JPH0499010A - 希土類合金薄膜磁石の形成方法 - Google Patents
希土類合金薄膜磁石の形成方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
- H01F10/14—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing iron or nickel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- 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］
この発明は磁気記録媒体や高性能小型モータ等に用いら
れる強磁性薄膜の形成方法に関する。
れる強磁性薄膜の形成方法に関する。
［従来の技術］
大きな保磁力と最大エネルギ積（ＢＨ）１．８を有する
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は機器の小型化に貢献するためそ
の利用が進められている。
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は機器の小型化に貢献するためそ
の利用が進められている。
しかし、この磁石は形成と加工性が困難なため薄肉化や
特殊形状での使用ができない。そのため液体急冷法、ス
パッタリング法、スプレー法等により、任意の形状の薄
膜を形成する研究が行われている。たとえば、Ｊ、Ｖａ
ｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｂｎｏｌ、Ａ６ （３）（１９８８
）１６６８−１６７４や本発明者らによる特開昭６３−
８４００５に示されている。
特殊形状での使用ができない。そのため液体急冷法、ス
パッタリング法、スプレー法等により、任意の形状の薄
膜を形成する研究が行われている。たとえば、Ｊ、Ｖａ
ｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｂｎｏｌ、Ａ６ （３）（１９８８
）１６６８−１６７４や本発明者らによる特開昭６３−
８４００５に示されている。
［発明が解決しようとする課題］
止ころが、前者では面内方向に異方性を持つ磁気特性の
好ましくない膜かあるいは膜厚方向に異方性を持つもの
が得られても、面内方向の成分がかなり残っている膜し
か得られておらず、高密度の磁気記録やアクチュエータ
に応用することができなかった。
好ましくない膜かあるいは膜厚方向に異方性を持つもの
が得られても、面内方向の成分がかなり残っている膜し
か得られておらず、高密度の磁気記録やアクチュエータ
に応用することができなかった。
また、後者の膜では、膜厚方向に異方性を持つもので面
内方向の成分が少なく特性はよいが、スパッタリングの
あとアニールを施さねばならず、製品の製造工程が複雑
であった。
内方向の成分が少なく特性はよいが、スパッタリングの
あとアニールを施さねばならず、製品の製造工程が複雑
であった。
そこで、本発明は高エネルギ積を有し、しかも膜厚方向
に強い異方性を有する膜をスパッタリングしただけで形
成する薄膜磁石の形成方法を提供することを目的とする
。
に強い異方性を有する膜をスパッタリングしただけで形
成する薄膜磁石の形成方法を提供することを目的とする
。
「課題を解決するための手段］
上記課題を解決するため、希土類元素Ｒｅとほう素Ｂと
鉄Ｆｅを基本組成とする希土類合金薄膜磁石の形成方法
において、Ｘ軸を膜形成速度（μｍ／ｍｉｎ ） 、
Ｙ軸を基板温度（℃）としたとき（０，０５，４２０＞
、 （１，０，６００）を結ぶ直線とＹ＝７００とＸ＝
ｏ、 ０５およびＸ ＝ １．０で囲まれる範囲でス
パッタリングにより形成する。
鉄Ｆｅを基本組成とする希土類合金薄膜磁石の形成方法
において、Ｘ軸を膜形成速度（μｍ／ｍｉｎ ） 、
Ｙ軸を基板温度（℃）としたとき（０，０５，４２０＞
、 （１，０，６００）を結ぶ直線とＹ＝７００とＸ＝
ｏ、 ０５およびＸ ＝ １．０で囲まれる範囲でス
パッタリングにより形成する。
また、前記希土類合金がＮｄ１１〜１８原子％、Ｂ８〜
１５原子％、残部がＦｅの組成であるかまたはこの組成
のＦｅの一部をＣｏ２〜１６原子％およびＡＩ ０．
５〜５原子％で置換した組成にしている。さらに、前記
希土類合金がＰｒ１１〜１８原子％、Ｂ８〜１５原子％
、Ｃｕ１〜５原子％、残部がＦｅの組成であるかまたは
この組成のＦｅの一部をＣｏ２〜１６原子％およびＡ１
０．５〜５原子％で置換した組成にしている。
１５原子％、残部がＦｅの組成であるかまたはこの組成
のＦｅの一部をＣｏ２〜１６原子％およびＡＩ ０．
５〜５原子％で置換した組成にしている。さらに、前記
希土類合金がＰｒ１１〜１８原子％、Ｂ８〜１５原子％
、Ｃｕ１〜５原子％、残部がＦｅの組成であるかまたは
この組成のＦｅの一部をＣｏ２〜１６原子％およびＡ１
０．５〜５原子％で置換した組成にしている。
［作用コ
