JP3305790B2 - 薄膜永久磁石の製造方法 - Google Patents
薄膜永久磁石の製造方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/0036—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties showing low dimensional magnetism, i.e. spin rearrangements due to a restriction of dimensions, e.g. showing giant magnetoresistivity
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＦｅ及びＰｔを主成分と
し、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕのうち一
種または二種以上の元素を副成分とし、更に不可避の不
純物を含む合金からなる薄膜永久磁石の製造方法に関す
る。
し、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕのうち一
種または二種以上の元素を副成分とし、更に不可避の不
純物を含む合金からなる薄膜永久磁石の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年永久磁石材料としてＦｅ−Ｐｔ系、
ＮｄーＦｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系化合物などの優れ
た特性を持つ材料が見出され活発な研究が行われてい
る。一方電子技術の進展に伴い電子機器の小型化薄膜化
が進んでおり、磁性材料の分野に於いても薄膜化による
磁気デバイスの小型化高機能化を目指したマイクロ磁気
デバイスの研究が注目されている。高保磁力を有する硬
磁性薄膜も従来の磁気記録媒体としての応用に留まら
ず、微小な電磁アクチュエータ或いは磁気抵抗ヘッドに
バイアス磁場を加える目的での応用も考えられるように
なっている。しかし従来から多く研究が行われている面
内磁気記録媒体としての応用を意図した硬磁性薄膜は保
磁力が２〜３ｋＯｅ程度以下であり、バルクの希土類系
永久磁石の特性に匹敵する10ｋＯｅ以上の高保磁力を示
す薄膜の研究は少ない。最近Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石
材料を薄膜化し10ｋＯｅ以上の高保磁力を実現している
が、希土類元素を含む材料は酸化し易く特に薄膜の場合
には耐食性の面で問題が残る（第16回日本応用磁気学会
技術講演概要集ｐ．454 （1992））。
ＮｄーＦｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系化合物などの優れ
た特性を持つ材料が見出され活発な研究が行われてい
る。一方電子技術の進展に伴い電子機器の小型化薄膜化
が進んでおり、磁性材料の分野に於いても薄膜化による
磁気デバイスの小型化高機能化を目指したマイクロ磁気
デバイスの研究が注目されている。高保磁力を有する硬
磁性薄膜も従来の磁気記録媒体としての応用に留まら
ず、微小な電磁アクチュエータ或いは磁気抵抗ヘッドに
バイアス磁場を加える目的での応用も考えられるように
なっている。しかし従来から多く研究が行われている面
内磁気記録媒体としての応用を意図した硬磁性薄膜は保
磁力が２〜３ｋＯｅ程度以下であり、バルクの希土類系
永久磁石の特性に匹敵する10ｋＯｅ以上の高保磁力を示
す薄膜の研究は少ない。最近Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石
材料を薄膜化し10ｋＯｅ以上の高保磁力を実現している
が、希土類元素を含む材料は酸化し易く特に薄膜の場合
には耐食性の面で問題が残る（第16回日本応用磁気学会
技術講演概要集ｐ．454 （1992））。
【０００３】耐食性に優れた永久磁石材料としてＰｔを
35〜39.5原子％含み残余Ｆｅ及び不可避の不純物からな
るＦｅ−Ｐｔ系磁石が知られている（特公平３−35801
号）。ＦｅＰｔ規則合金は結晶磁気異方性が非常に大き
いが同時に不規則格子変態温度が高いために不規則相を
得ることができないため良好な磁気特性が得られない。
そのためＦｅ−Ｐｔ系磁石合金では組成を等価原子比か
らＦｅ過剰側にずらすことにより変態温度を低下させ、
高保磁力を得ている。またこのＦｅ−Ｐｔ系磁石はＴ
