JPH0750660B2 - 高透磁率を有する多層磁性薄膜の製造方法 - Google Patents
高透磁率を有する多層磁性薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH0750660B2 JPH0750660B2 JP2081373A JP8137390A JPH0750660B2 JP H0750660 B2 JPH0750660 B2 JP H0750660B2 JP 2081373 A JP2081373 A JP 2081373A JP 8137390 A JP8137390 A JP 8137390A JP H0750660 B2 JPH0750660 B2 JP H0750660B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- thin film
- magnetic
- insulator
- amorphous metal
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/3204—Exchange coupling of amorphous multilayers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高周波領域で使用されるインダクタ、トランス
等の磁気素子の磁心材料に用いられる高透磁率性材料、
特に非晶質金属強磁性体および絶縁体を交互に積層した
多層磁性薄膜の製造方法に関するものである。
等の磁気素子の磁心材料に用いられる高透磁率性材料、
特に非晶質金属強磁性体および絶縁体を交互に積層した
多層磁性薄膜の製造方法に関するものである。
［従来の技術］ インダクタ等の磁気素子のマイクロ化に伴って、用いら
れる磁心用軟磁性材料のより高い高周波領域での使用要
求が増大してきた。
れる磁心用軟磁性材料のより高い高周波領域での使用要
求が増大してきた。
このためには、材料の厚さを薄くする等の処置がある
が、磁気素子全体としては所定の磁化量を確保すること
が必要なため絶縁体を挟んで薄い磁性材料を積層した多
層膜が採用されている。この多層膜の絶縁体としてはSi
O2、Al2O3またはSi3N4等の酸化物、窒化物系セラミック
スが用いられている。
が、磁気素子全体としては所定の磁化量を確保すること
が必要なため絶縁体を挟んで薄い磁性材料を積層した多
層膜が採用されている。この多層膜の絶縁体としてはSi
O2、Al2O3またはSi3N4等の酸化物、窒化物系セラミック
スが用いられている。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の多層膜においては成膜後に熱処理を施すことによ
って磁気特性をフルに発揮させていた。
って磁気特性をフルに発揮させていた。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、成膜後に
熱処理を施すことなく極めて優れた磁気特性を有し、か
つ高周波数域までこの磁気特性を維持する多層磁性薄膜
の製造方法を提供することを目的とする。
熱処理を施すことなく極めて優れた磁気特性を有し、か
つ高周波数域までこの磁気特性を維持する多層磁性薄膜
の製造方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段と作用］ 本発明の多層磁性薄膜に用いる絶縁体生成物としては上
記した従来から周知の酸化物および窒化物系セラミック
スに属するものであるが、このセラミックス形成のため
の成膜手段およびそれによる作用効果が新規に知見され
たものである。
記した従来から周知の酸化物および窒化物系セラミック
スに属するものであるが、このセラミックス形成のため
の成膜手段およびそれによる作用効果が新規に知見され
たものである。
即ち、本発明者達は先に特願平1-251015号で開示したご
とく、強磁性体／絶縁体からなる多層磁性薄膜において
生成絶縁体をAlNに限定し、このAlNを強磁性体成膜後の
上面にスパッタ法により特定スパッタ条件下で堆積成膜
することにより下部強磁性体層が焼鈍効果を受け磁気特
性殊に透磁率の向上が顕著であることを知見していた。
とく、強磁性体／絶縁体からなる多層磁性薄膜において
生成絶縁体をAlNに限定し、このAlNを強磁性体成膜後の
上面にスパッタ法により特定スパッタ条件下で堆積成膜
することにより下部強磁性体層が焼鈍効果を受け磁気特
性殊に透磁率の向上が顕著であることを知見していた。
本発明者達は更に研究を重ねた結果、下記に示す多層膜
の製造方法を見いだすに至った。磁性膜は周知の方法で
作製した。セラミックス膜はターゲットとしてSi,Alお
よびTi等の単独元素を用い、かつスパッタガスとしては
N2またはO2ガスを単独あるいはArガスとの適当な割合で
組み合わせた混合ガスを用いた反応性スパッタ法により
作製した。セラミックスが形成するときに発生する生成
熱により磁性膜が焼鈍されることを見いだした。また、
この熱の大きさは成膜因子を制御することにより、ほぼ
自由に変えられることがわかったので、多層膜の堆積中
の温度を300℃以上かつ非晶質金属強磁性体の結晶化温
度以下の範囲の任意の温度に制御しながら成膜すること
ができることを見いだした。このようにして得られた膜
は爾後の熱処理を施すことなしで極めて高い透磁率を有
する多層磁性薄膜が得られることを新規に知見し本発明
に到達したものである。
の製造方法を見いだすに至った。磁性膜は周知の方法で
作製した。セラミックス膜はターゲットとしてSi,Alお
よびTi等の単独元素を用い、かつスパッタガスとしては
N2またはO2ガスを単独あるいはArガスとの適当な割合で
組み合わせた混合ガスを用いた反応性スパッタ法により
作製した。セラミックスが形成するときに発生する生成
熱により磁性膜が焼鈍されることを見いだした。また、
この熱の大きさは成膜因子を制御することにより、ほぼ
自由に変えられることがわかったので、多層膜の堆積中
の温度を300℃以上かつ非晶質金属強磁性体の結晶化温
度以下の範囲の任意の温度に制御しながら成膜すること
ができることを見いだした。このようにして得られた膜
は爾後の熱処理を施すことなしで極めて高い透磁率を有
する多層磁性薄膜が得られることを新規に知見し本発明
に到達したものである。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
本発明の高透磁率を有する多層磁性薄膜はスパッタ法に
て作製されるが、強磁性体としては高周波領域で優れた
軟磁性を有する材料であることが必要で、それには高い
飽和磁束密度、零に近い磁歪、更に、高い電気比抵抗を
もつ非晶質材料が適している。
て作製されるが、強磁性体としては高周波領域で優れた
軟磁性を有する材料であることが必要で、それには高い
飽和磁束密度、零に近い磁歪、更に、高い電気比抵抗を
もつ非晶質材料が適している。
非晶質材料としては金属−金属系や金属−半金属系があ
り代表的な組成例としてCo-Nb-Zr系や（Co・Fe）‐（Si
・Ｂ）系が挙げられる。その他に、本発明に用いる材料
としては複合構造や変調構造を有する材料でもよく、上
記特性を満足するもので高周波特性の優れる材料であれ
ばいかなる材料を用いてもよい。
り代表的な組成例としてCo-Nb-Zr系や（Co・Fe）‐（Si
・Ｂ）系が挙げられる。その他に、本発明に用いる材料
としては複合構造や変調構造を有する材料でもよく、上
記特性を満足するもので高周波特性の優れる材料であれ
ばいかなる材料を用いてもよい。
かかる非晶質金属強磁性体と絶縁体で多層磁性薄膜を作
製するが、この場合、まず非晶質金属強磁性体を成膜し
た後引き続きその上に絶縁体を成膜するが、この絶縁体
はこの分野で要求される絶縁体の電気・物理特性を満足
するものであればいかなるセラミックスであってもよ
い。
製するが、この場合、まず非晶質金属強磁性体を成膜し
た後引き続きその上に絶縁体を成膜するが、この絶縁体
はこの分野で要求される絶縁体の電気・物理特性を満足
するものであればいかなるセラミックスであってもよ
い。
このセラミックスは所望のセラミックスを生成する元素
をターゲットとし、スパッタガスとしてN2またはO2の反
応性ガスを単独或はArとの適当な組み合わせの混合で用
いて作製する。
をターゲットとし、スパッタガスとしてN2またはO2の反
応性ガスを単独或はArとの適当な組み合わせの混合で用
いて作製する。
この場合に、スパッタ条件を適切に調整することにより
堆積中の温度を300℃以上かつ非晶質金属強磁性体の結
晶化温度以下の範囲に制御する。
堆積中の温度を300℃以上かつ非晶質金属強磁性体の結
晶化温度以下の範囲に制御する。
この温度が300℃に満たない場合は非晶質金属強磁性体
に及ぼす効果が無く、また、非晶質金属強磁性体の結晶
化温度を越えると非晶質金属強磁性体の磁気特性が劣化
する。
に及ぼす効果が無く、また、非晶質金属強磁性体の結晶
化温度を越えると非晶質金属強磁性体の磁気特性が劣化
する。
以下、本発明の具体的実施例を示す。
◎具体的実施例−１ R.F.スパッタ装置を用い、時の条件で成膜した。
強磁性体ターゲット:Co80Nb10Zr10 絶縁体ターゲット:SiまたはAlまたはTiスパッタ条件： スパッタ電力4.4W/cm2 スパッタガスCoNbZr;Ar Si、Al、Ti;N2またはO2 スパッタガス圧5mTorr 基板面磁界20 Oe 膜厚:CoNbZr;9000Å 絶縁体;300Å 積層周期:1 まず、ガラス基板上に強磁性体を成膜し、引き続き窒化
物系絶縁体を成膜する場合はN2ガスで、酸化物系絶縁体
を成膜する場合はO2ガスでそれぞれを標記条件に成膜し
た。
物系絶縁体を成膜する場合はN2ガスで、酸化物系絶縁体
を成膜する場合はO2ガスでそれぞれを標記条件に成膜し
た。
比較例としては絶縁体ターゲットにSiO2を用い、スパッ
タガスをAr＋３％O2として他の条件は同一にして成膜し
た。
タガスをAr＋３％O2として他の条件は同一にして成膜し
た。
成膜後のそれぞれの膜の平均磁化困難方向に比初透磁率
μｉ（周波数10MHz,印加磁界5mOe）を第１表に示した。
これより、いずれの生成膜においてもμｉ＞5000をも
ち、成膜のままで極めて高透磁率の多層磁性薄膜が得ら
れることが明白である。また、第１図に（Si-N2）膜の
比初透磁率μｉ（5mOe）の周波数変化を示すが高周波数
域迄極めて優れた比初透磁率μｉを有する。
μｉ（周波数10MHz,印加磁界5mOe）を第１表に示した。
これより、いずれの生成膜においてもμｉ＞5000をも
ち、成膜のままで極めて高透磁率の多層磁性薄膜が得ら
れることが明白である。また、第１図に（Si-N2）膜の
比初透磁率μｉ（5mOe）の周波数変化を示すが高周波数
域迄極めて優れた比初透磁率μｉを有する。
◎具体的実施例−２ 強磁性体ターゲットとしてCo80Nb10Zr10、絶縁体ターゲ
ットとしてSiを用い、R.F.スパッタ装置により成膜し
た。積層周期は３とし、基板‐CoNbZr-Si-CoNbZr-Si-Co
NbZr-Siの順に積層した。
ットとしてSiを用い、R.F.スパッタ装置により成膜し
た。積層周期は３とし、基板‐CoNbZr-Si-CoNbZr-Si-Co
NbZr-Siの順に積層した。
殊に、Si成膜時の堆積温度を制御し、温度は基板に塗布
した不可逆性示温塗料でモニターした。
した不可逆性示温塗料でモニターした。
CoNbZrの成膜は具体的実施例−１と同一条件で実施し
た。堆積温度は250℃であった。
た。堆積温度は250℃であった。
絶縁体成膜時のスパッタ・ガスはN2またはO2の単独或は
Arとの比率を調整した混合ガスを用いた。結果はN2、O2
いづれを用いても同等の効果を得た。
Arとの比率を調整した混合ガスを用いた。結果はN2、O2
いづれを用いても同等の効果を得た。
第２図にO2ガスを用いた場合におけるそれぞれの堆積温
度の異なる膜の平均磁化困難方向の比初透磁率μｉ（周
波数10MHz,印加磁界5mOe）を示した。
度の異なる膜の平均磁化困難方向の比初透磁率μｉ（周
波数10MHz,印加磁界5mOe）を示した。
第２図より300℃以上で優れた比初透磁率μｉの得られ
ることが明白である。
ることが明白である。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、非晶質金属強磁性体
／絶縁体からなる多層磁性薄膜の製造方法において、絶
縁体成膜時N2またはO2の反応性ガスを単独或はArガスと
の適当な組み合わせで堆積温度を300℃以上かつ非晶質
金属強磁性体の結晶化温度以下の範囲で成膜することに
よって非晶質金属強磁性体に熱処理効果を付与し、成膜
後の状態で、爾後の熱処理を施すこと無しに極めて優れ
た磁気特性を有し、かつ、高周波数域までこの磁気特性
を維持する軟磁性多層薄膜が得られることがわかり、こ
の工業的意義、産業界に及ぼす効果は大きい。
／絶縁体からなる多層磁性薄膜の製造方法において、絶
縁体成膜時N2またはO2の反応性ガスを単独或はArガスと
の適当な組み合わせで堆積温度を300℃以上かつ非晶質
金属強磁性体の結晶化温度以下の範囲で成膜することに
よって非晶質金属強磁性体に熱処理効果を付与し、成膜
後の状態で、爾後の熱処理を施すこと無しに極めて優れ
た磁気特性を有し、かつ、高周波数域までこの磁気特性
を維持する軟磁性多層薄膜が得られることがわかり、こ
の工業的意義、産業界に及ぼす効果は大きい。
第１図は本発明に係る絶縁体をSi-N2なる条件で成膜し
た多層磁性薄膜の周波数と比初透磁率μｉの関係の一例
を示す特性図、第２図は本発明に係る絶縁体をSi-O2な
る条件で成膜した多層磁性薄膜の絶縁体成膜時の堆積温
度と比初透磁率μｉの関係の一例を示す特性図である。
た多層磁性薄膜の周波数と比初透磁率μｉの関係の一例
を示す特性図、第２図は本発明に係る絶縁体をSi-O2な
る条件で成膜した多層磁性薄膜の絶縁体成膜時の堆積温
度と比初透磁率μｉの関係の一例を示す特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 番 典二 宮城県仙台市太白区八木山南２丁目１番１ 号 株式会社アモルファス・電子デバイス 研究所内 (72)発明者 松本 文夫 宮城県仙台市太白区八木山南２丁目１番１ 号 株式会社アモルファス・電子デバイス 研究所内 (72)発明者 藤森 啓安 宮城県仙台市青葉区吉成２―20―３ (56)参考文献 特開 平１−175707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−75499（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−82601（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】非晶質金属強磁性体／絶縁体からなる多層
磁性薄膜の製造方法において、絶縁体が酸化物もしくは
窒化物のセラミックスより成り、該絶縁体を非晶質金属
強磁性体の上面にスパッタ法で堆積成膜するにあたっ
て、ターゲットとして単独元素を用い、供給ガスをN2も
しくはO2の単独あるいはArガスとの混合ガス中での反応
性スパッタ法によりセラミックス膜を作製する際に、発
生する生成熱を活用し、堆積中の膜の温度を300℃以上
かつ非晶質金属強磁性体の結晶化温度以下の範囲に制御
しながら成膜することを特徴とする多層磁性薄膜の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081373A JPH0750660B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 高透磁率を有する多層磁性薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081373A JPH0750660B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 高透磁率を有する多層磁性薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03283514A JPH03283514A (ja) | 1991-12-13 |
| JPH0750660B2 true JPH0750660B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=13744506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2081373A Expired - Lifetime JPH0750660B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 高透磁率を有する多層磁性薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750660B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5375499A (en) * | 1976-12-17 | 1978-07-04 | Fujitsu Ltd | Fabrication of laminated magetic body |
| JPH01175707A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-12 | Sony Corp | 積層軟磁性薄膜 |
| JP2696989B2 (ja) * | 1988-09-20 | 1998-01-14 | 三菱マテリアル株式会社 | 多層磁性膜 |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP2081373A patent/JPH0750660B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03283514A (ja) | 1991-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5725685A (en) | Soft magnetic alloy thin film with nitrogen-based amorphous phase | |
| KR100255485B1 (ko) | 박형 자기소자 및 트랜스 | |
| EP0695812B1 (en) | Nanocrystalline alloy with insulating coating, magnetic core made thereof, and process for forming insulating coating on a nanocrystalline alloy | |
| JPH08273930A (ja) | 薄膜磁気素子およびその製造方法 | |
| JP3109839B2 (ja) | 高周波用薄膜トランス | |
| JPH0750660B2 (ja) | 高透磁率を有する多層磁性薄膜の製造方法 | |
| JP3210776B2 (ja) | 非晶質磁性合金を用いた磁性材料、磁性材料の製造方法 | |
| JPH0963844A (ja) | 積層磁性膜およびそれを用いた薄膜磁気素子 | |
| JPH0955316A (ja) | 平面型磁気素子およびその製造方法 | |
| JP3500062B2 (ja) | 極薄酸化層を有するＦｅ基非晶質合金薄帯 | |
| CN112204170B (zh) | 带有绝缘被膜的电磁钢板及其制造方法 | |
| JPH0997715A (ja) | 磁性薄膜およびそれを用いた薄膜磁気素子 | |
| JPH02288209A (ja) | 多層磁性薄膜 | |
| JP2898129B2 (ja) | 非晶質軟磁性多層薄膜及びその製造方法 | |
| KR100473620B1 (ko) | 철-지르코늄-붕소-은 계 연자성 재료 및 박막의 제조방법 | |
| JP2918255B2 (ja) | 磁心の製造方法 | |
| JPH0151043B2 (ja) | ||
| JP2719978B2 (ja) | 高周波磁心用非晶質合金 | |
| JPH07169612A (ja) | 磁心およびその製造方法 | |
| JPH04142720A (ja) | 磁性薄膜の製造方法 | |
| JPH08138934A (ja) | 軟磁性薄膜およびその製造方法 | |
| JPH0645128A (ja) | 直流重畳特性に優れた超微結晶合金からなる磁心およびその製法並びにこれを用いたチョークコイル、トランス | |
| JPH03112106A (ja) | 多層磁性薄膜およびその製造方法 | |
| KR890004861B1 (ko) | 다층 비정질 연자성 박막합금 | |
| JP2638739B2 (ja) | 磁性薄膜及びその製造方法 |