JPH11354321A - 軟磁性膜の成膜方法 - Google Patents
軟磁性膜の成膜方法Info
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- JPH11354321A JPH11354321A JP16216098A JP16216098A JPH11354321A JP H11354321 A JPH11354321 A JP H11354321A JP 16216098 A JP16216098 A JP 16216098A JP 16216098 A JP16216098 A JP 16216098A JP H11354321 A JPH11354321 A JP H11354321A
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
- H01F10/13—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
- H01F10/132—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing cobalt
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｃｏ―Ｔ（Ｆｅなど）―Ｍ（Ｈｆなど）―Ｏ
合金膜を、静磁場を与えて成膜すると、周波数特性は向
上するものの、実効透磁率は低下し、特に、数ＭＨｚ帯
域で使用されるインダクタなどの磁心に、前記軟磁性膜
を使用すると、インダクタンスをより向上させることが
できなかった。 【解決手段】 Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜を、基板１１上
に成膜後、前記基板１１を矢印１５方向に自転回転させ
て、前記基板１１に、永久磁石１２，１３から発生する
磁場１４を与える。前記基板１１が回転することによ
り、前記磁場１４は回転磁場として前記基板１１上の軟
磁性膜に与えられ、さらに熱処理を施すことにより、前
記軟磁性膜の異方性磁界Ｈｋを小さくでき、特に数十Ｍ
Ｈｚ帯域程度まで実効透磁率を高めることができる。こ
の軟磁性膜をインダクタの磁心として使用すればインダ
クタンスを向上させることが可能である。
合金膜を、静磁場を与えて成膜すると、周波数特性は向
上するものの、実効透磁率は低下し、特に、数ＭＨｚ帯
域で使用されるインダクタなどの磁心に、前記軟磁性膜
を使用すると、インダクタンスをより向上させることが
できなかった。 【解決手段】 Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜を、基板１１上
に成膜後、前記基板１１を矢印１５方向に自転回転させ
て、前記基板１１に、永久磁石１２，１３から発生する
磁場１４を与える。前記基板１１が回転することによ
り、前記磁場１４は回転磁場として前記基板１１上の軟
磁性膜に与えられ、さらに熱処理を施すことにより、前
記軟磁性膜の異方性磁界Ｈｋを小さくでき、特に数十Ｍ
Ｈｚ帯域程度まで実効透磁率を高めることができる。こ
の軟磁性膜をインダクタの磁心として使用すればインダ
クタンスを向上させることが可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば平面型磁気
素子（トランス、インダクタ等）の磁心として使用され
る軟磁性膜に係り、特に数ＭＨｚ帯域にて、高い実効透
磁率を得ることが可能な軟磁性膜の成膜方法に関する。
素子（トランス、インダクタ等）の磁心として使用され
る軟磁性膜に係り、特に数ＭＨｚ帯域にて、高い実効透
磁率を得ることが可能な軟磁性膜の成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】平面型磁気素子（インダクタ、トランス
など）、あるいはフィルタなどに使用される磁心、また
は薄膜磁気ヘッドの書き込みヘッド、いわゆるインダク
ティブヘッドのコア層に使用される軟磁性膜には、特に
高周波領域において、比抵抗や透磁率などの磁気特性に
優れた材料が求められている。
など）、あるいはフィルタなどに使用される磁心、また
は薄膜磁気ヘッドの書き込みヘッド、いわゆるインダク
ティブヘッドのコア層に使用される軟磁性膜には、特に
高周波領域において、比抵抗や透磁率などの磁気特性に
優れた材料が求められている。
【０００３】このような周波数特性に優れた軟磁性膜と
して、本出願人が特願平９―２９３６４５号にて出願し
たＣｏ―Ｆｅ―Ｍ―Ｏ（ただしＭはＨｆ，Ｔｉ，Ｚｒな
どや希土類元素のうち少なくとも１種以上の元素）合金
膜を挙げることができる。この軟磁性膜は、高周波特性
に優れ、成膜条件によってはＧＨｚ帯域においても、
（実効透磁率μ′／虚数部における透磁率μ″）で表さ
れる性能係数は１を上回り、損失の少ない材料となって
いる。また、この軟磁性膜は、高周波帯域においても高
い比抵抗を有している。このため前記Ｃｏ―Ｆｅ―Ｍ―
Ｏ合金膜は、平面型磁気素子の磁心や薄膜磁気ヘッドの
コア層に最適な軟磁性材料の一つであると言える。前記
Ｃｏ―Ｆｅ―Ｍ―Ｏ合金膜は、スパッタ法や蒸着法によ
って成膜され、スパッタ装置としては、マグネトロンス
パッタ装置など既存の成膜装置を使用する。前記Ｃｏ―
Ｆｅ―Ｍ―Ｏ合金膜は、無磁場中で成膜され、その後静
磁場中で熱処理が施されるか、あるいは静磁場中で成膜
が行われる。
して、本出願人が特願平９―２９３６４５号にて出願し
たＣｏ―Ｆｅ―Ｍ―Ｏ（ただしＭはＨｆ，Ｔｉ，Ｚｒな
どや希土類元素のうち少なくとも１種以上の元素）合金
膜を挙げることができる。この軟磁性膜は、高周波特性
に優れ、成膜条件によってはＧＨｚ帯域においても、
（実効透磁率μ′／虚数部における透磁率μ″）で表さ
れる性能係数は１を上回り、損失の少ない材料となって
いる。また、この軟磁性膜は、高周波帯域においても高
い比抵抗を有している。このため前記Ｃｏ―Ｆｅ―Ｍ―
Ｏ合金膜は、平面型磁気素子の磁心や薄膜磁気ヘッドの
コア層に最適な軟磁性材料の一つであると言える。前記
Ｃｏ―Ｆｅ―Ｍ―Ｏ合金膜は、スパッタ法や蒸着法によ
って成膜され、スパッタ装置としては、マグネトロンス
パッタ装置など既存の成膜装置を使用する。前記Ｃｏ―
Ｆｅ―Ｍ―Ｏ合金膜は、無磁場中で成膜され、その後静
磁場中で熱処理が施されるか、あるいは静磁場中で成膜
が行われる。
【０００４】この成膜条件によって、前記Ｃｏ―Ｆｅ―
Ｍ―Ｏ合金の異方性磁界Ｈｋは大きくなり、これによっ
て、（実効透磁率μ′／虚数部における透磁率μ″）で
表される性能係数Ｑは高い値を示し、周波数特性が向上
するものと考えられる。
Ｍ―Ｏ合金の異方性磁界Ｈｋは大きくなり、これによっ
て、（実効透磁率μ′／虚数部における透磁率μ″）で
表される性能係数Ｑは高い値を示し、周波数特性が向上
するものと考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで軟磁性膜を磁
心として使用するインダクタなどの平面型磁気素子やコ
ア層として使用する薄膜磁気ヘッドなどは、それぞれ使
用周波数が異なっており、またその用途によって最も必
要となる磁気特性はそれぞれ異なっている。例えば平面
型磁気素子（インダクタ、トランスなど）は、１ＭＨｚ
〜１０ＭＨｚ程度の高周波数帯域で使用され、薄膜磁気
ヘッドは、１０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ程度の高周波数帯
域で使用され、また携帯電話用のＬＣフィルタは、１０
０ＭＨｚ〜ＧＨｚ程度の高周波数帯域で使用される。こ
のように、インダクタやトランスなどの平面型磁気素子
は、数ＭＨｚ帯域で使用されるものであり、前記平面型
磁気素子のインダクタンスを向上させるために、特に数
ＭＨｚ帯域で高い実効透磁率μ′を有する軟磁性膜を磁
心として使用することが好ましい。
心として使用するインダクタなどの平面型磁気素子やコ
ア層として使用する薄膜磁気ヘッドなどは、それぞれ使
用周波数が異なっており、またその用途によって最も必
要となる磁気特性はそれぞれ異なっている。例えば平面
型磁気素子（インダクタ、トランスなど）は、１ＭＨｚ
〜１０ＭＨｚ程度の高周波数帯域で使用され、薄膜磁気
ヘッドは、１０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ程度の高周波数帯
域で使用され、また携帯電話用のＬＣフィルタは、１０
０ＭＨｚ〜ＧＨｚ程度の高周波数帯域で使用される。こ
のように、インダクタやトランスなどの平面型磁気素子
は、数ＭＨｚ帯域で使用されるものであり、前記平面型
磁気素子のインダクタンスを向上させるために、特に数
ＭＨｚ帯域で高い実効透磁率μ′を有する軟磁性膜を磁
心として使用することが好ましい。
【０００６】ところが、前記Ｃｏ―Ｆｅ―Ｍ―Ｏ合金膜
は、上述したように静磁場中で成膜したり、あるいは無
磁場中で成膜後、静磁場中で熱処理を施しているため
に、高い異方性磁界Ｈｋを有し、実効透磁率μ′は、Ｇ
Ｈｚ帯域程度まで一定の値を示しており、また虚数部に
おける透磁率μ″が低く、従って周波数特性は非常に優
れたものとなっているが、逆に、前記実効透磁率μ′の
値そのものは、低くなってしまう。本発明は上記問題点
を解決するためのものであり、特にＣｏを主成分として
含有するＣｏ―Ｔ（Ｆｅなど）―Ｍ（Ｈｆなど）―Ｏ系
合金膜の実効透磁率を、高めることが可能な軟磁性膜の
成膜方法を提供することを目的としている。
は、上述したように静磁場中で成膜したり、あるいは無
磁場中で成膜後、静磁場中で熱処理を施しているため
に、高い異方性磁界Ｈｋを有し、実効透磁率μ′は、Ｇ
Ｈｚ帯域程度まで一定の値を示しており、また虚数部に
おける透磁率μ″が低く、従って周波数特性は非常に優
れたものとなっているが、逆に、前記実効透磁率μ′の
値そのものは、低くなってしまう。本発明は上記問題点
を解決するためのものであり、特にＣｏを主成分として
含有するＣｏ―Ｔ（Ｆｅなど）―Ｍ（Ｈｆなど）―Ｏ系
合金膜の実効透磁率を、高めることが可能な軟磁性膜の
成膜方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、成膜装置内の
基板上に、主成分のＣｏと、Ｆｅ，Ｎｉのいずれか一
方、あるいは両方を含む元素Ｔと、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａ
ｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２
種以上の元素Ｍと、Ｏとを主に含有する軟磁性膜を成膜
した後、回転磁場中で熱処理を施すことを特徴とするも
のである。
基板上に、主成分のＣｏと、Ｆｅ，Ｎｉのいずれか一
方、あるいは両方を含む元素Ｔと、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａ
ｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２
種以上の元素Ｍと、Ｏとを主に含有する軟磁性膜を成膜
した後、回転磁場中で熱処理を施すことを特徴とするも
のである。
【０００８】本発明では、前記軟磁性膜が成膜された基
板の両側に永久磁石を配置し、前記基板を自転回転させ
ることにより、前記基板に回転磁場を与えて熱処理を施
したり、あるいは前記永久磁石を基板の回りに公転回転
させることにより、基板に回転磁場を与えて熱処理を施
したり、あるいは前記軟磁性膜が成膜された基板の周囲
に複数の電磁石を配置し、前記電磁石に位相がずれる交
流電流を与えることにより、前記基板に回転磁場を与え
て熱処理を施すことが好ましい。また本発明では、前記
軟磁性膜を無磁場中で成膜したり、あるいは静磁場中で
成膜することが好ましい。
板の両側に永久磁石を配置し、前記基板を自転回転させ
ることにより、前記基板に回転磁場を与えて熱処理を施
したり、あるいは前記永久磁石を基板の回りに公転回転
させることにより、基板に回転磁場を与えて熱処理を施
したり、あるいは前記軟磁性膜が成膜された基板の周囲
に複数の電磁石を配置し、前記電磁石に位相がずれる交
流電流を与えることにより、前記基板に回転磁場を与え
て熱処理を施すことが好ましい。また本発明では、前記
軟磁性膜を無磁場中で成膜したり、あるいは静磁場中で
成膜することが好ましい。
【０００９】本発明では、前記軟磁性膜の膜構造として
は、元素Ｍの酸化物を多量に含むアモルファス相に、Ｃ
ｏと元素Ｔとを主体とする微結晶相が混在しており、さ
らに前記微結晶相には、元素Ｍの酸化物を含んでいるも
のである。本発明では、前記微結晶相の結晶構造は、ｂ
ｃｃ構造、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造のうち１種あるいは
２種以上の混成構造から成ることが好ましく、より好ま
しくは、前記微結晶相の結晶構造は、主にｂｃｃ構造か
ら成ることである。また、前記微結晶相の平均結晶粒径
は、３０ｎｍ以下であることが好ましい。
は、元素Ｍの酸化物を多量に含むアモルファス相に、Ｃ
ｏと元素Ｔとを主体とする微結晶相が混在しており、さ
らに前記微結晶相には、元素Ｍの酸化物を含んでいるも
のである。本発明では、前記微結晶相の結晶構造は、ｂ
ｃｃ構造、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造のうち１種あるいは
２種以上の混成構造から成ることが好ましく、より好ま
しくは、前記微結晶相の結晶構造は、主にｂｃｃ構造か
ら成ることである。また、前記微結晶相の平均結晶粒径
は、３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１０】本発明では、前記軟磁性膜は下記の組成で
形成されている。 （Ｃｏ1-cＴc）xＭyＯzＸw ただし、ＴはＦｅ，Ｎｉのうちどちらか一方あるいは両
方を含む元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上
の元素であり、Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，
Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種あるいは２種
以上の元素であり、組成比を示すｃは、０≦ｃ≦０．
７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、７≦ｚ
≦４０、０≦ｗ≦２０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の関係
を満足し、残部はｘである。
形成されている。 （Ｃｏ1-cＴc）xＭyＯzＸw ただし、ＴはＦｅ，Ｎｉのうちどちらか一方あるいは両
方を含む元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上
の元素であり、Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，
Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種あるいは２種
以上の元素であり、組成比を示すｃは、０≦ｃ≦０．
７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、７≦ｚ
≦４０、０≦ｗ≦２０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の関係
を満足し、残部はｘである。
【００１１】また本発明では、前記軟磁性膜の組成比を
示すｃは、０≦ｃ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％
で、７≦ｙ≦２０、１５≦ｚ≦３０、０≦ｗ≦１９、３
０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦５０の関係を満足し、残部はｘである
ことがより好ましい。
示すｃは、０≦ｃ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％
で、７≦ｙ≦２０、１５≦ｚ≦３０、０≦ｗ≦１９、３
０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦５０の関係を満足し、残部はｘである
ことがより好ましい。
【００１２】さらに本発明では、前記元素ＴはＦｅであ
ることが好ましく、この場合、ＣｏとＦｅの濃度比は、
０．３≦｛Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８であること
がより好ましい。
ることが好ましく、この場合、ＣｏとＦｅの濃度比は、
０．３≦｛Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８であること
がより好ましい。
【００１３】また本発明では、前記軟磁性膜を構成する
一元素として、Ｏの代わりにＮが、あるいはＯと共にＮ
が用いられてもよい。なおこのときのＮの組成比、ある
いはＯ＋Ｎの組成比は、Ｏの場合と同じ７〜４０ａｔ％
であり、より好ましくは、２０〜３５ａｔ％である。