ｉ，Ｖ，Ｎｂ等の添加元素により保磁力、最大エネルギ
ー積等の磁石特性の改善が見られ、同時にその組成範囲
も広がることが知られている（Trans. JIMvol. 26(198
5)362 ）。
35〜39.5原子％含み残余Ｆｅ及び不可避の不純物からな
るＦｅ−Ｐｔ系磁石が知られている（特公平３−35801
号）。ＦｅＰｔ規則合金は結晶磁気異方性が非常に大き
いが同時に不規則格子変態温度が高いために不規則相を
得ることができないため良好な磁気特性が得られない。
そのためＦｅ−Ｐｔ系磁石合金では組成を等価原子比か
らＦｅ過剰側にずらすことにより変態温度を低下させ、
高保磁力を得ている。またこのＦｅ−Ｐｔ系磁石はＴ
ｉ，Ｖ，Ｎｂ等の添加元素により保磁力、最大エネルギ
ー積等の磁石特性の改善が見られ、同時にその組成範囲
も広がることが知られている（Trans. JIMvol. 26(198
5)362 ）。
【０００４】Ｆｅ−Ｐｔ合金の薄膜化はスパッタ法によ
りなされている（IEEE Ttans. MAG-20(1984)1642）。こ
の方法では室温基板上に薄膜を作製し、成膜後に550 〜
750℃の温度で焼鈍を行うことにより高保磁力が得られ
ることが報告されている。スパッタ法による薄膜の場合
バルクの磁石合金の場合とは異なりどの組成に於いても
不規則相が得られ、その保磁力はバルクの磁石合金より
も遙かに大きくＰｔ50原子％付近で最大10.6ｋＯｅの値
が得られる。このようにＦｅ−Ｐｔ合金薄膜はバルクの
磁石合金よりも２倍以上の高保磁力が得られ、しかもＰ
ｔを含むため耐食性に優れており薄膜永久磁石としては
他の希土類系磁石合金の薄膜よりも優れている。しかし
室温基板上に成膜した後に熱処理を行う方法では製造工
程が複雑化するのと同時に一度大気中にさらされるため
酸化する恐れが生じ好ましくない。
りなされている（IEEE Ttans. MAG-20(1984)1642）。こ
の方法では室温基板上に薄膜を作製し、成膜後に550 〜
750℃の温度で焼鈍を行うことにより高保磁力が得られ
ることが報告されている。スパッタ法による薄膜の場合
バルクの磁石合金の場合とは異なりどの組成に於いても
不規則相が得られ、その保磁力はバルクの磁石合金より
も遙かに大きくＰｔ50原子％付近で最大10.6ｋＯｅの値
が得られる。このようにＦｅ−Ｐｔ合金薄膜はバルクの
磁石合金よりも２倍以上の高保磁力が得られ、しかもＰ
ｔを含むため耐食性に優れており薄膜永久磁石としては
他の希土類系磁石合金の薄膜よりも優れている。しかし
室温基板上に成膜した後に熱処理を行う方法では製造工
程が複雑化するのと同時に一度大気中にさらされるため
酸化する恐れが生じ好ましくない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明はあらか
じめ加熱した基板上にＦｅ−Ｐｔ合金薄膜を蒸着するこ
とにより、成膜後熱処理した場合よりも同等以上の磁気
特性が得られることを知見したことによるものである。
この製造方法により最大15ｋＯｅ以上に達する高保磁力
を有する薄膜永久磁石を成膜後の熱処理なしに得ること
ができる。
じめ加熱した基板上にＦｅ−Ｐｔ合金薄膜を蒸着するこ
とにより、成膜後熱処理した場合よりも同等以上の磁気
特性が得られることを知見したことによるものである。
この製造方法により最大15ｋＯｅ以上に達する高保磁力
を有する薄膜永久磁石を成膜後の熱処理なしに得ること
ができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の従来法の
難点を解決するためになされたもので、本発明の特徴と
する所は下記の通りである。 第１発明 主成分としてＰｔを３５〜６０原子％含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避の不純物からなる合金の薄膜を３００〜８
００℃に加熱した基板上に窒素ガス及び、窒素ガスとＡ
ｒ，Ｘｅ，Ｋｒのうち少くとも一種の不活性ガスとの混
合ガス雰囲気中でスパッタリングにより形成することを
特徴とする薄膜永久磁石の製造方法。
難点を解決するためになされたもので、本発明の特徴と
する所は下記の通りである。 第１発明 主成分としてＰｔを３５〜６０原子％含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避の不純物からなる合金の薄膜を３００〜８
００℃に加熱した基板上に窒素ガス及び、窒素ガスとＡ
ｒ，Ｘｅ，Ｋｒのうち少くとも一種の不活性ガスとの混
合ガス雰囲気中でスパッタリングにより形成することを
