(57)【要約】      （修正有）【課題】膜の剥離や基板の破壊が発生せず、良好な磁気特性を有する希土類薄膜磁石の製造方法を提供する。【解決手段】Ｓｉ基板上のガラス膜上に形成されるＮｄ−Ｆｅ−Ｂからなる希土類薄膜磁石であって、パルスレーザーデポジション法によりＳｉ基板上にガラス膜を膜厚２０μｍ以上成膜する工程、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ希土類薄膜を膜厚１０μｍ以上成膜する工程、成膜した希土類薄膜を熱処理して結晶化させる工程、結晶化した希土類薄膜を着磁して希土類薄膜磁石を作製する工程、からなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ基板上のガラス膜上に形成されるＮｄ−Ｆｅ−Ｂからなる希土類薄膜磁石であって、前記ガラス膜の膜厚が２０μｍ以上であることを特徴とする希土類薄膜磁石。
【請求項２】
保磁力が２１０ｋＡ／ｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の希土類薄膜磁石。
【請求項３】
残留磁気分極が０．６Ｔ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の希土類薄膜磁石。
【請求項４】
最大エネルギー積が４３ｋＪ／ｍ３以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の希土類薄膜磁石。
【請求項５】
パルスレーザーデポジション法によりＳｉ基板上にガラス膜を膜厚２０μｍ以上成膜する工程、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ希土類薄膜を膜厚１０μｍ以上成膜する工程、成膜した希土類薄膜を熱処理して結晶化させる工程、結晶化した希土類薄膜を着磁して希土類薄膜磁石を作製する工程、からなることを特徴とする希土類薄膜磁石の製造方法。
【請求項６】
前記ガラス膜を成膜する工程において、パルスレーザー強度密度を０．０１〜１０００ Ｊ／ｃｍ２することを特徴とする請求項５に記載の希土類薄膜磁石の製造方法。
【請求項７】
前記希土類薄膜を結晶化させる工程において、定格出力２〜１０ｋＷ、最大出力の保持時間１〜４秒の条件で、パルス熱処理することを特徴とする請求項５又は６に記載の希土類薄膜磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板上にガラス膜を形成し、そのガラス膜上に形成したＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の希土類薄膜磁石、及び、パルスレーザーデポジション法（以降、ＰＬＤ法と記載）により、シリコン基板上にガラス膜を形成し、そのガラス膜上にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の希土類薄膜磁石を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の軽薄短小化に伴い、優れた磁気特性を有する希土類磁石の小型化、高性能化が進められている。中でも、ネオジム−鉄−ホウ素（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）系磁石は、現有の磁石の中で最も高い最大エネルギー積を有することから、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やエナジーハーベスト（環境発電）などのエネルギー分野や、医療機器分野などへの応用が期待されている。
【０００３】
このような希土類磁石の薄膜は、スパッタリング法（特許文献１、非特許文献１）やＰＬＤ法（特許文献２、非特許文献２）などのＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法（非特許文献３）を用いて作製することが知られている。そして、これらは、いずれもＴａやＭｏ等の金属基板や、Ｔａ下地層の上に希土類磁石の薄膜を形成している。
【０００４】
一方で、シリコン（Ｓｉ）半導体を基礎としたリソグラフィー技術を有効に活用するために、ＭＥＭＳ用のマイクロ磁気デバイス等におけるマイクロアクチュエータなどを作製する際には、汎用性のあるＳｉ基板上にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜を安定して形成することが強く要望される。
【０００５】
非特許文献４には、化学量論組成であるＮｄ２Ｆｅ１４Ｂと同程度の組成を有する磁石膜をＳｉ基板上に直接成膜すると、成膜の熱処理工程により、Ｓｉ基板とＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ膜の熱膨張率差により応力が発生し、磁石膜が剥離することが記載されている。一方同文献には、熱処理における応力の緩和を促す手法として、厚さ５０ｎｍのＭｏＳｉ２歪緩衝膜をＳｉ基板上に形成することで、２μｍの厚さでも剥離の無いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜を形成できたことが記載されている。
【０００６】
しかし、膜内の反磁界により、膜表面から外部に十分な磁界を取り出すのに膜厚２μｍでは不十分な厚さであるため、少なくとも１０ μｍ以上の厚さの膜が要求されている。一方、基板と膜の熱膨張率の差がある場合、膜厚が厚くなるに従って、膜に加わる応力が大きくなるので、膜の剥離がより一層発生し易くなり、Ｓｉ基板上に厚膜のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜を成膜しても剥離の発生しない歪緩衝膜材料が長年にわたり待ち望まれていた。
【０００７】
本発明者らは以前、ターゲットと膜との間に優れた組成転写性があり、また成膜速度がスパッタリング法に比べて１桁以上も高いことを特徴としたＰＬＤ法により、Ｓｉ基板上に、ＳｉとＮｄ２Ｆｅ１４Ｂの各線膨張係数の中間の値を有するＮｄリッチなＮｄＸＦｅ１４Ｂ膜（Ｘは２以上）を形成することで、膜の剥離や基板の破壊が生じない最大膜厚１６０μｍの希土類薄膜磁石及び当該膜を安定して成膜できる希土類薄膜磁石の製造方法を開発することができた（特許文献３、非特許文献５）。
【０００８】
また、Ｓｉ基板上に形成するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の組成が化学量論組成付近であっても、ＰＬＤ法を用いてＳｉ基板上にＮｄ下地膜、もしくは化学量論組成に対してＮｄリッチなＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜による歪緩衝膜を介することにより、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の剥離や基板の破壊が発生せず、良好な磁気特性を有する希土類薄膜磁石及び製造方法を開発することができた（特許文献４、非特許文献６）。以上から、Ｓｉ基板上に基板と膜の間の応力歪を緩和する成膜方法を開発することで、良好な磁気特性を有し、かつ膜の剥離や基板の破壊の発生が無いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜を安定して形成することが可能となった。
【０００９】
ところで、Ｓｉ基板を用いたＭＥＭＳ用磁気デバイスを実現するためには、複数の機能を有するデバイスを同一基板上に形成する必要があるため、上記で述べた磁石膜の形成技術以外に電気的、あるいは熱的な分離を行う役割を果たすために、Ｓｉ基板上に、ＳｉＯ２などの絶縁膜を形成し、さらにその絶縁膜の上に希土類薄膜磁石を安定に形成することが要求される（非特許文献７）。すなわち、ＭＥＭＳでのＳｉＯ２膜の役割は、電気的絶縁の他に機械的強度（加工）や熱的分離も加わる。
【００１０】
一般的には、Ｓｉ基板上に形成される安定な絶縁膜としてＳｉＯ２熱酸化膜法が良く知られているが、成膜速度が小さいために１０μｍ以上の厚膜が要求される場合には適用できない（非特許文献８）。一方、Ｓｉ基板上に形成する絶縁膜の種類として、酸化ケイ素などを含むガラス膜があり、本発明者らは、酸化ケイ素等を含むガラス基板上にＰＬＤ法を用いて高い磁気特性を有するＮｄ−Ｆｅ−ＢやＰｒ−Ｆｅ−Ｂの希土類薄膜磁石を安定して形成する方法を見出している（非特許文献９）。
【００１１】
本発明者が希土類薄膜磁石の成膜方法として培ってきたＰＬＤ法を用いて、Ｓｉ基板上にガラス膜の形成が可能となれば、ＰＬＤ装置内のターゲットを交換することで、最初にＳｉ基板上にガラス膜を、その後に希土類薄膜磁石を連続して形成することが可能となる。一方、希土類薄膜磁石の硬磁気特性を発現させるためには、薄膜形成後に熱処理を行うことが要求されるが、この際、ガラス膜とＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜との線膨張係数に差があるために、熱処理後にガラス膜の剥離やＳｉ基板での破壊が発生する、もしくは希土類薄膜磁石の磁気特性が劣化する問題が発生することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１２−２０７２７４号公報
【特許文献２】特開２００９−０９１６１３号公報
【特許文献３】特願２０１６−０８１６９７
【特許文献４】特願２０１６−０４３１９３
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】N.M.Dempsey, A.Walther, F.May, D.Givord, K.Khlopkov                       O.Gutfeisch: Appl.Phys.Lett. vol.90 (2007) 092509-1-092509-3.
【非特許文献２】H.Fukunaga, T.Kamikawatoko, M.Nakano,T. Yanai                   F.Yamashita: J. Appl. Phys. vol.109 (2011) 07A758-1-07A758-3.
【非特許文献３】G. Rieger, J. Wecker, W. Rodewalt, W. Scatter, Fe.-W. Bach, T.Duda and W.Unterberg: J. Appl. Phys. vol. 87(2000) 5329-5331.
【非特許文献４】安達、伊佐、太田、奥田：セラミック基盤工学センター年報vol．6（2006）46-50.
【非特許文献５】M. Nakano, Y. Chikuba, M. Oryoshi, A. Yamashita, T. Yanai, R. Fujiwara, T. Shinshi, H. Fukunaga, IEEE Transactions on Magnetics, 51, Issue 11, 2015.11, #2102604.
【非特許文献６】M. Nakano, Y. Chikuba, A. Yamashita, D.Shimizu, T. Yanai, H. Fukunaga, AIP advances.
【非特許文献７】片白雅浩, 有馬通継，徳田一成，岡村俊朗，松本一哉，宮島博志，IEEJ, Trans. SM. Vol. 123, No. 5(2003) 152-157.
【非特許文献８】J. P. Bange, L. S. Patil, and D. K. Gautam, Progress In Electromagnetics Research M, Vol. 3(2008) 165-175.
【非特許文献９】A. Yamashita, K. Hirotaki, A. Kurosaki, T. Yanai, H. Fukunaga, R. Fujiwara, T. Shinshi, and M.Nakano,IEEE Trans. Magn. Vol. 53, No. 4（2017）, #2100104.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、Ｓｉ基板上の、酸化ケイ素、酸化ホウ素等を含むガラス膜上に形成されるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜からなる希土類薄膜磁石及びその製造方法であり、特に、膜の剥離や基板の破壊が発生せず、良好な磁気特性を有し、安定して成膜できる希土類薄膜磁石の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、パルスレーザーデポジション法により形成される酸化ケイ素、酸化ホウ素などを含むガラス膜の厚さを最適化させることにより、該ガラス膜の上に形成したＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜において、剥離や基板破壊等の発生を防止でき、良好な磁気特性が得られるとの知見が得られた。
【００１６】
このような知見に基づき、本発明は、以下の手段を提供する。
１）Ｓｉ基板上のガラス膜上に形成されるＮｄ−Ｆｅ−Ｂからなる希土類薄膜磁石であって、前記ガラス膜の膜厚が２０μｍ以上であることを特徴とする希土類薄膜磁石。
２）保磁力が２１０ｋＡ／ｍ以上であることを特徴とする上記１）記載の希土類薄膜磁石。
３）残留磁気分極が０．６Ｔ以上であることを特徴とする上記１）又は２）記載の希土類薄膜磁石。
４）最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが４３ｋＪ／ｍ３以上であることを特徴とする上記１）〜３）のいずれか一に記載の希土類薄膜磁石。
５）パルスレーザーデポジション法によりＳｉ基板上にガラス膜を膜厚２０μｍ以上成膜する工程、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂからなる希土類薄膜を膜厚１０μｍ以上成膜する工程、成膜した希土類薄膜を熱処理して結晶化させる工程、結晶化した希土類薄膜を着磁して希土類薄膜磁石を作製する工程、からなることを特徴とする希土類薄膜磁石の製造方法。
６）前記ガラス膜を成膜する工程において、パルスレーザー強度密度を０．０１〜１０００ Ｊ／ｃｍ２とすることを特徴とする上記５）に記載の希土類薄膜磁石の製造方法。
７）前記希土類薄膜を結晶化させる工程において、定格出力２〜１０ｋＷ、最大出力の保持時間１〜４秒の条件で、パルス熱処理することを特徴とする上記４）又は５）に記載の希土類薄膜磁石の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、ＰＬＤ法によりＳｉ基板上にガラス膜を２０μｍ以上成膜することにより、そのガラス膜の上に膜剥離や基板破壊のない１０μｍ厚以上のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の希土類薄膜磁石を作製することができるという優れた効果を有する。また、得られる希土類薄膜磁石は、良好な磁気特性を示すという優れた効果を有する。さらに、ガラス膜の成膜速度が比較的大きいことから、本発明は、製造コストの点から、生産性を向上できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】希土類薄膜（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ膜）の剥離メカニズムを示す図である。
【図２】剥離性に関するガラス膜厚とＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜厚の関係を示す図である。
【図３】実施例２で作製したガラス膜の膜厚方向の組成分布を示す図である。
【図４】実施例２の希土類薄膜磁石の磁気特性（Ｊ−Ｈ特性）を示す図である。
【図５】比較例１の希土類薄膜で発生した基板破壊（剥離）を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜（希土類薄膜）の剥離メカニズムを示す。このＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜は、Ｓｉ基板上に酸化ケイ素、酸化ホウ素などを含むガラス膜を成膜し、その後、ガラス膜上に成膜したものであるが、表１に示すように、Ｓｉ基板とホウケイ酸ガラスの線膨張係数の差は小さいが、Ｓｉ基板又はホウケイ酸ガラスの線膨張係数は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂの線膨張係数とその差が大きいために、熱処理において、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ膜とホウケイ酸ガラス又はＳｉ基板との熱膨張率差による歪により、膜の剥離や基板の破壊等が生じる。多くの試料において、熱処理後の冷却の際に、基板の破壊が生じることが確認された。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の収縮の際の応力がその原因の一つと考えられる。昇温時における熱膨張率の差も応力が働く原因と考えられるものの、成膜直後のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜は、アモルファス構造であり、熱処理により結晶化するためにＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜が収縮する。一度結晶化したＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜が収縮した際に働く力の影響、すなわち、降温時に働く応力の影響が昇温時に比べて大きいものと考えられる。この応力は、ホウケイ酸ガラス膜とＳｉ基板に応力がかかるものの、ホウケイ酸ガラス膜は、成膜直後及び熱処理後もアモルファス構造であり、かつＳｉ基板の密着性が高いために、結晶であるＳｉ基板が応力に耐えられなくなり、先に破壊に至ると考えられる。
【００２２】
このようなことから、本発明者らは、Ｓｉ基板上のホウケイ酸ガラス膜の膜厚を一定の厚み以上とすることで、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の収縮の際の応力を軽減し、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の剥離やＳｉ基板の破壊を回避できるとの知見を得た。図２に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の剥離性に及ぼすガラス膜の膜厚とＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の膜厚の関係を示す。図２に示す通り、ホウケイ酸ガラスの膜厚が２０μｍ未満の場合は、Ｓｉ基板内部に破壊が発生するが、ガラス膜の膜厚が２０μｍ以上になれば、Ｓｉ基板内に発生する歪みが緩和され、Ｓｉ基板の破壊を抑止することができる。なお、膜厚均一性（膜厚のばらつきの抑制）を考慮した場合、ガラス膜の膜厚は１００μｍ以下とするのが好ましい。
【００２３】