一元素として、Ｏの代わりにＮが、あるいはＯと共にＮ
が用いられてもよい。なおこのときのＮの組成比、ある
いはＯ＋Ｎの組成比は、Ｏの場合と同じ７〜４０ａｔ％
であり、より好ましくは、２０〜３５ａｔ％である。
【００１４】インダクタやトランスなどの平面型磁気素
子の磁心として使用される軟磁性膜は、数ＭＨｚ〜数十
ＭＨｚ帯域で、高い実効透磁率μ′を有することが好ま
しい。本発明では、周波数特性に優れたＣｏ―Ｔ（Ｆｅ
またはＮｉ、あるいはＦｅとＮｉと両方）―Ｍ（Ｈｆや
希土類元素など）―Ｏ合金膜の成膜方法を改良し、数Ｍ
Ｈｚ〜数十ＭＨｚ帯域において、高い実効透磁率μ′を
得ることを可能とするものである。
子の磁心として使用される軟磁性膜は、数ＭＨｚ〜数十
ＭＨｚ帯域で、高い実効透磁率μ′を有することが好ま
しい。本発明では、周波数特性に優れたＣｏ―Ｔ（Ｆｅ
またはＮｉ、あるいはＦｅとＮｉと両方）―Ｍ（Ｈｆや
希土類元素など）―Ｏ合金膜の成膜方法を改良し、数Ｍ
Ｈｚ〜数十ＭＨｚ帯域において、高い実効透磁率μ′を
得ることを可能とするものである。
【００１５】まず、上記軟磁性膜の特徴について以下に
記載する。本発明における軟磁性膜は、主成分のＣｏ
と、Ｆｅ，Ｎｉのうちいずれか一方、あるいは両方から
成る元素Ｔと、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土
類元素から選ばれる１種または２種以上の元素ＭとＯと
を主に含有するものである。
記載する。本発明における軟磁性膜は、主成分のＣｏ
と、Ｆｅ，Ｎｉのうちいずれか一方、あるいは両方から
成る元素Ｔと、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土
類元素から選ばれる１種または２種以上の元素ＭとＯと
を主に含有するものである。
【００１６】本発明における軟磁性膜の具体的な組成式
は、（Ｃｏ1-cＴc）xＭyＯzＸwで表わされる。ただし、
Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏ
ｓ，Ｉｒのうち１種あるいは２種以上の元素であり、組
成比ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％である。
は、（Ｃｏ1-cＴc）xＭyＯzＸwで表わされる。ただし、
Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏ
ｓ，Ｉｒのうち１種あるいは２種以上の元素であり、組
成比ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％である。
【００１７】前記軟磁性膜において、Ｃｏと元素Ｔは主
成分であり、Ｃｏと元素Ｔ（Ｆｅ，Ｎｉ）は強磁性を示
す元素である。従ってこれらＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅは磁性を
担う元素である。特に高飽和磁束密度を得るためには、
ＣｏとＦｅの含有量は多いほど好ましいが、ＣｏとＦｅ
の含有量が少な過ぎると飽和磁束密度が小さくなってし
まう。また、Ｃｏは、一軸磁気異方性を大きくする作用
がある。Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素
から選ばれる１種または２種以上の元素ＭとＯとを主に
含有するものである元素Ｍは、軟磁気特性と高抵抗を両
立するために必要なものである。これらは酸素と結合し
易く、結合することで酸化物を形成する。例えば、元素
ＭとしてＨｆが使用される場合、ＨｆはＯとＨｆＯ2と
なって酸化物を形成する。また、元素Ｍの酸化物の含有
量を調整することにより、比抵抗を高めることができ
る。
成分であり、Ｃｏと元素Ｔ（Ｆｅ，Ｎｉ）は強磁性を示
す元素である。従ってこれらＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅは磁性を
担う元素である。特に高飽和磁束密度を得るためには、
ＣｏとＦｅの含有量は多いほど好ましいが、ＣｏとＦｅ
の含有量が少な過ぎると飽和磁束密度が小さくなってし
まう。また、Ｃｏは、一軸磁気異方性を大きくする作用
がある。Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素
から選ばれる１種または２種以上の元素ＭとＯとを主に
含有するものである元素Ｍは、軟磁気特性と高抵抗を両
立するために必要なものである。これらは酸素と結合し
易く、結合することで酸化物を形成する。例えば、元素
ＭとしてＨｆが使用される場合、ＨｆはＯとＨｆＯ2と
なって酸化物を形成する。また、元素Ｍの酸化物の含有
量を調整することにより、比抵抗を高めることができ
る。
【００１８】Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｏｓ，Ｉｒのうち１種あるいは２種以上の元素であ
る元素Ｘは、本発明における軟磁性膜の耐食性、および
周波数特性を向上させるが、その含有量が２０ａｔ％
（原子％）を越えると軟磁気特性、特に飽和磁化が低下
しすぎて好ましくない。
ｈ，Ｏｓ，Ｉｒのうち１種あるいは２種以上の元素であ
る元素Ｘは、本発明における軟磁性膜の耐食性、および
周波数特性を向上させるが、その含有量が２０ａｔ％
（原子％）を越えると軟磁気特性、特に飽和磁化が低下
しすぎて好ましくない。
【００１９】本発明では良好な軟磁気特性を確保しつつ
高い飽和磁束密度を維持するためには、ｃは、０≦ｃ≦
０．７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、７
≦ｚ≦４０、０≦ｗ≦２０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の
関係を満足することが好ましい。さらに良好な軟磁気特
性と高い飽和磁束密度を確実に得るためには、ａｔ％で
５≦ｙ≦２０、１０≦ｚ≦３０の範囲とすることがより
好ましい。ｃは、０≦ｃ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａ
ｔ％で、７≦ｙ≦２０、１５≦ｚ≦３０、０≦ｗ≦１
９、３０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦５０の関係を満足することがよ
り好ましい。
高い飽和磁束密度を維持するためには、ｃは、０≦ｃ≦
０．７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、７
≦ｚ≦４０、０≦ｗ≦２０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の
関係を満足することが好ましい。さらに良好な軟磁気特
性と高い飽和磁束密度を確実に得るためには、ａｔ％で
５≦ｙ≦２０、１０≦ｚ≦３０の範囲とすることがより
好ましい。ｃは、０≦ｃ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａ
ｔ％で、７≦ｙ≦２０、１５≦ｚ≦３０、０≦ｗ≦１
９、３０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦５０の関係を満足することがよ
り好ましい。
【００２０】また上記軟軟磁性膜は、ｂｃｃ構造を主体
とした微結晶相を、アモルファス相が取り囲んでいる膜
構造を有している。なお前記微結晶相の結晶粒サイズは
微細であることが好ましく、本発明では、前記微結晶相
の平均結晶粒径は３０ｎｍ以下であることが好ましい。
このため上記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜は、前記微結晶相
を、主にＭ（Ｈｆなど）の酸化物で形成されている比抵
抗の高いアモルファス相が取り囲んでいる膜構造を有し
ており、膜全体が高い比抵抗を有するものであると推測
される。また本発明における軟磁性膜であれば、１．０
（Ｔ；テスラ）以上の飽和磁化を得ることが可能であ
る。
とした微結晶相を、アモルファス相が取り囲んでいる膜
構造を有している。なお前記微結晶相の結晶粒サイズは
微細であることが好ましく、本発明では、前記微結晶相
の平均結晶粒径は３０ｎｍ以下であることが好ましい。
このため上記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜は、前記微結晶相
を、主にＭ（Ｈｆなど）の酸化物で形成されている比抵
抗の高いアモルファス相が取り囲んでいる膜構造を有し
ており、膜全体が高い比抵抗を有するものであると推測