特徴とする薄膜永久磁石の製造方法。
【０００７】第２発明 主成分としてＰｔを４０〜５５原子％含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避の不純物からなる合金に副成分としてＴ
ｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕのうち一種また
は二種以上の元素を０．１〜１０原子％を含有する合金
の薄膜を３００〜８００℃に加熱した基板上に窒素ガス
及び、窒素ガスとＡｒ，Ｘｅ，Ｋｒのうち少くとも一種
の不活性ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングに
より形成することを特徴とする薄膜永久磁石の製造方
法。 第３発明 主成分としてＰｔを４８〜６０原子％含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避の不純物からなる合金の薄膜を３００〜８
００℃に加熱した基板上に形成することを特徴とする薄
膜永久磁石の製造方法。 第４発明 主成分としてＰｔを４８〜５５原子％含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避の不純物からなる合金に副成分としてＴ
ｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕのうち一種また
は二種以上の元素を０．１〜１０原子％を含有する合金
の薄膜を３００〜８００℃に加熱した基板上に形成する
ことを特徴とする薄膜永久磁石の製造方法。
ｅ及び不可避の不純物からなる合金に副成分としてＴ
ｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕのうち一種また
は二種以上の元素を０．１〜１０原子％を含有する合金
の薄膜を３００〜８００℃に加熱した基板上に窒素ガス
及び、窒素ガスとＡｒ，Ｘｅ，Ｋｒのうち少くとも一種
の不活性ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングに
より形成することを特徴とする薄膜永久磁石の製造方
法。 第３発明 主成分としてＰｔを４８〜６０原子％含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避の不純物からなる合金の薄膜を３００〜８
００℃に加熱した基板上に形成することを特徴とする薄
膜永久磁石の製造方法。 第４発明 主成分としてＰｔを４８〜５５原子％含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避の不純物からなる合金に副成分としてＴ
ｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕのうち一種また
は二種以上の元素を０．１〜１０原子％を含有する合金
の薄膜を３００〜８００℃に加熱した基板上に形成する
ことを特徴とする薄膜永久磁石の製造方法。
【０００８】
【作用】本発明の薄膜永久磁石の製造方法は35〜60原子
％のＰｔと残部Ｆｅ及び0.5 原子％以下の不可避の不純
物を含むＦｅ−Ｐｔ系合金に係るものであり、この合金
薄膜を300 〜800 ℃に加熱した基板上に蒸着することに
より高保磁力の薄膜永久磁石を得ることができる。更に
より大きな保磁力を持つ薄膜永久磁石を得たい場合には
Ｐｔ組成が40〜55原子％でありかつ副成分としてＴｉ，
Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕのうち一種または二
種以上の元素を0.1 〜10原子％含有し、更に残部がＦｅ
及び0.5 原子％以下の不可避の不純物からなる合金薄膜
を300 〜800 ℃に加熱した基板上に蒸着すればよい。窒
素ガス、或いは窒素とＡｒ，Ｋｒ，Ｘｅのうち一種の不
活性ガスとの混合ガス雰囲気中でのスパッタリングによ
っても同等の保磁力を持つ薄膜永久磁石を得ることがで
きるのである。
％のＰｔと残部Ｆｅ及び0.5 原子％以下の不可避の不純
物を含むＦｅ−Ｐｔ系合金に係るものであり、この合金
薄膜を300 〜800 ℃に加熱した基板上に蒸着することに
より高保磁力の薄膜永久磁石を得ることができる。更に
より大きな保磁力を持つ薄膜永久磁石を得たい場合には
Ｐｔ組成が40〜55原子％でありかつ副成分としてＴｉ，
Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕのうち一種または二
