JPH11246967A - IrMn系合金成膜用ターゲット、その製造方法およびそれを用いた反強磁性膜 - Google Patents

IrMn系合金成膜用ターゲット、その製造方法およびそれを用いた反強磁性膜

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JPH11246967A JP10051669A JP5166998A JPH11246967A JP H11246967 A JPH11246967 A JP H11246967A JP 10051669 A JP10051669 A JP 10051669A JP 5166998 A JP5166998 A JP 5166998A JP H11246967 A JPH11246967 A JP H11246967A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スパッタ時の放電安定性に優れ、かつスパッ
タ時に発生する熱応力によってもターゲット割れが発生
せず、スパッタ成膜した反強磁性膜の交換結合磁界も大
きなIrMn系合金成膜用ターゲットを提供する。 【解決手段】 IrMn系反強磁性合金ターゲットの組
織中にIr相を分散して存在させ、かつターゲット中の
酸素量を3000ppm以下に制御する。製造方法とし
ては、Ir粉末、Mn粉末、Mn-X合金粉末あるいはX粉末(X
はFe,Ni,Cu,Ta,Hf,Pd,Ti,Nb,Cr,W,Zr,Mo等の少なくとも
1種)を所望量配合し、混合粉末の液相発現温度より低
い温度で、加圧焼結を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、反強磁性を有する
IrMn系合金の成膜用ターゲットとその製造方法さらに、
それを用いた反強磁性膜に関するものであり、特に磁気
記録装置などに適用される磁気抵抗効果型磁気ヘッドの
検出部の磁区制御などに適用される反強磁性膜に係わる
ものである。
【0002】
【従来の技術】パソコン等の外部記憶装置に使用されて
いるハードディスクドライブによって代表される磁気記
録分野では、大容量、高記録密度化が年率20〜30%以上
の大きな伸びを示している。情報を磁気ディスクに書き
込み/読み出す磁気ヘッドにとってみても、その方式、
構成等は目まぐるしく変化し、変革が進んでいる。現
在、磁気ディスク上に書き込まれる情報密度は2〜3Gbit
/in2に達しており、磁気ヘッドとして電磁誘導方式で
は書き込み/読み出しが困難になっていしまい、そのた
め読み出し専用ヘッドとして磁気抵抗効果を利用した磁
気抵抗効果型ヘッドが考え出され、主流を占めるに至っ
てきた。
【0003】さて、この磁気抵抗効果型ヘッドの検出部
には、強磁性体であるパーマロイ等の磁性薄膜による磁
気抵抗効果が利用されているが、強磁性材に特有な磁区
あるいは磁壁が薄膜中に存在のため、バルクハウゼンノ
イズが発生し、実用化の上で大きな障害になっていた。
このため、磁性薄膜を単磁区化する実用的な方法が多方
面から検討され、多くの対策方法が盛んに行われてい
る。それらのなかで、有用な解決方法として強磁性体薄
膜による磁気抵抗効果膜と反強磁性膜との交換結合現象
を利用して、磁気抵抗効果膜の磁区を特定方向に制御す
る方法が提案されている。このように、強磁性と反強磁
性の薄膜を2層以上重ねる多層膜は、交換結合膜と称せ
られている。強磁性膜に積層される反強磁性膜として
は、γ-FeMnあるいはNiO等の合金系があるが、特許番号
第2,672,802号公報に開示されているIrMn系合金が、交
換結合磁界強さ、ブロッキング温度、耐食性等の点で好
適である旨が記載され、注目を浴びるようになってき
た。
【0004】IrMn系合金膜は反強磁性を有するため、
強磁性合金膜上に隣接して膜を形成すれば、原子間の相
互作用による磁気的な結合を生じ、強磁性合金膜の磁化
方向を制御するという特異な現象を発生する。この物性
現象を利用すれば、磁気抵抗効果型ヘッドの検出部を形
成する磁気抵抗効果膜のバルクハウゼンノイズを抑制で
き、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの性能を格段に向上でき
ることが予想される。実際、強磁性膜としてパーマロイ
