JPH11288812A - 高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石及びその製造方法 - Google Patents
高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石及びその製造方法Info
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- JPH11288812A JPH11288812A JP10107100A JP10710098A JPH11288812A JP H11288812 A JPH11288812 A JP H11288812A JP 10107100 A JP10107100 A JP 10107100A JP 10710098 A JP10710098 A JP 10710098A JP H11288812 A JPH11288812 A JP H11288812A
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- H01F41/00—Apparatus 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
- H01F41/02—Apparatus 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 manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0253—Apparatus 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 manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
- H01F41/026—Apparatus 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 manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets protecting methods against environmental influences, e.g. oxygen, by surface treatment
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スパッタリングによる成膜方法において、保
磁力を著しく向上させることが可能な高保磁力Ｒ−Ｆｅ
−Ｂ系薄膜磁石並びにその製造方法の提供。 【解決手段】 基板を加熱せずにスパッタリングを行
い、基板上にＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金薄膜を形成させた後に
所要の結晶化熱処理するか、あるいはＲ−Ｆｅ−Ｂ系合
金薄膜上にさらに保護膜を成膜形成後に所要の結晶化熱
処理することにより、薄膜を酸化させることがないた
め、１５ｋＯｅ以上、好ましい条件では２５ｋＯｅ以上
の保磁力を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石が得られる。
磁力を著しく向上させることが可能な高保磁力Ｒ−Ｆｅ
−Ｂ系薄膜磁石並びにその製造方法の提供。 【解決手段】 基板を加熱せずにスパッタリングを行
い、基板上にＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金薄膜を形成させた後に
所要の結晶化熱処理するか、あるいはＲ−Ｆｅ−Ｂ系合
金薄膜上にさらに保護膜を成膜形成後に所要の結晶化熱
処理することにより、薄膜を酸化させることがないた
め、１５ｋＯｅ以上、好ましい条件では２５ｋＯｅ以上
の保磁力を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロモー
タ、マイクロアクチュエータ、マイクロ磁気センサなど
に用いられる薄膜磁石、特に、高保磁力を有するＲ−Ｆ
ｅ−Ｂ系薄膜磁石に係り、スパッタリングにより基板上
にＲ−Ｆｅ−Ｂ系（Ｒは希土類元素の少なくとも１種）
合金膜を成膜する際に、基板を加熱することなく成膜
し、さらに保護膜を設けることにより、高保磁力を得た
高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石とその製造方法に関す
る。
タ、マイクロアクチュエータ、マイクロ磁気センサなど
に用いられる薄膜磁石、特に、高保磁力を有するＲ−Ｆ
ｅ−Ｂ系薄膜磁石に係り、スパッタリングにより基板上
にＲ−Ｆｅ−Ｂ系（Ｒは希土類元素の少なくとも１種）
合金膜を成膜する際に、基板を加熱することなく成膜
し、さらに保護膜を設けることにより、高保磁力を得た
高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石とその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型・高性能化に伴
い、モータやアクチュエータなどに使用される磁石の薄
型化が要求されている。
い、モータやアクチュエータなどに使用される磁石の薄
型化が要求されている。
【０００３】現在、それら用途にはＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久
磁石が多用されている。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は、その優
れた磁気特性から、薄型化には最適な材料ではあるが、
焼結磁石、ボンド磁石共に数百μｍ程度の厚みが限界で
ある。
磁石が多用されている。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は、その優
れた磁気特性から、薄型化には最適な材料ではあるが、
焼結磁石、ボンド磁石共に数百μｍ程度の厚みが限界で
ある。
【０００４】そこで、最近、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の薄膜
化の研究がなされおり、例えば、Ｃａｄｉｅｕらは、１
９８７年に、ＲＦスパッタ法により、保磁力が８〜１４
ｋＯｅの薄膜を得たことを報告している（Ｖａｃ．Ｓｃ
ｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ａ６，１６８８（１９８
８））。
化の研究がなされおり、例えば、Ｃａｄｉｅｕらは、１
９８７年に、ＲＦスパッタ法により、保磁力が８〜１４
ｋＯｅの薄膜を得たことを報告している（Ｖａｃ．Ｓｃ
ｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ａ６，１６８８（１９８
８））。
【０００５】また、山崎らは、１９９０年に、ＤＣマグ
ネトロンスパッタ法により、保磁力が３〜７ｋＯｅの薄
膜を得たことを報告している。さらに、１９９１年に
は、山下らが、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によ
り、Ｎｄ13■17Ｆｅ65.5■77Ｂ10■17.5組成で、最高値
で、保磁力７ｋＯｅ、残留磁化９．６ｋＧの薄膜を得て
いる（日本応用磁気学会誌 １５，２４１−２４４（１
９９１））。
ネトロンスパッタ法により、保磁力が３〜７ｋＯｅの薄
膜を得たことを報告している。さらに、１９９１年に
は、山下らが、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によ
り、Ｎｄ13■17Ｆｅ65.5■77Ｂ10■17.5組成で、最高値
で、保磁力７ｋＯｅ、残留磁化９．６ｋＧの薄膜を得て
いる（日本応用磁気学会誌 １５，２４１−２４４（１
９９１））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法
は、いずれも基板を加熱するため、基板が変質したり変
形するなどの問題、また、基板の温度管理や配線など装
置の構造が複雑になるという問題、さらに熱処理におけ
る基板の均熱性が悪いという問題などがある。
は、いずれも基板を加熱するため、基板が変質したり変
形するなどの問題、また、基板の温度管理や配線など装
置の構造が複雑になるという問題、さらに熱処理におけ
る基板の均熱性が悪いという問題などがある。
【０００７】また、得られた薄膜の保磁力がいまだ実用
的ではない。現在分かっているものの中での最高が１４
ｋＯｅである。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石を実用化する際
は、磁石動作点が極度に低いため、耐熱性などを考慮す
ると、保磁力は１４ｋＯｅでは足りず、より高いことが
望ましい。
的ではない。現在分かっているものの中での最高が１４
ｋＯｅである。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石を実用化する際
は、磁石動作点が極度に低いため、耐熱性などを考慮す
ると、保磁力は１４ｋＯｅでは足りず、より高いことが
望ましい。
【０００８】この発明は、実用化可能な高保磁力を有し
たＲ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石の提供を目的とし、スパッタ
リングによる成膜方法において、保磁力を著しく向上さ
せることが可能な高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石並び
にその製造方法の提供を目的とする。
たＲ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石の提供を目的とし、スパッタ
リングによる成膜方法において、保磁力を著しく向上さ
せることが可能な高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石並び
にその製造方法の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記の目的
を達成するためスパッタリング方法、特に成膜するＲ−
Ｆｅ−Ｂ系合金薄膜を酸化させない方法について鋭意研
究の結果、基板を加熱せずにスパッタリングを行い、基
板上にＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金薄膜を形成させた後に、所要
の結晶化熱処理、すなわちスパッタリング後のアモルフ
ァス薄膜から、単磁区粒子を析出させることができる最
適な熱処理条件で熱処理することにより、基板の変質や
変形がなく、かつ高い保磁力を有する薄膜磁石が得られ
ることを知見した。
を達成するためスパッタリング方法、特に成膜するＲ−
Ｆｅ−Ｂ系合金薄膜を酸化させない方法について鋭意研
究の結果、基板を加熱せずにスパッタリングを行い、基
板上にＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金薄膜を形成させた後に、所要
の結晶化熱処理、すなわちスパッタリング後のアモルフ
ァス薄膜から、単磁区粒子を析出させることができる最
適な熱処理条件で熱処理することにより、基板の変質や
変形がなく、かつ高い保磁力を有する薄膜磁石が得られ
ることを知見した。
【００１０】さらに、発明者らは、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜
成膜後の熱処理時の酸化を防止するために、Ｒ−Ｆｅ−
Ｂ系合金薄膜上にさらに保護膜を成膜形成することによ
り、保磁力の低下防止が可能であることを知見し、この
発明を完成した。
成膜後の熱処理時の酸化を防止するために、Ｒ−Ｆｅ−
Ｂ系合金薄膜上にさらに保護膜を成膜形成することによ
り、保磁力の低下防止が可能であることを知見し、この
発明を完成した。
【００１１】すなわち、この発明は、基板上に、基板を
加熱することなくスパッタリングにて成膜されかつ成膜
後に熱処理されたＲ−Ｆｅ−Ｂ系（Ｒは希土類元素の少
なくとも１種）合金膜を有する、あるいはさらに該合金
膜上に保護膜を有することを特徴とする高保磁力Ｒ−Ｆ
ｅ−Ｂ系薄膜磁石である。
加熱することなくスパッタリングにて成膜されかつ成膜
後に熱処理されたＲ−Ｆｅ−Ｂ系（Ｒは希土類元素の少
なくとも１種）合金膜を有する、あるいはさらに該合金
膜上に保護膜を有することを特徴とする高保磁力Ｒ−Ｆ
ｅ−Ｂ系薄膜磁石である。
【００１２】また、この発明は、基板を加熱することな
くスパッタリングを行い、基板上にＲ−Ｆｅ−Ｂ系（Ｒ
は希土類元素の少なくとも１種）合金を成膜した後、あ
るいはさらに合金膜上に保護膜を成膜した後、熱処理す
ることを特徴とする高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石の
製造方法である。
くスパッタリングを行い、基板上にＲ−Ｆｅ−Ｂ系（Ｒ
は希土類元素の少なくとも１種）合金を成膜した後、あ
るいはさらに合金膜上に保護膜を成膜した後、熱処理す
ることを特徴とする高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石の
製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】この発明において、スパッタリン
グには、通常用いられるＤＣマグネトロンスパッタリン
グ装置、ＲＦスパッタリング装置等、公知のいずれの装
置も使用できる。但し、この発明においては、基板の加
熱を必要としないため、基板加熱装置などは必要としな
い。
グには、通常用いられるＤＣマグネトロンスパッタリン
グ装置、ＲＦスパッタリング装置等、公知のいずれの装
置も使用できる。但し、この発明においては、基板の加
熱を必要としないため、基板加熱装置などは必要としな
い。
【００１４】この発明において、スパッタリング用ター
ゲット材としては、後述する実施例に示す如く、予めＲ
とＦｅとＢを溶解し合金化したもの、あるいは個々の金
属を配置したもの、例えば、Ｆｅ板上にＮｄ及びＢのチ
ップを配置したものなどを用いることができる。
ゲット材としては、後述する実施例に示す如く、予めＲ
とＦｅとＢを溶解し合金化したもの、あるいは個々の金
属を配置したもの、例えば、Ｆｅ板上にＮｄ及びＢのチ
ップを配置したものなどを用いることができる。
【００１５】Ｒ、Ｆｅ、Ｂとからなる個々の金属を配置
してターゲットとする場合、得ようとする薄膜磁石の原
子比に相当するように、ターゲットにおける個々の金属
が占める面積を決定すればよい。例えば、Ｎｄ30Ｆｅ54
Ｂ16なる組成であれば、ターゲット全体の面積に対し
て、Ｎｄが３０％、Ｆｅが５４％、Ｂが１６％の面積を
占めるように各金属を配置する。
してターゲットとする場合、得ようとする薄膜磁石の原
子比に相当するように、ターゲットにおける個々の金属
が占める面積を決定すればよい。例えば、Ｎｄ30Ｆｅ54
Ｂ16なる組成であれば、ターゲット全体の面積に対し
て、Ｎｄが３０％、Ｆｅが５４％、Ｂが１６％の面積を
占めるように各金属を配置する。
【００１６】また、ターゲットの組成並びに薄膜磁石の
組成としては、公知のＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金組成のいずれ
をも採用できる。高保磁力を目的とするには、Ｒを２０
ａｔ％〜３０ａｔ％、Ｂを１０ａｔ％〜１６ａｔ％を含
有するもの好ましく、Ｒが２０ａｔ％未満及びＢが１０
ａｔ％未満では保磁力が向上せず、Ｒが３０ａｔ％、Ｂ
が１６ａｔ％を超えると残留磁化が低下するため好まし
くない。
組成としては、公知のＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金組成のいずれ
をも採用できる。高保磁力を目的とするには、Ｒを２０
ａｔ％〜３０ａｔ％、Ｂを１０ａｔ％〜１６ａｔ％を含
有するもの好ましく、Ｒが２０ａｔ％未満及びＢが１０
ａｔ％未満では保磁力が向上せず、Ｒが３０ａｔ％、Ｂ
が１６ａｔ％を超えると残留磁化が低下するため好まし
くない。
【００１７】この発明において、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金薄
膜を成膜する基板としては、磁石の用途に適した公知の
いずれの基板も採用できる。特に該合金の酸化防止を目
的に基板の一部あるいは全部にＭｏを用いることによ
り、基板からの酸素の放出が防止でき、薄膜の酸化を抑
制して、保磁力の低下を防ぐことができる。
膜を成膜する基板としては、磁石の用途に適した公知の
いずれの基板も採用できる。特に該合金の酸化防止を目
的に基板の一部あるいは全部にＭｏを用いることによ
り、基板からの酸素の放出が防止でき、薄膜の酸化を抑
制して、保磁力の低下を防ぐことができる。
【００１８】具体的な基板としては、Ｍｏ板、Ｍｏ基合
金板、各種ガラスや金属表面にＭｏあるいはＭｏ基合金
を成膜した基板などを挙げることができる。また、基板
の厚みは１ｍｍ以下であることが望ましい。
金板、各種ガラスや金属表面にＭｏあるいはＭｏ基合金
を成膜した基板などを挙げることができる。また、基板
の厚みは１ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１９】この発明の特徴の一つとして、Ｒ−Ｆｅ−
Ｂ系合金薄膜の酸化防止を目的にスパッタリングにより
基板上に成膜したＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金薄膜上に、実施例
に示すごとく、Ｔｉ膜等の保護膜を形成する。
Ｂ系合金薄膜の酸化防止を目的にスパッタリングにより
基板上に成膜したＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金薄膜上に、実施例
に示すごとく、Ｔｉ膜等の保護膜を形成する。
【００２０】すなわち、スパッタリング後のＲ−Ｆｅ−
Ｂ系合金薄膜はアモルファス状態であるため、熱処理に
よって結晶化するが、その結晶化熱処理の際に、熱処理
雰囲気中の酸素と薄膜中のＲ成分などが反応し、薄膜が
酸化する恐れがある。そのため、保護膜を設けることに
より、薄膜の酸化を防止し、保磁力の低下防止を図るこ
とができる。
Ｂ系合金薄膜はアモルファス状態であるため、熱処理に
よって結晶化するが、その結晶化熱処理の際に、熱処理
雰囲気中の酸素と薄膜中のＲ成分などが反応し、薄膜が
酸化する恐れがある。そのため、保護膜を設けることに
より、薄膜の酸化を防止し、保磁力の低下防止を図るこ
とができる。
【００２１】保護膜として、例えば実施例に示すＴｉ膜
は、スパッタリング法や蒸着法などの気相成膜法により
形成することができ、厚みは、数１０Å〜数１００Å、
好ましくは１００〜１０００Åである。
は、スパッタリング法や蒸着法などの気相成膜法により
形成することができ、厚みは、数１０Å〜数１００Å、
好ましくは１００〜１０００Åである。
【００２２】この発明の製造方法は、酸化抑制のため、
スパッタリング中に基板を加熱しないことが特徴であ
る。先に延べたように、これまで提案されている薄膜磁
石は、全て基板を加熱しながらスパッタリングを行なっ