種以上の元素を0.1 〜10原子％含有し、更に残部がＦｅ
及び0.5 原子％以下の不可避の不純物からなる合金薄膜
を300 〜800 ℃に加熱した基板上に蒸着すればよい。窒
素ガス、或いは窒素とＡｒ，Ｋｒ，Ｘｅのうち一種の不
活性ガスとの混合ガス雰囲気中でのスパッタリングによ
っても同等の保磁力を持つ薄膜永久磁石を得ることがで
きるのである。
【０００９】本発明において、薄膜形成は、窒素ガス及
び、窒素ガスとＡｒ，Ｘｅ，Ｋｒのうち少くとも一種の
不活性ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングによ
り行うのがよい。
び、窒素ガスとＡｒ，Ｘｅ，Ｋｒのうち少くとも一種の
不活性ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングによ
り行うのがよい。
【００１０】基板は石英又はガラスを使用するものと
し、基板に対向して設けるターゲットは鉄板（Ｆｅ）に
白金（Ｐｔ）を適当な比率で配分したものを使用する。
し、基板に対向して設けるターゲットは鉄板（Ｆｅ）に
白金（Ｐｔ）を適当な比率で配分したものを使用する。
【００１１】本発明において、薄膜永久磁石の製造条件
の限定理由を述べると次の通りである。先ず、主成分と
してＰｔを35〜60原子％としたのは、Ｐｔ35原子％未満
及び60原子％を越えると、薄膜はできても磁気特性特に
保磁力が悪くなるからである。Ｍｇ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔ
ｉ，Ｃ，Ｃａ等の不純物は製造過程の精錬材として不可
避的に混入されるものであるが、これが0.5 原子％を越
えて残留すると磁気特性が劣化するので、これら不純物
は0.5 原子％以下が好ましい。
の限定理由を述べると次の通りである。先ず、主成分と
してＰｔを35〜60原子％としたのは、Ｐｔ35原子％未満
及び60原子％を越えると、薄膜はできても磁気特性特に
保磁力が悪くなるからである。Ｍｇ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔ
ｉ，Ｃ，Ｃａ等の不純物は製造過程の精錬材として不可
避的に混入されるものであるが、これが0.5 原子％を越
えて残留すると磁気特性が劣化するので、これら不純物
は0.5 原子％以下が好ましい。
【００１２】また副成分としてＴｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，
Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕの何れか一種または二種以上を0.1 〜
10原子％添加するのは、その添加量が0.1 原子％以下で
は効果がなく、また10原子％を越えると磁気特性が劣化
するので、副成分の添加量を0.1 〜10原子％と限定し
た。
Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕの何れか一種または二種以上を0.1 〜
10原子％添加するのは、その添加量が0.1 原子％以下で
は効果がなく、また10原子％を越えると磁気特性が劣化
するので、副成分の添加量を0.1 〜10原子％と限定し
た。
【００１３】なお、スパッタリングは大気中、又は真空
中では薄膜の生成が極めて困難又はできないので不可で
あり、窒素ガス又は窒素ガスとＡｒ，Ｘｅ，Ｋｒの少く
とも一種の不活性ガスとの混合ガス雰囲気で行う必要が
あり、これにより不純物のない良質の薄膜が得られるの
である。
中では薄膜の生成が極めて困難又はできないので不可で
あり、窒素ガス又は窒素ガスとＡｒ，Ｘｅ，Ｋｒの少く
とも一種の不活性ガスとの混合ガス雰囲気で行う必要が
あり、これにより不純物のない良質の薄膜が得られるの
である。
【００１４】
実施例１ 高周波マグネトロンスパッタ法によりＦｅ−Ｐｔ合金薄
膜の成膜を行った。ターゲットとしてはＦｅ上にＰｔチ
ップを配置した複合ターゲットを用いた。Ｐｔチップの
面積比を変えることによりＰｔ組成を変化させた。最終
到達真空度1.0×10-6Ｔｏｒｒ以下、成膜中のアルゴン
ガス圧力５ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ電力100 Ｗの条件下で
スパッタリングを行った。基板としてはガラス及び石英
を用い、基板温度は500 ℃と800 ℃とした。表１にＦｅ
−Ｐｔ合金薄膜の保磁力及び残留磁束密度を示す。保磁
力はＰｔ49.6原子％、Ｆｅ 50.4 原子％組成の試料No.
