JPH1116727A - 高電気抵抗磁性薄膜 - Google Patents

高電気抵抗磁性薄膜

Info

Publication number
JPH1116727A
JPH1116727A JP18592197A JP18592197A JPH1116727A JP H1116727 A JPH1116727 A JP H1116727A JP 18592197 A JP18592197 A JP 18592197A JP 18592197 A JP18592197 A JP 18592197A JP H1116727 A JPH1116727 A JP H1116727A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
magnetic
phase
nickel ferrite
magnetic thin
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.)
Pending
Application number
JP18592197A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuo Sawazaki
立雄 沢崎
Hiroyasu Fujimori
啓安 藤森
Seiji Mitani
誠司 三谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP18592197A priority Critical patent/JPH1116727A/ja
Publication of JPH1116727A publication Critical patent/JPH1116727A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/14Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
    • H01F41/18Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by cathode sputtering
    • H01F41/183Sputtering targets therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のコア材料と同等の飽和磁束密度を有
し、かつ高い電気抵抗を合わせ持つ磁性薄膜の提供。 【解決手段】 強磁性を有する鉄と磁性を有するニッケ
ルフェライトからなり、強磁性相中に磁性相または磁性
相中に強磁性相の分散あるいは強磁性相と磁性相が多層
に積層された構成からなる磁性薄膜をスパッタ法にて作
製し、磁性薄膜中のニッケルフェライトの体積比を調整
することで、従来のコア材料と同等の飽和磁束密度を有
し、かつ高い電気抵抗を合わせ持つ磁性薄膜を容易に提
供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高周波磁気素子に好
適な高電気抵抗磁性薄膜に係り、強磁性材料である鉄相
中に磁性を有するニッケルフェライト相を分散、または
ニッケルフェライト相中に鉄相を分散させるか、あるい
は両相を多層に積層して薄膜化し、高電気抵抗でかつ高
飽和磁束密度を有する磁性薄膜に関する。
【0002】
【従来の技術】これまでにFe‐Ni系合金薄膜やCo
基アモルファス合金薄膜などが、数十MHzで駆動する
薄膜インダクタ、薄膜トランス、薄膜磁気ヘッドなどの
磁気素子の磁気コアに用いられているが、さらに飽和磁
束密度の高い磁気コアを得るために高飽和磁束密度を有
するFe基合金をベースとした改良が行われている。
【0003】例えば、特開平3‐112104号におい
ては、Fe基合金を微細結晶化することにより、あるい
は特開平3‐120339号においては、Fe基合金を
窒素雰囲気中でスパッタすることにより、合金薄膜を得
る発明が開示されているが、いずれの材料も高周波域に
おける渦電流損失を低減するのに十分な電気抵抗を有し
ていない問題がる。
【0004】今後、実用化が期待されている100MH
zを越える高周波で駆動する磁気素子においては、渦電
流損失を低減するために高い電気抵抗を持つ磁性薄膜を
磁気コア材として用いる必要がある。
【0005】100MHzを越える高周波における渦電
流損失の観点から改良を加えた材料として強磁性層に窒
化物、酸化物、フッ化物を分散させた薄膜材料が提案さ
れている。例えば、日本応用磁気学会(vol.18,
No.2,1994)の303〜308頁にはCo基合
金に窒化物を分散させたCo−Al‐N系薄膜が報告さ
れている。
【0006】また、特開平7‐86036号には酸化物
