JPH01119009A - 強磁性薄膜の形成方法 - Google Patents
強磁性薄膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH01119009A JPH01119009A JP27659787A JP27659787A JPH01119009A JP H01119009 A JPH01119009 A JP H01119009A JP 27659787 A JP27659787 A JP 27659787A JP 27659787 A JP27659787 A JP 27659787A JP H01119009 A JPH01119009 A JP H01119009A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- thin film
- annealing
- substrate
- target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
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。
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）
この発明は磁気記録媒体や高性能小型モータ等に用いら
れる強磁性薄膜に係り、最大エネルギ積（ＢＨ）ｍａｘ
を大きくする形成方法に関する。
れる強磁性薄膜に係り、最大エネルギ積（ＢＨ）ｍａｘ
を大きくする形成方法に関する。
（従来の技術）
大きな保磁力と最大エネルギ積（ＢＨ）ｍａ ｘを有す
るＳｍｚ Ｃｏ、系磁石は機器の小型化に貢献するため
その利用が進められている。ところが。
るＳｍｚ Ｃｏ、系磁石は機器の小型化に貢献するため
その利用が進められている。ところが。
この磁石は成形性と加工性が困雛なため薄肉化や特殊形
状での使用ができない。そのため、液体急冷法、スパン
タ法、スプレー法等により、任意の形状の薄膜を形成す
る研究が行われている。゛（発明が解決しようとする問
題点） 磁気を利用した装置を高性能化、小型化する場合には最
大エネルギ積（ＢＨ）ｍａ ｘが大きく。
状での使用ができない。そのため、液体急冷法、スパン
タ法、スプレー法等により、任意の形状の薄膜を形成す
る研究が行われている。゛（発明が解決しようとする問
題点） 磁気を利用した装置を高性能化、小型化する場合には最
大エネルギ積（ＢＨ）ｍａ ｘが大きく。
たとえばｌＯＭＧＯｅ以上の値のものが必要であるが、
特に膜厚方向に異方性をそなえたもので最大エネルギ積
（ＢＨ）ｍａｘが上記の値を超えるものは前項文献に示
されているように得られていないのが現状である。
特に膜厚方向に異方性をそなえたもので最大エネルギ積
（ＢＨ）ｍａｘが上記の値を超えるものは前項文献に示
されているように得られていないのが現状である。
この発明の目的は上記の問題点を解決した最大エネルギ
積（ＢＨ）ｍａ ｘの高い膜厚方向に異方性をもつ膜の
形成方法を提供するものである。
積（ＢＨ）ｍａ ｘの高い膜厚方向に異方性をもつ膜の
形成方法を提供するものである。
（問題点を解決するための手段）
このため希土類金属Ｓｍ、Ｃｅの一種以上とＣｏ、Ｆｅ
、Ｃｕ、Ｚｒからなる合金薄膜をスパッタリング法によ
り形成したのち、膜厚方向の角形比が０．７以上のもの
を真空中もしくは非酸化性ガス雰囲気中（例えばＮ２ガ
ス中）で７５０〜９００°Ｃの温度で１０秒ないし２７
０時間アニール処理を行う。
、Ｃｕ、Ｚｒからなる合金薄膜をスパッタリング法によ
り形成したのち、膜厚方向の角形比が０．７以上のもの
を真空中もしくは非酸化性ガス雰囲気中（例えばＮ２ガ
ス中）で７５０〜９００°Ｃの温度で１０秒ないし２７
０時間アニール処理を行う。
（作用）
スパックリング法により膜厚方向に異方性のついた膜を
上記の条件でアニールすることにより結晶化が計られる
と共にＳｍＣｏ、相とＳｍ。
上記の条件でアニールすることにより結晶化が計られる
と共にＳｍＣｏ、相とＳｍ。
ＣＯＩ？相の２相分離が起こり、ＳｍＣ０＋を相が微細
