JPH0574643A - 軟磁性薄膜の製造方法 - Google Patents
軟磁性薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH0574643A JPH0574643A JP23454891A JP23454891A JPH0574643A JP H0574643 A JPH0574643 A JP H0574643A JP 23454891 A JP23454891 A JP 23454891A JP 23454891 A JP23454891 A JP 23454891A JP H0574643 A JPH0574643 A JP H0574643A
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- thin film
- sputtering gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】２０ｋＧ以上の飽和磁束密度を有し、かつ優れ
た軟磁気特性を有する磁性薄膜を得る。 【構成】Ｃｏ≦７０ａｔ％を含有するＦｅ−Ｃｏ系合金
薄膜をスパッタリング法により基板上に成膜するに際
し、スパッタリングガス圧力Ｐ［Ｐａ］が、Ｃｏ含有量
ｘ［ａｔ％］に対して ０．０９＋ｘ／４００ ≦ Ｐ ≦ ０．７０ …
（１） の関係を満たす。また好ましくは、スパッタリングガス
がＡｒであり、スパッタリングガス圧力Ｐ「Ｐａ］が、
Ｃｏ含有量ｘ［ａｔ％］に対して（１）式の関係と次式 ０．０７＋ｘ／２００ ≦ Ｐ ≦ ０．２０＋ｘ／２
００ の関係を同時に満たす。
た軟磁気特性を有する磁性薄膜を得る。 【構成】Ｃｏ≦７０ａｔ％を含有するＦｅ−Ｃｏ系合金
薄膜をスパッタリング法により基板上に成膜するに際
し、スパッタリングガス圧力Ｐ［Ｐａ］が、Ｃｏ含有量
ｘ［ａｔ％］に対して ０．０９＋ｘ／４００ ≦ Ｐ ≦ ０．７０ …
（１） の関係を満たす。また好ましくは、スパッタリングガス
がＡｒであり、スパッタリングガス圧力Ｐ「Ｐａ］が、
Ｃｏ含有量ｘ［ａｔ％］に対して（１）式の関係と次式 ０．０７＋ｘ／２００ ≦ Ｐ ≦ ０．２０＋ｘ／２
００ の関係を同時に満たす。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高い飽和磁束密度と良
好な軟磁性を有するＦｅ−Ｃｏ系合金軟磁性薄膜の製造
方法に関する。
好な軟磁性を有するＦｅ−Ｃｏ系合金軟磁性薄膜の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化に伴い、磁気デ
バイスの薄膜化が追求され、高い飽和磁束密度と優れた
軟磁気特性とを同時に満足する薄膜磁性材料が求められ
らている。高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料として
は、Ｆｅ−３５ｗｔ％Ｃｏ付近の組成を有するＦｅ−Ｃ
ｏ系合金が既知の金属系磁性材料の中でも最高の飽和磁
束密度を示すことが知られている。しかしながら、この
合金系の薄膜材料においては、軟磁性の点で満足できる
特性を得ることは困難であった。例えば、Ｈ．Ｒ．Ｐｈ
ｉｌｉｐｐ ａｎｄ Ｊ．Ｊ．Ｔｉｅｍａｎｎ：Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４３（１９７２）３５４２によれ
ば、Ｆｅ−５０ｗｔ％Ｃｏ組成の薄膜においては、磁化
は２２ｋＧと高い値を示しているが、その保磁力はバル
ク材料に比べて劣悪な２０Ｏｅ程度の値である。一方、
各種元素添加によりＦｅ−Ｃｏ系合金薄膜の軟磁性化が
図られているが、例えば、Ｍ．Ｈａｙａｋａｗａ ｅｔ
ａｌ．：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，ＭＡＧ
−２３（１９８７）３０９２に示されているように、飽
和磁束密度がＦｅ−Ｃｏの２元系に比べて顕著に減少す
る問題点があった。
バイスの薄膜化が追求され、高い飽和磁束密度と優れた
軟磁気特性とを同時に満足する薄膜磁性材料が求められ
らている。高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料として
は、Ｆｅ−３５ｗｔ％Ｃｏ付近の組成を有するＦｅ−Ｃ
ｏ系合金が既知の金属系磁性材料の中でも最高の飽和磁
束密度を示すことが知られている。しかしながら、この
合金系の薄膜材料においては、軟磁性の点で満足できる
特性を得ることは困難であった。例えば、Ｈ．Ｒ．Ｐｈ
ｉｌｉｐｐ ａｎｄ Ｊ．Ｊ．Ｔｉｅｍａｎｎ：Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４３（１９７２）３５４２によれ
ば、Ｆｅ−５０ｗｔ％Ｃｏ組成の薄膜においては、磁化
は２２ｋＧと高い値を示しているが、その保磁力はバル
ク材料に比べて劣悪な２０Ｏｅ程度の値である。一方、
各種元素添加によりＦｅ−Ｃｏ系合金薄膜の軟磁性化が
図られているが、例えば、Ｍ．Ｈａｙａｋａｗａ ｅｔ
ａｌ．：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，ＭＡＧ
−２３（１９８７）３０９２に示されているように、飽
和磁束密度がＦｅ−Ｃｏの２元系に比べて顕著に減少す
る問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に鑑み、２０ｋＧ以上の高い飽和磁束密度を確保しつ
つ優れた軟磁気特性を賦写したＦｅ−Ｃｏ系の薄膜軟磁
性材料の製造方法を提案することを目的とする。
点に鑑み、２０ｋＧ以上の高い飽和磁束密度を確保しつ
つ優れた軟磁気特性を賦写したＦｅ−Ｃｏ系の薄膜軟磁
性材料の製造方法を提案することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的のため、Ｆｅ
−Ｃｏ系合金薄膜を種々作製し、磁気特性を調査した結
果、Ｆｅ−Ｃｏ系合金をスパッタリング法によって作製
する方法において、スパッタリングガス圧をＦｅ−Ｃｏ
の組成比に応じて調整することにより、飽和磁束密度を
低下させることなく軟磁気特性を良好にすることができ
ることを知見した。
−Ｃｏ系合金薄膜を種々作製し、磁気特性を調査した結
果、Ｆｅ−Ｃｏ系合金をスパッタリング法によって作製
する方法において、スパッタリングガス圧をＦｅ−Ｃｏ
の組成比に応じて調整することにより、飽和磁束密度を
低下させることなく軟磁気特性を良好にすることができ
ることを知見した。
【０００５】即ち、本発明は、Ｃｏ≦７０ａｔ％を含有
するＦｅ−Ｃｏ系合金薄膜をスパッタリング法により基
板上に成膜する方法において、スパッタリングガス圧力
Ｐ［Ｐａ］が、Ｃｏ含有量ｘ［ａｔ％］に対して ０．０９＋ｘ／４００ ≦ Ｐ ≦ ０．７０ …（１） の関係を満たすことを特徴とする軟磁性薄膜の製造方法
であり、また、この方法において、スパッタリングガス
がＡｒであり、スパッタリングガス圧力Ｐ［Ｐａ］が、
Ｃｏ含有量ｘ［ａｔ％］に対して上記（１）式の関係と
（２）式 ０．０７＋ｘ／２００ ≦ Ｐ ≦ ０．２０＋ｘ／２００ …（２） の関係を同時に満たすことを特徴とする軟磁性薄膜の製
造方法である。
するＦｅ−Ｃｏ系合金薄膜をスパッタリング法により基
板上に成膜する方法において、スパッタリングガス圧力
Ｐ［Ｐａ］が、Ｃｏ含有量ｘ［ａｔ％］に対して ０．０９＋ｘ／４００ ≦ Ｐ ≦ ０．７０ …（１） の関係を満たすことを特徴とする軟磁性薄膜の製造方法
であり、また、この方法において、スパッタリングガス
がＡｒであり、スパッタリングガス圧力Ｐ［Ｐａ］が、
Ｃｏ含有量ｘ［ａｔ％］に対して上記（１）式の関係と
（２）式 ０．０７＋ｘ／２００ ≦ Ｐ ≦ ０．２０＋ｘ／２００ …（２） の関係を同時に満たすことを特徴とする軟磁性薄膜の製
造方法である。
【０００６】
【作用】以下に、合金素材の成分組成を限定した理由を
説明する。以下、ａｔ％を単に％で表示する。ＦｅにＣ
ｏを添加すると飽和磁束密度Ｂｓが増大し、前述のよう
に３５％Ｃｏ前後の組成において約２４．５ｋＧの最大
値をとり、さらにＣｏ含有量を増加させるとその値は減
少するが、７０％以下である場合にはＦｅを超えるＢｓ
を示す。しかし７０％を超える場合にはＢｓがＦｅの値
を下回って高飽和磁束密度の目的を達成することができ
ないため、Ｃｏ含有量は７０％以下の範囲とした。
説明する。以下、ａｔ％を単に％で表示する。ＦｅにＣ
ｏを添加すると飽和磁束密度Ｂｓが増大し、前述のよう
に３５％Ｃｏ前後の組成において約２４．５ｋＧの最大
値をとり、さらにＣｏ含有量を増加させるとその値は減
少するが、７０％以下である場合にはＦｅを超えるＢｓ
を示す。しかし７０％を超える場合にはＢｓがＦｅの値
を下回って高飽和磁束密度の目的を達成することができ
ないため、Ｃｏ含有量は７０％以下の範囲とした。
【０００７】また、Ｆｅ−Ｃｏ系合金薄膜は、電気抵抗
率を増大させて高周波特性を良好にし、また耐食性を向
上させる効果がある、Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗの一種以上を含有してもよ
い。しかしながら、これ等の元素を合計５％を超えて含
有する場合には飽和磁束密度の低下が著しいために、こ
れらの元素含有量の合計は５％以下とすることが望まし
い。また、Ｆｅ及びＣｏの合計のうち１５％までをＮｉ
で置換した場合には、飽和磁束密度を著しく低下させる
ことなく耐食性を付与できるので、上記の範囲内でＮｉ
を含有させることができる。
率を増大させて高周波特性を良好にし、また耐食性を向
上させる効果がある、Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗの一種以上を含有してもよ
い。しかしながら、これ等の元素を合計５％を超えて含
有する場合には飽和磁束密度の低下が著しいために、こ
れらの元素含有量の合計は５％以下とすることが望まし
い。また、Ｆｅ及びＣｏの合計のうち１５％までをＮｉ
で置換した場合には、飽和磁束密度を著しく低下させる
ことなく耐食性を付与できるので、上記の範囲内でＮｉ
を含有させることができる。
【０００８】本発明にかかる薄膜の製造方法としては、
直流又は高周波スパッタ法等の成膜法が適合する。スパ
ッタリングガスとしてはＡｒ，Ｘｅその他の不活性ガス
又はそれらの混合ガスであってよい。前記のように、ス
パッタリングガス圧力をＣｏ含有量に応じて調節するこ
とにより、保磁力低下、透磁率増大など、Ｆｅ−Ｃｏ薄
膜の軟磁気特性を向上させることができる。
直流又は高周波スパッタ法等の成膜法が適合する。スパ
ッタリングガスとしてはＡｒ，Ｘｅその他の不活性ガス
又はそれらの混合ガスであってよい。前記のように、ス
パッタリングガス圧力をＣｏ含有量に応じて調節するこ
とにより、保磁力低下、透磁率増大など、Ｆｅ−Ｃｏ薄
膜の軟磁気特性を向上させることができる。
【０００９】
【実施例】以下実施例に即して説明する。 〔実施例１〕表１に示す種々の組成比からなるＦｅ−Ｃ
ｏ系合金ターゲットを用い、スパッタリングガスとして
Ａｒを用いて直流スパッタリング法によってガラス基板
上に成膜した。Ａｒ圧は、０．１２〜１．０Ｐａの範囲
で変化させた。膜厚は基板中心部分で約２０００Åとし
た。作製した薄膜試料の基板中心部分から直径約６ｍｍ
の試験片を切り出し、直流磁気特性を振動試料型磁力計
を用いて測定した。この測定より求められた保持力およ
び飽和磁束密度を表１中に示す。この測定結果より、ス
パッタリングガス圧力が前述した（１）式の範囲内であ
る場合に保磁力が良好となることが明らかである。
ｏ系合金ターゲットを用い、スパッタリングガスとして
Ａｒを用いて直流スパッタリング法によってガラス基板
上に成膜した。Ａｒ圧は、０．１２〜１．０Ｐａの範囲
で変化させた。膜厚は基板中心部分で約２０００Åとし
た。作製した薄膜試料の基板中心部分から直径約６ｍｍ
の試験片を切り出し、直流磁気特性を振動試料型磁力計
を用いて測定した。この測定より求められた保持力およ
び飽和磁束密度を表１中に示す。この測定結果より、ス
パッタリングガス圧力が前述した（１）式の範囲内であ
る場合に保磁力が良好となることが明らかである。
【００１０】
【表１】
【００１１】〔実施例２〕実施例１のＮｏ．１〜４の組
成からなるＦｅ−Ｃｏ系合金ターゲットを用いて、直流
スパッタリング法によってガラス基板上に成膜した。ス
パッタリングガスはＡｒとし、Ａｒ圧は０．１０〜１．
０Ｐａの範囲とした。膜厚は基板中心部分で約２０００
Åとした。作成した薄膜試料の基板中心部分から直径約
６ｍｍの試験片を切り出し、３００℃、１ｈｒの熱処理
を真空中で施しこの試験片の直流磁気特性を振動試料型
磁力計を用いて測定した。この測定により求められた保
磁力の値を図１に示す。この測定結果より、スパッタリ
ングガス圧力が前述した（２）式の範囲内にある場合に
保磁力が極めて良好となることが明らかである。
成からなるＦｅ−Ｃｏ系合金ターゲットを用いて、直流
スパッタリング法によってガラス基板上に成膜した。ス
パッタリングガスはＡｒとし、Ａｒ圧は０．１０〜１．
０Ｐａの範囲とした。膜厚は基板中心部分で約２０００
Åとした。作成した薄膜試料の基板中心部分から直径約
６ｍｍの試験片を切り出し、３００℃、１ｈｒの熱処理
