JPH0228883B2 - Jiseihakumakuoyobisonoseizohoho - Google Patents
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- JPH0228883B2 JPH0228883B2 JP15218282A JP15218282A JPH0228883B2 JP H0228883 B2 JPH0228883 B2 JP H0228883B2 JP 15218282 A JP15218282 A JP 15218282A JP 15218282 A JP15218282 A JP 15218282A JP H0228883 B2 JPH0228883 B2 JP H0228883B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
- H01F41/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by evaporation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、磁性薄膜主に低抗磁力を有する軟質
磁性薄膜とその製造方法に関するものである。
磁性薄膜とその製造方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来より低抗磁力の軟磁性金属材料としては、
Ni−Fe系合金、Ni−Fe−Mo系合金のような結
晶質材料と、Co−Fe−Si−Ｂ系のような金属−
メタロイド系非結晶質材料、Co−Zr系のような
金属−金属系非晶質材料が知られている。
Ni−Fe系合金、Ni−Fe−Mo系合金のような結
晶質材料と、Co−Fe−Si−Ｂ系のような金属−
メタロイド系非結晶質材料、Co−Zr系のような
金属−金属系非晶質材料が知られている。
軟質磁性材料は変圧器のコア材や磁気ヘツドの
コア材、磁気シールド材などに使用されている。
コア材、磁気シールド材などに使用されている。
一方、軟磁性材料の薄膜も、薄膜メモリー、薄
膜磁気ヘツド、磁気パルプ素子の転送パターン構
成要素などに用いられて来ている。
膜磁気ヘツド、磁気パルプ素子の転送パターン構
成要素などに用いられて来ている。
軟質磁性材料に対して要求される特性は用途に
よつて多少の違いがあるものの、基本的には抵抗
磁力、高残留磁束密度、高透磁率といつた特性が
必要とされる。
よつて多少の違いがあるものの、基本的には抵抗
磁力、高残留磁束密度、高透磁率といつた特性が
必要とされる。
現在のところ、薄膜軟質磁性材料としては、
Fe−Ni合金（パーマロイ材料）と金属−金属系
のアモルフアス材料が主として用いられている。
Fe−Ni合金（パーマロイ材料）と金属−金属系
のアモルフアス材料が主として用いられている。
Fe−Ni合金についてはNiの濃度が高く、その
ため飽和磁束密度が約8000ガウス程度であり鉄単
体の飽和磁束密度約22000ガウスに比べて約３分
の１程度となり、多少の不満が残る。
ため飽和磁束密度が約8000ガウス程度であり鉄単
体の飽和磁束密度約22000ガウスに比べて約３分
の１程度となり、多少の不満が残る。
また、透磁率を増加させるためにはMoなどの
添加元素の働きが必要である。一方、金属−金属
系のアモルフアス薄膜の場合、主にスパツタリン
グ法で作製されるので、膜中にアルゴンガスが残
存して特性に時効がある。
添加元素の働きが必要である。一方、金属−金属
系のアモルフアス薄膜の場合、主にスパツタリン
グ法で作製されるので、膜中にアルゴンガスが残
存して特性に時効がある。
そこで発明者らは、これまでの金属−金属系ア
モルフアス薄膜よりも単純な組成を有して真空中
または減圧雰囲気中で作製することによりガスを
不純物として含まない薄膜の可能性を検討した。
モルフアス薄膜よりも単純な組成を有して真空中
または減圧雰囲気中で作製することによりガスを
不純物として含まない薄膜の可能性を検討した。
発明の目的
本発明は低抗磁力でかつ高残留磁束密度を有す
る軟磁性材料を得ることを目的とし、かつ前記材
料を効率よく得ようとするための方法に関するも
のである。
る軟磁性材料を得ることを目的とし、かつ前記材
料を効率よく得ようとするための方法に関するも
のである。
発明の構成
本発明は、たとえばFeとAg，FeとPb，Co−
Agなどのように相互が完全に固溶しないような
