JPH03284810A - 磁性膜の形成方法 - 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〕 この発明は、磁性膜の形成方法に関するものである。

〔従来の技術〕

磁気へ７ドおよび磁界センサ等に用いられる従来の磁性
膜の形成方法を第５図に基づいて説明する。

第５図は従来の磁性膜の形成方法に用いられるＩ膜形成
装置を示す概念図である。

第５図に示すように、磁性膜を形成すべき基体１は基体
ホルダ２に保持される。基体１と対向した位置には、ス
パッタターゲット３を保持した水冷ターゲットホルダ４
が配置され、さらにこのスパッタターゲット３に対向し
た位置には、イオン＃５が配置される。

なお基体１７基体ホルダ２．スパンタターゲノト３　水
冷ターゲントホルダ４およびイオンｓ５は図示しない真
空容器内に収められる。

このような薄膜形成装置を用いて、イオン源５から照射
されるイオンビーム６により、スパッタターゲット３が
スパッタされ、基体ｌ上に所定の磁性膜が形成される。

一般に磁気ヘッドおよび磁気センサ等に用いられる磁性
膜においては、その磁化特性が面内で一方向のみに磁化
されやすいほど、すなわち磁気異方性を有するほど、優
れた磁性膜といえる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような方法では、形成される磁性膜
の磁気異方性を制御することは、極めて困難であり、し
たがって形成した磁性膜は、等方向な磁気特性しか得る
ことができないという問題があった。

この発明の目的は、上記問題点に鑑み、磁気異方性を制
御し、磁気異方性を向上させることのできる磁性膜の形
成方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の磁性膜の形成方法は、基体の表面にスパッタ
ターゲットを接近させて傾斜対面させ、基体の横方向で
かつスパッタターゲットが向いた方向からイオンビーム
を照射し、このイオンビームを引き寄せる極性の電圧を
基体に印加し、スパッタによる膜の堆積と、イオンビー
ムの照射とを同時に行うことを特徴とする。

第１図はこの発明の磁性膜の形成方法の一例に用いられ
る１１１１形成装置を示す概念図である。

第１図に示すように、磁性膜を形成すべき基体１を基体
ホルダ２に保持する。この基体１に対向した位置には、
スパッタターゲット３を保持した水冷ターゲットホルダ
４を配置する。イオン源５の配置する位置は、スパッタ
ターゲット３に対向した位置であり、かつイオン源５よ
り照射するイオンビーム６の最外端部が基体１上に照射
できるように配置する。そして基体ホルダ２には、直流
電源７を接続し、基体１上にイオンビーム６を引き寄せ
る極性の電圧を印加する。なお基体１．基体ホルダ２．
スパッタターゲット３．水冷ターゲットホルダ４および
イオン源５は、図示しない真空容器内に収める。

このような薄膜形成装置を用いて、イオン源５によりイ
オンビーム６をスパッタターゲット３に照射することに
よって、基体１上に膜を堆積し、かつ基体ｌ上にイオン
ビーム６の最外端部を照射して、磁性膜を形成する。こ
の際、基体１に電圧（イオンビームを引き寄せる極性を
有する。）を印加することにより、イオンビーム６を引
き寄せ、このイオンビーム６の照射方向の結晶性を向上
させる。したがって、基体１に印加する電圧を制御する
ことにより、磁性膜の面内の磁気異方性を制御すること
ができる。

なおスパッタターゲット３は、例えばパーマロイ（Ｎｉ
−Ｆｅ合金）ターゲット等である。

また基体１はシリコンウェハ等である。

また基体１に対するイオンビーム６の照射方向は、基体
ｌの一生面とイオンビーム６の照射方向とのなす角度を
０°以上〜２０°以下の範囲とすることが好ましい。

またイオン源５により照射するイオンビーム６のエネル
ギーは、特に限定されないが、スパッタターゲット３の
スパッタ限界を考慮して、１００ｅＶ以上が好ましく、
スパッタの効率を考慮して、３ｋｅＶ以下が好ましい。

また照射するイオンビーム６は、例えば不活性ガスイオ
ンビーム（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ　　Ｘｅ等）である
。

また基体１に印加する電圧は、５０Ｖ〜３００Ｖである
ことが好ましい。

なお第２図において、横軸は基体１に印加する電圧■、
縦軸は形成した磁性膜の一軸異方性定数Ｋｕを示し、こ
の−軸異方性定数に、が大きい磁性膜はど、磁気異方性
に優れているといえる。

〔作用〕

この発明の磁性膜の形成方法によれば、電圧を印加した
基体上に、スパッタによる膜の堆積と、イオンビームの
照射とを同時に行い、磁性膜を形成する際に、基体に印
加した電圧によって、照射するイオンビームを基体に引
き寄せ、イオンビームの照射方向の結晶性を向上させる
。結晶性が向上すると磁化が容易になる。

（実施例〕 裏施斑 第１図に示す薄膜形成装置を用いて、電圧−１０Ｖを印
加した基体１上に、イオン源５によるＡｒイオンビーム
をパーマロイ（Ｎ　ｉ−Ｆ　ｅ合金＞　（７）スパッタ
ターゲット３に照射することにより、スパッタによる膜
を堆積させ、かつ基体１上にもこのＡｒイオンビームを
照射して、磁性膜であるパーマロイ薄膜を形成した。

なおＡｒイオンのイオンエネルギーおよびイオン電流は
一定とした。

またイオン源５は、Ａｒイオンの照射方向と、基体１の
一生面とのなす角が１０°となるように配置した。

止較班 第１図に示す薄膜形成装置を用いて、基体１に電圧を印
加せず、この基体ｌ上に実施例１と同様にしてパーマロ
イ薄膜を形成した。

このように形成した実施例および比較例のパーマロイ薄
膜の磁化特性を第３図および第４図に示す。

第３図は実施例のパーマロイ薄膜の磁化特性を示す図；
第４図は比較例のパーマロイ薄膜の磁化特性を示す図で
ある。

第３図および第４図において、横軸は磁化力Ｈ（Ａ／ｍ
）、縦軸は磁束密度Ｂ　（Ｔ）　　（Ｂｓ＋、Ｂｓｚ。

Ｂ１０は飽和磁束密度）、Ａはパーマロイ薄膜の面内の
磁化容易軸方向の磁化曲ｖＡ（以下「磁化容易軸方向Ａ
」という、）、Ｂはパーマロイ薄膜の面内の磁化困難軸
方向の磁化曲線（以下「磁化困難軸方向Ｂ」という、）
を示す、また第１図に示す薄膜形成装置で形成した基体
ｌ上のパーマロイ薄膜において、イオンビームの照射方
向が磁化容易軸方向となり、また紙面に垂直な方向が磁
化困難軸方向となる。

第４図に示すように、比較例のパーマロイ薄膜は、磁化
容易軸方向Ａおよび磁化困難軸方向Ｂにおいて、飽和磁
束密度Ｅ３ｓ３に達する磁化力Ｈの値が、はぼ同一であ
る。すなわち磁性膜に必要である磁気異方性を得られて
いない。

それに対して第３図に示す、実施例のパーマロイ薄膜は
、磁化容易軸方向Ａおよび磁化困難軸方向Ｂにおいて、
飽和磁束密度Ｂ□＋ｋに達する磁化力Ｈの値が、各々明
確に異なる。すなわち磁性膜に必要な磁気異方性が得ら
れていることがわかる。

このように、基体１に電圧を印加し、この基体１上にパ
ーマロイターゲットのスパッタによる膜の堆積と、Ａｒ
イオンの照射とを同時に行い形成したパーマロイ薄膜は
、磁気ヘッドおよび磁界センサ等に用いられる磁性膜に
必要となる優れた磁気異方性を得ることができる。

〔発明の効果〕

この発明の磁性膜の形成方法によれば、電圧を印加した
基体上に、スバンタによる膜の堆積と、イオンビームの
照射とを同時に行い、磁性膜を形成する際に、基体に印
加した電圧によって、照射するイオンビームを基体に引
き寄せ、イオンビームの照射方向の結晶性を向上させ、
結晶性の向上した方向の磁化を容易にする。結晶性はイ
オンビームのエネルギーや照射量に対して相関関係があ
るが、基体に印加する電圧を制御することにより、形成
する磁性膜の磁気異方性を制御することができ、磁性膜
の磁気異方性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の磁性膜の形成方法の一例に用いられ
る１１１１！形成装置を示す概念図、第２図は基体に印
加する電圧■と、形成した磁性膜の一軸異方性定数に７
の関係を示す図、第３図は実施例のパーマロイ薄膜の磁
化特性を示す図、第４図は比較例のパーマロイ薄膜の磁
化特性を示す図、第５図は従来の磁性膜の形成方法に用
いられる８Ｍ形成装置を示す概念図である。 １・・・基体、３・・・スパンタターゲ、ト、６・・・
イオンビーム、７・・・直流電源 第 １ 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基体の表面にスパッタターゲットを接近させて傾斜対
   面させ、前記基体の横方向でかつ前記スパッタターゲッ
   トが向いた方向からイオンビームを照射し、このイオン
   ビームを引き寄せる極性の電圧を前記基体に印加し、ス
   パッタによる膜の堆積と、イオンビームの照射とを同時
   に行うことを特徴とする磁性膜の形成方法。