JPH03101202A - 軟磁性薄膜ならびにその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は１例えば磁気ヘッドなどに用いられる軟磁性薄
膜ならびにその製造方法に関するものである。

［従来技術］ 磁気ヘッド、高周波リアクトル用コアあるいは磁気シー
ルド材などに適用される軟磁性薄膜材料として、パーマ
ロイ、コバルト基アモルファス合金、センダストなどが
中心に検討されている。特にＧｏ−Ｎｂ−Ｚｒ合金をは
じめとするコバルト基アモルファス合金は、高い飽和磁
束密度、低い磁歪定数、そして良好な軟磁気特性を有す
ることから有望視されている。

しかし、この軟磁性材料においても実用上問題がない訳
ではなく、特に熱的安定性の面では各種磁気素子の製造
プロセス上に様々な制約を生じる。

すなわち、例えば磁気ヘッドを製造する場合、磁気コア
の間にガラスを介在させ、加熱によりそのガラスを溶融
させてコアどうしを接合する工程、あるいは磁気特性を
向上させるため磁気コアを磁界中で熱処理する工程は、
例えば６００’Ｃ程度の比較的高温で行われる。そのた
めこれらの熱処理により前記軟磁性薄膜の結晶化が進み
、軟磁気特性が著しく劣化するという問題がある。

さらにこのコバルト基アモルファス合金は、飽和磁束密
度を高くするためにコバルトリッチにすると、軟磁性薄
膜の結晶化温度が著しく下がり、そのために熱処理の温
度が制限され、プロセスのマージンが狭められるという
問題がある。

そこでプロセスのマージンならびに磁気特性の両面から
、高い飽和磁束密度を保持し、かつ結晶化温度の高い材
料の開発が強く期待されている。

このような期待に応える一つの方法として、既にコバル
ト基アモルファス合金の窒化膜が提案されている（電子
通信学会技術研究報告　ＭＲ８６−４，Ｐ２５〜３２ｒ
Ｎ、混合ガス中でスパッタしたアモルファス合金膜の磁
性」）。

その結果、窒化により結晶化温度が高くなり。

膜硬度も増し、さらに飽和磁束密度が増加する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらその反面、この膜では膜厚を３００Å以上
にすると著しく軟磁気特性が劣化することから、応用分
野への適用が困難視されている。

この対策として、非常に薄い窒化膜と非窒化膜とを交互
に積層し、磁気特性の劣化を防止することが試みられた
。この方法により軟磁気特性の劣化は防止できたが、極
めて薄い膜を多層に形成して所定の膜厚にすることが必
要である。前記窒化膜ならびに非窒化膜の膜厚が２００
人の場合、例えば１０，０００人の軟磁性薄膜を形成す
るためには、窒化膜ならびに非窒化膜を５０回繰り返し
て形成する必要である。そのため、製造工程が非常に煩
雑で生産性ならびにコストの点で問題がある。

本発明は、このような欠点を解消し、厚手の単１ｍでも
優れた軟磁気特性を有する軟磁性膜ならびにその製造方
法を提供することにある。

［課運を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明は、窒素原子を含む例
えばＧｏ−Ｎｂ−Ｚｒなどからなるコバルト基アモルフ
ァス合金からなり、その合金の結晶化開始温度から６０
０℃までの熱処理による磁化困難軸方向の平均保磁力上
昇係数が０．１５０　ｅ　７℃以下に規制することを特
徴とするものである。

前記目的を達成するため、さらに本発明は、基体上に窒
素原子を含む例えばＧｏ−Ｎｂ−Ｚｒなどのコバルト基
アモルファス合金薄膜を形成する際、加速されたイオン
ビームをコバルト基アモルファス合金のターゲットに照
射し、それによってスパッタリングされた合金微粒子を
窒素雰囲気中で基体上に堆積させることを特徴とするも
のであ前記目的を達成するため、さらに本発明は、コバ
ルト、鉄、ニッケルのグループから選択された少なくと
も１種の金属を主成分とする金属ターゲットを用い、そ
の金属ターゲットを窒素ガスを含む雰囲気中において直
流マグネトロンスパッタリング法によってスパッタして
成膜することを特徴とするものである。

前記目的を達成するため、さらに本発明は、コバルト、
鉄、ニッケルのグループから選択された少なくとも１種
の金属を主成分とする金属ターゲットを用い、その金属
ターゲットを窒素ガスを含む雰囲気中において高周波マ
グネトロンスパッタリング法によってスパッタして成膜
することを特徴とするものである。

前記目的を達成するため、さらに本発明は、コバルト、
鉄、ニッケルのグループから選択された少なくとも１種
の金属を主成分とするとともに窒素を含有した窒化物タ
ーゲットを用い、その窒化物ターゲットを直流マグネト
ロンスパッタリング法によってスパッタして成膜するこ
とを特徴とするものである。

前記目的を達成するため、さらに本発明は、コバルト、
鉄、ニッケルのグループから選択された少なくとも１種
の金属を主成分とするとともに窒素を含有した窒化物タ
ーゲットを用い、その窒化物ターゲットを高周波マグネ
トロンスパッタリング法によってスパッタして成膜する
ことを特徴とするものである。

［実施例］ 本発明において使用される軟磁性材料は、コバルト（Ｇ
ｏ）を主体とし、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ
）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ハフニウム（
１（ｆ）、イツトリウム（Ｙ）などの金属元素を少なく
とも１種を含むＣｏ−Ｍｅｔａｌ系アモルファス合金で
、特に少なくともＮｂ、Ｚｒのいずれか一方を含む合金
が賞月される。さらにまた、下記の合金組成式を有する
合金が好適である。

合金組成式 ％式％） 式中の（Ｔ−Ｍ）は、Ｃｏを主体とし、Ｇｏの一部をＦ
ｅまたはＮｉの少なくとも１種の金属元素で１０％以下
置換することができる。これ以上の置換は、軟磁気特性
を劣化するため好ましくない。

Ｍ８　は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙの少なくとも１種の金属元素
である。

Ｍ、は、Ｎ　ｂ　ｇ　Ｔ　ａ　ＨＭ　ｏ　＋　Ｗの少な
くとも１種の金属元素である。

８は、０．０５〜０．３の範囲の数値である。

前記Ｍ２はガラス化を促進させるための添加元素であり
、前記Ｍつは磁歪を負にする添加元素であり、Ｍ□／　
（Ｍ、＋Ｍ、）　＝０．３〜０．９の範囲が好適である
。

次に本発明の実施例を図面とともに説明する。

第１図は、本発明の実施例に用いるイオンビームスパッ
タリング装置の概略構成図である。同図においで１は排
気管、２はニードルバルブ、３はイオン銃、４はターゲ
ット、５は基板、６は真空槽である。この真空槽６内を
Ｉ　Ｘ　１０−　トール以下の高真空状態にした後、ニ
ードルバルブ２よリアルボンと窒素の混合ガスを槽内圧
力が１．５×１０−１トールとなるように導入する。こ
の際のアルゴン分圧は５Ｘ１０”トール、窒素ガス分圧
は１．０Ｘ１０リトールである。

次にイオン銃３より０．７　ＫＶに加速したアルゴンイ
オンを、例えばＣＯ＠ｌ　Ｎ　ｂＬｘ　ｚ　ｔｓ　［Ｎ
ｂ　／Ｎｂ＋Ｚｒ＝０；８］からなるコバルト基アモル
ファス合金のターゲット４に照射し、それによって生じ
たスパッタリング微粒子を耐熱ガラスからなる基板Ｓ上
に膜厚５０００〜８０００人となるように堆積させる。

なお、薄膜形成におけるアルゴンイオン照射電流は２０
ｍＡとし、膜の堆積速度は２０〜３０人／分とした。

次に具体例な実施例について説明する。

（実施例１） ｃｏとＮｂの複合ターゲット４を前記イオンビームスパ
ッタリング装置に装着し、Ａｒ−Ｎ、雰囲気中でｃｏ、
４Ｎｂ□。系アモルファス合金からなる軟磁性薄膜を形
成し、その際のスパッタリング雰囲気と熱処理前の保磁
力（１）を第２図に示す。

なお、保磁力（Ｈａ）はＶＳＭにより測定した（以後、
同様）０図中の保磁力（ｎ）は、後述する６００℃熱処
理後のＨｅである。

この図から明らかなように、窒素を含んだ軟磁性膜（サ
ンプル１）も窒素を含まない軟磁性膜（サンプル２）も
、熱処理前においては良好な軟磁性（Ｈｅ〜０．１　０
ｅ）が得られた。なお、前記サンプル１については、オ
ージェ電子分光分析により膜中に窒素を含有しているこ
とを確認した。

このサンプル１．２の膜について磁界中（４０００ｅ）
においてＴａ＝３００〜８００℃の範囲で熱処理を行い
、膜の磁化困難軸方向（ｈ、ａ）におけるＨｅの熱処理
温度依存性について調べ、その結果を第３図に示した。

なお、Ｘ線回折はＣｕＫαで測定を行い、図中の曲線Ａ
は前記サンプル１の特性曲線、曲線Ｂは前記サンプル２
の特性曲線である。

この図から明らかなように、窒素が添加されていないサ
ンプル２（曲ｍＢ）の場合、Ｔ　ａ　＝４５０℃以上に
なるとＨａが急激に増大し、Ｔａ＝６００℃ではＨＱ＝
１８０　０ｓにも達している。この結晶化開始温度（約
４５０℃）から６００’までの平均保磁力上昇係数（以
下、単にｉｉｌ力上昇係数と略記する）Ｋは、約１．３
８　０ｅ／℃である。

二九に対して窒素が添加されているサンプルｌ（曲線Ａ
）の場合、Ｔａ＝４５０℃付近よりＨｃは増大するが上
昇カーブは非常に緩やかであり。

Ｔ　ａ　＝　６００℃においてＨｃ＝２５　０ｅ程度で
、Ｋ＝０．１１　０ｓ／℃であり、前記サンプル２のに
値の約１／１３という低さである。

第４図ならびに第５回は、前記サンプル２の熱処理前な
らびに熱処理（６００℃）後のＸ線回折パターンを示す
図である。また第６図ならびに第７図は、前記サンプル
１の熱処理前ならびに熱処理（６００℃）後のＸ線回折
パターンを示す図である。

これらの図から明らかなように、第５図に示すように窒
素を含まないＣｏ−Ｎｂ膜の場合、熱処理したものは鋭
いピークが見られる。これに対して第７図に示すように
窒素を含んだＧｏ−Ｎｂ−Ｎ膜の場合、ブロードなピー
クが残っており、完全には結晶化していないことがわか
る。

（実施Ｎ２） 次にＣｏ、Ｎｂ、Ｚｒの複合ターゲットを、第１図に示
したイオンビームスパッタリング装置に装着し、Ａｒ−
Ｎ、雰囲気で膜中に窒素を含むものと含まないもののＣ
ｏ、、　Ｎ　ｂｉ、Ｚ　ｒ、合金膜を形成した。

その際のスパッタリング雰囲気と熱処理前後のＨｅを第
８図に示す０図中のＨｃ、ｅ、ａ、は磁化容易軸方向の
Ｈｃ、ｈ、ａ、は磁化困難軸方向のＨｅをそれぞれ示し
ている。

このサンプル３．５の膜について磁界中（４０００ｓ）
においてＴ　ａ　＝　３００〜６５０℃の範囲で熱処理
を行い、Ｈｅの熱処理温度依存性について調べ、その結
果を第９図に示す１図中の曲１ｉＡＣ１ならびに曲線Ｃ
２は窒素を含まないサンプル３（Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒ）の
磁化容易軸方向ならびに磁化困難軸方向の保磁力の変化
を示す曲線、曲線Ｄ１ならびにＤ２は窒素を含有したサ
ンプル４（Ｇｏ−Ｎｂ−Ｚｒ−Ｎ）の磁化容易軸方向な
らびに磁化困難軸方向の保磁力の変化を示す曲線である
。

この第９図から明らかなように、サンプル３では５００
℃を境界に膜の結晶化が急速に進行し、保磁力も３桁以
上に増大し、軟磁気特性の劣化が著しくおきている。し
たがって結晶化開始温度（約５００℃）から６００’Ｃ
までの保磁力上昇係数には、約３５である。

これに対して窒素ガスを導入して成膜したサンプル４で
は、４８０℃付近から結晶化が開始するが、保磁力の上
昇率は非常に緩慢であり、磁化困難軸方向におけるに＝
０．０１８　０ｅ／Ｔ：　（曲線Ｄ２）、磁化容易軸方
向におけるＫ　＝０．００７　０　ｅ／℃である。

第１０図、第１１図ならびに第１２図は、サンプル５　
（Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒ−Ｎ）の成膜直後、６００℃熱処理
後、７００℃熱処理後のＸｗＡ回折パターンを示す図で
ある。

前記第１実施例ならびに第２実施例の各試験から明らか
なように、保磁力上昇係数にと軟磁気特性との間には相
関関係があり、次にこのことについて調べ、その結果を
第１３図に示した。

この試験は、膜厚が５０００人のＣｏ−Ｎｂ−Ｎならび
にＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒ−Ｎの軟磁性膜を形成し、その膜の
結晶化開始温度から６００℃までの間での磁化困難軸方
向における保磁力上昇係数Ｋ（Ｏｓ／’Ｃ）と、６００
℃熱処理後の保磁力との関係を調べたものである。

この図から明らかなように、Ｃｏ−Ｎｂ−Ｎ系ならびに
Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒ−Ｎ系のいずれの軟磁性膜においても
保磁力上昇係数にの値が０．１５０６／’Ｃ以下のもの
は、膜厚を５０００人程度堆積しても高温（６００℃）
での保磁力の上昇を低く抑えることができ、優れた軟磁
気特性が得られる。

なお、この保磁力上昇係数には、軟磁性膜を形成する際
の窒素ガスの分圧によってコントロールすることができ
、成膜雰囲気中の窒素ガスの分圧を高めることにより、
保磁力上昇係数にの値を小さくすることができる。

なお、本発明において保磁力上昇係数Ｋを求める上限の
温度を６００℃としたのは、軟磁性材料の磁界中での熱
処理温度がせいぜい６００℃程度であること、ならびに
耐摩耗性に優れた磁気ヘッドを得るために高融点ガラス
が使用されるが、これの融点がせいぜい６００℃程度で
あることに基因している。

（比較例） Ｇ　Ｏ，、Ｎ　ｂａ　Ｚ　ｒ、ターゲットを従来の高岡
波２極スパッタリング装置に装着し、＊ｉ全分圧０〜１
０％と変化して軟磁性薄膜を形成し、その際のスパッタ
リング雰囲気と、熱処理前（１）ならびに６００℃熱処
理後（Ｉｆ）の保磁力を第１４図に示す。

第１５図ならびに第１６図は、第１４図に示すサンプル
７の熱処理前ならびに熱処理後のＸＩＩＡパターン図で
ある。また第１７図ならびに第１８図は、サンプル８の
熱処理前ならびに熱処理後のＸ線パターン図である。

これらの結果から明らかなように、特に窒素を含まない
サイプルアは熱処理により結晶化が著しく、Ｈｅが急激
に増大している。

一方、サンプル８．９のように窒素を含んだ軟磁性薄膜
においては、熱処理前も熱処理後（前記サンプル７はど
ではないが）もＨａが高い、サンプル８，９が何故Ｈｅ
が高いのか理論的な根拠は明らかでないが、次のような
ことが考えられる。

すなわち、スパッタ雰囲気中に窒素ガスが混入している
と、窒素がアルゴンプラズマ中でイオン化し、膜表面が
窒素イオンに晒され、そのために膜中に柱状組織のよう
なものが成長して、垂直磁気異方性が生じ、そのために
軟磁気特性が劣化すると考えられる。

これに対して本発明のようにイオンスパッタリング法を
採用すれば、プラズマはイオン銃の中にあり、膜はこれ
らのイオンに晒されないから、イオンビームスパッタリ
ング法で成膜した軟磁性膜は単層膜であっても、熱処理
の有無に拘らず優れた軟磁気特性を有している。

なお、前記熱処理は磁界中で行ったが、磁界をかけない
で熱処理を行っても、同様の優れた軟磁気特性が得られ
ることが実験で確認されている。

第１９図は、本発明の他の実施例に用いる直流マグネト
ロンスパッタリング装置の概略構成図である０図中の２
１は基板、２２はターゲット。

２３は永久磁石、２４は直流ｆＩｔ源、２５はバリアプ
ルリークバルブ、２６は排気孔である。

真空槽内をｌＸｌ０−＠トール以下まで排気した後、槽
内圧力が２Ｘ１０−’トールとなるようにアルゴンと窒
素の混合ガスを導入した。そして基板２１として耐熱ガ
ラス板を用い、ターゲット２２としてＣｏ５ｖＮｂｓＺ
ｒｉの金スターゲットを使用して、そのターゲット２２
の表面近傍にプラズマを封じ込めるようターゲット表面
に約１０００ｅの磁場を発生させたうえでスパッタリン
グを行い、基板２１上に約５０００人のＣｏ−Ｎｂ−Ｚ
ｒ窒化膜からなる軟磁性薄膜を形成した。

この直流マグネトロンスパッタリングにおいて。

雰囲気ガス中の窒素含有率に対するＧｏ−Ｎｂ−Ｚｒ窒
化膜の磁気特性の依存性を調べ、その結果を第２０図に
示す１図中の曲線Ｅは飽和磁束密度特性４πＭｇ、曲線
Ｆは磁化容易軸方向における保磁力Ｈｅ特性、曲ＩＩＧ
は磁化困難軸方向における保磁力Ｈａ特性である。

この図から明らかなように直流マグネトロンスパッタリ
ングによって形成した膜は、全窒素含有域において優れ
た軟磁気特性が得られる。なお、形成された膜中におけ
る窒素の含有率が２〜１５原子％のものは、特に優れた
軟磁気特性を有している。

また第２１図は、雰囲気ガス中の窒素含有率ＰＮ２　を
０体積％ならびに４０体積％として形成した軟磁性薄膜
の熱安定性を示した図である０曲線Ｈは窒素含有率ＰＮ
□がＯ体積％における磁化容易軸方向における保磁力Ｈ
ｃ特性、曲線Ｉは同様にｔ！素含有率ＰＮ、がＯ体積％
における磁化困難軸方向における保磁力Ｈｅ特性である
。一方、曲線Ｊは窒素含有率ＰＮ２が４０体積％におけ
る磁化容易軸方向における保磁力Ｈｅ特性、曲Ｊ！には
同様に窒素含有率ＰＮ□が４０体積％における磁化困難
軸方向における保磁力Ｈａ特性である。

なお、熱安定性のテストは、各試料を所定の温度で３０
分間磁場中（磁界強度４００　０ｓ）で７ニールした後
の磁気特性を測定したものである。

この図から明らかなように、窒素を含有しない膜（曲ｍ
Ｈ１曲線Ｉ）では、４５０℃の結晶化温度以上の温度に
なると、軟磁気特性が著しく劣化する。これに対して窒
素を含有する膜（曲線Ｊ。

曲線Ｋ）では、４００’Ｃ程度から一部結晶化が始まる
が、その進行は極端に遅く、６ｏＯ℃という高温の熱処
理でも優れた軟磁気特性を維持している。

ここで比較例として、高周波スパッタリング装置を用い
、それの真空槽内をｌＸｌ０−”トール以下まで排気し
た後、槽内にアルゴンと窒素の混合ガスを槽内圧力が４
　Ｘ　１０”トールとなるように導入した。

そしてターゲットとしてＣｏ、、　Ｎ　ｂ、　Ｚ　ｒ、
合金を使用し、投入電力１５０Ｗの条件で、膜厚が５０
００人となるようにスパッタリングした０次にこのよう
にして製作した試料を４００　０ｇの磁界中で６００℃
、３０分間アニールして比較試料とした。この比較試料
と前記第１９図の直流マグネトロンスパッタリング装置
によって製作した実施例の試料との比較を次の表に示す
。

表 この表から明らかなように、高周波スパッタリング法（
比較例）に比べて直流マグネトロンスパッタリング法（
実施例）で製作した軟磁性膜は、優れた軟磁気特性を有
している。

なぜ、直流マグネトロンスパッタリング法で製作した軟
磁性膜の方が高周波スパッタリング法で製作した軟磁性
膜よりも軟磁気特性が優れいるのか、理論的な根拠は明
らかでないが、形成された軟磁性膜の微細組織と深く関
係していると考えられる。すなわち、高周波スパッタリ
ング法で製作した軟磁性膜の場合、膜厚が厚くなると柱
状構造になりやすく、垂直磁気異方性が大となり、その
結果優れた軟磁気特性が得られない、これに対して、直
流マグネトロンスパッタリング法で製作した軟磁性膜の
場合、膜厚が厚くなっても柱状構造の成長が抑制され、
そのために優れた軟磁気特性が得られると考えられる。

このような成膜方法の違いにより膜組成が変化する栗因
としては、基板近傍に置ける窒素イオンの存在が重要な
影響を与えているものと推測される。すなわち、高周波
スパッタリング法の場合は、基板表面に衝突する窒素イ
オンは相当量存在するが、直流マグネトロンスパッタリ
ング法の場合には、窒素イオンはターゲット近傍のプラ
ズマ内に封じ込められるため、基板表面に衝突する窒素
イオンは著しく減少する。このような窒素イオンの基板
表面への衝突が膜組成ひいては磁気特性に大きな影響与
えるものと考えられるが、その詳細については明らかで
ない。

なお、直流マグネトロンスパッタリング法の場合と同様
に、高周波マグネトロンスパッタリング法においても優
れた軟磁気特性が得られることが実験で確認されている
。

前記実施例では金属ターゲットを用い、窒素ガスを含ん
だ雰囲気中でスパッタリングを行ったが、この他に、金
属窒化物のターゲットを用いて、窒素ガスを含まないか
あるいは含んだ雰囲気中でスパッタリングを行つも同様
に良好な軟磁気特性が得られる。

また前述のような効果は、前記Ｃｏ基アモルファス合金
に限らず、例えばＦａ、Ｆｅ−ＣｏｙＦｅ−Ｓｉ、Ｆａ
−３ｉ−ＡＱ、Ｆｅ−ＣならびにＮｉ−Ｆｅ系合金など
のようにＦｅまたはＮｉ基合金においても同様にえられ
る。

［発明の効果］ 本発明は前述のように、結晶化開始温度がら６００℃ま
での熱処理による平均保磁力上昇係数を０．１５　０ｓ
／’Ｃ以下に規制することにより、高温でも優れた軟磁
気特性を有する軟磁性薄膜を提供することができる。

また本発明は前述のように、イオンビームスパッタリン
グ法を採用して窒素原子を含むコバルト基アモルファス
合金薄膜を形成することにより、５０００〜８０００人
程度の比較的膜堆積厚い単層膜においても良好な軟磁性
膜を得ることができ。

従来提案されたように窒化膜と非窒化膜とを多層に積層
する必要がない、そのために、生産性の向上ならびにコ
ストの低減を図ることができる。

さらにまた本発明は前述のように、直流マグネトロンス
パッタリング法あるいは高周波マグネトロンスパッタリ
ング法によりＧｏ基金属窒化膜。

Ｆｅ基金属窒化膜あるいはＮ１基金ス窒化膜を作成する
ことにより、軟磁気特性および熱安定性に優れた軟磁性
膜を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明で用いられるイオンビームスパッタリ
ング装置の概略構成図、 第２図は、スパッタ雰囲気、軟磁性膜組成ならびにＨａ
特性を示す図、 第３図は、ＴａとＨａの関係を示す特性図、第４図なら
びに第５図は、イオンビームスパッタリング法によって
成膜したＣｏ−Ｎｂ膜のＸ＠回折戸ターン図、 第６図ならびに第７図は、イオンビームスパッタリング
法によって成膜したＧｏ−Ｎｂ−Ｎ膜の熱処理前ならび
に熱処理後のＸ線回折パターン図、第８図は、スパッタ
雰囲気、軟磁性膜組成ならびにＨｃ特性を示す図、 第９図は、ＴａとＨｃの関係を示す特性図、第１０図、
第１１図ならびに第１２図は、イオンビームスパッタリ
ング法によって成膜したＣ。 −Ｎｂ−Ｚｒ−Ｎ膜の熱処理前、６００℃熱処理後なら
びに７００℃熱処理後のｘｉ回折パターン第１３図は、
軟磁性膜組成、結晶化開始温度。 保磁力上昇係数にならびにＨｅの特性を示す図、第１４
図は、スパッタ雰囲気、軟磁性膜組成ならびにＨｅの特
性を示す図。 第１５図ならびに第１６図は、高周波２極スパツタリン
グ法によって成膜したＧｏ　−Ｎｂ−Ｚｒ膜の熱処理前
ならびに熱処理後のＸ線回折パターン図、 第１７図ならびに第１８図は、高周波２極スパツタリン
グ法によって成膜したＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒ−Ｎ膜のＸ線回
折パターン図、 第１９図は１本発明で用いられる直流マグネトロンスパ
ッタリング装置の概略構成図、第２０図は、スパッタ雰
囲気中における窒素含有率と４πＭｓならびにＨａの特
性を示す図、第２１図は、各試料の熱処理温度とＨｅの
特性を示す図である。 ３・・・・・・イオン銃、　　　　４・・・・・・ター
ゲット。 ５・・・・・・基板、　　　　　６・・・・・・真空槽
、２１・・・・・・基板、　　　　　２２・・・・・・
ターゲット。 ２３・・・・・・永久磁石、　　２４・・・・・・直流
電源。 ２５・・・・・・バリアプルリークバルブ、２６・・・
・・・排気孔。 １・・・・・・排気管、　　　　２・・・・・・ニード
ルバルブ。 第１図 第 ３ 図 第 図 ２Ｇ（ｄｅｇ、） 第７図 ０ ３５　　４０　４５ ２Ｅ）　（ｄｅｇ、） ０ 第 図 ０ ３５　　４０　　４５ ２ｅ　　（ｄｅｇ、） ０ 第 図 ０ ５ ０ ５ ０ 弔 ９ 図 第１２ 図 ０ ４０　　５０ ２Ｇ（ｄｅｇ、） ０ 第 １゜ 図 ０ ０ ０ ０ ２ｅ　（ｄｅｇ、） 第１１ 図 ０ ０ ０ ０ ２ｅ（ｄｅｇ、） 弔 １７ 図 ２９　　（ｄｅｇ、ン 第１８ 図 第１５ 図 ０ ４０　　５０ ２８　（ｄｅｇ、） ０ 第１６ 図 ０ ０ ５゜ ０ 第 ９ 図 第２０ 図 ＰＮ　２　（’／ａ） 第 １ 図

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）窒素原子を含むコバルト基アモルフアス合金薄膜
   からなり、その合金薄膜の結晶化開始温度から６００℃
   までの熱処理による磁化困難軸方向の平均保磁力上昇係
   数を０．１５Ｏｅ／℃以下に規制したことを特徴とする
   軟磁性薄膜。
2. （２）請求項（１）記載において．前記アモルフアス合
   金がコバルトを主体とし、ニオブならびにジルコニウム
   の少なくともいずれか一方の金属元素を含むことを特徴
   とする軟磁性薄膜。
3. （３）請求項（１）記載において、前記アモルフアス合
   金が下記の合金組成式を有する合金であることを特徴と
   する軟磁性薄膜。 合金組成式 （Ｔ・Ｍ）＿１＿−＿ｘ（Ｍ＿１，Ｍ＿２）＿ｘ式中の
   （Ｔ・Ｍ）は、コバルトを主体とし、コバルトの一部を
   鉄またはニツケルの少なくとも１種の金属元素で１０％
   以下置換することができる。 Ｍ＿１は、ジルコニウム，ハフニウム，イツトリウムの
   少なくとも１種の金属元素である。 Ｍ＿１は，ニオブ，タンタル，モリブデン，タングステ
   ンの少なくとも１種の金属元素である。 ｘは、０．０５〜０．３の範囲の数値である。
4. （４）基体上に窒素原子を含むコバルト基アモルフアス
   合金薄膜を形成する際、加速されたイオンビームをコバ
   ルト基アモルフアス合金のターゲツトに照射し、それに
   よつてスパツタリングされた合金微粒子を窒素雰囲気中
   で基体上に堆積させることを特徴とする軟磁性薄膜の製
   造方法。
5. （５）請求項（４）記載において、前記アモルフアス合
   金がコバルトを主体とし、ニオブならびにジルコニウム
   の少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする軟磁
   性薄膜の製造方法。
6. （６）請求項（４）記載において、前記アモルフアス合
   金が下記の合金組成式を有する合金であることを特徴と
   する軟磁性薄膜の製造方法。 合金組成式 （Ｔ・Ｍ）＿１＿−＿ｘ（Ｍ＿１，Ｍ＿２）＿ｘ式中の
   （Ｔ・Ｍ）は、コバルトを主体とし、コバルトの一部を
   鉄またはニツケルの少なくとも１種で１０％以下置換す
   ることができる。 Ｍ＿２は、ジルコニウム，ハフニウム，イツトリウムの
   少なくとも１種の金属元素である。 Ｍ＿２は、ニオブ，タンタル，モリブデン，タングステ
   ンの少なくとも１種の金属元素である。 ｘは、０．０５〜０．３の範囲の数値である。
7. （７）コバルト、鉄、ニツケルのグループから選択され
   た少なくとも１種の金属を主成分とする金属ターゲツト
   を用い、その金属ターゲツトを窒素ガスを含む雰囲気中
   において直流マグネトロンスパツタリング法によつてス
   パツタして成膜することを特徴とする軟磁性薄膜の製造
   方法。
8. （８）請求項（７）記載において、前記金属ターゲツト
   がコバルトを主体とし、ニオブならびにジルコニウムの
   少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする軟磁性
   薄膜の製造方法。
9. （９）請求項（７）記載において、前記金属ターゲツト
   が下記の合金組成式を有する合金であることを特徴とす
   る軟磁性薄膜の製造方法。 合金組成式 （Ｔ・Ｍ）＿１＿−＿ｘ（Ｍ＿１，Ｍ＿２）＿ｘ式中の
   （Ｔ・Ｍ）は、コバルトを主体とし、コバルトの一部を
   鉄またはニツケルの少なくとも１種で１０％以下置換す
   ることができる。 Ｍ＿１は、ジルコニウム，ハフニウム，イツトリウムの
   少なくとも１種の金属元素である。 Ｍ＿２は、ニオブ，タンタル，モリブデン，タングステ
   ンの少なくとも１種の金属元素である。 ｘは、０．０５〜０．３の範囲の数値である。
10. （１０）コバルト、鉄、ニツケルのグループから選択さ
    れた少なくとも１種の金属を主成分とする金属ターゲツ
    トを用い、その金属ターゲツトを窒素ガスを含む雰囲気
    中において高周波マグネトロンスパツタリング法によつ
    てスパツタして成膜することを特徴とする軟磁性薄膜の
    製造方法。
11. （１１）請求項（１０）記載において、前記金属ターゲ
    ツトがコバルトを主体とし、ニオブならびにジルコニウ
    ムの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする軟
    磁性薄膜の製造方法。
12. （１２）請求項（１０）記載において、前記金属ターゲ
    ツトが下記の合金組成式を有する合金であることを特徴
    とする軟磁性薄膜の製造方法。 合金組成式 （Ｔ・Ｍ）＿１＿−＿ｘ（Ｍ＿１，Ｍ＿２）＿ｘ式中の
    （Ｔ・Ｍ）は、コバルトを主体とし、コバルトの一部を
    鉄またはニツケルの少なくとも１種で１０％以下置換す
    ることができる。 Ｍ＿１は、ジルコニウム，ハフニウム，イツトリウムの
    少なくとも１種の金属元素である。 Ｍ＿２は、ニオブ，タンタル，モリブデン，タングステ
    ンの少なくとも１種の金属元素である。 ｘは、０．０５〜０．３の範囲の数値である。
13. （１３）コバルト、鉄、ニツケルのグループから選択さ
    れた少なくとも１種の金属を主成分とするとともに窒素
    を含有した窒化物ターゲツトを用い、その窒化物ターゲ
    ツトを直流マグネトロンスパツタリング法によつてスパ
    ツタして成膜することを特徴とする軟磁性薄膜の製造方
    法。
14. （１４）請求項（１３）記載において、前記ターゲツト
    の金属がコバルトを主体とし、ニオブならびにジルコニ
    ウムの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする
    軟磁性薄膜の製造方法。
15. （１５）請求項（１３）記載において、前記ターゲツト
    の金属が下記の合金組成式を有する合金であることを特
    徴とする軟磁性薄膜の製造方法。 合金組成式 （Ｔ・Ｍ）＿１＿−＿ｘ（Ｍ＿１，Ｍ＿２．）＿ｘ式中
    の（Ｔ・Ｍ）は、コバルトを主体とし、コバルトの一部
    を鉄またはニツケルの少なくとも１種で１０％以下置換
    することができる。 Ｍ＿１は，ジルコニウム，ハフニウム，イツトリウムの
    少なくとも１種の金属元素である。 Ｍ＿２は、ニオブ，タンタル，モリブデン，タングステ
    ンの少なくとも１種の金属元素である。 ＿ｘは、０．０５〜０．３の範囲の数値である。
16. （１６）コバルト、鉄、ニツケルのグループから選択さ
    れた少なくとも１種の金属を主成分とするとともに窒素
    を含有した窒化物ターゲツトを用い、その窒化物ターゲ
    ツトを高周波マグネトロンスパツタリング法によつてス
    パツタして成膜することを特徴とする軟磁性薄膜の製造
    方法。
17. （１７）請求項（１６）記載において、前記ターゲツト
    の金属がコバルトを主体とし、ニオブならびにジルコニ
    ウムの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする
    軟磁性薄膜の製造方法。
18. （１８）請求項（１６）記載において、前記ターゲツト
    の金属が下記の合金組成式を有する合金であることを特
    徴とする軟磁性薄膜の製造方法。 合金組成式 （Ｔ・Ｍ）＿１＿−＿ｘ（Ｍ＿１，Ｍ＿２）＿ｘ式中の
    （Ｔ・Ｍ）は、コバルトを主体とし、コバルトの一部を
    鉄またはニツケルの少なくとも１種で１０％以下置換す
    ることができる。 Ｍ＿１は、ジルコニウム，ハフニウム，イツトリウムの
    少なくとも１種の金属元素である。 Ｍ＿２は，ニオブ，タンタル，モリブデン，タングステ
    ンの少なくとも１種の金属元素である。 ＿ｘは、０．０５〜０．３の範囲の数値である。