JP2758407B2 - 極微細柱状晶構造薄膜 - Google Patents
極微細柱状晶構造薄膜Info
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- thin film
- ultrafine
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- columnar crystal
- sputtering
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- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、極微細柱状晶構造薄膜に関するものであ
る。さらに詳しくは、この発明は、電子デバイス、記録
材料、光学材料等の機能性薄膜として有用な極微細柱状
晶薄膜に関するものである。
る。さらに詳しくは、この発明は、電子デバイス、記録
材料、光学材料等の機能性薄膜として有用な極微細柱状
晶薄膜に関するものである。
（背景技術） 近年のエレクトロニクス、電気・磁気技術の発展に伴
い、各種センサー、磁気記録媒体、半導体等の分野で薄
膜技術はますます重要になってきている。
い、各種センサー、磁気記録媒体、半導体等の分野で薄
膜技術はますます重要になってきている。
この薄膜の製造技術には気相成長法と液相成長法とが
あり、たとえば気相成長法としてはスパッタリング法、
真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法等が広く
用いられてきている。
あり、たとえば気相成長法としてはスパッタリング法、
真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法等が広く
用いられてきている。
しかしながら、このような従来の薄膜製造技術におい
ては、薄膜の特性に影響を及ぼす製造法上の因子が多
く、それらが複雑に相互作用し、そのわずかな変化によ
っても形成する薄膜の特性が大きく変化してしまう。
ては、薄膜の特性に影響を及ぼす製造法上の因子が多
く、それらが複雑に相互作用し、そのわずかな変化によ
っても形成する薄膜の特性が大きく変化してしまう。
たとえば、垂直磁気記録媒体として使用する。
Co-Cr薄膜は、スパッタリング法により基板上に形成
する柱状晶構造の薄膜であるが、その薄膜の組成、結晶
構造、結晶組織はガス圧、ガス流量、温度、出力、時
間、残留ガス量等多くのスパッタリング条件に応じて変
化し、それら諸条件のすべてを適切に制御しないと所望
の磁気特性を有する薄膜を得ることはできない。これら
の条件は相互に密接に関係しており、効率的かつ安定に
所望の磁気特性を有するCo-Cr薄膜を得ることは難し
い。
する柱状晶構造の薄膜であるが、その薄膜の組成、結晶
構造、結晶組織はガス圧、ガス流量、温度、出力、時
間、残留ガス量等多くのスパッタリング条件に応じて変
化し、それら諸条件のすべてを適切に制御しないと所望
の磁気特性を有する薄膜を得ることはできない。これら
の条件は相互に密接に関係しており、効率的かつ安定に
所望の磁気特性を有するCo-Cr薄膜を得ることは難し
い。
このため、薄膜の製造法上の因子にあまり左右される
ことがなく、しかも効率的、かつ安定に所要の柱状構造
薄膜を形成することのできる方策とそれによる機能性薄
膜の実現が望まれていた。
ことがなく、しかも効率的、かつ安定に所要の柱状構造
薄膜を形成することのできる方策とそれによる機能性薄
膜の実現が望まれていた。
（発明の目的） この発明は、以上の通りの事情を踏まえてなされたも
のであり、任意の条件により所望の柱状構造とそれによ
る特性を効率的に、かつ安定して得ることのできる新し
い薄膜を提供することも目的としている。
のであり、任意の条件により所望の柱状構造とそれによ
る特性を効率的に、かつ安定して得ることのできる新し
い薄膜を提供することも目的としている。
（発明の開示） この発明は、上記の目的を実現するために、極微細突
起を有する基板上に体積させて形成した、金属または無
機化合物の極微細柱状晶からなることを特徴とする極微
細柱状晶薄膜を提供する。
起を有する基板上に体積させて形成した、金属または無
機化合物の極微細柱状晶からなることを特徴とする極微
細柱状晶薄膜を提供する。
すなわち、この発明の極微細柱状晶薄膜は、第１図に
示すように、基板（１）の極微細突起（２）上に形成し
た極微細柱状晶（３）から構成されるものであり、この
極微細柱状晶薄膜は、より具体的には、径0.01〜５μ
ｍ、分布密度５×105〜５×109個/mm2の極微細柱状晶
（３）を有している。
示すように、基板（１）の極微細突起（２）上に形成し
た極微細柱状晶（３）から構成されるものであり、この
極微細柱状晶薄膜は、より具体的には、径0.01〜５μ
ｍ、分布密度５×105〜５×109個/mm2の極微細柱状晶
（３）を有している。
このような結晶形態を有する構成材料には特に制限は
なく、金属またはその酸化物、窒化物、珪化物等から適
宜にすることができ、複数種の構成元素からなるもので
もよい。たとえば、PtMnSb、SnO2、AlN、FeCo、Co-Cr、
ITO、Fe−Ｂ−Ｏ、Fe−Ｂ−Ｎ等から構成することがで
きる。
なく、金属またはその酸化物、窒化物、珪化物等から適
宜にすることができ、複数種の構成元素からなるもので
もよい。たとえば、PtMnSb、SnO2、AlN、FeCo、Co-Cr、
ITO、Fe−Ｂ−Ｏ、Fe−Ｂ−Ｎ等から構成することがで
きる。
このような極微細柱状晶薄膜は、表面に極微細突起を
有する基板上に形成したものであり、この極微細突起
は、径0.01〜１μｍ、高さ0.01〜３μｍ、分布密度８×
105〜８×109個/mm2の突起とする。
有する基板上に形成したものであり、この極微細突起
は、径0.01〜１μｍ、高さ0.01〜３μｍ、分布密度８×
105〜８×109個/mm2の突起とする。
この極微細突起を有する基板上に形成するこの発明の
薄膜は、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレー
ティング法、イオンビーム法、CVD法等の気相法あるい
は電解析出、無電解析出等の液相法など公知の薄膜製造
方法を適宜に利用して形成することができる。これらの
いずれの方法を利用する場合においても、容易にかつ安
定に極微細柱状晶構造の薄膜に形成することができる。
薄膜は、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレー
ティング法、イオンビーム法、CVD法等の気相法あるい
は電解析出、無電解析出等の液相法など公知の薄膜製造
方法を適宜に利用して形成することができる。これらの
いずれの方法を利用する場合においても、容易にかつ安
定に極微細柱状晶構造の薄膜に形成することができる。
たとえばスパッタリング法による場合には、基板温度
を室温〜150℃、スパッタ電力を200W程度とする。また
その場合、極微細柱状晶の粒径はスパッタリング時間に
応じて容易に制御することができる。
を室温〜150℃、スパッタ電力を200W程度とする。また
その場合、極微細柱状晶の粒径はスパッタリング時間に
応じて容易に制御することができる。
基板材料に関しても特に制限はなく、ポリイミド、ポ
リプロピレン等のプラスチック、硬質ガラス（石英）、
セラミックス、金属、あるいはAl2Ｏ3、AlNをはじめと
する酸化物、窒化物、炭化物、珪化物等を広く用いるこ
とができる。また、基板上に設ける極微細突起は、プラ
ズマエッチング法を用いて、基板にイオン、原子を激し
く衝突させることにより形成することができる。
リプロピレン等のプラスチック、硬質ガラス（石英）、
セラミックス、金属、あるいはAl2Ｏ3、AlNをはじめと
する酸化物、窒化物、炭化物、珪化物等を広く用いるこ
とができる。また、基板上に設ける極微細突起は、プラ
ズマエッチング法を用いて、基板にイオン、原子を激し
く衝突させることにより形成することができる。
この発明の薄膜の形成過程について説明すると、まず
その初期においては、基板の極微細突起上に金属または
無機化合物の薄膜構成材料の原子が堆積、成長し、いわ
ゆる超微粒子配向膜が形成される。そしてさらに堆積を
すすめると、微粒子どうしの会合がはじまり、極微細柱
状晶構造薄膜を形成する。この場合、薄膜の極微細柱状
晶構造は、基板の突起のサイズ、分布に依存するが、従
来のように製造条件のわずかの差異による影響を複雑に
受けることはない。このため任意の薄膜製造方法におい
て、基板の突起構造を制御することにより容易にかつ安
定に所要の極微細柱状晶構造の薄膜を得ることができ
る。
その初期においては、基板の極微細突起上に金属または
無機化合物の薄膜構成材料の原子が堆積、成長し、いわ
ゆる超微粒子配向膜が形成される。そしてさらに堆積を
すすめると、微粒子どうしの会合がはじまり、極微細柱
状晶構造薄膜を形成する。この場合、薄膜の極微細柱状
晶構造は、基板の突起のサイズ、分布に依存するが、従
来のように製造条件のわずかの差異による影響を複雑に
受けることはない。このため任意の薄膜製造方法におい
て、基板の突起構造を制御することにより容易にかつ安
定に所要の極微細柱状晶構造の薄膜を得ることができ
る。
この発明の薄膜は以上のように特徴的な結晶構造を有
していることにより、従来の薄膜には見られない機能特
性を発揮する。
していることにより、従来の薄膜には見られない機能特
性を発揮する。
たとえば、この発明の薄膜構造を磁気記録媒体として
利用すると、その保磁力を著しく大きくすることがで
き、また垂直磁気異方性を優位にすることができる。
利用すると、その保磁力を著しく大きくすることがで
