JPS60204850A - 磁性薄膜及びその製造方法 - Google Patents
磁性薄膜及びその製造方法Info
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- JPS60204850A JPS60204850A JP6165684A JP6165684A JPS60204850A JP S60204850 A JPS60204850 A JP S60204850A JP 6165684 A JP6165684 A JP 6165684A JP 6165684 A JP6165684 A JP 6165684A JP S60204850 A JPS60204850 A JP S60204850A
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- magnetic thin
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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】
この発明は例えば磁気記録に用いられる磁性薄膜、特に
希土類金属と遷移金属とからなる合金で形成され、基板
面内において二次元的にすべての方向に等しく磁化が分
布可能な磁性薄膜とその製造方法に関するものである。
希土類金属と遷移金属とからなる合金で形成され、基板
面内において二次元的にすべての方向に等しく磁化が分
布可能な磁性薄膜とその製造方法に関するものである。
く背 景〉
その使用目的により差はあるが、磁気ディスク。
・ 磁気テープなどの磁気記録媒体用に、或は薄膜磁気
抵抗効果素子のバイアス磁界用薄型磁石、さらＫは磁気
的位胃センサなどに使用する強磁性体としては、保磁力
と残留磁化の大きなものが要求されている。
抵抗効果素子のバイアス磁界用薄型磁石、さらＫは磁気
的位胃センサなどに使用する強磁性体としては、保磁力
と残留磁化の大きなものが要求されている。
希土類金属と遷移金属とからなる合金系の中で、ＳｍＣ
０合金、特にＳｍ（’ｏ５系或ｔｆｉ ５ｒｌｌｚＣＯ
＋７系合金は大きな磁気異方性を有しているので、高エ
ネルギ積を有する磁石材料として使用されている。この
種のＳｍＣｏ系合金をその磁気異方性を保持させたまま
の状態で薄膜化する研究は従来がらも幾列かは試みられ
ている。
０合金、特にＳｍ（’ｏ５系或ｔｆｉ ５ｒｌｌｚＣＯ
＋７系合金は大きな磁気異方性を有しているので、高エ
ネルギ積を有する磁石材料として使用されている。この
種のＳｍＣｏ系合金をその磁気異方性を保持させたまま
の状態で薄膜化する研究は従来がらも幾列かは試みられ
ている。
例えば、Ｈ，Ｃ，Ｔｈｅｕｅｒｅｒ等は、ＳｍＣＯ５、
ＳｍＣＯ３，６ｓＣｕ１．＋５合金を使用して、その基
板温度を５００ ℃に上昇させることによって高保磁力
の面内磁化結晶膜を作成している。（Ｈ，Ｃ，Ｔｈｅｕ
ｅｒｅｒ 、 Ｅ、 Ａ、 Ｎｅｇｂｉｔｔ 。
ＳｍＣＯ３，６ｓＣｕ１．＋５合金を使用して、その基
板温度を５００ ℃に上昇させることによって高保磁力
の面内磁化結晶膜を作成している。（Ｈ，Ｃ，Ｔｈｅｕ
ｅｒｅｒ 、 Ｅ、 Ａ、 Ｎｅｇｂｉｔｔ 。
ａｎｄ Ｄ、 Ｄ、 Ｂａｃｏｗ ： Ｊ、 Ａｐｐｌ
、Ｐｈｙｓ、 、 ｖｏｔ、 ４０（７）、 ２９４４
（１９６９））、また、Ｋ、Ｋｕｍａｒ等は、プラズマ
スゲレイ（Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｒａｙｉｎｇ）法により
作成した薄膜を７００℃で熱処理することにより５ｍＣ
ｏ５相を析出させて、高保磁力の面内磁化結晶膜を作成
している。（Ｋ。
、Ｐｈｙｓ、 、 ｖｏｔ、 ４０（７）、 ２９４４
（１９６９））、また、Ｋ、Ｋｕｍａｒ等は、プラズマ
スゲレイ（Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｒａｙｉｎｇ）法により
作成した薄膜を７００℃で熱処理することにより５ｍＣ
ｏ５相を析出させて、高保磁力の面内磁化結晶膜を作成
している。（Ｋ。
Ｋｕｍａｒ 、 Ｄ、 Ｄａｓ、 ａｎｄ Ｅ、 Ｗｅ
ｔｔｓｔｅｉｎ ： Ｊ、 Ａｐｐｌ、 ｐｈｙｓ、
１ｖａｔ ４９（３） 、 ２０５２ （１９７８））
、しかし、これらの従来提案されている面内磁化゛結晶
膜は、いずれも基板内において二次元的にすべての方向
に等しく磁化が分布可能なものではない。
ｔｔｓｔｅｉｎ ： Ｊ、 Ａｐｐｌ、 ｐｈｙｓ、
１ｖａｔ ４９（３） 、 ２０５２ （１９７８））
、しかし、これらの従来提案されている面内磁化゛結晶
膜は、いずれも基板内において二次元的にすべての方向
に等しく磁化が分布可能なものではない。
しかもこれらいずれの場合においても、ＳｍＣｏ６相を
使用しているために基板温度を５ｏｏ℃程度まで上昇さ
せて膜を作成する工程や作成した膜を７００℃で熱処理
する工程が必要であって、磁性薄膜作成方法としての工
程が技術的に複雑であった。
使用しているために基板温度を５ｏｏ℃程度まで上昇さ
せて膜を作成する工程や作成した膜を７００℃で熱処理
する工程が必要であって、磁性薄膜作成方法としての工
程が技術的に複雑であった。
この発明は、従来提案されている希土類−遷移金属系合
金薄膜では実現出来なかった基板面内圧おいての二次元
的な等磁化分布を可能としたものであって、その製造方
法も熱処理が不用であって比較的容易で保磁力も大きく
、Ｙ 、Ｃｅ 、 ｐｒ ＋ Ｎｄ ＋、Ｓｍ中からの
少なくとも一種の元素を選んだ希土類゛元素の組合せを
Ｒとし、Ｃｏ又けｃｏ（！：Ｆｅとの組合せよりなる元
素の組合せをＴとして結晶ＲＴ３を主体とした組成の磁
性薄膜とその製造方法を提供するものである。
金薄膜では実現出来なかった基板面内圧おいての二次元
的な等磁化分布を可能としたものであって、その製造方
法も熱処理が不用であって比較的容易で保磁力も大きく
、Ｙ 、Ｃｅ 、 ｐｒ ＋ Ｎｄ ＋、Ｓｍ中からの
少なくとも一種の元素を選んだ希土類゛元素の組合せを
Ｒとし、Ｃｏ又けｃｏ（！：Ｆｅとの組合せよりなる元
素の組合せをＴとして結晶ＲＴ３を主体とした組成の磁
性薄膜とその製造方法を提供するものである。
〈発明の概要〉
この発明の磁性薄膜は、希土類−遷移金属系合金磁性薄
膜よりなり、Ｙ 、 Ｃｅ 、 Ｐｒ 、 Ｎｄ 、
Ｓｍ中から少なくとも一種の元素を選んだ希土類元素の
組合せをＲとし、Ｃｏ又はＣｏとＦｅとの組合せよりな
る元素の組合せをＴとして全組成中のＲの原子比をＸと
してＲｘＴ１−Ｘで表わされる全組成がＲＴ３結晶相と
ＲｚＴｔ７． ＲＴｓ 、 ＲｓＴ＋ｅ 、 Ｒ２Ｔ７
、 ＲＴｚから少なくとも１種が選択された結晶相と
の組合せよシなる結晶相部と非晶質部とから構成されて
いる。この発明においては、基板面内において二次元的
にすべての方向に等しく磁化が分布可能なように結晶Ｒ
Ｔ３相の比率が選定され、且つ全組成中のＲの原子比Ｘ
カニ０〜４５原子％に選定されている。
膜よりなり、Ｙ 、 Ｃｅ 、 Ｐｒ 、 Ｎｄ 、
Ｓｍ中から少なくとも一種の元素を選んだ希土類元素の
組合せをＲとし、Ｃｏ又はＣｏとＦｅとの組合せよりな
る元素の組合せをＴとして全組成中のＲの原子比をＸと
してＲｘＴ１−Ｘで表わされる全組成がＲＴ３結晶相と
ＲｚＴｔ７． ＲＴｓ 、 ＲｓＴ＋ｅ 、 Ｒ２Ｔ７
、 ＲＴｚから少なくとも１種が選択された結晶相と
の組合せよシなる結晶相部と非晶質部とから構成されて
いる。この発明においては、基板面内において二次元的
にすべての方向に等しく磁化が分布可能なように結晶Ｒ
Ｔ３相の比率が選定され、且つ全組成中のＲの原子比Ｘ
カニ０〜４５原子％に選定されている。
この発明では製造雰囲気内で基板表面温度を２００〜７
００℃に保持し、製造雰囲気内に導入される不活性ガス
圧を３Ｐａ以下かもしくは８Ｐａ以上に設定し、このよ
うな製造雰囲気内で基板をターゲトに対向配設し、ター
ゲットに対して基板を回転させながらスパッタリング法
により基板面上に磁気薄膜を作成する。
００℃に保持し、製造雰囲気内に導入される不活性ガス
圧を３Ｐａ以下かもしくは８Ｐａ以上に設定し、このよ
うな製造雰囲気内で基板をターゲトに対向配設し、ター
ゲットに対して基板を回転させながらスパッタリング法
により基板面上に磁気薄膜を作成する。
〈実施例〉
以下、この発明の磁性薄膜及びその製造方法を主として
その製造方法に基づき、図面を使用して詳細に説明する
。
その製造方法に基づき、図面を使用して詳細に説明する
。
本明細書において、以下特に断わらない限り希土類元素
とはＹ 、 Ｃｅ 、 Ｐｒ ＊ Ｎｄ 、 Ｓｍを指
すものとする。この発明の磁性薄膜においては、これら
希土類元素中から少なくとも一種の元素を選んだ希土類
元素の組合せをＲとし、ｃｏ又はＣｏとＦｅとの胡合せ
よりなる元素の組合せを下として全組成に対するＲの原
子比が１０〜４５％を占めている。又この発明において
数１００００ｅ以上の保磁力を有するものとするために
は磁性薄膜がＲＴ３結晶相とＲ２Ｔｌ７ ＋ＲＴｓ 、
Ｒｓ Ｔｈｅ 、 Ｒ４Ｔｔ 、 ＲＴ２の少なくと
も一種の結晶相とよりなる結晶相部と非晶質部とから構
成される。
とはＹ 、 Ｃｅ 、 Ｐｒ ＊ Ｎｄ 、 Ｓｍを指
すものとする。この発明の磁性薄膜においては、これら
希土類元素中から少なくとも一種の元素を選んだ希土類
元素の組合せをＲとし、ｃｏ又はＣｏとＦｅとの胡合せ
よりなる元素の組合せを下として全組成に対するＲの原
子比が１０〜４５％を占めている。又この発明において
数１００００ｅ以上の保磁力を有するものとするために
は磁性薄膜がＲＴ３結晶相とＲ２Ｔｌ７ ＋ＲＴｓ 、
Ｒｓ Ｔｈｅ 、 Ｒ４Ｔｔ 、 ＲＴ２の少なくと
も一種の結晶相とよりなる結晶相部と非晶質部とから構
成される。
充分に大きな保磁力を有する磁性薄膜とするためには、
膜厚が数１００λ以上のものとしなけれげ乃らない。膜
厚がこれ以下になると、磁性薄膜に不連続部分が生じて
充分な保磁力を得ることが出来なくなる。
膜厚が数１００λ以上のものとしなけれげ乃らない。膜
厚がこれ以下になると、磁性薄膜に不連続部分が生じて
充分な保磁力を得ることが出来なくなる。
この発明の磁性薄膜の作成忙際して基板としては、例え
ばソーダガラス、石英、／リコン、ガーネット、アルミ
ニウム基板などが使用可能である。
ばソーダガラス、石英、／リコン、ガーネット、アルミ
ニウム基板などが使用可能である。
実施例においては石英基板が使用され、製造雰囲気に導
入される不活性気体としてアルゴンが使用される。製造
雰囲気内にアルゴンガスを導入し、その圧力を３Ｐａ以
下かあるいは８Ｐａ以上の真空度範囲に設定する。供給
電力１００〜２００ Ｗの範囲で基板温度を１００〜２
５０℃に保持し、基板表面温度が２００〜７００℃にな
るようにして製造雰囲気内で基板をターゲットに対向し
て配設゛する。製造雰囲気内で基板をターゲットに対し
て回転させながらＲＦスパッタリング法により膜厚１〜
２μｍ程度の薄膜を作成する。
入される不活性気体としてアルゴンが使用される。製造
雰囲気内にアルゴンガスを導入し、その圧力を３Ｐａ以
下かあるいは８Ｐａ以上の真空度範囲に設定する。供給
電力１００〜２００ Ｗの範囲で基板温度を１００〜２
５０℃に保持し、基板表面温度が２００〜７００℃にな
るようにして製造雰囲気内で基板をターゲットに対向し
て配設゛する。製造雰囲気内で基板をターゲットに対し
て回転させながらＲＦスパッタリング法により膜厚１〜
２μｍ程度の薄膜を作成する。
第１図に構成を示すのは、この発明の磁性薄膜の製造に
際して用いられる平面プラネタルの原理図である。回転
保持体１１が設けられ、この回転保持体１１ハ中心軸１
２の廻りに回転自在な構成とされる。回転保持体１１Ｖ
ＣＦｉ複数個の自転機構１３−１ 。
際して用いられる平面プラネタルの原理図である。回転
保持体１１が設けられ、この回転保持体１１ハ中心軸１
２の廻りに回転自在な構成とされる。回転保持体１１Ｖ
ＣＦｉ複数個の自転機構１３−１ 。
１３−２．・・・・が取り付けられる。それぞれの自転
機構に対して基板１４−１ 、１４−２ 、・・・・・
が取り付けられ、基板１４−１ 、１４−２ 、・・・
・・はそれぞれの自転機構によって、中心軸の廻りに例
えば５ ｒｐｍの回転速度で回転するように構成される
。
機構に対して基板１４−１ 、１４−２ 、・・・・・
が取り付けられ、基板１４−１ 、１４−２ 、・・・
・・はそれぞれの自転機構によって、中心軸の廻りに例
えば５ ｒｐｍの回転速度で回転するように構成される
。
ターゲット１５が配設され、回転保持体１１の中心軸１
２の廻りでの回転釦よって、基板１４−１．１４−２、
・・・け、自転機構１３−１ 、１３−２ 、・・・・
・・にょシ自転しながら、回転保持体１１の回転の過程
において、ターゲラ）１５と対向した位置をとりながら
移動するように構成されている。ターゲット１５に対向
した位置を通過する基板１４−１ 、１４−２．・・・
・・に対して順次ＲＦスパッタリング法にょシ薄膜が形
成される。３Ｐａ以下もしくは８Ｐａ以上のアルゴンガ
ス圧力下で基板表面温度がｌ’！１１２００〜３００℃
であると作成される磁性薄膜はＲＴ３−結晶相を主体に
して非晶質部を比較的多く含み保磁力が２００００ｅ程
度の特性のものが得られる。また、基板表面温度がおよ
そ３００〜７００℃の範囲では、ＲＴ３結晶相を主体に
して＆’ｂ結晶相とＲ’ｈ結晶相を含む組成のものが得
られる。この場合、ターゲットの組成を選択するとＲｚ
Ｔ＋７． ＲＴｓ 、及びＲｓＴ＋９結晶相をわずか圧
含むような組成の薄膜が作成され、保磁力Ｌ２０００
Ｑｅ以上となることが発明者等により確認された。
２の廻りでの回転釦よって、基板１４−１．１４−２、
・・・け、自転機構１３−１ 、１３−２ 、・・・・
・・にょシ自転しながら、回転保持体１１の回転の過程
において、ターゲラ）１５と対向した位置をとりながら
移動するように構成されている。ターゲット１５に対向
した位置を通過する基板１４−１ 、１４−２．・・・
・・に対して順次ＲＦスパッタリング法にょシ薄膜が形
成される。３Ｐａ以下もしくは８Ｐａ以上のアルゴンガ
ス圧力下で基板表面温度がｌ’！１１２００〜３００℃
であると作成される磁性薄膜はＲＴ３−結晶相を主体に
して非晶質部を比較的多く含み保磁力が２００００ｅ程
度の特性のものが得られる。また、基板表面温度がおよ
そ３００〜７００℃の範囲では、ＲＴ３結晶相を主体に
して＆’ｂ結晶相とＲ’ｈ結晶相を含む組成のものが得
られる。この場合、ターゲットの組成を選択するとＲｚ
Ｔ＋７． ＲＴｓ 、及びＲｓＴ＋９結晶相をわずか圧
含むような組成の薄膜が作成され、保磁力Ｌ２０００
Ｑｅ以上となることが発明者等により確認された。
この場合、発明者等の実測の結果によると、この発明の
磁性薄膜ではすでに定義したＲ、Ｔ、ｘを使用して全組
成をＲｘＴ、−８として、０．１０≦Ｘ≦０．４５の範
囲にＲの原子比Ｘを選定子ることが必要であることが確
認された。
磁性薄膜ではすでに定義したＲ、Ｔ、ｘを使用して全組
成をＲｘＴ、−８として、０．１０≦Ｘ≦０．４５の範
囲にＲの原子比Ｘを選定子ることが必要であることが確
認された。
これは、この組成比が得られる磁性薄膜が微結晶ＲＴ３
相と、ＲｚＴｕ ＋ ＲＴｓ 、 ＲｓＴｎ、 ｒ Ｒ
２Ｔ７ ＋ ＲＴ２から少なくとも一種が選択された結
晶相との組合せで構成される結晶箱部と非晶質部とから
構成され、且つ充分大きな保磁力を有するために必須の
条件であるからである。
相と、ＲｚＴｕ ＋ ＲＴｓ 、 ＲｓＴｎ、 ｒ Ｒ
２Ｔ７ ＋ ＲＴ２から少なくとも一種が選択された結
晶相との組合せで構成される結晶箱部と非晶質部とから
構成され、且つ充分大きな保磁力を有するために必須の
条件であるからである。
必要な組成範囲におけるこの発明の基本となる希土類元
素ＲとＴとしてＣｏを取り上げた場合の金属間化合物を
第１表に示す。第１表中Ｘ印は対応する金属間化合物が
確認されていないものである。
素ＲとＴとしてＣｏを取り上げた場合の金属間化合物を
第１表に示す。第１表中Ｘ印は対応する金属間化合物が
確認されていないものである。
この発明において磁性薄膜の全組成をＲｘＴ、 。
とした場合にＲの原子比ｘ ｆ、ｘ （０，１０とする
と、得られる磁性薄膜・の組成け Ｒ２Ｔｌ７結晶相。
と、得られる磁性薄膜・の組成け Ｒ２Ｔｌ７結晶相。
ＲＴｓ結晶相、 Ｒ６Ｔ１９結晶相、Ｒ２Ｔ７結晶相が
主体のものとなってしまう。このような組成の磁性薄膜
では、その保磁力は１００００ｅ程度であって、磁性薄
膜としては利用しにくいものとなる。一方、磁性薄膜の
全組成をＲｘＴ、□として、Ｒの原子比ＸをＸ）Ｑ、、
４５に設定すると、得られる磁性薄膜はＲＴ２結晶相が
主体のものとなり、このＲＴ２結晶相を主体圧する磁性
膜では、高保磁力化は実現可能であるが飽和磁化が小さ
くなり過ぎてしまう。
主体のものとなってしまう。このような組成の磁性薄膜
では、その保磁力は１００００ｅ程度であって、磁性薄
膜としては利用しにくいものとなる。一方、磁性薄膜の
全組成をＲｘＴ、□として、Ｒの原子比ＸをＸ）Ｑ、、
４５に設定すると、得られる磁性薄膜はＲＴ２結晶相が
主体のものとなり、このＲＴ２結晶相を主体圧する磁性
膜では、高保磁力化は実現可能であるが飽和磁化が小さ
くなり過ぎてしまう。
従って、この発明ではその磁性薄膜の全組成をＲ：Ｔ、
、としてＲの原子比Ｘの条件を０．１０ ＜ ｘ＜０
．４５に保持した状態で磁性薄膜を作成する。この発明
において基板の回転は、作成される磁性薄膜の均一性に
寄与し、５ｒｐｍ以上の回転速度でスパッタリングを行
なえば、膜面内において二次元的にあらゆる方向に等し
く磁化が分布可能な磁性Ｎ膜が作成されることが確認さ
れている３、 ＲとしてＳｍのみを選択し、ＴとしてＣ０７６Ｒ６ｓ８
１ Ｂ＋ を選択し、ｘ＝０．１９として全組成がＳ”０．１９
（ＣＯ７６Ｉ Ｆｅ ｉ ） ０．ａｔ ＝ Ｓ”０．＋９ ＣＯｏ、
７６ ＦｅＯ，０５なる組成の磁性薄膜を１ 基板回転を行なわせて基板面上に成し、た場合と、基板
を鈴よさせて作成し７た場合について、着磁後に測定し
て得た減磁曲線はそれぞれ第２図及び第３図に示すよう
な特性となる３、 図中ａ、ｂは磁性薄膜面上で互に直交する着磁方向を示
し、横幅を磁界Ｈとした減磁曲線が各場合について示さ
れている。第２図は基板を回転させて磁性薄膜を基板面
上に作成した場合であり、薄膜面内において互いに直交
するａ、ｂ方向で減磁特性はほぼ一致している。これに
対して基板を回転させないで基板面上に磁性薄膜を作成
した場合に得られる減磁曲線は第３図のようになシ、薄
膜面内において互に′直交する、ａ、ｂ方向において減
磁特性がかなシ異っている。
、としてＲの原子比Ｘの条件を０．１０ ＜ ｘ＜０
．４５に保持した状態で磁性薄膜を作成する。この発明
において基板の回転は、作成される磁性薄膜の均一性に
寄与し、５ｒｐｍ以上の回転速度でスパッタリングを行
なえば、膜面内において二次元的にあらゆる方向に等し
く磁化が分布可能な磁性Ｎ膜が作成されることが確認さ
れている３、 ＲとしてＳｍのみを選択し、ＴとしてＣ０７６Ｒ６ｓ８
１ Ｂ＋ を選択し、ｘ＝０．１９として全組成がＳ”０．１９
（ＣＯ７６Ｉ Ｆｅ ｉ ） ０．ａｔ ＝ Ｓ”０．＋９ ＣＯｏ、
７６ ＦｅＯ，０５なる組成の磁性薄膜を１ 基板回転を行なわせて基板面上に成し、た場合と、基板
を鈴よさせて作成し７た場合について、着磁後に測定し
て得た減磁曲線はそれぞれ第２図及び第３図に示すよう
な特性となる３、 図中ａ、ｂは磁性薄膜面上で互に直交する着磁方向を示
し、横幅を磁界Ｈとした減磁曲線が各場合について示さ
れている。第２図は基板を回転させて磁性薄膜を基板面
上に作成した場合であり、薄膜面内において互いに直交
するａ、ｂ方向で減磁特性はほぼ一致している。これに
対して基板を回転させないで基板面上に磁性薄膜を作成
した場合に得られる減磁曲線は第３図のようになシ、薄
膜面内において互に′直交する、ａ、ｂ方向において減
磁特性がかなシ異っている。
又雰囲気中での基板表面温度も磁性薄膜の作成に重要な
因子であり、基板を水冷した状態で磁性薄膜を作成する
と、得られる磁性薄膜ＨＨの種類によらずアモルファス
化してしまうか、もしくけＲ２Ｔ１７相が析出して高保
磁力を有する磁性薄膜は形成されない。
因子であり、基板を水冷した状態で磁性薄膜を作成する
と、得られる磁性薄膜ＨＨの種類によらずアモルファス
化してしまうか、もしくけＲ２Ｔ１７相が析出して高保
磁力を有する磁性薄膜は形成されない。
これに対して基板表面温度が２００〜７００℃となるよ
うに加熱した状態で薄膜を作成すると結晶化が促進され
所定の組成のものが得られる。したがって磁性薄膜の組
成ＲｘＴ、’ＸにおけるＲの原子比Ｘを所定の条件０．
１０≦Ｘ≦０４５に設定し、温度及びＷ囲気の不活性ガ
スのガス圧を所定の条件に設定して薄膜を作成すると、
その組成中に微結晶ＲＴｓを主体にしてこれにＲ２Ｔ１
７ 、 ＲＴｓ ＋ ＲｓＴ＋ｓ ｒＲｚ’ｈ 、 Ｒ
’ｈ相の一種以上の結晶相を含んだ磁性薄膜が得られる
。。
うに加熱した状態で薄膜を作成すると結晶化が促進され
所定の組成のものが得られる。したがって磁性薄膜の組
成ＲｘＴ、’ＸにおけるＲの原子比Ｘを所定の条件０．
１０≦Ｘ≦０４５に設定し、温度及びＷ囲気の不活性ガ
スのガス圧を所定の条件に設定して薄膜を作成すると、
その組成中に微結晶ＲＴｓを主体にしてこれにＲ２Ｔ１
７ 、 ＲＴｓ ＋ ＲｓＴ＋ｓ ｒＲｚ’ｈ 、 Ｒ
’ｈ相の一種以上の結晶相を含んだ磁性薄膜が得られる
。。
この組成条件において、発明者等の確認の結果主体とな
るＲＴ３結晶相とＲ２Ｔ１７ 、 ＲＴｓ 、 ＲｓＴ
＋ｓ 。
るＲＴ３結晶相とＲ２Ｔ１７ 、 ＲＴｓ 、 ＲｓＴ
＋ｓ 。
Ｒ２Ｔ７ 、 ＲＴ２の少なくとも一種の結晶相とから
なる結晶相部と非晶質部との割合は、Ｘ線回折法で得ら
れる回折図形の主なるピークがＲＴ３結晶相として認め
られ、これに他相のピークが一つでも確認されればよい
仁とが確かめられた。
なる結晶相部と非晶質部との割合は、Ｘ線回折法で得ら
れる回折図形の主なるピークがＲＴ３結晶相として認め
られ、これに他相のピークが一つでも確認されればよい
仁とが確かめられた。
この発明において所定の磁性薄膜を作成するだめの基板
の加熱法としては、加熱電力を直接基板に供給する直接
加熱の方法が基本的には採用される。この基本的な直接
加熱の方法に加えて基板に対して微妙な温度調整を行な
うために１この発明においては基板の直接加熱法に加え
てイオン化原子照射法を併用している。即ち、この発明
においてスパッタリング法で磁性薄膜を作成する場合に
１例えばアルゴンなどの導入不活性ガスの圧力を高める
ことにより、基板表面がアルゴンガス中のイオン化され
た原子でたたかれ易い状態にすると、イオン化された原
子の衝突により基板表面温度を上昇させることができる
。導入不活性ガス圧を高める代りに、基板に対して負バ
イアスを印加しても同様の効果を得ることが可能である
。
の加熱法としては、加熱電力を直接基板に供給する直接
加熱の方法が基本的には採用される。この基本的な直接
加熱の方法に加えて基板に対して微妙な温度調整を行な
うために１この発明においては基板の直接加熱法に加え
てイオン化原子照射法を併用している。即ち、この発明
においてスパッタリング法で磁性薄膜を作成する場合に
１例えばアルゴンなどの導入不活性ガスの圧力を高める
ことにより、基板表面がアルゴンガス中のイオン化され
た原子でたたかれ易い状態にすると、イオン化された原
子の衝突により基板表面温度を上昇させることができる
。導入不活性ガス圧を高める代りに、基板に対して負バ
イアスを印加しても同様の効果を得ることが可能である
。
このように導入される不活性ガスの圧力を上昇させる方
法や基板に対して負のバイアスを印加する方法を、基板
を直接加熱する方法と併用することにより基板表面温度
の微調整を行なわせることが出来る。
法や基板に対して負のバイアスを印加する方法を、基板
を直接加熱する方法と併用することにより基板表面温度
の微調整を行なわせることが出来る。
この発明により得られた磁性薄膜について、保磁力Ｈｅ
と希土類元素Ｒの原子比Ｘとの関係を測定して得た曲Ｉ
Ｉｉ！／′ｉ第４図に示すようＫなる。図中△はＲとし
てＹをＴとしてＣｏを選択した組成がＹ８Ｃｏ、−ｘで
表わされる磁性薄膜での測定点、○はＲとしてＳｍをＴ
としてＣＯを選択した組成がＳｍＸＣｏ、−。
と希土類元素Ｒの原子比Ｘとの関係を測定して得た曲Ｉ
Ｉｉ！／′ｉ第４図に示すようＫなる。図中△はＲとし
てＹをＴとしてＣｏを選択した組成がＹ８Ｃｏ、−ｘで
表わされる磁性薄膜での測定点、○はＲとしてＳｍをＴ
としてＣＯを選択した組成がＳｍＸＣｏ、−。
で表わされる磁性薄膜での測定点、口ＶｉＲとしてＳｍ
をＴとしてＣＯＯ，９Ｆｅ（１，１を選択した組成がＳ
ｍ）（（ＣＯｏ、９Ｆｅｏ、１）ｌ−Ｘで表わされる磁
性薄膜での測定点を示す。
をＴとしてＣＯＯ，９Ｆｅ（１，１を選択した組成がＳ
ｍ）（（ＣＯｏ、９Ｆｅｏ、１）ｌ−Ｘで表わされる磁
性薄膜での測定点を示す。
いずれの組成のものも、Ｒの全組成に対する原子比Ｘが
１０〜４５％の範囲内において充分に大きな保磁力を有
しているが、特に組成！ｉ；ｍＸＣｏ＋−Ｘの磁性薄膜
では最高１００００ガウスにも達する保磁力が得られる
。いずれの組成のものでもＲの全組成に対する原子比Ｘ
が増加するに従って保磁力が減少する傾向にあり、応用
するデバイスによって残留磁束密度の大きさの所定のも
のを選択して使用することが出来る。
１０〜４５％の範囲内において充分に大きな保磁力を有
しているが、特に組成！ｉ；ｍＸＣｏ＋−Ｘの磁性薄膜
では最高１００００ガウスにも達する保磁力が得られる
。いずれの組成のものでもＲの全組成に対する原子比Ｘ
が増加するに従って保磁力が減少する傾向にあり、応用
するデバイスによって残留磁束密度の大きさの所定のも
のを選択して使用することが出来る。
以上詳細に説明したように、この発明によれば作成雰囲
気へ導入される不活性ガスの圧力やスフＳツタリング条
件に応じて、基板表面温度を２００〜７００℃の範囲内
で設定し、基板を回転させながらスパッタリングの手法
で磁性薄膜を基板面上に作成するので、その製造工程は
簡単であり薄膜作成波の熱処理の必要もない。
気へ導入される不活性ガスの圧力やスフＳツタリング条
件に応じて、基板表面温度を２００〜７００℃の範囲内
で設定し、基板を回転させながらスパッタリングの手法
で磁性薄膜を基板面上に作成するので、その製造工程は
簡単であり薄膜作成波の熱処理の必要もない。
この発明の製造方法で作成された磁性薄膜は、希土類元
素の組合せをＲ，Ｃｏ又はＣＯとＦｅの元素の組合せを
Ｔ１全組成中のＲの原子比をＸとして全組成がＲｘＴ、
□で表わされ、Ｘが１０〜４５原子係に選定され、全組
成中の結晶ＲＴ３相の比率が選定されていて、膜面内で
二次元的にいずれの方向にも磁化が等しく分布するよう
に着磁が可能で且つ充分な保磁力を有する。
素の組合せをＲ，Ｃｏ又はＣＯとＦｅの元素の組合せを
Ｔ１全組成中のＲの原子比をＸとして全組成がＲｘＴ、
□で表わされ、Ｘが１０〜４５原子係に選定され、全組
成中の結晶ＲＴ３相の比率が選定されていて、膜面内で
二次元的にいずれの方向にも磁化が等しく分布するよう
に着磁が可能で且つ充分な保磁力を有する。
第１図はこの発明の磁性薄膜の製造法の一工程を示す原
理図、第２図はこの発明の磁性薄膜の実施例の膜面内の
着磁方向と減磁特性との関係を示す図、第３図はこの発
明によらない磁性薄膜の膜面内の着磁方向と減磁特性と
の関係を示す図、第４図はこの発明の磁性薄膜の実施例
の希土類元素の比率と保磁力との関係を示す図である３
、Ｒ：Ｙ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ中から少なくとも一
種の元素を選んだ希土類元素の組合せ、Ｔ：Ｃｏ又ｆ′
ｉ、ＣＯとＦｅよりなる元素の組合せ、Ｘ：全組成中Ｏ
Ｒの原子比、１１：回転保持体、１２：中心軸、１３−
１ 、１３−２．・・・：自転機構、１４−１ 、１４
−２ 、・・・・ ：基板、１５：ターゲット。 特許出願人 住友金属鉱山株式会社 代理人 革野 卓 ７１ 図
理図、第２図はこの発明の磁性薄膜の実施例の膜面内の
着磁方向と減磁特性との関係を示す図、第３図はこの発
明によらない磁性薄膜の膜面内の着磁方向と減磁特性と
の関係を示す図、第４図はこの発明の磁性薄膜の実施例
の希土類元素の比率と保磁力との関係を示す図である３
、Ｒ：Ｙ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ中から少なくとも一
種の元素を選んだ希土類元素の組合せ、Ｔ：Ｃｏ又ｆ′
ｉ、ＣＯとＦｅよりなる元素の組合せ、Ｘ：全組成中Ｏ
Ｒの原子比、１１：回転保持体、１２：中心軸、１３−
１ 、１３−２．・・・：自転機構、１４−１ 、１４
−２ 、・・・・ ：基板、１５：ターゲット。 特許出願人 住友金属鉱山株式会社 代理人 革野 卓 ７１ 図
Claims (2)
- （１）希土類−遷移金属系合金磁性薄膜よシなシ、Ｙ
、 Ｃｅ 、 Ｐｒ 、 Ｎｄ 、 Ｓｍ中から少なく
とも一種の元素を選んだ希土類元素の組合せをＲとし、
ｃｏ又ＨＣｏとＦｅとの組合せよりなる元素の組合せを
Ｔとし、全組成中のＲの原子比をＸとしてＲｘＴ、−８
で表わされる全組成がＲＴ ３結晶相とＲ２Ｔｌ７ 、
ＲＴｓ 。 Ｒ５Ｔｌ９ ｒ Ｒａｃ７＋ ＲＴ２ から少なくとも
１種が選択された結晶相との組合せよりなる結晶相部と
非晶質部とから構成され、基板面内において二次元的に
すべての方向に等しく磁化が分布可能なように結晶ＲＴ
ｓ相の比率が選定され、且っＸが１０〜４５原子チに選
定されてなることを特徴とする磁性薄膜。 - （２）希土類−遷移金属系合金磁性薄膜よりなり、Ｙ
＋ Ｃｅ 、Ｐｒ ＋ Ｎｄ 、 Ｓｍ中から少なくと
も一種ノ元素を選んだ希土類元素の組合せをＲとし、ｃ
ｏ又はＣｏとＦｅとの組合せよシなる元素の組合せをＴ
とし、全組成中ＯＲの原子比をＸとしてＲ，Ｔ、 −ｙ
で表わされる全組成がＲＴ３結晶相とＲ２Ｔ１７ ＋Ｒ
Ｔｓ。 Ｒ５Ｔｌ９ 、 Ｒ２Ｔ７ 、 ＲＴ２から少なくとも
１種が選択された結晶相との組合せからなる結晶相部と
非晶質部とから構成され、基板面内に二次元的にすべて
の方向に等しく磁化が分布可能となるように結晶ＲＴｓ
相の比率が選定され且つＸが１０〜４５原子チに選定さ
れてなる磁性薄膜の製造方法において、製造雰囲気内に
おいて基板表面温度を２００〜７００℃に保持し、前記
製造雰囲気へ導入される不活性ガス圧を３Ｐａ以下かも
しくは８Ｐａ以上に設定し、前記雰囲気内で、前記基板
をターゲットに対向配置し、このターゲットに対して前
記基板を回転させながら前記基板面上にスパッタリング
法により、前記磁性薄膜を作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 |
|---|---|---|---|
| JP6165684A JPS60204850A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 磁性薄膜及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6165684A JPS60204850A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 磁性薄膜及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60204850A true JPS60204850A (ja) | 1985-10-16 |
Family
ID=13177480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6165684A Pending JPS60204850A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 磁性薄膜及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60204850A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63259857A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-26 | Seiko Epson Corp | 薄膜の製造方法 |
-
1984
- 1984-03-28 JP JP6165684A patent/JPS60204850A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63259857A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-26 | Seiko Epson Corp | 薄膜の製造方法 |
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