ている。これは、薄膜の成膜と結晶化を同時行なうもの
であって、薄膜磁石を得るには簡便な方法ではあるが、
基板が変質したり変形するなどの問題があり、また、基
板の温度管理や配線など、装置の構造が複雑になるとい
う問題もある。さらに、熱処理における基板の均熱性が
悪いという問題もある。
スパッタリング中に基板を加熱しないことが特徴であ
る。先に延べたように、これまで提案されている薄膜磁
石は、全て基板を加熱しながらスパッタリングを行なっ
ている。これは、薄膜の成膜と結晶化を同時行なうもの
であって、薄膜磁石を得るには簡便な方法ではあるが、
基板が変質したり変形するなどの問題があり、また、基
板の温度管理や配線など、装置の構造が複雑になるとい
う問題もある。さらに、熱処理における基板の均熱性が
悪いという問題もある。
【００２３】そこで、この発明においては、スパッタリ
ングの際は基板を加熱せず、薄膜の成膜が終了した後、
改めて熱処理を行ない、薄膜を結晶化させる。すなわ
ち、スパッタリング後の薄膜はアモルファス状態である
ため、結晶化の熱処理を施す必要があり、アモルファス
相からＲ2Ｆｅ14Ｂ強磁性相を単磁区粒子として析出さ
せることにより、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の特徴である高磁
気特性を発現させることができる。
ングの際は基板を加熱せず、薄膜の成膜が終了した後、
改めて熱処理を行ない、薄膜を結晶化させる。すなわ
ち、スパッタリング後の薄膜はアモルファス状態である
ため、結晶化の熱処理を施す必要があり、アモルファス
相からＲ2Ｆｅ14Ｂ強磁性相を単磁区粒子として析出さ
せることにより、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の特徴である高磁
気特性を発現させることができる。
【００２４】従って、この発明においては、熱処理条件
は組成等に応じた公知の再結晶化のための熱処理条件が
採用可能であるが、実施例に示すごとく、酸化抑制のた
め、真空中雰囲気で、温度６００℃〜６５０℃、時間３
０分〜６０分で行なうことが好ましい。
は組成等に応じた公知の再結晶化のための熱処理条件が
採用可能であるが、実施例に示すごとく、酸化抑制のた
め、真空中雰囲気で、温度６００℃〜６５０℃、時間３
０分〜６０分で行なうことが好ましい。
【００２５】熱処理雰囲気は、不活性ガス中でも特に問
題はないが、酸素を極力少なくするために、一旦真空状
態にした後、Ａｒ置換する手法をとることが望ましい。
また、熱処理温度は、６００℃未満では結晶化が十分で
なく、また６５０℃を超えると粒成長を起こし保磁力が
低下するためこのましくない。熱処理時間は、処理する
炉の種類や形態、被熱処理物の量などによって左右され
るが、通常３０分〜６０分程度であればほとんど結晶化
することができる。
題はないが、酸素を極力少なくするために、一旦真空状
態にした後、Ａｒ置換する手法をとることが望ましい。
また、熱処理温度は、６００℃未満では結晶化が十分で
なく、また６５０℃を超えると粒成長を起こし保磁力が
低下するためこのましくない。熱処理時間は、処理する
炉の種類や形態、被熱処理物の量などによって左右され
るが、通常３０分〜６０分程度であればほとんど結晶化
することができる。
【００２６】上述したこの発明による製造方法、材料な
どを用いることにより、従来では得ることができなかっ
た、高保磁力を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石を得るこ
とが可能となる。具体的には、１５ｋＯｅ以上、好まし
い条件では２５ｋＯｅ以上の保磁力を有するＲ−Ｆｅ−
Ｂ系薄膜磁石が得られる。
どを用いることにより、従来では得ることができなかっ
た、高保磁力を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石を得るこ
とが可能となる。具体的には、１５ｋＯｅ以上、好まし
い条件では２５ｋＯｅ以上の保磁力を有するＲ−Ｆｅ−
Ｂ系薄膜磁石が得られる。
【００２７】
【実施例】実施例１ 被成膜基板にＭｏ板を用いて、Ｆｅ板上にＮｄ及びＢの
チップを配置したものをターゲットとし、到達真空度２
×１０-6Ｔｏｒｒ、Ａｒガス圧５×１０-3Ｔｏｒｒ、高
周波電力３５０Ｗの条件で、基板への加熱を行わずにＲ
Ｆスパッタリングを行い、厚み約１μｍ、組成がＮｄ30
Ｆｅ54Ｂ16（ａｔ％）からなる薄膜磁石を得た。
チップを配置したものをターゲットとし、到達真空度２
×１０-6Ｔｏｒｒ、Ａｒガス圧５×１０-3Ｔｏｒｒ、高
周波電力３５０Ｗの条件で、基板への加熱を行わずにＲ
Ｆスパッタリングを行い、厚み約１μｍ、組成がＮｄ30
Ｆｅ54Ｂ16（ａｔ％）からなる薄膜磁石を得た。
【００２８】次に、該薄膜磁石上に、３００Å厚みのＴ
ｉ薄膜をスパッタリングにて成膜した後、真空中で６５
０℃、３０分間の熱処理を施した。
ｉ薄膜をスパッタリングにて成膜した後、真空中で６５
０℃、３０分間の熱処理を施した。
【００２９】得られた薄膜磁石のＸ線回折結果を図１に
示す。強磁性相のＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相の回折ピークが顕著
に現れ、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石が形成されていること
が分かる。Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相以外の相も認められたが、
物質の同定はできなかった。
示す。強磁性相のＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相の回折ピークが顕著
に現れ、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石が形成されていること
が分かる。Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相以外の相も認められたが、
物質の同定はできなかった。
【００３０】また、図２に磁気特性の測定結果を図２に
示す。図２はＢＨカーブであり、縦軸は残留磁化を、横
軸は保磁力を示している。測定試料は、パルス法で面内
方向に６５ｋＯｅ印加して着磁し、振動試料型磁力計を
用いて測定した。
示す。図２はＢＨカーブであり、縦軸は残留磁化を、横
軸は保磁力を示している。測定試料は、パルス法で面内
方向に６５ｋＯｅ印加して着磁し、振動試料型磁力計を
用いて測定した。
【００３１】図２に示す如く、最大磁場を１６ｋＯｅま
で印加して測定したが、磁化は０にならなかった。すな
わち、この発明による薄膜磁石は、１６ｋＯｅ以上の高
保磁力を有しており、これは、バルク（焼結磁石、ボン
ド磁石等）のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石と同等であって、薄膜
磁石としてはこれまで得られなかった値である。
で印加して測定したが、磁化は０にならなかった。すな
わち、この発明による薄膜磁石は、１６ｋＯｅ以上の高
保磁力を有しており、これは、バルク（焼結磁石、ボン
ド磁石等）のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石と同等であって、薄膜
磁石としてはこれまで得られなかった値である。
【００３２】一方、この発明によるＲ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜
磁石は、飽和磁化は３５００Ｇ、残留磁化は３１００Ｇ
であり、バルクの特性（１４０００Ｇ）には及ばなかっ
たが、スパッタリング条件などの変更によって、前記の
未確認相の体積比を低減することにより、向上が見込め
る。
磁石は、飽和磁化は３５００Ｇ、残留磁化は３１００Ｇ
であり、バルクの特性（１４０００Ｇ）には及ばなかっ
たが、スパッタリング条件などの変更によって、前記の
未確認相の体積比を低減することにより、向上が見込め
る。
【００３３】実施例２ 被成膜基板に、石英ガラス上にＭｏを蒸着したものを用
いて、予め溶製した、組成がＮｄ30Ｆｅ54Ｂ16（ａｔ
％）からなる合金をターゲット材とし、実施例１と同じ
条件でＲＦスパッタリングを行った。得られた薄膜磁石
の厚みは約３μｍであった。
いて、予め溶製した、組成がＮｄ30Ｆｅ54Ｂ16（ａｔ
％）からなる合金をターゲット材とし、実施例１と同じ
条件でＲＦスパッタリングを行った。得られた薄膜磁石
の厚みは約３μｍであった。
【００３４】次いで、該薄膜磁石上に５００Å厚みのＴ
ｉ膜をスパッタリングにて成膜した後、真空中６００℃
で６０分間熱処理した。得られた薄膜磁石を実施例１と
同様に着磁した後、振動試料型磁力計を用いて測定した
結果、保磁力は２５ｋＯｅであった。
ｉ膜をスパッタリングにて成膜した後、真空中６００℃
で６０分間熱処理した。得られた薄膜磁石を実施例１と
同様に着磁した後、振動試料型磁力計を用いて測定した
結果、保磁力は２５ｋＯｅであった。
【００３５】実施例３ 被成膜基板に基板にＭｏ板を用いて、予め溶製した、組
成がＮｄ20Ｆｅ70Ｂ19（ａｔ％）からなる合金をターゲ
ット材とし、実施例１と同じ条件でＲＦスパッタリング
を行った。得られた薄膜磁石の厚みは約１μｍであっ
た。
成がＮｄ20Ｆｅ70Ｂ19（ａｔ％）からなる合金をターゲ
ット材とし、実施例１と同じ条件でＲＦスパッタリング
を行った。得られた薄膜磁石の厚みは約１μｍであっ
た。
【００３６】次いで、該薄膜磁石上に２００Å厚みのＴ