上記手段により、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の主な相である
正方晶Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ相またはＰｒｚＦｅ 、、Ｂ相
の磁化容易軸であるＣ軸が膜厚方向に成長するため、膜
厚方向の異方性が強く、エネルギ積が大きな膜が得られ
る。
正方晶Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ相またはＰｒｚＦｅ 、、Ｂ相
の磁化容易軸であるＣ軸が膜厚方向に成長するため、膜
厚方向の異方性が強く、エネルギ積が大きな膜が得られ
る。
［実施例］
以下図面を参照しながら、実施例により本発明を具体的
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明の垂直磁化膜を形成するための多極マグ
ネトロンスパッタリング装置の断面図である。真空容器
１の中にターゲット２を設け、これと対向させて４０吐
の間隔を置き基板３を基板取付台４に配置している。
ネトロンスパッタリング装置の断面図である。真空容器
１の中にターゲット２を設け、これと対向させて４０吐
の間隔を置き基板３を基板取付台４に配置している。
基板はヒータ６によって加熱することができ、基板の温
度をヒータ電源１３によってコントロールするようにし
である。ターゲット２と基板３の間にはスパッタリング
初期に飛散する粒子が基板に付着するのを防ぐためシャ
ッタ５を配設しており、ターゲット２にはターゲット電
源７によって直流電圧または高周波電圧を印加できるよ
うにしである。ターゲットの近傍にはフィラメント８と
アノード電極１０を配置しフィラメント電源９によりフ
ィラメントを加熱し熱電子を発生させてアノード電極１
０へ集めるようにしており、フィラメント電源９とアノ
ード電源１１によりターゲット電流は任意に変えられる
のでターゲット電圧とターゲット電流は独立に変えるこ
とが可能である。
度をヒータ電源１３によってコントロールするようにし
である。ターゲット２と基板３の間にはスパッタリング
初期に飛散する粒子が基板に付着するのを防ぐためシャ
ッタ５を配設しており、ターゲット２にはターゲット電
源７によって直流電圧または高周波電圧を印加できるよ
うにしである。ターゲットの近傍にはフィラメント８と
アノード電極１０を配置しフィラメント電源９によりフ
ィラメントを加熱し熱電子を発生させてアノード電極１
０へ集めるようにしており、フィラメント電源９とアノ
ード電源１１によりターゲット電流は任意に変えられる
のでターゲット電圧とターゲット電流は独立に変えるこ
とが可能である。
（１）Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金薄膜磁石
ターゲット２は薄膜中のＮｄが１５原子％、Ｂが１５原
子％、Ｃｏが１０原子％、ＡＩが７原子％、残部がＦｅ
の原料を溶解鋳造したものを用いた。このターゲットを
スパッタリング電極に取り付け、基板３を基板台４に設
置した後、真空容器内を排気系１４により２Ｘ１０−＠
Ｔｏｒｒ以下に排気する。ヒータ電源１３を調整しなが
ら基板を５００℃に加熱しておき、フィラメント電源９
を調整してフィラメント８を加熱した後、アルゴンガス
導入バルブ１２を開いてアルゴンガスを導入し、圧力が
８Ｘ１０−’Ｔｏｒｒになるように調整した。アノード
電源を調整してターゲット電流を０．５Ａにした後、シ
ャッタ５を閉じたままターゲット電源７により直流電圧
３００Ｖを印加して３０分間予備スパッタリングを行い
、ターゲット表面の酸化物等を除去し、シャッタを開い
て６０分間スパッタリングを行い、約５μｍの厚さの膜
を形成した。この後、再び真空容器内を２×１０−’Ｔ
ｏ ｒ ｒ以下に排気し、基板温度が室温になるまで
冷却した。 第２図は本発明の直流磁化特性を示す一例
である。膜厚方向に測定した磁気特性であり、膜厚方向
に異方性をもち、最大エネルギ積が１０ＭＧＯｅを超え
た薄膜磁石が得られた。
子％、Ｃｏが１０原子％、ＡＩが７原子％、残部がＦｅ
の原料を溶解鋳造したものを用いた。このターゲットを
スパッタリング電極に取り付け、基板３を基板台４に設
置した後、真空容器内を排気系１４により２Ｘ１０−＠
Ｔｏｒｒ以下に排気する。ヒータ電源１３を調整しなが
ら基板を５００℃に加熱しておき、フィラメント電源９
を調整してフィラメント８を加熱した後、アルゴンガス
導入バルブ１２を開いてアルゴンガスを導入し、圧力が
８Ｘ１０−’Ｔｏｒｒになるように調整した。アノード
電源を調整してターゲット電流を０．５Ａにした後、シ
ャッタ５を閉じたままターゲット電源７により直流電圧
３００Ｖを印加して３０分間予備スパッタリングを行い
、ターゲット表面の酸化物等を除去し、シャッタを開い
て６０分間スパッタリングを行い、約５μｍの厚さの膜
を形成した。この後、再び真空容器内を２×１０−’Ｔ
ｏ ｒ ｒ以下に排気し、基板温度が室温になるまで
冷却した。 第２図は本発明の直流磁化特性を示す一例
である。膜厚方向に測定した磁気特性であり、膜厚方向
に異方性をもち、最大エネルギ積が１０ＭＧＯｅを超え
た薄膜磁石が得られた。
さらに、基板温度と膜形成速度の作製条件を種々変えて
製膜した。その結果、成膜時の温度が低すぎると膜は十
分に結晶化せず保磁力が小さくなり、また７００℃を超
えると常磁性相が成長して飽和磁化が減少したり、角型
比が低下することがわかった。
製膜した。その結果、成膜時の温度が低すぎると膜は十
分に結晶化せず保磁力が小さくなり、また７００℃を超
えると常磁性相が成長して飽和磁化が減少したり、角型
比が低下することがわかった。
また、第１表に種々の合金組成で薄膜を作製し、磁気特
性を測定した結果を示す。この結果からα−Ｆｅ相やそ
の他の常磁性相が結晶化して保磁力の低下や飽和磁化の
低下がおこらないようにＮｄ１１〜１８原子％、Ｂ８〜
１５原子％の組成で成膜しなければならないことがわか
った。
性を測定した結果を示す。この結果からα−Ｆｅ相やそ
の他の常磁性相が結晶化して保磁力の低下や飽和磁化の
低下がおこらないようにＮｄ１１〜１８原子％、Ｂ８〜
１５原子％の組成で成膜しなければならないことがわか
った。
第３図に最大エネルギ積が１０ＭＧＯｅを超えた場合の
基板温度と膜形成速度の関係を示す。
基板温度と膜形成速度の関係を示す。
この作製条件の範囲では磁気特性は保磁力５ＫＯｅ以上
、最大エネルギ積１０ＭＧＯｅ以上、膜厚方向の角型比
０．９以上であった。
、最大エネルギ積１０ＭＧＯｅ以上、膜厚方向の角型比
０．９以上であった。
第１表
（２） Ｐ ｒ−Ｆ ｅ−Ｂ系合金薄膜磁石つぎに、タ
ーゲット２を薄膜中のＰｒが１５原子％、Ｂが１５原子
％、ＣＯが１０原子％、ＡＩが７原子％、残部がＦｅの
原料を溶解鋳造したものを用いて、前述と同じく基板温
度、膜形成速度の条件で作製した。磁気特性を測定した
ところ、膜厚方向に異方性をもち、最大エネルギ積が１
０ＭＧＯｅを超えた薄膜磁石が得られた。
ーゲット２を薄膜中のＰｒが１５原子％、Ｂが１５原子
％、ＣＯが１０原子％、ＡＩが７原子％、残部がＦｅの
原料を溶解鋳造したものを用いて、前述と同じく基板温
度、膜形成速度の条件で作製した。磁気特性を測定した
ところ、膜厚方向に異方性をもち、最大エネルギ積が１
０ＭＧＯｅを超えた薄膜磁石が得られた。
さらに、第２表にこの系の合金組成を種々変えて薄膜を
作製し、磁気特性を測定した結果を示す。
作製し、磁気特性を測定した結果を示す。
Ｐｒ１１〜１８原子％、Ｂ８〜１５原子％、Ｃｕ１〜５
原子％の組成で成膜しなければ優れた特性は得られない
ことがわかった。
原子％の組成で成膜しなければ優れた特性は得られない
ことがわかった。
最大エネルギ積が１０ＭＧＯｅを超える場合の基板温度
と膜形成速度の関係は第３図と同じであり、この場合の
磁気特性も前述と同様に保磁力５ＫＯｅ以上、膜厚方向
の角型比０．９以上であった。
と膜形成速度の関係は第３図と同じであり、この場合の
磁気特性も前述と同様に保磁力５ＫＯｅ以上、膜厚方向
の角型比０．９以上であった。
以下７行余白。
第２表
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、基板温度と膜形成
速度を最適の範囲に設定して行ったので、最大エネルギ
ー積（ＢＨ）、、、が１０ＭＧＯｅ以上の垂直磁化膜が
得られる効果があり、このため磁気を利用した装置を高
性能化、小型化することができる効果がある。
速度を最適の範囲に設定して行ったので、最大エネルギ
ー積（ＢＨ）、、、が１０ＭＧＯｅ以上の垂直磁化膜が
得られる効果があり、このため磁気を利用した装置を高
性能化、小型化することができる効果がある。
第１図は本発明の垂直磁化膜を形成するために使用した
多極マグネトロンスパッタリング装置の断面図、第２図
は本発明の代表的な垂直磁化膜の直流磁化特性の一例を
示す図、第３図は本発明の基板温度と膜形成速度の関係
を示す図である。 図において２はターゲット、３は基板、５はシャッタで
ある。 特許出願人 株式会社 安用電機製作所箋ス図 外ｉＪ５石ａ界（ｋｏｅ） 第 １（！１ １、真空容器 ２、ターゲット ３、基 板 ４、基板取付台 ５ シヤツク ロ ヒー９ ターゲットを源 １３．ヒータ電源 クイ５メ）ト １４．排気系 フィラメント電源 アノード；檀 アノード電源 アルづシガス堺大パルプ 冨 ３ 目 Ｉｌｌ形成蓮麿（、ｍｌ、−・）
多極マグネトロンスパッタリング装置の断面図、第２図
は本発明の代表的な垂直磁化膜の直流磁化特性の一例を
示す図、第３図は本発明の基板温度と膜形成速度の関係
を示す図である。 図において２はターゲット、３は基板、５はシャッタで
ある。 特許出願人 株式会社 安用電機製作所箋ス図 外ｉＪ５石ａ界（ｋｏｅ） 第 １（！１ １、真空容器 ２、ターゲット ３、基 板 ４、基板取付台 ５ シヤツク ロ ヒー９ ターゲットを源 １３．ヒータ電源 クイ５メ）ト １４．排気系 フィラメント電源 アノード；檀 アノード電源 アルづシガス堺大パルプ 冨 ３ 目 Ｉｌｌ形成蓮麿（、ｍｌ、−・）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 希土類元素Ｒｅとほう素Ｂと鉄Ｆｅを基本組成とす
