JPS6276710A - 磁性薄膜の製造方法 - Google Patents
磁性薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPS6276710A JPS6276710A JP21736485A JP21736485A JPS6276710A JP S6276710 A JPS6276710 A JP S6276710A JP 21736485 A JP21736485 A JP 21736485A JP 21736485 A JP21736485 A JP 21736485A JP S6276710 A JPS6276710 A JP S6276710A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- rare earth
- plate
- sputtering
- substrate
- 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
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は磁性薄膜の製造方法に関し、特に光磁気効果を
有する垂直磁性薄膜を非晶質基板上に作製する方法に関
する。
有する垂直磁性薄膜を非晶質基板上に作製する方法に関
する。
［従来の技術］
非晶質基板上にＢｉ含有希土類鉄ガーネット多結晶膜を
製造する方法として、Ｂｉ＋Ｆｅおよび希土類を含むタ
ーゲットをスパッタして非晶質基板上に非晶膜を一旦形
成した後、熱処理を行なって該非晶質膜を結晶化させＢ
ｊ含佇希土類鉄ガーネット膜とする方法が知られている
。
製造する方法として、Ｂｉ＋Ｆｅおよび希土類を含むタ
ーゲットをスパッタして非晶質基板上に非晶膜を一旦形
成した後、熱処理を行なって該非晶質膜を結晶化させＢ
ｊ含佇希土類鉄ガーネット膜とする方法が知られている
。
［発明が解決しようとする問題点コ
、前記従来の磁性薄膜の製造方法は、表面状態の良好な
昨直磁化膜が得られる利点を有するもののスパッタリン
グ処理の後、６５０〜７００ ’Ｃと高温の熱処理操作
を行なうため基板として使用される材質に６５０〜７０
０ ’Ｃの耐熱性が要求される問題点があった。この様
な耐熱性を何する非晶質材料は一般に高価であるため般
用性に欠け、又熱処理操作自身も手間とエネルギーを要
する問題かあった。
昨直磁化膜が得られる利点を有するもののスパッタリン
グ処理の後、６５０〜７００ ’Ｃと高温の熱処理操作
を行なうため基板として使用される材質に６５０〜７０
０ ’Ｃの耐熱性が要求される問題点があった。この様
な耐熱性を何する非晶質材料は一般に高価であるため般
用性に欠け、又熱処理操作自身も手間とエネルギーを要
する問題かあった。
［問題点を解決するための手段］
上記問題点を解決するために本発明は、Ｂ ｌ ＋Ｆｅ
および希土類を含むターゲットをスパッタして非晶質基
板上にＢｉ含何希土類鉄ガーネント薄膜形成させる磁性
薄膜の製造方法において、４５０〜６００℃の非晶質基
板にに２５−３ｅ％の金属イオンサイトがＢｉであるＢ
ｉ含打希土類鉄カーネット多結晶膜を成長させている。
および希土類を含むターゲットをスパッタして非晶質基
板上にＢｉ含何希土類鉄ガーネント薄膜形成させる磁性
薄膜の製造方法において、４５０〜６００℃の非晶質基
板にに２５−３ｅ％の金属イオンサイトがＢｉであるＢ
ｉ含打希土類鉄カーネット多結晶膜を成長させている。
本発明により作成する希土類鉄ガーネットとしてはＲｅ
０Ｂｉ■ＦＥ■Ｍ＠ｏ工、で 示されるものがある。（
Ｒｅは希土類元素、ＭはＦｅと置換可能な元素例えばＡ
Ｉｔ Ｇａ＋ Ｃｕ＋Ｇｅ、Ｃｕ＋Ｖ等３価イオン又は
３価と等価なイオンの組合せ、２．５≦■＋Ｏ≦３．５
，０．５≦■≦１．４，４．５≦Ｏ＋Ｏ≦５．５） 上記ガーネット組成中のＦｅｆｆ１はガーネット中の金
属イオンサイト（■＋■＋○＋＠”＝＝−８）の４３〜
５６％のものがキュリ一温度が常温より高く、大きなフ
ァラデー回転角の垂直磁化膜を得るために好まれる。
０Ｂｉ■ＦＥ■Ｍ＠ｏ工、で 示されるものがある。（
Ｒｅは希土類元素、ＭはＦｅと置換可能な元素例えばＡ
Ｉｔ Ｇａ＋ Ｃｕ＋Ｇｅ、Ｃｕ＋Ｖ等３価イオン又は
