JPH0673533A - 合金膜の製造方法および蒸着装置 - Google Patents

合金膜の製造方法および蒸着装置

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JPH0673533A
JPH0673533A JP3675492A JP3675492A JPH0673533A JP H0673533 A JPH0673533 A JP H0673533A JP 3675492 A JP3675492 A JP 3675492A JP 3675492 A JP3675492 A JP 3675492A JP H0673533 A JPH0673533 A JP H0673533A
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JP
Japan
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evaporation
alloy film
vapor deposition
evaporation rate
producing
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Withdrawn
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JP3675492A
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English (en)
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Toshio Uehara
敏夫 上原
Shigeru Kobayashi
茂 小林
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 適正な合金組成を有する合金膜を蒸着法で製
造する。 【構成】 複数の金属を蒸発させて基板に合金膜を蒸着
する方法であって、該各金属の蒸発速度を独立して制御
する。 【効果】 目的とする合金膜の組成分を独立して蒸発さ
せて基板に蒸着するもので、しかも各金属の蒸発速度を
独立して制御するものであり、各金属の蒸気圧の差によ
る組成ズレを生じさせることなく適正な組成の合金膜を
製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は合金膜、特に磁性合金膜
の製造方法に関するもので、適正組成の合金膜を蒸着法
で製造するものである。
【0002】
【従来の技術】合金膜は磁気ヘッドのコア材を始めとす
るあらゆる分野において各用途に要求される特性を有す
るように製造され使用されているが、要求される合金膜
の特性を満たすためにその合金組成を精密に調整するこ
とは重要なことである。また、磁気ヘッドのコア材とし
てはセンダスト(Fe−Si−Al合金)が高飽和磁束
密度、高透磁率を有しているために好適に使用されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、センダ
スト合金は硬く、脆い為、プレス機による抜打ち加工性
が悪い。そこでセンダスト膜の製造にはスパッタ法が適
用されているが、スパッタ法はその成膜速度が非常に遅
く、量産性の低いものであった。さらにスパッタ法は消
費するエネルギも大きく製造上望ましくなかった。対し
て、蒸着法を使用すれば成膜速度は大きいものの、合金
中の各金属の蒸気圧が等しくないために合金膜の組成ズ
レを起こすことがあった。例えば、センダストはAlが
2〜6重量%、Siが9〜20重量%、残部がFeから
なる合金であるが、特にAlの蒸気圧が高いことによる
組成ズレが起こってしまうものであった。溶融時間と膜
組成の関係を図2に示す。図2は母合金(Al:4重量
%、Si:20重量%、Fe:残部)を加熱して蒸着し
たときにできた合金膜の組成を調べたものである。図2
から、蒸着を開始するまでの溶融時間が短い(成膜速度
が、10Å/secでは溶融時間約10分間、60Å/
secでは約7分間、100Å/secでは約5分間)
とAlの組成分が大きいが、溶融時間が長くなると次第
にSiの組成分が増加していることがわかる。従って、
成膜速度または溶融時間が異なると一定の組成の合金膜
を製造することができないものであった。
【0004】この発明は前記課題を解決するためになさ
れたもので、目的とする合金の組成金属をそれぞれ別個
に独立して蒸発させて、適正な合金組成を有する合金膜
を製造するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の合金膜の
製造方法は、複数の金属を蒸発させて基板に合金膜を蒸
着する方法であって、該各金属の蒸発速度を独立して制
御することを特徴とするものである。
【0006】請求項2記載の合金膜の製造方法は、Fe
とSiとAlをそれぞれ蒸発させて基板にFe−Si−
Al合金膜を蒸着する方法であって、Feの蒸発速度が
40〜160Å/sec、Siの蒸発速度が6〜40Å
/sec、Alの蒸発速度が3〜20Å/secである
ことを特徴とするものである。
【0007】請求項3記載の発明は、蒸発物質の熱電子
との衝突によって生じる励起光の強度を測定することで
該蒸発物質の蒸発速度を検出し、該蒸発物質の蒸発速度
を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の合金
膜の製造方法である。
【0008】請求項4記載の合金膜の製造方法は、請求
項1〜3のいずれかに記載の合金膜の製造方法におい
て、蒸着後に熱処理を施すことを特徴とするものであ
る。
【0009】請求項5記載の発明は、熱処理温度範囲
が、500〜1000℃であることを特徴とする請求項
4記載の合金膜の製造方法である。
【0010】請求項6記載の蒸着装置は、チャンバー内
に、蒸発物質を収容するるつぼと、ワークを設置するホ
ルダが設けられている蒸着装置において、蒸発物質の熱
電子との衝突によって生じる励起光の強度を測定するこ
とで該蒸発物質の蒸発速度を検出する蒸発モニタが前記
るつぼに対応して設けられていることを特徴とするもの
である。
【0011】
【作用】本発明の合金膜の製造方法では、複数の金属単
体を独立して加熱し、基板に蒸着させることで合金膜を
製造するものであり、各金属からなる蒸発物質を独立制
御しながら行なうことで、蒸気圧の違い等による組成ズ
レ等が生じることがない。各蒸発物質の蒸発速度の検出
は、蒸発物質の蒸気流に熱電子を衝突させ、衝突するこ
とにより生じる励起光の強度を測定することで行なう。
励起光の強度は蒸気流の密度、換言すれば蒸発速度に比
例するので、生じた励起光の強度を測定すれば蒸発速度
を検出することができる。また励起光は各物質に固有の
波長スペクトルを有しているものであるので、各金属単
体別に励起光の強度を測定することができる。またこの
方法によれば、蒸着時に蒸発速度を連続的に検出するこ
とができるのでフィードバックすることで蒸発速度の制
御を安定して正確に行なうことができる。蒸着された合
金膜に熱処理を施すことで、合金膜の組成の均一化、緻
密化、応力除去を図ることができる。特に、磁性合金膜
を成膜した際に、熱処理温度が500〜1000℃の範
囲内であれば、その透磁率を高めることができる。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例を図1に示す蒸着装置を参
照して説明する。蒸着装置10には、チャンバー12内
に、第1蒸発物質20を収容する第1るつぼ14と第2
蒸発物質22を収容する第2るつぼ16と第3蒸発物質
24を収容する第3るつぼ18が配置され、該るつぼ1
4,16,18に対向する位置には、ワーク28を設置
するホルダ26と、ワーク28を加熱するヒータ(図示
略)が設けられている。また、ワーク28の近傍で、各
るつぼ、即ち第1るつぼ14に対応する位置には第1蒸
発モニタ30、第2るつぼ16に対応する位置には第2
蒸発モニタ32、第3るつぼ18に対応する位置には第
3蒸発モニタ34が配置されている。第1蒸発モニタ3
0には、第1蒸発物質20の加熱を調節する第1電源装
置42を制御する第1制御装置36が接続されている。
第2蒸発モニタ32には、第2蒸発物質22の加熱を調
節する第2電源装置44を制御する第2制御装置38が
接続されている。第3蒸発モニタ34には、第3蒸発物
質24の加熱を調節する第3電源装置46を制御する第
3制御装置40が接続されている。
【0013】センダスト(Fe−Si−Al合金)膜を
製造する際の実施例を以下に説明する。まず、第1蒸発
物質としてFeを第1るつぼ14に、第2蒸発物質22
としてSiを第2るつぼ16に、第3蒸発物質24とし
てAlを第3るつぼ18に収容する。また、ホルダ26
に基板としてワーク28を設置する。ワーク28は複数
個設置した方が量産性が向上するので好ましい。次にチ
ャンバー12内を減圧し、ヒータでワーク28を加熱し
た後に、各蒸発物質20,22,24を加熱する。ワー
ク28は100℃程度に加熱されれば十分である。各蒸
発物質20,22,24の加熱には電子ビーム法や抵抗
加熱法等を適用できる。尚、どの加熱方法を採ったとし
ても、第1蒸発物質20の加熱状態は第1電源装置42
によって制御され、また第2蒸発物質22の加熱状態は
第2電源装置44によって制御され、第3蒸発物質24
の加熱状態は第3電源装置46で制御される。各蒸発物
質20,22,24は加熱されることで溶融され、蒸発
し、合金膜としてワーク28に蒸着する。本発明の合金
膜の製造方法は、各蒸発物質の蒸発速度を制御すること
で所望の組成の合金膜を製造するものである。そして、
高透磁率で低保持力かつ高飽和磁束密度という磁性合金
として優れた特性を有する、Alが5.4重量%、Si
が9.8重量%、残部がFeのセンダスト合金膜は、F
eの蒸発速度が40〜160Å/sec、Siの蒸発速
度が6〜40Å/sec、Alの蒸発速度が3〜20Å
/secであれば適格に製造することができる。
【0014】各蒸発物質20,22,24の蒸発速度は
各蒸発モニタ30,32,34で検出する。各蒸発モニ
タ30,32,34では、該蒸発モニタ30,32,3
4内に取り入れられた蒸発物質に熱電子を衝突させる。
熱電子と衝突した蒸発物質は励起され、その物質固有の
波長スペクトルを有する光を発光する。この発光した光
の強度は各蒸発物質の蒸気流の密度、即ち蒸発速度に比
例する。従ってこの光強度を例えばフォトマルチプライ
ヤで電気信号に変換すれば、各蒸発物質別の蒸発速度に
応じた電気信号を得ることができる。蒸着時には各蒸発
物質を蒸発させながらも、その蒸発速度を各蒸発物質別
に検出し、検出した蒸発速度データは各制御装置36,
38,40に伝達され、各制御装置36,38,40
は、予め各制御装置36,38,40に入力設定してお
いた蒸発速度と比較し、例えば蒸発速度が小さければ高
めるように、また蒸発速度が大きければ低下するように
各電源装置42,44,46を制御する。即ち、蒸発速
度を検出し、フィードバックすることで一定で所望の蒸
発速度を保つ。
【0015】本実施例の方法によれば、目的とする合金
膜の組成分別に金属を蒸発させて合金膜を製造するもの
で、各金属の蒸発速度を独立して制御することで常に適
正な組成を有する合金膜を製造することのできるもので
ある。
【0016】また、合金膜を蒸着後に熱処理を施すと合
金膜の内部組成が均一化し、膜の緻密化、応力除去、な
らびに透磁率が高まるので、特に磁性合金膜を製造する
ときには熱処理を施すことが好ましい。透磁率(μ1M
と熱処理の関係を図3に示す。図3で示される合金膜は
センダスト合金膜(Al:5.4重量%、Si:9.8重
量%、Fe:残部)を膜厚が4μmになるように蒸着し
た後に、1時間熱処理を施したものである。図3から、
熱処理を施すことで透磁率が上昇すると共に、熱処理温
度が800℃をピークに透磁率が低下していることがわ
かる。熱処理温度が高過ぎると透磁率が低下するのは、
析出物が生成されて内部応力が増加するためと考えられ
る。また、磁気ヘッドのコア材としては実用上、透磁率
(μ1M)は400以上が必要であるため、熱処理温度は
500〜1000℃の範囲内である必要がある。
【0017】尚、目的とする合金膜の組成は3種類だけ
でなく、2種類、もしくは4種類以上からなるものであ
ってもよく、その際には蒸発物質およびるつぼの数もそ
れに見合った数となる。さらに、本実施例で示した方法
および蒸着装置はセンダスト膜等の磁性合金膜の製造以
外にもあらゆる合金膜の製造に適用できるのは勿論であ
る。
【0018】
【発明の効果】本発明の合金膜の製造方法では、目的と
する合金膜の組成分を独立して蒸発させて基板に蒸着す
るもので、しかも各金属の蒸発速度を独立して制御する
ものであり、各金属の蒸気圧の差による組成ズレを生じ
させることなく適正な組成の合金膜を製造することがで
きる。
【0019】また蒸着と共に、蒸発物質の蒸発速度を検
出し、これをフィードバックしながら蒸着を連続的に行
なうので蒸発速度を安定して保つことができ、組成ズレ
が生じにくい。さらに、蒸発速度の検出は、蒸発物質の
熱電子との衝突による励起光を利用するもので、各金属
単体毎に独立して正確に測定することができる。
【0020】また蒸着法を使用するものであるから、短
時間で成膜し終えることができる。また消費するエネル
ギも小さくすることができる。
【0021】また蒸着後に熱処理を施すことで、合金膜
の組成の均一化、緻密化、応力除去を図ることができ
る。また、磁性合金膜を製造する際には透磁率を高める
ことができ特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例での蒸着装置の概念図である。
【図2】溶融時間と膜組成の関係を示すグラフである。
【図3】熱処理温度と透磁率の関係を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
10 蒸着装置 12 チャンバー 14 第1るつぼ 16 第2るつぼ 18 第3るつぼ 20 第1母金属 22 第2母金属 24 第3母金属 26 ホルダ 28 ワーク 30 第1蒸発モニタ 32 第2蒸発モニタ 34 第3蒸発モニタ 36 第1制御装置 38 第2制御装置 40 第3制御装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の金属を蒸発させて基板に合金膜を
    蒸着する方法であって、該各金属の蒸発速度を独立して
    制御することを特徴とする合金膜の製造方法。
  2. 【請求項2】 FeとSiとAlをそれぞれ蒸発させて
    基板にFe−Si−Al合金膜を蒸着する方法であっ
    て、Feの蒸発速度が40〜160Å/sec、Siの
    蒸発速度が6〜40Å/sec、Alの蒸発速度が3〜
    20Å/secであることを特徴とする合金膜の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 蒸発物質の熱電子との衝突によって生じ
    る励起光の強度を測定することで該蒸発物質の蒸発速度
    を検出し、該蒸発物質の蒸発速度を制御することを特徴
    とする請求項1又は2記載の合金膜の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の合金膜
    の製造方法において、蒸着後に熱処理を施すことを特徴
    とする合金膜の製造方法。
  5. 【請求項5】 熱処理温度範囲が、500〜1000℃
    であることを特徴とする請求項4記載の合金膜の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 チャンバー内に、蒸発物質を収容するる
    つぼと、ワークを設置するホルダが設けられている蒸着
    装置において、 蒸発物質の熱電子との衝突によって生じる励起光の強度
    を測定することで該蒸発物質の蒸発速度を検出する蒸発
    モニタが前記るつぼに対応して設けられていることを特
    徴とする蒸着装置。
JP3675492A 1992-02-24 1992-02-24 合金膜の製造方法および蒸着装置 Withdrawn JPH0673533A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7753380B2 (en) 2007-03-29 2010-07-13 Toyoda Gosei Co., Ltd. Boot for constant-velocity universal joint
CN112359325A (zh) * 2020-11-04 2021-02-12 广东广纳芯科技有限公司 蒸镀设备及蒸镀方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7753380B2 (en) 2007-03-29 2010-07-13 Toyoda Gosei Co., Ltd. Boot for constant-velocity universal joint
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Effective date: 19990518