系、またはFeとCu，CoとAuのように固溶して
もごくわずかで本質的に固溶しないと考えられる
系よりなる薄膜に関するものである。
Agなどのように相互が完全に固溶しないような
系、またはFeとCu，CoとAuのように固溶して
もごくわずかで本質的に固溶しないと考えられる
系よりなる薄膜に関するものである。
こういう構成を有する薄膜のうちで各構成元素
が薄膜内で一様かつ無秩序に分布しているもので
は結晶に供存する異方性が小さくなり、たとえ
ば、磁気特性も面内では異方性がなくなるので、
抵抗磁力のものが得られる。残留磁束密度は磁性
体が本質的に金属であるので、酸化物磁性体より
大きくなるのは自明のことである。
が薄膜内で一様かつ無秩序に分布しているもので
は結晶に供存する異方性が小さくなり、たとえ
ば、磁気特性も面内では異方性がなくなるので、
抵抗磁力のものが得られる。残留磁束密度は磁性
体が本質的に金属であるので、酸化物磁性体より
大きくなるのは自明のことである。
またその製法については、基本的には真空中も
しくは減圧雰囲気中で薄膜を形成する方法におい
て基体の温度を高くとも100℃以下に保持するこ
とである。この温度制御により薄膜作製中に上述
のように相互が完全に固溶しないような系、ある
いは固溶してもごくわずかで本質的に固溶しない
と考えられる系が、温度が上昇して薄膜が各構成
要素に分離析出してしまうのを防ぐ。もし温度が
100℃を超えると、分離析出が起こり、目的とす
る特性を有する薄膜が得られない。
しくは減圧雰囲気中で薄膜を形成する方法におい
て基体の温度を高くとも100℃以下に保持するこ
とである。この温度制御により薄膜作製中に上述
のように相互が完全に固溶しないような系、ある
いは固溶してもごくわずかで本質的に固溶しない
と考えられる系が、温度が上昇して薄膜が各構成
要素に分離析出してしまうのを防ぐ。もし温度が
100℃を超えると、分離析出が起こり、目的とす
る特性を有する薄膜が得られない。
基板温度を十分に管理することが本発明の目的
とする低抗磁力でかつ高残留磁束密度を有する軟
磁性の薄膜を得る上で重要である。
とする低抗磁力でかつ高残留磁束密度を有する軟
磁性の薄膜を得る上で重要である。
製造装置としては、たとえば、第１図に示すよ
うな２源蒸着装置を用いる。図において、１は
Feなどの磁性金属の蒸発源である。ここでは電
子ビーム加熱法を示しているが、これに限る必要
はなく、通常の加熱法を用いてもよい。２はAg
などの非磁性金属を蒸発させるための蒸発源であ
る、これについても蒸発源１と同様の加熱方法を
用いる。３は基板であり、ヒータ４により加熱さ
れる。５は水晶振動子による膜厚モニターで、装
置内に２つ設置されており、磁性金属と非磁性金
属を別々にモニターきるようになつている。６は
リークバルブ、７は基板温度を監視する温度計で
ある。８は排気系である。
うな２源蒸着装置を用いる。図において、１は
Feなどの磁性金属の蒸発源である。ここでは電
子ビーム加熱法を示しているが、これに限る必要
はなく、通常の加熱法を用いてもよい。２はAg
などの非磁性金属を蒸発させるための蒸発源であ
る、これについても蒸発源１と同様の加熱方法を
用いる。３は基板であり、ヒータ４により加熱さ
れる。５は水晶振動子による膜厚モニターで、装
置内に２つ設置されており、磁性金属と非磁性金
属を別々にモニターきるようになつている。６は
リークバルブ、７は基板温度を監視する温度計で
ある。８は排気系である。
第２図には室温以下の温度で薄膜を形成する装
置の概略図を示す。図において、第１図に示した
装置と対応する部分には同じ符号を付している。
９は基板冷却用の液体窒素やドライアイスとアル
コールのような寒剤を入れるクライオスタツト、
１０は寒剤を蒸発させるためのヒータである。
置の概略図を示す。図において、第１図に示した
装置と対応する部分には同じ符号を付している。
９は基板冷却用の液体窒素やドライアイスとアル
コールのような寒剤を入れるクライオスタツト、
１０は寒剤を蒸発させるためのヒータである。
本発明による磁性薄膜は第１図および第２図に
それぞれ示すような蒸着装置で作製する。
それぞれ示すような蒸着装置で作製する。
前述した組成の薄膜を構成する元素はそれぞれ
蒸気圧が大幅に違い、また、融液も一切混合しな
いので、同一の蒸発源から蒸発させるのは制御上
問題があり、そのため二源蒸発が必要である。
蒸気圧が大幅に違い、また、融液も一切混合しな
