JP2012195327A - 磁性薄膜,その製造方法及び磁気特性制御方法,薄膜磁気デバイス - Google Patents
磁性薄膜,その製造方法及び磁気特性制御方法,薄膜磁気デバイス Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】絶縁体基板12上に形成した磁石層14の近傍に層間絶縁層16を介して軟磁性層18を設け、前記磁石層14の磁化の制御を、パルス電流発生回路によって発生されたパルス電流の印加により行い、前記軟磁性層18にかかる磁界を変化させることで、磁気特性を変化させる。パルス電流の印加は、磁化を変化させる時にのみ行う。また、前記パルス電流を流すためのコイル導体層を、前記絶縁体基板12と磁石層14の間に形成すれば、薄膜磁気デバイスの小型化・薄型化が可能となる。
【選択図】図1
Description
(1)磁石層14の近傍に層間絶縁層16を介して軟磁性層18を設け、前記磁石層14の磁化の制御を、パルス電流発生回路によって発生されたパルス電流の印加により行い、前記軟磁性層18にかかる磁界を変化させることとしたので、磁気特性の変化量が大きく、その調整が可能であり、調整した値での保持が可能な磁性薄膜10が得られる。
(2)本実施例の磁性薄膜10では、磁化を変化させる時のみにパルス電流を流せばよいため、消費電力を大幅に低減することができる。
(3)パルス電流を流すためのコイル導体層を、前記絶縁体基板12と磁石層14の間に形成することにより、磁性薄膜10を利用した薄膜磁気デバイスの小型化・薄型化が可能となる。
(4)軟磁性層18に印加する磁化の最大量を、磁石層14の飽和磁化と膜厚によって制御できるため、比較的容易に調整が可能である。
(5)本実施例の磁性薄膜10を薄膜インダクタ50に利用することにより、半固定のインダクタが得られるため、薄膜磁気デバイスの機能を充実させることができる。
(1)前記実施例で示した形状,寸法は一例であり、必要に応じて、同様の効果を奏する範囲内で適宜変更してよい。
(2)前記実施例で示した材料も一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。例えば、前記磁石層14としては、前記実施例1で示したCo−Sm膜やFe−Co−Sm膜のほかにも、Co−Pt膜、Fe−Pt膜などを利用してもよい。同様に、軟磁性層18としても、例えば、磁性金属としてCoとFeの合金、絶縁体としてSiO2やAl2O3を用いたグラニュラ構造磁性薄膜などを利用することができる。
(3)前記実施例1で説明したソレノイドコイルや、前記図11に示した平面コイル20及び30,あるいは、図12に示した導体層52による磁石層14へのパルス電流の印加も一例であり、同様の効果を奏するものであれば、適宜設計変更してよい。
(4)前記実施例1では、薄膜磁気デバイスの一例として、薄膜インダクタ50を具体例に挙げたが、これも一例であり、他の薄膜磁気デバイス一般に広く適用可能である。また、任意の磁界を発生させることが可能であるため、電源用のインダクタの直流重畳特性の改善にも有効と考えられる。更に、永久磁石を用いたアイソレータやサーキュレータへ応用してもよい。
12:絶縁体基板
14:磁石層
16:層間絶縁層
18:軟磁性層
20,30:平面コイル
50:薄膜インダクタ
52:コイル導体層
54A,54B:引出部
56:層間絶縁層
58:導体層
60A,60B:引出部
Claims (12)
- 絶縁体基板上に形成されており、パルス電流の印加により磁化が変化する磁石層と、
該磁石層上に絶縁層を介して形成されており、前記磁石層によって形成された磁界が印加される軟磁性層と、
を備えたことを特徴とする磁性薄膜。 - 前記磁石層と軟磁性層の磁化容易軸が、いずれも面内の同一方向になるように形成されていることを特徴とする請求項1記載の磁性薄膜。
- 前記磁石層が、一軸磁気異方性を有することを特徴とする請求項1又は2記載の磁性薄膜。
- 前記絶縁体基板と磁石層の間に、パルス電流発生回路によって発生させたパルス電流を流すためのコイル導体層を設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の磁性薄膜。
- 絶縁体基板上に、パルス電流の印加により磁化が変化する磁石層を形成する工程と、
前記磁石層上に、絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に、前記磁石層によって形成された磁界が印加される軟磁性層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする磁性薄膜の製造方法。 - 前記磁石層と軟磁性層の磁化容易軸が、いずれも成膜中の印加磁場方向に形成されていることを特徴とする請求項5記載の磁性薄膜の製造方法。
- 前記磁石層が、一軸磁気異方性を有することを特徴とする請求項5又は6記載の磁性薄膜の製造方法。
- 前記絶縁体基板上に磁石層を形成する前に、
前記絶縁体基板上に、パルス電流発生回路によって発生させたパルス電流を流すためのコイル導体層を設け、
該コイル導体層上に、前記磁石層を形成することを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の磁性薄膜の製造方法。 - 請求項5〜8のいずれか一項に記載の磁性薄膜の製造方法によって形成されたことを特徴とする磁性薄膜。
- 請求項1〜4,9のいずれか一項に記載の磁性薄膜の磁気特性制御方法であって、
パルス電流印加手段により前記磁石層に印加するパルス電流量の変化により前記磁石層の磁化を変化させることで、該磁石層の形成する磁界を変化させ、前記軟磁性層にかかる磁界を調整することを特徴とする磁性薄膜の磁気特性制御方法。 - 前記請求項1〜4,9のいずれか一項に記載の磁性薄膜と、
前記磁石層にパルス電流を印加するパルス電流印加手段と、
を備えたことを特徴とする薄膜磁気デバイス。 - 前記薄膜磁気デバイスが、前記軟磁性層上に、他の絶縁層を介して形成されたインダクタ用導体を備えたインダクタであることを特徴とする請求項11記載の薄膜磁気デバイス。
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