JPH07120596B2 - 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
- JPH07120596B2 JPH07120596B2 JP62268818A JP26881887A JPH07120596B2 JP H07120596 B2 JPH07120596 B2 JP H07120596B2 JP 62268818 A JP62268818 A JP 62268818A JP 26881887 A JP26881887 A JP 26881887A JP H07120596 B2 JPH07120596 B2 JP H07120596B2
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- JP
- Japan
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- atomic
- film
- substrate
- thin film
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
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）maxを有するNd−F
e−Ｂ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
が困難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，スパッタ法，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おり，
たとえば，スパッタ法の例は,J.Magn.Magn.Mat.54−57
（1986）P535,あるいは，本出願人が出願した特願昭61
−229130号などに示されている。
e−Ｂ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
が困難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，スパッタ法，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おり，
たとえば，スパッタ法の例は,J.Magn.Magn.Mat.54−57
（1986）P535,あるいは，本出願人が出願した特願昭61
−229130号などに示されている。
（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）maxが大きく，たとえば10MGOe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。
大エネルギ積（BH）maxが大きく，たとえば10MGOe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。
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）max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）max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Ndが13〜27原子％,Bが３〜17原子％,Feが28原
子％以上，残部は,Co,Alの一種以上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）で所定の温度で所定時間アニー
ル処理を行う。
子％以上，残部は,Co,Alの一種以上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）で所定の温度で所定時間アニー
ル処理を行う。
（作用） スパッタ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
と共に磁性層が，結晶粒界に生成した非磁性層に取り囲
まれた状態になり，このため，外部磁界が作用しても磁
壁の移動が妨げられるので，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。
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
と共に磁性層が，結晶粒界に生成した非磁性層に取り囲
まれた状態になり，このため，外部磁界が作用しても磁
壁の移動が妨げられるので，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。
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断面図である。真空容器
１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。
ネトロンスパッタリング装置の断面図である。真空容器
１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。
基板はヒータ６によって加熱することができ，基板の温
度をヒータ電源13によってコントロールするようにして
ある。ターゲット２と基板３の間にはスパッタリング初
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にはターゲット電源
７によって直流電圧または高周波電圧を印加できるよう
にしてある。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，フィラメント電源９とアノード電
源11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。
度をヒータ電源13によってコントロールするようにして
ある。ターゲット２と基板３の間にはスパッタリング初
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にはターゲット電源
７によって直流電圧または高周波電圧を印加できるよう
にしてある。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，フィラメント電源９とアノード電
源11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は薄膜中のNdが15原子％,Bが５原子％,Fe
が63原子％,Coが10原子％,Alが７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２×10
-6Torr以下に排気する。ヒータ電源13を調整しながら基
板を300℃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，アルゴンガス導入バ
ルブ12を開いてアルゴンガスを導入し、圧力が８×10-3
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0.5A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分間スパッタリング
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２×10-6Torr以下に排気し，基板温度が室
温になるまで冷却した。膜厚方向の角型比が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２×10-6Torr以下に排気した後,640℃に
急加熱して10秒間加熱してアニールを行った後ただちに
冷却した。この結果,10MGOe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）max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10MGOe以上の
ものが得られる。アニール温度が800℃を超えると常磁
性相の成長により磁気特性が損われ，逆に400℃に満た
ないといくら時間をかけても結晶化が促進されず磁気特
性が向上しない。
が63原子％,Coが10原子％,Alが７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２×10
-6Torr以下に排気する。ヒータ電源13を調整しながら基
板を300℃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，アルゴンガス導入バ
ルブ12を開いてアルゴンガスを導入し、圧力が８×10-3
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0.5A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分間スパッタリング
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２×10-6Torr以下に排気し，基板温度が室
温になるまで冷却した。膜厚方向の角型比が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２×10-6Torr以下に排気した後,640℃に
急加熱して10秒間加熱してアニールを行った後ただちに
冷却した。この結果,10MGOe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）max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10MGOe以上の
ものが得られる。アニール温度が800℃を超えると常磁
性相の成長により磁気特性が損われ，逆に400℃に満た
ないといくら時間をかけても結晶化が促進されず磁気特
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640℃〜800℃のときは保持時間10秒
で良いが，アニール温度が600℃のときは保持時間45秒,
500℃のときは1700秒というようにアニール温度が低い
ほど保持時間が長くなるが，保持時間が20時間を超える
ときはアニール温度は400〜800℃の間であれば10MGOeの
ものが得られる。
とえばアニール温度640℃〜800℃のときは保持時間10秒
で良いが，アニール温度が600℃のときは保持時間45秒,
500℃のときは1700秒というようにアニール温度が低い
ほど保持時間が長くなるが，保持時間が20時間を超える
ときはアニール温度は400〜800℃の間であれば10MGOeの
ものが得られる。
なお，合金薄膜の組成を変え，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Ndが13〜27原子％,Bが３〜17原子％,Feが28原子
％以上，残部,Co,Alの一種以上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10MGOe以上でかつ膜厚方向に異方性のつい
た膜が得られる。
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Ndが13〜27原子％,Bが３〜17原子％,Feが28原子
％以上，残部,Co,Alの一種以上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10MGOe以上でかつ膜厚方向に異方性のつい
た膜が得られる。
（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，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。
ネトロンスパッタリング装置の例を示す断面図，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。
Claims (1)
- 【請求項１】Ndが13〜27原子％、Ｂが３〜17原子％、Fe
が28原子％以上、残部がCo、Alのうち一種以上からなる
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性ガス雰囲気中で、アニール
保持時間ｓ（秒）をlog（ｓ）として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＝80
0、直線Ｘ＝１、直線Ｙ＝400、直線Ｘ＝６および点（1,
640）と点（4.8,400）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 |
|---|---|---|---|
| JP62268818A JPH07120596B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 強磁性薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62268818A JPH07120596B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 強磁性薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01110715A JPH01110715A (ja) | 1989-04-27 |
| JPH07120596B2 true JPH07120596B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=17463682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62268818A Expired - Lifetime JPH07120596B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 強磁性薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120596B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633810A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-04 | Sony Corp | Preparation of magnetic recording medium |
| JPS60200887A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-11 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 磁性薄膜の製造方法 |
| JPS60128606A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-09 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 光磁気記録媒体 |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP62268818A patent/JPH07120596B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01110715A (ja) | 1989-04-27 |
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