磁光合金濺射靶的製作方法
2023-11-03 16:32:17
專利名稱：磁光合金濺射靶的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於生產磁光(magneto-optical)記錄介質的合金靶，還涉及一種生產這種靶的方法。
背景技術：
磁光(MO)記錄介質是通過向一種基質上濺射一種薄層或膜而形成的，所說的基質可為玻璃或塑料片或盤，薄層或膜由稀土金屬和過渡金屬以希望的組成構成。這種MO記錄介質用於數據貯存，並用於聲音再現應用中以生產可記錄的緊緻盤(CD)。用於濺射方法中的靶是通過各種方法且由各種材料製成的。在US 4,957,549、US 4,620,872、US 4,946,501、US 4,915,738和US4,992,095中可以找到各種靶材料及生產方法。
通常，選擇該種濺射靶材料或生產方法取決於在生產(即濺射)磁光記錄介質層中靶的性能參數。每一種靶的性能通常是由生產的已濺射的MO膜的得到的性質來測得的。這些性質可以包括矯頑性(coercivity)(Hc)、矯頑均勻性、記錄(外場)偏敏性(write(external field)bias sensitivity)，信噪比(C/N)及塊錯誤率(blockerror rate)。所希望的MO膜的性質有可能對不同的應用領域有變化。例如，一種MO膜可以顯示出對某種應用而言，其矯頑性(Hc)太高或太低，而對另一種應用該值則正好。通常，對於一種已知的MO膜而言，所希望的矯頑性可以變化，矯頑性最好保持較高而矯頑均勻性較低。此外，對於一種已知的MO膜而言，希望高C/N比值，並且保持所希望的塊錯誤率(block error rate)儘可能地如讀雷射電源一般低。還希望這種濺射靶具有低的氧含量。為更有效地進行生產，對靶而言，同樣重要的是以低的等離子阻抗用高的沉積速度進行濺射。
磁光記錄介質工業的競爭性極強。人們已經和正在作著不懈的努力，進行大量的研究與開發工作以更好地了解濺射靶材料與生產工藝以及形成的磁光記錄介質所希望的性能間的關係。儘管如此，人們仍希望得到能夠製備濺射靶的替換材料及生產工藝，這此靶可穩定地生產高質量的MO膜。本發明的主要貢獻在於此。
發明簡述本發明涉及一種具有改善了性能參數的濺射靶。具體而言，本發明涉及一種能穩定地濺射具有改善性能的磁光記錄介質層的靶。本發明還涉及一種生產該種MO濺射靶的方法，其中，形成的靶的結構可被很好地控制，因而能穩定地生產具有所希望的改善性能的濺射的MO膜。
本發明濺射靶的組成中包含至少一種稀土元素和至少一種過渡金屬。本發明的每一種靶具有如下的結構該結構具有多個成分，包括過渡金屬成分和混合良好的(finely mixed)一種稀土相及一種稀土/過渡金屬(RE/TM)金屬互化物的合金成分。當實際的樣品靶用鋱—鐵共晶合金(TbFe12)製成時，據信，通過使用其它混合良好的合金如那些由包晶或包晶共晶反應形成的合金等也可產生滿意的結果。據信，如果混合良好的合金中的稀土含量高，可達到最好的結果，例如通過使用高級低共熔Tb-Fe合金(即具有稀土基質)而不是低級低共熔Tb-Fe合金(即具有金屬互化物基質)。因而，以下，包括共晶合金的靶結構將被理解為不排除其它的發現為可接受的這種混合良好的合金。優選的是，過渡金屬成分為過渡金屬合金。本發明的靶結構最好可以包括多於一種過渡金屬合金以達到所希望的靶與MO膜的組成。靶結構可以包括多種過渡金屬/過渡金屬合金， 過渡金屬與改善耐腐蝕性的元素的合金，或者是它們的混合物。
業已發現，對結構中的稀土/過渡金屬間金屬互化物的量進行限定，靶會更有可能穩定地濺射具有改善性能的MO膜。本發明的靶的結構優選基本上沒有任何非合金或元素態過渡金屬，以在靶生產過程中限制這種金屬互化物的形成。非合金過渡金屬如Fe具有很強的活性，在靶的生產過程中，會與稀土元素如Tb形成金屬互化物。當希望減小RE/TM金屬互化物的量時，同樣最好在靶的生產過程中存在一定量的金屬互化物以幫助控制靶的氧含量。靶中的氧含量太大對靶的性能起相反的作用。
