JPH0747816B2 - 多結晶薄膜の形成方法 - Google Patents

多結晶薄膜の形成方法

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JPH0747816B2
JPH0747816B2 JP63203517A JP20351788A JPH0747816B2 JP H0747816 B2 JPH0747816 B2 JP H0747816B2 JP 63203517 A JP63203517 A JP 63203517A JP 20351788 A JP20351788 A JP 20351788A JP H0747816 B2 JPH0747816 B2 JP H0747816B2
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ion beam
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polycrystalline
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泰一 森
隆治 米本
孝 海老沢
謙一 佐野
秀明 村田
亜夫 宮川
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株式会社ライムズ
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、多結晶薄膜の形成方法に関する。
[従来の技術] 高周波帯域で使用される磁気ヘッドのコア材には、高透
磁率を有し、熱的にも安定なパーマロイ(Ni-Fe系合
金)、センダスト(Fe-Si-Al系合金)等の結晶質の軟磁
性薄膜が実用化されている。
従来、上述した薄膜はスパッタ法や蒸着法により所定の
基板上に成膜する方法により形成されている。この成膜
に際し、基板温度や基板バイアス電圧を変えることによ
り薄膜の結晶組織を制御することができる。
[発明が解決しようとする課題] 上述した従来の方法によれば、多結晶薄膜を構成する各
結晶粒の面方位を膜面に対して平行に配向させることが
可能である。しかしながら、膜面内での結晶軸方位まで
制御できず、膜面内では結晶粒の方位がばらばらに分散
しているため、透磁率の高周波特性が損われるという問
題があった。即ち、結晶質の磁性材料は結晶磁気異方性
を有し、特定の方位に磁化の向きを揃える性質を有する
ため、上記方法で形成した多結晶薄膜のように膜面内で
結晶粒の軸方位がばらばらであると、面内の磁化にスキ
ューやリップルと呼ばれる局所的なゆらぎが発生し、既
述のように透磁率の高周波特性が損われる。
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
ので、結晶粒の面方位が膜面に平行に配向されると共
に、膜面内での軸方位が同一方向に揃って配向された多
結晶薄膜を形成し得る方法を提供しようとするものであ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明は、基板表面に蒸着材料を真空蒸着法又はスパッ
タリング法によって成膜すると共に基板温度又は基板バ
イアス電圧を制御しながら、前記基板表面に向けてイオ
ン源からイオンビームを照射するに際し、 前記イオンビームは、前記基板表面に形成される最終材
料の多結晶薄膜の結晶配向組織のチャンネリング方位と
一致する角度で照射されることを特徴とする多結晶薄膜
の形成方法である。ここで、チャンネリング方位とは前
記基板表面に形成される最終材料の多結晶薄膜の結晶配
向組織にイオンビームを入射させた時の前記イオンビー
ムと前記結晶配向組織の格子原子との衝突断面積が最少
である方位を意味する。
上記蒸着材料としては、各種の金属、合金等を挙げるこ
とができる。
上記イオンビームとしては、Ar、He、Ne、H2、N2等を挙
げることができる。但し、前記イオンビームとしてN2
用いた場合には、成膜された最終材料は窒化物となる。
上記イオン源からのイオンビームの照射角度をチャンネ
リング方位に対して±5°に限定した理由は、それらの
範囲を逸脱すると膜面内で軸方位が同一方向に揃って配
向された多結晶薄膜を形成することができなくなるから
である。
上記イオンビームの照射にあたっては、成膜途中の膜に
対するエネルギー(例えばビーム電流或いは加速電圧)
を比較的高い条件して行なうことが望ましい。
[作用] 本発明によれば、基板表面に蒸着材料を真空蒸着法又は
スパッタリング法によって成膜すると共に基板温度又は
基板バイアス電圧を制御しながら、イオン源からイオン
ビームを前記基板表面に形成される最終材料の多結晶薄
膜の結晶配向組織のチャンネリング方位と一致する角度
で照射することによって、結晶粒の面方位が膜面に平行
に配向されると共に、膜面内でも軸方位が同一方向に揃
って配向された多結晶薄膜を基板表面に形成できる。
すなわち、基板表面に蒸着材料を真空蒸着法又はスパッ
タリング法によって成膜すると共に基板温度又は基板バ
イアス電圧を制御することによって、結晶粒の面方位を
膜面に平行に配向できる。かかる条件での蒸着材料の基
板への成膜と同時にイオンビームを照射することによっ
て、膜成長とイオンビームによるスパッタリング(エッ
チング)が同時に進行する。この時、イオン源からイオ
ンビームを前記基板表面に前記チャンネリング方位と一
致する角度で照射すると、前記イオンビームが入射され
る結晶成長核はあまりエッチングされず、かつイオン衝
撃による温度上昇も小さい。これに対し、イオンビーム
が前記チャンネリング方位とずれて入射される結晶成長
核はイオンビームにより激しくエッチングされ、かつそ
れに伴って温度も上昇する。その結果、チャンネリング
方位と一致した角度でイオンビームが入射される結晶成
長核では優先的な結晶成長が起る。従って、結晶粒は前
記イオンビームの入射方向に一致する、つまりチャンネ
リング方位に一致する配向組織になる。
このように結晶粒の特定の面方位を基板温度又は基板バ
イアス電圧を制御することにより基板面に平行に配向さ
せることができる。また、前記イオンビームの照射によ
り結晶粒をチャンネリング方位に揃えることによって、
結果的には膜面内でも軸方位が同一方向に揃って配向さ
れた多結晶薄膜を基板表面に形成することができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例1 まず、ガラス基板(コーニング社製商品名;#7059)を
イオン源を備えた真空蒸着装置の真空チャンバ内の基板
ホルダに保持し、該チャンバ内を真空排気して真空度を
1×10-6torrとした後、基板ホルダにより基板を300℃
に加熱しながら該ホルダ直下のチャンバ内に配置したル
ツボからFe原子を蒸発させて前記ガラス基板表面に20Å
/secの蒸着速度で成膜した。同時に、イオン源からアル
ゴンイオンを前記基板の法線に対して55°の入射角度で
加速電圧1000eV、ビーム電流0.7mA/cm2の条件で照射し
て厚さ1μmの多結晶Fe薄膜をガラス基板上に形成し
た。なお、アルゴンイオンの入射角度は{001}面が基
板面に平行に配向した多結晶Fe薄膜の〈111〉方位にイ
オンビームの入射方位が一致するように設定した。〈11
1〉方位は、Fe結晶のイオンビームに対して最大のチャ
ンネルを有する方位、つまりチャンネリング方位であ
り、入射イオンとFe原子の衝突断面積が最小である。
比較例1 まず、ガラス基板(コーニング社製商品名;#7059)を
真空蒸着装置の真空チャンバ内の基板ホルダに保持し、
該チャンバ内を真空排気して真空度を1×10-6torrとし
た。つづいて、基板ホルダにより基板を300℃に加熱し
ながら該ホルダ直下のチャンバ内に配置したルツボから
Fe原子を蒸発させて前記ガラス基板表面に20Åの蒸着速
度で成膜して厚さ1μmの多結晶Fe薄膜を形成した。
しかして、本実施例1及び比較例1の多結晶Fe薄膜の結
晶状態を調べた。その結果、本実施例1では第1図に示
すようにガラス基板1上に結晶粒2の(001)面が基板
1に平行に、又[110]方位が膜面内の同一方向に揃っ
て配向している多結晶Fe薄膜3が形成されていることが
確認された。ここでの結晶粒の方位の関係は、第2図に
示すように結晶粒の(001)面が基板面7に平行に配向
し、かつ[111]方位がイオンビームの入射方向5に配
向し、その結果、[110]方位が基板面7とイオンビー
ムの入射面6の交線方向8に揃って配向している。これ
に対し、比較例1では第4図に示すようにガラス基板1
上に形成された多結晶Fe薄膜3′における結晶粒2′の
(001)面が基板1面に平行に配向されいるものの、膜
面内の軸方位はタンダムで結晶方位が分散していること
が確認された。
実施例2 まず、ガラス基板(コーニング社製商品名;#7059)を
イオン源を備えた直流マグネトロンスパッタリング装置
の真空チャンバ内の基板ホルダに保持し、該チャンバ内
を真空排気しながらアルゴンガスをチャンバ内に導入し
て真空度を1×10-3torrとした後、基板ホルダにより基
板を50℃に加熱しながら該ホルダ直下のチャンバ内に配
置したセンダスト合金(Fe-Si-Al系合金)からなるター
ゲットとチャンバ間に400Wの電力を印加してターゲット
から該合金粒子をスパッタンリングさせて前記ガラス基
板表面に20Å/secの速度で成膜した。同時にイオン源か
らアルゴンイオンを前記基板の法線に対して35°の入射
角度で加速電圧1000eV、ビーム電流0.7mA/cm2の条件で
照射して厚さ1μmの多結晶センダスト合金薄膜をガラ
ス基板上に形成した。なお、アルゴンイオンの入射角度
は{110}面が基板面に平行に配向したセンダスト合金
薄膜の〈111〉方位にイオンビームの入射方位が一致す
るように設定した。センダスト合金薄膜の〈111〉方位
は、イオンビームに対して最大のチャンネルを有する方
位、つまりチャンネリング方位である。
比較例2 まず、ガラス基板(コーニング社製商品名;#7059)を
直流マグネトロンスパッタリング装置の真空チャンバ内
の基板ホルダに保持した。つづいて、チャンバ内を真空
排気しながらアルゴンガスをチャンバ内に導入して真空
度を1×10-3torrとした後、基板ホルダにより基板を50
℃に加熱しながら該ホルダ直下のチャンバ内に配置した
センダスト合金(Fe-Si-Al系合金)からなるターゲット
とチャンバ間に400Wの電力を印加してターゲットから該
合金粒子をスパッタンリングさせて前記ガラス基板表面
に20Å/secの速度で成膜して多結晶センダスト合金薄膜
を形成した。
しかして、本実施例2及び比較例2の多結晶セニダスト
合金薄膜の結晶状態を調べた。その結果、本実施例2で
はガラス基板上に結晶粒が(110)面が基板面に平行に
配向し、かつ[111]方位がイオンビームの入射方向に
配向し、その結果として[001]方位が基板面とイオン
ビームーの入射面の交線方向に揃って配向している多結
晶センダスト合金薄膜が形成されていることが確認され
た。これに対し、比較例2ではガラス基板上に形成され
た多結晶センダスト合金薄膜における結晶粒の(110)
面が基板面に平行に配向されているものの、膜面内の軸
方位はランダムで結晶方位が分散していることが確認さ
れた。
また、前記実施例2及び比較例2の多結晶センダスト合
金薄膜について比透磁率の高周波領域での周波数特性を
調べたところ、第3図に示す特性図を得た。なお、第3
図中のAは本実施例2の多結晶センダスト合金薄膜の特
性線、Bは比較例2のと同薄膜の特性線を示す。この第
3図から明らかなように本実施例2のように面内で結晶
方位の揃った結晶粒からなる多結晶センダスト薄膜は、
比較例2の同薄膜に比べて高周波特性が著しく優れてい
ることがわかる。
なお、上記実施例では多結晶薄膜の結晶の面方位を基板
表面に平行に配向させる手段として、基板温度を制御す
る方法を採用したが、基板にバイアスを印加したり、基
板に下地層を予め形成することによって多結晶薄膜の結
晶の面方位を基板表面に平行に配向させるようににして
もよい。
[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によれば結晶粒の面方位が膜
面に平行に配向されると共に、膜面内での軸方位が同一
方向に揃って配向された多結晶薄膜を形成でき、ひいて
は磁気ヘッドのコア材等に応用される高周波帯域での高
透磁率特性を有する磁性薄膜などに好適な多結晶薄膜の
形成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1におけるガラス基板上に形成
された多結晶Fe薄膜の結晶状態を示す概略図、第2図は
実施例1で形成された多結晶Fe薄膜の軸方位を説明する
ための概略図、第3図は実施例2及び比較例2で形成さ
れた多結晶センダスト合金薄膜の周波数−比透磁率を示
す特性図、第4図は比較例1におけるガラス基板上に形
成された多結晶Fe薄膜の結晶状態を示す概略図である。 1……ガラス基板、2……結晶粒、3……多結晶Fe薄
膜、4……基板面法線、5……イオンビーム入射方位、
6……イオンビーム入射面、7……基板面、8……イオ
ンビーム入射面と基板面の交線。
フロントページの続き (72)発明者 佐野 謙一 東京都港区西新橋1―7―2 虎ノ門高木 ビル2階 株式会社ライムズ内 (72)発明者 村田 秀明 東京都港区西新橋1―7―2 虎ノ門高木 ビル2階 株式会社ライムズ内 (72)発明者 宮川 亜夫 東京都港区西新橋1―7―2 虎ノ門高木 ビル2階 株式会社ライムズ内 (56)参考文献 特開 昭60−173723(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板表面に蒸着材料を真空蒸着法又はスパ
    ッタリング法によって成膜すると共に基板温度又は基板
    バイアス電圧を制御しながら、前記基板表面に向けてイ
    オン源からイオンビームを照射するに際し、 前記イオンビームは、前記基板表面に形成される最終材
    料の多結晶薄膜の結晶配向組織のチャンネリング方位と
    一致する角度で照射されることを特徴とする多結晶薄膜
    の形成方法。
JP63203517A 1988-08-16 1988-08-16 多結晶薄膜の形成方法 Expired - Lifetime JPH0747816B2 (ja)

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JP2670391B2 (ja) * 1991-04-30 1997-10-29 株式会社フジクラ 多結晶薄膜の製造装置
US5650378A (en) * 1992-10-02 1997-07-22 Fujikura Ltd. Method of making polycrystalline thin film and superconducting oxide body
US6214772B1 (en) * 1996-10-23 2001-04-10 Fujikura Ltd. Process for preparing polycrystalline thin film, process for preparing oxide superconductor, and apparatus therefor
US9963777B2 (en) 2012-10-08 2018-05-08 Analog Devices, Inc. Methods of forming a thin film resistor

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60173723A (ja) * 1984-02-14 1985-09-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 磁気記録媒体の製造方法

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