３で最大となることが分かる。基板温度500 ℃で10.7ｋ
Ｏｅ、800 ℃の場合で15.8ｋＯｅの値が得られた。また
残留磁束密度はＦｅ過剰側の組成で大きくなる傾向が見
られ、Ｐｔ33.1原子％の試料No. ７の場合に13.5ｋＧの
値が得られた。保磁力が大きい組成範囲は等価原子比組
成のＰｔ過剰側よりもＦｅ過剰側により広がっており、
Ｆｅ過剰側の組成の方が残留磁束密度も大きいため良好
な磁石特性を示す。図１に表１の基板温度800 ℃の場合
の試料No. ２，３及び５の減磁曲線を示す。試料No. ３
のＰｔ49.6原子％とNo. ５のＰｔ43.4原子％の場合には
良好な角型性が得られている。図２に表１の試料No. ３
の組成の保磁力の基板温度依存性を示す。基板温度が25
0 ℃から規則相が生成し保磁力が増大し始めることが分
かる。保磁力10ｋＯｅ以上の薄膜永久磁石を得るには基
板温度500 ℃以上で成膜を行えばよい。
膜の成膜を行った。ターゲットとしてはＦｅ上にＰｔチ
ップを配置した複合ターゲットを用いた。Ｐｔチップの
面積比を変えることによりＰｔ組成を変化させた。最終
到達真空度1.0×10-6Ｔｏｒｒ以下、成膜中のアルゴン
ガス圧力５ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ電力100 Ｗの条件下で
スパッタリングを行った。基板としてはガラス及び石英
を用い、基板温度は500 ℃と800 ℃とした。表１にＦｅ
−Ｐｔ合金薄膜の保磁力及び残留磁束密度を示す。保磁
力はＰｔ49.6原子％、Ｆｅ 50.4 原子％組成の試料No.
３で最大となることが分かる。基板温度500 ℃で10.7ｋ
Ｏｅ、800 ℃の場合で15.8ｋＯｅの値が得られた。また
残留磁束密度はＦｅ過剰側の組成で大きくなる傾向が見
られ、Ｐｔ33.1原子％の試料No. ７の場合に13.5ｋＧの
値が得られた。保磁力が大きい組成範囲は等価原子比組
成のＰｔ過剰側よりもＦｅ過剰側により広がっており、
Ｆｅ過剰側の組成の方が残留磁束密度も大きいため良好
な磁石特性を示す。図１に表１の基板温度800 ℃の場合
の試料No. ２，３及び５の減磁曲線を示す。試料No. ３
のＰｔ49.6原子％とNo. ５のＰｔ43.4原子％の場合には
良好な角型性が得られている。図２に表１の試料No. ３
の組成の保磁力の基板温度依存性を示す。基板温度が25
0 ℃から規則相が生成し保磁力が増大し始めることが分
かる。保磁力10ｋＯｅ以上の薄膜永久磁石を得るには基
板温度500 ℃以上で成膜を行えばよい。
【００１５】
【表１】
【００１６】実施例２ 窒素とＡｒの混合ガス雰囲気中で高周波マグネトロンス
パッタ法により基板上にＦｅ−Ｐｔ合金薄膜の成膜を行
った。窒素とＡｒガスは流量比で１：９に混合し他のス
パッタ条件は実施例１と同じとした。基板には石英を用
い基板温度は600 ℃とした。表２にそれらの保磁力と残
留磁束密度の結果について示す。窒素組成を求めること
が困難なためＦｅターゲット上に占めるＰｔチップの面
積比で組成を表した。Ａｒガス雰囲気中でのスパッタリ
ングでは試料No. ８及び９のＰｔチップ面積比はＰｔが
ほぼ50〜45原子％の組成に対応する。Ａｒガス雰囲気中
に比べ、窒素との混合ガス雰囲気中の場合には残留磁束
密度が若干小さい傾向が見られるが保磁力は同程度の値
が得られることが分かる。
パッタ法により基板上にＦｅ−Ｐｔ合金薄膜の成膜を行
った。窒素とＡｒガスは流量比で１：９に混合し他のス
パッタ条件は実施例１と同じとした。基板には石英を用
い基板温度は600 ℃とした。表２にそれらの保磁力と残
留磁束密度の結果について示す。窒素組成を求めること
が困難なためＦｅターゲット上に占めるＰｔチップの面
積比で組成を表した。Ａｒガス雰囲気中でのスパッタリ
ングでは試料No. ８及び９のＰｔチップ面積比はＰｔが
ほぼ50〜45原子％の組成に対応する。Ａｒガス雰囲気中
に比べ、窒素との混合ガス雰囲気中の場合には残留磁束
密度が若干小さい傾向が見られるが保磁力は同程度の値
が得られることが分かる。
【００１７】
【表２】 実施例３ 高周波マグネトロンスパッタ法によりＦｅ−Ｐｔ合金薄
膜の成膜を行った。添加元素の効果を見るためにターゲ
ットとしてはＦｅ上にＰｔ及びＴｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ａｕ，
Ｐｄチップを配置した複合ターゲットを用いた。基板に
は石英を用い基板温度は500 ℃とした。他のスパッタ条
件は実施例１と同じである。図３にＴｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ａ
ｕ及びＰｄを１〜10原子％含むＦｅ−Ｐｔ合金薄膜の保
磁力のＰｔ組成依存性を示す。Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ添加の場
合は添加元素がない時に比べて保磁力の最大値が増加
し、更に高保磁力を示す組成範囲が拡大しており特性改
善の効果が現れていることが分かる。Ａｕ，Ｐｄ添加の
場合は添加元素がない場合を越える保磁力は得られない
が10原子％まで添加しても８〜９ｋＯｅ程度の高保磁力
が得られることが分かる。
膜の成膜を行った。添加元素の効果を見るためにターゲ
ットとしてはＦｅ上にＰｔ及びＴｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ａｕ，
Ｐｄチップを配置した複合ターゲットを用いた。基板に
は石英を用い基板温度は500 ℃とした。他のスパッタ条
件は実施例１と同じである。図３にＴｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ａ
ｕ及びＰｄを１〜10原子％含むＦｅ−Ｐｔ合金薄膜の保
磁力のＰｔ組成依存性を示す。Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ添加の場
合は添加元素がない時に比べて保磁力の最大値が増加
し、更に高保磁力を示す組成範囲が拡大しており特性改
善の効果が現れていることが分かる。Ａｕ，Ｐｄ添加の
場合は添加元素がない場合を越える保磁力は得られない
が10原子％まで添加しても８〜９ｋＯｅ程度の高保磁力
が得られることが分かる。
【００１８】図４（Ａ）は本発明の実施例１〜３で使用
した高周波スパッタ装置の構成を示す説明図である。１
はスパッタ室、２はスパッタガス入口、３はスパッタガ
ス排気口、４は陽極、５は陽極上に取付けた基板、６は
シャッタ、７はターゲット、８は絶縁体、９，10は接地
板、11はマッチング箱、12はマッチング回路、13はＲＦ
電源、Ｃ1 はコンデンサ、Ｃ2 は可変コンデンサ、Ｌは
インダクタンス、14はシールドを示す。
した高周波スパッタ装置の構成を示す説明図である。１
はスパッタ室、２はスパッタガス入口、３はスパッタガ
ス排気口、４は陽極、５は陽極上に取付けた基板、６は
シャッタ、７はターゲット、８は絶縁体、９，10は接地
板、11はマッチング箱、12はマッチング回路、13はＲＦ
電源、Ｃ1 はコンデンサ、Ｃ2 は可変コンデンサ、Ｌは
インダクタンス、14はシールドを示す。
【００１９】図４（Ｂ）は本発明で使用した高周波スパ
ッタ装置のターゲット電位のプラズマ電位に対する波形
図である。ターゲット７はスパッタしたい金属であるＦ
ｅ−Ｐｔ合金でできており、これにマイナスのバイアス
電圧の高周波がかかっており、アルゴン（Ａｒ）又は窒
素（Ｎ）ガスがスパッタガス入口２よりスパッタ室１に
供給され、これがその排気口３より排気される。マッチ
ング箱11に収納されたマッチング回路12は13.56 ＭＨｚ
のＲＦ（高周波）電源13に接続され、ターゲット電位は
マッチング回路12に制御され、そのプラズマ電位Ｖp が
プラスになったとき、シャッタ６を開き、アルゴンある
いは窒素のイオンが衝突したターゲット７の金属原子
（Ｆｅ−Ｐｔ）がはじき飛ばされて陽極４上に置かれた
基板５上に蒸着し、薄膜が形成されるのである。
ッタ装置のターゲット電位のプラズマ電位に対する波形
図である。ターゲット７はスパッタしたい金属であるＦ
ｅ−Ｐｔ合金でできており、これにマイナスのバイアス
電圧の高周波がかかっており、アルゴン（Ａｒ）又は窒
素（Ｎ）ガスがスパッタガス入口２よりスパッタ室１に
供給され、これがその排気口３より排気される。マッチ
ング箱11に収納されたマッチング回路12は13.56 ＭＨｚ
のＲＦ（高周波）電源13に接続され、ターゲット電位は
マッチング回路12に制御され、そのプラズマ電位Ｖp が
プラスになったとき、シャッタ６を開き、アルゴンある
いは窒素のイオンが衝突したターゲット７の金属原子
（Ｆｅ−Ｐｔ）がはじき飛ばされて陽極４上に置かれた
基板５上に蒸着し、薄膜が形成されるのである。
【００２０】
【発明の効果】本発明は石英又はガラス等の基板上にＦ
ｅ−Ｐｔより成るターゲットに対向して設け、300 〜80
0 ℃に基板を加熱しながら窒素又は窒素とアルゴン（Ａ
ｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）の何れか