３価と等価なイオンの組合せ、２．５≦■＋Ｏ≦３．５
，０．５≦■≦１．４，４．５≦Ｏ＋Ｏ≦５．５） 上記ガーネット組成中のＦｅｆｆ１はガーネット中の金
属イオンサイト（■＋■＋○＋＠”＝＝−８）の４３〜
５６％のものがキュリ一温度が常温より高く、大きなフ
ァラデー回転角の垂直磁化膜を得るために好まれる。
父上記ガーネット組成中のＢ１ｆｆ１はガーネット中の
金属イオンサイト（■＋■＋Ｏ＋＠’Ｆ ８ ）の２５
〜３６％であることが必要とされる。ここでＢｉ量が２
５％より少ないと結晶化温度が高くなり直接結晶化しに
くくなる不都合が生じ、又３１％より多いと得られる薄
膜に表面あれが生じたり異種結品＋目が出やすくなる。
金属イオンサイト（■＋■＋Ｏ＋＠’Ｆ ８ ）の２５
〜３６％であることが必要とされる。ここでＢｉ量が２
５％より少ないと結晶化温度が高くなり直接結晶化しに
くくなる不都合が生じ、又３１％より多いと得られる薄
膜に表面あれが生じたり異種結品＋目が出やすくなる。
Ｂｉ量は２７．５〜３１％であることかさろに良好な薄
膜を得るために好まれる。
膜を得るために好まれる。
父上記希土類とビスマスイオンの和と鉄と鉄の置換物イ
オンの和の比（■＋■）＝（■＋の）は３：５に近いも
のであることか好まれるがこの比から多少ずれていても
比較的良質な磁性膜が得られる。
オンの和の比（■＋■）＝（■＋の）は３：５に近いも
のであることか好まれるがこの比から多少ずれていても
比較的良質な磁性膜が得られる。
父上記Ｆｅと置換しうる元素としては、Ｇａか低温で結
晶化しやすい膜が得られやすいため最も好ましい。
晶化しやすい膜が得られやすいため最も好ましい。
本発明に用いるターゲットは上記希土類鉄ガーネット相
当の成分が基板上に飛着するものであればどの様なもの
でもかまわない。特に飛着成分中のＢｉｉ有量はターゲ
ット中のＢｉ含含量量り減少するので多めに含んだもの
が好まれる。Ｂｉｉ少量は真空の条件およびスパッタリ
ング条件なとにより決定される。又ターゲットは、１つ
の多結晶体であっても又複数の多結晶体であってもかま
わない。
当の成分が基板上に飛着するものであればどの様なもの
でもかまわない。特に飛着成分中のＢｉｉ有量はターゲ
ット中のＢｉ含含量量り減少するので多めに含んだもの
が好まれる。Ｂｉｉ少量は真空の条件およびスパッタリ
ング条件なとにより決定される。又ターゲットは、１つ
の多結晶体であっても又複数の多結晶体であってもかま
わない。
本発明においてスパッタリング時の基板温度は４５０〜
６００℃とされるが、基板を４５０℃よりも低い温度に
すると形成される薄膜が非晶質となり直接多結晶膜かえ
られなくなり、又ｅ ｏ ｏ ’ｃよりも高（すると異
種結晶が生じたり形成される薄膜の表面かあれやす（な
るためである。
６００℃とされるが、基板を４５０℃よりも低い温度に
すると形成される薄膜が非晶質となり直接多結晶膜かえ
られなくなり、又ｅ ｏ ｏ ’ｃよりも高（すると異
種結晶が生じたり形成される薄膜の表面かあれやす（な
るためである。
上記基板の温度は４７０〜５５０℃さらに望ましくは４
８０〜５２０ ’Ｃとされることが好まれる。
８０〜５２０ ’Ｃとされることが好まれる。
［作 用コ
本発明によればスパッタリングにより形成される薄膜中
のＢｉ含含量量多いため、薄膜の結晶化温度が低いもの
となっている。そこで低い基板温度でも直接多結晶膜を
形成することができ、又基Ｍｉ層温度低いため薄膜表面
のあれが防止されている。
のＢｉ含含量量多いため、薄膜の結晶化温度が低いもの
となっている。そこで低い基板温度でも直接多結晶膜を
形成することができ、又基Ｍｉ層温度低いため薄膜表面
のあれが防止されている。
［実 施 例コ
基板として転移温度５５０ ’Ｃ熱膨張率１００×１０
−７／ ’Ｃの通常のガラス板２を用い以下の操作によ
りＢｉ置換希土類鉄ガーネ、ト垂直磁化膜を作成した。
−７／ ’Ｃの通常のガラス板２を用い以下の操作によ
りＢｉ置換希土類鉄ガーネ、ト垂直磁化膜を作成した。
ます第１図に示すような高周波（ＲＦ）スパッタリング
装置のステンレス製の電極板（試料台）１の上に前記ガ
ラス板２を載置すると共に、電極板３にターゲット４を
取り付ける。なおこのターゲット４は、組成式Ｂ ｉ２
．Ｂ Ｙｌ、ＯＦ ｅ３．８ Ｇａ１．２０１３．２で