あるいはCo−Fe等が用いられ、反強磁性膜としてγ-FeM
nあるいはNiO等が知られてる。一方、IrMn系合金膜は成
膜中に特定方向に磁場を印加して成膜すれば、成膜後、
磁場中での熱処理を施さなくても高い交換結合磁界が得
られ、良好な強磁性膜の磁化方向制御を行えることから
注目されていた。IrMn系合金の反強磁性膜はスパッタリ
ング等の成膜方法で形成されるが、それに使用されるタ
ーゲット素材は、真空溶解法あるいは所望組成のIrMn合
金粉末を加圧焼結する粉末冶金法により作製される。次
に、ターゲット素材は機械加工して所望の形状寸法に仕
上げられて、ターゲットとしてスパッタ装置に組み込ま
れる。このようなターゲットは主としてArのような不
活性ガスイオンの雰囲気中でスパッタリング工程に適用
され、磁気ヘッドの検出部等の形成が行われる。
【0005】さて、上述したIrMn系合金成膜用ターゲッ
トは真空溶解法あるいは粉末冶金法で作製されることが
知られており、以下その製法について述べることにす
る。まず、真空溶解法では原料のIr,Mnおよび必要とす
るその他の合金成分を所望組成に配合し、真空炉中に設
置したジルコニアあるいはアルミナ製耐火物からできて
いる坩堝に原料を装入する。その後、真空炉を10-2
10-3Torr程度まで減圧した後、耐火坩堝の外周に
設置したコイルに高周波電流を通電して原料に電磁誘導
による渦電流を発生させ、渦電流によるジュール熱を発
生させ加熱溶解を行う。真空溶解を行ったIrMn系合金融
体を、同じく真空炉中に設置した鋳型に注ぎ真空鋳造を
行い、加工素材を作製する。さらに、機械あるいは研磨
加工工程を経て、適当な形状寸法に加工してスパッタリ
ング用ターゲットを得る。
【0006】一方、粉末冶金法を適用した製造法では、
ガスアトマイズ法等で所望組成のIrMn合金粉末を作製し
た後、これを熱間静水圧プレス法(HIP)等の加圧焼結
法を用いて、ターゲット素材を作製する。このように作
製した加工素材は旋盤、研削盤等の機械加工され、所望
のターゲット形状に仕上げて使用される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】真空溶解法または粉末
焼結法を用いて、スパッタリング用合金ターゲットを作
製するのは広く用いられる製造方法であるが、IrMn系合
金素材は機械的に脆いIrMn系金属間化合物相よって構成
される。このような脆性材料によるターゲットは、スパ
ッタリング放電中加熱され急速に温度上昇または局部加
熱されるため、温度分布の不均一による熱応力が増大し
てターゲットに割れを引き起こすという問題点がある。
スパッタ放電中にターゲットに割れを生ずると、この割
れの部分にプラズマが集中してしまい、その結果スパッ
タリングターゲットのメタルボンディング材のIr等の蝋
材が露出し、この蝋材がターゲット材と同時にスパッタ
されることになるため、成膜された反強磁性膜が汚染さ
れて必要な特性の反強磁性膜を得ることができない。
【0008】一方、IrMn系合金を粉末法で作製した場
合、Mnは酸素との親和力が大きいため、粉末の作製時に
粉末表面が酸化し、厚い酸化膜層を形成してしまう。こ
の酸化層が厚く形成された原料粉末を用いた場合、加圧
焼結時にこの酸化物層が中間に介在して原料粉間の原子
の相互拡散を妨害するため、焼結性が悪くなり、その結
果ターゲット用素材として必要な相対密度90%以上を得
ることが困難であった。また、焼結体の相対密度が90%
以下の場合、焼結体内部の空隙は連なって存在するよう
になり、焼結体外部と繋がってしまい、表面あるいは内
部に細かい空腔を生じることになる。このような焼結体
を機械加工すると、加工液が焼結体内部に浸透したり、
あるいは残留する原因になる。さらに、加工液による材
料の汚染を促進したり、加工液が焼結体の酸化を進行さ
せる原因にもなる。
【0009】酸素含有量の高いターゲットを使用してス
パッタリングした場合、酸化物、特にMnの酸化物はター
ゲット表面に残留すると共に、絶縁物であるため電荷が
トラップされ表面に滞留することになる。このため、タ
ーゲットの電位分布が一様でなくなり、場所によっては
急激に変化する不均一分布になる。スパッタ時にターゲ
ット近傍は均一な電位分布、即ち電界分布が得られなく
