JPH0953172A - 磁歪薄膜の製造方法 - Google Patents
磁歪薄膜の製造方法Info
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- JPH0953172A JPH0953172A JP20812895A JP20812895A JPH0953172A JP H0953172 A JPH0953172 A JP H0953172A JP 20812895 A JP20812895 A JP 20812895A JP 20812895 A JP20812895 A JP 20812895A JP H0953172 A JPH0953172 A JP H0953172A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 任意の組成を有する磁歪薄膜の磁歪特性を制
御できる製造方法を提供する。 【解決手段】 基板上に磁歪材料を気相成長させて磁歪
薄膜を製造するにあたり、基板上の磁歪薄膜に希ガス、
非金属元素または金属元素を照射することにより、その
磁歪特性を制御する。
御できる製造方法を提供する。 【解決手段】 基板上に磁歪材料を気相成長させて磁歪
薄膜を製造するにあたり、基板上の磁歪薄膜に希ガス、
非金属元素または金属元素を照射することにより、その
磁歪特性を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁歪薄膜の製造方法
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁歪材料は磁気−応力の変換を可能に
し、かつ圧電材料と比較して降伏を起こしにくいため大
きな力と変位を生じさせる可能性を有している。このた
め、磁歪材料の薄膜は、周波数可変型の磁気表面弾性波
（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉ
ｃ Ｗａｖｅ：Ｍ−ＳＡＷ）フィルター素子や、アクチ
ュエータデバイスとしての利用が期待されている。
し、かつ圧電材料と比較して降伏を起こしにくいため大
きな力と変位を生じさせる可能性を有している。このた
め、磁歪材料の薄膜は、周波数可変型の磁気表面弾性波
（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉ
ｃ Ｗａｖｅ：Ｍ−ＳＡＷ）フィルター素子や、アクチ
ュエータデバイスとしての利用が期待されている。
【０００３】しかし、所望のデバイスの要求に応じた特
性を得るためには、従来は組成を変化させて磁歪材料の
合金バルクを調製するという方法が採られており、特性
の制御性の点で問題があった。
性を得るためには、従来は組成を変化させて磁歪材料の
合金バルクを調製するという方法が採られており、特性
の制御性の点で問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は任意の組成を
有する磁歪薄膜の磁歪特性を制御できる製造方法を提供
することを目的としている。
有する磁歪薄膜の磁歪特性を制御できる製造方法を提供
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の磁歪薄膜の製造
方法は、基板上に磁歪材料を気相成長させて磁歪薄膜を
製造するにあたり、基板上の磁歪薄膜に希ガス、非金属
元素または金属元素を照射することにより、その磁歪特
性を制御することを特徴とするものである。
方法は、基板上に磁歪材料を気相成長させて磁歪薄膜を
製造するにあたり、基板上の磁歪薄膜に希ガス、非金属
元素または金属元素を照射することにより、その磁歪特
性を制御することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明において、磁歪材料としては種々の材料を
用いることができるが、特に大きな磁歪を示すＲＴ2
（Ｒ：希土類元素、Ｔ：遷移金属元素）で表される希土
類−遷移金属系の合金を用いることが好ましい。磁歪材
料を気相成長させるには種々の方法を用いることがで
き、具体的にはプラズマフィラメント型イオンビームス
パッタリングなどのスパッタリング法、フラッシュ蒸着
などの蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶ
Ｄ法、ダイナミックミキシング法などが挙げられる。
する。本発明において、磁歪材料としては種々の材料を
用いることができるが、特に大きな磁歪を示すＲＴ2
（Ｒ：希土類元素、Ｔ：遷移金属元素）で表される希土
類−遷移金属系の合金を用いることが好ましい。磁歪材
料を気相成長させるには種々の方法を用いることがで
き、具体的にはプラズマフィラメント型イオンビームス
パッタリングなどのスパッタリング法、フラッシュ蒸着
などの蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶ
Ｄ法、ダイナミックミキシング法などが挙げられる。
【０００７】本発明において、基板としてはＳｉなどの
半導体単結晶基板、ＬｉＮｂＯ3 などの酸化物単結晶基
板、ポリイミド（例えばカプトン）などのポリマーシー
トなどを用いることができる。
半導体単結晶基板、ＬｉＮｂＯ3 などの酸化物単結晶基
板、ポリイミド（例えばカプトン）などのポリマーシー
トなどを用いることができる。
【０００８】本発明の原理を図１を参照して説明する。
なお、この図は成膜方法としてイオンビームスパッタリ
ングを用いた例を示している。本発明の方法では、イオ
ン源１によりイオンビーム２を発生させ磁歪材料からな
るターゲット３をスパッタリングして基板４上に磁歪材
