KR20130098452A - Particulate alloy thin film and their manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An alloy granulated thin film and a manufacturing method thereof are provided to supply an alloy thin film which forms an insulation layer with high specific resistance as well as high magnetic flux density. CONSTITUTION: A manufacturing method of an alloy granulated thin film comprises the following steps. An alloy thin film which is formed on a solid substrate is treated with heat by supplying hydrogen including vapor to an alloy thin film (230). A part of first solute elements which have large oxygen effinity are selectively oxidized. The alloy thin film is granulated to form an insulation layer. The oxidized first solute elements form an insulation layer (240) on a granulated alloy thin film and a solid substrate after the alloy thin film is granulated. [Reference numerals] (210) Arrange an alloy thin panel and perform the purging of devices; (220) Generate a gas mixture of hydrogen and vapor; (230) Heat treatment; (240) Generate an alloy grained thin film

Description

합금입자화박막 및 그 제조방법{Particulate alloy thin film and their manufacturing method}Alloy particle thin film and their manufacturing method

본 발명은 합금박막의 입자화에 관한 것으로, 특히 고체 기판 위에 만들어진 합금박막을 수증기를 함유한 수소혼합기체에서 열처리함으로써 합금의 제1원소가 선택적으로 산화되면서 막이 점차 불연속적으로 변하여 최종적으로 불연속박막화 또는 입자화하는 선택산화를 일으켜 합금박막에 절연층을 형성한 합금입자화박막 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the granulation of alloy thin films. In particular, by heat treatment of an alloy thin film made on a solid substrate in a hydrogen mixed gas containing water vapor, the first element of the alloy is selectively oxidized and the film gradually changes discontinuously, resulting in discontinuous thin film formation. Alternatively, the present invention relates to an alloy granulated thin film in which an insulating layer is formed on an alloy thin film by causing selective oxidation to be granulated, and a method of manufacturing the same.

본 발명은 2011년 교육과학기술부로부터 지원받아 수행된 연구(연구사업명: 일반연구자지원, 연구과제명: 연자성 금속자성분말용 고품위 절연피막 형성)의 성과물이다.
The present invention is the result of a research conducted under the support of the Ministry of Education, Science and Technology in 2011 (Research Project Name: General Researcher Support, Project Title: Forming a High Quality Insulation Film for Soft Magnetic Metal Powders).

철(Fe)에 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf) 등을 첨가한 철계합금은 전기, 전자 및 자성소자의 재료로 널리 사용된다. 이러한 철계합금은 전력손실을 줄이고 전기저항을 높여 와전류손실을 저감시키며 보자력을 작게 하여 히스테리시스 손실을 저감시키기 위하여 절연층을 피복하여 사용하는 것이 일반적이다.Iron-based alloys in which silicon (Si), aluminum (Al), magnesium (Mg), chromium (Cr), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), etc., are added to iron (Fe). Widely used as a material of magnetic elements. Such iron-based alloys are generally used by coating an insulating layer to reduce power loss, increase electrical resistance, reduce eddy current loss, and reduce coercive force to reduce hysteresis loss.

철계합금에 절연층을 피복하기 위하여 주로 철계합금분말 형태가 사용되는데, 철계합금분말은 주로 아토마이징(Atomizing)이나 분쇄법으로 만들어지며, 진공증착법 또는 수용액 내에서의 환원반응을 통하여 미세한 분말로 제조된다. The iron alloy powder is mainly used to coat the insulating layer on the iron alloy. The iron alloy powder is mainly made of atomizing or grinding, and is made of fine powder through vacuum deposition or reduction in aqueous solution. do.

철계합금에 절연층을 피복하는 방법 중 마그네슘(Mg) 산화물(MgO)을 이용하여 철계합금분말을 제조하는 방법이 미국특허공개공보 제2008/0003126A1호(2008.01.03. 공개)인, 'Method for producing soft magnetic metal powder coated with MG-containing oxide film and method for producing composite soft magnetic material using said powder' 및 미국특허공개공보 제2009/0174512A1호(2009.07.09.공개)인, 'Iron powder coated with MG-containing oxide film'에 개시되어 있다.Among methods for coating an insulating layer on an iron alloy, a method for producing an iron alloy powder using magnesium (Mg) oxide (MgO) is disclosed in US Patent Publication No. 2008 / 0003126A1 (published Jan. 3, 2008). producing soft magnetic metal powder coated with MG-containing oxide film and method for producing composite soft magnetic material using said powder 'and' Iron powder coated with MG-, published in US 2009 / 0174512A1. containing oxide film '.

한편, 철계합금분말을 고체 기판에 고정시켜 고주파 필터나 박막 인덕터 등과 같은 용도로 사용하고자 하는 경우에는 주로 진공증착법 또는 고분자 바인더와 혼합시켜 스크린프린팅 방식 등을 이용하여 제조할 수 있다. On the other hand, when the iron alloy powder is fixed to a solid substrate and intended to be used for applications such as a high frequency filter or a thin film inductor, it may be manufactured using a screen printing method or the like, mainly by mixing with a vacuum deposition method or a polymer binder.

이러한 종래의 철계합금분말을 이용한 박막의 제조방법은 기판에 절연층이형성된 철계합금분말을 도포하여 제조되는데, 도포되는 분말의 두께를 수 μm 이하로 정확히 조절하는 것이 기술적으로 매우 곤란한 문제점이 있다. The conventional method of manufacturing a thin film using the iron-based alloy powder is prepared by applying an iron-based alloy powder having an insulating layer formed on a substrate, there is a technically very difficult problem to precisely control the thickness of the applied powder to a few μm or less.

특히, 전자기 회로의 소형화 및 고응답화에 따라 철계합금박막에 있어서도 고주파 안정성과 함께 보다 높은 자속밀도를 유지할 수 있도록 제조되어야 하기 때문에, 철계합금분말을 피복하는 절연층이 충분히 확보되어야 하고 또한 이것이 기판에 충분히 얇게 도포되어야 하는데, 종래의 제조방법으로는 최소한의 두께와 충분한 성능을 갖는 절연층 및 도포층을 제공하지 못하는 문제점이 있다.
In particular, due to the miniaturization and high response of the electromagnetic circuit, the ferroalloy thin film must be manufactured to maintain high magnetic flux density and high magnetic flux density. Therefore, an insulating layer covering the ferroalloy powder must be sufficiently secured. To be applied thin enough to the conventional manufacturing method has a problem that can not provide an insulating layer and a coating layer having a minimum thickness and sufficient performance.

따라서 상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 비저항이 높은 절연층을 형성하면서도 높은 자속밀도를 갖는 합금박막을 제공할 수 있는 합금입자화박막 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems is to provide an alloy particle thin film and a method of manufacturing the same that can provide an alloy thin film having a high magnetic flux density while forming an insulating layer having a high resistivity.

또한, 본 발명의 다른 목적은 제조공정이 간편하면서도 성능이 향상된 비저항이 높은 절연층을 형성한 합금박막을 제공할 수 있는 합금입자화박막 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide an alloy granular thin film and a method for manufacturing the alloy thin film which can provide an alloy thin film having a high resistivity with improved performance while having a simple manufacturing process.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모터, 액추에이터, 요크, 코어, 리엑터 등 전기, 전자 및 자성소자의 재료로 널리 사용되는 합금분말을 고체 기판에 고정시켜 합금박막 형태로 사용하고자 할 때, 도포되는 분말의 두께를 수 μm 이하로 정확히 조절하기 위하여, 스퍼터, 진공증착, 도금 등의 방법으로 고체 기판 위에 만들어진 합금박막을 수증기를 함유한 수소혼합기체에서 열처리함으로써 합금의 제1용질원소가 먼저 선택적으로 산화되는 반응 중에 막이 점차 불연속적으로 변하고 최종에는 입자화됨으로써 절연층을 형성한 합금박막의 특성을 향상시키는데 특징이 있다. In order to achieve the above object, the present invention is to fix the alloy powder widely used as a material of electric, electronic and magnetic elements such as motors, actuators, yokes, cores, reactors to a solid substrate to use in the form of an alloy thin film, In order to precisely adjust the thickness of the powder to be applied to several μm or less, the first solute element of the alloy is first heat-treated in a hydrogen mixed gas containing water vapor by an alloy thin film made on a solid substrate by sputtering, vacuum deposition, plating, or the like. The film gradually changes discontinuously during the oxidizing reaction and finally becomes granular, thereby improving the properties of the alloy thin film forming the insulating layer.

또한, 본 발명에 따른 합금입자화박막은 X-Y박막(X=Au, Pt, Ag, Ni, Fe, Cu, Co, Zn, Sn, V, Mn, Y=Al, Si, Ti, Mg, Hf, Zr, 이하 “합금박막”이라 함)을 산화물기판에 스퍼터, 진공증착 또는 전기도금 등의 방법으로 만든 후 수증기를 포함한 수소를 공급하며 열처리하여, 합금박막에 포함된 제1용질원소(Y=Al, Si, Ti, Mg, Hf, Zr)가 선택적으로 산화되고 합금박막이 입자화됨으로써 비저항이 높은 절연층을 형성한 것에 특징이 있다. In addition, the alloy particle thin film according to the present invention is an XY thin film (X = Au, Pt, Ag, Ni, Fe, Cu, Co, Zn, Sn, V, Mn, Y = Al, Si, Ti, Mg, Hf, The first solute element (Y = Al) contained in the alloy thin film is made by Zr (hereinafter referred to as “alloy thin film”) made of sputtering, vacuum deposition, or electroplating on an oxide substrate, and then supplied with hydrogen containing steam to heat treatment. , Si, Ti, Mg, Hf, Zr) is selectively oxidized and the alloy thin film is granulated to form an insulating layer having a high specific resistance.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 합금입자화박막은 고체 기판 상에 형성된 합금박막에 수증기를 포함한 수소를 공급하며 열처리하여, 상기 합금박막에 포함된 용질원소들 중 산소와 친화력이 큰 제1용질원소의 일부가 선택적으로 산화되고, 상기 합금박막이 입자화되어, 상기 산화된 제1용질원소가 상기 입자화된 합금박막 및 상기 고체 기판 상에 절연층을 형성한 것을 특징으로 한다.The alloy granular thin film according to the present invention for achieving the above object is heat-treated by supplying hydrogen containing water vapor to the alloy thin film formed on a solid substrate, the agent having a high affinity for oxygen among the solute elements included in the alloy thin film A portion of the one solute element is selectively oxidized, and the alloy thin film is granulated, and the oxidized first solute element forms an insulating layer on the granulated alloy thin film and the solid substrate.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 합금입자화박막 제조방법은 고체 기판 상에 형성된 합금박막에 수증기를 포함한 수소를 공급하며 열처리하여 상기 합금박막에 포함된 용질원소들 중 산소와 친화력이 큰 제1용질원소의 일부를 선택적으로 산화시킴으로써 상기 합금박막이 입자화되도록 하고, 상기 산화된 제1용질원소가 상기 입자화된 합금박막 및 상기 고체 기판 상에 절연층을 형성하도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, the alloy granular thin film manufacturing method according to the present invention for achieving the above object is affinity with oxygen among the solute elements included in the alloy thin film by supplying hydrogen containing water vapor to the alloy thin film formed on a solid substrate. Selectively oxidizing a part of the large first solute element causes the alloy thin film to be granulated, and the oxidized first solute element forms an insulating layer on the granulated alloy thin film and the solid substrate. It is done.

이때, 상기 제1용질원소는 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 및 하프늄(Hf) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.In this case, the first solute element is at least one of silicon (Si), aluminum (Al), magnesium (Mg), chromium (Cr), titanium (Ti), zirconium (Zr) and hafnium (Hf). .

이때, 상기 합금박막은 상기 제1용질원소와 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 철(Fe), 구리(Cu), 코발트(Co), 아연(Zn), 주석(Sn), 바나듐(V) 및 망간(Mn) 중 적어도 어느 하나의 제2용질원소와의 합금인 것을 특징으로 한다.
In this case, the alloy thin film is the first solute element and gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), nickel (Ni), iron (Fe), copper (Cu), cobalt (Co), zinc (Zn) ), Tin (Sn), vanadium (V), and manganese (Mn), and an alloy with at least one of the second solute elements.

본 발명은 절연층이 도포된 합금분말을 기판에 스크린 프린팅이나 스퍼터링, 진공증착, 전기코팅하여 절연층이 형성된 합금박막을 제조하는 것이 아니라, 선택산화에 의하여 합금박막에 비저항이 높은 절연층을 형성시킴으로써, 공정이 간편하면서도 고효율의 비저항이 높은 절연층이 형성된 합금박막을 제조할 수 있는 효과가 있다. The present invention does not manufacture an alloy thin film having an insulating layer by screen printing, sputtering, vacuum deposition, or electrocoating an alloy powder coated with an insulating layer on a substrate, but forms an insulating layer having a high resistivity on the alloy thin film by selective oxidation. By doing so, there is an effect that a process can be made simple and an alloy thin film in which an insulating layer with high specific resistance is high can be produced.

이에 따라 제조공정이 간편하면서도 두께가 얇고 일정한 절연층을 형성한 합금박막을 제조할 수 있으므로 제품의 품질을 높이고 제조단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.As a result, an alloy thin film having a simple and thin thickness and having a constant insulating layer can be manufactured, thereby increasing the quality of the product and lowering the manufacturing cost.

또한, 본 발명은 비저항이 높은 초박막의 절연층을 형성함과 아울러 높은 자속밀도를 유지할 수 있으므로 초소형 및 고성능의 전자소자 및 부품과 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.
In addition, since the present invention can form an ultra-thin insulating layer having a high resistivity and maintain a high magnetic flux density, it is possible to produce ultra-small and high-performance electronic devices, components and products.

도 1은 본 발명에 따른 합금입자화박막의 제조를 위한 장치구성도,
도 2는 본 발명에 따른 합금입자화박막의 제조과정을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 합금입자화박막의 제조과정에서 열처리시간에 따른 박막표면의 형상변화를 순차적으로 나타낸 사진,
도 4는 도 3의 (e)에 나타난 흰 입자의 화학조성과 성분매핑을 분석한 결과를 보인 도면,
도 5는 본 발명에 따른 합금입자화박막 제조과정에서 열처리 시간에 따른 박막 비저항의 변화를 나타낸 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 합금입자화박막 제조과정에서 열처리 시간에 따른 박막 자화곡선 측정 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 합금입자화박막의 깊이에 따른 성분변화 그래프,
도 8은 본 발명에 따른 합금입자화박막의 깊이에 따른 Al의 결합에너지를 분석한 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 합금입자화박막의 x-선 회절분석결과 그래프,
도 10은 본 발명에 따라 제조된 합금입자화박막의 단면모식,
도 11 및 12는 본 발명에 따른 합금입자화박막의 주파수에 따른 투자율의 변화를 나타낸 그래프,
도 13 및 14는 본 발명에 따른 합금입자화박막의 투자율특성과 비교하기 위해 현재 개발된 CoZrNb 및 FeCoNiB 연자성박막의 주파수에 따른 투자율 변화를 각각 나타낸 그래프.
1 is a device configuration for the production of alloy granulated thin film according to the present invention,
2 is a view showing a manufacturing process of an alloy granular thin film according to the present invention;
Figure 3 is a photograph sequentially showing the shape change of the surface of the thin film according to the heat treatment time in the manufacturing process of the alloy granular thin film according to the present invention,
4 is a view showing the results of analyzing the chemical composition and component mapping of the white particles shown in (e) of FIG.
5 is a graph showing the change in the specific resistance of the thin film according to the heat treatment time in the alloy granulation thin film manufacturing process according to the present invention,
Figure 6 is a graph of the measurement of the magnetization curve of the thin film according to the heat treatment time in the alloy particle thin film manufacturing process according to the present invention,
7 is a component change graph according to the depth of the alloy particle thin film according to the present invention,
8 is a graph analyzing the binding energy of Al according to the depth of the alloy particle thin film according to the present invention,
9 is a graph showing the X-ray diffraction analysis results of the alloy particle thin film according to the present invention,
10 is a cross-sectional schematic of the alloy granulated thin film prepared according to the present invention,
11 and 12 are graphs showing the change in permeability according to the frequency of the alloy granular thin film according to the present invention,
13 and 14 are graphs showing changes in permeability according to frequencies of CoZrNb and FeCoNiB soft magnetic thin films, which are currently developed for comparison with the permeability characteristics of alloy granular thin films according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same configurations of the drawings denote the same reference numerals as possible whenever possible. Specific details are set forth in the following description, which is provided to provide a more thorough understanding of the present invention. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

특히, 하기에서 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 합금입자화박막 및 그 제조방법을 설명하는데 있어서, 합금을 Fe-Al을 이용하여 대표적인 실시예로 설명할 것이다. 이는 설명의 편의를 위하여 철(Fe)과 알루미늄(Al)을 일례로 사용한 것일 뿐, 합금박막을 이루는 알루미늄(Al)과 같은 제1용질원소는 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 및 하프늄(Hf) 중 적어도 어느 하나가 될 수 있고, 상기 제1용질원소와 합금박막을 이루는 철(Fe)과 같은 제2용질원소는 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 철(Fe), 구리(Cu), 코발트(Co), 아연(Zn), 주석(Sn), 바나듐(V) 및 망간(Mn) 중 적어도 어느 하나가 될 수 있다. In particular, in the following description of the alloy particle thin film and the method for manufacturing the same according to the present invention with reference to the drawings, the alloy will be described as a representative embodiment using Fe-Al. For convenience of explanation, only iron (Fe) and aluminum (Al) are used as an example, and the first solute elements such as aluminum (Al) forming an alloy thin film are silicon (Si), aluminum (Al), and magnesium (Mg). ), Chromium (Cr), titanium (Ti), zirconium (Zr) and hafnium (Hf) may be at least one, and a second solute element such as iron (Fe) forming an alloy thin film with the first solute element. Silver (Au), Platinum (Pt), Silver (Ag), Nickel (Ni), Iron (Fe), Copper (Cu), Cobalt (Co), Zinc (Zn), Tin (Sn), Vanadium (V) And manganese (Mn).

따라서 이하에서 Fe-Al박막은 합금박막을 의미하며, 본 발명에 따른 합금입자화방법에 따라 처리된 합금박막이 최종적으로 생성되는 본 발명에 따른 합금입자화박막이 된다. Therefore, in the following Fe-Al thin film refers to the alloy thin film, the alloy thin film according to the present invention is finally produced an alloy thin film treated according to the alloy granulation method according to the present invention.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 합금입자화박막을 제조하기 위한 제조장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 합금입자화박막의 제조과정을 나타낸 도면이다.First, Figure 1 is a block diagram of a manufacturing apparatus for producing an alloy particle thin film according to the present invention, Figure 2 is a view showing a manufacturing process of the alloy particle thin film according to the present invention.

본 발명에 따른 합금입자화박막의 제조에 앞서, 합금박막(Fe-Al박막)을 제조한다. 상기 Fe-Al박막은 산화물 기판에 Fe-Al 합금을 소정 두께로 스퍼터한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에서 Fe-Al박막은 실리콘 웨이퍼를 1000oC에서 산화시켜 두께 200nm의 실리콘산화물을 성장시킨 후, RF 스퍼터기에서 Fe-5wt.%Al을 타겟으로 하여 실리콘산화물 기판에 두께 200nm의 Fe-Al박막을 상온에서 스퍼터하여 제조하였다.Prior to the preparation of the alloy granular thin film according to the present invention, an alloy thin film (Fe-Al thin film) is prepared. The Fe-Al thin film is a sputtered Fe-Al alloy on an oxide substrate to a predetermined thickness. In one embodiment of the present invention, the Fe-Al thin film is obtained by oxidizing a silicon wafer at 1000 ° C. to grow a silicon oxide having a thickness of 200 nm. Then, a Fe-Al thin film having a thickness of 200 nm was prepared by sputtering at room temperature on a silicon oxide substrate using Fe-5wt.% Al as a target in an RF sputtering machine.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 합금입자화박막의 제조방법은 먼저, 210단계에서 상기에서 제조한 Fe-Al박막(110)을 도 1의 열처리부(120, Furnace)에 위치시킨 후 열처리부(120)와 배관에 남아 있는 산소를 제거하기 위해 질소(130, N2)로 퍼징을 수행한다. 이에 따라, 질소 및 수소 저장부(130, 140)에서 수증기 혼합부(150), 응축부(160), 열처리부(120)에 이르는 배관에 남아있는 산소가 모두 질소에 밀려 제거된다.1 and 2, in the method of manufacturing the alloy granular thin film according to the present invention, first, the Fe-Al thin film 110 prepared in step 210 is positioned in the heat treatment part 120 (furnace) of FIG. 1. After purging is carried out with nitrogen (130, N 2 ) to remove the oxygen remaining in the heat treatment unit 120 and the pipe. Accordingly, all of the oxygen remaining in the pipe from the nitrogen and hydrogen storage units 130 and 140 to the water vapor mixing unit 150, the condensing unit 160, and the heat treatment unit 120 is removed by nitrogen.

이어, 210단계의 퍼징이 완료되면, 수증기 혼합부(150)에 10oC로 유지되는 이온교환수를 통과한 100-2000 SCCM(Standard Cubic Centimeter per Minute)의 수소를 다시 -17oC로 유지되는 구리관이 형성된 응축부(160)에 통과시켜 이슬점이 -17oC인 수소-수증기 혼합기체를 만든다(220단계). 이어, 220단계에서 혼합된 혼합기체를 900oC로 유지되는 열처리부(120)에 인가하면서 Fe-Al박막(110)을 10-200분 동안 열처리한다(230단계). Subsequently, when purging in step 210 is completed, hydrogen of 100-2000 SCCM (Standard Cubic Centimeter per Minute) passed through ion-exchanged water maintained at 10 o C in the steam mixing unit 150 is maintained at -17 o C again. Passing through the condensation unit 160 is a copper tube is formed to produce a hydrogen-vapor mixture gas with a dew point of -17 ° C (step 220). Subsequently, the Fe-Al thin film 110 is heat treated for 10-200 minutes while applying the mixed gas mixed in step 220 to the heat treatment part 120 maintained at 900 ° C. (step 230).

한편, 도 1의 수소공급확인부(170)는 열처리부(120)에 수소가 공급되었는지를 확인하고, 수소제거부(180)는 수소 공급을 확인할 때 유입된 수소를 제거한다.Meanwhile, the hydrogen supply confirmation unit 170 of FIG. 1 confirms whether hydrogen is supplied to the heat treatment unit 120, and the hydrogen removal unit 180 removes the hydrogen introduced when confirming the hydrogen supply.

도 3은 본 발명에 따른 합금입자화박막의 제조과정에서 열처리시간에 따른 박막표면의 형상변화를 순차적으로 나타낸 사진으로서, (a), (b), (c), (d), (e)는 Fe-Al박막(110)을 각각 0, 50, 60, 100, 200분간 열처리한 표면의 주사현미경(Scanning Electron Microscop, SEM)사진이고, (f)는 이슬점이 액체질소온도 -169oC인 수소기체로 900oC에서 200분 열처리한 박막 표면의 주사현미경 사진이다. 3 is a photograph sequentially showing the shape change of the surface of the thin film according to the heat treatment time in the manufacturing process of the alloy granular thin film according to the present invention, (a), (b), (c), (d), (e) Is a scanning electron microscope (Scanning Electron Microscop, SEM) photograph of the surface heat-treated Fe-Al thin film 110 for 0, 50, 60, 100, 200 minutes, respectively, and (f) has a dew point of -169 o C. Scanning microscope photograph of the surface of a thin film heat-treated at 900 ° C. for 200 minutes with hydrogen gas.

도 3의 (a), (b), (c), (d), (e)에 도시한 주사전자현미경 사진들은 모두 -17℃의 이슬점을 갖는 습식 수소 내에서 900℃의 온도로 열처리 한 것이고, (f)는 수증기를 거의 포함하지 않은 이슬점이 -169oC인 수소기체 내에서 900oC에서 200분 열처리한 것으로서, 본 발명에 따라 습식 수소 내에서 열처리된 (a), (b), (c), (d), (e)의 Fe-Al박막(110)의 형상과 비교를 위하여 함께 도시한 것이다.Scanning electron micrographs shown in (a), (b), (c), (d) and (e) of FIG. 3 are all heat-treated at 900 ° C. in wet hydrogen having a dew point of −17 ° C. , (f) is heat treated at 900 ° C. for 200 minutes in a hydrogen gas having a dew point of -169 ° C. containing almost no water vapor, and (a), (b), It is shown together for the comparison with the shape of Fe-Al thin film 110 of (c), (d), (e).

도 3의 (a)를 참조하면, 열처리를 행하지 않은 박막은 일반적인 합금박막과 같은 매끈한 표면을 보인다. (a)에서 좌측 상단의 입자는 표면의 흡착물이다. Referring to FIG. 3A, a thin film not subjected to heat treatment shows a smooth surface like a general alloy thin film. In (a), the upper left particle is an adsorbate on the surface.

다음으로, Fe-Al박막(110)을 50분간 열처리하면, (b)와 같이 직경 1 μm 이하의 흰 입자가 전체 박막에서 골고루 생성되는 것을 볼 수 있으며, Fe-Al박막(110)을 60분간 열처리하면 (c)와 같이 흰 입자들은 상당히 성장하여 조대화(coarse)해 있으나 연결되지 않은 불연속적인 입자형상을 나타내고 있음을 확인할 수 있다. Next, when the Fe-Al thin film 110 is heat-treated for 50 minutes, as shown in (b), white particles having a diameter of 1 μm or less may be uniformly generated in the entire thin film, and the Fe-Al thin film 110 may be 60 After a minute heat treatment, as shown in (c), the white particles grow considerably and coarse, but show discontinuous particle shape.

그리고 100분간 열처리하면, 흰 입자들은 (d)와 같이 더 이상 크게 성장하지 않으나 상호간에 더욱 불연속적으로 변화되고, 200분 간 열처리하면 입자들은 (e)와 같이 연결되지 않은 개별입자로 입자화된다.After 100 minutes of heat treatment, the white particles no longer grow as shown in (d) but change more discontinuously with each other, and after 200 minutes of heat treatment, the particles become individual particles which are not connected as in (e). .

상술한 (a), (b), (c), (d), (e)와 대비하여 (f)를 살펴보면, (f)의 Fe-Al박막(110)은 (b)와 같이 10~50분간 열처리한 막과 같이 흰 점들이 보이나 그 크기는 (b)보다 크다. 즉, Fe-Al박막(110)을 이슬점 -169oC와 -17oC로 다른 두 종류의 수증기-수소 혼합기체로 열처리하였을 때 합금박막은 표면 형상에 큰 차이가 있음을 확인할 수 있다. Looking at (f) in comparison with the above-mentioned (a), (b), (c), (d), and (e), the Fe-Al thin film 110 of (f) is 10 to 50, as shown in (b). White spots are seen, like a film heat-treated for a minute, but the size is larger than (b). That is, when the Fe-Al thin film 110 was heat-treated with two different types of steam-hydrogen mixtures with dew point -169 o C and -17 o C, the alloy thin film had a large difference in surface shape.

도 3에 도시한 각각의 사진들의 변화 원인을 살펴보면, 먼저 Fe-Al박막(110)을 산화물 기판에 스퍼터한 후 습식 수소 내에서 열처리하면 합금박막과 산화물기판면이 서로 젖음성(wettability)이 좋지 않아 합금박막은 계면에너지를 줄이기 위해 조대화하며 구형화된다. 이때, Fe과 Al 원자가 쉽게 확산되기 위해서는 활성화에너지가 커야 하므로 높은 온도에서 조대화 또는 구형화가 쉽게 일어나지만, 낮은 온도에서 열처리하면 공급되는 열적 활성화에너지가 작아 조대화 현상이 잘 일어나지 못한다. Looking at the causes of the change of each of the photos shown in Figure 3, first, the Fe-Al thin film 110 is sputtered on the oxide substrate and then heat treated in wet hydrogen, the alloy thin film and the oxide substrate surface is not good wettability (wetability) each other The alloy thin film is coarsened and spherical to reduce interfacial energy. At this time, since the activation energy must be large in order for Fe and Al atoms to be easily diffused, coarsening or spheroidization easily occurs at a high temperature, but when the heat treatment is performed at a low temperature, the coarsening phenomenon does not easily occur.

그럼에도 불구하고, 본 발명에 따르면 선택산화가 진행되면서 Al이 Fe-Al과 Al2O3 계면으로 이동하는 동안 Fe원자와 충돌하여 에너지를 공급해 Fe원자도 쉽게 이동할 수 있도록 함으로써, 비교적 낮은 온도에서도 선택산화에 의하여 조대화 또는 구형화가 잘 일어나게 된다. 그러나 낮은 온도에서는 수분에 의하여 합금박막의 철도 산화가 되기 때문에 주의하여야 한다.Nevertheless, according to the present invention, while Al is moved to the Fe-Al and Al 2 O 3 interface as the selective oxidation proceeds, the Fe atom is supplied with energy so that the Fe atom can be easily moved, thereby selecting even at a relatively low temperature. Oxidation leads to coarsening or spheroidization. However, care must be taken at low temperatures because of the moisture oxidation of the alloy thin films.

도 4는 도 3의 (e)에 나타난 흰 입자의 화학조성과 성분매핑을 분석한 결과를 보인 도면으로서, -17℃의 이슬점을 갖는 습식 수소 내에서 200분 동안 900℃의 온도로 선택적 산화된 Fe-Al박막의 화학조성 및 조성물 별 에너지분산분광(Energy Dispersive Spectroscopy, EDS) 분석 사진을 나타낸 것이다.FIG. 4 shows the results of analyzing the chemical composition and the component mapping of the white particles shown in FIG. 3 (e), which are selectively oxidized at 900 ° C. for 200 minutes in wet hydrogen having a dew point of −17 ° C. FIG. Chemical composition of Fe-Al thin film and energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis photos by composition are shown.

도 4에 나타난 바와 같이, 흰 입자(A)의 화학조성은 산소 4.75at.%, 알루미늄 4.46at.%, 철 90.79at.%이고, 검은 바탕(B)의 화학조성은 산소 47.42at.%, 알루미늄 33.59at.%, 철 19at.%이다. 검은 바탕에 작은 흰 입자가 있는 것을 감안하면 검은 바탕은 대부분 Al2O3막으로 구성되고, 흰 입자는 알루미늄이 많이 산화되어 초기 조성인 Fe-9.8at.%Al 보다 알루미늄이 많이 감소한 Fe-4.68at.%Al의 조성을 가진다. 이러한 도 4의 결과는 성분매핑을 한 하단의 Fe, Al, Si 각각의 성분매핑 이미지와도 일치한다.As shown in Figure 4, the chemical composition of the white particles (A) is 4.75at.% Oxygen, 4.46at.% Aluminum, 90.79at.% Iron, the chemical composition of the black background (B) is 47.42at.% Oxygen, 33.59 at% aluminum and 19 at% iron. Considering that there are small white particles on the black background, the black background is mostly composed of Al 2 O 3 film, and the white particles are Fe 4.68, which is much reduced aluminum than the initial composition Fe-9.8at.% Al due to the much oxidation of aluminum. It has a composition of at.% Al. The results of FIG. 4 are also consistent with the component mapping images of Fe, Al, and Si of the bottom of the component mapping.

도 5는 본 발명에 따른 합금입자화박막 제조과정에서 열처리 시간에 따른 박막 비저항의 변화를 나타낸 그래프로서, 이슬점이 -17oC인 수소-수증기 혼합기체를 900oC로 유지되는 열처리부(120)에 흘리면서 Fe-Al박막을 0-200분 동안 열처리할 때 열처리 시간에 따른 박막 비저항의 변화이다. 5 is a graph showing a change in the specific resistance of the thin film according to the heat treatment time during the alloy granulation thin film manufacturing process according to the present invention, the heat treatment unit 120 to maintain a hydrogen-vapor mixed gas having a dew point of -17 o C at 900 o C ) Is the change of the resistivity of thin film according to the heat treatment time when heat-treating the Fe-Al thin film for 0-200 minutes.

도 5를 참조하면, 초기 5분 동안은 비저항이 감소하나 그 후 점차 증가하여 100분간 열처리하면 열처리하지 않은 박막에 비해 비저항이 약 33배 증가한다. 그러나 200분간 열처리하면 비저항이 너무 커져 측정할 수 있는 한계를 벗어난다. 이러한 도 5의 결과로부터 Fe-5at.%Al 박막을 열처리하면 알루미늄이 선택적으로 산화되어 표면의 알루미늄 산화층이 점차 두꺼워짐을 알 수 있다. Referring to FIG. 5, the resistivity decreases during the initial 5 minutes, but gradually increases and heat treatment for 100 minutes increases the resistivity by about 33 times compared to the unheat-treated thin film. However, after 200 minutes of heat treatment, the specific resistance becomes too large, which is beyond the measurable limit. From the results of FIG. 5, it can be seen that when the Fe-5at.% Al thin film is heat-treated, aluminum is selectively oxidized to gradually thicken the aluminum oxide layer on the surface.

도 6은 본 발명에 따른 합금입자화박막 제조과정에서 열처리 시간에 따른 박막 자화곡선 측정 그래프로서, 이슬점 -17oC인 수소-수증기 혼합기체를 900oC에서 Fe-Al박막을 0-200분 동안 열처리할 때 열처리 시간에 따른 자화곡선을 진동시료형자력계(Vibrating Sample Magnetometer, VSM)로 측정한 결과를 나타낸 도면이다.6 is a graph measuring a thin film magnetic curve according to the heat treatment time in the granulation alloy thin film manufacturing process in accordance with the present invention, dew point -17 o C in a hydrogen-0-200 minutes, Fe-Al thin film of water vapor mixed gas at 900 o C It shows the result of measuring the magnetization curve according to the heat treatment time by vibrating sample magnetometer (VSM).

도 6을 참조하면 열처리하지 않은 박막은 우수한 연자기 특성을 가질 뿐 아니라 각형의 자화곡선을 보인다. 그러나 열처리 시간이 경과함에 따라 각형의 자화곡선은 비스듬하게 변한다. 이것은 도 3에서와 같이 열처리시간이 증가함에 따라 Fe-Al박막이 점차 불연속적으로 변화하여 Fe-Al 입자 사이에 반자장이 증가하기 때문이다. Referring to FIG. 6, the thin film not subjected to heat treatment not only has excellent soft magnetic properties but also shows a magnetization curve of a square shape. However, as the heat treatment time passes, the magnetization curve of the rectangle changes obliquely. This is because as the heat treatment time increases, as shown in FIG. 3, the Fe—Al thin film gradually changes discontinuously and the anti-magnetic field increases between the Fe—Al particles.

특히 200분간 열처리를 하면 대부분 개별입자형상을 하고 있어 반자장이 매우 커진다. 그러나 고순도 수소 내에서 열처리한 Fe-Al박막에서는 선택산화가 일어나지 않고 이에 따라 조대화 또는 구형화가 크게 일어나지 않아 각형의 자화곡선을 유지한다. In particular, after 200 minutes of heat treatment, most of them are in the form of individual particles, and the anti-magnetic field becomes very large. However, in the Fe-Al thin film heat-treated in high purity hydrogen, selective oxidation does not occur, and thus coarsening or spheroidization does not occur largely to maintain the magnetization curve of the rectangle.

본 발명에 따른 합금입자화박막은 Al의 선택산화 때문에 Fe-Al박막에서 알루미늄의 함량이 감소하므로, 열처리한 박막의 포화자화는 열처리하지 않은 박막의 포화자화 보다 크다. In the alloy granular thin film according to the present invention, the aluminum content is decreased in the Fe—Al thin film due to the selective oxidation of Al, so that the saturation magnetization of the heat-treated thin film is larger than that of the unheated thin film.

특히, 본 발명에 따른 합금입자화박막은 Fe-5wt.%Al 박막을 100, 200분간 열처리하여 도 3의 (d),(e)와 같이 입자들이 서로 연결되어 있지 않은 경우에서 측정된 바와 같이, 원점근처에서 자화곡선의 기울기가 낮아지면 초고주파까지 Fe-Al 박막의 투자율을 높게 유지할 수 있다. In particular, the alloy granular thin film according to the present invention is heat-treated Fe-5wt.% Al thin film for 100, 200 minutes as measured in the case that the particles are not connected to each other as shown in (d), (e) of FIG. As the magnetization curve slopes near the origin, the permeability of the Fe-Al thin film can be maintained at very high frequencies.

도 7은 본 발명에 따른 합금입자화박막의 깊이에 따른 성분변화 그래프로서, 이슬점 -17oC인 수증기와 수소의 혼합기체로 Fe-5wt.%Al 박막을 900oC에서 20분간 열처리한 후 X-선 광전자분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)으로 측정한 것이다. 도 6의 XPS를 이용한 깊이에 따른 성분분석은 표면을 Ar이온 등으로 스퍼터 에칭시켜 점차 제거한 후 표면의 성분을 분석하는 것으로, 본 분석에서 에칭속도는 분당 약 1 nm 이다. 7 is a graph of the composition change according to the depth of the alloy particle thin film according to the present invention, after the Fe-5wt.% Al thin film heat treated at 900 o C for 20 minutes with a mixture of water vapor and hydrogen with a dew point of -17 o C It was measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Component analysis according to the depth using the XPS of FIG. 6 is to remove the surface by sputter etching with Ar ions and the like, and then analyze the components of the surface. In this analysis, the etching rate is about 1 nm per minute.

도 7을 참조하면, 50분의 에칭 시간 동안 철이 거의 검출되지 않고 알루미늄과 산소만 검출된 것으로 보아, 본 발명에 따른 합금입자화박막의 표면에는 Al2O3만이 존재하며, 그 두께가 약 50 nm 미만임을 알 수 있다. 7, during a 50-minute etch time seen that the iron is detected only aluminum and oxygen is hardly detected, and there, and only the Al 2 O 3 present the surface of the alloy particle formation thin film according to the present invention, a thickness of about 50 It can be seen that it is less than nm.

도 8은 본 발명에 따른 합금입자화박막의 깊이에 따른 Al의 결합에너지를 분석한 그래프로서, XPS를 통해 깊이에 따른 알루미늄의 결합에너지를 분석한 결과를 나타낸 것이다. 8 is a graph analyzing the binding energy of Al according to the depth of the alloy particle thin film according to the present invention, showing the result of analyzing the binding energy of aluminum according to the depth through XPS.

도 8을 참조하면, 표면에서 멀어질수록 분자 간 결합에너지가 74.3 eV에서 73 eV로 작아져 표면에는 Al2O3가 존재하고, 내부에는 금속 알루미늄이 존재함을 확인할 수 있으며, 깊이에 따라 Al2O3로부터 금속 알루미늄으로 알루미늄의 화학적 이동이 명확하게 보여질 수 있다.Referring to FIG. 8, as the distance from the surface decreases, the binding energy between molecules decreases from 74.3 eV to 73 eV, so that Al 2 O 3 exists on the surface and metal aluminum exists inside. The chemical shift of aluminum from 2 O 3 to metallic aluminum can be clearly seen.

도 9는 본 발명에 따른 합금입자화박막의 x-선 회절분석결과 그래프로서, 이슬점 -17oC인 수소-수증기 혼합기체로 900oC에서 200분간 열처리한 Fe-5 wt.%Al 합금박막의 x-선 회절분석결과를 나타낸 것으로, Fe-Al상과 γ-Al2O3상 외에 Fe-Al-O, Fe-O 등의 산화물 회절선을 검출할 수 없어 생성된 산화물이 γ-Al2O3 상임을 확인할 수 있다. 9 is a graph showing the results of X-ray diffraction analysis of the alloy particle thin film according to the present invention. The Fe-5 wt.% Al alloy thin film heat-treated at 900 ° C. for 200 minutes with a hydrogen-vapor mixture gas having a dew point of -17 ° C. a shows an x- ray diffraction analysis, Fe-Al phase and the γ -Al 2 O 3 in addition to the Fe-Al-O, the oxide can be detected diffraction lines not generated oxides, such as Fe-O γ -Al 2 O 3 phase can be confirmed.

도 10은 본 발명에 따라 제조된 합금입자화박막의 단면모식도로서, 도 3 내지 도 9의 실험결과를 참조하여 본 발명에 따라 제조된 합금입자화박막의 단면모식도를 나타낸 것이다. 10 is a cross-sectional schematic diagram of the alloy granulated thin film prepared according to the present invention, showing a cross-sectional schematic diagram of the alloy granulated thin film prepared according to the present invention with reference to the experimental results of FIGS.

도 10을 참조하면, 조대화된 Fe-Al합금입자(113)은 기판(111)과 접촉하고 있고, 기판(111)과 이 조대화된 Fe-Al합금입자(113)는 Al2O3산화층(115)으로 둘러싸여 있으며, 이 Al2O3산화층(115) 내부에 미세한 Fe-Al합금입자(117)가 골고루 분포하는 것으로 추정된다. Referring to FIG. 10, the coarsened Fe-Al alloy particles 113 are in contact with the substrate 111, and the substrate 111 and the coarse Fe-Al alloy particles 113 are Al 2 O 3 oxide layers. Surrounded by (115), it is assumed that fine Fe-Al alloy particles 117 are evenly distributed in the Al 2 O 3 oxide layer 115.

따라서 본 발명에 따라 제조된 합금입자화박막은 표면이 알루미늄 산화물(Al2O3)로 이루어져 있고, 또한 Fe-Al박막(11)의 알루미늄 함량이 감소하였므로 포화자속밀도가 증가한다. Therefore, the alloy granular thin film prepared according to the present invention is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) surface, and the aluminum content of the Fe-Al thin film 11 is reduced, the saturation magnetic flux density increases.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 합금입자화박막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 합금입자화박막은 선택산화에 의하여 비저항이 높은 절연층이 피복되고, 높은 자속밀도를 유지함으로써, 소형화 및 고응답화가 요구되는 전자기 회로에 필요한 최소한의 두께와 충분한 성능요건을 만족한다. As described above, the method for producing an alloy particle thin film according to the present invention and the alloy particle thin film produced according to the present invention are coated with an insulating layer having a high resistivity by selective oxidation, and thus maintain a high magnetic flux density, thereby miniaturizing and responding It satisfies the minimum thickness and sufficient performance requirements for the electromagnetic circuits required for refining.

도 11 및 12는 본 발명에 따른 합금입자화박막의 주파수에 따른 투자율의 변화를 나타낸 그래프로서, 이슬점 -17oC인 수소-수증기 혼합기체로 900oC에서 각각 100, 200분 동안 열처리한 Fe-Al박막의 주파수에 따른 투자율의 변화를 나타낸 것이다.11 and 12 are graphs showing the change of magnetic permeability according to the frequency of the alloy granular thin film according to the present invention. The hydrogen-vapor mixture gas having a dew point of -17 o C was heat treated at 900 o C for 100 and 200 minutes, respectively. It shows the change of permeability according to the frequency of Al thin film.

도 11 및 12를 참조하면, 실수투자율이 10 GHz로 유지되는 것으로 보아 본 발명에 따른 합금입자화박막은 10 GHz까지 작동해야 하는 자기소자에도 적용할 수 있음을 알 수 있다. 11 and 12, the real permeability is maintained at 10 GHz, it can be seen that the alloy particle thin film according to the present invention can be applied to magnetic devices that must operate up to 10 GHz.

도 13 및 14는 본 발명에 따른 합금입자화박막의 투자율특성과 비교하기 위해 현재 개발된 CoZrNb 및 FeCoNiB 연자성박막의 주파수에 따른 투자율 변화를 각각 나타낸 그래프로서, 각각 4.5, 6.5 GHz까지 실수투자율이 유지된다. 따라서 본 발명에 따른 합금입자화박막은 기존의 연자성박막에 비해 더 높은 투자율을 초고주파까지 유지할 수 있음을 확인하였다. 13 and 14 are graphs showing the change in permeability according to the frequency of CoZrNb and FeCoNiB soft magnetic thin films, which are currently developed for comparison with the permeability characteristics of alloy granular thin films according to the present invention, and the real permeability up to 4.5 and 6.5 GHz, respectively. maintain. Therefore, it was confirmed that the alloy granular thin film according to the present invention can maintain higher permeability up to ultra-high frequency than the conventional soft magnetic thin film.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 합금입자화박막 제조방법은 기존의 절연층으로 코팅된 합금분말을 고체 기판에 고정시키는 방식의 문제점들을 해소하며 더욱 간편하고 높은 성능을 갖는 합금입자화박막을 제조할 수 있다. As described above, the method for producing an alloy particle thin film according to the present invention solves the problems of the method of fixing the alloy powder coated with the existing insulating layer to a solid substrate and produces an alloy particle thin film having more simple and high performance. can do.

특히, 본 발명에 따른 합금입자화박막 제조방법은 철계합금입자화박막 뿐만 아니라 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 구리(Cu), 코발트(Co), 아연(Zn), 주석(Sn), 바나듐(V) 및 망간(Mn) 등을 포함하는 합금입자화박막을 제조할 수 있다.In particular, the method for producing an alloy particle thin film according to the present invention is not only an iron alloy particle thin film but also gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), nickel (Ni), copper (Cu), cobalt (Co), An alloy granular thin film containing zinc (Zn), tin (Sn), vanadium (V), manganese (Mn), or the like can be produced.

또한, 본 발명에 따른 합금입자화박막은 기존의 연자성박막에 비하여 높은 투자율을 가짐으로써 초소형 및 고성능의 전자소자에 적용될 수 있다.In addition, the alloy particle thin film according to the present invention has a high permeability compared to the conventional soft magnetic thin film can be applied to an ultra-small and high performance electronic device.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

Claims (6)

고체 기판 상에 형성된 합금박막에 수증기를 포함한 수소를 공급하며 열처리하여, 상기 합금박막에 포함된 용질원소들 중 산소와 친화력이 큰 제1용질원소의 일부가 선택적으로 산화되고, 상기 합금박막이 입자화되어, 상기 산화된 제1용질원소가 상기 입자화된 합금박막 및 상기 고체 기판 상에 절연층을 형성한 것을 특징으로 하는 합금입자화박막.
Hydrogen containing water vapor is supplied to the alloy thin film formed on the solid substrate and heat-treated to selectively oxidize a part of the first solute element having a high affinity for oxygen among the solute elements included in the alloy thin film, and the alloy thin film particles. And the oxidized first solute element forms an insulating layer on the granulated alloy thin film and the solid substrate.
제 1항에 있어서, 상기 제1용질원소는,
실리콘(Si), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 합금입자화박막.
The method of claim 1, wherein the first solute element,
Alloy alloy thin film, characterized in that at least any one of silicon (Si), aluminum (Al), magnesium (Mg), chromium (Cr), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf).
제 1항에 있어서, 상기 합금박막은,
상기 제1용질원소와 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 철(Fe), 구리(Cu), 코발트(Co), 아연(Zn), 주석(Sn), 바나듐(V) 및 망간(Mn) 중 적어도 어느 하나의 제2용질원소와의 합금인 것을 특징으로 하는 합금입자화박막.
The method of claim 1, wherein the alloy thin film,
The first solute element and gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), nickel (Ni), iron (Fe), copper (Cu), cobalt (Co), zinc (Zn), tin (Sn) And an alloy with at least one of the second solute elements of vanadium (V) and manganese (Mn).
고체 기판 상에 형성된 합금박막에 수증기를 포함한 수소를 공급하며 열처리하여 상기 합금박막에 포함된 용질원소들 중 산소와 친화력이 큰 제1용질원소의 일부를 선택적으로 산화시킴으로써 상기 합금박막이 입자화되도록 하고, 상기 산화된 제1용질원소가 상기 입자화된 합금박막 및 상기 고체 기판 상에 절연층을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 합금입자화박막 제조방법.
Hydrogen containing water vapor is supplied to the alloy thin film formed on the solid substrate and heat-treated to selectively oxidize a part of the first solute element having a high affinity with oxygen among the solute elements included in the alloy thin film so that the alloy thin film is granulated. And the oxidized first solute element forms an insulating layer on the granulated alloy thin film and the solid substrate.
제 4항에 있어서, 상기 용질원소는,
실리콘(Si), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 합금입자화박막 제조방법.
The method of claim 4, wherein the solute element,
Method for producing an alloy particle thin film, characterized in that any one of silicon (Si), aluminum (Al), magnesium (Mg), chromium (Cr), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf).
제 4항에 있어서, 상기 합금박막은,
상기 제1용질원소와 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 철(Fe), 구리(Cu), 코발트(Co), 아연(Zn), 주석(Sn), 바나듐(V) 및 망간(Mn) 중 적어도 어느 하나의 제2용질원소와의 합금인 것을 특징으로 하는 합금입자화박막 제조방법.
The method of claim 4, wherein the alloy thin film,
The first solute element and gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), nickel (Ni), iron (Fe), copper (Cu), cobalt (Co), zinc (Zn), tin (Sn) , Vanadium (V) and manganese (Mn) of at least one of the second solute element alloy.
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