上記では、ガラス膜としては、ホウケイ酸ガラスを主成分とするガラス膜について説明したが、ケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、その他の酸化物を主成分とするガラスを用いる場合であっても、同様の効果が得られる。但し、本発明は、後述の通り、ＰＬＤ法によりガラス膜を成膜することから、レーザー波長３５５ｎｍにおいて、１０％以上の吸収率があることが必要である。
【００２４】
本発明のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜は、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｂを構成成分とし、成分組成は化学量論組成であるＮｄ２Ｆｅ１４Ｂを基本とするものである。但し、特性を改善する目的で他の成分を添加したり、組成を調整したりする場合も、本発明のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜は、含むものである。Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ膜は、膜表面から外部に十分な磁界を取り出すために、１０μｍ以上とすることが好ましく、バルク磁石と競合する観点から、膜厚は２００μｍ以下とすることが好ましい。
【００２５】
本発明の希土類薄膜磁石は、例えば、以下のようにして作製することができる。
まず、酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化アルミニウムなどの酸化物のうち、いずれか一種以上を含むターゲットをパルスレーザーデポジション（ＰＬＤ）装置に装着し、一方、ターゲットと対向する位置に厚さ０．６ｍｍのＳｉ基板を装着する。当該ターゲットは、厚さ１ｍｍ程度であり、３５０ｎｍ以上の波長領域で約９０％の透過率を有する。
【００２６】
次に、チャンバー内を真空度が１〜８×１０−５Ｐａとなるまで排気した後、ターゲットに集光レンズを通してレーザーを照射する。レーザーには、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（発振波長：３５５ｎｍ、繰り返し周波数３０Ｈｚ）を使用することができる。このとき、レーザーの強度密度は０．０１〜１０００ Ｊ／ｃｍ２とするのが好ましい。レーザー強度密度が０．０１Ｊ／ｃｍ２未満であると、成膜速度が０．１μｍ／分未満と小さくなり、成膜に多大な時間を要するためである。一方、１０００Ｊ／ｃｍ２を超えると、レーザー照射によるターゲットのエッチングが著しく生じ、アブレーション現象が停止するなどの好ましくない現象が生じることがある。
このようにしてレーザー照射されたターゲット表面は、化学反応と溶融反応が起き、プルームと呼ばれるプラズマが発生する。このプルームが対向するＳｉ基板上に到達することで、ガラスの薄膜を形成することができる。
【００２７】
次に、同一チャンバー内で、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂターゲットに交換し、上記真空度が保持されていることを確認した後に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂターゲットに集光レンズを通してレーザーを照射する。レーザーの強度密度は０．０１〜１０００Ｊ／ｃｍ２とするのが好ましい。レーザー強度密度が０．０１Ｊ／ｃｍ２未満であると、成膜速度が０．１μｍ/分未満と小さくなり成膜に多大な時間を要する。一方、１０００ Ｊ／ｃｍ２を超えると、レーザー照射によるターゲットのエッチングが著しく生じ、アブレーション現象が停止するなどの好ましくない現象が生じることがある。
【００２８】
次に、このようにして成膜したＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系アモルファス膜を結晶化させるため、成膜後に定格出力２〜１０ｋＷ、最大出力の保持時間１〜４秒の条件でパルス熱処理を施して、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系アモルファス母相を結晶化させる。ここで、熱処理が十分施されないと、膜中のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系アモルファス相の結晶化が十分でなく、アモルファス相が多く残存することがあり、一方、過度の熱処理は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ結晶粒が粗大化して、磁気特性は劣化することがある。したがって、パルス熱処理の条件は上記の範囲で行うのが好ましい。なお、パルス熱処理は、赤外線を極短時間で照射することで、試料の瞬時の結晶化を促し、結晶粒の微細化を実現することができる。
【００２９】
その後、この結晶化薄膜に対して、たとえば、磁界７Ｔでパルス着磁を施すことで、希土類薄膜磁石を作製することができる。なお、本発明においては、着磁の方法に特に制限はなく、公知の着磁方法を用いることができる。これより、Ｓｉ基板上に、剥離の発生や基板の破壊のないガラス膜を介したＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の希土類薄膜磁石を製造することができる。そして、この希土類薄膜磁石は、保磁力が２１０ｋＡ／ｍ以上、残留磁化が０．６Ｔ以上、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが４３ｋＪ／ｍ３以上、を達成でき、優れた磁気特性を有する。さらに、汎用性のあるＳｉ基板上に直接成膜することが可能であるので、ＭＥＭＳ用のマイクロ磁気デバイス等のマイクロアクチュエータなどを作製するために有用である。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例および比較例について説明する。なお、本実施例はあくまで一例であって、これら例によって本発明は何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。
【００３１】
（実施例１）
Ｎｄ２．４Ｆｅ１４Ｂターゲット、ホウケイ酸ガラスターゲットをパルスレーザーデポジション装置に装着した。一方、ターゲットと対向する位置に厚さ０．６ｍｍの単結晶Ｓｉ基板（１００）を装着した。
次に、チャンバー内を真空に排気して、１０−５Ｐａの真空度に到達したことを確認後、約１１ｒｐｍで回転させたホウケイ酸ガラスターゲットに繰り返し周波数３０ＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザー（発振波長：３５５ｎｍ）を照射し、ターゲット物質をアブレーションした。このときターゲットと基板との距離を１０ｍｍとした。ターゲット表面でのレーザー強度密度を１Ｊ／ｃｍ２程度とすることにより、Ｓｉ基板上に厚６３μｍのＳｉＯ２ガラス膜を成膜した。
次に、真空中で上記ガラスターゲットをＮｄ２．４Ｆｅ１４Ｂターゲットに切り替えた後、約１１ｒｐｍで回転させたターゲットに繰り返し周波数３０ＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザー（発振波長：３５５ｎｍ）を照射し、ターゲット物質をアブレーションした。このときターゲットと基板との距離を１０ｍｍとした。該ターゲット表面でのレーザー強度密度を１Ｊ／ｃｍ２程度とすることにより、ＳｉＯ２を主成分とするガラス膜の上にＮｄ含有量が原子数比でＮｄ／（Ｎｄ＋Ｆｅ）＝０．１５５のＮｄ−Ｆｅ−Ｂアモルファス膜を厚さ２４μｍ成膜した。なお、上記膜厚評価には、マイクロメーターを使用し、組成分析には、ＥＤＸ（Energy Dispersive X-ray spectroscopy）を用いた。
【００３２】
次に、定格出力８ｋＷ、最大出力の保持時間約４秒にて、パルス熱処理（熱処理温度：約５００〜８００ ℃）を行って、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系アモルファス相を結晶化させた。  
その後、磁界７Ｔでパルス着磁を施して、希土類薄膜磁石を作製した。次に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の剥離性を調べるために、ダイシングによる切削加工を行った。５×５ｍｍ角の試料を２．５×２．５ｍｍへと四分割するようにダイシング加工行った結果、機械的破損することなく加工することができ、膜剥離等の発生も認められなかった。
次に、ダイシング後の試料についてＶＳＭ（Vibrating Sample  Magnetometer）による磁気特性測定を行った。保磁力（Ｈｃ）は１１０５ｋＡ／ｍ、残留磁気分極（Ｊｒ）は０．６０Ｔ、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘは７３ｋＪ/ｍ３と良好な磁気特性が得られた。以上の結果を表２に示す。なお、表中、Ｎｄ量（ａｔ％）とあるのは、原子数比Ｎｄ／（Ｎｄ＋Ｆｅ）×１００を意味し、また、ＳｉＯ２膜厚とあるのは、ＳｉＯ２を主成分とするガラス膜の膜厚を意味する。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
（実施例２〜３）
Ｎｄ２．０Ｆｅ１４Ｂターゲット、ホウケイ酸ガラスを主成分とするターゲットをパルスレーザーデポジション装置に装着後、実施例１と同様の方法で単結晶Ｓｉ基板（１００）上にガラス膜、さらに、この膜の上にＮｄ−Ｆｅ−Ｂアモルファス膜を成膜し、その後実施例１と同様の方法でパルス熱処理、パルス着磁を行った。なお、実施例２と実施例３は、それぞれＳｉＯ２膜厚とＮｄＦｅＢ膜厚を変化させたものである。
次に、それぞれの希土類薄膜磁石について、実施例１と同じ方法でダイシングによる切削加工を行ったところ、機械的破損することなく加工することができ、また、いずれにおいても、膜剥離等の発生も認められなかった。
実施例２〜３における各膜の膜厚、磁気特性、基板破壊の有無についてまとめたものを表２に示す。また、図３に、実施例２におけるガラス膜中の組成の膜厚方向の分布を示す。なお、測定には、アルバック・ファイ株式会社製5600MCを用い、スパッタ条件はＡｒ＋のイオン源でスパッタ速度２．３ｎｍ／ｍｉｎ (ＳｉＯ２換算）とした。測定部位は表面部位のみであるが、膜厚方向で組成は均一となっていることを確認した。さらに、図４に実施例２の希土類薄膜磁石のＪ−Ｈ特性を示す。
【００３５】
（実施例４〜６）
Ｎｄ1.9Ｆｅ１４Ｂターゲット、ホウケイ酸ガラスを主成分とするターゲットをパルスレーザーデポジション装置に装着後、実施例１と同じ方法で、単結晶Ｓｉ基板（１００）上にＳｉＯ２ガラス膜、さらに、この膜の上にＮｄ−Ｆｅ−Ｂアモルファス膜を成膜した。この後、実施例１と同じ方法でパルス熱処理、パルス着磁を行った。実施例１と同じ方法でダイシングによる切削加工を行ったが、機械的破損することなく加工することができ、膜剥離等の発生も認められなかった。表２に、ＳｉＯ２ガラス膜の膜厚、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ膜のＮｄ含有量と膜厚、そして、パルス熱処理、パルス着磁後に測定した保磁力（Ｈ）、残留磁化（Ｊｒ）、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを示す。
【００３６】
（実施例７〜８）
Ｎｄ1.8Ｆｅ１４Ｂターゲット、ホウケイ酸ガラスを主成分とするターゲットをパルスレーザーデポジション装置に装着後、実施例１と同じ方法で、単結晶Ｓｉ基板（１００）上にＳｉＯ２ガラス膜、さらに、この膜の上にＮｄ−Ｆｅ−Ｂアモルファス膜を成膜した。この後、実施例１と同じ方法でパルス熱処理、パルス着磁を行った。実施例１と同じ方法でダイシングによる切削加工を行ったが、機械的破損することなく加工することができ、膜剥離等の発生も認められなかった。表２に、ＳｉＯ２ガラス膜の膜厚、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ膜のＮｄ含有量と膜厚、そして、パルス熱処理、パルス着磁後に測定した保磁力（Ｈｃ）、残留磁気分極（Ｊｒ）、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを示す。
【００３７】
（比較例１）
Ｎｄ1.8Ｆｅ１４Ｂターゲット、ホウケイ酸ガラスを主成分とするターゲットをパルスレーザーデポジション装置に装着後、実施例１と同じ方法で、単結晶Ｓｉ基板（１００）上にＳｉＯ２ガラス膜、さらに、この膜の上にＮｄ−Ｆｅ−Ｂアモルファス膜を成膜した。この後、実施例１と同じ方法でパルス熱処理、パルス着磁を行った。実施例１と同じ方法でダイシングによる切削加工を行ったが、図５に示すように機械的破損が発生した。
【００３８】
（比較例２）
Ｎｄ1.9Ｆｅ１４Ｂターゲット、ホウケイ酸ガラスを主成分とするターゲットをパルスレーザーデポジション装置に装着後、実施例１と同じ方法で、単結晶Ｓｉ基板（１００）上にＳｉＯ２ガラス膜、さらに、この膜の上にＮｄ−Ｆｅ−Ｂアモルファス膜を成膜した。この後、実施例１と同じ方法でパルス熱処理、パルス着磁を行った。実施例１と同じ方法でダイシングによる切削加工を行ったが、機械的破損が発生した。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、Ｓｉ基板上にパルスレーザーデポジション法によって形成するガラス膜の膜厚を最適化させることにより、Ｓｉ基板上のガラス膜の上に、膜の剥離や基板の破壊等がなく、良好な磁気特性を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ膜の希土類薄膜を安定成膜できるという優れた効果を有する。本発明のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ希土類薄膜磁石は、エナジーハーベスト（環境発電）などのエネルギー分野や医療機器分野などに応用される磁気デバイス用として有用である。また特に、ＭＥＭＳ用のマイクロ磁気デバイス等のマイクロアクチュエータなどを作製するために有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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