に分散して磁壁の移動を妨げるピン止め作用をするため
、高エネルギ積を有する膜厚方向に異方性をもった膜が
得られる。
に分散して磁壁の移動を妨げるピン止め作用をするため
、高エネルギ積を有する膜厚方向に異方性をもった膜が
得られる。
（実施例）
第１図は本発明の與−昨ＵＬ（ヒルｔ形成するための多
極マグネトロンスパッタリング装置の断面図である。真
空容器ｌの中にターゲット２を設け、これと対向させて
２５ｍｍの間隔を置き基板３を基板取付台４に配置して
いる。
極マグネトロンスパッタリング装置の断面図である。真
空容器ｌの中にターゲット２を設け、これと対向させて
２５ｍｍの間隔を置き基板３を基板取付台４に配置して
いる。
基板３はヒータ６によって加熱することができ。
基（反の温度をヒータ電ｔＡ１３によってコントロール
するようにしである。ターゲット２と基４１ｉ３の間に
はスパンクリング初期に飛散する粒子が基板に付着する
のを防ぐためシャッタ５を配設しており、ターゲット２
にはターゲット電ａ７によって直流電圧または高周波電
圧を印加できるようにしである。ターゲットの近傍には
フィラメント８とアノード電極１０を配置しフィラメン
ト電源９によりフィラメントを加熱し熱電子を発生させ
てアノード電極１０へ集めるようにしており、フィラメ
ント電ｒＡ９とアノード電ａ１１によりターゲット電流
は任意に変えられるのでターゲット電圧とターゲット電
流は独立に変えることが可能である。
するようにしである。ターゲット２と基４１ｉ３の間に
はスパンクリング初期に飛散する粒子が基板に付着する
のを防ぐためシャッタ５を配設しており、ターゲット２
にはターゲット電ａ７によって直流電圧または高周波電
圧を印加できるようにしである。ターゲットの近傍には
フィラメント８とアノード電極１０を配置しフィラメン
ト電源９によりフィラメントを加熱し熱電子を発生させ
てアノード電極１０へ集めるようにしており、フィラメ
ント電ｒＡ９とアノード電ａ１１によりターゲット電流
は任意に変えられるのでターゲット電圧とターゲット電
流は独立に変えることが可能である。
ターゲット２はＳｍが５原子％、Ｃｅが５原子％、Ｃｏ
が６０原子％、Ｆｅが２０原子％、Ｃｕが６原子％、Ｚ
ｒが４原子％になるように各粉末を混合し、真空中で焼
結したものを用い、このターゲットをスパッタリング電
極に取り付け、基板３を基板台４に設置した後、真空容
器内を排気系１４により２Ｘ１０−’Ｔｏ ｒ ｒ以下
に排気する。
が６０原子％、Ｆｅが２０原子％、Ｃｕが６原子％、Ｚ
ｒが４原子％になるように各粉末を混合し、真空中で焼
結したものを用い、このターゲットをスパッタリング電
極に取り付け、基板３を基板台４に設置した後、真空容
器内を排気系１４により２Ｘ１０−’Ｔｏ ｒ ｒ以下
に排気する。
ヒータ電源１３を調整しながら基板を３００°Ｃに加熱
しておき、フィラメント電源９を調整してフィラメント
８を加熱した後、アルゴンガス導入パルプ１２を開いて
アルゴンガスを導入し、圧力が８Ｘ１０−’Ｔｏｒｒに
なるように調整した。アノード電源を調整してターゲッ
ト電流を０．５ Ａにした後、シャッタ５を閉じたまま
ターゲット電源７により負の直流電圧３００ｖを印加し
て１５分間予備スパッタリングを行い、ターゲット表面
の酸化物等を除去し、シャッタを開いて２０分間ススパ
ックングを行い、約２μｍの厚さの膜を形成した。この
後、再び真空容器内を２Ｘ１０−ｂＴｏｒｒ以下に排気
し１基板温度が室温になるまで冷却した。膜厚方向の角
形比が０．７以上のものを選択して急加熱急冷が可能な
赤外線イメージ炉にセットし炉内を２Ｘ１０−’Ｔｏｒ
ｒ以下に排気した後、８５０℃に急加熱して１０秒間保
持してアニールを行った後ただちに冷却した。この結果
。
しておき、フィラメント電源９を調整してフィラメント
８を加熱した後、アルゴンガス導入パルプ１２を開いて
アルゴンガスを導入し、圧力が８Ｘ１０−’Ｔｏｒｒに
なるように調整した。アノード電源を調整してターゲッ
ト電流を０．５ Ａにした後、シャッタ５を閉じたまま
ターゲット電源７により負の直流電圧３００ｖを印加し