いので、同一の蒸発源から蒸発させるのは制御上
問題があり、そのため二源蒸発が必要である。
スパツタリングでも薄膜を作製することが可能
である。スパツタリングでは、たとえば第３図ａ
に示すような構成の装置を使用する。図において
１１は母材のターゲツト、１２，１３はそれぞれ
冷却水の導入口と排水口、１４は基板、１５は基
板加熱用のヒータ、１６は寒剤、１７は寒剤加熱
用のヒータである。第３図ｂはターゲツトの構成
を示す図であつて、母金属の素材の円板２１上に
もう一方の素材２０を分割して配置したものであ
る。組成は素材２０，２１の開口面積比によつて
定められるが、それぞれのスパツター効率を考慮
して最終の面積を決定する。
である。スパツタリングでは、たとえば第３図ａ
に示すような構成の装置を使用する。図において
１１は母材のターゲツト、１２，１３はそれぞれ
冷却水の導入口と排水口、１４は基板、１５は基
板加熱用のヒータ、１６は寒剤、１７は寒剤加熱
用のヒータである。第３図ｂはターゲツトの構成
を示す図であつて、母金属の素材の円板２１上に
もう一方の素材２０を分割して配置したものであ
る。組成は素材２０，２１の開口面積比によつて
定められるが、それぞれのスパツター効率を考慮
して最終の面積を決定する。
第３図では、ターゲツトの形状によつて組成を
決定しているが、第４図のような装置でもスパツ
ターが可能である。第４図において、１４は基
板、１６は基板支持台であつて、内部の空洞に液
体窒素などの寒剤を入れるか、冷却されて十分に
温度制御された乾燥気体を導入することによつて
基板の冷却を行う。この支持台１６は基板１４を
取りつけたままで高速で回転できるようになつて
いる。１８はその回転用のモータである。ターゲ
ツト１１は、この図では２個示されており、高周
波電源１９も２個独立に設置する。磁性金属と非
磁性金属はおのおのの別々のターゲツトとして独
立にコントロールされてスパツタされ、回転する
基板上に堆積する。
決定しているが、第４図のような装置でもスパツ
ターが可能である。第４図において、１４は基
板、１６は基板支持台であつて、内部の空洞に液
体窒素などの寒剤を入れるか、冷却されて十分に
温度制御された乾燥気体を導入することによつて
基板の冷却を行う。この支持台１６は基板１４を
取りつけたままで高速で回転できるようになつて
いる。１８はその回転用のモータである。ターゲ
ツト１１は、この図では２個示されており、高周
波電源１９も２個独立に設置する。磁性金属と非
磁性金属はおのおのの別々のターゲツトとして独
立にコントロールされてスパツタされ、回転する
基板上に堆積する。
本発明に開示された磁性薄膜は第１図から第３
図に示されたいずれの装置でも作製することがで
き、本質的には同一の特性を示すが、基板温度や
導入されているガスの効果により当然のことなが
ら多少の特性の変化がある。
図に示されたいずれの装置でも作製することがで
き、本質的には同一の特性を示すが、基板温度や
導入されているガスの効果により当然のことなが
ら多少の特性の変化がある。
本発明による磁性薄膜の特徴は、高残留磁束密
度低抗磁力性であつて、基本的に面内では等方性
であるので、従来の異方性を有するFe−Ni合金
薄膜とは本質的に異なり、そういつた見方からす
ると、どちらかと言えば非晶質薄膜に特性が類似
している。
度低抗磁力性であつて、基本的に面内では等方性
であるので、従来の異方性を有するFe−Ni合金
薄膜とは本質的に異なり、そういつた見方からす
ると、どちらかと言えば非晶質薄膜に特性が類似
している。
また、この磁性薄膜を得るためには蒸着中また
はスパツタ中の基板温度が重要で、100℃よりも
高い温度にすると良好な特性が得られない。
はスパツタ中の基板温度が重要で、100℃よりも
高い温度にすると良好な特性が得られない。
100℃以下にすれば良好な特性が得られるが、
基板温度の低い方がさらによい特性が得られるの
で、第２図、第３図および第４図に示したような
基板を寒剤で冷却する装置が必要となる。
基板温度の低い方がさらによい特性が得られるの
で、第２図、第３図および第４図に示したような
基板を寒剤で冷却する装置が必要となる。
以下に実施例を示し、本発明の効果について述
べる。
べる。
実施例の説明
実施例 １
第１図に示す装置でFe−Ag混合薄膜を作製し
た。作製条件を以下に示す。
た。作製条件を以下に示す。
真空度 ５×10-8 Torr
基板温度 300°K