表される多結晶膜の円盤状の焼結体から成る。
装置のステンレス製の電極板（試料台）１の上に前記ガ
ラス板２を載置すると共に、電極板３にターゲット４を
取り付ける。なおこのターゲット４は、組成式Ｂ ｉ２
．Ｂ Ｙｌ、ＯＦ ｅ３．８ Ｇａ１．２０１３．２で
表される多結晶膜の円盤状の焼結体から成る。
次にスパッタリング装置内を所定の真空度に排気した後
、このスパッタリング装置内にＡｒと０２との混合ガス
（Ａｒ ：０２＝９ ： １）を１６ｍＴｏｒｒ程度ま
で導入する。真空度か安定した状態で、電極板ｌと電極
板３との間に３００ Ｗの高周波電圧を印加してグロー
放電を開始させる。この放電で生じたＡｒ＋イオ／はタ
ーゲット４の表面をスパッタし、このスパッタにより上
記ターゲット４からＢｉ、Ｙ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｏ等の原子
が離脱する。これらの離脱した原子は、電極板１を介し
てヒータ５により５００ ’Ｃに加熱されているガラス
板２上に被青し、このガラス板２上に薄膜６を形成した
。
、このスパッタリング装置内にＡｒと０２との混合ガス
（Ａｒ ：０２＝９ ： １）を１６ｍＴｏｒｒ程度ま
で導入する。真空度か安定した状態で、電極板ｌと電極
板３との間に３００ Ｗの高周波電圧を印加してグロー
放電を開始させる。この放電で生じたＡｒ＋イオ／はタ
ーゲット４の表面をスパッタし、このスパッタにより上
記ターゲット４からＢｉ、Ｙ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｏ等の原子
が離脱する。これらの離脱した原子は、電極板１を介し
てヒータ５により５００ ’Ｃに加熱されているガラス
板２上に被青し、このガラス板２上に薄膜６を形成した
。
スパッタ時間を２時間とした場合、得られた薄膜６の厚
さは約１．０μｍであった。
さは約１．０μｍであった。
こうして製造された薄膜６の結晶性をＸ線回折により調
べたところ、優勢方位のない多結晶であることが判明し
た。しかし、光学顕微鏡による観察の結果、多結晶であ
るにもかかわらず薄膜６は放射状又はバブル状の磁区構
造を有することがわかった。又薄膜６に形成された粒子
の形状は５０〜２００μｍと従来のスパンタ法により得
られる薄膜の粒径（数μｍ）よりも大きなものであった
。
べたところ、優勢方位のない多結晶であることが判明し
た。しかし、光学顕微鏡による観察の結果、多結晶であ
るにもかかわらず薄膜６は放射状又はバブル状の磁区構
造を有することがわかった。又薄膜６に形成された粒子
の形状は５０〜２００μｍと従来のスパンタ法により得
られる薄膜の粒径（数μｍ）よりも大きなものであった
。
第２図に本実施例により形成された薄膜６中の粒子の形
状および磁区形状を示す約１０００倍の光学顕微鏡写真
を示す。
状および磁区形状を示す約１０００倍の光学顕微鏡写真
を示す。
又膜面に垂直な方向の磁界Ｈに対する薄膜６の図に示す
ような角形性が良好なループが得られ、めで大きく、ま
た保磁力Ｈｅも約８０００ｅと十分大きく、磁気記録材
料として極めて好ましい性質を有していることがわかっ
た。
ような角形性が良好なループが得られ、めで大きく、ま
た保磁力Ｈｅも約８０００ｅと十分大きく、磁気記録材
料として極めて好ましい性質を有していることがわかっ
た。
旧訳薄膜６を誘導結合プラズマ発光分析により組成分析
した結果誘導膜６はＹｏ、８ Ｂ ｉ ２．２ Ｆ ｅ
３．８ Ｇａ１．２０＋２ （Ｂ ｉ含汀ｆｆ１２．２
／（０，８＋２．２＋３．８＋１．２ ＞ ＝ ０ 、
２７５ ＞の薄膜であることがわかった。
した結果誘導膜６はＹｏ、８ Ｂ ｉ ２．２ Ｆ ｅ
３．８ Ｇａ１．２０＋２ （Ｂ ｉ含汀ｆｆ１２．２
／（０，８＋２．２＋３．８＋１．２ ＞ ＝ ０ 、
２７５ ＞の薄膜であることがわかった。
そこで本実施例においてはＹｏ、８ Ｂ ｉ ２．２
Ｆ ｅ３．８ Ｇａｒ、２０１２のガーネント多結晶か
直接非晶質基板上に成長していることがわかる。
Ｆ ｅ３．８ Ｇａｒ、２０１２のガーネント多結晶か
直接非晶質基板上に成長していることがわかる。
又こうして作成された磁性薄膜は比較的面荒れが少なく
光熱磁気記録材として、使用するに耐える表面状態であ
った。
光熱磁気記録材として、使用するに耐える表面状態であ