料を成膜させるが、この際に基板４上に成長している磁
歪薄膜に例えば希ガス（Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅなど）のイオ
ン５を照射する。この場合、イオン源１からのイオン流
をそのまま基板４へ照射するようにしてもよいし、バイ
アスをかけて基板４へ照射するようにしてもよい。ま
た、別のイオン源を用いてもよいことは勿論である。例
えばＡｒ+ イオンの照射条件は加速電圧１０ｋＶで照射
電流０．５ｍＡ／ｃｍ2 以下とすることが好ましい。な
お、希ガスイオンに限らず、非金属元素（Ｈ，Ｏ，Ｃ，
Ｂなど）もしくは金属元素のイオン、または加速された
高エネルギー粒子や電子などのエネルギー線を照射して
もよい。これらは磁歪材料の成膜中に照射してもよい
し、成膜後に照射してもよい。このような方法により、
任意の組成を有する磁歪薄膜の磁歪特性を制御すること
ができる。
なお、この図は成膜方法としてイオンビームスパッタリ
ングを用いた例を示している。本発明の方法では、イオ
ン源１によりイオンビーム２を発生させ磁歪材料からな
るターゲット３をスパッタリングして基板４上に磁歪材
料を成膜させるが、この際に基板４上に成長している磁
歪薄膜に例えば希ガス（Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅなど）のイオ
ン５を照射する。この場合、イオン源１からのイオン流
をそのまま基板４へ照射するようにしてもよいし、バイ
アスをかけて基板４へ照射するようにしてもよい。ま
た、別のイオン源を用いてもよいことは勿論である。例
えばＡｒ+ イオンの照射条件は加速電圧１０ｋＶで照射
電流０．５ｍＡ／ｃｍ2 以下とすることが好ましい。な
お、希ガスイオンに限らず、非金属元素（Ｈ，Ｏ，Ｃ，
Ｂなど）もしくは金属元素のイオン、または加速された
高エネルギー粒子や電子などのエネルギー線を照射して
もよい。これらは磁歪材料の成膜中に照射してもよい
し、成膜後に照射してもよい。このような方法により、
任意の組成を有する磁歪薄膜の磁歪特性を制御すること
ができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図２に本実施例において用いたプラズマフィラメント型
イオンビームスパッタリング装置の概略的な構成図を示
す。図２の各部材は真空容器（図示せず）の内部に設置
されている。イオン源１はプラズマ発生器１１とアーク
チャンバー１２とからなっており、これらの内部にＡｒ
ガスが供給されるが、アークチャンバー１２内はプラズ
マ発生器１１内よりも低圧に設定される。これらの部材
に対して図中矢印で示すように下向き方向に外部磁場Ｂ
が印加されている。プラズマ発生器１１内に供給された
Ａｒガスはタングステン製フィラメントからなるカソー
ド（熱陰極）１３から生じる熱電子によりプラズマとな
り、第１アノード１４および第２アノード１５により引
かれてアークチャンバー１２内に入る。この結果、アー
クチャンバー１２内ではプラズマフィラメント１６が発
生し、Ａｒはイオン化される。生成したＡｒイオンは第
３アノード１７を通して抽出電極１８により引き出され
る。イオン源１からのイオンビーム２は、その出射方向
に対して４５度傾けて設けられた磁歪材料からなるター
ゲット３をスパッタリングし、ターゲット３の上方に設
けられた基板４に磁歪薄膜が成膜される。この際、基板
４の表面を傾けることにより、イオン源１から生じるＡ
ｒイオン５をそのまま基板４に照射することができるよ
うになっている。
図２に本実施例において用いたプラズマフィラメント型
イオンビームスパッタリング装置の概略的な構成図を示
す。図２の各部材は真空容器（図示せず）の内部に設置
されている。イオン源１はプラズマ発生器１１とアーク
チャンバー１２とからなっており、これらの内部にＡｒ
ガスが供給されるが、アークチャンバー１２内はプラズ
マ発生器１１内よりも低圧に設定される。これらの部材
に対して図中矢印で示すように下向き方向に外部磁場Ｂ
が印加されている。プラズマ発生器１１内に供給された
Ａｒガスはタングステン製フィラメントからなるカソー
ド（熱陰極）１３から生じる熱電子によりプラズマとな
り、第１アノード１４および第２アノード１５により引
かれてアークチャンバー１２内に入る。この結果、アー
クチャンバー１２内ではプラズマフィラメント１６が発
生し、Ａｒはイオン化される。生成したＡｒイオンは第
３アノード１７を通して抽出電極１８により引き出され
る。イオン源１からのイオンビーム２は、その出射方向
に対して４５度傾けて設けられた磁歪材料からなるター
ゲット３をスパッタリングし、ターゲット３の上方に設
けられた基板４に磁歪薄膜が成膜される。この際、基板
４の表面を傾けることにより、イオン源１から生じるＡ
ｒイオン５をそのまま基板４に照射することができるよ
うになっている。
【００１０】本実施例では、ターゲット３を構成する磁
歪材料としてＴｂ0.3 Ｄｙ0.7 Ｆｅ2 を用いた。成膜条
件は、基板温度３５０℃、成膜速度０．０１ｎｍ／ｓｅ
ｃ、到達真空度３．４６×１０-6Ｐａとした。また、タ
ーゲット３をスパッタリングすると同時に、基板４およ
びその上に成長している磁歪薄膜にＡｒイオン５を照射
した。
歪材料としてＴｂ0.3 Ｄｙ0.7 Ｆｅ2 を用いた。成膜条
件は、基板温度３５０℃、成膜速度０．０１ｎｍ／ｓｅ
ｃ、到達真空度３．４６×１０-6Ｐａとした。また、タ
ーゲット３をスパッタリングすると同時に、基板４およ
びその上に成長している磁歪薄膜にＡｒイオン５を照射
した。
【００１１】図３に得られた磁歪薄膜の磁歪特性を示
す。この図は薄膜に平行に印加した磁場Ｈの大きさと磁
歪薄膜の面内の磁歪量Δｌ／ｌとの関係をしめすもので
ある。図４に得られた磁歪薄膜の磁気特性（磁化曲線）
を示す。なお、比較のために、いずれの図においてもＡ
ｒ+ イオンを照射していない場合の特性を併記する。
す。この図は薄膜に平行に印加した磁場Ｈの大きさと磁
歪薄膜の面内の磁歪量Δｌ／ｌとの関係をしめすもので
ある。図４に得られた磁歪薄膜の磁気特性（磁化曲線）
を示す。なお、比較のために、いずれの図においてもＡ
ｒ+ イオンを照射していない場合の特性を併記する。
【００１２】これらの図から以下のようなことが理解さ
れる。（１）図３に示されるように５００Ｏｅ以下の低
磁場においても１０-4以上という大きな磁歪を達成でき
る。（２）図４に示されるように保磁力が非常に小さ
い。（３）磁歪特性、磁気特性ともにヒステリシスが非
常に小さい。
れる。（１）図３に示されるように５００Ｏｅ以下の低
磁場においても１０-4以上という大きな磁歪を達成でき
る。（２）図４に示されるように保磁力が非常に小さ
い。（３）磁歪特性、磁気特性ともにヒステリシスが非
常に小さい。
【００１３】これらの結果からわかるように、本発明の
方法により製造された磁歪薄膜は微小な磁場変化により
大きな変位を生じるため、マイクロマシーンデバイスや
マイクロアクチュエータなどの微小機械に応用して超精
密な駆動や測定を行うのに適している。また、軟磁気特
性にも優れているので、高周波帯域でのＭ−ＳＡＷフィ
ルター素子としての応用にも適している。
方法により製造された磁歪薄膜は微小な磁場変化により
大きな変位を生じるため、マイクロマシーンデバイスや
マイクロアクチュエータなどの微小機械に応用して超精
密な駆動や測定を行うのに適している。また、軟磁気特
性にも優れているので、高周波帯域でのＭ−ＳＡＷフィ
ルター素子としての応用にも適している。
【００１４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の方法を用い
れば、任意の組成を有する磁歪薄膜の磁歪特性を制御で
き、この磁歪薄膜をマイクロマシーンデバイス、マイク
ロアクチュエータ、Ｍ−ＳＡＷフィルター素子として好
適に応用できる。
れば、任意の組成を有する磁歪薄膜の磁歪特性を制御で
き、この磁歪薄膜をマイクロマシーンデバイス、マイク
ロアクチュエータ、Ｍ−ＳＡＷフィルター素子として好
適に応用できる。
【図１】本発明方法の原理を説明する図。
【図２】本発明の実施例において用いられたプラズマフ
ィラメント型イオンビームスパッタリング装置の構成を
示す図。
ィラメント型イオンビームスパッタリング装置の構成を
示す図。
【図３】本発明の実施例において製造された磁歪薄膜の
磁歪特性を示す図。
磁歪特性を示す図。
【図４】本発明の実施例において製造された磁歪薄膜の
磁気特性を示す図。
磁気特性を示す図。
１…イオン源、２…イオンビーム、３…ターゲット、４
…基板、５…イオン、１１…プラズマ発生器、１２…ア
ークチャンバー、１３…カソード、１４…第１アノー
ド、１５…第２アノード、１６…プラズマフィラメン
ト、１７…第３アノード、１８…抽出電極。
…基板、５…イオン、１１…プラズマ発生器、１２…ア
ークチャンバー、１３…カソード、１４…第１アノー
ド、１５…第２アノード、１６…プラズマフィラメン
ト、１７…第３アノード、１８…抽出電極。
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に磁歪材料を気相成長させて磁歪
薄膜を製造するにあたり、基板上の磁歪薄膜に希ガス、
非金属元素または金属元素を照射することにより、その
磁歪特性を制御することを特徴とする磁歪薄膜の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20812895A JP3785582B2 (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 磁歪薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20812895A JP3785582B2 (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 磁歪薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953172A true JPH0953172A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3785582B2 JP3785582B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=16551111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20812895A Expired - Fee Related JP3785582B2 (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 磁歪薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3785582B2 (ja) |
-
1995
- 1995-08-15 JP JP20812895A patent/JP3785582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3785582B2 (ja) | 2006-06-14 |
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