される。また本発明における軟磁性膜であれば、１．０
（Ｔ；テスラ）以上の飽和磁化を得ることが可能であ
る。
【００２１】ところで従来では、Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金
膜を、静磁場中で成膜し、あるいは無磁場中で成膜した
後、静磁場中で熱処理を施していた。Ｃｏは、誘導磁気
異方性が高いため、静磁場中での成膜処理、あるいは磁
場中熱処理によって、軟磁性膜の異方性磁界Ｈｋは大き
くなり、前記軟磁性膜の透磁率の周波数特性は非常に良
好なものとなる。しかし一方で、実効透磁率μ′は低下
してしまうため、インダクタなどの磁心に上記軟磁性膜
を使用するには、前記実効透磁率μ′を高める必要性が
ある。
膜を、静磁場中で成膜し、あるいは無磁場中で成膜した
後、静磁場中で熱処理を施していた。Ｃｏは、誘導磁気
異方性が高いため、静磁場中での成膜処理、あるいは磁
場中熱処理によって、軟磁性膜の異方性磁界Ｈｋは大き
くなり、前記軟磁性膜の透磁率の周波数特性は非常に良
好なものとなる。しかし一方で、実効透磁率μ′は低下
してしまうため、インダクタなどの磁心に上記軟磁性膜
を使用するには、前記実効透磁率μ′を高める必要性が
ある。
【００２２】そこで本発明では、Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金
膜を成膜後、回転磁場中で熱処理を施し、軟磁性膜の磁
気異方性を任意に制御している。前記軟磁性膜の磁気異
方性を任意に制御することで、異方性磁界Ｈｋは小さく
なり、このため性能係数Ｑ（実効透磁率μ′／虚数部に
おける透磁率μ″）は、数十ＭＨｚ帯域程度から小さく
なり、周波数特性は低下し始めるが、逆に実効透磁率
μ′は、数十ＭＨｚ帯域まで一定の高い値を示し、数Ｍ
Ｈｚ〜数十ＭＨｚ帯域で使用されるインダクタ等の磁心
に使用する軟磁性材料をしては最適な材料となる。
膜を成膜後、回転磁場中で熱処理を施し、軟磁性膜の磁
気異方性を任意に制御している。前記軟磁性膜の磁気異
方性を任意に制御することで、異方性磁界Ｈｋは小さく
なり、このため性能係数Ｑ（実効透磁率μ′／虚数部に
おける透磁率μ″）は、数十ＭＨｚ帯域程度から小さく
なり、周波数特性は低下し始めるが、逆に実効透磁率
μ′は、数十ＭＨｚ帯域まで一定の高い値を示し、数Ｍ
Ｈｚ〜数十ＭＨｚ帯域で使用されるインダクタ等の磁心
に使用する軟磁性材料をしては最適な材料となる。
【００２３】このように、インダクタやトランスなどの
磁心に、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ帯域で高い実効透磁率
μ′を有するＣｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜を使用すれば、イ
ンダクタンスを従来に比べてより高めることが可能とな
る。
磁心に、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ帯域で高い実効透磁率
μ′を有するＣｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜を使用すれば、イ
ンダクタンスを従来に比べてより高めることが可能とな
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は本発明におけるインダクタ
（平面型磁気素子）の平面図、図２は、図１に示す２―
２線の断面図である。この例のインダクタにおいては、
基板１上に取り出し電極３を形成する。この取り出し電
極３は端子としての機能を兼ねている。その上に絶縁膜
４と磁性膜５と絶縁膜６が順次積層され、前記絶縁膜６
上にスパイラルコイル状の平面コイル７が形成される。
前記平面コイル７の中心部７ａは、絶縁膜４と磁性膜５
と絶縁膜６に開けられたスルーホールを介して取り出し
電極３に接続されている。さらに平面コイル７を覆う絶
縁膜８が形成され、絶縁膜８上に磁性膜９が形成されて
いる。平面コイル７の端からは取り出し電極１０が基板
１上に延びている。前記取り出し電極１０も端子として
の機能を兼ねている。
（平面型磁気素子）の平面図、図２は、図１に示す２―
２線の断面図である。この例のインダクタにおいては、
基板１上に取り出し電極３を形成する。この取り出し電
極３は端子としての機能を兼ねている。その上に絶縁膜
４と磁性膜５と絶縁膜６が順次積層され、前記絶縁膜６
上にスパイラルコイル状の平面コイル７が形成される。
前記平面コイル７の中心部７ａは、絶縁膜４と磁性膜５
と絶縁膜６に開けられたスルーホールを介して取り出し
電極３に接続されている。さらに平面コイル７を覆う絶
縁膜８が形成され、絶縁膜８上に磁性膜９が形成されて
いる。平面コイル７の端からは取り出し電極１０が基板
１上に延びている。前記取り出し電極１０も端子として
の機能を兼ねている。
【００２５】前記平面コイル７は、銅、銀、金、アルミ
ニウムあるいはこれらの合金などの良導電性金属材料か
ら成り、インダクタンス、直流重畳特性、サイズなどに
応じて、電気的に直列に、または並列に、さらに縦にあ
るいは横に絶縁膜を介して適宜配置することができる。
ニウムあるいはこれらの合金などの良導電性金属材料か
ら成り、インダクタンス、直流重畳特性、サイズなどに
応じて、電気的に直列に、または並列に、さらに縦にあ
るいは横に絶縁膜を介して適宜配置することができる。
【００２６】また前記平面コイル７を並列に複数設け、
各平面コイル７を絶縁膜６を介して対向させることで、
トランスを構成できる。さらに平面コイル７は、導電層
を基板上に形成後、フォトエッチングすることにより各
種の形状に作成できる。導電層の成膜方法としては、プ
レス圧着、メッキ、金属溶射、真空蒸着、スパッタリン
グ、イオンブレーティング、スクリーン印刷焼成法など
の適宜の方法を用いればよい。
各平面コイル７を絶縁膜６を介して対向させることで、
トランスを構成できる。さらに平面コイル７は、導電層
を基板上に形成後、フォトエッチングすることにより各
種の形状に作成できる。導電層の成膜方法としては、プ
レス圧着、メッキ、金属溶射、真空蒸着、スパッタリン
グ、イオンブレーティング、スクリーン印刷焼成法など
の適宜の方法を用いればよい。
【００２７】前記絶縁膜６，８は平面コイル７への通電
時において、磁性膜５，９と導通してショートすること
を防止するために設けられている。絶縁膜６，８は、ポ
リイミドなどの高分子材料、ＳｉＯ2、ガラス、硬質炭
素膜などの無機質膜からなるものを用いることが好まし
い。この絶縁膜６，８は、ペースト印刷またはスピンコ
ート後に焼成する方法、溶融メッキ法、溶射、気相メッ
キ、真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティング
などの方法により形成される。本発明では、前記磁性膜
５，９が、（Ｃｏ1-cＴc）xＭyＯzＸwから成る軟磁性膜
により形成されている。
時において、磁性膜５，９と導通してショートすること
を防止するために設けられている。絶縁膜６，８は、ポ
リイミドなどの高分子材料、ＳｉＯ2、ガラス、硬質炭
素膜などの無機質膜からなるものを用いることが好まし
い。この絶縁膜６，８は、ペースト印刷またはスピンコ
ート後に焼成する方法、溶融メッキ法、溶射、気相メッ
キ、真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティング
などの方法により形成される。本発明では、前記磁性膜
５，９が、（Ｃｏ1-cＴc）xＭyＯzＸwから成る軟磁性膜
により形成されている。
【００２８】ただし、ＴはＦｅ，Ｎｉのうちいずれか一
方あるいは両方を含む元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，
Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種ま
たは２種以上の元素であり、Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，
Ｐｄ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒから選ばれる１種
あるいは２種以上の元素であり、組成比を示すｃは、０
≦ｃ≦０．７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３
０、７≦ｚ≦４０、０≦ｗ≦２０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦
６０の関係を満足し、残部はｘである。より好ましく
は、前記軟磁性膜の組成比を示すｃは、０≦ｃ≦０．
３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、７≦ｙ≦２０、１５≦
ｚ≦３０、０≦ｗ≦１９、３０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦５０の関
係を満足し、残部はｘである。
方あるいは両方を含む元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，
Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種ま
たは２種以上の元素であり、Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，
Ｐｄ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒから選ばれる１種
あるいは２種以上の元素であり、組成比を示すｃは、０
≦ｃ≦０．７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３
０、７≦ｚ≦４０、０≦ｗ≦２０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦
６０の関係を満足し、残部はｘである。より好ましく
は、前記軟磁性膜の組成比を示すｃは、０≦ｃ≦０．
３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、７≦ｙ≦２０、１５≦
ｚ≦３０、０≦ｗ≦１９、３０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦５０の関
係を満足し、残部はｘである。
【００２９】なお本発明では前記元素ＴがＦｅであるこ
とが好ましく、この場合、ＣｏとＦｅとの割合｛Ｃｏ／
（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝が０．３〜０．８であることがより好
ましい。元素ＴをＦｅとして、ＣｏとＦｅとの割合を
０．３≦｛Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８とすること
で、より優れた軟磁気特性および周波数特性を得ること
ができる。さらに好ましくはＣｏとＦｅとの割合を７：
３とすると良い。また、本発明における軟磁性膜の組成
を構成する一元素として、Ｏ（酸素）に代えてＮ（窒
素）を用いてもよいし、あるいはＯとＮとを添加しても
よい。
とが好ましく、この場合、ＣｏとＦｅとの割合｛Ｃｏ／
（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝が０．３〜０．８であることがより好
ましい。元素ＴをＦｅとして、ＣｏとＦｅとの割合を
０．３≦｛Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８とすること
で、より優れた軟磁気特性および周波数特性を得ること
ができる。さらに好ましくはＣｏとＦｅとの割合を７：
３とすると良い。また、本発明における軟磁性膜の組成
を構成する一元素として、Ｏ（酸素）に代えてＮ（窒
素）を用いてもよいし、あるいはＯとＮとを添加しても
よい。
【００３０】また本発明における軟磁性膜は、アモルフ
ァス相に微結晶相が混在した膜構造を有するものであ
り、前記微結晶相の結晶構造としては、ｂｃｃ構造（体
心立方構造）、ｆｃｃ構造（面心立方構造）、ｈｃｐ構
造（稠密六方構造）のうちいずれであってもよいが、よ
り好ましくは結晶構造の大半がｂｃｃ構造で形成される
ことである。
ァス相に微結晶相が混在した膜構造を有するものであ
り、前記微結晶相の結晶構造としては、ｂｃｃ構造（体
心立方構造）、ｆｃｃ構造（面心立方構造）、ｈｃｐ構
造（稠密六方構造）のうちいずれであってもよいが、よ
り好ましくは結晶構造の大半がｂｃｃ構造で形成される
ことである。
【００３１】本発明における上記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金
膜は、数十ＭＨｚ帯域まで高い実効透磁率μ′を有し、
数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ帯域で使用される図１に示すイン
ダクタやトランスの磁性膜５，９には、最適な磁気特性
を有する材料となっている。
膜は、数十ＭＨｚ帯域まで高い実効透磁率μ′を有し、
数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ帯域で使用される図１に示すイン
ダクタやトランスの磁性膜５，９には、最適な磁気特性
を有する材料となっている。
【００３２】本発明では、前記実効透磁率μ′を高める
方法として、前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜の磁気異方性
を制御して、異方性磁界Ｈｋを小さくしている。異方性
磁界Ｈｋを小さくすると、高周波帯域における虚数部の
透磁率μ″は高くなるので、（実効透磁率μ′／虚数部
における透磁率μ″）で表される性能係数Ｑは低下する
が、前記虚数部の透磁率μ″の値は、数十ＭＨｚ程度か
ら高くなり始めるため、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ程度で、
この軟磁性膜を使用する場合には、前記性能係数Ｑはそ
れほど低下せず、比較的優れた周波数特性を得ることが
できるものと考えられる。一方、異方性磁界Ｈｋを小さ
くすることによって、Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜は、数十
ＭＨｚ程度まで、高い実効透磁率μ′を有するものとな
る。
方法として、前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜の磁気異方性
を制御して、異方性磁界Ｈｋを小さくしている。異方性
磁界Ｈｋを小さくすると、高周波帯域における虚数部の
透磁率μ″は高くなるので、（実効透磁率μ′／虚数部
における透磁率μ″）で表される性能係数Ｑは低下する
が、前記虚数部の透磁率μ″の値は、数十ＭＨｚ程度か
ら高くなり始めるため、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ程度で、
この軟磁性膜を使用する場合には、前記性能係数Ｑはそ
れほど低下せず、比較的優れた周波数特性を得ることが
できるものと考えられる。一方、異方性磁界Ｈｋを小さ
くすることによって、Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜は、数十
ＭＨｚ程度まで、高い実効透磁率μ′を有するものとな
る。
【００３３】本発明では、Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜をス
パッタ法、蒸着法などによって成膜する。スパッタ装置
としてはＲＦ二極スパッタ、ＤＣスパッタ、マグネトロ
ンスパッタ、三極スパッタ、イオンビームスパッタ、対
向ターゲット式スパッタなどの既存のものを使用すれば
よい。
パッタ法、蒸着法などによって成膜する。スパッタ装置
としてはＲＦ二極スパッタ、ＤＣスパッタ、マグネトロ
ンスパッタ、三極スパッタ、イオンビームスパッタ、対
向ターゲット式スパッタなどの既存のものを使用すれば
よい。
【００３４】前記軟磁性膜中に、Ｏ（酸素）を添加する
方法としては、Ａｒなどの不活性ガス中にＯ2ガスを混
合した（Ａｒ＋Ｏ2）混合ガス雰囲気中でスパッタを行
う反応性スパッタ、あるいは、元素Ｍの酸化物（ＨｆＯ
2など）のチップを用いた複合ターゲットをＡｒ雰囲気
中、あるいはＡｒ＋Ｏ2混合ガス雰囲気中でスパッタす
る方法が有効である。
方法としては、Ａｒなどの不活性ガス中にＯ2ガスを混
合した（Ａｒ＋Ｏ2）混合ガス雰囲気中でスパッタを行
う反応性スパッタ、あるいは、元素Ｍの酸化物（ＨｆＯ
2など）のチップを用いた複合ターゲットをＡｒ雰囲気
中、あるいはＡｒ＋Ｏ2混合ガス雰囲気中でスパッタす
る方法が有効である。
【００３５】またＣｏのターゲット上に希土類元素など
の元素Ｍあるいは元素Ｔなどの各種ペレットを配置した
複合ターゲットを用いて、Ａｒ＋Ｏ2混合ガス雰囲気中
で製作することもできる。
の元素Ｍあるいは元素Ｔなどの各種ペレットを配置した
複合ターゲットを用いて、Ａｒ＋Ｏ2混合ガス雰囲気中
で製作することもできる。