なり、スパッタリング放電時に異常放電を招き安定した
放電を継続出来ない。つまり、成膜装置内で安定したプ
ラズマ状態が得られないことである。また、高含有酸素
の材料をスパッタ成膜した場合、酸素は成膜中に取り込
まれることになり、強磁性膜上に反強磁性膜がエピタキ
シ成長することを阻害する。反強磁性膜のエピタキシ成
長が阻害されると、強磁性膜との交換結合磁界は低下
し、磁化方向を制御することは困難となり、予定した特
性が得られない。さらに、成膜組成とターゲット組成が
一致しないため、予定した特性を得ることが難しく、ま
た制御することが困難であった。
【0010】
【課題を解決するための手段】以上、従来技術の課題を
記述したが、次にその解決手段を詳しく述べることにす
る。本発明の本質はターゲット材の構成元素であるIr
とMnが金属間化合物を形成することに起因する点、お
よびMnが非常に酸化し易い元素ある点にある。このよ
うな従来技術の問題点と条件の特異性を加味して、本発
明を想到するに至ったものである。
【0011】本発明では、ターゲットの組織をIr相とそ
の外周側にIrMn合金相あるいはIrMn多元合金相で接合さ
れている複合組織と規定したところに特長がある。これ
は焼結体の機械的強度を低下させる主因であるMn相お
よびMn合金相の割合を少なくし、機械的に強度の低い
Mn相あるいはMn合金相にクラックが生じた場合で
も、Ir相でクラックの進展を食止めることができる。こ
れは脆性および抗折強度を大幅に改善できるものであ
る。同時に、スパッタ放電時の熱応力によってターゲッ
トに割れが生ずるのを防止することも可能である。従来
法である真空溶解による完全合金型ターゲットと本発明
のターゲットの機械的な強度である抗折強度で比較した
ところ、完全合金型のターゲットは5〜10kg/cm2の抗折
強度であったのに対し、本発明のターゲットは15kg/cm
2以上の抗折強度を有していることがわかった。IrMn系
合金ターゲットの組織中にIr相を存在させ、さらにIr相
の外側をIrMn合金相で接合されていることが本発明の本
質であるが、組織中にIrが存在しIrMn合金を介して分散
される形態がより本発明を表現したものと言える。この
ように組織をIr相とIrMn合金相に分けてターゲットを作
製することは、従来のターゲットでは組織が単相である
ため、本発明のような機能および効果は期待できないこ
とは、以上の説明から容易に理解できるところである。
【0012】前述した本発明によるターゲットを用いて
反強磁性膜を作製することは、本発明の究極的な目的で
はあるが、その組成について言及する。磁気抵抗効果型
ヘッドの検出部を構成する交換結合膜を構成する場合、
その組成はIrYMn1-Yで表すことができ、0.02≦Y≦0.8at
%の範囲で交換結合磁界を大きくできる。さらに、0.05
≦Y≦0.4at%では高温域における交換結合力を確保で
き、より好ましい範囲である。交換結合膜を構成する強
磁性膜との関係もあるが、反強磁性の膜厚は15nm以下が
適しており、好ましくは3〜10nmである。
【0013】次に、IrMn合金にFe、Ni、Cu、Ta、Hf、P
d、Ti、Nb、Cr、W、Zr、Mo、Re、Co、Ru、Ptの群から選
ばれた少なくとも1種が含有されるIrMn系多元合金にお
いて、組織中にIr相を存在させ、このIr相の外側をIrMn
合金あるいはIrMn多元合金相で接合することである。Ir
Mn合金に上記したFe以下の添加元素を加えることは、更
なる耐食性の向上を目的としたものであり、本発明の実
施しうる範囲である。しかし、0.5at%以上添加すると交
換結合力の低下を招くため、0.5at%を上限値とするもの
である。
【0014】本発明に係わる第三の点は、前記のIrMn系
合金成膜用ターゲットは、15kg/cm2以上の抗折強度を
有し、スパッタ放電時の熱応力によっても割れが発生し
難いことを特徴とする。このような特性は、ターゲット
素材の機械加工時にその有用性を発揮するものである。
即ち、従来材では脆い材質であったため、機械加工時に
正確な仕上げが出来ず、表面の状態も不良であり、特性
の良い薄膜を形成することが困難であった。しかし、本
発明によってこのような不具合は解消できるものであ
る。
【0015】本発明では、IrMn系合金成膜用ターゲット
の含有酸素量を3000ppm以下、かつ相対密度を90%以上
にすることを特徴とするものである。ターゲット材中の
酸素量を3000ppm以下と規定した理由は、含有酸素が主
としてMnの酸化物として存在することになる。Mnの酸化
物は電気伝導性が無い絶縁体であるため、スパッタ放電
中には電荷が蓄積されることになる。蓄積された電荷は
ある限界に達すると、酸化物から電荷が急激に放電され
るため、スパッタ中に異常放電を生ずることとなる。タ
ーゲット中の含有酸素量が3000ppmを超える値に達する
と、安定したスパッタ放電を継続することが最早困難と
なり、スパッタ膜厚を厳密に制御することも不可能とな
る。3000ppmの限界値は実験と経験則から算定したもの
である。
【0016】また、異常放電発生時にスピッティング現
象を併発し、溶融したターゲット金属元素が膜面上に付
着し凝固するため、異物が非常に多い膜となる。このよ
うな膜の表面異物は素子の歩留まりを著しく低下させる
ため、磁気記録用ヘッドの製造上重大なな問題であっ
た。しかし、本発明者等はIrMn系合金成膜用ターゲット
の含有酸素を3000ppm、さらに好ましくは2500ppm以下に
すれば、スパッタリング時の異常放電を完全に抑えるこ
とはできないにしても、安定したスパッタ放電を維持す
ることが可能であり、安定した膜厚の制御が出来ると同
時に、表面異物の発生を実用上問題のない程度に抑える
ことが可能であることを見いだした。
【0017】ターゲットの相対密度は高いほど好ましい
ことは当然であるが、実用上の限界値を検討すると、90
%以上が特性および経済性の分岐点である。真空溶解法
に比べると、本発明による方法ではターゲット中に空隙
を生じやすい。このため、相対密度に影響するパラメー
タを適宜選び試験したところ、相対密度が90%以上であ
れば、ターゲット中の空隙は孤立して存在するようにな
り、機械加工時に材料中に加工液の浸透を抑えることが
可能となり、結果としてターゲット用素材の酸化を抑え
られる点、また加工液による材質の汚染を防止できる。
【0018】さらに、本発明は強磁性膜上に酸素量3000
ppm以下に制御した低酸素のIrMn系合金成膜用ターゲッ
トを用いて反強磁性膜を形成した交換結合膜を含むもの
である。本発明者らは含有酸素量3000ppm以下、90%以
上の相対密度を有するIrMn合金成膜用ターゲットと含有
酸素量5000ppmで、かつ相対密度が85%のIrMn系合金成
膜用ターゲットを用いて比較を行った。成膜の特性評価
したところ、酸素含有量の高いターゲットによる交換結
合膜は、含有酸素量の低いターゲットを用いたものと比
較すると、強磁性膜との交換結合磁界が小さいことが判
明した。さらに、成膜した膜を透過型電子顕微鏡を用い
てミクロ解析を行ったところ、含有酸素量の少ない方の
ターゲットで成膜したものは、強磁性膜上に良好にエピ
タキシー成長しているが、含有酸素の多いターゲットで
成膜した膜は、エピタキシー成長が一部阻害されている
ことが観察できた。IrMn系合金ターゲット中の含有酸素
は、ターゲット側ではスパッタ粒子として原子状態で存
在すると考えられるが、これが基板上に到達して再びMn
と結びつき、酸化物を形成する。このMn酸化物が、強
磁性膜上にIrMn系合金膜がエピタキシー成長するのを妨
げ、結果として強磁性膜と反強磁性膜間の交換結合磁界
が低下する原因である。
【0019】次に製造方法について言及する。良好なIr
Mn系合金成膜用ターゲットを実現するための製造方法と
しては、Ir粉末、Mn粉末、Mn−X合金粉末あるいはX粉
末、(XはFe、Ni、Cu、Ta、Hf、Pd、Ti、Nb、Cr、W、Z
r、Mo、Re、Co、Ru、Ptの群から選ばれた少なくとも1
種)を所望量配合した後、混合する工程を経て、混合粉
末の液相発現温度より低い温度で加圧焼結を行うことを
特徴とするするものである。
【0020】本発明の製造方法として、Ir粉末、Mn粉
末、Mn−X合金粉末、あるいはX粉末を配合、混合す
る。この混合粉末を液相発現温度より低い温度で加圧焼
結を行ってターゲット用素材を作製する最大の理由は以
下の通りである。本発明の基本的組織であるをIr相の外
側をIrMn相によって結合するようにするために、Ir粉末
は必ず単独で配合し、残りの元素は単独かあるいは合金
粉末の形で配合する必要がある。原料混合粉末の液相発
現温度以下で加圧焼結を行うことによって、加圧焼結時
に液相が生じた場合、粉末を保持するためのモールド型
や、金属製の缶と液相が反応し、良好な焼結体を得るこ
とは困難となる。相対密度90%以上の高密度の焼結体を
うるための具体的な焼結条件としては、液相発現温度以
下10℃から200℃以内の温度範囲内、さらに具体的には
温度1235℃から1045℃の範囲内、圧力は100kg/cm2以上
で加圧焼結を行うのが望ましい。
【0021】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。 (実施例1) 本発明及び比較例のスパッタリングター
ゲットの製造条件を表1に示す。表1中、試料1から試
料8については、平均粒径50μmのIr粉末、および
Mn粉末を所望組成に秤量、配合し、混合ミルを用いて
均一に混合した後、ホットプレス法あるいはHIP法を
用いて加圧焼結を行った。
【0022】
【表1】
【0022】加圧焼結法としてホットプレスを用いた場
合は、混合粉末をカーボン製のモールド型に充填した
後、ホットプレス装置内を真空引きし、さらに温度40
0℃まで加熱した後5時間真空加熱を行って原料粉末に
吸着している酸素の脱気処理を行った。脱気処理した
後、本発明である試料1は、原料粉末を圧力150Kg
f/cm2、温度1230℃で加圧焼結を行った。比較
例の試料7は、焼結時の加圧圧力を50Kg/cm2
温度900℃で焼結を行い、比較例8は、焼結温度温度
1300℃で加圧焼結を行った。なお、試料8の加熱温
度1300℃は混合粉末のIrMn系合金の液相発現温度1
253℃を超え、加圧焼結時に液相が発現しモールド型
との反応を生じた。
【0023】加圧焼結法としてHIP法を用いた場合
は、原料粉末を軟鋼製の容器に充填した後、軟鋼製容器
内を真空引きし、さらに400℃まで加熱した後5時間
放置し原料粉末の脱気処理を行った。脱気処理完了後、
軟鋼製容器を密封し、容器をHIP装置内に入れ、圧力
1000〜1300Kgf/cm2、温度1050〜1
230℃で加圧焼結を行った。
【0024】比較例の試料9では、真空溶解、鋳造によ
り表記の組成のインゴットを作製し、これをハンマーに
より適当な大きさに砕いた後、ディスクミルを用いて平
均粒径50μmまで粉砕を行った。なお、粉砕中は粉末
の酸化を防ぐため、ディスクミル容器内を真空引きした
後、内部をArガスで置換して、不活性ガス雰囲気にし
た。以上のようにして得たIrMn合金粉末は、HIP法を用
いて加圧焼結を行った。加圧焼結条件は圧力1300K
g/cm2,温度1200℃である。比較例10では、
真空鋳造法を用いてIrMn合金の作製を行った。上記のよ
うに作成した素材は、相対密度、酸素含有量、抗折強度
を測定するとともに、スパッタ放電安定性、薄膜組成、
磁気特性評価およびスパッタ時の割れの発生状況を評価
するため、スパッタリングターゲットを機械加工して作
成した。作成したターゲットはスパッタリング装置に装
着し、Arガス圧5×10-3Torr、ターゲットへの
直流印可電力15W/cm2の条件で直流スパッタを行
って、膜厚1000Åの薄膜組成分析用の試料を作成
し、薄膜組成をEPMAを用いて分析を行った。
【0025】磁気特性特性の評価については、同一スパ
ッタチャンバー内でシリコン基板上に、純Co膜を25
Å成膜を行った後、前記のスッハ゜タ条件でNiMn系反強磁性
合金膜を200Å成膜をした後、IrMn合金膜の酸化を防
止するため、Taを50Å成膜し、交換結合磁界測定用の
薄膜試料を作成した。作成した試料は振動試料型磁力計
を用いて交換結合の測定を行った。スパッタ時の放電安
定性、及びターゲットの割れの発生状況の評価は、Arガ
ス圧5×10-3Torr、ターゲットへの直流印加電力20
W/cm2の条件で5時間連続してスパッタ放電を行っ
て、スパッタ放電時の異常放電発生回数をアーキングモ
ニターでカウントすると同時に、試験後にターゲット表
面の観察を割れの有無を調査した。
【0026】評価結果を纏めて表2示す。本発明は何れ
の試料も90%以上の良好な相対密度、含有酸素量25
00ppm以下、16Kg/cm2以上の抗折強度を有
しているのに対し、比較例である試料7、試料9は80
%台と相対密度が低く、また含有酸素量も4500pp
m以上と非常に多い事が分かる。また抗折強度も6kg
/cm2以下と非常に脆くなっていることが判明した。
真空鋳造法で作成した試料10に関しては相対密度、含
有酸素量とも良好であったが、抗折強度は9Kg/cm
2と低い値を示した。なお、試料8は焼結中に液相を生
じたため評価することはできなかった。
【0027】
【表2】
【0028】交換結合磁界の結果について、薄膜組成の
近い本発明の試料2と比較例の9の結果を比較すると、
ほぼ同じ薄膜組成であるにも拘わらず本発明の400Oe
に対し、130Oeと低くなり、本発明のターゲットで作
成した薄膜は良好な交換結合磁界を有することが分か
る。
【0029】異常放電回数の評価、及びスパッタ後の割
れの発生状況に関しては、本発明のターゲットの異常放
電発生回数は1分当たり1回以下の非常に低い値でか
つ、試験後ターゲットに割れの発生は無かったが、相対
密度が低く、かつ含有酸素量も多い比較例の試料9は1
分当たり5回と異常放電回数も多く、連続放電開始後1
時間経過した後、ターゲットに割れを生じた。比較例の
10については、安定した試験の途中の段階までは安定
したスパッタ放電が継続したが、連続放電開始後2時間
でターゲットに割れを生じた。
【0030】(実施例2) 実施例2を表3に示す。実
施例2では、Ir粉末、Mn粉末以外に第三元素、第四元
素を添加するため、純金属粉末、あるいは、それらの合
金粉末を原料粉末として使用した。ホットプレス、HIP
による加圧焼結、及びターゲットの機械加工は実施例1
に準じて行っている。なお、試料19は加圧焼結中に液
相を生じ良好な燒結体を得ることは出来なかった。
【0031】
【表3】
【0032】実施例2の評価結果を表4に示す。本発明
のターゲットはいずれの試料も90%以上の相対密度を
有し、かつ抗折強度、薄膜組成、スパッタ放電安定性、
ターゲットの割れ等、全ての点で良好な特性を有するの
に対し、比較例の試料は、何らかの点で問題を有するこ
とが分かる。さらに、薄膜組成がほぼ等しい試料12と
比較例24の交換結合磁界について見てみると、本発明
の試料12が400Oeもの値を示しているのに対し、比
較例の24は190Oeと半分以下の値示しておらず本発
明のターゲットをIrMn系合金反強磁性膜の成膜に使用す
る良好な磁気特性が得られることがわかる。作製した試
料に電流供給端子を設け、磁界検出素子を形成した。低
磁界の信号で十分大きな信号を得ることができ本発明を
実施すれば、従来にない高感度な磁界検出センサを提供
可能となる。これは記録密度2〜3Gbit/in2以上の磁気抵
抗効果型磁気ヘッドの検出部を構成できることは、以上
の検討結果より明らかである。
【0033】
【表4】
【0034】
【発明の効果】IrMn合金、あるいはIrMnFe合
金ターゲットの製造に際し、その組織を複合組織とする
事で機械加工性にすぐれ、またターゲットとして使用し
た場合の放電安定性が良好で放電時の熱応力によっても
割れを生じ難い反強磁性合金成膜用ターゲットが得られ
る。また、高い交換結合力を持つ磁気抵抗効果膜を作製
でき、感度の良好な磁気ヘッド等の検出素子を提供する
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // G11B 5/39 G11B 5/39 H01L 43/12 H01L 43/12

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組織中にIrが存在し、このIrはIrMn合金
    を介して分散されていることを特徴とするIrMn系合金成
    膜用ターゲット。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記IrとIrMn合金に
    はそれぞれIr相およびIrMn合金相を有すると共に、前記
    Ir相がIrMn合金相によって接合されていることを特徴と
    するIrMn系合金成膜用ターゲット。
  3. 【請求項3】 組織中にIrが存在し、IrMn合金を介して
    分散されているIrMn系合金成膜用ターゲットにおいて、
