JPH0779052B2 - 軟磁性多層膜の形成方法 - Google Patents
軟磁性多層膜の形成方法Info
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- JPH0779052B2 JPH0779052B2 JP3271421A JP27142191A JPH0779052B2 JP H0779052 B2 JPH0779052 B2 JP H0779052B2 JP 3271421 A JP3271421 A JP 3271421A JP 27142191 A JP27142191 A JP 27142191A JP H0779052 B2 JPH0779052 B2 JP H0779052B2
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- H—ELECTRICITY
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- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3254—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the spacer being semiconducting or insulating, e.g. for spin tunnel junction [STJ]
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軟磁性多層膜の形成方
法に関し、特に薄膜ヘッド、ＭＩＧヘッド、薄膜トラン
ス、薄膜インダクタ等に適した軟磁性多層膜の形成方法
に係わる。
法に関し、特に薄膜ヘッド、ＭＩＧヘッド、薄膜トラン
ス、薄膜インダクタ等に適した軟磁性多層膜の形成方法
に係わる。
【０００２】
【従来の技術および課題】近年、薄膜磁気ヘッド用材料
や薄膜トランス、薄膜インダクタに利用可能な高飽和磁
束密度軟磁性薄膜に関する研究・開発が盛んに行われて
いる。これらの磁性薄膜材料の中でも、Ｆｅを主成分と
した磁性膜は、窒化、多層化、合金化等により低保磁力
でかつ高飽和磁束密度の特性を有する。
や薄膜トランス、薄膜インダクタに利用可能な高飽和磁
束密度軟磁性薄膜に関する研究・開発が盛んに行われて
いる。これらの磁性薄膜材料の中でも、Ｆｅを主成分と
した磁性膜は、窒化、多層化、合金化等により低保磁力
でかつ高飽和磁束密度の特性を有する。
【０００３】一方、薄膜の研究の中で高周波数での比透
磁率を向上させるために、磁性薄膜の中間に非磁性薄膜
を介在した多層膜が提案され、メガヘルツ（ＭＨｚ）帯
の使用を目的として現在開発が進められている。前記非
磁性薄膜としては、Ｓｉ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ系絶縁材料が用
いられ、これらの非磁性薄膜を前記金属系軟磁性薄膜の
間に介在して高周波使用時の渦電流を低減することによ
って、比透磁率を向上させるものである。
磁率を向上させるために、磁性薄膜の中間に非磁性薄膜
を介在した多層膜が提案され、メガヘルツ（ＭＨｚ）帯
の使用を目的として現在開発が進められている。前記非
磁性薄膜としては、Ｓｉ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ系絶縁材料が用
いられ、これらの非磁性薄膜を前記金属系軟磁性薄膜の
間に介在して高周波使用時の渦電流を低減することによ
って、比透磁率を向上させるものである。
【０００４】 前記非磁性薄膜は、従来、主にスパッタ
リング法により成膜されているが、スパッタリング法は
成膜温度が上昇するために、磁性膜に悪影響（軟磁気特
性の劣化）を与える。また、前記非磁性薄膜は多層膜全
体の飽和磁束密度の低下を防ぐ観点から、できり限り薄
く成膜することが必要である。しかしながら、スパッタ
リング法により前記薄い非磁性薄膜を成膜すると、成膜
時のダメージによりピンホールが発生しや易く、前記渦
電流の低減効果を十分に発揮できなくなるという問題が
あった。
リング法により成膜されているが、スパッタリング法は
成膜温度が上昇するために、磁性膜に悪影響（軟磁気特
性の劣化）を与える。また、前記非磁性薄膜は多層膜全
体の飽和磁束密度の低下を防ぐ観点から、できり限り薄
く成膜することが必要である。しかしながら、スパッタ
リング法により前記薄い非磁性薄膜を成膜すると、成膜
時のダメージによりピンホールが発生しや易く、前記渦
電流の低減効果を十分に発揮できなくなるという問題が
あった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題点を解消するためになされたもので、高い比透磁率
を有すると共に高飽和磁束密度特性を有する軟磁性多層
膜の形成方法を提供しようとするものである。
問題点を解消するためになされたもので、高い比透磁率
を有すると共に高飽和磁束密度特性を有する軟磁性多層
膜の形成方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 本発明は、基板に軟磁
性薄膜を複数積層すると共に、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法
により成膜したＳｉ−Ｎ薄膜を中間層として前記積層軟
磁性薄膜の少なくとも１つの層間に介在させることを特
徴とする軟磁性多層膜の形成方法である。
性薄膜を複数積層すると共に、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法
により成膜したＳｉ−Ｎ薄膜を中間層として前記積層軟
磁性薄膜の少なくとも１つの層間に介在させることを特
徴とする軟磁性多層膜の形成方法である。
【０００７】 前記軟磁性薄膜としては、例えばＦｅ−
Ｎｉ合金薄膜、Ｆｅ−Ｎ薄膜、またはＦｅ薄膜の成膜と
窒化処理により形成されたＦｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜等を用い
ることができる。特に、Ｆｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜を軟磁性薄
膜として用いることが望ましい。前記軟磁性薄膜の厚さ
は、１００〜５００オングストロームとすることが望ま
しい。
Ｎｉ合金薄膜、Ｆｅ−Ｎ薄膜、またはＦｅ薄膜の成膜と
窒化処理により形成されたＦｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜等を用い
ることができる。特に、Ｆｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜を軟磁性薄
膜として用いることが望ましい。前記軟磁性薄膜の厚さ
は、１００〜５００オングストロームとすることが望ま
しい。
【０００８】
【作用】 本発明によれば、積層軟磁性薄膜の中間層と
してＥＣＲプラズマＣＶＤ法により成膜したＳｉ−Ｎ薄
膜を介在させることによって、スパッタリング等のＰＶ
Ｄ法により成膜したＳｉ−Ｎ薄膜に比べてピンホール等
の欠陥のない良好なＳｉ−Ｎ薄膜を形成できると共に、
下層の前記積層軟磁性薄膜への熱的な悪影響を回避でき
る。しかも、前記Ｓｉ−Ｎ薄膜上に軟磁性薄膜を複数積
層する工程において、下地となる薄膜はＳｉ−Ｎからな
るため、Ｓｉ−Ｏ薄膜を中間層として用いた場合のよう
に前記軟磁性薄膜に酸素が混入するのを回避できる。
してＥＣＲプラズマＣＶＤ法により成膜したＳｉ−Ｎ薄
膜を介在させることによって、スパッタリング等のＰＶ
Ｄ法により成膜したＳｉ−Ｎ薄膜に比べてピンホール等
の欠陥のない良好なＳｉ−Ｎ薄膜を形成できると共に、
下層の前記積層軟磁性薄膜への熱的な悪影響を回避でき
る。しかも、前記Ｓｉ−Ｎ薄膜上に軟磁性薄膜を複数積
層する工程において、下地となる薄膜はＳｉ−Ｎからな
るため、Ｓｉ−Ｏ薄膜を中間層として用いた場合のよう
に前記軟磁性薄膜に酸素が混入するのを回避できる。
【０００９】したがって、前記欠陥のない良好な膜質を
有するＳｉ−Ｎ薄膜を積層軟磁性薄膜間に中間層として
介在させることによって、高い比透磁率を有すると共に
高飽和磁束密度特性を有する軟磁性多層膜を形成するこ
とができる。
有するＳｉ−Ｎ薄膜を積層軟磁性薄膜間に中間層として
介在させることによって、高い比透磁率を有すると共に
高飽和磁束密度特性を有する軟磁性多層膜を形成するこ
とができる。
【００１０】また、前記軟磁性薄膜としてＦｅ薄膜の成
膜と窒化処理により形成されたＦｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜を用
いれば、より高い比透磁率を有すると共に高飽和磁束密
度特性を有する軟磁性多層膜を形成することが可能とな
る。
膜と窒化処理により形成されたＦｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜を用
いれば、より高い比透磁率を有すると共に高飽和磁束密
度特性を有する軟磁性多層膜を形成することが可能とな
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 実施例１
【００１２】まず、コーニング社製７０５９のガラスか
らなる５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍの基板上に、Ｆ
ｅターゲットを用いマグネトロンスパッタリングにより
下記に示す条件でＦｅ薄膜を成膜する工程と下記に示す
条件で窒化処理を行う工程を繰り返した１層当たり２０
０オングストロームの厚さを有するＦｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜
を１２層（全厚さ２４００オングストローム）積層し
た。つづいて、前記積層Ｆｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜上にＥＣＲ
プラズマＣＶＤ法により下記に示す条件で厚さ５０オン
グストロームのＳｉ−Ｎ薄膜を成膜した。ひきつづき、
前記Ｓｉ−Ｎ薄膜上にＦｅターゲットを用いマグネトロ
ンスパッタリングにより下記に示す条件でＦｅ薄膜を成
膜する工程と下記に示す条件で窒化処理を行う工程を繰
り返した１層当たり２００オングストロームの厚さを有
するＦｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜を１２層積層することによっ
て、図１に示すように基板１上に複数のＦｅ／Ｆｅ−Ｎ
薄膜２が積層され、かつ前記Ｆｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜２の所
望の間にＳｉ−Ｎ薄３が中間層として介装された全厚さ
が４８５０オングストロームの多層膜４を形成した。 （マグネトロンスパッタリング条件） スパッタガス；Ａｒ ５０ｓｃｃｍ スパッタ圧力；２ｍＴｏｒｒ スパッタターゲット；Ｆｅ（３Ｎ） スパッタ出力；４００Ｗ 成膜速度；１０オングストローム／ｓｅｃ （窒化処理条件） プラズマ窒化ガス；Ｎ2 ２０ｓｃｃｍ 窒化ガス圧力；１ｍＴｏｒｒ マイクロ波出力；４００Ｗ （ＥＣＲプラズマＣＶＤ条件） プラズマガス；Ｎ2 ２０ｓｃｃｍ 原料ガス；ＳｉＨ4 ３０ｓｃｃｍ ガス圧力；１ｍＴｏｒｒ マイクロ波出力；２００Ｗ 得られた多層膜について２０ＭＨｚ時の比透磁率（μ
´）、飽和磁束密度および保磁力を調べた。その結果を
下記表１に示す。 表１ 比透磁率（μ´） ３５００ 飽和磁束密度（Ｔ） １．８ 保磁力（Ｏｅ） ０．９
らなる５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍの基板上に、Ｆ
ｅターゲットを用いマグネトロンスパッタリングにより
下記に示す条件でＦｅ薄膜を成膜する工程と下記に示す
条件で窒化処理を行う工程を繰り返した１層当たり２０
０オングストロームの厚さを有するＦｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜
を１２層（全厚さ２４００オングストローム）積層し
た。つづいて、前記積層Ｆｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜上にＥＣＲ
プラズマＣＶＤ法により下記に示す条件で厚さ５０オン
グストロームのＳｉ−Ｎ薄膜を成膜した。ひきつづき、
前記Ｓｉ−Ｎ薄膜上にＦｅターゲットを用いマグネトロ
ンスパッタリングにより下記に示す条件でＦｅ薄膜を成
膜する工程と下記に示す条件で窒化処理を行う工程を繰
り返した１層当たり２００オングストロームの厚さを有
するＦｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜を１２層積層することによっ
て、図１に示すように基板１上に複数のＦｅ／Ｆｅ−Ｎ
薄膜２が積層され、かつ前記Ｆｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜２の所
望の間にＳｉ−Ｎ薄３が中間層として介装された全厚さ
が４８５０オングストロームの多層膜４を形成した。 （マグネトロンスパッタリング条件） スパッタガス；Ａｒ ５０ｓｃｃｍ スパッタ圧力；２ｍＴｏｒｒ スパッタターゲット；Ｆｅ（３Ｎ） スパッタ出力；４００Ｗ 成膜速度；１０オングストローム／ｓｅｃ （窒化処理条件） プラズマ窒化ガス；Ｎ2 ２０ｓｃｃｍ 窒化ガス圧力；１ｍＴｏｒｒ マイクロ波出力；４００Ｗ （ＥＣＲプラズマＣＶＤ条件） プラズマガス；Ｎ2 ２０ｓｃｃｍ 原料ガス；ＳｉＨ4 ３０ｓｃｃｍ ガス圧力；１ｍＴｏｒｒ マイクロ波出力；２００Ｗ 得られた多層膜について２０ＭＨｚ時の比透磁率（μ
´）、飽和磁束密度および保磁力を調べた。その結果を
下記表１に示す。 表１ 比透磁率（μ´） ３５００ 飽和磁束密度（Ｔ） １．８ 保磁力（Ｏｅ） ０．９
【００１３】また、非磁性薄膜であるＳｉ−Ｎ薄膜の前
記Ｆｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜間への介在数を変えて多層膜を形
成した場合における各多層膜の２０ＭＨｚ時の比透磁率
（μ´）を測定した。その結果を図２に示す。なお、図
２には非磁性薄膜であるＳｉ−Ｎ薄膜を熱ＣＶＤ法によ
り成膜した多層膜を比較例１、非磁性薄膜であるＳｉ−
Ｏ薄膜をＥＣＲプラズマＣＶＤ法により成膜した多層膜
を比較例２、非磁性薄膜であるＳｉ−Ｎ薄膜をマグネト
ロンスパッタリング法により成膜した多層膜を比較例
３、としてそれぞれ併記した。
記Ｆｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜間への介在数を変えて多層膜を形
成した場合における各多層膜の２０ＭＨｚ時の比透磁率
（μ´）を測定した。その結果を図２に示す。なお、図
２には非磁性薄膜であるＳｉ−Ｎ薄膜を熱ＣＶＤ法によ
り成膜した多層膜を比較例１、非磁性薄膜であるＳｉ−
Ｏ薄膜をＥＣＲプラズマＣＶＤ法により成膜した多層膜
を比較例２、非磁性薄膜であるＳｉ−Ｎ薄膜をマグネト
ロンスパッタリング法により成膜した多層膜を比較例
３、としてそれぞれ併記した。
【００１４】図２から明らかなように、本発明のように
積層Ｆｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜の中間層としてのＳｉ−Ｎ薄膜
をＥＣＲプラズマＣＶＤ法により成膜することによって
得られた多層膜は、高い比透磁率を有することがわか
る。特に、前記Ｓｉ−Ｎ薄膜の層数を１層または２層と
することにより高い比透磁率が得られることがわかる。
これに対し、Ｓｉ−Ｎ薄膜を熱ＣＶＤ法により成膜して
多層膜を形成した比較例１では比透磁率が極めて低いこ
とがわかる。また、Ｓｉ−Ｏ薄膜をＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法により成膜して多層膜を形成した比較例２およびＳ
ｉ−Ｎ薄膜をマグネトロンスパッタリング法により成膜
して多層膜を形成した比較例３は、比較例１に比べて比
透磁率が高くなるものの、実施例に比べてかなり劣る。
特に、比較例２の場合には層数を２層以上にすると極端
に比透磁率が低下する。これは、Ｓｉ−Ｏ薄膜の成膜過
程で酸素がＦｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜に混入してその軟磁性特
性を悪化させるためであると考えられる。
積層Ｆｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜の中間層としてのＳｉ−Ｎ薄膜
をＥＣＲプラズマＣＶＤ法により成膜することによって
得られた多層膜は、高い比透磁率を有することがわか
る。特に、前記Ｓｉ−Ｎ薄膜の層数を１層または２層と
することにより高い比透磁率が得られることがわかる。
これに対し、Ｓｉ−Ｎ薄膜を熱ＣＶＤ法により成膜して
多層膜を形成した比較例１では比透磁率が極めて低いこ
とがわかる。また、Ｓｉ−Ｏ薄膜をＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法により成膜して多層膜を形成した比較例２およびＳ
ｉ−Ｎ薄膜をマグネトロンスパッタリング法により成膜
して多層膜を形成した比較例３は、比較例１に比べて比
透磁率が高くなるものの、実施例に比べてかなり劣る。
特に、比較例２の場合には層数を２層以上にすると極端
に比透磁率が低下する。これは、Ｓｉ−Ｏ薄膜の成膜過
程で酸素がＦｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜に混入してその軟磁性特
性を悪化させるためであると考えられる。
【００１５】
【発明の効果】 以上詳述した如く、本発明によればＥ
ＣＲプラズマＣＶＤ法により欠陥のない良好な膜質を有
するＳｉ−Ｎ薄膜を積層軟磁性薄膜間に中間層として介
在させることによって、高い比透磁率を有すると共に高
飽和磁束密度特性を有する軟磁性多層膜を形成できる。
また、Ｓｉ−Ｎ薄膜はＥＣＲプラズマＣＶＤ法により成
膜されるため、その成膜時に積層軟磁性薄膜の温度上昇
を抑制して前記磁性薄膜の軟磁気特性の劣化を抑制でき
る。その結果、薄膜ヘッド、ＭＩＧヘッド、薄膜トラン
ス、薄膜インダクタなどに有効に利用できる軟磁性積層
膜の形成方法を提供できる。
ＣＲプラズマＣＶＤ法により欠陥のない良好な膜質を有
するＳｉ−Ｎ薄膜を積層軟磁性薄膜間に中間層として介
在させることによって、高い比透磁率を有すると共に高
飽和磁束密度特性を有する軟磁性多層膜を形成できる。
また、Ｓｉ−Ｎ薄膜はＥＣＲプラズマＣＶＤ法により成
膜されるため、その成膜時に積層軟磁性薄膜の温度上昇
を抑制して前記磁性薄膜の軟磁気特性の劣化を抑制でき
る。その結果、薄膜ヘッド、ＭＩＧヘッド、薄膜トラン
ス、薄膜インダクタなどに有効に利用できる軟磁性積層
膜の形成方法を提供できる。
【図１】本発明の実施例における基板上に形成された多
層膜を示す断面図。
層膜を示す断面図。
【図２】非磁性薄膜の層数と比透磁率の関係を示す特性
図。
図。
１…基板、２…Ｆｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜、３…Ｓｉ−Ｎ薄
膜、４…多層膜。
膜、４…多層膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米本 隆治 東京都港区西新橋１丁目７番２号 株式会 社ライムズ内 (72)発明者 海老沢 孝 東京都港区西新橋１丁目７番２号 株式会 社ライムズ内 (72)発明者 真下 啓治 東京都港区西新橋１丁目７番２号 株式会 社ライムズ内 (72)発明者 高橋 純三 東京都港区西新橋１丁目７番２号 株式会 社ライムズ内 (56)参考文献 特開 平２−51205（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−208311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−285406（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−80006（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 基板に軟磁性薄膜を複数積層すると共
に、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法により成膜したＳｉ−Ｎ薄
膜を中間層として前記積層軟磁性薄膜の少なくとも１つ
の層間に介在させることを特徴とする軟磁性多層膜の形
成方法。 - 【請求項２】 前記軟磁性薄膜は、Ｆｅ薄膜の成膜と窒
化処理により形成されたＦｅ／Ｆｅ−Ｎ薄膜であること
を特徴とする請求項１記載の軟磁性多層膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271421A JPH0779052B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 軟磁性多層膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271421A JPH0779052B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 軟磁性多層膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620836A JPH0620836A (ja) | 1994-01-28 |
| JPH0779052B2 true JPH0779052B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=17499802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3271421A Expired - Lifetime JPH0779052B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 軟磁性多層膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779052B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101035605B1 (ko) * | 2009-07-09 | 2011-05-19 | 탁동호 | 수납장의 코너 도어용 힌지 |
| US9859357B1 (en) * | 2016-07-14 | 2018-01-02 | International Business Machines Corporation | Magnetic inductor stacks with multilayer isolation layers |
| CN108022714B (zh) * | 2016-10-31 | 2021-06-08 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种软磁薄膜及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62285406A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-11 | Nec Home Electronics Ltd | 複合軟磁性薄膜 |
| JPS6480006A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of magnetic thin film of iron oxide |
| JPH0251205A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-21 | Tdk Corp | 多層状強磁性体 |
| JPH03208311A (ja) * | 1990-01-10 | 1991-09-11 | Nec Home Electron Ltd | 磁性体膜積層体およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-10-18 JP JP3271421A patent/JPH0779052B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0620836A (ja) | 1994-01-28 |
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