在一種生產靶的方法中，所希望的靶結構的各成分以顆粒形式提供並混合在一起成粉末摻混物。然後將該粉末摻混物在抑氧條件下進行固結操作，如熱等壓壓制、真空熱壓制、惰性氣體熱壓制等。固結過程中，組成靶結構的顆粒沿著鍵合或擴散界面如通過壓力燒結結合在一起。為了進一步限制靶中的RE/TM金屬互化物的量從而進一步改善靶的性能和形成的MO膜的性能，也可避免在擴散界面中形成作為擴散產物的金屬互化物。通過避免使用非合金的粉末摻混物形式的過渡金屬粉末，並改變固結溫度和/或改變在固結靶的溫度下的固結時間，可生產出無或基本上無該金屬互化物擴散產物的靶結構。因此，通過減少粉末摻混物中的金屬互化物的含量和/或改變用於將粉末摻混物固結成靶的工藝，可以控制最後的靶中的RE/TM金屬互化物的量，從而控制形成的MO膜的性能。使用基本上無任何非合金的過渡金屬顆粒的粉末摻混物，通過在改變的溫度和/或在該溫度下改變的時間下固結粉末摻混物，由使用這些摻混物而生產的代表性靶濺射具有穩定的高矯頑值的MO膜。
通過在靶結構中包含稀土的區域處富集稀土可改變靶結構中的RE/TM金屬互化物量，使靶的性能得到額外的改善。靶的這種稀土富集過程這樣完成向本發明的基本的粉末摻混物中加入基本上元素態的稀土(RE)，從而增加靶結構中的稀土含量，減少靶中RE/TM金屬互化物的含量，增加了在形成的MO膜中稀土的產率。據信，可採用稀土/稀土(RE/RE)合金顆粒(即基本上僅包含稀土元素的合金)代替或與元素RE顆粒一起來產生這種作用。此外，減小固結操作過程中的溫度和/或有在該溫度下的時間不僅限制了RE/TM金屬互化物擴散產物的形成，而且減少了由於擴散而致的元素RE或RE/RE合金顆粒與非稀土元素間的合金化，從而增加了靶中未稀釋的稀土金屬(即未在非稀土元素的固溶液中)的量，並對靶及MO膜的的性能增加了協同改善。
因此，業已發現，通過按照如上所述的本發明的原理來改變靶的組成和/或生產方法可穩定地控制和調整磁光記錄介質的濺射層的性能，特別是矯頑性。本發明的原理、目的及優點將通過下面的詳細描述進一步理解。
附圖的簡述
圖1為矯頑性沿實施例1、2和3濺射的MO合金膜的曲線；
圖2為Tb含量沿實施例1、2和3的靶濺射的MO合金膜的曲線，通過盧瑟福反散射能譜法(RBS)測得；圖3為矯頑性沿實施例4和5的靶濺射的MO合金膜的曲線；圖4為矯頑性沿實施例6和7的靶濺射的MO合金膜的曲線；圖5為Tb含量沿實施例6和7的靶濺射的MO合金膜的曲線，通過RBS測得；圖6為矯頑性沿實施例8、9、10和11的靶濺射的MO合金膜的曲線；圖7為Tb含量沿實施例8、9、10和11的靶濺射的MO合金膜的曲線，通過RBS測得。
發明詳細描述具有改善性能的磁光介質膜或層可更為穩定地由本發明的原理得到的靶濺塗至基質上。本發明的濺射靶的組成中均包括至少一種稀土元素，其含量為約10-50原子％，優選約15-25原子％。該組成中進一步包括至少一種過渡金屬，通常為其餘的基本成分。儘管代表例的濺射靶用稀土鋱(Tb)和過渡金屬離子(Fe)和(Co)生產，據信，本發明的高性能的濺射靶也可以由其它稀土元素如釤(Sm)、釹(Nd)、釓(Gd)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、銩(Tm)、鉺(Er)等以及其它過渡金屬如鎳(Ni)等生產。優選的是，本發明的靶的組成也包括至少一種改進耐腐蝕性的元素。同樣，儘管代表例的靶用抑制腐蝕的元素鉻(Cr)成功地生產，據信，其它抑制腐蝕的元素也可接受，包括鈦(Ti)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鈀(Pd)、鉬(Mo)、釩(V)、鉑(Pt)。
在本發明的一個優選實施方案中，每一個靶具有一種具有多個成分的結構，該多個成分包括過渡金屬合金和混合良好的稀土相及稀土/過渡金屬(RE/TM)金屬互化物的合金，如一種稀土和過渡金屬共晶合金。過渡金屬合金可以例如是過渡金屬/過渡金屬合金或過渡金屬/耐腐蝕元素合金。優選的是，靶結構也包括一種元素稀土成分及基本上無未合金化的過渡金屬。靶結構最好包括一種除元素RE成分外的RE/RE合金成分，或用RE/RE合金成分代替元素RE成分。
用於濺塗MO膜的靶通常由粉末冶金技術來生產。通常，這種技術包括提供以粉末形式的每種靶結構成分。隨後，進行良好的冶金過程，每一種粉狀的成分的顆粒優選從冶金上說來具有類似的形狀。球形顆粒可成功地使用；但其它顆粒形狀也是可以接受的。球形粉末可以通過使用惰性氣體粉化技術得到，如公開於US專利號5,098,649的快速驟冷處理技術，該文獻引入本申請中以作參考。粉末通常小於約500微米。對生產具有更優異的外觀質量的靶而言，優選顆粒大小低於約250微米，平均顆粒大小在約80-130微米的顆粒。
將各種粉狀的成分密封在一種幹的無氧的氬氣氛的圓柱形容器中，圍繞其中心軸按公知的粉末摻混技術旋轉，使得各種粉狀成分混合而形成一種粉末摻混物。為了促進粉末的均勻摻混，優選向粉末成分中以滴加的方式在摻混前加入己烷。每公斤粉末使用兩毫升己烷可得到滿意的結果。據信，其它高分子量的烷烴如庚烷及可能辛烷也可以用於摻混過程。最好選擇每一粉狀成分的組成能夠摻混各種量的成分成一定範圍的靶組成(見表I)。
然後，通過將粉末顆粒燒結在一起，將粉末摻混物固結成希望的靶形狀，該過程優選在真空中或在惰性氣氛下進行。可以通過各種已知的壓制技術如惰性氣體單軸熱壓制、真空熱壓制和熱等壓壓制採用石墨成膜裝置將粉末摻混物固結成成型的濺射靶。成型的濺射靶的密度大於約90％，優選至少約為理論密度的95％。增加靶密度通常導致靶的機械完整性高，濺射室抽空時間短，預燒時間短，以及濺射過程中由靶較少的顆粒形成。
應儘可能地避免在濺射靶中存在稀土/過渡金屬間的金屬互化物。據信，對於某些應用領域，與現有的MO靶濺射的膜相比，靶可包含高達約15％(重量)的RE/TM金屬互化物，仍能生產具有改善性能的MO膜。另外，對於某些應用領域，靶可包含高達約10％(重量)的RE/TM金屬互化物是適宜的。為得到最佳的結果，據信，靶可包含高達約5％(重量)的RE/TM金屬互化物。業已發現，通過減少濺射靶中的RE/TM金屬互化物的量，可增進濺塗工藝過程中沉積於基質上的元素稀土金屬的量，因而增進了形成的MO膜的性能。因此，理想的情形是在粉末摻混物中使用合金化的，非元素的過渡金屬。也就是說，在靶固結過程中，不能有太多的未合金化的過渡金屬存在而反應並形成大量的RE/TM金屬互化物擴散產物。相反，過渡金屬與另一種元素合金化，該元素能夠阻礙並防止在固結過程中過渡金屬與任何稀土金屬的反應(即形成金屬互化物)。通過控制靶固結過程本身，以及通過消除粉末摻混物中未合金化的過渡金屬粉末，可以防止或至少基本上限制這些金屬互化物的形成。
當粉末摻混物被固結而形成靶時，粉末顆粒沿擴散或結合介面相互連接及結合。通過減小壓制過程中的固結溫度和/或該溫度下的固結時間，可以避免或至少大大地限制在結合介面上形成RE/TM金屬互化物擴散產物。也就是說，這種擴散產物被限制到這樣的程度粉末顆粒通過金屬的固體溶液結合(通過原子晶格熔合)，而非通過金屬間結合(通過形成不相關的沉澱層)。如果隨機發生的作為擴散產物的任何RE/TM金屬互化物確實形成了，通常沿結合介面沉澱出不連續的金屬互化物分散相，而不是一層(即，不是連續或半連續的膜)。此外，通過減小固結溫度和/或該溫度下的固結時間，可以限制存在於靶中的元素RE或RE/RE合金成分。這樣，靶的最後結構及濺射的MO膜的性能可以穩定地控制。本發明的靶性能的改善可以從作為濺射MO膜的函數的矯頑性清楚地看出(見圖1、3、4和6)。
對於給定的靶組成來說，據信靶中氧含量低(小於約2000ppm)在決定靶性能方面不會象靶的稀土/過渡金屬間的金屬互化物那樣起很大的作用。儘管如此，靶的氧含量仍然是重要的。已表明，在本發明靶中的最佳氧含量為約500-2000ppm。據信，使用計算的氧含量為約300-1200ppm的粉末摻混物將會產生這種最佳的靶氧含量。為了得到這種粉末摻混物氧含量，建議元素稀土粉末中的氧含量小於約2000ppm，優選小於約1000ppm。據信，任何所用的RE/RE合金粉末應具有近似相同的氧含量。同樣建議同晶粉末的含量小於約1000ppm，優選小於約800ppm，過渡金屬合金粉末的含量小於約800ppm，優選小於約500ppm。
本發明的原則通過下述的十一個靶樣品的實施例及濺射結果得到說明，但並非限於此。採用這些實施例從三個基本方向來說明組成和生產方法對靶微結構和濺射性能及最後的MO膜性能的影響。實施例1-5表示固結溫度對靶的性能參數的作用。實施例6和7表示在溫度下的時間因素對靶性能的作用。實施例8-11表示適宜地選擇粉末相的組成對靶性能的影響。相對而言，由於由這些代表例靶濺射的MO膜的矯頑性(Hc)易於測定，它們被用來進行各種靶性能的比較。然而，據信，由按照本發明原理生產的靶濺射的MO膜的其它性質(如前面所討論的)同樣明顯改善。實施例1、2和3參看表I-III和圖1和2，實施例1-3表示固結溫度對濺射靶性能的作用。具體而言，具有元素Tb和TbFe12低共熔混合物作為稀土來源的Fe/Tb19/Cr6/Co6(原子百分比)MO合金濺射靶用於證實壓制溫度對膜Tb產率及膜矯頑性(Hc)的影響。在這些實施例中所用的粉狀成分以及在粉末摻混物中的加入比值列於表I中。每一實施例的粉末摻混物通過單軸惰性氣體熱壓制被分別壓製成靶，其結構與操作不是本發明的構成部分，因而不作詳細討論。表II中給出了每一實施例中的熱壓制條件。壓制溫度與在溫度下的壓制時間取決於所使用的特定的壓制類型。由這些代表例的靶濺射的MO膜使用靜態沉積濺射系統在3kW及3mTorr下被沉積至150mm直徑的氧化物塗層的矽片上，其結構與操作不是本發明的構成部分，因而不作詳細討論。據信，使用任何這種濺射系統通過下述公知的濺射技術可得到滿意的優化靶性能及形成的MO膜的性能的結果。如通常所做的，每一種形成的MO片包括一層Al反射層和兩層夾有MO合金層的Si3N4層。在這些實施例及所有其它的實施例中所用的MO片，其Al和Si3N4層的厚度保持一定。已知所說的厚度的變化可能改變MO膜的最後的性能。然而，MO膜生產這方面的有關內容不是本發明的構成部分，因而不作詳細討論。從圖1和2可以看出，隨著壓制溫度降低，MO膜的矯頑性增加，膜的Tb含量也相應增加。膜的Tb含量是在150mm直徑的片五等分位置處通過使用盧瑟福反散射光譜(RBS)評估2000厚MO合金層測定的。
實施例1-3表明，壓制溫度減小，矯頑性增加，MO膜的Tb含量增加(見圖1和2)。代表例MO靶微結構的金相分析表明，隨著壓制溫度降低，在顆粒間結合層中的作為擴散產物的稀土/過渡金屬間的金屬互化物量減小。MO靶微結構的光學觀察也表明，在實施例3的低溫度下，作為擴散產物的稀土/過渡金屬間的金屬互化物量大大減小，僅痕量的非接觸金屬互化物沉澱存在。該發現的第二個結論是，隨著壓制溫度降低，更多的存在於粉末摻混物中的原始的元素Tb顆粒在靶中仍然是未稀釋的(即不是固體溶液形式)。據信，正是由於未稀釋的Tb的存在，進一步改善了由靶的Tb的濺射產率。
從圖2看出，當MO膜由實施例3的靶濺射時(即在最低溫下壓制)時，Tb的含量曲線實際上是相反的。因此，在MO膜中的稀土含量曲線可以通過改變粉末摻混物固結方法控制(見表II)。實施例4和5參看表I、II和IVa及圖3，實施例4和5並不僅僅表示壓制溫度對靶性能有作用，而且表明，通過增加用於形成靶的壓力，即使採用較低的固結溫度，也可能保持可接受的靶密度。在這些實施例中，使用Fe/Tb20/Cr6/Co6(原子百分比)MO合金靶。在這些實施例中所使用的粉末相及每一種粉末在粉末摻混物的加入比例均列於表I中。將每一實施例的粉末摻混物使用單軸惰性氣體熱壓制方法壓製成靶。每一實施例的熱壓制條件列於表II中。儘管兩種壓制均為單軸惰性氣體熱壓制，實施例1-3的加熱方法是感應加熱，實施例4和5為電阻加熱，實驗結果看沒有什麼區別。通過採用掃描刮版(scanning pallet)而非靜態刮版(staticpallet)的濺射系統，由實施例4和5的靶，將MO膜濺射至5.25英寸(133.35mm)直徑的脫氣的聚碳酸酯碟片上。當使用掃描刮版而非靜態刮版時，MO膜的矯頑性可能會降低。然而，據信，由本發明的實驗結果證明的基本趨勢依然相同。如在前述的實施例中所述的那樣，這些膜在3kW及3mTorr下沉積。在如表II所示的壓制條件下，將壓制溫度由745℃減至735℃將會使膜的矯頑性的增加超過1kOe。實施例6和7參看表I-III及圖4和5，實施例6和7使用Fe/Tb19.5/Cr6/Co6(原子百分比)的MO合金靶，這些實施例用於表明在壓制溫度下壓制時間對靶性能的作用。每一個靶使用單軸惰性氣體熱壓制方法形成，加熱用感應加熱。對這些實施例而言，不象前述的實施例中是保持600℃以上的溫度下時間恆定為110分鐘，這裡採用在600℃以上的溫度下測定時間的變化。選擇600℃作為基本線，在此溫度以上時，據信體積擴散及金屬互化物的形成率變得更為明顯。通過採用靜態沉積濺射系統，在3kW及3mTorr下將MO膜沉積至150mm直徑的氧化物塗層的矽片上。如從圖4和5及表III所看出的那樣，隨著在壓制溫度下的壓制時間的減少，膜的矯頑性增加，膜的Tb含量相應增加。這些代表例的MO膜的Tb含量是在片的直徑五等分位置處通過使用RBS評估2000厚MO合金層測定的。
實施例6和7的結果表明，對於給定的粉末摻混物、固結溫度和所施加的負載(即壓力)，隨著在600℃以上的溫度下壓制時間的減少，膜的矯頑性和Tb含量增加。每一MO靶的金相檢測表明，隨著壓制溫度下壓制時間減小，在相顆粒間擴散結合層中形成的稀土/過渡金屬間的金屬互化物量減小。此外，與實施例7在給定溫度下採用較長壓制時間的情形相比，實施例6中的元素Tb成分依然是相當未稀釋的。實施例8、9、10和11參看表I、II和IVa及IVb與實施例6和7，實施例8-11表示了為優化靶性能及MO膜性質，所選擇的粉末相的值。這種優化靶性能是通過消除粉末摻混物中的元素過渡金屬粉末而僅僅使用合金過渡元素粉末得到的(見實施例10和11)。這樣做的原因是元素Tb和過渡金屬特別是與Fe的反應活性導致在固結過程中形成金屬互化物。在實施例10的靶中不使用元素Tb粉末。在該實施例中，靶的Tb含量來自TbFe12低共熔成分。可以通過加入一定量的元素Tb粉末代替TbFe12低共熔物粉末作為MO膜的稀土源。Tb與TbFe12的比例為約2∶1會得到滿意的結果(見實施例11)。實施例10的靶中金屬互化物的含量小於約15％(重量)(近似12.8％(重量))。實施例11的靶中金屬互化物的含量小於約5％(重量)(近似3.9％(重量))。注意，TbFe12低共熔物為一種兩相材料，約29％(重量)的低共熔物為Fe2Tb金屬互化物。
使用感應加熱的單軸惰性氣體熱壓製法形成四個Fe/Tb18.2/Cr6/Co6(原子百分比)的MO合金靶，(所有四個靶具有相同的組成，但結構不同)。通過採用掃描沉積濺射系統，在2kW及3mTorr下將形成的MO膜濺射至5.25英寸(133.35mm)直徑的脫氣的聚碳酸酯碟片上。由粉末摻混物中消除元素Fe導致膜的矯頑性的增加及膜Tb含量的相應增加(見表IVa、IVb，靶實施例9和10)。引入元素Tb粉末進入粉末摻混物導致更高的膜矯頑性及Tb含量的相應增加(比較靶實施例10和11)。MO膜的Tb含量是在片直徑的五等分位置處通過使用RBS評估2000厚MO合金層測定的(見圖7)。實施例8-11表明，實施例11靶物(在其摻混物中具有元素Tb，TbFe12低共熔物和合金過渡金屬粉末，並在所有靶中具有最低的金屬互化物含量)具有最高的矯頑性及Tb含量。最差的結果是實施例8的靶，其中使用了元素Tb和元素Fe粉末。實施例8的金相分析表明，在實施例8的靶的壓制過程中，在擴散結合層中形成了大量的金屬互化物。X射線分析表明，所有的元素Tb成分反應形成了金屬互化物擴散產物。雖然並不是特別嚴重，在實施例9中也發現了這種金屬互化物形成。據信，這是由於在TbFe12低共熔合金中的Tb相與元素Fe的相互作用。在實施例10和11的靶中，通過調節粉末摻混物僅包括合金化的過渡金屬粉末而非元素過渡金屬粉末，消除了或至少大大減小了在實施例8和9中發現的相當大量的金屬互化物擴散產物的形成。
表I粉末加入比例(重量百分比)
*其它的合金組成為重量百分比，CoCr合金組成為原子百分比。
表II熱壓制條件
表III
>**Hc值太大未測，＞20kOe
表IVa
表IVb
前述的實施例表明，通過減少存在於靶中的稀土/過渡金屬間的金屬互化物量可以改善靶的性能及濺射的MO膜的性質，它們通過濺射過程中元素稀土到達基質的產率來表現。通過減小在粉末摻混物中過渡金屬的活性，如使其與其它粉末摻混物中的過渡金屬或其它元素(如改善耐腐蝕的元素)合金化，可以減少金屬互化物的含量。金屬互化物的含量同樣可以通過以下的做法減小選擇加入元素RE和/或RE/RE合金粉末代替某些混合良好的合金粉末並通過加入更多的過渡金屬合金粉末補充損失的過渡金屬。此外，限制熱壓制溫度和/或在該溫度下的時間也可減小靶中金屬互化物的含量。通過優化這些參數，可以生產出具有優良性能參數的靶。為生產這樣的靶，粉末摻混物優選具有大於約50％(重量)的作為元素粉末加入的稀土元素，其它加入低共熔或相類似的混合良好的合金粉末，及作為合金粉末加入的過渡金屬稀釋物。據信，對前述實施例的特定的材料及類似的材料，採用下述的時間、溫度和壓力可得到具有改善性能的靶壓力至少約30Kpsi(2110kg/cm2)下，在約400℃下約5小時——壓力最低約2Kpsi(141kg/cm2)下，在約800℃下約1小時。
由本發明原理的上述公開及詳細描述中，本發領域的技術人員易於理解本發明的各種變化。本發明的保護範圍應限於下述的權利要求及其等同物。
權利要求書按照條約第19條的修改1.一種用於生產磁光記錄介質的合金靶，其組成中包含至少一種稀土元素和至少一種過渡金屬，靶的結構具有一種過渡金屬成分和一種混合良好的稀土相及一種稀土/過渡金屬間金屬互化物的合金成分，所說的靶包含最高約15％(重量)的所說的金屬互化物，所說的過渡金屬成分為過渡金屬合金，所說的結構基本上不包含未合金化的過渡金屬。
2.根據權利要求1的靶，包含最高約10％(重量)的所說的金屬互化物。
3.根據權利要求1的靶，包含最高約5％(重量)的所說的金屬互化物。
4.根據權利要求1的靶，所說的結構的成分沿基本上無稀土/過渡金屬間金屬互化物擴散產物的結合表面結合在一起。
5.根據權利要求1的靶，所說的結構包括一種基本為元素態的稀土成分。
6.根據權利要求1的靶，所說的結構包括一種由至少兩種不同的稀土元素組成的合金成分。
8.根據權利要求1的靶，所說的結構包括一種至少兩種不同過渡金屬的合金。
9.根據權利要求1的靶，所說的結構包括一種與至少一種改善耐腐蝕性的元素合金化的過渡金屬。
10.根據權利要求1的靶，所說的混合良好的合金包括一種稀土/過渡金屬低共熔合金。
11.根據權利要求1的靶，所說的混合良好的合金包括一種稀土基質。
12.一種用於生產磁光記錄介質的合金靶，其組成中包含至少一種稀土元素和至少一種過渡金屬，靶的結構具有多個成分，它們包括過渡金屬成分和混合良好的稀土相及一種稀土/過渡金屬的金屬互化物的合金成分，所說的結構基本上不包含未合金化的過渡金屬，所說的結構的各成分沿基本上無稀土/過渡金屬間金屬互化物擴散產物的結合表面結合在一起。
13.根據權利要求12的靶，所說的結構包括一種基本為元素態的稀土成分。
14.根據權利要求12的靶，所說的多個成分包括一種由至少兩種不同的稀土元素組成的合金。
15.根據權利要求12的靶，所說的多個成分包括一種由至少兩種不同的過渡金屬組成的合金。
16.根據權利要求12的靶，所說的多個成分包括一種與至少一種改善耐腐蝕性元素合金化的過渡金屬。
17.根據權利要求12的靶，包含最高約15％(重量)的所說的金屬互化物。
18.根據權利要求12的靶，包含最高約10％(重量)的所說的金屬互化物擴散產物。
19.根據權利要求12的靶，包含最高約5％(重量)的所說的金屬互化物。
20.根據權利要求12的靶，所說的混合良好的合金包括一種稀土/過渡金屬低共熔合金。
21.根據權利要求12的靶，所說的混合良好的合金包括一種稀土基質。
22.一種用於形成磁光記錄介質的合金靶的生產方法，該方法包括下述步驟以顆粒的形式，提供至少一種混合良好的一種稀土相與一種稀土/過渡金屬的金屬互化物的合金成分，和至少一種過渡金屬成分，其中所述的至少一種過渡金屬成分為一種合金；混合顆粒生產粉末摻混物，所說的摻混物基本上不包含末合金化的過渡金屬的顆粒；和將粉末摻混物在抑氧環境下，在一定溫度和壓力下，進行壓制操作一定的時間，使所產生的靶具有最高含量約為15％(重量)的所說的稀土/過渡金屬間金屬互化物。
23.根據權利要求22的方法，所說的靶包含最高約10％(重量)的所說的金屬互化物。
24.根據權利要求22的方法，所說的靶包含最高約5％(重量)的所說的金屬互化物。
26.根據權利要求25的方法，包括提供至少一種基本上元素態的稀土金屬的顆粒，使元素態的稀土顆粒與至少一種混合良好的合金及至少一種過渡金屬合金的顆粒混合以生產粉末摻混物。
27.根據權利要求25的方法，包括提供至少一種稀土/稀土合金的顆粒，使稀土/稀土合金的顆粒與至少一種混合良好的合金及至少一種過渡金屬的顆粒混合以生產粉末摻混物。
28.根據權利要求22的方法，至少一種混合良好的合金顆粒包括一種稀土/過渡金屬低共熔合金。
29.根據權利要求22的方法，至少一種混合良好的合金顆粒包括一種稀土基質。
根據PCT第19條的聲明修改了權利要求1和22，使之更具體地相應於本發明的主題，權利要求7和25刪除以避免重複。據信，目前的權利要求嚴格區別於德國文獻DE 3738738。
在本申請中的每個獨立權利要求涉及合金靶或其製備方法，其中靶的組成中包含至少一種稀土元素和至少一種過渡金屬，靶的結構具有一種過渡金屬成分和一種稀土相與一種稀土/過渡金屬的金屬互化物的混合良好的合金成分。所說的過渡金屬成分為過渡金屬合金，所說的結構基本上不包含未合金化的過渡金屬。
引用的德國文獻並未提出或討論這樣一種在合金靶材料中的結構。因而，該德國文獻沒有充分的證據認為本發明的權利要求不具有專利性。
權利要求
1.一種用於生產磁光記錄介質的合金靶，其組成中包含至少一種稀土元素和至少一種過渡金屬，靶的結構具有一種過渡金屬成分和一種混合良好的稀土相及一種稀土/過渡金屬的金屬互化物的合金成分，所說的靶包含最高約15％(重量)的所說的金屬互化物。
2.根據權利要求1的靶，包含最高約10％(重量)的所說的金屬互化物。
3.根據權利要求1的靶，包含最高約5％(重量)的所說的金屬互化物。
4.根據權利要求1的靶，所說的結構的成分沿基本上無稀土/過渡金屬間金屬互化物擴散產物的結合表面結合在一起。
5.根據權利要求1的靶，所說的結構包括一種基本為元素態的稀土成分。
6.根據權利要求1的靶，所說的結構包括一種由至少兩種不同的稀土元素組成的合金成分。