    Fe、Ni、Cu、Ta、Hf、Pd、Ti、Nb、Cr、W、Zr、Mo、R
    e、Co、Ru、Ptの群から選ばれた少なくとも1種が前記I
    rMn合金もしくはIrMn合金相に含有されることを特徴と
    するIrMn系合金成膜用ターゲット。
  4. 【請求項4】 請求項3において、組織中に少なくとも
    Fe相、FeMn相あるいはIr相のいずれか1つ以上が存在す
    ることを特徴とするIrMn系合金成膜用ターゲット。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかにおいて、抗折
    強度が15kg/cm2以上を有することを特徴とするIr
    Mn系合金成膜用ターゲット。
  6. 【請求項6】 請求項5において、スパッタ放電時の熱
    応力等による割れが発生しないかもしくは発生しても成
    膜組成に実質的に影響を与えないことを特徴とするIrMn
    系合金成膜用ターゲット。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかにおいて、含有
    酸素量が3000ppm以下であることを特徴とするIrMn系
    合金成膜用ターゲット。
  8. 【請求項8】 請求項1〜4のいずれかにおいて、90%
    以上の相対密度を有することを特徴とするIrMn系合金成
    膜用ターゲット。
  9. 【請求項9】 請求項7において、スパッタリング等の
    成膜時に前記ターゲット表面に存在する主としてMn等の
    酸化物による絶縁性残留物が、空間電荷をトラップして
    プラズマ形成に大きな影響のない程度に抑制されている
    ことを特徴とするIrMn系合金成膜用ターゲット。
  10. 【請求項10】 請求項7または8のいずれかにおい
    て、成膜時の異常放電の発生頻度を低く抑えるように酸
    化物が制御されていることを特徴とするIrMn系合金成膜
    用ターゲット。
  11. 【請求項11】 所望量配合したIrMn合金粉末を液相発
    現温度より低い温度で加圧焼結する工程を含むことを特
    徴とするIrMn成膜用ターゲットの製造方法。
  12. 【請求項12】 Ir粉末、Mn粉末、Mn−X合金粉末ある
    いはX粉末、(XはFe、Ni、Cu、Ta、Hf、Pd、Ti、Nb、
    Cr、W、Zr、Mo、Re、Co、Ru、Ptの群から選ばれた少な
    くとも1種)を1または2種以上配合した後、混合する
    工程を経て、混合粉末の液相発現温度より低い温度で加
    圧焼結を行うを工程を含むことを特徴とするIrMn成膜用
    ターゲットの製造方法。
  13. 【請求項13】 請求項11または12のいずれかにお
    いて、前記加圧焼結温度は液相発現温度の10〜200
    ℃低いことを特徴とするIrMn成膜用ターゲットの製造方
    法。
  14. 【請求項14】 組織中にIr相が存在し、IrMn合金で接
    合されているIrMn系合金成膜用ターゲットを用いて形成
    されたことを特徴とする反強磁性膜。
  15. 【請求項15】 IrMn合金にFe、Ni、Cu、Ta、Hf、Pd、
    Ti、Nb、Cr、W、Zr、Mo、Re、Co、Ru、Ptの群から選ば
    れた少なくとも1種がIrMn合金に含有されるIrMn系多元
    合金において、組織中にIr相が存在し、このIr相は前記
    IrMn合金相あるいはIrMn多元合金相で接合されているIr
    Mn系合金成膜用ターゲットを用いて成膜されたことを特
    徴とする反強磁性膜。
  16. 【請求項16】 請求項14または15のいずれかにお
    いて、強磁性体膜と積層して交換結合力を生じさせたこ
    とを特徴とする反強磁性膜。
  17. 【請求項17】 請求項16において、10kA/m以上の交
    換結合力を持たせたことを特徴とする反強磁性膜。
  18. 【請求項18】 請求項14〜17のいずれかにおい
    て、前記反強磁性膜に電流供給端子を設け、磁界検出素
    子の機能を付与したことを特徴とする反強磁性膜。
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