き、また垂直磁気異方性を優位にすることができる。
また、薄膜が非常に大きい比表面積を有することか
ら、各種センサーとして優れたものとなる。
ら、各種センサーとして優れたものとなる。
なお、このような極微細柱状晶構造に起因する特性は
熱処理等を施すことにより一層改善することができ、そ
のような薄膜もこの発明に包含されるものである。
熱処理等を施すことにより一層改善することができ、そ
のような薄膜もこの発明に包含されるものである。
以下、この発明の実施例に基いて具体的に説明する。
実施例１ Arガスプラズマエッチングにより表面に0.3μｍ径、
高さ１μｍ、分布密度５×106個/mm2の微細突起を形成
したポリイミドフィルムを、次のスパッタリング条件で
PtMnSbの極微細柱状晶薄膜を形成した。
高さ１μｍ、分布密度５×106個/mm2の微細突起を形成
したポリイミドフィルムを、次のスパッタリング条件で
PtMnSbの極微細柱状晶薄膜を形成した。
（スパッタリング条件） 到達真空度;9×10-7Torr Arスパッタ圧;1×10-2Torr 基板温度;50℃ 出力;200W この場合のスパッタリングの時間、５分、10分、20
分、40分における結晶の成長過程を示したものが第２図
（ａ）〜（ｄ）である。
分、40分における結晶の成長過程を示したものが第２図
（ａ）〜（ｄ）である。
実施例２ 表面に微細突起を形成したポリプロピレンフィルムを
基板として、実施例１と同様にスパッタリングによりSn
O2の極微細柱状晶薄膜を形成した。
基板として、実施例１と同様にスパッタリングによりSn
O2の極微細柱状晶薄膜を形成した。
（スパッタリング条件） 到達真空度;1×10-6Torr Ar＋Ｏ2スパッタ圧;3×10-2Torr 出力×時間;25W×120分 得られたSnO2の極微細柱状晶構造薄膜を示したものが
第３図である。
第３図である。
実施例３ 表面に微細突起を形成したAl2Ｏ3を基板として、実施
例１と同様にスパッタリングによりAlNの極微細柱状晶
薄膜を形成した。
例１と同様にスパッタリングによりAlNの極微細柱状晶
薄膜を形成した。
（スパッタリング条件） 到達真空度;7×10-7Torr Ｎ2スパッタ圧;5.3×103-Torr 基板温度;100℃ 出力×時間;200W×155min 得られたAlNの極微細柱状晶構造薄膜を示したものが
第４図である。
第４図である。
実施例４ 表面に微細突起を形成したAl2Ｏ3を基板として、実施
例１と同様にスパッタリングによりFe-Coの極微細柱状
晶薄膜を形成した。
例１と同様にスパッタリングによりFe-Coの極微細柱状
晶薄膜を形成した。
（スパッタリング条件） 到達真空度;1.2×10-6Torr Arスパッタ圧;5×10-3Torr 基板温度;30℃ 出力×時間;200W×30min 得られたFe-Coの極微細柱状晶薄膜を第５図に示し
た。
た。
実施例５ 表面に微小突起を形成したAl2Ｏ3を基板として、実施
例１と同様にスパッタリングによりFe-Coの極微細柱状
晶薄膜を形成した。
例１と同様にスパッタリングによりFe-Coの極微細柱状
晶薄膜を形成した。
（スパッタリング条件） 到達真空度;1.2×10-6Torr Arスパッタ圧;4×10-2Torr 基板温度;30℃ 出力×時間;200W×30min 得られたFe-Coの極微細柱状晶構造薄膜を第６図に示
した。
した。
実施例６ 実施例５と同様の基板を用いて、無電解析出法によっ
てNi-Coの極微細柱状晶薄膜を形成した。
てNi-Coの極微細柱状晶薄膜を形成した。
以上のようにして得られた薄膜は、偏光性、磁化方
向、保磁力に関し、従来の薄膜に見られない特性を発揮
した。
向、保磁力に関し、従来の薄膜に見られない特性を発揮
した。
（発明の効果） この発明により、極微細突起を表面に有する基板上に
形成した、金属または無機化合物の極微細柱状晶からな
る極微細柱状晶構造の薄膜が実現される。この薄膜は、
任意の薄膜製造法により容易にかつ安定に所望の極微細
柱状晶構造を有するものとして実現される。
形成した、金属または無機化合物の極微細柱状晶からな
る極微細柱状晶構造の薄膜が実現される。この薄膜は、
任意の薄膜製造法により容易にかつ安定に所望の極微細
柱状晶構造を有するものとして実現される。
第１図は、この発明の極微細柱状晶薄膜を示した模式的
断面図である。 第２図は（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、この発明の薄膜
の結晶成長の仮定を示した図面代用写真である。 また、第３図、第４図、第５図および第６図は、各々こ
の発明の極微細柱状晶薄膜の結晶構造を示す図面代用写
真である。 １……基板 ２……基板の極微細突起 ３……極微細柱状晶薄膜
断面図である。 第２図は（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、この発明の薄膜
の結晶成長の仮定を示した図面代用写真である。 また、第３図、第４図、第５図および第６図は、各々こ
の発明の極微細柱状晶薄膜の結晶構造を示す図面代用写
真である。 １……基板 ２……基板の極微細突起 ３……極微細柱状晶薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｆ 10/10 Ｈ０１Ｆ 10/10 Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｓ (72)発明者 白川 究 宮城県仙台市緑ケ丘１丁目７―７ (72)発明者 増本 健 宮城県仙台市上杉３丁目８―22 (56)参考文献 特開 昭57−86146（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 23/00 - 25/22 C30B 28/00 - 35/00 H01F 10/10
Claims (2)
- 【請求項１】径で0.01〜１μｍであるとともに高さが0.
01〜３μｍで分布密度が８×105〜８×109個/mm2からな
る極微細突起を有する基板上に堆積させて形成した金属
または無機化合物が径で0.01〜５μｍでかつその分布密
度が５×105〜５×109個/mm2である極微細柱状晶からな
ることを特徴とする極微細柱状晶薄膜。 - 【請求項２】基板が合成樹脂または金属酸化物である請
求項１の極微細柱状晶薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164709A JP2758407B2 (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 極微細柱状晶構造薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164709A JP2758407B2 (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 極微細柱状晶構造薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0214895A JPH0214895A (ja) | 1990-01-18 |
| JP2758407B2 true JP2758407B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=15798393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63164709A Expired - Fee Related JP2758407B2 (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 極微細柱状晶構造薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2758407B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5811182A (en) * | 1991-10-04 | 1998-09-22 | Tulip Memory Systems, Inc. | Magnetic recording medium having a substrate and a titanium nitride underlayer |
| US5879827A (en) * | 1997-10-10 | 1999-03-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Catalyst for membrane electrode assembly and method of making |
| JP2013098399A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Sharp Corp | 太陽電池モジュール、端子構造体、端子構造体結合装置、および太陽電池モジュールの製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5786146A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Diamond parts |
-
1988
- 1988-07-01 JP JP63164709A patent/JP2758407B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0214895A (ja) | 1990-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |