JPS6378760A - 感熱記録用ヘツドの保護層形成用スパツタリングタ−ゲツト材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サーマルプリンタなどに用いられる感熱記
録用ヘッドの保護層をスパッタリングにより形成するに
際し、ターゲットとして用いた場合に無歪の良質な保護
層を安定した条件で、かつコスト安く形成することが可
能なスパッタリングターゲツト材に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、サーマルプリンタなどに使用されている感熱記
録用ヘッドのうちの薄膜型ヘッドが、アルミナなどから
なる絶縁基板上に、ブレースガラス層および発熱体層を
順次形成し、さらにこの上に発熱体通電用の電極層を所
定間隔を隔てて設け、これら電極層間の間隙の発熱部に
耐酸化性と耐摩耗性にす′ぐれたサイアロンからなる保
護層を形成してなる構造をもつことが知られている。

また、上記の薄膜型は勿論のこと、厚膜型のものや、そ
の他の形式のものを含めた感熱記録用ヘッドの保護層が
、サイアロンからなるターゲツト材を用い、スパッタリ
ングにより形成されることもよ（知られるところである
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のサイアロンからなるターゲツト材（以下
従来ターゲットという）においては、スパッタリング時
に、サイアロンを構成する酸素が９累に比して系外に出
やすいために、形成されたサイアロンＣＬａ層における
Ｏ／Ｎ比がターゲツト材中のＯ／Ｎ比に比して小さくな
って保護層特性に悪影唇を及ぼすようになり、この現象
は、スパッタリング時の真空雰囲気の真空度を下げるこ
とによりある程度防止することができるが、この場合に
は形成される保護層の粒子が粗くなり、保護層に大きな
歪が残存するようになり、極端な場合には下地層が変形
するようになり、また、上記の従来ターゲツト材は、サ
イアロン自体が焼結性の悪いものであるため、ホットプ
レスで製造しなければならないことから、普通焼結によ
る場合に比してコスト高となるばかりでな（、密度が低
く、この結果ターゲツト材中（；は多数の空孔が存在す
るようになるが、この空孔がスパッタリング時に異常放
電やスパッタ雰囲気の乱れの原因となり、かつ熱歪応力
によってターゲツト材自体に割れが生じる原因ともなり
、さらにターゲツト材の空孔中の吸着水分やガスが形成
される保護層の純度を低下させるなどの問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記従
来のサイアロン製スパッタリングターゲツト材のもつ問
題点を解決すべく研究を行なった結果、硬質層形成成分
として多数のサイアロンのうちから、組成式： ％式％） を有するβ′サイアロンを特定し、これにガラス質形成
成分としてＹ、Ｍｇ　、　Ｓｃ　、および希土類元素の
酸化物のうちの１種または２種以上（以下、これらを総
称して金属酸化物という）を２〜７重量％（以下％は重
量％を示す）含有させた組成を有するセラミック焼結体
を、感熱記録用ヘッドの保護層をスパッタリングにより
形成するに際してターゲツト材として用いると、上記セ
ラミック焼結体における金属酸化物が、スパッタリング
時の雰囲気中のＯ／Ｎ比をバランスさせ、形成される保
護層中のＯ／Ｎ比が硬質相形成成分であるβ′サイアロ
ンの組成式におけるＸ値を十分に満足させることから、
保護層はすぐれた耐酸化性および耐摩耗性を有するよう
になり、また、前記金属酸化物の含有によってセラミッ
ク焼結体の焼結性が著しく向上するようになるので、タ
ーゲツト材をコストの安い普通焼結によって高い密度で
製造することができ、この結果空孔の形成が著しく抑制
されるようになることから、スパッタリング時の異常放
電やスパッタ雰囲気の乱れがなくなり、安定した条件で
の良質な保護層形成が可能となり、かつ熱歪応力（：よ
るターゲツト材自体の割れがなくなり、さらに空孔中の
吸着水分やガスによる保護層の純度低下も回避すること
ができるようになるという知見を得たのである。

この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、感熱記録用ヘッドの保護層形成用スパッタリングタ
ーゲツト材を、 ガラス相形成のための金属酸化物＝２〜７射。

を含有し、残りが硬質相形成のための組成式：％式％） を有するβ′サイアロンと不可避不純物からなる組成を
有するセラミック焼結体で構成した点に特徴を有するも
のである。

なお、この発明のターゲツト材において、セラミック焼
結体の金属酸化物の含有量を２〜７％と限定したのは、
その含有量が２９６未満では、金属酸化物によってもた
らされる上記の作用に所望の効果が得られず、一方その
含有量が７％を越えると、スパッタリングにより形成さ
れた保護層の耐摩耗性が低下するようになるという理由
によるものである。また、同じ（セラミック焼結体を構
成する硬１質相形成のためのβ′サイアロンの組成式に
おけるＸ値が０．１゛未満では所望のすぐれた耐酸化性
および耐摩耗性を保護層に確保することができず、一方
４．２を越えたＸ値のβ′サイアロンは存在しないこと
から、そのＸ値が０，１〜４．２となる。

〔実施例〕 この発明のターゲツト材を実施例により具体的に説明す
る。

原料粉末として、比表面積：　１１　ｍ’　／　ｆを有
する高純度Ｓｉ３Ｎ４微粉末、いずれも平均粒径：２μ
ｍのＭＮ粉末およびＡｌ２Ｏ３粉末、さらにいずれも平
均粒径：１μｍを有するＹ２Ｏ３粉末、　ＭｇＯ粉末、
５ｃ２０３粉末、　Ｌ２２０３粉末、およびＣｅ２Ｏ３
粉末を用意し、これら原料粉末なそれぞれ第１表に示さ
れる配合組成に配合し、ボールミル中で７２時間混合し
た後、圧粉体にプレス成形し、ついでこの圧粉体を、１
気圧の窒素ガス雰囲気中、１７００〜１８２０℃の範囲
内の温度に５時間保持の条件で焼結（普通焼結）するこ
とによって、実質的に金属酸化物の含有量が配合量と同
じであり、残りがβ′サイアロン（Ｘ値およびＯ／Ｎ比
を第１表に示す）からなるセラミック焼結体で構成され
た本発明ターゲット１〜６をそれぞれ製造した。

また、比較の目的で、上記の原料粉末を用い、それぞれ
第１表に示される配合組成に配合し、ボールミル中で７
２時間混合した後、温度：１７５０℃、圧カニ２００Ｋ
ｐ／ｃａ、保持時間＝１時間の条件でホットプレスする
ことにより、実質的にβ′サイアロン（Ｘ値およびＯ／
Ｎ比を第１表に示す）からなるセラミック焼結体の比較
ターゲット１〜３をそれぞれ製造した。また、第１表に
はこの結果得られた各種のターゲツト材の密度も示した
。

ついで、これらのターゲツト材から直径：１２．７咽×
厚さ：５關の試験片を切り出し、この試験片を用い、 出カニ２００Ｗ、 真空度：　Ｉ　Ｘ　１Ｏ−２ｔｏｒｒ　。

雰囲気：Ａｒ の条件でスパッタリングを行ない、感熱記録用ヘッドの
基板を構成する直径：５０ｍｍＸ厚さ＝０．５咽のアル
ミナ基板の表面に厚さ：０．０１ｍｍの保護層を形成し
た。

この結果形成された保護層中のβ′サイアロンの０７Ｎ
比を測定すると共に、基板のそり状況を観察し、さらに
ターゲツト材のクラック発生状況を観察した。これらの
結果を第１表に示した。なお、上記ターゲツト材および
保護層中のβ′サイアロンの０／Ｎ比はエレクトロン・
プローブ・マイクロ・アナライザ（ＥＰＭＡ）により測
定した値である。

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明ターゲツト材１〜６
は、金属酸化物の含有によって、いずれも普通焼結によ
り製造したにもかかわらず、密度が高く、この結果空孔
の存在がきわめて少ないので、空孔による異常放電やス
パッタ雰囲気の乱れがなく、さらに空孔中に含有する吸
着水分やガスの作用による縄文低下もないことから、安
定した良質な保護層を形成でき、加えてターゲツト材に
クラックの発生もなく、また同じく金属酸化物の含有に
よって保護層における０／Ｎ比がターゲツト材における
Ｏ／Ｎとほとんど変らず、この結果すぐれた耐酸化性お
よび耐摩耗性を有する保護層の形成が可能となるほか、
前記基板に変形もないのに対して、比較ターゲット１〜
３においては、ホットプレスにより製造したにもかかわ
らず、逆に密度が低く、この結果多数の空孔が存在する
ようになって、ターゲツト材にはクラックが発生し、か
つＯ／Ｎ比の変化も大きいので保護層の特性劣化や。

基板に大きなそりが発生するようになるなどスパッタリ
ングターゲツト材として劣ることが明らかである。

上述のように、この発明のスパッタリングターゲツト材
によれば、感熱記録用ヘッドの製造に際して、すぐれた
特性を有する保護層を安定的に、かつコスト安く形成す
ることができるのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガラス質相形成のためのＹ、Ｍｇ、Ｓｃ、および希土類
   元素の酸化物のうちの１種または２種以上：２〜７重量
   ％、 を含有し、残りが硬質層形成のための組成式：Ｓｉ＿６
   ＿−＿ｘＡｌ＿ｘＯ＿ｘＮ＿８＿−＿ｘ（ｘ：０．１〜
   ４．２％）、を有するβ′サイアロンと不可避不純物か
   らなる組成を有するセラミック焼結体で構成したことを
   特徴とする感熱記録用ヘッドの保護層形成用スパッタリ
   ングターゲット材。