を真空中で施しこの試験片の直流磁気特性を振動試料型
磁力計を用いて測定した。この測定により求められた保
磁力の値を図１に示す。この測定結果より、スパッタリ
ングガス圧力が前述した（２）式の範囲内にある場合に
保磁力が極めて良好となることが明らかである。
【００１２】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の磁性薄膜
は高い飽和磁束密度と優れた磁気特性を同時に有するた
め、これを利用して電子機器用磁気デバイスの小型化、
高性能化を図ることができ、産業上の利益が大きい。
は高い飽和磁束密度と優れた磁気特性を同時に有するた
め、これを利用して電子機器用磁気デバイスの小型化、
高性能化を図ることができ、産業上の利益が大きい。
【図１】Ｃｏ含有量、Ａｒ圧および保磁力の関係を示す
グラフである。
グラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｏ≦７０ａｔ％を含有するＦｅ−Ｃｏ
系合金薄膜をスパッタリング法により基板上に成膜する
に際し、スパッタリングガス圧力Ｐ［Ｐａ］が、Ｃｏ含
有量ｘ［ａｔ％］に対して ０．０９＋ｘ／４００ ≦ Ｐ ≦ ０．７０ …（１） の関係を満たすことを特徴とする軟磁性薄膜の製造方
法。 - 【請求項２】 請求項１記載の製造方法において、スパ
ッタリングガスがＡｒであり、スパッタリングガス圧力
Ｐ「Ｐａ］が、Ｃｏ含有量ｘ［ａｔ％］に対して前記
（１）式の関係と次式 ０．０７＋ｘ／２００ ≦ Ｐ ≦ ０．２０＋ｘ／２００ の関係を同時に満たすことを特徴とする軟磁性薄膜の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23454891A JPH0574643A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 軟磁性薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23454891A JPH0574643A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 軟磁性薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574643A true JPH0574643A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=16972752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23454891A Withdrawn JPH0574643A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 軟磁性薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574643A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007297688A (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Sanyo Special Steel Co Ltd | ＦｅＣｏ系ターゲット材 |
| JP2008121071A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 軟磁性ＦｅＣｏ系ターゲット材 |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP23454891A patent/JPH0574643A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007297688A (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Sanyo Special Steel Co Ltd | ＦｅＣｏ系ターゲット材 |
| JP2008121071A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 軟磁性ＦｅＣｏ系ターゲット材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |