JP2653237B2 - 磁性体薄膜の製造方法 - Google Patents
磁性体薄膜の製造方法Info
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- JP2653237B2 JP2653237B2 JP26692690A JP26692690A JP2653237B2 JP 2653237 B2 JP2653237 B2 JP 2653237B2 JP 26692690 A JP26692690 A JP 26692690A JP 26692690 A JP26692690 A JP 26692690A JP 2653237 B2 JP2653237 B2 JP 2653237B2
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- magnetic
- film
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高密度磁気記録再生用磁気ヘッドに用いる磁
性体薄膜の製造方法に関するものである。
性体薄膜の製造方法に関するものである。
従来の技術 現在、マグネトロン・スパッタリング法によるスパッ
タリング薄膜が工業的に広く用いられている。磁性体薄
膜形成においても高周波マグネトロンスパッタリングが
一般的で、アモルファス磁性膜やパーマロイセンダスト
膜等の製造に広く用いられている。一方、磁気ヘッドや
トランス等に用いられている。フェライト磁性膜製造に
おいても、高周波スパッタリング法の採用が試みされて
いる。例えば、陳、辻本、白江等による電気学会マグネ
ティクス研究会資料MAG−88−120,P49（1988年）のもの
がある。
タリング薄膜が工業的に広く用いられている。磁性体薄
膜形成においても高周波マグネトロンスパッタリングが
一般的で、アモルファス磁性膜やパーマロイセンダスト
膜等の製造に広く用いられている。一方、磁気ヘッドや
トランス等に用いられている。フェライト磁性膜製造に
おいても、高周波スパッタリング法の採用が試みされて
いる。例えば、陳、辻本、白江等による電気学会マグネ
ティクス研究会資料MAG−88−120,P49（1988年）のもの
がある。
このスパッタリング装置の概要を第４図を参照して説
明すると、真空槽１内において、基板台２や真空槽１か
ら絶縁物３により電気的に絶縁されたターゲット台４を
取り付け、ガス導入口５からArを導入し、真空槽１内を
排気ポート６により10-2〜10-3Torrに維持し、ターゲッ
ト台４に電源７により高周波電力を印加すると、基板台
２とターゲット台４との間にプラズマ８が生成される。
明すると、真空槽１内において、基板台２や真空槽１か
ら絶縁物３により電気的に絶縁されたターゲット台４を
取り付け、ガス導入口５からArを導入し、真空槽１内を
排気ポート６により10-2〜10-3Torrに維持し、ターゲッ
ト台４に電源７により高周波電力を印加すると、基板台
２とターゲット台４との間にプラズマ８が生成される。
このような状態において、ターゲット台４の上に磁性
膜の原材料であるターゲット９を置くと、プラズマ８中
のイオンがターゲット９の表面をたたき、スパッタリン
グ現象が起こり、基板台２上に薄膜10が形成される。
膜の原材料であるターゲット９を置くと、プラズマ８中
のイオンがターゲット９の表面をたたき、スパッタリン
グ現象が起こり、基板台２上に薄膜10が形成される。
発明が解決しようとする課題 しかし、このような従来例ではターゲット９（たとえ
ばNi−Zn−フェライト）から飛来する粒子のほとんどが
原子か分子状であるためと、プラズマ８から高速で飛来
する電子による膜欠陥のため基板台２の表面温度が低温
（たとえば450℃以下）では薄膜10はアモルファスかま
たは配向性の低い他結晶膜になり、フェライト膜特有の
スピネル型の結晶構造をとらず、形成された磁性膜の軸
磁気特性が実用レベルに違いないという問題があった。
これに対しては500℃以上の基板加熱や1000℃以上のア
ニール等を行い、軟磁気特性を改善する試みがなされて
いるが、まだデバイスへ応用するには軟磁気特性は依然
低い上に、耐熱温度の低い基板には適用できず、実用化
にはまだ困難なレベルである。
ばNi−Zn−フェライト）から飛来する粒子のほとんどが
原子か分子状であるためと、プラズマ８から高速で飛来
する電子による膜欠陥のため基板台２の表面温度が低温
（たとえば450℃以下）では薄膜10はアモルファスかま
たは配向性の低い他結晶膜になり、フェライト膜特有の
スピネル型の結晶構造をとらず、形成された磁性膜の軸
磁気特性が実用レベルに違いないという問題があった。
これに対しては500℃以上の基板加熱や1000℃以上のア
ニール等を行い、軟磁気特性を改善する試みがなされて
いるが、まだデバイスへ応用するには軟磁気特性は依然
低い上に、耐熱温度の低い基板には適用できず、実用化
にはまだ困難なレベルである。
また、高周波マグネトロンスパッタ特有の現象である
がターゲットと形成膜の組成を一致させるのが困難で、
Ni−Zn−フェライトのように３元以上の組成比を精密に
制御する必要のある場合、成膜が困難であるという問題
もあった。
がターゲットと形成膜の組成を一致させるのが困難で、
Ni−Zn−フェライトのように３元以上の組成比を精密に
制御する必要のある場合、成膜が困難であるという問題
もあった。
課題を解決するための手段 本発明の第１の発明は、上記従来の問題点を解決しよ
うとするもので、真空槽内に取り付けられたターゲット
に、真空槽内に設けられた真空封じ窓を通してレーザ光
を照射するレーザーアブレーション装置を用い、フェラ
イト磁性膜を製造することを特徴とするものである。
うとするもので、真空槽内に取り付けられたターゲット
に、真空槽内に設けられた真空封じ窓を通してレーザ光
を照射するレーザーアブレーション装置を用い、フェラ
イト磁性膜を製造することを特徴とするものである。
また、本発明の第２の発明は、前記従来の問題点を解
消するとともに、形成されるフェライト磁性膜の軟磁気
特性をさらに向上させようとするもので、前記のレーザ
ーアブレーション装置において、基板台付近へ固定され
た磁界により膜中へ一軸磁気異方性を誘導させて成膜を
行うこと特徴とするものである。
消するとともに、形成されるフェライト磁性膜の軟磁気
特性をさらに向上させようとするもので、前記のレーザ
ーアブレーション装置において、基板台付近へ固定され
た磁界により膜中へ一軸磁気異方性を誘導させて成膜を
行うこと特徴とするものである。
作用 本発明の第１の発明の磁性膜製造方法によれば、真空
槽内に設けられた真空封じ窓を通してターゲットにレー
ザー光を照射することにより、ターゲットから高いエネ
ルギーを持つ原子とそのクラスターを真空槽内に設けら
れた基板方向に組成ズレがなく、飛来させることができ
るので、上記基板上にスピネル型の結晶構造をもつフェ
ライト磁性膜を形成させ、従来にない軟磁気特性を得る
ことができる。
槽内に設けられた真空封じ窓を通してターゲットにレー
ザー光を照射することにより、ターゲットから高いエネ
ルギーを持つ原子とそのクラスターを真空槽内に設けら
れた基板方向に組成ズレがなく、飛来させることができ
るので、上記基板上にスピネル型の結晶構造をもつフェ
ライト磁性膜を形成させ、従来にない軟磁気特性を得る
ことができる。
本発明の第２の発明は上記製造上、基板台付近へ固定
された磁界により基板上に飛来する原子及びクラスター
を磁界をかけたまま堆積させることにより膜中へ一軸磁
気異方性を誘導させることができるので、形成される磁
性膜の軟磁気特性を向上することができる。
された磁界により基板上に飛来する原子及びクラスター
を磁界をかけたまま堆積させることにより膜中へ一軸磁
気異方性を誘導させることができるので、形成される磁
性膜の軟磁気特性を向上することができる。
実 施 例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明
する。
する。
第１図において、真空槽11内には基板ホルダー（図示
せず）に保持された基板12とターゲット台13が取り付け
てあり、ターゲット台13の上にフェライト焼結体（例え
ばNi−Zn−フェライト）のターゲット14が置いてある。
真空槽11の外部にはパルスレーザー14（例えばKrFのエ
キシマレーザー）があり、そのレーザー光16をレンズ17
で集光させ、真空槽11の一部に設けられた真空窓15を通
してターゲット14上に照射させる。
せず）に保持された基板12とターゲット台13が取り付け
てあり、ターゲット台13の上にフェライト焼結体（例え
ばNi−Zn−フェライト）のターゲット14が置いてある。
真空槽11の外部にはパルスレーザー14（例えばKrFのエ
キシマレーザー）があり、そのレーザー光16をレンズ17
で集光させ、真空槽11の一部に設けられた真空窓15を通
してターゲット14上に照射させる。
この時、レーザー光の照射条件を例えば0.05〜7J/c
m2、パルス幅20nsec、15Hzにすると、ターゲット14の表