ｉ薄膜を蒸着法にて形成した後、真空中６５０℃で３０
分間熱処理した。得られた薄膜磁石を実施例１と同様に
着磁した後、振動試料型磁力計を用いて測定した結果、
保磁力は２０ｋＯｅであった。
ｉ薄膜を蒸着法にて形成した後、真空中６５０℃で３０
分間熱処理した。得られた薄膜磁石を実施例１と同様に
着磁した後、振動試料型磁力計を用いて測定した結果、
保磁力は２０ｋＯｅであった。
【００３７】以上の実施例に示すように、この発明によ
る薄膜磁石は、これまで得ることができなかった高い保
磁力を有しており、特に、薄膜磁石の組成においてＲの
含有量が２０ａｔ％〜３０ａｔ％、Ｂの含有量が１０ａ
ｔ％〜１６ａｔ％であり、基板にＭｏ板あるいは表面に
Ｍｏを有する基板を用い、薄膜磁石表面にＴｉ薄膜を有
する場合に、１５ｋＯｅ以上の優れた保磁力を得ること
が可能となる。
る薄膜磁石は、これまで得ることができなかった高い保
磁力を有しており、特に、薄膜磁石の組成においてＲの
含有量が２０ａｔ％〜３０ａｔ％、Ｂの含有量が１０ａ
ｔ％〜１６ａｔ％であり、基板にＭｏ板あるいは表面に
Ｍｏを有する基板を用い、薄膜磁石表面にＴｉ薄膜を有
する場合に、１５ｋＯｅ以上の優れた保磁力を得ること
が可能となる。
【００３８】
【発明の効果】この発明によれば、基板を加熱せずにス
パッタリングを行うことにより、薄膜磁石を酸化させた
り、基板が変質・変形したり、装置の構造が複雑になる
ことなく、高保磁力を有する薄膜磁石が得られ、さら
に、基板上に成膜した薄膜上にさらにＴｉ保護膜を形成
することにより、薄膜成膜後の熱処理時の酸化を防止
し、保磁力の低下を防ぐことができる。
パッタリングを行うことにより、薄膜磁石を酸化させた
り、基板が変質・変形したり、装置の構造が複雑になる
ことなく、高保磁力を有する薄膜磁石が得られ、さら
に、基板上に成膜した薄膜上にさらにＴｉ保護膜を形成
することにより、薄膜成膜後の熱処理時の酸化を防止
し、保磁力の低下を防ぐことができる。
【００３９】また、一部または全部がＭｏからなる基板
を用いることにより、基板からの酸素の放出を防止し
て、薄膜の酸化を抑制し、保磁力の低下を防ぐことがで
きる。さらに、最適な熱処理条件によって、スパッタリ
ング後のアモルファス薄膜から、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ単磁区粒
子を効率よく析出させることができ、磁気特性に優れた
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石を得ることができる。
を用いることにより、基板からの酸素の放出を防止し
て、薄膜の酸化を抑制し、保磁力の低下を防ぐことがで
きる。さらに、最適な熱処理条件によって、スパッタリ
ング後のアモルファス薄膜から、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ単磁区粒
子を効率よく析出させることができ、磁気特性に優れた
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石を得ることができる。
【００４０】以上のように、この発明による高保磁力Ｒ
−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石は、マイクロモータ、マイクロア
クチュエータ、マイクロ磁気センサなど、極く薄型の永
久磁石が要求される用途に最適かつ不可欠である。
−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石は、マイクロモータ、マイクロア
クチュエータ、マイクロ磁気センサなど、極く薄型の永
久磁石が要求される用途に最適かつ不可欠である。
【図１】 この発明による薄膜磁石のＸ線回折結果を示
すチャート図である。
すチャート図である。
【図２】 この発明による磁気特性を示すグラフであ
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に、基板を加熱することなくスパ
ッタリングにて成膜されかつ成膜後に熱処理されたＲ−
Ｆｅ−Ｂ系（Ｒは希土類元素の少なくとも１種）合金膜
を有する高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石。 - 【請求項２】 請求項１において、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金
膜表面に保護膜を有する高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁
石。 - 【請求項３】 基板を加熱することなくスパッタリング
を行い、基板上にＲ−Ｆｅ−Ｂ系（Ｒは希土類元素の少
なくとも１種）合金を成膜した後、熱処理する高保磁力
