[发明专利]材料混合物、溅射靶、该溅射靶的制备方法以及该材料混合物的用途

说明书

本发明涉及含有钴基合金作为主要成分的材料混合物、溅射靶以及该溅射靶的制备方法。

含有钴基合金作为主要成分的材料混合物可从(例如)专利文献US 6,759,005或专利文献DE 195 08 535 A1中得知。其中，这些材料混合物用于形成作为磁性功能层的薄层(尤其是用在磁性数据存储技术中的薄层)；或者这些材料混合物分别形成这些层。由于要求这些层具有高容量，因此，对这些层的材料的要求越来越高；进而对用来制备这些层的溅射靶的要求也越来越高，这是因为这些层优选通过溅射来制备。

本发明基于改善已知材料混合物的磁特性这一目的。

上述目的通过独立权利要求得到解决。由从属权利要求获得有利的实施方案。至少还含有TiO_x作为次要成分的钴基合金(钴基合金作为主要成分，即，其重量百分比大于50％)的磁特性得到显著改善，因此其作为薄层更加适合用于磁性数据存储。优选通过溅射技术将这种材料沉积成为薄层。通过使减氧处理后的(亚化学计量的)导电性氧化钛以粒径为0.1μm至50μm的粉末状态存在，会使得溅射材料从溅射靶沉积到基材上时获得特别优异的均匀性。所述TiO_x中的x优选为1.5至1.998。

优选的是，所述材料混合物或者由该材料混合物制成的溅射靶均由氧化物粉末以及钴基合金金属粉末形成。溅射靶的密度优选为其材料的理论密度的至少95％。以这样的方式制备溅射靶：将钴基合金粉末与TiO_x粉末混合，并对该粉末混合物进行热压。在此有利的是，对该粉末混合物进行轴向热压或热等静压。由本发明的材料混合物会得到容量极高的存储介质。该材料混合物中的TiO_x百分含量优选最大为15摩尔％。要制备这些材料混合物的冶金熔体或相应的溅射靶的冶金熔体都是很困难甚至是不可能的，这是因为TiO_x陶瓷不会与钴基合金熔合。一般来说，将TiO_x颗粒以机械搅拌的方式混入到钴基合金熔体中不会形成均匀的材料。粉末冶金制备方法也有问题，这是因为：一方面，该方法存在金属颗粒与陶瓷颗粒之间的混合问题；另一方面，该方法还存在溅射方面的技术问题，这是因为如果电绝缘陶瓷颗粒存在于溅射靶中，则会导致在溅射过程中出现故障。出乎意料的是，这些问题也通过本发明而得到解决。

下面通过示例性的实施方案对本发明进行说明。

在转筒混合机中，将880g钴铬合金(铬的重量份数为12重量％)的惰性气体雾化粉末与120g经预处理的TiO_x粉末混合24小时。也可通过其它的标准混合方法来制备上述混合物，例如，使用球磨机或鼓式混合机进行制备。通过在温度为约1,400℃的还原气氛下进行真空退火来对TiO_x粉末进行预处理。通过减氧退火将TiO_x粉末的含氧量降低约2重量％(与化学计量的含氧量相比)。随后使用筛目尺寸为50μm的筛网将还原后的TiO_x粉末过筛。在转筒混合机中，将粒径低于50μm的TiO_x粉末与钴铬合金粉末均匀混合24小时。随后，将由钴铬合金与9摩尔％的TiO_x构成的所得混合物填充到热压模具中，并在真空压机中于1,100℃下以30MPa的成型压力进行压制。由上述材料混合物(CoCr12 TiO_x)制成的相应的热压溅射靶的相对密度为理论密度的98.0％。金相断面的制样表明，导电性TiO_x颗粒非常均匀地分布在钴合金基质中。

另一实施例为用类似方法制备的Co/Pt(18原子％)/Cr(10原子％)/TiO_x(8摩尔％)。