A Granted JPS63210269A (ja) 1987-02-25 1987-02-25 蒸着用コバルト基合金

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JPH02301531A (ja) * 1989-05-15 1990-12-13 Sanyo Electric Co Ltd 水素吸蔵合金の製造方法

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JPS63210269A (ja) 1988-08-31

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