て１５分間予備スパッタリングを行い、ターゲット表面
の酸化物等を除去し、シャッタを開いて２０分間ススパ
ックングを行い、約２μｍの厚さの膜を形成した。この
後、再び真空容器内を２Ｘ１０−ｂＴｏｒｒ以下に排気
し１基板温度が室温になるまで冷却した。膜厚方向の角
形比が０．７以上のものを選択して急加熱急冷が可能な
赤外線イメージ炉にセットし炉内を２Ｘ１０−’Ｔｏｒ
ｒ以下に排気した後、８５０℃に急加熱して１０秒間保
持してアニールを行った後ただちに冷却した。この結果
。
ＬＯＭＧＯｅ以上のエネルギー積の強磁性膜が得られた
。第２図は温度と時間を種々変えてアニールをしたとき
の膜の特性の測定値を１０ＭＧＯｅ以上と以下に分けた
分布を示す゛。丸印はアニール後膜厚方向の最大エネル
ギ積（ＢＨ）ｍａ ｘが１０ＭＧＯｅ以上となったもの
である。すなわち斜線で示した領域の条件でアニールを
行えば膜厚方向の最大エネルギ積（ＢＨ）ｍａｘが１０
ＭＧＯｅ以上のものが得られる。アニール温度が９００
°Ｃを超えると析出相の粗大化によりピン止め効果が小
さくなり磁気特性が損われ、逆に７５０°Ｃに満たない
と２相分離は起こらず磁気特性が向上しない。
。第２図は温度と時間を種々変えてアニールをしたとき
の膜の特性の測定値を１０ＭＧＯｅ以上と以下に分けた
分布を示す゛。丸印はアニール後膜厚方向の最大エネル
ギ積（ＢＨ）ｍａ ｘが１０ＭＧＯｅ以上となったもの
である。すなわち斜線で示した領域の条件でアニールを
行えば膜厚方向の最大エネルギ積（ＢＨ）ｍａｘが１０
ＭＧＯｅ以上のものが得られる。アニール温度が９００
°Ｃを超えると析出相の粗大化によりピン止め効果が小
さくなり磁気特性が損われ、逆に７５０°Ｃに満たない
と２相分離は起こらず磁気特性が向上しない。
またアニール保持時間はアニール温度により異なり、た
とえばアニール温度７５０°Ｃ〜９００°Ｃのときは保
持時間１０秒で良いが、アニール温度が低いほど保持時
間が長くなる。保持時間が３０分間を超えるときはアニ
ール温度は７５０〜９００°Ｃの間であれば１０ＭＧＯ
ｅ以上のものが得られる。
とえばアニール温度７５０°Ｃ〜９００°Ｃのときは保
持時間１０秒で良いが、アニール温度が低いほど保持時
間が長くなる。保持時間が３０分間を超えるときはアニ
ール温度は７５０〜９００°Ｃの間であれば１０ＭＧＯ
ｅ以上のものが得られる。
なお２合金薄膜の組成を変え５調べたところ。
表に示す組成で角形比０．７以上のものを選び、前記ア
ニール条件で実験した結果は、いずれも良好な結果が得
られた。すなわちＳｍ、Ｃｏの一種以上とＣｏ、Ｆｅ、
Ｃｕ、Ｚｒからなる組成の膜を上記アニール条件でアニ
ールすることにより最大エネルギ積（ＢＨ）ｍａｘが１
０ＭＧＯｅ以上でかつ異方性の膜が得られる。
ニール条件で実験した結果は、いずれも良好な結果が得
られた。すなわちＳｍ、Ｃｏの一種以上とＣｏ、Ｆｅ、
Ｃｕ、Ｚｒからなる組成の膜を上記アニール条件でアニ
ールすることにより最大エネルギ積（ＢＨ）ｍａｘが１
０ＭＧＯｅ以上でかつ異方性の膜が得られる。
表
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、最大エネルギ積（
ＢＨ）ｍａｘが１０ＭＧＯｅ以上の垂直磁化膜が得られ
る効果があり、このため磁気を利用した装置を高性能化
、小型化することができる。
ＢＨ）ｍａｘが１０ＭＧＯｅ以上の垂直磁化膜が得られ
る効果があり、このため磁気を利用した装置を高性能化
、小型化することができる。
第１図は本発明の垂直磁化膜を形成するための多極マグ
ネトロンスパッタリング装置の例を示す断面図２第２図
は本発明のアニール条件を示す特性図である。 図において２はターゲット、３は基板、５はシャッタで
ある。 第 １ 図 １、真空容器 ７．ターゲット電Ｍ１３．ヒータ電漁
２、ターゲット ８．フィうメフト １４．
排筑系３、基、板 ｑ、フィラメント電源４、基
ａ取付台 １０．アノード＠穫 ５、シャッタ １１．アノードを源６、ヒータ
１２．アルづシガス導入パルプ第２ 図 アニール保持時間（ＪｌＯＪｓ）
ネトロンスパッタリング装置の例を示す断面図２第２図
