KR100227449B1 - 자성 박막 및 그를 사용한 박막 자기 소자 - Google Patents

Abstract

실질적으로 하기 화학식으로 나타내는 조성을 가지며, 그의 전부 또는 일부가 비정질 영역으로 구성되는 자성 박막.

상기식에서, X는 주기율표(CAS Version) 4B족 원소로부터 선택된 적어도 1종의 원소이고, RE는 Sm을 포함하는 희토류 원소이며,

x, y, z, 및 a는 각각 0x1, 0z1, 0.05y0.36 및 0a

Description

자성 박막 및 그를 사용한 박막 자기 소자

본 발명은 평면 인덕터나 평면 트랜스 등의 평면형 자기 소자에 사용되는 자성 박막 및 그를 사용한 박막 자기 소자에 관한 것이다.

근년, 각종 전자 기기의 소형화가 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 전자 기기의 전원부의 소형화는 그에 비해 늦어지고 있다. 그로 인해 전원부가 기기 전체에 점유하는 용적 비율은 증대 일로에 있다. 전자 기기의 소형화는 각종 회로의 LSI화에 의해 많이 진행되고 있으나, 전원부에 필수인 인덕터나 트랜스 등의 자기 부품에 대해서는 이와 같은 소형화, 집적화가 늦어지고 있어, 이것이 용적 비율 증대의 주원인이 되고 있다.

이 과제를 해결하기 위해, 평면 코일과 자성체를 조합한 평면형의 자기 소자가 제안되고, 그 고성능화의 검토가 진행되고 있다. 이들에 사용되는 자성 박막에는 1MHz 이상의 고주파수 영역에서 저손실 및 고포화 자화가 되어야 함이 요구되고 있다. 고주파 영역에서는, 자기 투과율은 주로 회전 자화 과정에 의해 얻어진다. 이상적인 회전 자화 과정을 수득하기 위하여 한결 같은 면내 일축 자기 이방성의 조건하에서 자화 곤란축 방향의 자기 여기가 필요하며, 자화 곤란축 방향의 자기 투과율 및 보자력등이 중요한 물성치가 된다.

고주파 영역에서의 자기 투과율은 시료의 여러 가지 물성과 복잡하게 연관된 양이지만, 가장 관련이 큰 것으로는 이방성 자장을 들 수 있다. 대체로, 고주파 영역에서의 자기 투과율은 이방성 자장의 역수에 비례한다. 박막 인덕터등의 자기 소자에 있어서는, 각각의 설계에 따라 최적한 자기 투과율이 변화한다. 따라서, 고주파에서 박막 인덕터등 자기 소자에 적합한 고자기 투과율을 실현하기 위해서는 자성막 면내에서 일축 이방성을 보유할 것, 또한 이방성 자장 제어성을 보유할 것이 필요하다.

더욱이, 박막 인덕터등 자기 소자는 자성막의 포화 자화가 증가할수록, 취급할 수 있는 전력 및 포화 전류가 증대되는 것을 기대할 수 있으므로, 고포화 자화도 박막 인덕터등 자기 소자용 자성막에 필요하다. 또한, 박막 자기 헤드에서도 기록 밀도의 증대와 매체의 고보자력, 고에너지 축적화 및 동작 주파수의 고주파수화에 따라, 고주파수 영역에서 저손실 및 고포화 자화를 겸비한 자성 박막이 유효한 것은 물론이다. 이들의 요구는 그 외의 자기 소자에 있어서도 일반적으로 공통되는 것이다.

한편, 박막 인덕터 등의 자기 소자 중에 상술한 자성 박막을 단층 또는 적층의 자성층으로서 적용시킬 때, 자기 특성이 하나 하나의 자성 박막의 본체 특성으로부터 일정 정도 변화하는 것이 문제점이 되고 있다.