【００３６】前述したように本発明では、Ｃｏ―Ｔ―Ｍ
―Ｏ合金膜の異方性磁界Ｈｋを制御して、磁気異方性を
等方的にするのであるが、本発明では、前記異方性磁界
Ｈｋを制御する方法として、前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金
膜を成膜装置内の基板上に、静磁場中であるいは無磁場
中で成膜し、その後、回転磁場中で熱処理を施してい
る。
―Ｏ合金膜の異方性磁界Ｈｋを制御して、磁気異方性を
等方的にするのであるが、本発明では、前記異方性磁界
Ｈｋを制御する方法として、前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金
膜を成膜装置内の基板上に、静磁場中であるいは無磁場
中で成膜し、その後、回転磁場中で熱処理を施してい
る。
【００３７】図３から図５は、回転磁場を発生させる方
法の実施例を示す模式図である。図３では、Ｃｏ―Ｔ―
Ｍ―Ｏ合金膜が成膜された基板１１の両側に永久磁石１
２，１３を設置し、両永久磁石１２，１３でＮ極とＳ極
を対向させている。図３に示すように、２つの永久磁石
１２，１３は並列に並んでおり、例えば永久磁石１２側
から永久磁石１３側に磁場（磁界）１４が発生してい
る。このような状態で、前記基板１１を例えば矢印１５
方向（左回り）に自転回転させると、前記基板１１に、
回転磁場を与えることができ、前記基板１１上に成膜さ
れているＣｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜の磁気異方性を等方的
にして、異方性磁界Ｈｋを制御できる。
法の実施例を示す模式図である。図３では、Ｃｏ―Ｔ―
Ｍ―Ｏ合金膜が成膜された基板１１の両側に永久磁石１
２，１３を設置し、両永久磁石１２，１３でＮ極とＳ極
を対向させている。図３に示すように、２つの永久磁石
１２，１３は並列に並んでおり、例えば永久磁石１２側
から永久磁石１３側に磁場（磁界）１４が発生してい
る。このような状態で、前記基板１１を例えば矢印１５
方向（左回り）に自転回転させると、前記基板１１に、
回転磁場を与えることができ、前記基板１１上に成膜さ
れているＣｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜の磁気異方性を等方的
にして、異方性磁界Ｈｋを制御できる。
【００３８】図４では、図３と同様に、基板１１の両側
に、並列に並んだ２つの永久磁石１２，１３を設置す
る。図４では、基板１１を固定して永久磁石１２，１３
側を、例えば矢印１６方向に公転回転させている。これ
により、永久磁石１２側から永久磁石１３側に発生して
いる磁場１４を、回転磁場として、前記基板１１上に成
膜されたＣｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜に与えることができ、
前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜の磁気異方性を等方的にし
て、異方性磁界Ｈｋを小さくできる。
に、並列に並んだ２つの永久磁石１２，１３を設置す
る。図４では、基板１１を固定して永久磁石１２，１３
側を、例えば矢印１６方向に公転回転させている。これ
により、永久磁石１２側から永久磁石１３側に発生して
いる磁場１４を、回転磁場として、前記基板１１上に成
膜されたＣｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜に与えることができ、
前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜の磁気異方性を等方的にし
て、異方性磁界Ｈｋを小さくできる。
【００３９】図５では、基板１１の四方に電磁石（ヘル
ムホルツコイル）１７，１８，１９，２０を設置してい
る。図５に示すように、電磁石１７と１９は、図示縦方
向に基板１１を中心にして直線上に並んで対向してお
り、同様に、電磁石１８と２０は、図示横方向に基板１
１を中心にして直線上に並んで対向した位置に置かれて
いる。図５に示す方法では、例えば電磁石１７，１８，
１９，２０に巻回されるコイルの巻き方向をすべて同じ
にしておく。
ムホルツコイル）１７，１８，１９，２０を設置してい
る。図５に示すように、電磁石１７と１９は、図示縦方
向に基板１１を中心にして直線上に並んで対向してお
り、同様に、電磁石１８と２０は、図示横方向に基板１
１を中心にして直線上に並んで対向した位置に置かれて
いる。図５に示す方法では、例えば電磁石１７，１８，
１９，２０に巻回されるコイルの巻き方向をすべて同じ
にしておく。
【００４０】そして前記電磁石１７と１９に位相が同一
となる交流電流を与え、前記電磁石１８と２０には、前
記電磁石１７と１９に与えられる交流電流に対し、位相
が１８０度ずれた交流電流を与える。これによって、例
えばまず電磁石１７側から電磁石１９側に磁場が発生
し、次に１８０度の位相をもって、電磁石１８側から電
磁石２０側に磁場が発生し、次に１８０度の位相をもっ
て、電磁石１９側から電磁石１７側に磁場が発生し、最
後に、１８０度の位相をもって、電磁石２０側から電磁
石１８側に磁場が発生し、このように磁場の発生が回転
磁場となって、前記磁場が、基板１１上のＣｏ―Ｔ―Ｍ
―Ｏ合金膜に与えられるのである。
となる交流電流を与え、前記電磁石１８と２０には、前
記電磁石１７と１９に与えられる交流電流に対し、位相
が１８０度ずれた交流電流を与える。これによって、例
えばまず電磁石１７側から電磁石１９側に磁場が発生
し、次に１８０度の位相をもって、電磁石１８側から電
磁石２０側に磁場が発生し、次に１８０度の位相をもっ
て、電磁石１９側から電磁石１７側に磁場が発生し、最
後に、１８０度の位相をもって、電磁石２０側から電磁
石１８側に磁場が発生し、このように磁場の発生が回転
磁場となって、前記磁場が、基板１１上のＣｏ―Ｔ―Ｍ
―Ｏ合金膜に与えられるのである。
【００４１】本発明では図５に示すような電磁石１７，
１８，１９，２０によっても前記基板１１上に成膜され
た記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜に回転磁場を与えることが
でき、従って前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金の磁気異方性を
等方的にして、異方性磁界Ｈｋを小さくできる。
１８，１９，２０によっても前記基板１１上に成膜され
た記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜に回転磁場を与えることが
でき、従って前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金の磁気異方性を
等方的にして、異方性磁界Ｈｋを小さくできる。
【００４２】以上のように本発明では、Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―
Ｏ合金膜の成膜後、前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜を回転
磁場中で熱処理して、磁気異方性を等方的にしているの
で、前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜の異方性磁界Ｈｋを制
御することができ、よって実効透磁率μ′を高めること
が可能となっている。特に本発明におけるＣｏ―Ｔ―Ｍ
―Ｏ合金膜は、数十ＭＨｚ帯域程度まで、性能係数Ｑ
（μ′／μ″）も比較的高く、周波数特性にも優れたも
のとなっている。
Ｏ合金膜の成膜後、前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜を回転
磁場中で熱処理して、磁気異方性を等方的にしているの
で、前記Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜の異方性磁界Ｈｋを制
御することができ、よって実効透磁率μ′を高めること
が可能となっている。特に本発明におけるＣｏ―Ｔ―Ｍ
―Ｏ合金膜は、数十ＭＨｚ帯域程度まで、性能係数Ｑ
（μ′／μ″）も比較的高く、周波数特性にも優れたも
のとなっている。
【００４３】従って本発明では、実効透磁率μ′の高い
Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜を、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ帯域
で使用されるインダクタやトランスなどの平面型磁気素
子の磁心に使用することができ、前記平面型磁気素子の
インダクタンスを高めることが可能となっている。
Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜を、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ帯域
で使用されるインダクタやトランスなどの平面型磁気素
子の磁心に使用することができ、前記平面型磁気素子の
インダクタンスを高めることが可能となっている。
【００４４】
【実施例】実施例として本発明における成膜方法で形成
したＣｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜と、比較例として従来にお
ける成膜方法で形成したＣｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜とを用
いて、それぞれの合金膜における周波数と透磁率との関
係について調べた。
したＣｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜と、比較例として従来にお
ける成膜方法で形成したＣｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ合金膜とを用
いて、それぞれの合金膜における周波数と透磁率との関
係について調べた。
【００４５】実験ではまず実施例として、Ｃｏ44.3Ｆｅ
19.1Ｈｆ14.5Ｏ22.1から成る軟磁性膜を静磁場中で成膜
し、その後、図３に示す方法にて回転磁場を与えながら
熱処理を施した。なお回転数は、６０ｒｐｍ、回転時間
を３時間、熱処理温度を３００℃とした。次に比較例と
して、Ｃｏ44.3Ｆｅ19.1Ｈｆ14.5Ｏ22.1から成る軟磁性
膜を静磁場中で成膜した。なお熱処理は施していない。
なお各周波数における実効透磁率μ′及び虚数部の透磁
率μ″を、測定磁界を２０（ｍＯｅ）として測定した。
19.1Ｈｆ14.5Ｏ22.1から成る軟磁性膜を静磁場中で成膜
し、その後、図３に示す方法にて回転磁場を与えながら
熱処理を施した。なお回転数は、６０ｒｐｍ、回転時間
を３時間、熱処理温度を３００℃とした。次に比較例と
して、Ｃｏ44.3Ｆｅ19.1Ｈｆ14.5Ｏ22.1から成る軟磁性
膜を静磁場中で成膜した。なお熱処理は施していない。
なお各周波数における実効透磁率μ′及び虚数部の透磁
率μ″を、測定磁界を２０（ｍＯｅ）として測定した。
【００４６】図６に示すように回転磁場を与えて熱処理
を施したＣｏ44.3Ｆｅ19.1Ｈｆ14.5Ｏ22.1の実効透磁率
μ″は、約６０ＭＨｚ程度まで約４００となっており、
高い値を有している。一方、虚数部における透磁率μ″
は、約２０ＭＨｚ程度から高くなり始め、約８０ＭＨｚ
以上になると、実効透磁率μ′を上回り、（実効透磁率
μ′／虚数部における透磁率μ″）で表される性能係数
Ｑが１以下となる。ただし図６に示すように、数ＭＨｚ
帯域では、高い実効透磁率μ′を有すると共に、虚数部
における透磁率μ″が低く、性能係数Ｑも高い値を示す
ことがわかる。異方性磁界Ｈｃは０．５（Ｏｅ）と小さ
く、また比抵抗ρは、６５２（μΩ・ｃｍ）であった。
を施したＣｏ44.3Ｆｅ19.1Ｈｆ14.5Ｏ22.1の実効透磁率
μ″は、約６０ＭＨｚ程度まで約４００となっており、
高い値を有している。一方、虚数部における透磁率μ″
は、約２０ＭＨｚ程度から高くなり始め、約８０ＭＨｚ
以上になると、実効透磁率μ′を上回り、（実効透磁率
μ′／虚数部における透磁率μ″）で表される性能係数
Ｑが１以下となる。ただし図６に示すように、数ＭＨｚ
帯域では、高い実効透磁率μ′を有すると共に、虚数部
における透磁率μ″が低く、性能係数Ｑも高い値を示す
ことがわかる。異方性磁界Ｈｃは０．５（Ｏｅ）と小さ
く、また比抵抗ρは、６５２（μΩ・ｃｍ）であった。
【００４７】これに対し、図７に示すように、回転磁場
を与えず、静磁場中で成膜したＣｏ 44.3Ｆｅ19.1Ｈｆ
14.5Ｏ22.1の実効透磁率μ′は、約１５０程度と低い値
を示していることがわかる。一方、虚数部における透磁
率μ″は、５００ＭＨｚ程度になっても低い値を示して
おり、従って性能係数Ｑは非常に高い周波数帯域であっ
ても、高い値を示すことがわかる。異方性磁界Ｈｋは８
７．１（Ｏｅ）と、回転磁場を与えた場合に比べて非常
に高い値を示した。なお比抵抗ρは、９３３（μΩ・ｃ
ｍ）であった。なおこの比抵抗値は、回転磁場中で熱処
理を施した場合（６５２μΩ・ｃｍ）よりも高い値を示
しているが、これは熱処理を施していないためであると
考えられる。
を与えず、静磁場中で成膜したＣｏ 44.3Ｆｅ19.1Ｈｆ
14.5Ｏ22.1の実効透磁率μ′は、約１５０程度と低い値
を示していることがわかる。一方、虚数部における透磁
率μ″は、５００ＭＨｚ程度になっても低い値を示して
おり、従って性能係数Ｑは非常に高い周波数帯域であっ
ても、高い値を示すことがわかる。異方性磁界Ｈｋは８
７．１（Ｏｅ）と、回転磁場を与えた場合に比べて非常
に高い値を示した。なお比抵抗ρは、９３３（μΩ・ｃ
ｍ）であった。なおこの比抵抗値は、回転磁場中で熱処
理を施した場合（６５２μΩ・ｃｍ）よりも高い値を示
しているが、これは熱処理を施していないためであると
考えられる。
【００４８】以上のように、成膜後、回転磁場を与えて
熱処理を施した場合にあっては、異方性磁界Ｈｋは非常
に小さくなるため、磁気異方性は等方的になっていると
考えられ、従って図６に示すように、特に数ＭＨｚ〜数
十ＭＨｚ帯域まで、高い実効透磁率μ′を有し、しかも
数十ＭＨｚ程度までは虚数部における透磁率μ″はそれ
ほど高くないため、性能係数Ｑは高い値となり、周波数
特性も比較的優れていることがわかる。
熱処理を施した場合にあっては、異方性磁界Ｈｋは非常
に小さくなるため、磁気異方性は等方的になっていると
考えられ、従って図６に示すように、特に数ＭＨｚ〜数
十ＭＨｚ帯域まで、高い実効透磁率μ′を有し、しかも
数十ＭＨｚ程度までは虚数部における透磁率μ″はそれ
ほど高くないため、性能係数Ｑは高い値となり、周波数
特性も比較的優れていることがわかる。
【００４９】これに対し、静磁場中で成膜した場合にあ
っては、虚数部における透磁率μ″を非常に低くできる
ため、性能係数Ｑを、数百ＭＨｚ帯域まで高くでき、周
波数特性は非常に優れていることがわかる。しかし、異
方性磁界Ｈｋは非常に大きい値を示すため、実効透磁率
μ′は、回転磁場中で熱処理を施した場合よりも低い値
を示し、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ帯域で高いμ′を必要と
する用途への適用が困難であることがわかる。
っては、虚数部における透磁率μ″を非常に低くできる
ため、性能係数Ｑを、数百ＭＨｚ帯域まで高くでき、周
波数特性は非常に優れていることがわかる。しかし、異
方性磁界Ｈｋは非常に大きい値を示すため、実効透磁率
μ′は、回転磁場中で熱処理を施した場合よりも低い値
を示し、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ帯域で高いμ′を必要と
する用途への適用が困難であることがわかる。
【００５０】このため、回転磁場を与えて熱処理を施し
た上記軟磁性膜は、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ帯域で使用さ
れるインダクタやトランスの磁心として使用されること
が好ましく、また静磁場中で成膜した上記軟磁性膜は、
数百ＭＨ〜ＧＨｚ帯域で使用される携帯機器用のＬＣフ
ィルタなどに、好適な材料であるといえる。
た上記軟磁性膜は、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ帯域で使用さ
れるインダクタやトランスの磁心として使用されること
が好ましく、また静磁場中で成膜した上記軟磁性膜は、
数百ＭＨ〜ＧＨｚ帯域で使用される携帯機器用のＬＣフ
ィルタなどに、好適な材料であるといえる。
【００５１】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、Ｃｏ―Ｔ
（ＦｅやＮｉ）―Ｍ（Ｈｆなど）―Ｏ合金膜の成膜方法
として、まず無磁場中あるいは静磁場中で成膜した後、
回転磁場中で熱処理を施すため、前記軟磁性膜の異方性
磁界Ｈｋを小さくでき、磁気異方性を等方的にできる。
このため、実効透磁率μ′を高くでき、また数十ＭＨｚ
帯域程度までは、虚数部における透磁率μ″を低くで
き、比較的優れた周波数特性を得ることが可能である。
従って、高い実効透磁率μ′を有する上記軟磁性膜を、
インダクタやトランスなどの磁心として使用すれば、イ
ンダクタンスをより向上させることが可能である。
（ＦｅやＮｉ）―Ｍ（Ｈｆなど）―Ｏ合金膜の成膜方法
として、まず無磁場中あるいは静磁場中で成膜した後、
回転磁場中で熱処理を施すため、前記軟磁性膜の異方性
磁界Ｈｋを小さくでき、磁気異方性を等方的にできる。
このため、実効透磁率μ′を高くでき、また数十ＭＨｚ
帯域程度までは、虚数部における透磁率μ″を低くで
き、比較的優れた周波数特性を得ることが可能である。
従って、高い実効透磁率μ′を有する上記軟磁性膜を、
インダクタやトランスなどの磁心として使用すれば、イ
ンダクタンスをより向上させることが可能である。
【図１】本発明における平面型磁気素子（インダクタ）
の構造を示す平面図、
の構造を示す平面図、
【図２】図１に示す２―２線の断面図、
【図３】本発明における第１実施形態としての回転磁場
の発生方法を示す模式図、
の発生方法を示す模式図、
【図４】本発明における第２実施形態としての回転磁場
の発生方法を示す模式図、
の発生方法を示す模式図、
【図５】本発明における第３実施形態としての回転磁場
の発生方法を示す模式図、
の発生方法を示す模式図、
【図６】成膜後、回転磁場中熱処理を施したＣｏ44.3Ｆ
ｅ19.1Ｈｆ14.5Ｏ22.1合金膜の周波数と透磁率との関係
を示すグラフ、
ｅ19.1Ｈｆ14.5Ｏ22.1合金膜の周波数と透磁率との関係
を示すグラフ、
【図７】静磁場中で成膜したＣｏ44.3Ｆｅ19.1Ｈｆ14.5
Ｏ22.1合金膜の周波数と透磁率との関係を示すグラフ、
Ｏ22.1合金膜の周波数と透磁率との関係を示すグラフ、
１ 基板 ３、１０ 取り出し電極 ５、９ 磁性膜 ４、６、８ 絶縁膜 ７ 平面コイル １１ 基板 １２、１３ 永久磁石 １４ （磁場の）方向 １７、１８、１９、２０ 電磁石
Claims (15)
- 【請求項１】 成膜装置内の基板上に、主成分のＣｏ
と、Ｆｅ，Ｎｉのいずれか一方、あるいは両方を含む元
素Ｔと、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素
から選ばれる１種または２種以上の元素Ｍと、Ｏとを主
に含有する軟磁性膜を成膜した後、回転磁場中で熱処理
を施すことを特徴とする軟磁性膜の成膜方法。 - 【請求項２】 前記軟磁性膜が成膜された基板の両側に
永久磁石を配置し、前記基板を自転回転させることによ
り、前記基板に回転磁場を与えて熱処理を施す請求項１
記載の軟磁性膜の成膜方法。 - 【請求項３】 前記軟磁性膜が成膜された基板の両側に
永久磁石を配置し、前記永久磁石を基板の回りに公転回
転させることにより、基板に回転磁場を与えて熱処理を
施す請求項１記載の軟磁性膜の成膜方法。 - 【請求項４】 前記軟磁性膜が成膜された基板の周囲に
複数の電磁石を配置し、前記電磁石に位相がずれる交流
電流を与えることにより、前記基板に回転磁場を与えて
熱処理を施す請求項１記載の軟磁性膜の成膜方法。 - 【請求項５】 前記軟磁性膜を無磁場中で成膜する請求
項１ないし請求項４のいずれかに記載の軟磁性膜の成膜
方法。 - 【請求項６】 前記軟磁性膜を静磁場中で成膜する請求
項１ないし請求項４のいずれかに記載の軟磁性膜の成膜
方法。 - 【請求項７】 前記軟磁性膜の膜構造としては、元素Ｍ
の酸化物を多量に含むアモルファス相に、Ｃｏと元素Ｔ
とを主体とする微結晶相が混在しており、さらに前記微
結晶相には、元素Ｍの酸化物を含んでいる請求項１ない
し請求項６のいずれかに記載の軟磁性膜の成膜方法。 - 【請求項８】 前記微結晶相の結晶構造は、ｂｃｃ構
造、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造のうち１種あるいは２種以
上の混成構造から成る請求項７記載の軟磁性膜の成膜方
法。 - 【請求項９】 前記微結晶相の結晶構造は、主にｂｃｃ
構造から成る請求項８記載の軟磁性膜の成膜方法。 - 【請求項１０】 前記微結晶相の平均結晶粒径は、３０
ｎｍ以下である請求項７ないし請求項９のいずれかに記
載の軟磁性膜の成膜方法。 - 【請求項１１】 前記軟磁性膜は下記の組成で形成され
ている請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の軟
磁性膜の成膜方法。 （Ｃｏ1-cＴc）xＭyＯzＸw ただし、ＴはＦｅ，Ｎｉのうちいずれか一方あるいは両
方を含む元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上
の元素であり、Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，
Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種あるいは２種
以上の元素であり、組成比を示すｃは、０≦ｃ≦０．
７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、７≦ｚ
≦４０、０≦ｗ≦２０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の関係
を満足し、残部はｘである。 - 【請求項１２】 前記軟磁性膜の組成比を示すｃは、０
≦ｃ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、７≦ｙ≦２
０、１５≦ｚ≦３０、０≦ｗ≦１９、３０≦ｙ＋ｚ＋ｗ
≦５０の関係を満足し、残部はｘである請求項１１記載
の軟磁性膜の成膜方法。 - 【請求項１３】 前記元素ＴはＦｅである請求項１ない
し請求項１２のいずれかに記載の軟磁性膜の成膜方法。 - 【請求項１４】 ＣｏとＦｅの濃度比は、０．３≦｛Ｃ
ｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８である請求項１３記載の
軟磁性膜の成膜方法。 - 【請求項１５】 前記軟磁性膜を構成する一元素とし
て、Ｏの代わりにＮが、あるいはＯと共にＮが用いられ
る請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の軟磁性
膜の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16216098A JPH11354321A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 軟磁性膜の成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16216098A JPH11354321A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 軟磁性膜の成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11354321A true JPH11354321A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15749179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16216098A Withdrawn JPH11354321A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 軟磁性膜の成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11354321A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102001644B1 (ko) * | 2018-02-09 | 2019-07-18 | 계명대학교 산학협력단 | 할바흐 실린더 구조를 이용한 자기 프레스 장치 및 그 제어 방법 |
-
1998
- 1998-06-10 JP JP16216098A patent/JPH11354321A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102001644B1 (ko) * | 2018-02-09 | 2019-07-18 | 계명대학교 산학협력단 | 할바흐 실린더 구조를 이용한 자기 프레스 장치 및 그 제어 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |