專利名稱：鈷鐵鎳鈮硅硼非晶薄膜的制作方法
一種鈷鐵鎳鈮硅硼非晶薄膜，屬于高導(dǎo)磁非晶薄膜制備處理領(lǐng)域。
在薄膜磁頭，薄膜電感，薄膜磁傳感器，聲表面波可變延遲線等方面需要薄膜材料具有盡量高的磁導(dǎo)率，同時(shí)又要具有高的飽和磁化強(qiáng)度，優(yōu)良的高頻特性。老的鐵氧體材料可以得到很高的磁導(dǎo)率，并可得到優(yōu)良的高頻特性，但飽和磁化強(qiáng)度很低，一般不超過5000高斯。優(yōu)質(zhì)的晶態(tài)磁性合金薄膜一般采用坡莫合金材料做成，它具有高的飽和磁化強(qiáng)度和高的磁導(dǎo)率;但由于合金材料的電阻率低，渦流損耗大，因此高頻特性差，當(dāng)頻率升高時(shí)，磁導(dǎo)率很快下降。近年來隨著非晶材料的發(fā)展，出現(xiàn)了一些新品種的高導(dǎo)磁非晶合薄膜，它們具有比較高的電阻率，因而使用頻率可明顯提高，同時(shí)又具有一般磁性合金所具有的高飽和磁化強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。這方面日本已做出了幾種優(yōu)質(zhì)材料，例如Tsunashima等人所做的鈷鐵硼(CoFeB)非晶金薄膜，在10MHz以下，磁導(dǎo)率可達(dá)2500[見文獻(xiàn)IEEE Trans，on Mag-17，No.16(1981)，3073]。而Shimada等人得到了性能更好的鈷鐵硼(CoFeB)非晶薄膜，在30KHz下，磁導(dǎo)率為4100，在10MHz以下的頻率時(shí)磁導(dǎo)率可達(dá)3500[見文獻(xiàn)IEEE Trans，on Mang-17、No2(1981)，1199]，但這兩人在通過鍍膜工藝形成制備態(tài)薄膜后，均采用單一的旋轉(zhuǎn)磁場退火熱處理工藝，故其磁導(dǎo)率和飽和磁化強(qiáng)度還不太高。
本發(fā)明目的是制備一種磁導(dǎo)率和磁飽和強(qiáng)度更高，高頻特性更好，且耐蝕性好的鈷鐵鎳鈮硅硼高導(dǎo)磁非晶薄膜。
本發(fā)明薄膜材料由鈷鐵鎳鈮硅硼組成，其重量比為Co 77.09 Fe 5.16 Ni 7.23 Nb 1.43 Si 5.76 B 3.33。
該材料做為靶材料，采用射頻濺射法進(jìn)行真空鍍膜，鍍膜時(shí)用氬氣做為放電氣體，將靶材料鍍?cè)谝换r底上，形成制備態(tài)非晶薄膜。隨后將制備態(tài)非晶薄膜移至退火管內(nèi)固定，再對(duì)退火管抽真空，待真空度達(dá)10
Torr數(shù)量級(jí)后，向退火管充氬氣，達(dá)到大氣壓力即可，再用控溫儀控制使退火管自然升溫至420℃，然后保溫10分鐘，再用控溫儀控制使退火管自然降溫至310℃，加入1600奧斯特的磁場，磁場方向平行于膜面，退火10分鐘后，退火管以每分鐘550轉(zhuǎn)的速度在磁場中旋轉(zhuǎn)退火10分鐘，旋轉(zhuǎn)過程中磁場和膜面始終保持平行，最后通水并用風(fēng)扇吹風(fēng)使退火管快速冷卻至室溫狀態(tài)，完成綜合退火熱處理工藝。
本發(fā)明方法制備處理的非晶薄膜飽和磁化強(qiáng)度和磁導(dǎo)率明顯提高，且高頻特性好，抗腐蝕性能好。
對(duì)利用本發(fā)明方法制備處理的厚為6-10KA的非晶薄膜測量表明飽和磁化強(qiáng)Bs＝9000高斯，矯頑力Hc＝0.05奧斯特，5MHz以下起始磁導(dǎo)率μi＞4600，10MHz，μi＞4300。
權(quán)利要求
1.鈷鐵鎳鈮硅硼非晶薄膜屬高導(dǎo)磁非晶薄膜制備處理領(lǐng)域，其特征為該薄膜材料由鈷鐵鎳鈮硅硼組成，經(jīng)真空鍍膜工藝將其鍍?cè)谝换r底上形成制備態(tài)非晶薄膜，制備態(tài)非晶薄膜被固定在退火管內(nèi)，待管內(nèi)抽真空度達(dá)10-3Torr數(shù)量級(jí)后再向管內(nèi)充氬氣，隨后使退火管自然升溫至420℃保持10分鐘，再自然降溫至310℃，然后加1600奧斯特的磁場退火10分鐘，最后使退火管在磁場中旋轉(zhuǎn)退火10分鐘，通水和吹風(fēng)使其快速冷卻至室溫狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜材料，其特征為各成分重量比為Co 77.09 Fe 5.16 Ni 7.23 Nb 1.43 Si 5.76 B 3.33。
3.如權(quán)利要求1所述的磁場，其特征為其方向始終和膜面相互平行。
4.如權(quán)利要求1所述的退火管在磁場中旋轉(zhuǎn)，其特征為旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘550轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種鈷鐵鎳鈮硅硼非晶薄膜的制備處理方法，屬于高導(dǎo)磁非晶薄膜制備領(lǐng)域。該薄膜除材料成分有別于其他非晶薄膜外，其制備態(tài)非晶薄膜又經(jīng)綜合退火熱處理工藝，故該薄膜具有很高的飽和磁化強(qiáng)度(可達(dá)9000高斯)和高導(dǎo)磁率(10MHz達(dá)4300)，且高頻特性好，耐腐蝕性好。
文檔編號(hào)H01F10/16GK1061299SQ9110652
公開日1992年5月20日 申請(qǐng)日期1991年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月20日
發(fā)明者劉宜華, 梅良模, 欒開政, 張連生 申請(qǐng)人:山東大學(xué)