は本発明のアニール条件を示す特性図である。 図において２はターゲット、３は基板、５はシャッタで
ある。 第 １ 図 １、真空容器 ７．ターゲット電Ｍ１３．ヒータ電漁
２、ターゲット ８．フィうメフト １４．
排筑系３、基、板 ｑ、フィラメント電源４、基
ａ取付台 １０．アノード＠穫 ５、シャッタ １１．アノードを源６、ヒータ
１２．アルづシガス導入パルプ第２ 図 アニール保持時間（ＪｌＯＪｓ）
Claims (1)
- 希土類金属Ｓｍ，Ｃｅの一種以上とＣｏ，Ｆｅ，Ｃｕ
，Ｚｒからなる合金薄膜をスパッタリング法により基板
上に形成し、膜厚方向の角形比が０．７以上の合金薄膜
を有する基板を選択して真空中または非酸化製ガス雰囲
気中で，アニール保持時間（ｌｏｇｓ）をＸ軸にとり，
アニール保持温度（℃）をＹ軸にとったとき、直線Ｙ＝
９００，直線Ｘ＝１，直線Ｙ＝７５０，直線Ｘ＝６およ
び点（１，８００）と点（３，７５０）を結ぶ直線で囲
まれる範囲でアニールすることを特徴とする強磁性薄膜
の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27659787A JPH01119009A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 強磁性薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27659787A JPH01119009A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 強磁性薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01119009A true JPH01119009A (ja) | 1989-05-11 |
Family
ID=17571664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27659787A Pending JPH01119009A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 強磁性薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01119009A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2317510A1 (en) * | 2009-11-03 | 2011-05-04 | Sheng-Chi Chen | Single-layered ferromagnetic recording film with perpendicular magnetic anisotropy |
| JP2011091215A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Toda Kogyo Corp | 強磁性粒子粉末及びその製造法、異方性磁石及びボンド磁石 |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP27659787A patent/JPH01119009A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011091215A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Toda Kogyo Corp | 強磁性粒子粉末及びその製造法、異方性磁石及びボンド磁石 |
| EP2317510A1 (en) * | 2009-11-03 | 2011-05-04 | Sheng-Chi Chen | Single-layered ferromagnetic recording film with perpendicular magnetic anisotropy |
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