JPH04275407A - 高飽和磁束密度軟磁性薄膜及びその製造方法 - Google Patents
高飽和磁束密度軟磁性薄膜及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH04275407A JPH04275407A JP3744191A JP3744191A JPH04275407A JP H04275407 A JPH04275407 A JP H04275407A JP 3744191 A JP3744191 A JP 3744191A JP 3744191 A JP3744191 A JP 3744191A JP H04275407 A JPH04275407 A JP H04275407A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flux density
- magnetic flux
- soft magnetic
- thin film
- saturation magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 6
- 229910017061 Fe Co Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Thin Magnetic Films (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高い飽和磁束密度と良
好な軟磁性を有する高飽和磁束密度軟磁性薄膜及びその
製造方法に関する。
好な軟磁性を有する高飽和磁束密度軟磁性薄膜及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化に伴い、磁気デ
バイスの薄膜化が追求され、高い飽和磁束密度と優れた
軟磁気特性を同時に有する薄膜磁性材料が求められてい
る。高飽和磁束密度を有する軟磁性材料としては、Ｆｅ
−Ｃｏ系合金が特に高い飽和磁束密度を示すことが知ら
れている。例えば、Ｆｅ−３５ｗｔ％Ｃｏ（Ｆｅ−３３
．８ａｔ％Ｃｏ）の飽和磁束密度は２４ｋＧ以上である
。
バイスの薄膜化が追求され、高い飽和磁束密度と優れた
軟磁気特性を同時に有する薄膜磁性材料が求められてい
る。高飽和磁束密度を有する軟磁性材料としては、Ｆｅ
−Ｃｏ系合金が特に高い飽和磁束密度を示すことが知ら
れている。例えば、Ｆｅ−３５ｗｔ％Ｃｏ（Ｆｅ−３３
．８ａｔ％Ｃｏ）の飽和磁束密度は２４ｋＧ以上である
。
【０００３】しかしながら、この合金系の薄膜材料にお
いては、軟磁性の点で満足できる特性を得ることは困難
であった。例えば、Ｈ．Ｒ．Ｐｈｉｌｉｐｐ ａｎｄ
Ｊ．Ｊ．Ｔｉｅｍａｎｎ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ
．４３（１９７２）３５４２によれば、Ｆｅ−５０ｗｔ
％Ｃｏ（Ｆｅ−４８．６ａｔ％Ｃｏ）組成の薄膜におい
ては、飽和磁束密度は２２ｋＧと高い値を示しているが
、その保磁力はバルク材料に比べて劣悪な２０エルステ
ッド（Ｏｅ）程度の値である。一方、元素添加によりＦ
ｅ−Ｃｏ系合金薄膜の軟磁性化が図られているが、例え
ば、Ｍ．Ｈａｙａｋａｗａ ｅｔ ａｌ．：ＩＥＥ
Ｅ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，ＭＡＧ−２３（１９８
７）３０９２に示されているように、飽和磁束密度がＦ
ｅ−Ｃｏの２元系に比べて顕著に減少する問題点があっ
た。
いては、軟磁性の点で満足できる特性を得ることは困難
であった。例えば、Ｈ．Ｒ．Ｐｈｉｌｉｐｐ ａｎｄ
Ｊ．Ｊ．Ｔｉｅｍａｎｎ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ
．４３（１９７２）３５４２によれば、Ｆｅ−５０ｗｔ
％Ｃｏ（Ｆｅ−４８．６ａｔ％Ｃｏ）組成の薄膜におい
ては、飽和磁束密度は２２ｋＧと高い値を示しているが
、その保磁力はバルク材料に比べて劣悪な２０エルステ
ッド（Ｏｅ）程度の値である。一方、元素添加によりＦ
ｅ−Ｃｏ系合金薄膜の軟磁性化が図られているが、例え
ば、Ｍ．Ｈａｙａｋａｗａ ｅｔ ａｌ．：ＩＥＥ
Ｅ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，ＭＡＧ−２３（１９８
７）３０９２に示されているように、飽和磁束密度がＦ
ｅ−Ｃｏの２元系に比べて顕著に減少する問題点があっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に鑑み、２０ｋＧ以上の高い飽和磁束密度を確保しつ
つ優れた軟磁気特性を賦与したＦｅ−Ｃｏ系の薄膜軟磁
性材料及びその製造方法を提案することを目的とする。
点に鑑み、２０ｋＧ以上の高い飽和磁束密度を確保しつ
つ優れた軟磁気特性を賦与したＦｅ−Ｃｏ系の薄膜軟磁
性材料及びその製造方法を提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的のため、種々
のＦｅ−Ｃｏ系合金薄膜を作製し、磁気特性を調査した
。その結果、Ｆｅ−Ｃｏ系合金にＶを０．５〜８ａｔ％
添加した組成の薄膜が高飽和磁束密度と軟磁性の双方の
特性を併せもつことを知見し本発明を完成した。この薄
膜は、２５０〜６００℃に加熱した後、１００℃／ｍｉ
ｎ以上の冷却速度で前記加熱温度から１５０℃まで冷却
する熱処理を施すことによって、飽和磁束密度を著しく
低下させることなく軟磁気特性を改善することができる
。すなわち、本発明は、Ｆｅ，Ｃｏ及びＶを主成分とし
、Ｆｅ：２０〜９０ａｔ％，Ｃｏ：１０〜８０ａｔ％の
組成にＶ：０．５〜８ａｔ％を添加した組成を有するこ
とを特徴とする高飽和磁束密度軟磁性薄膜である。本発
明の高飽和磁束密度軟磁性薄膜は上記組成の薄膜を２５
０〜６００℃に加熱した後１００℃／ｍｉｎ以上の冷却
速度で１５０℃まで冷却することによって製造すること
ができる。
のＦｅ−Ｃｏ系合金薄膜を作製し、磁気特性を調査した
。その結果、Ｆｅ−Ｃｏ系合金にＶを０．５〜８ａｔ％
添加した組成の薄膜が高飽和磁束密度と軟磁性の双方の
特性を併せもつことを知見し本発明を完成した。この薄
膜は、２５０〜６００℃に加熱した後、１００℃／ｍｉ
ｎ以上の冷却速度で前記加熱温度から１５０℃まで冷却
する熱処理を施すことによって、飽和磁束密度を著しく
低下させることなく軟磁気特性を改善することができる
。すなわち、本発明は、Ｆｅ，Ｃｏ及びＶを主成分とし
、Ｆｅ：２０〜９０ａｔ％，Ｃｏ：１０〜８０ａｔ％の
組成にＶ：０．５〜８ａｔ％を添加した組成を有するこ
とを特徴とする高飽和磁束密度軟磁性薄膜である。本発
明の高飽和磁束密度軟磁性薄膜は上記組成の薄膜を２５
０〜６００℃に加熱した後１００℃／ｍｉｎ以上の冷却
速度で１５０℃まで冷却することによって製造すること
ができる。
【０００６】
【作用】以下に、合金素材の成分組成を限定した理由を
説明する。Ｆｅ−Ｃｏ系合金は３５ａｔ％Ｃｏ前後の組
成において飽和磁束密度が約２４．５ｋＧの最大値をと
るが、Ｆｅ：２０〜９０ａｔ％、かつ、Ｃｏ：１０〜８
０ａｔ％の組成範囲外にある場合には、Ｖを後述の限定
量添加した場合に２０ｋＧ以上の飽和磁束密度を得るこ
とが困難となり、またＦｅ−Ｃｏ系合金薄膜のＶ添加に
よる軟磁気特性改善の効果が小さいために、Ｆｅ及びＣ
ｏ含有量は上記の範囲とした。
説明する。Ｆｅ−Ｃｏ系合金は３５ａｔ％Ｃｏ前後の組
成において飽和磁束密度が約２４．５ｋＧの最大値をと
るが、Ｆｅ：２０〜９０ａｔ％、かつ、Ｃｏ：１０〜８
０ａｔ％の組成範囲外にある場合には、Ｖを後述の限定
量添加した場合に２０ｋＧ以上の飽和磁束密度を得るこ
とが困難となり、またＦｅ−Ｃｏ系合金薄膜のＶ添加に
よる軟磁気特性改善の効果が小さいために、Ｆｅ及びＣ
ｏ含有量は上記の範囲とした。
【０００７】Ｖは上述のようにＦｅ−Ｃｏ系合金薄膜の
軟磁気特性を改善する効果があるが、上記のＦｅ，Ｃｏ
組成範囲において、０．５ａｔ％未満のＶ含有量ではこ
の改善効果に乏しく、一方、８ａｔ％を超えて含有する
場合には２０ｋＧ以上の飽和磁束密度を得ることができ
なくなるため、Ｖ含有量は０．５〜８ａｔ％の範囲とし
た。
軟磁気特性を改善する効果があるが、上記のＦｅ，Ｃｏ
組成範囲において、０．５ａｔ％未満のＶ含有量ではこ
の改善効果に乏しく、一方、８ａｔ％を超えて含有する
場合には２０ｋＧ以上の飽和磁束密度を得ることができ
なくなるため、Ｖ含有量は０．５〜８ａｔ％の範囲とし
た。
【０００８】また、上記Ｆｅ−Ｃｏ系合金薄膜は、電気
抵抗率を増大させて高周波特性を良好にし、また耐食性
を向上させる効果があるところのＡｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗから選ばれた一種以上
をＶの一部と置換し添加してもよい。しかしながら、こ
れらの元素を合計５ａｔ％を超えて添加する場合には飽
和磁束密度の低下が著しいために、合計添加量は５ａｔ
％以下とすることが必要である。
抵抗率を増大させて高周波特性を良好にし、また耐食性
を向上させる効果があるところのＡｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗから選ばれた一種以上
をＶの一部と置換し添加してもよい。しかしながら、こ
れらの元素を合計５ａｔ％を超えて添加する場合には飽
和磁束密度の低下が著しいために、合計添加量は５ａｔ
％以下とすることが必要である。
【０００９】また、Ｆｅ及びＣｏの合計のうち１５ａｔ
％までをＮｉで置換した場合には、飽和磁束密度を著し
く低下させることなく耐食性を付与することができるの
で、上記の範囲内でＮｉを含有させることができる。上
述の成分組成を有する薄膜は、成膜後に適切な熱処理を
施すことにより磁気特性を向上させることができる。こ
の熱処理方法について限定した理由を以下に説明する。
％までをＮｉで置換した場合には、飽和磁束密度を著し
く低下させることなく耐食性を付与することができるの
で、上記の範囲内でＮｉを含有させることができる。上
述の成分組成を有する薄膜は、成膜後に適切な熱処理を
施すことにより磁気特性を向上させることができる。こ
の熱処理方法について限定した理由を以下に説明する。
【００１０】加熱温度が２５０℃に満たない場合には、
成膜時における歪を低減することによる磁気特性改善の
効果が望めず、また、６００℃を超える場合においては
、薄膜の結晶粒が粗大化して軟磁気特性がかえって損な
われるため、加熱温度は２５０〜６００℃の範囲にある
ことが必要である。上記加熱後に薄膜を急速に冷却する
ことによって軟磁気特性、特に保磁力を低減することが
できるが、前記加熱温度から１５０℃に至るまでの冷却
速度が１００℃／ｍｉｎに満たない場合には保磁力にお
ける改善効果が認められないため、加熱温度から１５０
℃に至る冷却速度は１００℃／ｍｉｎ以上に限定した。 １５０℃以下の温度範囲においては特に冷却速度による
差は認められず、任意の冷却速度で冷却すればよい。
成膜時における歪を低減することによる磁気特性改善の
効果が望めず、また、６００℃を超える場合においては
、薄膜の結晶粒が粗大化して軟磁気特性がかえって損な
われるため、加熱温度は２５０〜６００℃の範囲にある
ことが必要である。上記加熱後に薄膜を急速に冷却する
ことによって軟磁気特性、特に保磁力を低減することが
できるが、前記加熱温度から１５０℃に至るまでの冷却
速度が１００℃／ｍｉｎに満たない場合には保磁力にお
ける改善効果が認められないため、加熱温度から１５０
℃に至る冷却速度は１００℃／ｍｉｎ以上に限定した。 １５０℃以下の温度範囲においては特に冷却速度による
差は認められず、任意の冷却速度で冷却すればよい。
【００１１】本発明の薄膜を作製する方法としては、ス
パッタ法、真空蒸着法、電着法等によって基板上に成膜
する既知の方法のいずれもが適合する。
パッタ法、真空蒸着法、電着法等によって基板上に成膜
する既知の方法のいずれもが適合する。
【００１２】
【実施例】〔実施例１〕表１の成分組成からなる合金タ
ーゲットを用い、ＲＦスパッタ法によりガラス基板上に
成膜した。スパッタリング雰囲気は２〜１０ｍＴｏｒｒ
のＡｒガスとし、約３０００オングストロームの厚さに
成膜した。作製した薄膜試料を基板ごと分割して真空中
４５０℃に１時間加熱した後、１５０℃まで２５０℃／
ｍｉｎの冷却速度で冷却し、さらに室温まで放冷した。 これらの熱処理を施した薄膜の磁気特性を試料振動型磁
力計を用いて測定した。この測定より求められた保磁力
及び飽和磁束密度を表１に示す。この結果より、Ｖを０
．５ａｔ％以上添加した組成の薄膜において保磁力が顕
著に改善されるとともに、８ａｔ％以下のＶ添加量にお
いては飽和磁束密度は２０ｋＧ以上の値を保っているこ
とがわかる。
ーゲットを用い、ＲＦスパッタ法によりガラス基板上に
成膜した。スパッタリング雰囲気は２〜１０ｍＴｏｒｒ
のＡｒガスとし、約３０００オングストロームの厚さに
成膜した。作製した薄膜試料を基板ごと分割して真空中
４５０℃に１時間加熱した後、１５０℃まで２５０℃／
ｍｉｎの冷却速度で冷却し、さらに室温まで放冷した。 これらの熱処理を施した薄膜の磁気特性を試料振動型磁
力計を用いて測定した。この測定より求められた保磁力
及び飽和磁束密度を表１に示す。この結果より、Ｖを０
．５ａｔ％以上添加した組成の薄膜において保磁力が顕
著に改善されるとともに、８ａｔ％以下のＶ添加量にお
いては飽和磁束密度は２０ｋＧ以上の値を保っているこ
とがわかる。
【００１３】〔実施例２〕表１における試料Ｎｏ．３と
同じターゲットを用いてＲＦスパッタ法によって前記と
同様の条件下で厚さ約３０００オングストロームの薄膜
を作製し、薄膜試料を基板ごと分割して真空中で２００
〜６５０℃の温度で１時間加熱した後、この加熱温度か
ら１５０℃まで８０〜３５０℃／ｍｉｎの冷却速度で冷
却し、室温まで放冷した。これらの熱処理を施した試料
について試料振動型磁力計で磁気特性を測定し、保磁力
を求めた。その結果を図１に示す。この結果より、Ｖを
添加した試料においては、加熱温度が２５０〜６００℃
とし、１５０℃までの冷却速度を１００℃／ｍｉｎ以上
とした場合に優れた軟磁気特性が得られることが明らか
である。
同じターゲットを用いてＲＦスパッタ法によって前記と
同様の条件下で厚さ約３０００オングストロームの薄膜
を作製し、薄膜試料を基板ごと分割して真空中で２００
〜６５０℃の温度で１時間加熱した後、この加熱温度か
ら１５０℃まで８０〜３５０℃／ｍｉｎの冷却速度で冷
却し、室温まで放冷した。これらの熱処理を施した試料
について試料振動型磁力計で磁気特性を測定し、保磁力
を求めた。その結果を図１に示す。この結果より、Ｖを
添加した試料においては、加熱温度が２５０〜６００℃
とし、１５０℃までの冷却速度を１００℃／ｍｉｎ以上
とした場合に優れた軟磁気特性が得られることが明らか
である。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の磁性薄膜
は高い飽和磁束密度と優れた軟磁気特性を同時に有する
ため、これを利用して電子機器用磁気デバイスの小型化
、高性能化を図ることができ、産業上の利益が大きい。
は高い飽和磁束密度と優れた軟磁気特性を同時に有する
ため、これを利用して電子機器用磁気デバイスの小型化
、高性能化を図ることができ、産業上の利益が大きい。
【図１】保磁力と加熱温度及び冷却速度の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｆｅ，Ｃｏ及びＶを主成分とし、Ｆｅ
：２０〜９０ａｔ％ Ｃｏ：１０〜８０ａｔ％ の組成に、 Ｖ ：０．５〜８ａｔ％ を添加した組成を有することを特徴とする高飽和磁束密
度軟磁性薄膜。 - 【請求項２】 請求項１記載の薄膜を２５０〜６００
℃に加熱した後１００℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で該加
熱温度から１５０℃まで冷却することを特徴とする高飽
和磁束密度軟磁性薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3744191A JPH04275407A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 高飽和磁束密度軟磁性薄膜及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3744191A JPH04275407A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 高飽和磁束密度軟磁性薄膜及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04275407A true JPH04275407A (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=12497601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3744191A Pending JPH04275407A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 高飽和磁束密度軟磁性薄膜及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04275407A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006336038A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 高磁束密度材料およびその製造方法 |
| JP2008121071A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 軟磁性ＦｅＣｏ系ターゲット材 |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP3744191A patent/JPH04275407A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006336038A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 高磁束密度材料およびその製造方法 |
| JP2008121071A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 軟磁性ＦｅＣｏ系ターゲット材 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ohnuma et al. | Magnetostriction and soft magnetic properties of (Co 1− x Fe x)–Al–O granular films with high electrical resistivity | |
| JPH04129203A (ja) | 永久磁石粉末 | |
| JP2694110B2 (ja) | 磁性薄膜及びその製造方法 | |
| JPH04275407A (ja) | 高飽和磁束密度軟磁性薄膜及びその製造方法 | |
| JP2554444B2 (ja) | 一軸磁気異方性薄膜 | |
| Naoe et al. | Preparation of soft magnetic films of nanocrystalline Fe–Cu–Nb–Si–B alloy by facing targets sputtering | |
| JPH04139707A (ja) | 高飽和磁束密度軟磁性薄膜 | |
| JP2927826B2 (ja) | 軟磁性合金とその製造方法 | |
| JP3810881B2 (ja) | 高周波軟磁性膜 | |
| JPH03265105A (ja) | 軟磁性積層膜 | |
| JP2554445B2 (ja) | 磁性薄膜及びその製造方法 | |
| US6303240B1 (en) | Soft magnetic thin film | |
| JPH0982522A (ja) | 一軸磁気異方性膜 | |
| JPH0192359A (ja) | 非晶質薄膜の製造方法 | |
| JP2707213B2 (ja) | 磁気ヘッド用鉄系軟磁性薄膜合金及びその製造方法 | |
| JP2784105B2 (ja) | 軟磁性薄膜 | |
| JPH0574643A (ja) | 軟磁性薄膜の製造方法 | |
| JPS6311654A (ja) | 非晶質磁性材料の製造方法 | |
| JPH06132125A (ja) | Ｆｅ基軟磁性薄膜 | |
| YASUDA et al. | MAGNETIC PROPERTIES OF Fe-Ni-M (M= Si, Ce, Ta) THIN FILMS | |
| KR100596491B1 (ko) | ＦｅＳｍＯ계 연자성 박막 및 그 제조방법 | |
| JP2727274B2 (ja) | 軟磁性薄膜 | |
| JPH02251104A (ja) | 鉄系軟磁性膜及びその製造方法 | |
| JPH0439905A (ja) | 軟磁性合金膜 | |
| JPS5975610A (ja) | 鉄基磁性合金薄膜およびその製造方法 |