マイクロ波帯磁気デバイス用フェライトの薄膜化技術開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450145
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 山本 節夫 山口大学, 工学部, 助教授 (30182629)
• Keywords: フェライト / 薄膜 / マイクロ波 / 磁気デバイス / インダクタ / アイソレータ / サーキュレータ / 情報通信機器

Research Abstract

携帯情報通信機器で使用されている現行の磁気デバイスでは、バルクのフェライト材料が使用されており、このことが磁気デバイス、ひいては携帯情報通信機器の薄型化・小型化を妨げている主要因となっている。本研究では、マイクロ波領域での使用が可能な軟磁気特性をもつフェライト薄膜を、低温で製造する技術を開発し、小型で低背な磁気デバイスへの応用の可能性を検討することを目的とする。平成13年度には、以下の研究成果を得た。
1.電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマを利用したスパッタ法を導入すれば、室温から150℃程度の低温で、結晶性の良いスピネルフェライト薄膜を製造できることを見出した。
2.電子サイクロトロン共鳴を利用して生成した酸素プラズマをサンプルに昭射すれば、低温・短時間で酸化処理を行えることを見出した。
3.本研究課題で購入した電子サイクロトロン共鳴利用のマイクロ波プラズマ源と、電圧印加できるスパッタカソードを組合わせたスパッタ装置を試作した。本装置は、イオンビーム生成機能とスパッタ機能を独立分離制御できる構造であり、通常のスパッタ法よりも広範囲にプロセス条件を設定できる。本スパッタ装置を用いれば通常のスパッタ法よりも、フェライト薄膜の結晶成長および酸化度を高度に制御し得て、良好な軟磁気特性のフェライト薄膜を作製できると期待される。
4.上記の新製造法と比較検討するため、高周波マグネトロンスパッタ法とMn-Znフェライトターゲットを用いた室温での薄膜形成と、その後の大気中アニールによる酸化という二段階プロセスによって、Mn-Znフェライト薄膜の製造を試みた。抗磁力が70Oe程度の軟磁気特性のフェライト薄膜を得るには、アニール温度は少なくとも350℃程度の高温が必要であることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 山本, 節夫: "ECRイオンビームスパッタ法によるMn-Znフェライト層の作製"電子情報通信学会総合大会講演論文集. (3月発表予定). (2002)
• [Publications] 山本, 節夫: "Mn-Znフェライト軟磁性裏打ち層の作製"電子情報通信学会総合大会講演論文集. (3月発表予定). (2002)
• [Publications] 置, 直之: "フェライト厚膜の作製"粉体粉末冶金協会講演概要集. (5月発表予定). (2002)
• [Publications] 仲摩, 和浩: "ECRイオンビームスパッタリング法によるMn-Znフェライト薄膜の作製"粉体粉末冶金協会講演概要集. (5月発表予定). (2002)
• [Publications] 山本, 節夫: "反応性ECRスパッタ法で作製したCo含有酸化鉄薄膜のプラズマ酸化処理効果"日本応用磁気学会誌. 26巻(印刷中). (2002)
• [Publications] 平田, 京: "有機可塑基板上に堆積させたCo含有酸化鉄薄膜"粉体粉末冶金. 46巻8号. 148-752 (2001)
• [Publications] 平田, 京: "反応性スパッタリングで作製したCo含有酸化鉄薄膜のディスク"粉体粉末地治金. 48巻8号. 742-747 (2001)
• [Publications] YAMAMOTO, Setsuo: "High Rate Deposition of Co-Cr Perpendicular Magnetic Anisotropy Films by ECR Sputtering"Special Issue of Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 235. 133-137 (2001)
• [Publications] YAMAMOTO, Setsuo: "Fabrication of High-Permeability Ferrite by Spark-Plasma-Sintering Method"Special Issue of Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 235. 218-222 (2001)
• [Publications] YAMAMOTO, Setsuo: "High Coercivity Ferrite Thin-Film Tape Media for Perpendicular Recording"Special Issue of Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 235. 342-346 (2001)
• [Publications] YAMAMOTO, Setsuo: "Preparation and magnetic properties of ferrite thin-film media"IEICE TRANSACTIONS on Electronics. E84-C,9. 1142-1146 (2001)
• [Publications] YAMAMOTO, Setsuo: "Mn-Zn Ferrite Fabricated by Spark Plasma Sintering"Proceedings of the Eighth International Conference on Ferrites, 2000, FERRITES, The Japan Society of Powder and Powder Metallurgy. 551-553 (2001)
• [Publications] YAMAMOTO, Setsuo: "Small height inductor for DC-DC converter"Proceedings of the Eighth International Conference on Ferrites, 2000, FERRITES, The Japan Society of Powder and Powder Metallurgy. 1105-1107 (2001)
• [Publications] YAMAMOTO, Setsuo: "Fabrication of Ferrite/Permalloy Laminated Core by Spark Plasma Sintering"Proceedings of the Eighth International Conference on Ferrites, 2000, FERRITES, The Japan Society of Powder and Powder Metallurgy. 491-493 (2001)
• [Publications] YAMAMOTO, Setsuo: "Development of small height inductors for DC-DC converter"Proceedings of the Eighth International Conference on Ferrites, 2000, FERRITES, The Japan Society of Powder and Powder Metallurgy. 1135-1137 (2001)