JPH0432212A - 酸化物磁性薄膜の形成方法および形成装置 - 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］ 本発明は、酸化物磁性薄膜の形成方法および形成装置に
係り、より詳細には、基板温度が常温でも結晶軸を配向
させることができる、酸化物磁性薄膜の形成方法および
形成装置に関するものである。

［従来の技術］ 酸化物磁性薄膜として、光情報記録媒体の記録層を例に
とり従来の技術を説明する。

酸化物系の磁性材料を薄膜化する方法としてスパッタリ
ング法、反応蒸着法、熱分解法等があるが、情報記録媒
体の場合には、平滑な表面性、均一な膜厚分布等が必要
とされるため、スパッタリング法、反応蒸着法等の真空
薄膜形成法で薄膜が形成されている。

ところで、優れた磁気特性を有する情報記録媒体を得る
ためには、酸化物磁性薄膜の結晶軸を特定方向に配向さ
れる必要がある。

そのために従来は、基板温度を３００〜６００℃という
高温に上げるとともに、成膜空間における酸素分圧等の
成膜条件を特定範囲に厳密に制御することにより成膜を
行っていた。

例えば、「文献：’　８Ｂ、第１０回応用磁気学会講演
概要集、Ｐ２６Ｊは、ＣＯフェライト（ＣｏＦｅｓ　ｏ
４）ｌｌｊを、ＣｏＦｅ、０４をターゲットとして反応
性スパッタリング法により成膜する事例を報告している
が、この報告例では、基板温度を３５０〜４００℃とし
、Ａ　ｒ　／　ｏ　２比をある狭い範囲に設定したとき
に［１００］軸が膜面に垂直に配向することが述べられ
ている。

しかし、上記従来方法においては、基板温度を高温に保
たなければならないために、基板として耐熱温度の高い
、高価な材料を使わなければならない。また、例えば酸
素分圧等の酸化物磁性薄膜の形成条件の範囲が狭いため
に、再現性、量産性か乏しいという問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、耐熱性に劣る基体をも使用することができ、
かつ、結晶軸を再現性よく一定方向に配向させることが
できる酸化物磁性薄膜の形成方法および形成装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明における、上記課題を解決するための酸化物磁性
薄膜の形成方法は、酸化物磁性薄膜を真空薄膜形成法で
形成する際に、基板上の堆積物質に電子線を照射するこ
とを特徴とする。

なお、酸化物磁性薄膜の材料としては、例えばＣｏフェ
ライト、ガーネット、バリウムフェライト、オルソフェ
ライト等の酸化物磁性材料が挙げられる。

基板の材料は何でもよく、例えばプラスチック等の耐熱
性に劣るものを用いることも可能である。

電子線の強度は、１０ｋｅＶ　〜２００ｋｅＶが望まし
い。

真空薄膜形成法としては、例えばスパッタリング法、イ
オンブレーティング法、プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲプラ
ズマＣＶＤ法等が挙げられる。

また、本発明における上記課題を解決するための酸化物
磁性薄膜の形成装置は、成膜室と、成膜室内において基
板を保持するための手段とを少なくとも有し、基板表面
に電子線を照射する手段が該成膜室内に設けられている
ことを特徴とする。

本発明に係る形成装置は、例えばスパッタリング装置、
イオンブレーティング装置、プラズマＣＶＤ装置、ＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ装置と基本構成は同じであるが、基板
に電子線を照射する手段が成膜室内に設けられているこ
とに特徴がある。

［作用コ 酸化物磁性薄膜を真空薄膜形成法で形成する場合におい
て、膜形成中に電子線を照射すると、膜を構成する原子
やイオンが電子の高エネルギーを得て、基板上を動きま
わりゃすくなる。このため、原子やイオンは最もエネル
ギー的に安定した位置に配置しやすくなり、結晶配向が
促進されると考えられる。

上記のように、酸化物磁性薄膜を真空薄膜形成法で形成
する際に、形成中、堆積物質に電子線を照射することに
より、基板温度を常温にしても結晶軸を配向することが
可能となり、従って耐熱性に劣る基板をも使用可能であ
るのでコストを低減することができる。また、例えば酸
素分圧等の酸化物磁性薄膜形成条件の範囲が広くなるた
め再現性、量産性を良く酸化物磁性薄膜を形成すること
ができる。

［実施例コ 本発明の実施例として、酸化物磁性材料にＣ。

フェライトを用いた例を示す。

（実施例） まず、第１図に基づき、本発明の実施例に係る酸化物磁
性薄膜の形成装置を説明する。

この装置は、真空槽１１により形成された成膜室内に、
基板１２を保持するための手段であるサセプタ１６を有
している。さらに、電子線を照射する手段（電子線照射
部）１３が成膜室内に設けられている。なお、１４は真
空薄膜形成機能を有する部分であり、例えば真空蒸着装
置の場合は、蒸着源と加熱手段等とから構成され、スパ
ッタリング装置の場合はターゲットと高周波電源印加手
段等とから構成される。図中１５は排気系である。

電子線照射部１３は、フィラメント４、グリッド３等か
ら成っている。フィラメント用電源５によりフィラメン
ト４に電流を流しフィラメント４を加熱するとフィラメ
ント４から熱電子が飛び出す。この熱電子を加速用電源
６によりグリッド３に電圧をかけることで加速し、基板
１２に電子線を照射する。なお、図中１は筐体、２は絶
縁碍子を示している。

次に、形成手順を説明する。

基板には石英ガラスを用いた。基板温度を１００℃とし
、ターゲットとしてＣｏＦｅ２０４焼結体を用いた。ス
パッタリング条件は、ガス（Ａｒと０２の混合ガス）の
圧力を２０ｍＴ　ｏ　ｒ　ｒ、投入電力密度を９Ｗ／ａ
ｍ”とした。

スパッタリング中に電子線照射を行なった。加速電圧を
１００ｋＶ、フィラメントの電流は１０ｍＡ、電圧は１
００Ｖとした。、Ａｒ１０２の分圧の比率を変えて成膜
し、Ｘ線回折により膜の結晶軸の配向性を調べた。膜厚
は１０００人とした。

ＣＯフェライト膜は［１００］軸が膜面に垂直に向くこ
とで垂直磁化膜となるため、Ｉ（Ｉ：Ｘ線強度）（４０
０）／Ｉ　（３１１）を配向性の目安として評価した。

結果を第２図に示す。

（比較例） 次に比較例を示す。基板温度を５００℃とし、スパッタ
リング中に電子線を照射しなかったこと以外のスパッタ
リング条件は実施例と同一とした。このときのＣＯフェ
ライト膜のＸ線強度比を第３図に示す。

第２図および第３図から明らかなように、比較例では、
酸素分圧が５０％程度のとき、［１００］軸の配向が強
くなり、垂直磁化膜が得られるが、［１００］軸の配向
する酸素分圧の範囲は非常に狭いものである。これに対
して、実施例においては、［１００］軸に配向する酸素
分圧の範囲は、比較例と比較して広く、また、配向性も
改善されることがわかる。このように、本実施例の場合
、基板温度が従来必要とされていた温度より低くても、
結晶軸を配向させることができた。

［発明の効果コ 従来方法では、結晶配向した膜を形成するために、基板
を高温にする必要があり、形成条件も非常に狭い範囲で
行なわねばならなかった。しかし、本発明では、基板温
度は常温または基板の耐熱温度以下で良く、プラスチッ
ク基板等が使用でき、コストの低減ができる。また、膜
形成条件の範囲が広くなるため、再現性、ｊＬ産性良く
、結晶軸の配向した酸化物磁性薄膜を形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る形成装置の概念図であ
る。 第２図は、実施例に用いた電子線照射部の概念図である
。 第３図は、実施例により作製したＣＯフェライト膜のＸ
線強度比を示すグラフである。 第４図は、比較例により作製したＣＯフェライト膜のＸ
線強度比を示すグラフである。 気系、１６・・・サセプタ。 特許出願人　積水化学工業株式会社 代表者　廣　１）　馨 （符号の説明） １・・・筐体、２・・・絶縁碍子、３・・・グリッド、
４・・・フィラメント、５・・・フィラメント用電滌、
６・・・加速用電源、１１・・・真空槽、１２・・・基
板、１３・・・電子線照射部、１４・・・真空薄膜形成
機能、１５・・・排第 ■ 図 第 図 第 図 第 図 酸素分圧比（％）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化物磁性薄膜を真空薄膜形成法で形成する際に
   、基板上の堆積物質に電子線を照射することを特徴とす
   る酸化物磁性薄膜の形成方法。
2. （２）成膜室と、成膜室内において基板を保持するため
   の手段とを少なくとも有し、基板表面に電子線を照射す
   る手段が該成膜室内に設けられていることを特徴とする
   酸化物磁性薄膜の形成装置。