基板 ソーダガラス、耐熱性高分子フイルム
蒸着速度 Fe 300Å／分（一定）
Ag ０〜2000Å／分（可変）
入射角 0°〜30°
得られた薄膜のFeとAgの原子比に対する抗磁
力Hcと初透磁率μの値を第６図に示す。
力Hcと初透磁率μの値を第６図に示す。
Ag／（Fe＋Ag）なる原子比の値が0.3〜0.8の
範囲内でμが最大となり、Hcは実用範囲内とな
る。
範囲内でμが最大となり、Hcは実用範囲内とな
る。
実施例 ２
実施例１とほぼ同様の蒸着条件で、ただ基板温
度を変化させて、Ag／（Fe＋Ag）＝0.5の薄膜を
第２図に示す蒸着装置を用いて作製した。
度を変化させて、Ag／（Fe＋Ag）＝0.5の薄膜を
第２図に示す蒸着装置を用いて作製した。
抗磁力と初透磁率を第７図に示す。これから、
基板温度を100℃以下に保持して薄膜を形成した
ときと、100℃を超える温度で薄膜を形成したと
きでは、特性に明らかに差があるのがわかる。
基板温度を100℃以下に保持して薄膜を形成した
ときと、100℃を超える温度で薄膜を形成したと
きでは、特性に明らかに差があるのがわかる。
実施例 ３
第２図に示す装置で、基板温度を100°Kに保持
してCo−Ag系、Ni−Ag系（Fe−78％Ni）−Ag
系の薄膜をそれぞれAgの割合を変えて作製した。
薄膜の組成比率と特性との関係を第８図に示す。
Ni，Fe−78％Niを磁性金属もしくは磁性合金と
する薄膜はもともとバルクの結晶磁気異方性が小
さいため、Hcが小さくμが増加している。
してCo−Ag系、Ni−Ag系（Fe−78％Ni）−Ag
系の薄膜をそれぞれAgの割合を変えて作製した。
薄膜の組成比率と特性との関係を第８図に示す。
Ni，Fe−78％Niを磁性金属もしくは磁性合金と
する薄膜はもともとバルクの結晶磁気異方性が小
さいため、Hcが小さくμが増加している。
実施例 ４
第３図に示すスパツタリング装置でFe−（Ag0.5
Cu0.5）の組成の薄膜を基板温度120°Kで作製し
た。ターゲツトは第３図ｂに示す構成とし、それ
ぞれの面積を調節して組成比率を制御した。
Cu0.5）の組成の薄膜を基板温度120°Kで作製し
た。ターゲツトは第３図ｂに示す構成とし、それ
ぞれの面積を調節して組成比率を制御した。
抗磁力と初透磁率の測定結果を第９図に示す。
抗磁力も初透磁率も実施例２、３で示した結果に
比べて若干見劣りするが、ほぼ同様の効果のある
ことがわかる。
抗磁力も初透磁率も実施例２、３で示した結果に
比べて若干見劣りするが、ほぼ同様の効果のある
ことがわかる。
実施例 ５
第４図に示す二源スパツタ装置で（Co0.8Ni0.2）
0.5−Ag0.5の組成の薄膜を基板支持台の回転数を
変化させて作製した。基板温度は160°Kである。
第１０図に基板回転数と抗磁力Hc、初透磁率μ
との関係を示す。基板支持台の回転数が40回／分
以上になると抗磁力が低下し、また初透磁率の増
加があつて特性の良好な薄膜が得られる。なお同
装置にて基板温度を400°Kに保持したところ、抗
磁力は通常のＢ−Ｈカーブトレーサでは測定でき
ない程大きくなり、したがつて、初透磁率も非常
に小さく、温度効果が大きいことが確認された。
0.5−Ag0.5の組成の薄膜を基板支持台の回転数を
変化させて作製した。基板温度は160°Kである。
第１０図に基板回転数と抗磁力Hc、初透磁率μ
との関係を示す。基板支持台の回転数が40回／分
以上になると抗磁力が低下し、また初透磁率の増
加があつて特性の良好な薄膜が得られる。なお同
装置にて基板温度を400°Kに保持したところ、抗
磁力は通常のＢ−Ｈカーブトレーサでは測定でき
ない程大きくなり、したがつて、初透磁率も非常
に小さく、温度効果が大きいことが確認された。
発明の効果
以上のように本発明による磁性薄膜は、十分小
さい抗磁力と、十分大きな初透磁率を有する薄膜
であり、また、作製時の基板温度を100℃以下に
すると非常に効果的であることがわかる。
さい抗磁力と、十分大きな初透磁率を有する薄膜
であり、また、作製時の基板温度を100℃以下に
すると非常に効果的であることがわかる。
第１図から第４図までは本発明にかかる磁性薄
膜を製造するための装置の構造を示す断面図、第
５図から第１０図までは本発明にかかる製造方法
で得られた薄膜の特性を示す図である。 １……磁性金属の蒸発源、２……非磁性金属の
蒸発源、３……基板、４……基板加熱用ヒータ、
８……排気装置、１１……ターゲツト、１４……
基板。
膜を製造するための装置の構造を示す断面図、第
５図から第１０図までは本発明にかかる製造方法
で得られた薄膜の特性を示す図である。 １……磁性金属の蒸発源、２……非磁性金属の
蒸発源、３……基板、４……基板加熱用ヒータ、
８……排気装置、１１……ターゲツト、１４……
基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 強磁性金属もしくは強磁性合金と、前記金属
もしくは合金と固溶しない非磁性金属もしくは非
磁性合金とが薄膜内で一様に、かつ無秩序に分布
しているところの組成式A1-xBx（ただしＡ：Fe、
Co、Niの少なくとも１種、Ｂ：Ag、ただし、
0.3≦ｘ≦0.8）で表わされる磁性薄膜。 ２ 真空中もしくは減圧雰囲気中において、基体
の温度を100℃以下に保持して、強磁性合金もし
くは強磁性合金と、前記金属もしくは合金と固溶
しない非磁性金属もしくは非磁性合金とが組成式
A1-xBx（ただしＡ：Fe、Co、Niの少なくとも１
種、Ｂ：Ag、ただし、0.3≦ｘ≦0.8）で表わさ
れ、一様かつ無秩序に分布する様に薄膜を前記基
体上に形成することを特徴とする磁性薄膜の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15218282A JPH0228883B2 (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | Jiseihakumakuoyobisonoseizohoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15218282A JPH0228883B2 (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | Jiseihakumakuoyobisonoseizohoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5941810A JPS5941810A (ja) | 1984-03-08 |
| JPH0228883B2 true JPH0228883B2 (ja) | 1990-06-27 |
Family
ID=15534841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15218282A Expired - Lifetime JPH0228883B2 (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | Jiseihakumakuoyobisonoseizohoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0228883B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0466192U (ja) * | 1990-10-15 | 1992-06-10 | ||
| JPH0663569U (ja) * | 1993-02-12 | 1994-09-09 | 株式会社大林組 | 保持治具 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2544845B2 (ja) * | 1990-08-23 | 1996-10-16 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 磁性薄膜、ラミネ―ト、磁気記録ヘッドおよび磁気遮蔽体ならびにラミネ―トの製造方法 |
-
1982
- 1982-08-31 JP JP15218282A patent/JPH0228883B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0466192U (ja) * | 1990-10-15 | 1992-06-10 | ||
| JPH0663569U (ja) * | 1993-02-12 | 1994-09-09 | 株式会社大林組 | 保持治具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5941810A (ja) | 1984-03-08 |
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