JP2000150234A - 薄膜磁石およびその製造方法 - Google Patents
薄膜磁石およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発生する磁束の分布に乱れが少なく、特性に
ばらつきの少ない品質の高い薄膜磁石およびその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 膜厚方向に結晶のｃ軸が配向したNd2Fe1
4B型結晶相２と、非結晶相３とが交互に隣接する組織を
有することを特徴とする薄膜磁石と、その製造方法。
ばらつきの少ない品質の高い薄膜磁石およびその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 膜厚方向に結晶のｃ軸が配向したNd2Fe1
4B型結晶相２と、非結晶相３とが交互に隣接する組織を
有することを特徴とする薄膜磁石と、その製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁石およびそ
の製造方法、特に小型モータ、マイクロ波発振器、マイ
クロマシン等の小型デバイスあるいは磁気記録デバイス
に用いる薄膜磁石およびその製造方法に関するものであ
る。
の製造方法、特に小型モータ、マイクロ波発振器、マイ
クロマシン等の小型デバイスあるいは磁気記録デバイス
に用いる薄膜磁石およびその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、デバイスの小型化に伴い微小磁石
の需要が増しており、高出力を得るために、磁石として
は磁力の強いNd-Fe-B系異方性磁石を用いることが不可
欠となっている。微小磁石の製造は現在、同系焼結磁石
を機械加工することにより所望の形状とすることが主流
となっている。しかし、年々磁石の微小化は進んでお
り、機械加工の限界が近づいている。このため、将来技
術として、スパッタなどの成膜法により基板上に直接Nd
-Fe-B系異方性薄膜磁石を形成して最終形状を得る手法
が検討されている。
の需要が増しており、高出力を得るために、磁石として
は磁力の強いNd-Fe-B系異方性磁石を用いることが不可
欠となっている。微小磁石の製造は現在、同系焼結磁石
を機械加工することにより所望の形状とすることが主流
となっている。しかし、年々磁石の微小化は進んでお
り、機械加工の限界が近づいている。このため、将来技
術として、スパッタなどの成膜法により基板上に直接Nd
-Fe-B系異方性薄膜磁石を形成して最終形状を得る手法
が検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】成膜法による異方性薄
膜磁石では、結晶配向性が低い問題がある。図１は、従
来の薄膜磁石を説明するための断面図である。Nd2Fe14B
型結晶相２同士が隣接しているため、お互いが干渉して
応力を及ぼし合い、一方向への結晶成長を阻害する。こ
の結果、結晶のｃ軸の方位が乱れ、磁化方向がばらつ
く。この磁化方向のばらつきが磁束分布を乱し、モータ
ではトルクの変動が大きくなる問題が生じている。した
がって本発明の目的は、発生する磁束の分布に乱れが少
なく、特性にばらつきの少ない品質の高い薄膜磁石およ
びその製造方法を提供することにある。
膜磁石では、結晶配向性が低い問題がある。図１は、従
来の薄膜磁石を説明するための断面図である。Nd2Fe14B
型結晶相２同士が隣接しているため、お互いが干渉して
応力を及ぼし合い、一方向への結晶成長を阻害する。こ
の結果、結晶のｃ軸の方位が乱れ、磁化方向がばらつ
く。この磁化方向のばらつきが磁束分布を乱し、モータ
ではトルクの変動が大きくなる問題が生じている。した
がって本発明の目的は、発生する磁束の分布に乱れが少
なく、特性にばらつきの少ない品質の高い薄膜磁石およ
びその製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、膜厚
方向に結晶のｃ軸が配向したNd2Fe14B型結晶相と、非結
晶相とが交互に隣接する組織を有することを特徴とする