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３において、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金
を成膜した後、さらに保護膜を成膜した後、熱処理する
高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10107100A JPH11288812A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10107100A JPH11288812A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11288812A true JPH11288812A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=14450468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10107100A Pending JPH11288812A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 高保磁力Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系薄膜磁石及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11288812A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2157588A1 (en) | 2008-08-22 | 2010-02-24 | MINEBEA Co., Ltd. | Method of manufacturing rotor magnet for micro rotary electric machine |
| US7790300B2 (en) | 2004-03-23 | 2010-09-07 | Japan Science And Technology Agency | R-Fe-B based thin film magnet and method for preparation thereof |
| US8269391B2 (en) | 2009-06-09 | 2012-09-18 | Minebea Co., Ltd. | Micro rotor and rotary electric machine incorporating same |
| WO2014115375A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 希土類磁石用スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-04-01 JP JP10107100A patent/JPH11288812A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7790300B2 (en) | 2004-03-23 | 2010-09-07 | Japan Science And Technology Agency | R-Fe-B based thin film magnet and method for preparation thereof |
| EP2157588A1 (en) | 2008-08-22 | 2010-02-24 | MINEBEA Co., Ltd. | Method of manufacturing rotor magnet for micro rotary electric machine |
| US8069552B2 (en) | 2008-08-22 | 2011-12-06 | Minebea Co., Ltd. | Method of manufacturing rotor magnet for micro rotary electric machine |
| US8269391B2 (en) | 2009-06-09 | 2012-09-18 | Minebea Co., Ltd. | Micro rotor and rotary electric machine incorporating same |
| WO2014115375A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 希土類磁石用スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
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