より成る不活性ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリ
ングにより永久磁石合金の薄膜を形成するので、従来の
如く、形成された薄膜に対し熱処理することによる酸化
その他の原因による性能の低下がなく、保磁力を著しく
改善できる工業上大なる効果がある。
ｅ−Ｐｔより成るターゲットに対向して設け、300 〜80
0 ℃に基板を加熱しながら窒素又は窒素とアルゴン（Ａ
ｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）の何れか
より成る不活性ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリ
ングにより永久磁石合金の薄膜を形成するので、従来の
如く、形成された薄膜に対し熱処理することによる酸化
その他の原因による性能の低下がなく、保磁力を著しく
改善できる工業上大なる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明合金薄膜の減磁曲線を示す特性図
である。
である。
【図２】図２は本発明合金薄膜の保磁力の基板温度依存
性を示す特性図である。
性を示す特性図である。
【図３】図３（Ａ），（Ｂ）は本発明合金薄膜にＴｉ，
Ｖ，Ｎｂを１原子％添加した場合、及びＡｕ，Ｐｂを10
原子％添加した場合の保磁力に及ぼす影響を示す特性図
である。
Ｖ，Ｎｂを１原子％添加した場合、及びＡｕ，Ｐｂを10
原子％添加した場合の保磁力に及ぼす影響を示す特性図
である。
【図４】図４（Ａ），（Ｂ）は本発明に使用した高周波
スパッタ装置の構成を示す説明図及びターゲット電位
と、プラズマ電位との波形図である。
スパッタ装置の構成を示す説明図及びターゲット電位
と、プラズマ電位との波形図である。
１ スパッタ室 ２ スパッタガス入口 ３ スパッタガス排気口 ４ 陽極 ５ 基板 ６ シャッタ ７ ターゲット ８ 絶縁体 9,10 接地板 １１ マッチング箱 １２ マッチング回路 １３ ＲＦ（高周波）電源 １４ シールド Ｃ1 コンデンサ Ｃ2 可変コンデンサ Ｌ インダクタンス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｆ 7/02 Ｈ０１Ｆ 7/02 Ｅ 41/18 41/18 (56)参考文献 特開 平３−179709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−178305（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−272007（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−130253（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−219912（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 10/00 - 10/32 C22C 5/04,38/00 C22F 1/14
Claims (4)
- 【請求項１】 主成分としてＰｔを３５〜６０原子％含
有し、残部がＦｅ及び不可避の不純物からなる合金の薄
膜を３００〜８００℃に加熱した基板上に窒素ガス及
び、窒素ガスとＡｒ，Ｘｅ，Ｋｒのうち少くとも一種の
不活性ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングによ
り形成することを特徴とする薄膜永久磁石の製造方法。 - 【請求項２】 主成分としてＰｔを４０〜５５原子％含
有し、残部がＦｅ及び不可避の不純物からなる合金に副
成分としてＴｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕの
うち一種または二種以上の元素を０．１〜１０原子％を
含有する合金の薄膜を３００〜８００℃に加熱した基板
上に窒素ガス及び、窒素ガスとＡｒ，Ｘｅ，Ｋｒのうち
少くとも一種の不活性ガスとの混合ガス雰囲気中でスパ
ッタリングにより形成することを特徴とする薄膜永久磁
石の製造方法。 - 【請求項３】 主成分としてＰｔを４８〜６０原子％含
有し、残部がＦｅ及び不可避の不純物からなる合金の薄
膜を３００〜８００℃に加熱した基板上に形成すること
を特徴とする薄膜永久磁石の製造方法。 - 【請求項４】 主成分としてＰｔを４８〜５５原子％含
有し、残部がＦｅ及び不可避の不純物からなる合金に副
成分としてＴｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｕの
うち一種または二種以上の元素を０．１〜１０原子％を
含有する合金の薄膜を３００〜８００℃に加熱した基板
上に形成することを特徴とする薄膜永久磁石の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01181793A JP3305790B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 薄膜永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01181793A JP3305790B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 薄膜永久磁石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06224038A JPH06224038A (ja) | 1994-08-12 |
| JP3305790B2 true JP3305790B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=11788351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01181793A Expired - Fee Related JP3305790B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 薄膜永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3305790B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8158276B2 (en) | 2006-08-31 | 2012-04-17 | Ishifuku Metal Industry Co., Ltd. | FePtP-alloy magnetic thin film |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5989728A (en) * | 1994-11-02 | 1999-11-23 | International Business Machines Corporation | Thin film magnetic recording medium having high coercivity |
| KR20020023504A (ko) * | 2000-09-22 | 2002-03-29 | 박호군 | 내식성이 우수한 고보자력 자성박막 |
| JP3981732B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2007-09-26 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 垂直磁気異方性を有するＦｅＰｔ磁性薄膜とその製造方法 |
| US20060078457A1 (en) * | 2004-10-12 | 2006-04-13 | Heraeus, Inc. | Low oxygen content alloy compositions |
| JP4609232B2 (ja) * | 2005-07-15 | 2011-01-12 | 三菱電機株式会社 | 膜磁石の製造方法 |
| JP4766188B2 (ja) * | 2005-07-15 | 2011-09-07 | 三菱電機株式会社 | 膜磁石の製造方法 |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP01181793A patent/JP3305790B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8158276B2 (en) | 2006-08-31 | 2012-04-17 | Ishifuku Metal Industry Co., Ltd. | FePtP-alloy magnetic thin film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06224038A (ja) | 1994-08-12 |
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