7.根據權利要求1的靶，所說的過渡金屬成分為過渡金屬合金，所說的結構基本上不包含未合金化的過渡金屬。
8.根據權利要求1的靶，所說的結構包括一種至少兩種不同過渡金屬的合金。
9.根據權利要求1的靶，所說的結構包括一種與至少一種改善耐腐蝕性的元素合金化的過渡金屬。
10.根據權利要求1的靶，所說的混合良好的合金包括一種稀土/過渡金屬低共熔合金。
11.根據權利要求1的靶，所說的混合良好的合金包括一種稀土基質。
12.一種用於生產磁光記錄介質的合金靶，其組成中包含至少一種稀土元素和至少一種過渡金屬，靶的結構具有多個成分，它們包括過渡金屬成分和混合良好的稀土相及一種稀土/過渡金屬的金屬互化物的合金成分，所說的結構基本上不包含未合金化的過渡金屬，所說的結構的各成分沿基本上無稀土/過渡金屬間金屬互化物擴散產物的結合表面結合在一起。
13.根據權利要求12的靶，所說的結構包括一種基本為元素態的稀土成分。
14.根據權利要求12的靶，所說的多個成分包括一種由至少兩種不同的稀土元素組成的合金。
15.根據權利要求12的靶，所說的多個成分包括一種由至少兩種不同的過渡金屬組成的合金。
16.根據權利要求12的靶，所說的多個成分包括一種與至少一種改善耐腐蝕性元素合金化的過渡金屬。
17.根據權利要求12的靶，包含最高約15％(重量)的所說的金屬互化物。
18.根據權利要求12的靶，包含最高約10％(重量)的所說的金屬互化物擴散產物。
19.根據權利要求12的靶，包含最高約5％(重量)的所說的金屬互化物。
20.根據權利要求12的靶，所說的混合良好的合金包括一種稀土/過渡金屬低共熔合金。
21.根據權利要求12的靶，所說的混合良好的合金包括一種稀土基質。
22.一種用於形成磁光記錄介質的合金靶的生產方法，該方法包括下述步驟以顆粒的形式，提供至少一種混合良好的一種稀土相與一種稀土/過渡金屬間金屬互化物的合金成分，和至少一種過渡金屬成分；混合顆粒生產粉末摻混物；和將粉末摻混物在抑氧環境下，在一定溫度和壓力下，進行壓制操作一定的時間，使所產生的靶具有最高含量為15％(重量)的所說的稀土/過渡金屬間金屬互化物。
23.根據權利要求22的方法，所說的靶包含最高約10％(重量)的所說的金屬互化物。
24.根據權利要求22的方法，所說的靶包含最高約5％(重量)的所說的金屬互化物。
25.根據權利要求22的方法，至少一種過渡金屬成分為一種合金，粉末摻混物基本上不包含未合金化的過渡金屬。
26.根據權利要求25的方法，包括提供至少一種基本上元素態的稀土金屬的顆粒，使元素態的稀土顆粒與至少一種混合良好的合金及至少一種過渡金屬合金的顆粒混合以生產粉末摻混物。
27.根據權利要求25的方法，包括提供至少一種稀土/稀土合金的顆粒，使稀土/稀土合金的顆粒與至少一種混合良好的合金及至少一種過渡金屬的顆粒混合以生產粉末摻混物。
28.根據權利要求22的方法，至少一種混合良好的合金顆粒包括一種稀土/過渡金屬低共熔合金。
29.根據權利要求22的方法，至少一種混合良好的合金顆粒包括一種稀土基質。
全文摘要
一種用於生產磁光記錄介質的合金靶，其組成中包含至少一種稀土元素和至少一種過渡金屬，靶的結構具有一種過渡金屬成分和一種混合良好的稀土相及一種稀土/過渡金屬的金屬互化物的合金成分，本發明的靶其結構中包含最少的金屬互化物。一種用於生產磁光記錄介質的合金靶的生產方法，該方法包括使過渡金屬成分的顆粒(優選僅為合金化的過渡金屬)與混合良好的合金顆粒混合以生產粉末摻混物，所說的摻混物基本上不包含未合金化的過渡金屬的顆粒，將粉末摻混物在抑氧環境下，在一定溫度和壓力下，進行壓制操作一定的時間，使所產生的靶具有最少的稀土/過渡間金屬互化物。
文檔編號G11B7/243GK1136331SQ94194332
公開日1996年11月20日 申請日期1994年11月22日 優先權日1993年12月2日
發明者丹尼爾·R·馬克斯 申請人:材料研究公司