일반적인 박막 프로세스 기술을 사용하여 기판 상에 다수의 자기 소자를 형성시킬 때, 자성 박막의 저부는 기판 웨이퍼 이외에 수지층이나 절연 저부막층, 전도 금속막층, 보호막층, 부착막층 및 패턴화 등을 위한 마스크용의 층 등이 1종 또는 복수종이 적층되어 있는 것이 많다. 또한, 자성 박막 제조 후, 그 상부에 전술한 각종의 층이 다시 적층되는 경우가 일반적이다. 이들의 각층을 형성시킬 때에는, PVD 또는 CVD, 도금, 스핀 코우터 등에 의한 도포 및 경화를 위한 베이킹 등을 계속하여 수행한다. PVD 또는 CVD에 있어서, 고온 기판 막 제조를 하지 않을 경우에도 막 퇴적시에는 일반적으로 어느 정도의 온도 상승이 생긴다.

또한, 전극 형성이나 자성막 슬릿 형성, 관통공 형성, 각소자 분리, 설계 자기회로의 실현 등을 목적으로 하여, 자성막을 비롯한 각층 또는 전층의 패턴화가 필요하게 된다. 일반적으로 패턴화는 각종 수법으로 마스크를 형성한 후, 드라이 에칭 또는 웨트 에칭으로 실행된다.

이들의 각종 처리에 의해, 자성 박막의 표면 또는 계면의 평단성, 평활성이 열화되거나, 주기적인 요철이 도입됨으로 인해 형상상의 변화가 생길 경우가 많다. 또한, 자성 박막이 표면 또는 계면으로부터 접촉력으로서 받는 응력의 변화, 및 그 응력의 장소에 따른 크기나 방향의 변화, 즉 양과 방향의 양자의 대한 응력의 분산이 생기는 경우가 많다. 이 형상상의 변화와 응력의 변화는 어느 것이나 자성 박막의 자기 특성에 영향을 미치지만, 특히 후자의 응력은 자성 박막의 자기 특성의 부여 및 제어의 관점과 자기 연화성 유지의 관점에서 가장 주의할 필요가 있다.

자성 박막의 자기 이방성은 응력에 기인하는 자성 박막의 변형에 감응하여 이방적 응력이 생기면, 이에 대응한 자기 이방성이 유도된다. 또한, 상기한 응력의 분산이 생성되면, 이에 대응한 자기 이방성의 분산이 유도된다. 자기 이방성의 분산은 보자력을 일반적으로 증가시켜, 자성 박막의 자기 연화성을 저해시킨다. 이들의 유도 자기 이방성의 에너지는 자기 변형 상수에 비례한다.

따라서, 박막 자기 소자 중의 자성 박막에 소망의 설계 대로의 자기 특성을 발휘시키기 위해서 자기 소자 제작 프로세스에 의한 이방적 응력을 감소시키거나, 개개의 자기 소자의 프로세스를 통하여 생기는 이방적 응력을 적극적으로 이방성 제어에 이용할 필요가 있다. 그러나, 이방적 응력을 적극적으로 이방성 제어에 이용하는 것은 기술적으로 곤란하므로, 이와 같은 제어는 현실적으로 곤란하다. 또한, 자기 연화성을 저해하는 자기 이방성의 분산에 대해서는, 분산의 기구를 해명하여 분산 자체를 저하시키거나, 본래의 응력 자체를 감소시켜서 대책할 필요가 있다.

이들의 대책은 제작 프로세스 측면에서의 접근이지만, 자성 박막의 측면에서는 자기 변형 상수의 저감이 효과적인 대책이다. 단, 박막 자기 소자용의 자성 박막에 요구되는 고포화 자화 및 충분한 면내 일축 자기 이방성을 만족하는 재료는 자기 변형 상수가 비교적 큰 경우가 많다. 또한, 정자기 변형 저감을 위해 Si 등을 일정량 첨가하면 자발 자화도 감소하기 때문에, 자발 자화의 저하를 최소한으로 억제하면서 자기 변형을 감소시킬 필요가 있다.

상술한 바와 같이, 소형화 대응의 자기 소자에 있어서는 자성층의 고포화 자화, 자기 연화성 및 면내 일축 자기 이방성 제어성을 유지하면서, 자기 변형 상수가 작고, 자기 소자 제작 프로세스에서 자기 특성이 영향을 받기 어려운 자성 박막이 절실히 요망되고 있다.

본 발명은 이와 같은 과제에 대처하기 위한 것으로서, 특히 고포화 자화를 손상하지 않고 자기 변형을 저감시키는 것에 착안하여, 결과로서 자성층의 고포화 자화, 자기 연화성 및 면내 일축 자기 이방성 제어성을 유지하면서, 자기 변형 상수가 작고, 자기 소자 제작 프로세스에서 자기 특성이 영향을 받기 어려운 자성 박막 및 그 자성막을 사용한 박막 자기 소자를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

제1도는 본 발명의 자성 박막의 모식도를 나타내는 도.

제2도는 포화 자기 변형(magnetostriction) 상수의 Sm 조성비에 대한 의존성을 나타내는 그래프.

제3도는 자발 자화의 Sm 조성비에 대한 의존성을 나타내는 그래프.

제4도는 자화 곤란축 보자력의 Sm 조성비에 대한 의존성을 나타내는 그래프.

제5a도, 제5b도 및 제5c도는 본 발명의 자성 우화막을 적용한 박막 인덕터 소자의 주요 요소의 적층 구조의 한 예를 나타내는 도이며,제5a도는 그 평면도이고, 제5b도 는 그 코일부의 평면도이며, 제5c도는 그 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

51 : 자성막 52 : 절연층

53 : 코일층 55 : 기판

본 발명의 자성 박막은 Fe와 Co로 이루어지는 전이 금속과 B, C, Si, Sn 등의 4B족(CAS version 주기율표) 원소의 적어도 어느 하나, Sm을 포함하는 희토류 원소 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 하기의 화학식을 만족하는 자성체로 구성되며, 동시에 구성 영역의 전부 또는 일부가 비정질 영역임을 특징으로 하고 있다.

여기서, X는 주기율표(CAS version) 4B족 원소로부터 선택된 적어도 1종의 원소이고, RE는 Sm을 포함하는 희토류 원소를 나타낸다.

또한, x, y, z, 및 a는 각각 0x1, 0z1, 0.05y0.36 및 0a0.1이다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 고포화 자화, 저손실 및 면내 일축 자기 이방성 제어성을 가지면서, 동시에 소자 제작 프로세스에 의해 제작 중 또는 제작 후에 자성 박막이 받는 응력에 대하여 자기 특성의 변화 및 열화가 적은 자기 연화성 박막 및 그 자성 박막을 사용한 박막 자기 소자를 실현하는 것이다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.

본 발명의 자성 박막은, 상술한 화학식으로 실질적 표시되는 조성을 갖고, 막의 구성 영역의 전부 또는 일부가 비정질 영역으로 된 것이다. 여기서, Fe와 Co로 이루어진 전이 금속은, 자성을 담당하는 성분이고, Fe 단독, Co 단독, Fe-Co계의 어느 것을 사용하여도 좋으나, 특히 고포화 자속 밀도가 수득됨과 함께 높은 큐리 온도를 나타내므로, Fe-Co계를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, B, C, Si, Sn 등의 주기율표(CAS version) 4B족 원소 X는 자성 박막의 비정질화를 촉진함과 동시에, 결정화 온도, 자기 이방성 등의 개선에 기여하는 성분이다. 이들의 성분은 너무 적으면 필요한 효과가 얻어지지 않으며, 상기의 전이 금속과의 합계량에 대하여 36 원자이상에서는 자발 자화의 감소가 현저하여, 소망의 자기 특성을 수득하기 어려워진다.

또한, Sm을 포함한 희토류 원소는 미량의 첨가로 박막의 자기 연화 특성을 실질적으로 손상하지 않고, 정자기 변형을 저감시키는 원소이지만, 많이 첨가하면 자발 자화의 저하를 초래하는 우려가 있으며, 상기 Fe, Co, B 및 X에 대하여 10 원자이하의 범위가 좋다. 특히, Sm은 이 효과가 현저하여 첨가하는 희토류 원소의 전몰수의 50이상을 Sm으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 자성 박막은 막의 구성 영역의 전부 또는 일부가 비정질 영역으로 된 것이었으나 비정질화에 의해 자기 연화성화와 고주파 영역에서의 와전류 손실을 적게 하는 등의 자기 특성을 개선시키는 것으로서 복상 비정질의 구조로 하면 더욱 그 효과가 크다. 또한, 전 영역이 비정질의 경우 이외에 일부가 결정질이 되어도좋다. 또한, 고주파 영역에서의 유효한 회전 자화 과정을 수득하기 위해서는 한결 같은 일축 자기 이방성을 갖는 것이 효과적이다.

제1도는 본 발명에 의한 박막의 구조의 모식도를 나타낸다. 또한, 제1도는 본 발명의 실시 형태의 일례이며, 각 영역의 형상이나 면적비 등은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 제1도에 있어서, 11은 Fe, Co 및 Sm을 함께 포함하는 비정질 영역, 또는 결정질 영역, 또는 비정질과 결정질의 혼상 영역을 나타내고, 또한, 12는 B와 주기율표(CAS version) 4B족 원소 X를 함께 포함하는 영역을 나타낸다. 또한, A는 거시적인 면내 일축 자기 이방성의 자화 용이 축방향을 나타낸다.

먼저, 고포화 자화와 자기 연화성을 겸비한 자성 재료의 모상으로서, Fe, Co, B, 1종 내지 2종 이상의 주기율표(CAS Version) 4B족 원소 X로부터 구성되는 조성을 선택한다.

이 모상은 적당한 조성, 적당한 막 형성 조건에 의해 복상 비정질 또는 비정질과 결정질의 혼상을 나타내고, 고포화 자화와 자기 연화성에 더하여 일축 자기 이방성의 유도, 제어가 가능하며, 우수한 고주파 자기 특성을 수득할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 이 모상에 자기 변형 상수치를 저감시키기 위해 Sm 또는 Sm을 50이상 포함하는 희토류 원소를 첨가한다.

Fe-Co-B-X계의 복상 비정질막, 또는 미결정막인 경우, 특히 정자기 변형을 저감시키는데 Sm 또는 Sm을 몰수로 50이상 포함하는 희토류 원소들을 첨가하는 것이 효과적이다.

Sm 또는 Sm을 몰수로 50이상 포함하는 희토류 원소를 첨가하는 것에 의한 자기 변형 상수의 저하는 조성 첨가량에 거의 선형으로 비례하는 것으로 보인다.

자기 변형 상수의 절대치를 모상 이하로 낮추려는 관점에서 볼 때, 희토류 원소의 첨가량은 10 원자이하가 효과적이다. 또한, 자발 자화의 저하를 억제하는 관점에서도 10 원자를 초과하는 희토류 원소의 첨가는 바람직하지 못하다.

발명자에 의하면, 모상을 구성하는 주기율표(CAS Version) 4B족 원소 X로서의 Si 및 Sn의 첨가량을 증가시킴으로서 정자기 변형 저감은 어느 정도 가능하지만, 이 경우에는 동시에 자발 자화의 무시할 수 없는 저하가 생겨, 박막 자기 소자용의 자성막으로도 바람직하지 못하다.

이에 대하여, 본 발명의 Sm 또는 Sm을 몰수로 50이상 포함하는 희토류 원소의 첨가는 정자기 변형 감소 효과가 크므로, 소망의 자기 변형 저감을 위한 Sm 또는 Sm을 몰수로 50이상 포함하는 희토류 원소의 첨가에 의한 자발 자화 저감을 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 후술하는 실시예에 표시하는 바와 같이, 모상이 갖는 저보자력은 Sm 또는 Sm을 몰수로 50이상 포함하는 희토류 원소의 첨가에 의해 저해되는 일은 없었다.

자성을 담당하는 Fe, Co를 포함한 영역의 국소 자기 이방성을 고려하면, Sm 또는 Sm를 몰수로 50이상 포함한 희토류 원소의 첨가에 의해 자기 변형 상수의 절대치가 작아짐으로써, 국소 자기 이방성이 저감된다고 생각된다.

국소 자기 이방성의 증대는 자기 연화성 발현의 가능성을 저하시키므로, Sm 또는 Sm을 몰수로 50이상 포함한 희토류 원소의 첨가는, 낮은 보자력 유지 및 자기 연화성 유지의 관점에서도 바람직함을 알았다.

Sm이 주성분이면, Sm 이외의 첨가 희토류 원소로서 Sm 이외에 희토류 원소를 동시에 첨가하여도 발명의 효과는 유지된다. 발명자의 식견에 의하면 자기 변형 저감 효과는 Sm이 가장 우수하지만, Sm과 그외의 희토류 원소를 동시에 첨가함으로써, 출발 재료의 비용 상승을 억제하고, 값싼 자성 박막의 제공, 나아가서는 값싼 박막 자기 소자의 제공이 용이해진다. Sm과 함께 자기 변형 저감 효과가 큰 희토류 원소로서는 Gd 등을 들 수 있다.

Sm 등을 첨가하는 구체적인 수단으로서는, 예를 들면, 모상의 소결체 표적을 준비하고, 그 위에 Sm 등의 칩 또는 전이 금속과 Sm을 합금화시킨 칩을 올려 놓은 코·스패트링이나, 모상에 Sm을 첨가한 재료를 소결화시킨 표적을 사용하여 스패트링 등으로 제작한다. 또한, 모상과 Sm을 합한 조성을 몇 개의 표적에 원소마다, 또는 적당한 합금 조성으로 분할하여, 다원의 스패트링 원 또는 다원의 증착원, 또는 이들의 복합에 의해 막을 형성시킬 수도 있다. 이들 PVD 이외에도 CVD나 용융사출, 롤 및 도금 등으로 제작할 수도 있다.

또한, 상기의 자성 박막에 대하여, 한결 같은 면내 일축 자기 이방성을 부여한다. 일반적으로는 자장 중 열처리가 적당하지만, 일축 자기 이방성의 부여 시기 및 방법은 특히 한정되지 않는다. 자성층 막 형성시의 자장 중 막 형성, 자성막 제조 직후의 자장 중 열처리 및 자기 소자 제작 후의 자장 중 열처리도 좋고, 막 형성전의 기판 형상이나 막 형성 전후의 응력 도입 및 적층 후의 각종 에칭에 의한 패턴화 등의 기계적 방법으로도 좋으며, 박막 자기 소자의 제작 프로세스 중에 이방성적 응력을 제어하여 발생시키는 방법도 좋다. 이들에 의해 고주파 자기 여기에 적합한 자화 곤란축 자기 여기가 가능하게 된다.

이상의 수단에 의해, 저자기 변형을 가짐으로써 자기 소자 중에서의 다른 구성 요소로부터의 응력에 대하여 자기 특성이 영향을 받기가 어려워지고, 그 결과 제어성이 우수한 1축 자기 이방성을 가지며, 고주파 저손실, 고포화 자화, 자기 연화성의 특성을 갖는 자성 박막을 수득할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 자성 박막을 박막 인덕터 등의 자기 소자용의 자성체로 사용함으로서, 각 자기 소자가 요구하는 최적한 자기 특성을 갖는 자성체가 제공되며, 우수한 전자기 특성을 갖는 박막 자기 소자를 실현할 수 있다.

다음에, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 기술한다.

[실시예 1 내지 6, 비교예 1 및 2]

마그네트론 스패트링 장치를 사용하여, 표 1 및 표 2에 표시한 막 형성 조건으로 실시예, 비교예의 자성 박막을 제조하였다. 기판으로서 열산화막이 부착된 Si 웨이퍼를 사용하였다. 또한, 막 형성 직전에 밑 바탕 기판을 Ar 가스에 의한 드라이 에칭으로 클리닝하였다.

막 형성후, 진공 분위기, 직류 자장 중 열처리(인가 직류 자장: 130 kA/m, 열처리 온도: 280이상, 열처리 시간 2 내지 3시간)을 실시하였다. 열처리 자장은 막면에 평행으로 인가하였다.

막 두께의 측정은 촉침형 표면 조도/막 두께 측정계를 사용하였다. 조성 분석은 ICP 발광 분석법 및 고주파 가열·적외 흡수법으로 실시하였다. 결정 구조는 입사 각도를 2.0도에 고정된 박막 X선 회절법으로 확인하였다. 자발 자화 및 보자력 등은 진동 시료형 자력계에 의한 자화 곡선 측정으로부터 평가하였다.

자화 용이축 및 자화 곤란축을 포함하여, 평면에 대하여 회전하는 외부 자기장 80kA/m 이하에서 광 지레법으로 자기 변형을 관찰하였다. 포화 자기 변형 상수를 이와 같은 자기 변형 곡선의 폭에 의해 평가하였다.

제2도에 동일 조성의 소결체 표적을 사용하여 제작된 실시예 1 내지 4와, 비교예 1의 각 시료의 포화 자기 변형 상수의 Sm 조성 의존성을 나타낸다.

제3도에 이들 시료의 자발 자화의 Sm 조성 의존성을 나타낸다.

제2도 및 제3도에 나타난 바와 같이, Sm 첨가에 의해 포화 자기 변형 상수, 자발 자화가 모두 감소하지만, 자기 변형 상수의 감소율은 자발 자화의 감소율의 3배 이상이고, 자발 자화 저감을 최소한으로 멈추게 하면서, 포화 자기 변형 상수 감소가 수득됨을 알았다.

제4도에 이들 시료의 자화 곤란축 방향의 보자력의 측정예를 나타낸다.

이상과 같이, Sm 첨가에 의해서도 고주파 자장 구동에 적합한 충분한 자기 연화성이 유지됨이 확인되었다.

또한, 실시예 5와 비교예 2는 FeCo 합금과 각종 칩을 사용한 경우의 막 형성 예로서, Sm의 유무 이외는, 동일한 막 형성 방법으로 제작된 복상 비정질 자성 박막이지만, 비교예 2의 포화 자기 변형 상수(s)는 4.2×10^-5이고, 실시예 5의 포화 자기 변형 상수는 3.8×10^-5이므로, 막 형성 방법에 관계없이 Sm 첨가가 자기 변형 상수 저감에 효과적임이 나타났다.

다시, 실시예 6은, 실시예와 동일하게 FeCo 합금과 각종 칩을 사용한 경우의 막 형성예이지만, 이 예에서는 결정 구조가 결정질과 복상 비정질으로부터 이루어지고 있다. 이 경우에서도, 포화 자기 변형 상수(s)로서 2×10^-5의 값이 얻어지고, 본 발명의 재료계의 결정질과 비정질의 혼상에서도, Sm 첨가 시료로서 낮은 자기 변형 상수가 수득됨이 분명해졌다.

이와 같은 자성 박막을 사용하여 표 3에 표시한 조건에서 실시예 7 내지 8 및 비교예 3 내지 4의 박막 자기 소자를 제작하였다.

실시예 7에 대해서는, 실시예 3의 자성 박막과 AIN(0.4층두께)의 절연층을 4층에 적층하고, 자성막의 패턴화는 혼산으로 일괄 에칭을 실시하였다.

실시예 8에 대해서는, 실시예 3의 자성 박막과 AIN(0.4층두께)의 절연층을 4층에 적층하고, 자성막의 패턴화를 2종의 부식액으로 절연층과 자성층을 번갈아 하나씩 에칭하였다.

비교예 3에 대해서는, 비교예 1의 자성 박막과 AIN(0.4층두께)의 절연층을 4층에 적층하고, 자성막의 패턴화를 혼산으로 일괄 에칭을 실시하였다.

비교예 4에 대해서는, 비교예 1의 자성 박막과 AIN(0.5층두께)의 절연층을 4층에 적층하고, 자성막의 패턴화는 2종의 부식액으로 절연층과 자성층을 번갈아 하나씩 에칭하였다.

그 결과, 실시예 3의 자성 박막을 AIN 절연막을 개재하여 4층에 적층한 적층 자성 박막을 사용하여 제작한 실시예 7의 박막 인덕터 소자는 인덕터 소자 완성후의 자성 박막의 이방성 자장을 실시예 3의 본래의 이방성 자장 1.1 kA/m에 대하여 0.3 kA/m이내의 차이밖에 생기지 않았다.

한편, 비교예 1의 자성 박막을 동일하게 적층하여 제작한 비교예 3의 박막 인덕터 소자는, 소자 완성후의 이방성 자장의 본래의 값으로부터 최대 2kA/m의 증가가 관찰되었다.

또한, 이 예는 이들의 적층 자성 박막의 패턴화를 혼산으로 일괄하여 실시한 경우이지만, 적층 자성 박막의 자성층과 절연층을 각각 다른 부식액으로 번갈아 에칭하여 패턴화한 결과, 실시예 3의 자성 박막을 사용한 실시예 8의 인덕터 소자로는 보자력의 열화가 관찰되지 않았으나, 비교예 1의 자성 박막을 사용한 비교예 4의 인덕터 소자로는, 약 400 A/M의 값을 나타내며, 충분한 자기 연화성을 수득할 수 없었다. 즉, 양호한 특성을 나타내는 박막 자기 소자를 수득할 수 없었다.

제5도에 본 발명의 자성 박막을 적용한 박막 인덕터 소자의 주요 요소의 적층 구조를 나타낸다. 제5(a)도는 평면도이고, 51은 패턴화된 자성막이다. 제5(b)도는 제5(a)도의 A-A에 의한 단면도이고, 51은 자성막, 52는 절연층, 53은 코일층 및 55는 기판을 나타낸다.

실시예에서 분명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 낮은 포화 자기 변형 상수를 나타내고, 또한 1축 자기 이방성을 가지며, 고포화 자화 및 자기 연화성이 우수한 자성 박막을 수득할 수 있었다.

또한, 이 자성 박막을 사용한 박막 자기 소자 중에서는, 자성 박막 본래의 자기 특성이 거의 유지됨이 확인되었다.

한편, 비교예에 있어서는, 포화 자기 변형 상수가 높고, 자기 소자 중에서 자기 특성이 변화하여 소망의 자기 특성을 수득할 수 없었다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 평면 인덕터나 박막 자기헤드 등의 평면형 자기 소자에 사용되는 자성막에 관하여, 고포화 자화 자기 연화성 및 면내 일축 자기 이방성을 가지며, 동시에 저포화 자기 변형 상수를 가지고, 평면형 자기 소자 제작 프로세스 중, 또는 프로세스 후의 이방적 응력이나 응력의 분산의 발생 또는 변화에 대하여 자기 특성이 열화하기 어려운 자성 박막, 및 그 자성 박막을 사용한 평면형 자기 소자를 제공할 수 있다.

Claims (8)

1. 실질적으로 하기 화학식으로 나타내는 조성을 가지며, 그 전부 또는 일부가 비정질 영역으로 구성되고 막 면내에서 일축 자기 이방성을 가지는 것을 특징으로 하는 자성 박막.

   상기식에서, X는 주기율표(CAS Version) 4B족 원소로부터 선택된 적어도 1종의 원소이고, RE는 Sm을 포함하는 희토류 원소이며, x, y, z, 및 a는 각각 0x1, 0z1, 0.05y0.36 및 0a0.1을 만족하는 수치이다.
2. 제1항에 있어서, 막 중에 포함되는 희토류 원소의 총 몰수의 50이상이 Sm인 자성 박막.
3. 제1항에 있어서, 막 중에 포함되는 희토류 원소가 실질적으로 Sm인 자성 박막.
4. 제1항에 있어서, 상기 박막이 복상 비정질 영역으로 구성된 자성 박막.
5. 제1항에 있어서, 상기 박막의 일부가 결정질 영역을 포함하고 있는 자성 박막.
6. 제1항에 있어서, 상기 박막의 포화 자기 변형 상수가 4.0×10^-5이하인 자성 박막.
7. 기판, 상기 기판 상에 형성된 자성층, 상기 자성층상에 형성된 절연층 및 상기 절연층상에 형성된 코일층으로 이루어지고, 상기 자성층을 형성하는 자성막은 실질적으로 아래의 화학식에 의해 표시되는 조성을 가지며, 그의 전부 또는 일부가 비정질 영역으로 구성됨을 특징으로 하는 박막 자기 소자.

   상기식에서, X는 주기율표(CAS Version) 4B족 원소로부터 선택된 적어도 1종의 원소이고, RE는 Sm을 포함하는 희토류 원소이며, x, y, z, 및 a는 각각 0x1, 0z1, 0.05y0.36 및 0a0.1을 만족하는 수치이다.
8. 제7항에 있어서, 상기 자성막 중에 포함되는 희토류 원소의 총 몰수의 50이상이 Sm인 박막 자기 소자.