面からクラスター18やイオン19や原子20等が飛び出して
くる。クラスター18やイオン19や原子20は３〜10eVと高
いエネルギーを持ち、これらが基板12の表面に堆積し、
フェライト磁性膜21を形成する。この磁性膜21はスピネ
ル型の結晶構造を有するとともに、ターゲット14からの
各元素の組成ズレは±0.3％以下でありストイキオメト
リ（化学量論比）的に良好な膜である。なお、真空槽11
内に基板加熱装置を設けて基板を200〜450℃に加熱する
と、より結晶構造が良好な磁性体薄膜21が形成される。
m2、パルス幅20nsec、15Hzにすると、ターゲット14の表
面からクラスター18やイオン19や原子20等が飛び出して
くる。クラスター18やイオン19や原子20は３〜10eVと高
いエネルギーを持ち、これらが基板12の表面に堆積し、
フェライト磁性膜21を形成する。この磁性膜21はスピネ
ル型の結晶構造を有するとともに、ターゲット14からの
各元素の組成ズレは±0.3％以下でありストイキオメト
リ（化学量論比）的に良好な膜である。なお、真空槽11
内に基板加熱装置を設けて基板を200〜450℃に加熱する
と、より結晶構造が良好な磁性体薄膜21が形成される。
図２にこのとき得られた磁性体薄膜21のＢ−Ｈ曲線を
示す。保磁力Hcは10e以下であり、従来にない軟磁気特
性が得られた。
示す。保磁力Hcは10e以下であり、従来にない軟磁気特
性が得られた。
また、第３図に真空槽内にO2,NO2,NO2等の酸化性ガス
を導入し、圧力を１×10-2Torr以下にすると、フェライ
ト膜中の酸素欠陥が減少し、軟磁気特性はさらに良くな
り、保磁力Hcは0.5Oe以下になる。
を導入し、圧力を１×10-2Torr以下にすると、フェライ
ト膜中の酸素欠陥が減少し、軟磁気特性はさらに良くな
り、保磁力Hcは0.5Oe以下になる。
また、第３図に真空槽内の圧力を変化させたときの保
磁力Hcの変化を示す。真空槽内の圧力を１×10-5Torr以
下にすることにより、Hcはさらに減少する。これはター
ゲット14の表面から飛び出してくるクラスター18やイオ
ン19や原子20と、真空槽内の残留ガス分子との衝突散乱
回数が、圧力が低くなるにつれて減少し、クラスター18
やイオン19や原子20が高いエネルギーを保ったまま基板
に到着し、磁性膜の結晶構造が良くなるからである。
磁力Hcの変化を示す。真空槽内の圧力を１×10-5Torr以
下にすることにより、Hcはさらに減少する。これはター
ゲット14の表面から飛び出してくるクラスター18やイオ
ン19や原子20と、真空槽内の残留ガス分子との衝突散乱
回数が、圧力が低くなるにつれて減少し、クラスター18
やイオン19や原子20が高いエネルギーを保ったまま基板
に到着し、磁性膜の結晶構造が良くなるからである。
次に本発明の第２の実施例について第１図を用いて説
明する。基板12の近傍に永久磁石22,23が取り付けられ
ており、基板12上に飛来するクラスター18やイオン19や
原子20が磁界に誘導された状態で堆積するために膜中へ
一軸磁気異方性が誘導される。このとき基板加熱温度を
形成膜のキュリー点以下にしておくと、一軸磁気異方性
は保たれ、成膜直後でも良好な軟磁気特性が得られる。
明する。基板12の近傍に永久磁石22,23が取り付けられ
ており、基板12上に飛来するクラスター18やイオン19や
原子20が磁界に誘導された状態で堆積するために膜中へ
一軸磁気異方性が誘導される。このとき基板加熱温度を
形成膜のキュリー点以下にしておくと、一軸磁気異方性
は保たれ、成膜直後でも良好な軟磁気特性が得られる。
発明の効果 本発明の第１の発明の磁性体薄膜の製造方法によれ
ば、比較的低温の基板温度で結晶体の良いフェライト磁
性膜を製造することができる。
ば、比較的低温の基板温度で結晶体の良いフェライト磁
性膜を製造することができる。
本発明の第２の発明の磁性体膜の製造方法によれば、
膜中へ一軸磁気異方性を誘導させることにより良好な軟
磁気特性を得ることができる。
膜中へ一軸磁気異方性を誘導させることにより良好な軟
磁気特性を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例におけるレーザーアブレーシ
ョン装置の概略構成図、第２図は本発明の一実施例にお
けるフェライト磁性膜のＢ−Ｈ特性図、第３図は本発明
の一実施例におけるフェライト磁性膜の保磁力と圧力の
関係を示した特性図、第４図は従来のスパッタリング装
置の概略構成図である。 11……真空槽、13……ターゲット台、14……レーザー、
15……真空窓、22,23……永久磁石。
ョン装置の概略構成図、第２図は本発明の一実施例にお
けるフェライト磁性膜のＢ−Ｈ特性図、第３図は本発明
の一実施例におけるフェライト磁性膜の保磁力と圧力の
関係を示した特性図、第４図は従来のスパッタリング装
置の概略構成図である。 11……真空槽、13……ターゲット台、14……レーザー、
15……真空窓、22,23……永久磁石。
フロントページの続き (72)発明者 小俣 雄二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 中村 和夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】真空槽と、前記真空槽内に取り付けられた
ターゲットホルダーと対向して設置された基板台と、真
空槽に設けられた真空封じ窓を通して、ターゲットホル
ダー上に設置されたターゲットにパルスレーザ光を照射
するレーザ光学系とを備えるとともに、ターゲットとし
てNi,Zn,Mnの中の少なくとも１つを含むフェライト焼結
体を用いることを特徴とする磁性体薄膜の製造方法。 - 【請求項２】基板台を200℃以上、フェライト薄膜のキ
ュリー点以下に加熱することを特徴とする請求項１記載
の磁性体薄膜の製造方法。 - 【請求項３】真空槽内にO2,N2O,NO2ガスを導入し、真空
槽内圧力を１×10-2Torr以下にすることを特徴とする請
求項１記載の磁性体薄膜の製造方法。 - 【請求項４】真空槽内の圧力を１×10-3Torr以下にする
ことを特徴とする請求項１記載の磁性体薄膜の製造方
法。 - 【請求項５】基板台付近に固定された磁界により膜中へ
一軸磁気異方性を誘導させて成膜を行うことを特徴とす
る請求項１記載の磁性体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26692690A JP2653237B2 (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 磁性体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26692690A JP2653237B2 (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 磁性体薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04142719A JPH04142719A (ja) | 1992-05-15 |
| JP2653237B2 true JP2653237B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=17437604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26692690A Expired - Lifetime JP2653237B2 (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 磁性体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2653237B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1156373A1 (en) * | 2000-05-17 | 2001-11-21 | Heidelberger Druckmaschinen Aktiengesellschaft | Electrographic developer compositions and method for development of an electrostatic image |
| JP2006283063A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Gunma Univ | 酸化物磁性薄膜及びその製造方法，電磁干渉抑制体 |
-
1990
- 1990-10-03 JP JP26692690A patent/JP2653237B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04142719A (ja) | 1992-05-15 |
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