あるいはフッ化物とbcc‐Feが複合分散膜をなすこ
とにより、電気抵抗、飽和磁束密度が共に高い薄膜が得
られることが開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の2つの
技術では、電気抵抗の高い窒化物、酸化物、フッ化物を
使用し、強磁性相中に分散させるために薄膜中の電気抵
抗は高くなるものの、当該磁性材料の飽和磁束密度を著
しく減少させてしまう欠点を有する。
【0008】この発明は、従来の技術では磁性材料にお
ける高電気抵抗と高飽和磁束密度の両立が困難であるこ
とを鑑み、従来のコア材料と同等の飽和磁束密度を有
し、かつ高い電気抵抗を合わせ持つ高電気抵抗磁性薄膜
の提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】発明者らは、電気抵抗を
高くするために電気抵抗の高い酸化物、窒化物、炭化物
等の絶縁物と強磁性金属からなる磁性材料において、飽
和磁束密度が低くなる問題の解消について種々検討した
結果、上記の絶縁物は非磁性であるため磁性材料の飽和
磁束密度を著しく減少させるが、上記の非磁性絶縁物の
替わりにニッケルフェライトを用いると、ニッケルフェ
ライトは磁性を有するために飽和磁束密度の著しい現象
が抑制され、さらには高電気抵抗を有するため、高飽和
磁束密度および高電気抵抗を合わせ持つ磁性薄膜が得ら
れることを知見し、特に、ニッケルフェライトは鉄中に
分散しやすく、比較的容易に上記薄膜が作成可能である
ことを知見し、この発明を完成した。
【0010】すなわち、この発明は、鉄とニッケルフェ
ライトからなり、強磁性相中に磁性相が分散、または磁
性相中に強磁性相が分散しているか、あるいは強磁性相
と磁性相が多層に積層された構成からなり、磁性相であ
るニッケルフェライトの体積比が、分散型であると10
〜80%、多層型であると9〜80%であることを特徴
とする高電気抵抗磁性薄膜である。
【0011】
【発明の実施の形態】この発明による磁性薄膜は、鉄と
ニッケルフェライトからなることを特徴とする。ニッケ
ルフェライトは磁性を有し、電気抵抗が高いため磁性薄
膜の電気抵抗を高くする効果を有し、非磁性絶縁物に比
べて飽和磁束密度の減少の割合が小さいという利点を有
する。特に、ニッケルフェライトを用いたこの発明によ
る磁性薄膜では、強磁性相、磁性相が各々存在している
ことが重要であり、いわゆる分散型膜でも多層膜でもよ
い。
【0012】この発明の高電気抵抗磁性薄膜は、公知の
RFスパッタ法によりスパッタリングにて成膜するが、
例えば、実施例に示すごとく、鉄チップとニッケルフェ
ライト粉末を所要配置した複合ターゲットを用いてスパ
ッタリングし、強磁性相中に磁性相が分散した構成の磁
性薄膜を成膜するか、または、鉄チップとニッケルフェ
ライト粉末の2種のターゲットを用いて交互にスパッタ
リングし、強磁性相と磁性相が多層に積層された構成か
らなる高電気抵抗磁性薄膜を成膜することができる。
【0013】上述のスパッタ法において、鉄とニッケル
フェライトの成膜レートは異なるため、上記の複合ター
ゲットにおけるニッケルフェライト粉末上の鉄チップが
占める割合が単純に体積比とはならず、予めニッケルフ
ェライト粉末ターゲットと鉄ターゲットの成膜レートを
測定し、そのレート比とニッケルフェライト粉末ターゲ
ット上の鉄チップの面積比とから体積比を見積もること
により、鉄とニッケルフェライト量を任意の体積比率に
設定することができる。又、鉄とニッケルフェライトを
多層に成膜する場合も、成膜レートあるいは成膜厚みよ
り鉄とニッケルフェライト量を任意の体積比率に設定す
ることができる。
【0014】この発明において、鉄相中にニッケルフェ
ライト相を配すると電気抵抗率は高くなるが、飽和磁束
密度は減少する。分散型膜、多層膜とともにニッケルフ
ェライトの体積比が80%を越えると、マグネタイトの
飽和磁束密度(6000gauss)より低くなり好ま
しくなく、またニッケルフェライトの体積比が分散型膜
の場合では10%未満、多層膜の場合では9%未満では
パーマロイの電気抵抗率(25μΩcm)より低くなる
ため、ニッケルフェライトの体積比は分散型膜で10%
〜80%、多層膜で9%〜80%とする。さらに好まし
くは、マグネタイトの飽和磁束密度、パーマロイの電気
抵抗率の2倍以上の値を持つ範囲、つまり分散型膜で4
0%〜60%の範囲、多層膜で15〜40%である。
【0015】
【実施例】
実施例1 鉄−ニッケルフェライト薄膜をニッケルフェライト粉末
と鉄チップを用いてRFスパッタ装置にて作製した。こ
の際、使用したターゲットは、図1に示すごとく、銅製
の皿1にニッケルフェライト粉末2を敷き詰め、その上
に10mm角の鉄チップ3を載せて複合ターゲット化し
たものである。なお、スパッタ条件は、1.5×10-6
Torr以下まで真空引きした後にチャンバー内にスパ
ッタガスとしてArを10mTorr導入し、投入電力
400Wでスパッタした。
【0016】予めニッケルフェライト粉末ターゲットと
鉄ターゲットの成膜レートを測定し、そのレート比とニ
ッケルフェライト粉末ターゲット上の鉄チップの面積比
とから体積比を見積り、鉄とニッケルフェライトの堆積
比を鉄チップの枚数を変化させることで調整し、表1に
示すごとく、ニッケルフェライトの体積%を種々変化さ
せて20mm角のガラス基板上にそれぞれ膜厚約2μm
の磁性膜を成膜した。
【0017】上記の方法で得られた磁性膜のX線回折パ
ターンの一例を図2に示す。図2ではニッケルフェライ
トと鉄のピークが現れており、実際にニッケルフェライ
トと鉄からなる磁性膜が得られていることが確認でき
る。
【0018】以上の方法で得られた試料は、20×5m
mの短冊状に切断し、飽和磁束密度を振動試料型振動計
で見積もるのと同時に、電気抵抗率を4端子直流法を用
い測定した。その測定結果を表1に示す。ニッケルフェ
ライトの体積比が10%以上、80%以下のとき、すな
わち、試料No.3〜13がこの発明による磁性薄膜で
あり、いずれもマグネタイトの飽和磁束密度(6000
gauss)より高く、パーマロイの電気抵抗率(25
μΩcm)より高くなり、高い電気抵抗率と飽和磁束密
度を有していることが分かる。
【0019】実施例2 鉄−ニッケルフェライト薄膜をニッケルフェライト粉末
と鉄の2つのターゲットを用いてRFスパッタ装置にて
作製した。ニッケルフェライト粉末ターゲットと純鉄
(99.9%)ターゲットを交互にスパッタしてガラス
基板上に膜厚約3000Åの鉄とニッケルフェライトの
多層膜を作製した。スパッタ条件並びに使用したガラス
基板は実施例1と同様であった。
【0020】ニッケルフェライトの体積%を種々変化さ
せて20mm角のガラス基板上に成膜した試料は、実施
例1と同様方法で各ニッケルフェライト濃度の飽和磁束
密度および電気抵抗率を測定し、その結果を表2に示
す。ここでの体積比は鉄とニッケルフェライトの総膜厚
比から見積もったものである。すなわち、試料No.2
1〜33がニッケルフェライトの体積比が9%〜80%
のこの発明による磁性薄膜であり、いずれも高い電気抵
抗率と飽和磁束密度を有していることが分かる。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】この発明は、強磁性相中に磁性相または
磁性相が分散あるいは強磁性相と磁性相が多層に積層さ
れた構成からなる磁性薄膜を作製し、磁性薄膜中のニッ
ケルフェライトの体積比を考慮に入れることにより、従
来の強磁性材料と同等の飽和磁束密度を有し、かつ高い
電気抵抗を合わせ持つ磁性薄膜を容易に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に使用した複合ターゲットの構成を示
す模式図である。
【図2】実施例1における磁性薄膜のX線回折パターン
例を示すグラフである。
【符号の説明】
1 皿 2 ニッケルフェライト粉末 3 鉄チップ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄相中にニッケルフェライト相が分散し
    ており、ニッケルフェライトの体積比が10%〜80%
    である高電気抵抗磁性薄膜。
  2. 【請求項2】 ニッケルフェライト相中に鉄相が分散し
    ており、ニッケルフェライトの体積比が10%〜80%
    である高電気抵抗磁性薄膜。
  3. 【請求項3】 鉄相とニッケルフェライト相が多層に積
    層されており、ニッケルフェライトの体積比が9〜80
    %である高電気抵抗磁性薄膜。
JP18592197A 1997-06-25 1997-06-25 高電気抵抗磁性薄膜 Pending JPH1116727A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18592197A JPH1116727A (ja) 1997-06-25 1997-06-25 高電気抵抗磁性薄膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18592197A JPH1116727A (ja) 1997-06-25 1997-06-25 高電気抵抗磁性薄膜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1116727A true JPH1116727A (ja) 1999-01-22

Family

ID=16179215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18592197A Pending JPH1116727A (ja) 1997-06-25 1997-06-25 高電気抵抗磁性薄膜

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1116727A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6818821B2 (en) 2002-02-15 2004-11-16 Hitachi, Ltd. Electromagnetic wave absorption material and an associated device
JP2006238604A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Hitachi Ltd 永久磁石式回転機

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6818821B2 (en) 2002-02-15 2004-11-16 Hitachi, Ltd. Electromagnetic wave absorption material and an associated device
US7239261B2 (en) 2002-02-15 2007-07-03 Hitachi Ltd. Electromagnetic wave absorption material and an associated device
JP2006238604A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Hitachi Ltd 永久磁石式回転機
JP4591112B2 (ja) * 2005-02-25 2010-12-01 株式会社日立製作所 永久磁石式回転機
US8358040B2 (en) 2005-02-25 2013-01-22 Hitachi, Ltd. Permanent magnet type electric rotating machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5896078A (en) Soft magnetic alloy thin film and plane-type magnetic device
JP3291099B2 (ja) 軟磁性合金および平面型磁気素子
JP2004006619A (ja) 高周波用磁性薄膜、複合磁性薄膜およびそれを用いた磁気素子
JP2011139075A (ja) 高性能バルク金属磁気構成部品
JPH11340037A (ja) 軟磁性膜、軟磁性多層膜、およびそれらの製造方法並びにそれらを用いた磁性体素子
US6239594B1 (en) Mageto-impedance effect element
JPS63119209A (ja) 軟磁性薄膜
JPH11340036A (ja) 軟磁性膜とこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド、平面型磁気素子、及びフィルタ
EP1585149A1 (en) Magnetic thin film or composite magnetic thin film for high frequency and magnetic device including the same
JP3936137B2 (ja) 磁気インピーダンス効果素子
JP2000054083A (ja) 軟磁性多層膜とこの軟磁性多層膜を用いた平面型磁気素子、フィルタ、及び薄膜磁気ヘッド、ならびに前記軟磁性多層膜の製造方法
JPH1116727A (ja) 高電気抵抗磁性薄膜
JP2004235355A (ja) 軟磁性部材およびそれを用いた磁気素子
JPWO2005027154A1 (ja) 高周波用磁性薄膜、その作製方法および磁気素子
US20070202359A1 (en) Magnetic Thin Film For High Frequency, and Method of Manufacturing Same, and Magnetic Device
JPH10270246A (ja) 磁性薄膜
JP2001217125A (ja) 軟磁性膜及び前記軟磁性膜を用いた平面型磁気素子、フィルタ、及び薄膜磁気ヘッド
JP3956061B2 (ja) 一軸磁気異方性膜
JPH10289821A (ja) 高周波帯域用磁気デバイス
JP2696989B2 (ja) 多層磁性膜
JP3602988B2 (ja) 磁気インピーダンス効果素子
JPH06200364A (ja) 磁性多層膜および磁気抵抗効果素子
JP4308963B2 (ja) 磁気素子
JP2950921B2 (ja) 軟磁性薄膜
JPH09256117A (ja) Fe基軟磁性合金およびそれを用いた薄型磁気素子