(57)【要約】 【課題】  生産性を向上し、極めて均質で優れた軟磁気特性を有するフェライト薄膜及びその製造方法を提供する。【解決手段】  少なくとも第一鉄イオンを含む反応液を基板に接触させる工程と、反応液を基板から除去する工程と、少なくとも酸化剤を含んだ酸化液を基板に接触させる工程、および酸化液を基板から除去する工程の繰り返しにより成膜されるフェライト薄膜の製造方法であって、基板５を回転台３の上面から高さ０.５ｍｍ以上の基板ホルダー４に載せるフェライト薄膜の製造方法とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト薄膜を構成する結晶粒が基板に対し垂直に立った柱状形状であって、高周波磁気特性が優れたことを特徴とするフェライト薄膜。
【請求項２】
前記フェライト薄膜の透磁率は、４５０ＭＨｚから５５０ＭＨｚにて透磁率をμ＝μ’−ｊμ”と表した場合、透磁率μ’が５０以上の範囲であり、透磁率μ”が７０以上の範囲であり、１２５０ＭＨｚから１７５０ＭＨｚにて透磁率μ’が２０以上の範囲であり、透磁率μ”が３５以上の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のフェライト薄膜。
【請求項３】
フェライト薄膜の製造方法であって、前記フェライト薄膜は少なくとも第一鉄イオンを含む反応液を基板に接触させる工程と、反応液を基板から除去する工程と、少なくとも酸化剤を含んだ酸化液を基板に接触させる工程、および酸化液を基板から除去する工程の繰り返しにより成膜されることを特徴とするフェライト薄膜の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のフェライト薄膜の製造方法は、前記フェライト薄膜を形成させる基板を装置の回転台上面から高さ０.５ｍｍ以上の基板ホルダーに載せることを特徴とするフェライト薄膜の製造方法。
【請求項５】
請求項３または４のいずれかに記載のフェライト薄膜の製造方法は、基板側面にＬ字型の仕切り板を設け、前記仕切り板のＬ字型の方向を回転台の回転方向に向けてあり、前記回転台上面からの高さを０.５ｍｍ以上とすることを特徴とするフェライト薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、磁気ヘッド、磁気光学素子、マイクロ波素子、磁歪素子、磁気音響素子、及び高周波領域において不要電磁波の干渉によって生じる電磁障害を抑制するために用いられる電磁干渉抑制体などに広く応用されている、スピネル型フェライト薄膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
フェライトめっきとは、例えば、特許文献１に示されているように、固体表面に、金属イオンとして少なくとも第１鉄イオンを含む水溶液を接触させ、固体表面にＦｅＯＨ+またはこれと他の水酸化金属イオンを吸着させ、続いて吸着したＦｅＯＨ+を酸化させることによりＦｅＯＨ2+を得、これが水溶液中の水酸化金属イオンとの間でフェライト結晶化反応を起こし、これによって固体表面にフェライト薄膜を形成することをいう。
【０００３】
従来、この技術を基にフェライト薄膜の均質化、反応速度の向上を図ったもの特許文献２、固体表面に界面活性を付与して種々の固体にフェライト薄膜を形成しようとするもの特許文献３、フェライト薄膜の形成速度の向上に関するもの特許文献４、特許文献５、及び特許文献６がある。
【０００４】
フェライトめっきは、膜を形成しようとする固体が前述した水溶液に対して耐性があれば何でも良い。更に、水溶液を介した反応であるため、温度が比較的低温（常温〜水溶液の沸点以下）でスピネル型フェライト薄膜を形成できるという特徴がある。そのため、他のフェライト薄膜の作製技術に比べて、基板の限定範囲が小さい。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１１１９２９号公報
【特許文献２】特開昭６０−１４０７１３号公報
【特許文献３】特開昭６１−０３０６７４号公報
【特許文献４】特開昭６１−１７９８７７号公報
【特許文献５】特開昭６３−０４２３７８号公報
【特許文献６】特開平０２−１１６６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、これまで膜の均質化および成膜速度の向上に対して種々の改善が提案されているが、インダクタンス素子、インピーダンス素子、磁気ヘッド、マイクロ波素子、磁歪素子、及び高周波領域における電磁干渉抑制体等への応用という観点からみると軟磁気特性、膜の均質化、成膜速度がまだ不十分であり、そのため、各種電子部品等への応用に関して、大きな課題があった。
【０００７】
フェライトめっきによるフェライト薄膜は、前述のように固体表面を基点とした結晶成長によって形成される。従来は、固体表面以外で副次的に生成されたフェライトの微粒子あるいは金属水酸化物等が完全に除去されずに基板表面上に付着し、フェライト薄膜の結晶成長を阻害することによって、また固体表面に吸着するＦｅＯＨ+の不均一性を引き起こすことによって、膜全体にわたって均質で、かつ優れた軟磁気特性を有するフェライト薄膜を得ることが困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、懸かる従来の欠点を解消し、生産性を向上し、極めて均質で優れた軟磁気特性を有するフェライト薄膜及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、種々検討の結果、少なくとも第一鉄イオンを含む反応液を基板に接触させる工程と、反応液を基板から除去する工程と、少なくとも酸化剤を含む酸化液を基板に接触させる工程、および酸化液を基板から除去する工程を繰り返して製膜する際に、基板を回転台に設置した基板ホルダーに載せる、または基板の前方および側面に仕切り板を設けることによって、成膜速度が向上して工業的な生産性が増し、膜を構成する個々の結晶粒が均一な柱状結晶から構成される極めて均質なフェライト薄膜が得られることを見出した。
【００１０】
即ち、本発明は、フェライト薄膜を構成する結晶粒が基板に対し垂直に立った柱状形状であって、高周波磁気特性が優れたフェライト薄膜である。
【００１１】
また、本発明は、前記フェライト薄膜の透磁率が、４５０ＭＨｚから５５０ＭＨｚにて透磁率μ＝μ’−ｊμ”と表した場合、透磁率μ’が５０以上の範囲であり、透磁率μ”が７０以上の範囲であり、１２５０ＭＨｚから１７５０ＭＨｚ帯域にて透磁率μ’が２０以上の範囲であり、透磁率μ”が３５以上の範囲のフェライト薄膜である。
【００１２】
また、本発明は、フェライト薄膜の製造方法であって、前記フェライト薄膜は少なくとも第一鉄イオンを含む反応液を基板に接触させる工程と、反応液を基板から除去する工程と、少なくとも酸化剤を含んだ酸化液を基板に接触させる工程、および酸化液を基板から除去する工程の繰り返しにより成膜されるフェライト薄膜の製造方法である。
【００１３】
また、本発明は、前記フェライト薄膜の製造方法であって、前記フェライト薄膜を形成させる基板を装置の回転台上面から高さ０.５ｍｍ以上の基板ホルダーに載せるフェライト薄膜の製造方法である。
【００１４】
また、本発明は、前記フェライト薄膜の製造方法は、基板側面にＬ字型の仕切り板を設け、前記仕切り板のＬ字型の方向は、回転台の回転方向を向けてあり、前記回転台上面からの距離を０.５ｍｍ以上とするフェライト薄膜の製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、少なくとも第一鉄イオンを含む反応液を基板に接触させる工程、反応液を基板から除去する工程、少なくとも酸化剤を含む酸化液を基板に接触させる工程、酸化液を基板から除去する工程を繰り返してフェライトめっき膜を生成する際、基板を回転台上面に設置した基板ホルダーに載せる、または基板の前方および側面に仕切り板を設けることによって、副次的に生成されたフェライト微粒子あるいは金属水酸化物等が、基板表面に付着し均質な結晶成長を阻害することを防ぎ、生成速度を向上して工業的な生産性を増し、均質な柱状結晶の集合体であるフェライト薄膜を得るための製造方法が得られ、工業的な利用価値は大である。
【００１６】
本発明によれば、生成速度を向上して工業的な生産性を増し、極めて均質で優れた軟磁気特性を有するフェライト薄膜及びその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のフェライト薄膜及びその製造方法について、以下に説明する。   
【００１８】
本発明のフェライト薄膜及びその製造方法は、少なくとも第一鉄イオンを含む反応液を基板に接触させる工程と、反応液を基板から除去する工程と、少なくとも酸化剤を含む酸化液を基板に接触させる工程、および酸化液を基板から除去する工程を繰り返して成膜する際に、基板を回転台上面に設置した基板ホルダーに載せる、または基板の前方および側面に仕切り板を設けるフェライト薄膜の製造方法である。これによって、フェライト薄膜の成膜速度が向上して工業的な生産性が増し、フェライト薄膜を構成する個々の結晶粒が均一な柱状結晶から構成される均質なフェライト薄膜が得られる。
【００１９】
本発明のフェライト薄膜が得られた理由は、以下の通りと考えられる。従来は、固体表面以外で副次的に形成されたフェライトの微粒子あるいは金属水酸化物等が完全に除去されずに基板表面上に付着し、フェライト薄膜の結晶成長を阻害することによって膜全体として均質なフェライト薄膜を得るのが困難であった。
【００２０】
本発明のフェライト薄膜の製造方法によれば、上記フェライト薄膜の生成工程において基板を回転台上面に設置した基板ホルダーに載せることにより、あるいは基板の前方および側面に仕切り板を設けることにより、固体表面以外で副次的に形成されたフェライトの微粒子あるいは金属水酸化物等が基板に付着するのを防ぎ、極めて均質なフェライト薄膜を製造できたと考えられる。その際、基板ホルダー及び仕切り板の高さは０.５ｍｍ以上とすることによって、固体表面以外で副次的に形成されたフェライトの微粒子あるいは金属水酸化物等の基板への付着を極めて少なくできた。また、仕切り板は回転軸から見て基板前方および回転方向側の基板側面に設置すれば、反応液および酸化液の除去が妨げられない。
【００２１】
本発明のフェライト薄膜の形成方法の基本的な部分は、概ね公知の方法と同じである。しかし、本発明では、少なくとも第一鉄イオンを含む反応液を基板に接触させる工程、反応液を基板から除去する工程、少なくとも酸化剤を含む酸化液を基板に接触させる工程、酸化液を基板から除去する工程を繰り返してフェライトめっき膜を生成する際、基板を０.５ｍｍ以上の基板ホルダーの上に載せる、あるいは高さ０.５ｍｍ以上の仕切り板を設けることによって、生成速度を向上して工業的な生産性を増し、均質な柱状結晶の集合体であるフェライト薄膜が得られる。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明のフェライト薄膜の概略図である。１は反応液を供給するノズル、２は酸化液を供給するノズルである。また、３は回転台、４は高さ１５ｍｍの基板ホルダー、５はフェライト薄膜を形成する基板である。５は基板、６は反応液、酸化液を入れるタンクである。
【００２３】
純水１リットルに対してＦｅＣｌ2・４Ｈ2Ｏを３.３ｇ、ＮｉＣｌ2・６Ｈ2Ｏを１.２５ｇ、ＺｎＣｌ2を０.０２５ｇそれぞれ溶解した反応液を作製した。別の溶液として、純水１リットルに対してＮａＮＯ2を０.３ｇ、ＣＨ3ＣＯＯＮＨ4を５ｇ溶解した酸化液を作製した。
【００２４】
フェライト薄膜の作製は、以下の手順で行った。まず、反応液、酸化液の流量を３０ｍｌ／ｍｉｎに調整した。その後、めっき膜を形成する基板の温度を、ヒータを用いて９０℃に調節した。また、めっき装置には窒素ガスを１.５ｌ／ｍｉｎで供給して、非酸化性雰囲気を得た。
【００２５】
めっき膜の形成は、反応液、酸化液を上記流量にて基板に供給しながら、回転台３を１５０ｒｐｍで回転させながら行った。図中の矢印の方向が回転方向である。めっき膜の形成は、回転台３が１回転することを１サイクルとし、１００００サイクル行った。表１に、基板ホルダーを用いていない従来品と基板ホルダーを用いた発明品の特性を示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１より、発明品が従来品よりも高周波軟磁気特性が優れていることが分かる。
【実施例２】
【００２８】
図２は、本発明のフェライト薄膜の製造装置の回転板の上面図である。また、図３は、図２の斜視図である。なお、ノズル及びタンクの構成は実施例１と同じであるため、図には省略した。１３はフェライト薄膜を形成する基板であり、回転台１１上面に直接載せられているが、回転台の回転軸から見て基板前方および回転方向側の基板側面に高さ１５ｍｍの仕切り板１２が設けてある。図中の矢印の方向が回転台の回転方向である。表２に、仕切り板を用いていない従来品と仕切り板を用いた発明品の特性を示す。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
表２より、発明品が従来品よりも高周波軟磁気特性が優れていることが分かる。
【比較例】
【００３１】
図１に示すような装置で、基板ホルダー及び仕切り板を用いずに製膜した。その後、取り出した基板の板上には膜が形成されており、ＳＥＭを用いた組織観察の結果、膜厚の均一性が著しく劣化していた。また、上記実施例の発明品に示すような優れた高周波軟磁気特性を有する膜は得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のフェライト薄膜の製造装置の概略図。
【図２】本発明のフェライト薄膜の製造装置の回転板の上面図。
【図３】本発明のフェライト薄膜の製造装置の回転板の斜視図。
【符号の説明】
【００３３】
１，２    ノズル
３    回転台
４    基板ホルダー
５    基板
６，７    反応液、酸化液タンク
１１    回転台    
１２    仕切り板  
１３    基板      
【図１】
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【図２】
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【図３】
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