った。
［発明の効果コ
本発明によれば、４５０〜６００℃と比較的低温で直接
磁性薄膜を形成しているため、軟化点が６００℃程度の
安価な基板の材質をその基板材料として使用することが
可能である。又スパッター法による薄膜作成以後の熱処
理がなくなるため製造下栓が簡略化できる。
磁性薄膜を形成しているため、軟化点が６００℃程度の
安価な基板の材質をその基板材料として使用することが
可能である。又スパッター法による薄膜作成以後の熱処
理がなくなるため製造下栓が簡略化できる。
第１図は実施例１で使用したスパンタリング装置の概略
を示す断面図、第２図は実施例１で作成した薄膜中の粒
子の形状を示す図面にがわる顕微鏡写真、第３図は実施
例１の磁性薄膜のヒステリシス特性を示すグラフである
。 第１図 第３図
を示す断面図、第２図は実施例１で作成した薄膜中の粒
子の形状を示す図面にがわる顕微鏡写真、第３図は実施
例１の磁性薄膜のヒステリシス特性を示すグラフである
。 第１図 第３図
Claims (1)
- （１）Ｂｉ、Ｆｅおよび希土類を含むターゲットをスパ
ッタして非晶質基板上にＢｉ含有希土類鉄ガーネット薄
膜を形成させる磁性薄膜の製造方法において、４５０〜
６００℃の非晶質基板上に、２５〜３６％の金属イオン
サイトがＢｉであるＢｉ含有希土類鉄ガーネット多結晶
膜を成長させることを特徴とする磁性薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21736485A JPS6276710A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 磁性薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21736485A JPS6276710A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 磁性薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276710A true JPS6276710A (ja) | 1987-04-08 |
Family
ID=16703017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21736485A Pending JPS6276710A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 磁性薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6276710A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63312963A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Ricoh Co Ltd | 酸化物磁性体薄膜の製造方法 |
| WO2019146493A1 (ja) * | 2018-01-29 | 2019-08-01 | 三井金属鉱業株式会社 | 酸素透過素子及びスパッタリングターゲット材 |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP21736485A patent/JPS6276710A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63312963A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Ricoh Co Ltd | 酸化物磁性体薄膜の製造方法 |
| WO2019146493A1 (ja) * | 2018-01-29 | 2019-08-01 | 三井金属鉱業株式会社 | 酸素透過素子及びスパッタリングターゲット材 |
| JPWO2019146493A1 (ja) * | 2018-01-29 | 2021-01-28 | 三井金属鉱業株式会社 | 酸素透過素子及びスパッタリングターゲット材 |
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