薄膜磁石である。請求項２の発明は、非結晶相が強磁性
であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁石であ
る。請求項３の発明は、基板上に、Nd2Fe14B型結晶相
と、非結晶相とが交互に隣接する組織を形成するように
成膜することを特徴とする薄膜磁石の製造方法である。
方向に結晶のｃ軸が配向したNd2Fe14B型結晶相と、非結
晶相とが交互に隣接する組織を有することを特徴とする
薄膜磁石である。請求項２の発明は、非結晶相が強磁性
であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁石であ
る。請求項３の発明は、基板上に、Nd2Fe14B型結晶相
と、非結晶相とが交互に隣接する組織を形成するように
成膜することを特徴とする薄膜磁石の製造方法である。
【０００５】図２は、本発明の薄膜磁石を説明するため
の断面図である。図２に示すように、薄膜磁石の組織
は、膜厚方向に結晶のｃ軸が配向したNd2Fe14B型結晶相
２と、非結晶相３とが交互に隣接した構造である。
の断面図である。図２に示すように、薄膜磁石の組織
は、膜厚方向に結晶のｃ軸が配向したNd2Fe14B型結晶相
２と、非結晶相３とが交互に隣接した構造である。
【０００６】本発明では、Nd2Fe14B型結晶相間に非結晶
相が存在するため、従来問題となっていたNd2Fe14B型結
晶相同士の干渉を防ぐことができ、一方向への結晶成長
を可能にする。このため、結晶軸の方位が乱れが少ない
薄膜磁石が実現される。非結晶相が強磁性であれば、薄
膜磁石の（残留）磁化をさらに高めることができ、磁力
をより強くすることができる。また、成膜時にNd2Fe14B
型結晶相と、非結晶相とが交互に隣接する組織を形成す
れば、より均一な組織を得ることができる。なお、図３
に示すように複数のNd2Fe14B型結晶相の集合体と非晶質
相とが交互に隣接した組織については、Nd2Fe14B型結晶
相同士の干渉が起こって結晶軸の方位が乱れるため、本
発明の組織と異なる。
相が存在するため、従来問題となっていたNd2Fe14B型結
晶相同士の干渉を防ぐことができ、一方向への結晶成長
を可能にする。このため、結晶軸の方位が乱れが少ない
薄膜磁石が実現される。非結晶相が強磁性であれば、薄
膜磁石の（残留）磁化をさらに高めることができ、磁力
をより強くすることができる。また、成膜時にNd2Fe14B
型結晶相と、非結晶相とが交互に隣接する組織を形成す
れば、より均一な組織を得ることができる。なお、図３
に示すように複数のNd2Fe14B型結晶相の集合体と非晶質
相とが交互に隣接した組織については、Nd2Fe14B型結晶
相同士の干渉が起こって結晶軸の方位が乱れるため、本
発明の組織と異なる。
【０００７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図４は、本発明の
薄膜磁石の一実施形態を説明するための断面図である。
基板１上にNd2Fe14B型結晶相２と非結晶相３とが交互に
隣接した組織となっている。従来の薄膜磁石（図１）を
用いた場合に比べて本発明の薄膜磁石は結晶軸のばらつ
きが少ないため、リニアモータや回転モーターでは、従
来に比べてトルクの変動が小さくなる。
薄膜磁石の一実施形態を説明するための断面図である。
基板１上にNd2Fe14B型結晶相２と非結晶相３とが交互に
隣接した組織となっている。従来の薄膜磁石（図１）を
用いた場合に比べて本発明の薄膜磁石は結晶軸のばらつ
きが少ないため、リニアモータや回転モーターでは、従
来に比べてトルクの変動が小さくなる。
【０００８】実施の形態２．図５は、本発明の薄膜磁石
の別の実施形態を説明するための断面図である。基板１
を鉄の曲板とし、Nd2Fe14B型結晶相２をNd2Fe14B相、非
結晶相３を非磁性のネオジウム酸化物非結晶相として、
これら２相が交互に隣接した構造となっている。この薄
膜磁石セグメントを、直径１ｍｍの３相４極モータ回転
子に適用し、トルクの回転角依存性を調べた結果を図６
に示す。従来の薄膜磁石（図１の組織）を用いた場合に
比べて本発明の薄膜磁石ではトルクの変動が小さいこと
がわかる。なお、Nd2Fe14B型結晶相２は、Nd2Fe14Bの他
にも、Nd以外の希土類元素やFe以外の遷移金属元素が１
種類以上含まれてもよく、たとえば(Nd,Tb)2(Fe,Co)14B
相、(Nd,Tb)2(Fe,Ni)14B相、(Nd,Tb)2(Fe,Co,Ni)14B
相、(Nd,Tb,Ho)2(Fe,Co,Ni)14B相などであってもよい。
また、非結晶相３はネオジウム酸化物相の他、鉄酸化物
相、ネオジウムボロン相などであってもよい。また、基
板は鉄の他、コバルトやニッケル、チタンなどの純金属
や鉄コバルト、鉄ニッケルなどの合金、石英ガラスやア
ルミナなどの酸化物、窒化チタンなどの窒化物、など広
く用いることができる。
の別の実施形態を説明するための断面図である。基板１
を鉄の曲板とし、Nd2Fe14B型結晶相２をNd2Fe14B相、非
結晶相３を非磁性のネオジウム酸化物非結晶相として、
これら２相が交互に隣接した構造となっている。この薄
膜磁石セグメントを、直径１ｍｍの３相４極モータ回転
子に適用し、トルクの回転角依存性を調べた結果を図６
に示す。従来の薄膜磁石（図１の組織）を用いた場合に
比べて本発明の薄膜磁石ではトルクの変動が小さいこと
がわかる。なお、Nd2Fe14B型結晶相２は、Nd2Fe14Bの他
にも、Nd以外の希土類元素やFe以外の遷移金属元素が１
種類以上含まれてもよく、たとえば(Nd,Tb)2(Fe,Co)14B
相、(Nd,Tb)2(Fe,Ni)14B相、(Nd,Tb)2(Fe,Co,Ni)14B
相、(Nd,Tb,Ho)2(Fe,Co,Ni)14B相などであってもよい。
また、非結晶相３はネオジウム酸化物相の他、鉄酸化物
相、ネオジウムボロン相などであってもよい。また、基
板は鉄の他、コバルトやニッケル、チタンなどの純金属
や鉄コバルト、鉄ニッケルなどの合金、石英ガラスやア
ルミナなどの酸化物、窒化チタンなどの窒化物、など広
く用いることができる。
【０００９】実施の形態３．図７は、本発明の薄膜磁石
の別の実施形態を説明するための断面図である。基板１
上にNd2Fe14B型結晶相２と強磁性の非結晶相３'とが交
互に隣接した組織となっている。各相は交換作用により
磁気的に結合しており、全体の磁化が実施の形態１．
（図４）よりも増加している。各層の幅は、交換結合に
よる磁化増加の効果が得られる数百Å以下が好ましい。
の別の実施形態を説明するための断面図である。基板１
上にNd2Fe14B型結晶相２と強磁性の非結晶相３'とが交
互に隣接した組織となっている。各相は交換作用により
磁気的に結合しており、全体の磁化が実施の形態１．
（図４）よりも増加している。各層の幅は、交換結合に
よる磁化増加の効果が得られる数百Å以下が好ましい。
【００１０】実施の形態４．図８は、本発明の薄膜磁石
の別の実施形態を説明するための断面図である。基板１
を鉄の曲板とし、Nd2Fe14B型結晶相２を(Nd,Tb)2(Fe,C
o)14B相、非結晶相３'を強磁性のネオジウム鉄ボロン軟
磁性非結晶相として薄膜磁石セグメントを作製した。こ
のセグメントを直径１ｍｍの３相４極モータに適用した
場合のトルクの回転角依存性を図９に示す。比較のた
め、実施の形態２．の図５の薄膜磁石を用いた場合も併
せて図９に記載する（但し、Nd2Fe14B型結晶相２：(Nd,
Tb)2(Fe,Co)14B相としている）。図９より、本実施の形
態４．は、実施の形態２．に比べてより大きなトルクが
得られることがわかる。強磁性の非結晶相３'は、ネオ
ジウム鉄ボロン相の他、鉄ボロン相、ネオジウム鉄相、
などであってもよい。なお、もし薄膜磁石の非結晶相
３'の厚みがミクロンオーダーになってしまった場合、
交換結合の効果が得られないため、図１０に示すように
非結晶相内でスピンが反転して全体の磁化が低下してし
まう。この結果、図９の比較例に示すようにモータのト
ルクは大きく低下する。よって非結晶相の厚みは少なく
ともミクロン未満のオーダーであるのが望ましい。
の別の実施形態を説明するための断面図である。基板１
を鉄の曲板とし、Nd2Fe14B型結晶相２を(Nd,Tb)2(Fe,C
o)14B相、非結晶相３'を強磁性のネオジウム鉄ボロン軟
磁性非結晶相として薄膜磁石セグメントを作製した。こ
のセグメントを直径１ｍｍの３相４極モータに適用した
場合のトルクの回転角依存性を図９に示す。比較のた
め、実施の形態２．の図５の薄膜磁石を用いた場合も併
せて図９に記載する（但し、Nd2Fe14B型結晶相２：(Nd,
Tb)2(Fe,Co)14B相としている）。図９より、本実施の形
態４．は、実施の形態２．に比べてより大きなトルクが
得られることがわかる。強磁性の非結晶相３'は、ネオ
ジウム鉄ボロン相の他、鉄ボロン相、ネオジウム鉄相、
などであってもよい。なお、もし薄膜磁石の非結晶相
３'の厚みがミクロンオーダーになってしまった場合、
交換結合の効果が得られないため、図１０に示すように
非結晶相内でスピンが反転して全体の磁化が低下してし
まう。この結果、図９の比較例に示すようにモータのト
ルクは大きく低下する。よって非結晶相の厚みは少なく
ともミクロン未満のオーダーであるのが望ましい。
【００１１】実施の形態５．図１１は本発明の薄膜磁石
を形成するための成膜装置の一例を説明するための図で
ある。図１１において、真空槽４にはスパッタの機構と
してカソード電極５およびターゲット６および開閉式の
シャッター板７が設置されている。ターゲットに対向し
て基板ホルダ８が設置されており、基板１およびマスク
９が装着される。マスク９は所望の箇所に薄膜磁石を形
成する役割を果たす。１０はヒータであり、成膜中に基
板を加熱することができる。最初に、排気系１１により
真空槽４内を十分に排気する。次に、バルブ１２を介し
て成膜ガス（Ar）を真空槽４に導入し、カソード電極５
に電圧を印加して放電を起こす。放電によりイオン化し
たAr粒子はターゲット６をスパッタリングするので、シ
ャッター７を開けば、スパッタ粒子が基板１上へ飛着し
て薄膜磁石が形成される。ターゲットへの投入電力、成
膜ガス圧、基板温度はそれぞれ、電力コントローラ１
３、マスフローコントローラ１４、温度コントローラ１
５によって精密に制御される。本実施の形態では、ター
ゲット６として、13at%Nd−70at%Fe−17at%B合金を、基
板１としてチタンの平板を用いた。Arガス圧は4Pa、基
板温度は560℃、成膜時間は60分とし、膜厚１．３μｍ
の薄膜磁石を得た。図１２は、この薄膜磁石の組織を説
明するための図である。成膜時に、膜が堆積する過程で
Nd2Fe14B結晶相２と非結晶相３’の２つの相が膜厚方向
に同時に成長していくため、Nd2Fe14B結晶相同士が干渉
することなく、結晶が一方向に成長し、均一な組織が得
られる。図１３は本実施の形態で得られた薄膜磁石の組
織の高分解能ＴＥＭ写真である。数百Å幅のNd2Fe14B結
晶相２と数十Å幅の軟磁性のネオジウム鉄ボロン非結晶
相３’とが、交互に隣接した組織となっており、両者は
交換作用により磁気的に結合して高い磁化を実現してい
る。この特徴的な縞状組織の成長モードは、限られた膜
組成、成膜ガス圧、成膜温度条件下で発現するもので、
たとえば上記の条件で達成される。一方、実施の形態
１．（図４）の薄膜磁石は、たとえば成膜中の基板温度
を500℃とし、成膜後に580℃×30minの熱処理を施す２
段階のプロセスにより作製される。成膜直後は基板温度
が最適温度よりも低いため、薄膜磁石の組織は図１４に
示すように軟磁性の非結晶質３'の母相中に微小なNd2Fe
14B結晶相２が散在している状態となっている。このた
め、成膜後に580℃×30minの熱処理を施すとNd2Fe14B結
晶粒が成長して最終的に図４の組織が得られる。図１２
と図４では、図１２の方が組織が均一となっており、成
膜時に縞状組織を形成した本実施の形態５．の薄膜磁石
の方が性能的に良好である。この薄膜磁石をリニアモー
タや回転モーターに適用した場合、実施の形態１．に比
べてトルクの変動がさらに小さくなる。一例として、基
板１を鉄の曲板として薄膜磁石セグメントを作製し、直
径１ｍｍの３相４極モータ回転子に適用してトルクの回
転角依存性を調べた結果を図１５に示す。比較のため、
実施の形態２．の図５の薄膜磁石を用いた場合を図１５
に併せて記載する。図１５より、本実施の形態では、実
施の形態１．よりもトルクの変動が少ないことがわか
る。また、非結晶相が、実施の形態１．では非磁性であ
るが、本実施の形態では強磁性であるため磁化が増大
し、より大きなトルクが得られる。
を形成するための成膜装置の一例を説明するための図で
ある。図１１において、真空槽４にはスパッタの機構と
してカソード電極５およびターゲット６および開閉式の
シャッター板７が設置されている。ターゲットに対向し
て基板ホルダ８が設置されており、基板１およびマスク
９が装着される。マスク９は所望の箇所に薄膜磁石を形
成する役割を果たす。１０はヒータであり、成膜中に基
板を加熱することができる。最初に、排気系１１により
真空槽４内を十分に排気する。次に、バルブ１２を介し
て成膜ガス（Ar）を真空槽４に導入し、カソード電極５
に電圧を印加して放電を起こす。放電によりイオン化し
たAr粒子はターゲット６をスパッタリングするので、シ
ャッター７を開けば、スパッタ粒子が基板１上へ飛着し
て薄膜磁石が形成される。ターゲットへの投入電力、成
膜ガス圧、基板温度はそれぞれ、電力コントローラ１
３、マスフローコントローラ１４、温度コントローラ１
５によって精密に制御される。本実施の形態では、ター
ゲット６として、13at%Nd−70at%Fe−17at%B合金を、基
板１としてチタンの平板を用いた。Arガス圧は4Pa、基
板温度は560℃、成膜時間は60分とし、膜厚１．３μｍ
の薄膜磁石を得た。図１２は、この薄膜磁石の組織を説
明するための図である。成膜時に、膜が堆積する過程で
Nd2Fe14B結晶相２と非結晶相３’の２つの相が膜厚方向
に同時に成長していくため、Nd2Fe14B結晶相同士が干渉
することなく、結晶が一方向に成長し、均一な組織が得
られる。図１３は本実施の形態で得られた薄膜磁石の組
織の高分解能ＴＥＭ写真である。数百Å幅のNd2Fe14B結
晶相２と数十Å幅の軟磁性のネオジウム鉄ボロン非結晶
相３’とが、交互に隣接した組織となっており、両者は
交換作用により磁気的に結合して高い磁化を実現してい
る。この特徴的な縞状組織の成長モードは、限られた膜
組成、成膜ガス圧、成膜温度条件下で発現するもので、
たとえば上記の条件で達成される。一方、実施の形態
１．（図４）の薄膜磁石は、たとえば成膜中の基板温度
を500℃とし、成膜後に580℃×30minの熱処理を施す２
段階のプロセスにより作製される。成膜直後は基板温度
が最適温度よりも低いため、薄膜磁石の組織は図１４に
示すように軟磁性の非結晶質３'の母相中に微小なNd2Fe
14B結晶相２が散在している状態となっている。このた
め、成膜後に580℃×30minの熱処理を施すとNd2Fe14B結
晶粒が成長して最終的に図４の組織が得られる。図１２
と図４では、図１２の方が組織が均一となっており、成
膜時に縞状組織を形成した本実施の形態５．の薄膜磁石
の方が性能的に良好である。この薄膜磁石をリニアモー
タや回転モーターに適用した場合、実施の形態１．に比
べてトルクの変動がさらに小さくなる。一例として、基
板１を鉄の曲板として薄膜磁石セグメントを作製し、直
径１ｍｍの３相４極モータ回転子に適用してトルクの回
転角依存性を調べた結果を図１５に示す。比較のため、
実施の形態２．の図５の薄膜磁石を用いた場合を図１５
に併せて記載する。図１５より、本実施の形態では、実
施の形態１．よりもトルクの変動が少ないことがわか
る。また、非結晶相が、実施の形態１．では非磁性であ
るが、本実施の形態では強磁性であるため磁化が増大
し、より大きなトルクが得られる。
【００１２】実施の形態６．本実施の形態では、ターゲ
ット６として、13at%Nd−74at%Fe−13at%B合金を、基板
１としてチタンの平板を用いた。Arガス圧は4Pa、基板
温度は560℃、成膜時間は60分とし、膜厚１．３μｍの
薄膜磁石を得た。図１６は、この薄膜磁石の組織を説明
するための図である。成膜時に、膜が堆積する過程でNd
2Fe14B結晶相２と非結晶相３’の２つの相が膜厚方向に
同時に成長していくため、Nd2Fe14B結晶相同士が干渉す
ることなく、結晶が一方向に成長し、均一な組織が得ら
れる。さらに、この組織では実施の形態５．の場合に比
べてNd2Fe14B結晶相の占積率が増えるため、より大きな
磁力を得ることができる。表１に薄膜磁石の膜組成を調
べた結果を示すが、本実施の形態における薄膜磁石で
は、膜組成が実施の形態５．に比べてよりNd2Fe14B化学
量論組成に近いので、より大きなNd2Fe14B結晶相の占積
率を得ることができている。本実施の形態における薄膜
磁石をリニアモータや回転モータに適用した場合は、実
施の形態５．に比べてトルクがさらに大きくなる。一例
として、基板１を鉄の曲板として薄膜磁石セグメントを
作製し、直径１ｍｍの３相４極モータ回転子に適用して
トルクの回転角依存性を調べた結果を図１７に示す。比
較のため、実施の形態５．薄膜磁石を用いた場合を併せ
て記載する。同図より、本実施の形態では、実施の形態
５．よりも大きなトルクが得られることが分かる。
ット６として、13at%Nd−74at%Fe−13at%B合金を、基板
１としてチタンの平板を用いた。Arガス圧は4Pa、基板
温度は560℃、成膜時間は60分とし、膜厚１．３μｍの
薄膜磁石を得た。図１６は、この薄膜磁石の組織を説明
するための図である。成膜時に、膜が堆積する過程でNd
2Fe14B結晶相２と非結晶相３’の２つの相が膜厚方向に
同時に成長していくため、Nd2Fe14B結晶相同士が干渉す
ることなく、結晶が一方向に成長し、均一な組織が得ら
れる。さらに、この組織では実施の形態５．の場合に比
べてNd2Fe14B結晶相の占積率が増えるため、より大きな
磁力を得ることができる。表１に薄膜磁石の膜組成を調
べた結果を示すが、本実施の形態における薄膜磁石で
は、膜組成が実施の形態５．に比べてよりNd2Fe14B化学
量論組成に近いので、より大きなNd2Fe14B結晶相の占積
率を得ることができている。本実施の形態における薄膜
磁石をリニアモータや回転モータに適用した場合は、実
施の形態５．に比べてトルクがさらに大きくなる。一例
として、基板１を鉄の曲板として薄膜磁石セグメントを
作製し、直径１ｍｍの３相４極モータ回転子に適用して
トルクの回転角依存性を調べた結果を図１７に示す。比
較のため、実施の形態５．薄膜磁石を用いた場合を併せ
て記載する。同図より、本実施の形態では、実施の形態
５．よりも大きなトルクが得られることが分かる。
【００１３】
【表１】 Ｎｄ（ａｔ％） Ｆｅ（ａｔ％） Ｂ（ａｔ％） 本実施の形態 １２ ７５ １３ 実施の形態５． １２ ７１ １７
【００１４】
【発明の効果】以上のとおり、本発明の薄膜磁石では、
Nd2Fe14B型結晶相間に非結晶相が存在するため、従来問
題となっていたNd2Fe14B型結晶粒同士の干渉が防止され
て、一方向へ結晶が成長する。そのため、結晶軸の方位
に乱れが少ないので、発生する磁束の分布に乱れが少な
い。この結果、モータではトルクの変動を小さくできる
効果を奏する。また、結晶軸の方位に乱れが少ないこと
は、薄膜磁石の特性にばらつきが少なく品質が高いこと
を示しており、マイクロ波発振器やファラデー回転によ
る偏光デバイスなど各種磁気デバイスに用いれば、その
品質と信頼性を高める効果を奏する。さらに、本発明の
薄膜磁石は垂直磁化膜であるため、磁気記録媒体として
用いれば、高密度記録を実現することができる。
Nd2Fe14B型結晶相間に非結晶相が存在するため、従来問
題となっていたNd2Fe14B型結晶粒同士の干渉が防止され
て、一方向へ結晶が成長する。そのため、結晶軸の方位
に乱れが少ないので、発生する磁束の分布に乱れが少な
い。この結果、モータではトルクの変動を小さくできる
効果を奏する。また、結晶軸の方位に乱れが少ないこと
は、薄膜磁石の特性にばらつきが少なく品質が高いこと
を示しており、マイクロ波発振器やファラデー回転によ
る偏光デバイスなど各種磁気デバイスに用いれば、その
品質と信頼性を高める効果を奏する。さらに、本発明の
薄膜磁石は垂直磁化膜であるため、磁気記録媒体として
用いれば、高密度記録を実現することができる。
【００１５】また、非結晶相を強磁性とすれば、薄膜磁
石の磁化をさらに高めることができるので、磁力をより
強くすることができ、モータなどのトルクを増大させる
効果を奏する。
石の磁化をさらに高めることができるので、磁力をより
強くすることができ、モータなどのトルクを増大させる
効果を奏する。
【００１６】さらに、基板上にNd2Fe14B型結晶相と、非
結晶相との２つの相が、好ましくは膜厚方向に同時に成
長するモードを利用して、交互に隣接する組織を形成す
るように成膜を行えば、より均一な組織を得ることがで
きるため、薄膜磁石の品質をさらに高めることができ、
モーターではトルクの変動をより小さくする効果を奏す
る。また、Nd2Fe14B型結晶相の占積率を高めれば、薄膜
磁石の磁力をさらに強くすることができ、モータなどの
トルクをさらに高める効果を奏する。
結晶相との２つの相が、好ましくは膜厚方向に同時に成
長するモードを利用して、交互に隣接する組織を形成す
るように成膜を行えば、より均一な組織を得ることがで
きるため、薄膜磁石の品質をさらに高めることができ、
モーターではトルクの変動をより小さくする効果を奏す
る。また、Nd2Fe14B型結晶相の占積率を高めれば、薄膜
磁石の磁力をさらに強くすることができ、モータなどの
トルクをさらに高める効果を奏する。
【図１】 従来の薄膜磁石を説明するための断面図であ
る。
る。
【図２】 本発明の薄膜磁石を説明するための断面図で
ある。
ある。
【図３】 本発明の範囲外の薄膜磁石を説明するための
断面図である。
断面図である。
【図４】 本発明の薄膜磁石の一実施形態を説明するた
めの断面図である。
めの断面図である。
【図５】 本発明の薄膜磁石の別の実施形態を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態２．における薄膜磁石セ
グメントを用いたモータのトルクの回転角依存性を従来
例と対比した図である。
グメントを用いたモータのトルクの回転角依存性を従来
例と対比した図である。
【図７】 本発明の薄膜磁石の別の実施形態を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
【図８】 本発明の薄膜磁石の別の実施形態を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
【図９】 本発明の実施の形態４．における薄膜磁石セ
グメントを用いたモータのトルクの回転角依存性を比較
例と対比した図である。
グメントを用いたモータのトルクの回転角依存性を比較
例と対比した図である。
【図１０】 非結晶相内でスピンが反転して全体の磁化
が低下してしまった場合を説明するための断面図であ
る。
が低下してしまった場合を説明するための断面図であ
る。
【図１１】 本発明の薄膜磁石を形成するための成膜装
置の一例を説明するための図である。
置の一例を説明するための図である。
【図１２】 実施の形態５．で得られた薄膜磁石の組織
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１３】 実施の形態５．で得られた薄膜磁石の組織
の高分解能ＴＥＭ写真である。
の高分解能ＴＥＭ写真である。
【図１４】 実施の形態１．の薄膜磁石を作製する過程
で得られる組織の概略垂直断面図である。
で得られる組織の概略垂直断面図である。
【図１５】 実施の形態５．における薄膜磁石セグメン
トを用いたモータのトルクの回転角依存性を説明するた
めの図である。
トを用いたモータのトルクの回転角依存性を説明するた
めの図である。
【図１６】 実施の形態６．で得られた薄膜磁石の組織
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１７】 実施の形態６．における薄膜磁石セグメン
トを用いたモータのトルクの回転角依存性を説明するた
めの図である。
トを用いたモータのトルクの回転角依存性を説明するた
めの図である。
１ 基板、２ Nd2Fe14B型結晶相、３，３’ 非結晶
相、４ 真空槽、５ カソード電極、６ ターゲット、
７ シャッター板、８ 基板ホルダ、９ マスク、１０
ヒータ、１１ 排気系、１２ バルブ、１３ 電力コ
ントローラ、１４マスフローコントローラ、１５ 温度
コントローラ。
相、４ 真空槽、５ カソード電極、６ ターゲット、
７ シャッター板、８ 基板ホルダ、９ マスク、１０
ヒータ、１１ 排気系、１２ バルブ、１３ 電力コ
ントローラ、１４マスフローコントローラ、１５ 温度
コントローラ。
Claims (3)
- 【請求項１】 膜厚方向に結晶のｃ軸が配向したNd2Fe1
4B型結晶相と、非結晶相とが交互に隣接する組織を有す
ることを特徴とする薄膜磁石。 - 【請求項２】 非結晶相が強磁性であることを特徴とす
る請求項１に記載の薄膜磁石。 - 【請求項３】 基板上に、Nd2Fe14B型結晶相と、非結晶
相とが交互に隣接する組織を形成するように成膜するこ
とを特徴とする薄膜磁石の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11232485A JP2000150234A (ja) | 1998-09-09 | 1999-08-19 | 薄膜磁石およびその製造方法 |
| US10/006,679 US20020079024A1 (en) | 1998-09-09 | 2001-12-10 | Thin film magnet and production process thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25491298 | 1998-09-09 | ||
| JP10-254912 | 1998-09-09 | ||
| JP11232485A JP2000150234A (ja) | 1998-09-09 | 1999-08-19 | 薄膜磁石およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150234A true JP2000150234A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=26530489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11232485A Pending JP2000150234A (ja) | 1998-09-09 | 1999-08-19 | 薄膜磁石およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000150234A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017112306A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社ユーテック | 膜構造体、アクチュエータ、モータ及び膜構造体の製造方法 |
| JP2018174214A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | Tdk株式会社 | 永久磁石薄膜 |
-
1999
- 1999-08-19 JP JP11232485A patent/JP2000150234A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017112306A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社ユーテック | 膜構造体、アクチュエータ、モータ及び膜構造体の製造方法 |
| JP2018174214A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | Tdk株式会社 | 永久磁石薄膜 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |