KR970002825B1

KR970002825B1 - 연자성 박막

Info

Publication number: KR970002825B1
Application number: KR1019880007871A
Authority: KR
Inventors: 가즈히꼬 하야시; 마사또시 하야까와; 겐지 가또리; 고이찌 아소
Original assignee: 오오가노 노리오; 소니 가부시끼가이샤
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1997-03-12
Also published as: KR890001029A; DE3882832D1; EP0297776A1; EP0297776B1; US5057380A; CA1338255C; DE3882832T2

Abstract

내용없음

Description

연자성 박막

제1도는 본 발명에 따른 FeCoNi 합금의 성분 범위를 보여주는 삼원 시스템 도표.

제2도는 FeCoNi 박막의 단일층 피막과 적층된 피막의 점을 측정하는 보자력의 성분을 보여주는 삼원시스템 도표.

제3(A)도 및 제3(B)도는 Fe₃₀Co₄₀Ni₃₀박막의 단일층과 적층된 피막에 있어서의 히스테리시스 곡선을 보여주는 특성도로써, 제3(A)도는 Fe₈₆Si₁₄박막을 갖는 단일층 피막을, 제3(B)도는 적층된 피막을 나타내는 도면.

제4(A)도 및 제4(B)도는 평균 입자 크기의 피막 두께 의존도와, Fe₃₀Co₄₀Ni₃₀박막 및 Fe₈₆Ni₁₄박막의 적층 피막에서의 보자력을 보여주는 특성도로써, 제4(A)도는 스퍼터링 후의 특성, 제4(B)도는 어닐링 후의 특성을 도시한 도면.

제5도는 Fe₃₀Co₂₅Ni₄₅박막과 Fe₈₆Si₁₄박막의 적층 피막에서의 보자력의 피막 두께 의존도를 보여주는 특성도.

제6도는 Fe₃₀Co₃₅Ni₃₅박막과 Fe 박막의 적층 피막에서의 보자력의 피막 두께 의존도를 보여주는 특성도.

제7도는 Fe₃₀Co₃₅Ni₃₅박막과 Fe₅₈Co₄₀Dy₂박막의 적층 피막에서의 보자력의 피막 두께 의존도를 보여주는 특성도.

제8(A)도 및 제8(B)도는 제4원소가 혼합된 FeCoNi 박막과 Fe₈₆Si₁₄박막의 적층 피막의 히스테리시스 곡선을 보여주는 특성도로써, 제8(A)도는 B로 피막을 혼합한 경우이고 제8(B)도는 Ti로 피막을 혼합한 경우를 보여주는 도면.

제9(A)도 및 제9(B)도는 Fe₆₀Co₄₀박막의 히스톄리시스 곡선을 보여주는 특성도로써, 제9(A)도는 스퍼터링 종결시의 특성과 제9(B)도는 어닐링 종결시의 특성과 제9(B)도는 어닐링 종결시의 특성을 보여주는 도면.

제l0(A)도 및 제10(B)도는 Fe₆₀Co₃₈Dy₂의 히스테리시스 곡선을 보여주는 특성도로써, 제10(A)도는 스퍼터링 종결시의 특성과 제10(B)도는 어닐링 종결시의 특성을 보여주는 도면.

제11(A)도 및 제11(B)도는 Fe₆₀Co₃₈Sm₂박막의 히스테리시스 곡선을 보여주는 특성도로써, 제11(A)도는 스퍼터링 종결시의 특성과 제11(B)도는 어니링 종결시의 특성을 보여주는 도면.

제12도는 적층된 Fe₆₀Co₃₈Dy₂박막과 Fe₁₉Ni₈₁박막에서의 보자력의 피막 두께 의존도를 보여주는 특성도.

제13도는 적층된 Fe₅₈Co₄₀Dy₂및 Fe₁₉Ni₈₁박막에서의 보자력의 피막 두께 의존도를 보여주는 특성도.

제14도는 적층된 Fe₅₈Co₄₀Dy₂및 Fe₃₀Co₃₅Ni₃₅박막에서의 보자력의 피막 두께 의존도를 보여주는 특성도.

본 발명은 연자성 박막에 관한 것으로 특히, 고 밀도 녹음을 위한 충분한 성질을 나타내는 자기 헤드의 코어로 사용되는 연자성 박막에 관한 것이다.

오디오 테잎 레코더 또는 VTR(비데오 테잎 레코더)인 자기 녹음/재생 장치에 있어서, 더욱 양호한 녹음밀도와 녹음 품질 등이 요구되고, 철 분말인 강자성 금속 분말을 사용하는 금속 테잎과 건조 테잎에서 강자성 금속 재료는 물리적 증착에 의해 베이스 피막상애 직접 부착되어, 실제 사용된다.

높은 보자력을 갖는 자성 녹음 매체 성질을 적절히 사용하여 최적 녹음 및 재생 효과를 얻기 위해, 코어 재료는 고 포화 자속 밀도와 저 보자력을 갖어야만 한다.

이런 요구를 만족시키기 위해 연자성 재료와 같은 여러 재료가 발전되어, 단일층 또는 적층된 층으로 사용되었다.

Fe-Co 기초 합금은 상기 재료의 하나이며, 양호한 연자성 성질을 얻기 위해 Si 또는 다른 재료를 첨가하였다. 그러나 첨가 원소의 종류와 여러 조건 등의 연구가 필요하다.

본 발명은 Fe-Co 기초 합금의 연자성 성질을 향상시키기 위한 것이며 특히, 양호한 자성 성질을 갖는 연자성 박막에 관한 것이다.

본 발명은, 포화 자속 밀도를 증가시키고 보자력을 낮추기 위해 단일층 피막으로 사용하기 위한 FeCoNi 또는 FeCoDy의 기초 성분 인, 코어 등으로 사용되는, 자기 헤드의 연자성 박막을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 더욱 양호한 연자성 성질은 제2연자성 박막층을 갖는 제1연자성 박막층 같은 상기 형성된 연자성 박막을 적층시켜 얻을 수 있다.

이 경우에, 제1, 제2연자성 박막의 결정 구조는 적당하게 선택되어 결합되어야 한다. 제1피막이 면심 입방 격자 구조(즉, FeCoNi)를 갖을 때, 이것은 체심 입방 격자 구조를 갖는 제2피막으로 적층되어야 한다. 반대로, 체심 입방 격자 구조(즉, FeCoDy)를 갖는 제1박막은 면심 입방 격자 구조를 갖는 제2박막으로 결합되어야 한다.

본 발명에 따른 이 연자성 박막은 스퍼터링의 종결시에 층분히 낮은 보자력을 갖기 때문에, 이것이 자기 헤드 또는 이와 유사한 것을 위한 단일층 피막용으로 사용될때, 이것은, 유리질 용융과 같은 가열공정시 연자성 성질을 손상시키지 않는다.

이 연자성 박막이 제l연자성 박막으로 사용되어 제2연자성 박막과 적층될때, 연자성 성질은 더욱 향상된다.

이런 연자성 성질을 갖는 연자성 박막이 자기 헤드용으로 사용될때, 자기 헤드의 자화가 방지되어, 낮은 비틀림으로 적절한 녹음 및 재생을 얻을 수 있고, 높은 S/N율을 실현할 수 있다.

본 발명의 연자성 박막은, 상기 목적을 얻기 위해 제안되었고, 본질적으로 Fe, Co, Ni 등을 포함하며, 성분 범위는 20 내지 40원자% Fe, 15 내지 55원자% Co, 20 내지 55원자% Ni이다.

제1도는 상기 FeCoNi 기초 합금의 합성 범위를 위한 삼원 시스템 도표를 도시하고 있다. 이 합금은 각 원소의 함량에 따라 고상선으로 α-상(체심 입방 격자 결정),γ-상(면심 입방 격자 결정) 또는 ε-상(육방 격자상)을 취한다. 도면내의 점선은 영 자왜 곡선을 나타내고, 쇄선은 열 결정 자기 비등방성 곡선을 나타낸다. 본 발명의 성분 범위는 도면내의 빗금으로 나타내고, 면심 입방 격자 구조를 취하며, 포지티브자왜 상수를 취한다. 이 영역은 고 포화 자속 밀도가 예기된다.

본 발명의 다른 연자성 박막은 본질적으로 Fe, Co를 포함하고, 또한 0.1 내지 5원자%의 Dy를 포함하는 특징이 있다.

상기 성분 범위는 연자성 성질의 관점에서 특정화되고, 연자성 성질은 성분 범위의 이외에는 저하한다.

부식 및 마모 저항을 향상하기 위해서, 상기 연자성 박막은 Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, B, C, Si, Al, Fe 및 Ga중 적어도 하나를 제4원소로 약 5원자%까지 혼합할 수 있다.

제4원소를 포함하는 FeCoNi-기초 연자성 박막 성분은 원자%의 성분비를 나타내는 a,b,c,d와 제4원소를 나타내는 M인 구조식 Fe_aCo_bNi_cM_d에 의해 도시되었다. 이 합성 범위는 20

a

40, 15

b

55, 20

C

55, 0

d

5 및 a+b+c+d=100인 조건을 만족하여야 한다.

제4원소를 포함하는 FeCoDy 연자성 박막의 성분은 원자%의 성분비를 나타내는 a,b,c,d와, 제4원소를 나타내는 M인 구조식 Fe_aCo_bDy_cM_d에 의해 도시되었다. 이 합성 범위는 0

b

60, 0.1

c

5, 0

d

5 및 a+b+c+d=100인 조건을 만족하여야 한다.

자기 성질은 제2연자성 박막층과 함께 제1연자성 박막인 상기 연자성 박막을 적층시켜 더욱 향상시킬수있다.

FeCoNi 연자성 박막의 단일층 피막은 주로 면심 입방 구조를 갖는다. 더욱 만족스러운 성질은 Fe, FeSi합금, FeCoDy 합금, FeSiA1 합금, FeGaSi 합금, FeGaGe 합금 또는 FeAlGe인 체심 입방 구조를 갖는 자성박막을 갖는 층을 적층시켜 얻을 수 있는 것이 실험적으로 증명되었다.

반대로, FeCoDy 연자성 박막의 단일층 피막은 주로 체심 입방 구조를 갖는다. 더욱 만족스러운 성질은 FeNi 합금, 또는 FeCoNi 합금인 면심 입방 구조를 갖는 자성 박층을 갖는 층을 적층시켜 얻을 수 있는 것이 발견되었다. 다른 결정 구조를 갖는 박막의 적층은 층 사이의 확산을 방지하고 여러 제조 과정을 통과한 후에 깨끗한 결정립계를 유지하게 한다. 적층된 층의 피막 두께와 수효는 바람직한 자성 성질에 따라 적절하게 선택될 수 있다.

이런 연자성 박막은 스퍼터링에 의해 생산할 수 있으며, 고 주파수 마그네트론 스퍼터링, DC 스퍼터링, 카운터 타기트 스퍼터링, 이온 비임 스퍼터링의 여러 시스템이 일반적인 조건하에서 사용될 수 있다. 상기 제4원소를 첨가하였을 때 첨가 원소 합금 및 FeCoNi 합금 또는 FeCoDy 합금은 타기트로 사용될 수 있으며, 스퍼터링은 FeCoNi 합금 또는 FeCoDy 합금으로 구성된 타기트상에 놓여진 첨가 원소의 칩으로 사용될 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예를 도면을 참고하여 설명하겠다.

(실시예 1)

단일층 피막 또는 FeSi 박막을 갖는 적층된 피막과 같은 FeCoNi 박막을 사용하는 경우에 있어서 FeCoNi 박막의 성분과 보자력 사이의 관계.

여러 성분으로 된 FeCoNi 합금은 20 내지 40원자%의 Fe, 20 내지 55원자%의 Co, 20 내지 50원자%의 Ni 함량을 갖는다 1.8μ의 피막 두께를 갖는 단일층 피막은 타기트 같은 FeCoNi 합금을 사용하여 형성되어, 보자력이 측정된다. 이런 단일층 피막은 제1연자성 박막으로 사용하여 고 포화 자속 밀도를 갖고, Fe₈₆Si₁₄성분이고, 원자%의 성분을 충분히 나타내는 제2연자성 박막으로 적층되어서 최종 피막 두꼐가 1.8μ이고, 2개의 피막을 위한 층의 수효는 180개이다. 적층된 피막의 보자력은 측정되어 도면 제2도와 표 1에 도시되어 있다.

(표1)

제2도는 제1도의 해칭된 영역 및 그 부분을 확대하여 보여준다. 마크에 의해 표시된 각 점은, 측정되어, 표시 2a에서 2z까지 표시된 각 연자성 박막의 성분에 해당한다.

표 1은 제2도에서 보여주는 각 점과 연관하여 단일층 피막과 Fe₈₆Si₁₄박막으로 여기에 적층된 피막의 보자력을 보여준다.

단일층 피막의 보자력은 충분히 낮은 0.32 내지 6.5(Oe)이고, 적층된 피막의 보자력은 더욱 낮은 0.14 내지 1.8(Oe)인 것을 도면과 표를 통해 알 수 있다.

비교예인 제2도는 표시 ▲(점 3a)에 의해 본 발명에서 한정된 성분의 범위 이외의 연자성 박막의 예를 보여준다. 이 연자성 박막은 본 발명에서의 한정된 범위를 초과하는 Fe 함량을 갖는 성분 Fe₅₀Co₂₀Ni₃₀을 갖는다. 연자성 박막의 보자력은 단일 피막에 있어서는 8.3(Oe), 적층된 피막에 있어서는 2.26(Oe)이며, 이들의 갖은 상기 성분 범위에 속하는 연자성 박막의 값보다 상당히 낮다.

본 발명에 속하는 연자성 박막의 예와 같이, 본 발명에 속하는 연자성 박막의 단일층 및 적층된 피막의 히스테리시스 곡선은 제3(A)도 및 제3(B)도에 도시되어 있다. 제3(A)도는 단일층, 제3(B)도는 적층된 피막에 대한 것이다. 이 단일층 피막은 1.8μ 두께이고, 반면에 적층된 피막은 Fe₃₀Co₄₀Ni₃₀의 55Å 두께, Fe₈₆Si₁₄의 47Å 두께인 180개의 층으로 구성되고, 이런 피막들은 총 두께가 1.84μ으로 적층된다. 확실한 차이점에도 불구하고, 이 적층된 피막은 제2도의 점 2p에서 보여주는 연자성 박막과 유사하다. 이 단일층 피막과 적층된 피막의 비교에 의해, 보자력은, 포화 자속 밀도에 영향을 미치지 않고, 적층된 피막에서 향상되는 것을 볼 수 있다.

연자성 박막의 구체적인 예와 같이,(I)에서 (Ⅳ)까지의 연자성 박막이 준비되어 비 전기 저항 및 자왜효과가 조사되었다. 이 결과는 표 2와 같으며, 여기에서의 연자성 박막(I),(Ⅲ) 및 (V)는 단일층 피막이고, 연자성 박막(Ⅱ),(Ⅳ) 및 (Ⅵ)는 180개의 Fe₈₆Si₁₄박막을 갖는, 이런 단일층 피막의 적층에 의해서 얻어진 적층된 피막이다. 이 단일층 피막은 각기 약 1.8μ의 두께이고, 각 적층된 피막층은 약 50Å이며, 총 두께는 약 1.8μ이다. 이 2개의 피막은 확실한 차이점에도 불구하고 서로 비교되어, 제2도에 대략 대응한다. 예를들면, 이 연자성 박막(Ⅰ) 및 (Ⅱ)은 제2도의 점 2a와 유사하고, 연자성 박막(Ⅲ) 및 (Ⅳ)는 제2도의 점 2j와 유사하고, 연자성 박막(V) 및 (Ⅵ)는 제2도의 점 20와 유사하다.

(표2)

대응하는 적층된 피막은 단일층 피막보다 2배 높은 비 저항을 갖으며, 코어 손실에서도 잇점이 있다. 충분히 낮은 보자력은 단일층 피막에서도 도달될 수 있으나 적층된 피막에서 더욱 향상되는 것을 알 수 있다.

이런 피막으로된 FeCoNi 기초 박막, FeSi 기초 박막 및 적층된 피막의 결정 성질이 조사되었다. Fe₃₀Co₄₀Ni₃₀및 Fe₈₆Si₁₄의 변화 가능한 피막 두께를 사용하여, 거의 동일한 총 두께로 된 단일층 피막과 적층된 피막이 준비되어, 350℃에서 한시간 동안 어닐링 및 스퍼터링하여 X-레이 결정 회절을 한 것이 표 3에서 보여준다.

(표3)

표 3에서, hk1은 결정 면지수, 2θ는 회절각, I는 비교 강도를 나타낸다 결정 면지수의 열에 있는 표시에 있어서, F는 면심 입방 격자 구조, B는 체심 입방 구조,*는 규칙 결과를 나타낸다. 단일층 피막 또는 적층된 피막의 총 두께와 적층된 피막의 경우에 있어서의 성분 피막 두께 및 층의 수효가 표에 도시되어 있다.

Fe₈₆Si₁₄단일층 피막은 체심 입방 격자 구조를 가진 반면, Fe₃₀Co₄₀Ni₃₀은 면심 입방 격자를 갖고 있으며, 적층된 피막은, 각 층의 피막 두께에 따라 좌우되는 결정 구조인 이런 구조들을 포함하는 것을 표를 통해 알 수 있다. 이런 경향은 스퍼터링 후보다 어닐링 후에 더욱 뚜렷하게 된다.

결정 구조가 이런 어닐링에 의해 변화되는 현상은 제4(A)도 및 제4(B)도에서 보여주는 평균 입자 크기 데이터로부터 알 수 있다. 이 도면은 단일층 피막과, 거의 비슷한 피막 두께 및 보자력(표시 ○)인 상기와 동일한 성분을 갖는 적층된 피막의 평균 입자 크기(표시 ●)를 보여주며, 제4(A)도는 스퍼터링 후의 성질, 제4(B)도는 어닐링 후의 성질을 보여준다.

제4(A)도에 있어서, 평균 입자 크기 및 보자력은 피막 두께의 결합에 따라 최소 값을 나타내도록 변화되는 경향이 있다. 20Å인 Fe₈₆Si₁₄피막 및 70Å인 Fe₃₀Co₄₀Ni₃₀피막을 적층시켜 얻은 연자성 박막은 스퍼터링 후에 최소 보자력을 나타내고, 이 연자성 박막은 또한 최소 평균 입자 크기를 갖는다.

제4(B)도에 있어서, 평균 입자 크기는, 이것이 피막 두께의 결합에 따라 최소 값을 나타내도록 변화되는 경향이 있을 때, 어닐링 후에 증가되며 반면에 보자력은 최대 값을 갖도록 변화되려는 경향이 있다.

보자력과 적층된 피막의 여러층으로 된 피막 두께의 결합 사이의 관계는 시험되어서, Fe₃₀Co₂₅Ni₄₅박막과 Fe₈₆Si₁₄박막이 적층되고, 반면에 여러 피막 두께 결합이 사용되고, 보자력은 스퍼터링 종결 후에 측정된다. 보자력의 측정된 값은 도면내의 각 점상에서 나타나 있다. 스퍼터링시에 가스 압력은 2.5m Torr이고, 총 두께는 1.8μ이다. 생산된 총 연자성 박막은 낮은 보자력을 가지고 있고, Fe₃₀Co₂₅Ni₄₅박막의 더욱 큰 피막 두께를 갖고 일반적인 연자성 박막은 Fe₈₆Si₁₄박막보다 더욱 낮은 보자력을 갖는 것을 도면을 통해 알수있다.

상술한 것은 FeCoNi 단일 박막과, 그로부터 FeSi 박막으로 적층된 피막에서의 실험과, 도면 및 표를 참고로 하여 설명하였다.

첫째로, Fe₃₀Co₃₅Ni₃₅박막은 여러 피막 두께로 결합된 Fe 박막으로 적층되었고, 보자력은 스퍼터링 종결시에 측정되었다. 이런 피막 두께 결합은, 보자력의 측정된 값이 각 점상에 기재되어 있는, 제6도에서 보여진다. 스퍼터링시에, 가스 압력은 2.5m Torr이고, 총 두께는 1.8μ이다.

Fe₃₀Co₂₅Ni₄₅박막의 더욱 큰 피막 두께를 갖는 연자성 피막은 Fe 박막보다 더욱 낮은 보자력을 나타내고 있으나, 이 보자력은 일반적으로 제5도의 연자성 박막의 보자력보다 높은 것을 도면을 통해 알 수 있다.

둘째로, Fe₅₈Co₄₀Dy의 박막을 갖는 Fe₅₈Co₄₀Dy₂의 박막을 적층시키는 예이다. 적층된 피막은 피막 두께의 여러 결합을 사용하여 얻어지고, 보자력은 스퍼터링 후에 측정된다. 이 피막 두께 결합은, 보자력의 측정된 값이 도면안의 점에 기재되어 있고, 제7도를 통해서 알 수 있다. 스퍼터링시의 가스 압력은 2.5m Torr이고 총 적층된 두께는 1.8μ이다.

Fe₃₀Co₂₅Ni₄₅박막의 더욱 큰 피막 두께를 갖는 연자성 박막은 Fe₅₈Co₄₀Dy₂박막의 보자력보다 낮은 보자력을 갖으며, 일반적으로 제5도의 연자성 박막의 보자력과 제6도의 연자성 박막의 보자력의 중간 정도의 보자력을 갖는다.

상기 실시예에서, 첨가 원소는 FeCoNi 박막내에 포함되지 않는다. 제4원소인 B 및 Ti가 혼합된 FeCoNi 박막을 사용하는 적층된 피막의 자성 성질내에서의 조사의 예가 설명되었다.

제8(A)도에서는 총 두께가 1.8μ인 180개의 층인 55Å 두께의 Fe₂₉Co₄₀Ni₂₉B₂박막과 45Å 두께의 Fe₈₆Ni₁₄박막을 양호하게 적층하여 얻은 적층된 형태의 연자성 박막의 스퍼터링 후의 히스테리시스 곡선을 보여주며, 제8(B)도는 총 두께가 1.8μ인 180개의 층인 43Å 두께의 Fe₂₉Co₄₀Ni₂₀Ti₂박막과 47Å 두께의 Fe₈₆Ni₁₄박막을 양호하게 적층하여 얻은 적층된 형태의 연자성 박막의 스퍼터링 후의 히스테리시스 곡선을 보여준다.

이런 각각의 적층된 피막은 충분히 낮은 보자력을 갖으며, 특히 Ti의 첨가는 보자력의 감소에 효과적이나 제3(B)도와 비교할때 포화 자속 밀도는 각 경우에 있어 감소된 것을 도면을 통해 알 수 있다.

(실시예 2)

FeCo에 Dy를 첨가시의 효과를 조사하는데 있어서, Fe₆₀Co₄₀의 박막과 Fe₆₀Co₃₈Dy₂박막과, 비교상의 예로써, Dy(Fe₆₀Co₃₈Sm₂박막)인 란타노이드 시스템에 속하는 Sm이 혼합된 박막은 각각 2μ의 피막 두께로 준비되어, 스퍼터링 및 어닐링의 종결시에 연자성 성질이 측정된다. Fe₆₀Co₄₀박막에 있어서의 결과는 제9(A)도 및 제9(B)도에서 보여주며, Fe₆₀Co₃₈Sm₂의 결과는 제11(A)도 및 제11(B)도에서 보여준다. 이런 도면에 있어서, (A) 및 (B)도는 각기 스퍼터링 및 어닐링의 종결시에 있어서의 성질을 나타낸다.

먼저 Fe₆₀Co₄₀박막을 고려하면, 제9(A)도에서 볼 때, 스퍼터링의 종결시에 포화 자속 밀도는 충분히 높으나 보자력은 크다. 어닐링후의 피막은 제9(B)도에서 볼 때, 보자력은 감소되었으나 포화 자속 밀도와 자기 도자성은 감소되어 재료는 자기 헤드용 코어 재료로 사용하기에 적합하기 않다.

Fe₆₀Co₃₈Dy₂박막을 고려하면, 상기 Fe₆₀Co₄₀박막에서의 2원자%의 Co는 Dy로 교체되었으며, 제10(A)도에서 보듯이, 보자력은 효과적으로 감소되었고 반면에, 포화 자속 밀도 및 도자성은 스퍼터링의 종결시에 상기 Fe₆₀Co₄₀박막의 것과 거의 차이없는 값으로 유지된다. 어닐링 후에 이 박막은, 보자력은 더욱 향상되고, 반면에, 포화 자속 밀도는 높은 값으로 유지되며, 제10(B)도에서 볼 수 있다.

Fe₆₀Co₃₈Sm₂를 고려하면, 2원자%의 Sm은 비교예로써 Dy의 위치에 첨가되고, 연자성 성질은 스퍼터링 또는 어닐링의 종결후에 분명하여지지 않고, 제11(A)도 및 제11(B)도에서 보듯이, 피막은 자성 재료로 시용되지 않는 것이 발견된다.

FeCo 합금으로 구성된 단일층 피막에 Dy의 첨가 효과가 더욱 명확하여져서 제1연자성 박막층과 제2연자성 박막층과 같은 FeCoDy 박막으로 구성된 적층된 피막으로 만들어지는 것을 고찰할 수 있다.

스퍼터링의 종결시에 보자력은 Fe₆₀Co₃₈Dy 성분을 갖는 제1연자성 박막층과, 제10(A)도 및 제10(B)도에서 보여주듯이 여러 피막 두께를 갖는 Fe₁₉Ni₈₁성분을 갖는 제2연자성 박막층을 적층시켜 얻은 적층된 피막이 측정된다. 이 결과는 제12도에서 보여준다. 4m Torr의 가스 압력과 3.6μ의 총 적층된 피막 두께는 스퍼터링에 사용된다.

이 도면에 있어서, Fe₆₀Co₃₈Dy₂의 피막 두께(Å)는 세로 좌표에 가입되었고, Fe₁₉Ni₈₁박막의 피막 두께(Å)는 가로 좌표에 기입되었다. 실선과 양축으로 형성된 L형 영역은 단일 박막이 다른 피막 두께보다 충분히 큰 두께를 갖기 때문에 이 영역내에서 하락하는 피막 두께의 결합은 얻을 수 없으나, 합금상은 얻어진다. 도면에서의 점은 적층된 피막의 측정된 피막 두께의 결합을 나타내며, 거의 아치형 이 점들을 연결하는 고상선은 평균 보자력(Hc)의 점을 연결하는 평형-Hc 선이다. 또한 점선은 평균 포화 자속점(Bs)의 점을 연결하는 평형-Bc를 나타낸다. Fe₆₀Co₃₈Dy₂박막보다 더욱 큰 두께를 갖는 Fe₁₉Ni₈₁박막의 적층된 피막은 일반적으로 낮은 보자력을 나타내는 것을 도면을 통해 알 수 있다.

상기 언급한 Fe₆₀Co₃₈Dy₂박막과 약간 상이한 Fe 및 Co 성분을 갖는 Fe₅₈Co₄₀Dy₂로 된 Fe₁₉Ni₈₁을 갖는 적층된 피막은 여러 피막 두께로 준비되어 스퍼터링의 종결시에 보자력이 측정된다. 이 결과는 제13도에서 볼 수 있으며, 스퍼터링 조건에서는, 2.5m Torr의 가스압력과 적층된 필름의 총 두께가 1.8μ으로 사용된다.

이 도면에서, 세로 좌표는 Fe₅₈Co₄₀Dy₂박막의 피막 두께(Å)를 나타내고, 가로 좌표는 Fe₁₉Ni₈₁피막의 피막 두께(Å)를 나타낸다. 여기에 기재된 데이터는 제12도의 것과 동일하다.

이 도면으로부터, 보자력은 양 피막의 두께가 거의 동일할때 낮고, Fe₅₈Co₄₀Dy₂의 피막 두께가 증가할때 증가하는 경향이 관찰된다.

FeNi 기초 박막을 갖는 FeCoDy 기초 박막을 적층시키는 예는 제12도 및 제13도를 참고로 하여 설명하였다. 다음에, 제2연자성 박막과 같은 FeNi 기초 박막의 위치에 FeCoNi 기초 박막을 적층시키는 예가 고려되었다. 따라서 Fe₅₈Co₄₀Dy 박막과 Fe₃₀Co₃₅Ni₃₅박막은 피막 두께의 결합에 있어 변화하여 적층되어, 보자력은 스퍼터링 후에 측정된다. 이 결과는 제14도에서 보여준다. 스퍼터링시의 가스 압력은 2.5m Torr이고 적층된 피막의 층 두께는 1.8μ이다.

도면에 있어서, 세로축은 Fe₅₈Co₄₀Dy₂박막의 피막 두께(Å)를 나타내고, 반면에 가로축은 Fe₃₀Co₃₅Ni₃₅박막의 피막 두께(Å)를 나타낸다. 보자력의 값은 피막 두께의 결합을 나타내는 점의 상부에 기재되어 있다. 비록 피막 두께와 보자력 사이의 체계적인 관계가 제12도 및 제13도처럼 명확하게 되어 있지는 않지만, Fe₃₀Co₂₅Ni₄₅박막으로 된 더욱 큰 피막 두께를 갖는 연자성 박막은 Fe₅₈Co₄₀Dy₂박막보다 보자력에 있어 더욱 낮은 경향을 보이는 것을 도면을 통해 알 수 있다.

Claims

교대로 겹쳐 놓인 제1자성 박막과 제2자성 박막의 다층 구조를 갖는 연자성 박막에 있어서, 상기 제1자성 박막이 면심 입방 격자 구조를 가지고 일반식 Fe_aCo_bNi_cM|_d으로 나타나는 조성물을 가지며, 여기에서 a,b,c,d는 원소의 원자%를 나타내며

20 ≤ a ≤ 40,

l5 ≤ b ≤ 55,

20≤ c ≤ 55,

0 ≤ d ≤ 5,

a + b + c + d = 100

이며, M이 Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, B, C, Si, Al, Ge, Ga로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 한개의 원소이고, 상기 제2자성 박막이 체심 입방 격자 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 연자성 박막.
제l항에 있어서, 상기 제2연자성 박막은 FeSi 합금 박막인 것을 특징으로 하는 연자성 박막.
Fe 및 Co와 0.1 내지 5원자% Dy를 포함하며 구조식 CeCoDyM을 가지는데, M이 Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, B, C, Si, Al, Ge와 Ga로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연자성 박막.
일반식 FeCoDyM으로 표시된 조성물로 이루어진 제1연자성 박막층과, 면심 입방 격자 구조를 가진 제2연자성 박막층의 적층을 포함하며, 여기에서, Dy는 조성물의 0.1 내지 5원자%를 차지하고 M은 Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, B, C, Si, Al, Ge과 Ga로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연자성 박막.
제4항에 있어서, 상기 제2연자성 박막은 FeNi 합금 박막과 FeCoNi 합금 박막중 적어도 어느 하나의 박막인 것을 특징으로 하는 연자성 박막.