发明名称 含磁性软薄膜之物品以及其制造方法
摘要 本发明具体为一种软磁薄膜物件,包含一铁-铬-氮(Fe-Cr-N)基础之合金,及制造此物件之方法。软磁薄膜物件使用铁-铬-氮基础之合金构制,在一实施例中具有钽,及在另一实施例中具有元素钛(Ti),锆(Zr),铪(Hf),钒(V),钼(Mo),铌(Nb),或钨(W)至少之一。该物件制成使该合金在沉积现状中具较高之饱和磁化强度(例如大约15kG)及较低之矫顽磁性(例如低于约2.0厄士特),或且,具有较低之温度处理(例如约150℃以下)。本发明薄膜适用于电磁装置,例如微变压器铁心,电感器铁心,及读写磁头。
申请公布号 TW360884 申请公布日期 1999.06.11
申请号 TW086100615 申请日期 1997.01.21
申请人 鲁森工业技术股份有限公司 发明人 朱伟;陈立翰;陈成浩;罗柏特.布.凡.多佛
分类号 H01F41/22 主分类号 H01F41/22
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种物件,包含:一非磁性基体;及一软磁薄膜,由基体支持,软磁薄膜包含铁-铬-钽-氮(Fe-Cr-Ta-N)之合金。2.如申请专利范围第1项所述之物件,其中,该Fe-Cr-Ta-N合金在原子百分率上包含0.5%至20%范围之Cr,0.1%至10%范围之Ta,在1%至30%范围之N,其余大致包含Fe,具有Fe,Cr,Ta,及N以外之元素最多为2%,其中,Fe,Cr,Ta,及N重量百分率之总量等于100%。3.一种物件,包含:一非磁性基体;及一软磁薄膜,由非磁性基体支持,软磁薄膜包含铁-镍-氮(Fe-Cr-N)之一合金,及选自钛(Ti),铝(Zr),铪(Hf),钒(V),钼(Mo),铌(Nb),及钨(W)所组之群中之至少一元素。4.如申请专利范围第3项所述之物件,其中,在原子百分率上,Cr在0.5%至20%范围,N在1%至30%范围,选自Ti,Zr,Hf,Mo,Nb,及W所组之群中之该至少一元素在0.1%至10%范围,其余大致包含Fe,具有Fe,Cr,N,Ti,Zr,Hf,V,Mo,Nb,及W以外之元素最多为2%,其中,所有元素之总重量百分率等于100%。5.如申请专利范围第2或4项所述之物件,其中,该合金具有一组成份,其选择在提供合金一矫顽磁性Hc低于5.0厄士特,一向异性磁场Hk在上10至100厄士特范围,及残余磁化强度与饱和磁化强度比率至少0.90,及其中,该软磁薄膜具有一由0.1微米至10.0微米范围之厚度。6.如申请专利范围第1或3项所述之物件,其中,该软磁薄膜另包含多层薄膜层,且其中,该物件另包含对应之多层介质间隔层,构设于各薄膜层之间,以形成一多层结构,其中,该多数薄膜层系有1至1000薄膜层。7.如申请专利范围第1或3项所述之物件,其中,该软磁薄膜构制于基体上,使软磁薄膜之平均颗粒结构小于500A。8.一种用以制造软磁薄膜物件之方法,该方法包括步骤:提供一非磁性基体;及构制至少一软磁薄膜,俾非磁性基体支持该软磁薄膜,软磁薄膜包含Fe-Cr-Ta-N之一合金。9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中,该构制步骤另包含构制该软磁薄膜,俾该Fe-Cr一Ta-N合金在原子百分率上包含约0.5%至20%范围之Cr,约0.1%至10%范围之Ta,约1%至30%范围之N,其余大致包含Fe,具有Fe,Cr,Ta,及N以外之元素最多约为1%,其中,Fe,Cr,Ta,及N之总重量百分率等于约100%,及Fe-Cr-Ta-N合金具有组成份经选择,以提供合金一矫顽磁性Hc小于约5.0厄士特,其中,该软磁薄膜具有由0.1微米至10微米范围之厚度。10.一种用以制造软磁薄膜物件之方法,该方法包括步骤:提供一非磁性基体;及构制至一软磁薄膜,俾该非磁性基体支持软磁薄膜,软磁薄膜包含Fe-Cr-N之一合金,及选自Ti,Zr,Hf,V,Mo,Nb,及W所组之群中之至少一元素。11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,该构制步骤另包含构制该软磁薄膜,俾该Fe-Cr-Ta-N合金在原子百分率上包含约0.5%至20%范围之Cr,及约0.1%至10%范围之选自Ti,Zr,Hf,V,Mo,Nb,及W所组之群中之至少一元素,约1%至30%范围之N,其余大致包含Fe,具有Fe,Cr,N,Ti,Zr,Hf,V,Mo,Nb,及W以外之元素最多约为2%,其中,所有元素之总重量百分率等于约100%,及该合金具有组成份经选择,以提供合金一矫顽磁性Hc小于约5.0厄士特,及其中,该软磁薄膜具有一由0.1微米至10.0微米范围之厚度。12.如申请专利范围第8或10项所述之方法,其中,该构制步骤另包含沉积软磁薄膜于基体上,该沉积步骤选自溅散,蒸发,分子束,晶膜生长,离子束沉积,及雷射磨削所组之群中。13.如申请专利范围第8或10项所述之方法,其中,该构制步骤另包含沉积氮以外之合金元素于基体上,然后由离子植入法加氮于合金中。14.如申请专利范围第8或10项所述之方法,其中,该构制步骤另包含溅散沉积该软磁膜于基体上,俾软磁薄膜具有经选择之组成份,以提供合金一矫顽磁性Hc小于约2.0厄士特,及一饱和磁化强度4Ms大于约15千高斯,及其中,该软磁薄膜具有一由0.1微米至10.0微米范围之厚度。15.如申请专利范围第8或10项所述之方法,其中,该构制步骤另包含在室温及在具有强度大于约2.0厄士特之施加磁场中溅散沉积该软磁薄膜于基体上,及其中,该软磁薄膜具有一由0.1微米至10.0徵米范围之厚度。图式简单说明:第一图为方块图,显示用以制造本发明之Fe-Cr-N基础之软磁薄膜之方法;第二图a-c为概要图,显示在加有磁场中之薄膜沉积状态;第三图a为本发明之一实施例之沿易磁化方向上沉积现状中之Fe-Cr-Ta-N合金薄膜(约1500A厚)之磁滞(M-H)环;第三图b为本发明之另一实施例之沿易磁化方向上沉积现状中之Fe-Cr-Hf-N合金薄膜(约l000A厚)之磁滞(M-H)环;第三图c为沿难磁化方向上之第三a图所示之沉积现状中之Fe-Cr-Ta-N合金薄膜(约1500A厚)之磁滞(M-H)环;第四图为在反应性溅镀过程中本发明之之Fe-Cr-Ta-N合金薄膜中之矫顽磁性对氩(Ar)运载气体中之氮含量之曲线图;第五图显示在沉积现状中之Fe-Cr-Ta-Fe-Ta-N及Fe-Cr-Ta-N薄膜之比较软磁性(Hc);第六图a-b为概要图,显示含有本发明Fe-Cr-N基础之薄膜之锅-心式微变压器之结构;第七图a-b为概要图,显示含有本发明Fe-Cr-N基础之薄膜之环式微变压器之结构;及第八图a-b为概要图,显示含有本发明Fe-Cr-N基础之薄膜之记录磁头之结构。
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