る希土類合金薄膜磁石の形成方法において、Ｘ軸を膜形
成速度（μｍ／ｍｉｎ），Ｙ軸を基板温度（℃）とした
とき（０．０５，４２０），（１．０，６００）を結ぶ
直線とＹ＝７００とＸ＝０．０５およびＸ＝１．０で囲
まれる範囲でスパッタリング法により形成することを特
徴とする希土類合金薄膜磁石の形成方法。 ２ 前記希土類合金がＮｄ１１〜１８原子％、Ｂ８〜１
５原子％、残部がＦｅの組成またはこの組成のＦｅの一
部をＣｏ２〜１６原子％およびＡｌ０．５〜５原子％で
置換した組成であることを特徴とする請求項１記載の希
土類合金薄膜磁石の形成方法。 ３ 前記希土類合金がＰｒ１１〜１８原子％、Ｂ８〜１
５原子％、Ｃｕ１〜５原子％、残部がＦｅの組成かまた
はこの組成のＦｅの一部をＣｏ２〜１６原子％およびＡ
ｌ０．５〜５原子％で置換した組成であることを特徴と
する請求項１記載の希土類合金薄膜磁石の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02191052A JP3106484B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 希土類合金薄膜磁石の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02191052A JP3106484B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 希土類合金薄膜磁石の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499010A true JPH0499010A (ja) | 1992-03-31 |
| JP3106484B2 JP3106484B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=16268095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02191052A Expired - Fee Related JP3106484B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 希土類合金薄膜磁石の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3106484B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5676998A (en) * | 1994-09-09 | 1997-10-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film magnet, cylindrical ferromagnetic thin film and production method thereof |
| WO2014115375A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 希土類磁石用スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101963123B1 (ko) * | 2017-03-20 | 2019-07-31 | 주식회사 포미스 | 기판 이송용 흔들림 방지용 기판 수용부재 |
-
1990
- 1990-07-18 JP JP02191052A patent/JP3106484B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5676998A (en) * | 1994-09-09 | 1997-10-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film magnet, cylindrical ferromagnetic thin film and production method thereof |
| USRE36517E (en) * | 1994-09-09 | 2000-01-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film magnet, cylindrical ferromagnetic thin film and production method thereof |
| WO2014115375A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 希土類磁石用スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3106484B2 (ja) | 2000-11-06 |
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