(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の両面に膜応力が絶対値で２００ＭＰａ以上の磁性膜が成膜されてなり、
前記基体は、可撓性の樹脂シートであり、
前記磁性膜は、組成式がＦｅaＭbＯc（ただし元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｓｉのうち少なくともいずれか一種を表す）で示され、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が１１〜１７ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たし、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造で形成されており、
各磁性膜の膜厚Ｔ２，Ｔ３は、２〜１５μｍであり、一方の前記磁性膜の膜厚Ｔ２に対する他方の前記磁性膜の膜厚Ｔ３の比率（Ｔ３／Ｔ２）は、０．８〜１．２５の範囲内であることを特徴とする磁性基体。
【請求項２】
前記磁性膜は、スパッタ成膜中、あるいはスパッタ成膜後に熱処理を施すことなく形成されたものである請求項１記載の磁性基体。
【請求項３】
可撓性の樹脂シートからなる基体の両面に、組成式がＦｅaＭbＯc（ただし元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｓｉのうち少なくともいずれか一種を表す）で示され、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が１１〜１７ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす磁性膜を物理蒸着法により成膜するとき、不活性ガスとＯ2ガスとの混合ガスのガス圧を０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内で調整し、全ガス圧に占めるＯ2ガスの流量比を１．５％〜２２％として、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造を有し、膜応力が２００ＭＰａ以上となる前記磁性膜を成膜し、さらに、各磁性膜の膜厚Ｔ２，Ｔ３を、２〜１５μｍの範囲内とし、一方の前記磁性膜の膜厚Ｔ２に対する他方の前記磁性膜の膜厚Ｔ３の比率（Ｔ３／Ｔ２）を、０．８〜１．２５の範囲内とすることを特徴とする磁性基体の製造方法。
【請求項４】
スパッタ成膜中、あるいはスパッタ成膜後に、前記磁性膜に対して、熱処理を施さない請求項３記載の磁性基体の製造方法。
【請求項５】
前記基体の表裏面に交互に前記磁性膜を成膜して、２〜１５μｍの厚さになるまで成膜を繰り返す請求項３又は４に記載の磁性基体の製造方法。
【請求項６】
前記基体の表裏面に同時に、２〜１５μｍの厚さの前記磁性膜を成膜する請求項３又は４に記載の磁性基体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤデバイスや電磁波吸収体等に用いられる可撓性シート状もしくは板状の磁性基体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性基体は、例えば、ＲＦＩＤデバイスや電磁波吸収体に用いられる。磁性基体は、基体の表面に磁性膜がスパッタ等で成膜されて構成されている。
【０００３】
ところで樹脂等で形成された比較的可撓性のある基体の片面に磁性膜を成膜した構成では軟磁気特性を向上させるにも限界があることが後述する実験によりわかった。
【０００４】
特に後述する実験に示すように磁性膜の膜応力が軟磁気特性を大きく左右するが、従来では、磁性膜の膜応力を適切に調整していなかった。
【特許文献１】特開平６−３１６７４８号公報
【特許文献２】特開２００４−２５９７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、軟磁気特性が出現する組成領域、製法で膜応力が大きい磁性膜、例えば高抵抗軟磁性膜（Ａ−Ｍ−Ｏ）を用いた磁性基体において、従来に比べて適切に軟磁気特性の向上を図ることが可能な磁性基体及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における磁性基体は、基体の両面に膜応力が絶対値で２００ＭＰａ以上の磁性膜が成膜されてなり、
前記基体は、可撓性の樹脂シートであり、
前記磁性膜は、組成式がＦｅaＭbＯc（ただし元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｓｉのうち少なくともいずれか一種を表す）で示され、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が１１〜１７ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たし、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造で形成されており、
各磁性膜の膜厚Ｔ２，Ｔ３は、２〜１５μｍであり、一方の前記磁性膜の膜厚Ｔ２に対する他方の前記磁性膜の膜厚Ｔ３の比率（Ｔ３／Ｔ２）は、０．８〜１．２５の範囲内であることを特徴とするものである。
前記磁性膜は、スパッタ成膜中、あるいはスパッタ成膜後に熱処理を施すことなく形成されたものであることが好ましい。
【０００７】
なお、基体とはフレキシブルなシート状の形態や樹脂で形成された基板上のものなどが含まれる。
【０００８】
本発明では上記構成により、基体の片面にだけ磁性膜を成膜する形態（比較例）に比べて、効果的に軟磁気特性を向上させることが可能であることが後述する実験によりわかった。
【００１１】
また本発明では、前記基体は、可撓性の樹脂シートである。これにより磁性基体のフレキシブル化及び薄型化を促進できる。しかも、樹脂基体の片面にのみ磁性膜を成膜する形態（比較例）では、磁性膜の膜応力（絶対値）が大きいと、磁性基体が反る不具合が生じるが、本発明では、樹脂基体の両面に磁性膜を成膜しているため、磁性膜の大きな膜応力を保持したまま、磁性基体が反る不具合を抑制することが可能である。
【００１２】
本発明における磁性基体の製造方法は、
可撓性の樹脂シートからなる基体の両面に、組成式がＦｅaＭbＯc（ただし元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｓｉのうち少なくともいずれか一種を表す）で示され、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が１１〜１７ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす磁性膜を物理蒸着法により成膜するとき、不活性ガスとＯ2ガスとの混合ガスのガス圧を０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内で調整し、全ガス圧に占めるＯ2ガスの流量比を１．５％〜２２％として、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造を有し、膜応力が２００ＭＰａ以上となる前記磁性膜を成膜し、さらに、各磁性膜の膜厚Ｔ２，Ｔ３を、２〜１５μｍの範囲内とし、一方の前記磁性膜の膜厚Ｔ２に対する他方の前記磁性膜の膜厚Ｔ３の比率（Ｔ３／Ｔ２）を、０．８〜１．２５の範囲内とすることを特徴とするものである。
スパッタ成膜中、あるいはスパッタ成膜後に、前記磁性膜に対して、熱処理を施さないことが好ましい。
また、前記基体の表裏面に交互に前記磁性膜を成膜して、２〜１５μｍの厚さになるまで成膜を繰り返すか、あるいは、前記基体の表裏面に同時に、２〜１５μｍの厚さの前記磁性膜を成膜することが好ましい。
【００１３】
これにより、磁性膜の膜応力を絶対値で２００ＭＰａ以上に調整でき、軟磁気特性に優れた磁性基体を簡単に形成することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の磁性基体によれば、従来に比べて、効果的に軟磁気特性を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、ＲＦＩＤデバイス及びリードライタの模式図、図２は本発明の実施形態の磁性基体の一つである磁性シートの断面図、図３はＦｅ−Ｍ−Ｏ膜の膜構造の模式図である。
【００１６】
図１に示すようにＲＦＩＤ（Radio Frequency ID）デバイス１は、アンテナ及びＩＣチップを備えるＲＦＩＤタグ２と、金属部材３と、ＲＦＩＤタグ２と金属部材３との間に挿入された磁性シート４とを有して構成される。
【００１７】
ＲＦＩＤタグ２は、基板上にアンテナ及びＩＣチップが形成された形態である。
金属部材３は例えば筐体の一部を成しており、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ等で形成される。金属部材３の膜厚Ｔ１は、０．０５〜０．５ｍｍ程度である。
【００１８】
ＲＦＩＤタグ２と金属部材３との間に挿入される磁性シート４は、図２に示すように樹脂シート５の両面に磁性膜６，６がスパッタ成膜されたものである。
【００１９】
磁性膜６は、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｓｉのうち少なくともいずれか一種を表す）から成る。
【００２０】
本実施形態では、磁性膜６の膜応力が、絶対値で２００ＭＰａ以上となっている。磁性膜６の膜応力は圧縮応力（マイナス値）である。膜応力は絶対値で８００ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００２１】
このように磁性膜６の膜応力（絶対値）を大きく設定すると軟磁気特性を改善できる。例えば、比較例として基板の片面にのみ磁性膜６を成膜し、この磁性膜６の膜厚を、基板両面に成膜した磁性膜６合計膜厚と同じにした形態に比べて、軟磁気特性、特に、複素比透磁率の実数部μ´を大きくできることが後述する実験により証明されている。
【００２２】
本実施形態では、複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）を５０以上、好ましくは３００以上に大きくすることが出来る。
【００２３】
また磁性膜６の膜応力（絶対値）を大きくすると、上記の比較例のように可撓性の樹脂シート５の片面にのみ磁性膜６を成膜した形態では、磁性シートが反る現象が発生する。一方、本実施形態では、可撓性の樹脂シート５の両面に磁性膜６，６を成膜しているため、磁性膜６の膜応力（絶対値）を大きくしても、磁性シート４が反る不具合を従来に比べて抑制できる。
【００２４】
本実施形態の磁性膜６は、図３に示す膜構造を有していることが好ましい。すなわち磁性膜６の膜構造は、図３に示すように、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相７と、アモルファス相７中に点在するＦｅを主体とした微結晶相８との混相構造で形成されている。微結晶相８の平均粒径を３０ｎｍ以下にでき、また微結晶相８の結晶構造をｂｃｃ構造にできる。微結晶相８は、ｂｃｃ構造に限定されずｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造でもよい。微結晶相８は、元素ＡにＣｏ、あるいは元素ＡにＦｅ及びＣｏを選択したときは、Ｃｏ、あるいは、Ｆｅ及びＣｏを主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相である。
【００２５】
アモルファス相７は、元素Ｍの酸化物を多量に含み、そのほか、ＦｅＯやＦｅ2Ｏ3も含むと考えられる。元素ＭがＨｆの場合、アモルファス相７にはＨｆＯ2が多量に含まれていると考えられる。
【００２６】
本実施形態のＡ−Ｍ−Ｏから成る磁性膜６の膜構造は、ナノグラニュラー合金とは異なる。ナノグラニュラーは、強磁性微粒子と強磁性微粒子間に絶縁物等の粒界物質が介在する構成である。一方、磁性膜６におけるアモルファス相７は、微結晶相８間の粒界だけに存在しない。上記したように磁性膜６は、アモルファス相７中に微結晶相８が点在した混相構造となっている。後述するＸ線回折スペクトルでもアモルファス相７の存在とはっきりと見て取れる。
【００２７】
磁性膜６中に含まれるアモルファス相７は体積比率で２０〜８０％程度であることが好適である。
【００２８】
なお、磁性膜６は、スパッタ成膜中、あるいはスパッタ成膜後に熱処理を施すことなく形成されたものであり、このように非熱処理においても、図３に示すように、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相７と、アモルファス相７中に点在するＦｅを主体とした微結晶相８との混相構造で形成されている。
【００２９】
また、磁性膜６は、Ａ−Ｍ−Ｏ膜の元素ＡがＦｅであり、ＦｅaＭbＯcの組成式からなり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比ｂが１１〜１７ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす高抵抗軟磁性膜であることが好ましい。元素Ｏの組成比ｃを２７〜４７ａｔ％とすることがより好ましい。また元素Ｏの組成比ｃの最大値を３６ａｔ％とすることがより好ましい。
【００３０】
本実施形態では、磁性膜６の膜応力の調整が必須である。膜応力の調整は後述するようにガス圧の調整で行うことが出来る。そして、膜応力の調整と合わせて、膜構造や組成比の適正化を行うことで、より効果的に優れた軟磁気特性を得ることが可能である。
【００３１】
本実施形態では、各磁性膜６の膜厚Ｔ２，Ｔ３（図２参照）を従来におけるＲＦＩＤ用磁性シートの磁性膜よりも薄い膜厚で形成できる。本実施形態では、各磁性膜６の膜厚Ｔ２，Ｔ３を１００μｍより薄い膜厚で形成でき、より具体的には、各磁性膜６の膜厚Ｔ２，Ｔ３を、２〜１５μｍの薄い膜厚に設定できる。このように各磁性膜６の膜厚Ｔ２，Ｔ３を薄く形成しても、所望の軟磁気特性を得ることが可能である。
【００３２】
また樹脂シート５の両面に形成される各磁性膜６の膜厚Ｔ２，Ｔ３はほぼ同じであることが好ましい。特に、可撓性の樹脂シート５の両面に磁性膜６を成膜する場合は、磁性シート４の反りをより効果的に小さくすべく、各磁性膜６の膜厚Ｔ２，Ｔ３をできる限り同じ膜厚に近づけたほうがよい。一方の磁性膜６の膜厚Ｔ２に対する他方の磁性膜６の膜厚Ｔ３の比率（Ｔ３／Ｔ２）は、０．８〜１．２５の範囲内であることが好ましい。
【００３３】
また上記したように磁性膜６に対して熱処理を施さないため、磁性膜６を支持する樹脂シート５の材質を特に限定しなくてもよい。すなわち樹脂シート５の材質の選択性を広げることができる。また樹脂シート５に対する熱的影響がないため磁性シート４の寸法安定性を従来よりも高精度に得ることが可能である。樹脂シート５には、熱可塑性樹脂を使用でき、その中でも耐熱性に優れたＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）の使用が好適であるものの、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ(ポリエチレンナフタレート)、アミラード（全芳香族系ポリアミド）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、アクリルニトリル・ブタジェン・スチレン（ＡＢＳ）、等各種エンジニアリングプラスチックやガラスエポキシ基板、ポリイミドフィルム等の使用も可能である。
樹脂シート５の膜厚Ｔ４は、０．０１〜０．１０ｍｍ程度であることが好適である。
【００３４】
また本実施形態では磁性膜６を支持する基板として可撓性の樹脂シート５を用いても、磁性シート４の反りが小さい（最も好ましくは反りが生じない）ので、磁性シート４をＲＦＩＤタグ２と金属部材３との間に密着させやすい。また、磁性シート４を湾曲させるような場合でも適切に磁性シート４を湾曲でき、また磁性膜６はアモルファス相７を備えるため、磁性膜６を樹脂シート５とともに平面状から変形させたときでもＦｅ−Ｍ−Ｏ膜６は割れ等の損傷を受けにくい。そして可撓性の樹脂シート５を用いることで、磁性シート４のフレキシブル化と薄型化を促進できる。なお本実施形態では基板としてリジッドなガラス基板等を用いることもできる。
【００３５】
本実施形態では、図１に示すように、磁性膜６を樹脂シート５の両面にスパッタ成膜して成る磁性シート４をＲＦＩＤタグ２と金属部材３との間に挿入することで、リードライタ１０からの磁束Ｈが磁性膜６内を通り、ＲＦＩＤデバイス１とリードライタ１０との間で還流磁束が形成される。この結果、ＲＦＩＤタグ２のアンテナにて受信した信号出力の減衰量を小さくでき、例えば１３．５６ＭＨｚでのＲＦＩＤ特性の向上を効果的に図ることができる。また、本実施形態では、ＲＦＩＤデバイス１とリードライタ１０間の通信距離Ｌ１の範囲を広げることができ、具体的には通信距離Ｌ１を１０〜５０ｍｍの範囲に設定しても適切に無線通信を行うことが可能である。
【００３６】
なお図２に示す磁性シート４は、電磁波抑制シート（ノイズ抑制シート）として用いることも出来る。
【００３７】
図２に示す磁性シート４は、物理蒸着法により、磁性膜６，６を樹脂シート５の両面に成膜したものである。本実施形態では、磁性膜６を樹脂シート５上に成膜するとき、不活性ガス（例えばＡｒ）とＯ2ガスとの混合ガスのガス圧を０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内で調整する。好ましくはガス圧を０．７ｍＴｏｒｒ以上にする。これにより、磁性膜６の膜応力（絶対値）を２００ＭＰａ以上に出来、好ましくは膜応力（絶対値）を６００ＭＰａ以上、より好ましくは８００ＭＰａ以上にでき、軟磁気特性に優れた磁性シート４を簡単に形成することが可能である。
【００３８】
物理蒸着法としては、スパッタ法、金属蒸着法、イオンビームスパッタ等を提示できる。またスパッタ法には、ＤＣ−ＦＴＳ（対向ターゲットスパッタ）、ＲＦ−ＦＴＳ（対向ターゲットスパッタ）、ＤＣマグネトロンスパッタ、ＲＦマグネトロンスパッタ、ＤＣコンベンショナルスパッタ、ＲＦコンベンショナルスパッタ等を提示できる。
【００３９】
また本実施形態のように基板両面に磁性膜６，６を成膜するには、まず基板表面に所定厚の磁性膜６を成膜し、続いて、基板裏面に所定厚の磁性膜６を成膜する方法（成膜方法−１）、基板表裏に交互に薄い磁性膜６を成膜して、所定厚さになるまで成膜を繰り返す方法（成膜方法−２）、基板表裏に同時に所定厚の磁性膜６，６を成膜する方法（成膜方法−３）がある。このうち、（成膜方法−２）あるいは（成膜方法−３）が、磁性膜６，６の合計膜厚が厚くなっても、膜のひび割れ等を起き難くでき好適である。
【実施例】
【００４０】
（両面成膜及び片面成膜の実験）
実験では樹脂シートの両面にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をスパッタ成膜した実施例と、樹脂シートの片面にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をスパッタ成膜した比較例を形成した。
【００４１】
樹脂シートには、帝人ＤｕＰｏｎｔ製のＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）シートを用いた。樹脂シートの膜厚は７５μｍであった。
【００４２】
また、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をＡｒとＯ2の混合ガス中で、ＲＦ平行平板マグネトロンスパッタにより成膜した。スパッタ装置には、キヤノンアネルバ製のＳＰＦ−７３０  マグネトロンスパッタ装置を用いた。ターゲットにはＦｅ−Ｈｆターゲットを用いた。またＯ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を１．６７％とした。またＲＦ電力を６００Ｗ、ガス圧を３ｍＴｏｒｒ、Ｔ／Ｓ＝０％、基板間接冷却とした。なおＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対する熱処理は行っていない。
【００４３】
Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の組成比は、Ｆｅが、５０．２ａｔ％、Ｈｆが１３．７ａｔ、Ｏが３６．１ａｔ％であった。
【００４４】
両面成膜の実施例については、一方のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜厚を２μｍ、もう一方のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜厚を２．５μｍとし、合計膜厚を４．５μｍとした。また実施例については、上記した成膜方法−１及び成膜方法−２の夫々にて両面成膜した。
【００４５】
片面成膜の比較例については、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜厚が異なるいくつかの試料を用意した。
【００４６】
実施例及び比較例におけるＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜応力は、−８００ＭＰａ〜−６００ＭＰａの圧縮応力であった。
【００４７】
そして、実施例及び比較例における１３．５６ＭＨｚでの複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″を測定した。その実験結果が図４に示されている。図４における実施例のプロットの横軸は、合計膜厚４．５μｍの位置である。
【００４８】
図４に示すように両面成膜の実施例のほうが、片面成膜の比較例に比べて、複素比透磁率の実数部μ´が大きくなった。図４に示すように、実施例では、複素比透磁率の実数部μ´を３００以上に出来た。また、複素比透磁率の虚数部μ″は実施例及び比較例ともにさほど変わらなかったが、実施例のほうがやや大きくなった。特に、磁性シートを電磁波抑制シート（ノイズ抑制シート）として用いる場合には、高周波帯域で複素比透磁率の虚数部μ″が大きいことが好ましいので、本実施例の磁性シートは、電磁波抑制シート（ノイズ抑制シート）としても有効に用いることが出来る。なお成膜方法−１で成膜した実施例のμ″が図４に示されていないが、これは成膜方法−２で成膜した実施例のμ″とほぼ重なっているためである。
【００４９】
（膜応力の実験）
次に、Ｓｉ／Ａｌ2Ｏ3基板上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を３μｍの膜厚で成膜した。Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をＡｒとＯ2の混合ガス中で、平行平板ＲＦマグネトロンスパッタにより成膜した。スパッタ装置には、キヤノンアネルバ製のＳＰＦ−７３０  マグネトロンスパッタ装置を用いた。ターゲットにはＦｅ−Ｈｆターゲットを用いた。またＯ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を１．６７％とした。またＲＦ電力を６００Ｗ、ガス圧を６〜２０ｍＴｏｒｒ、Ｔ／Ｓ＝０％、基板間接冷却とした。なおＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対する熱処理は行っていない。
【００５０】
実験では、成膜時のガス圧を変えて成膜されたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を備える複数の試料を作製した。また実験では基板の片面にのみＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を成膜した。Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の組成比は、Ｆｅが、５０．２ａｔ％、Ｈｆが１３．７ａｔ、Ｏが３６．１ａｔ％であった。
【００５１】
上記した各試料のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜応力を測定するとともに、各試料の複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″を測定した。その実験結果が図５に示されている。
【００５２】
図５に示すようにＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜応力はマイナス値であり圧縮応力であることがわかった。
【００５３】
図５に示すように、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜応力（絶対値）が大きくなるほど、特に、複素比透磁率の実数部μ´が大きくなることがわかった。またＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜応力（絶対値）が約５００ＭＰａ以上になると、特に、複素比透磁率の実数部μ´が急激に大きくなることがわかった。
【００５４】
図５の括弧内の数値はガス圧である。よってガス圧が大きくなるほど、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜応力（絶対値）は小さくなることがわかった。
【００５５】
（組成比とＸ線回折スペクトルとの関係）
元素Ｏの組成比が６．４１ａｔ％、２７．０８ａｔ％、６６．９１ａｔ％の各Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルを求めた。スパッタ装置には上記実験と同じものを使用した。実験ではＯ2流量比を変化させて、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ中に取り込まれる元素Ｏの組成比を変化させた。いずれの試料に対しても熱処理を施していない。その結果が図６に示されている。
【００５６】
元素Ｏの組成比を６．４１ａｔ％とした場合、アモルファス相が主相となり、一方、Ｆｅのｂｃｃ相の存在を確認できなかった。また、元素Ｏの組成比を６６．９１ａｔ％としたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルには、Ｆｅのｂｃｃ相のピークが見られず、ＨｆＯ、ＦｅＯのピークとアモルファス相（ＦｅあるいはＨｆの酸化物）が存在することがわかった。
【００５７】
一方、元素Ｏの組成比を２７．０８ａｔ％としたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルには、Ｆｅのｂｃｃ相に対応するシャープで明瞭なピークとＨｆあるいはＦｅの酸化物に近い回折角にブロードなピークが観察された。
【００５８】
このようにＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対して熱処理をしなくても、アモルファス相と、アモルファス相中に点在するＦｅを主体としたｂｃｃの微結晶相との混相構造が得られることがわかった。このような混相構造は、微結晶相を備えることで軟磁気特性に優れるとともにアモルファス相の存在により比抵抗ρを高くできる。
【００５９】
本実施例では、膜応力と合わせて、アモルファス相と、アモルファス相中に点在するＦｅを主体としたｂｃｃの微結晶相との混相構造を有することで、より効果的に優れた軟磁気特性を得ることが可能になる。
【００６０】
（組成比と複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係）
基板の片面にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をスパッタ成膜し、元素Ｏの組成比と複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）及び虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）との関係を調べた。各試料のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をほぼ１μｍの膜厚にて形成した。スパッタ装置には上記実験と同じものを使用した。実験ではＯ2流量比を変化させて、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ中に取り込まれる元素Ｏの組成比を変化させた。
【００６１】
図７には、元素Ｏの組成比と、複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）及び虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）との関係が示されている。また下記の表１は、組成比と、複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″とをまとめたものである。
【００６２】
【表１】
0005162339.tif 000002
【００６３】
図７及び表１に示すように、膜応力と合わせて、元素Ｏの組成比を適正化することで、複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）をより効果的に大きくできることがわかった。
【００６４】
（ガス圧の実験）
ＲＦ平行平板マグネトロンスパッタ法（ＭＴ法）、及び、ＤＣ対向ターゲットスパッタ法（ＦＴＳ法）を用いて、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を基板の片面にスパッタ成膜した。
【００６５】
まずＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をＭＴ法でスパッタ成膜した。基板にはホウケイ酸ガラス基板を用いた。またターゲットにはＦｅ−Ｈｆ合金を用いた。スパッタ装置には、キヤノンアネルバ製のＳＰＦ−７３０  マグネトロンスパッタ装置を用いた。またスパッタ条件としてＡｒガス流量を５０ｓｃｃｍ、Ａｒ＋５％Ｏ2ガス流量を２５ｓｃｃｍ、Ｏ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を１．６７％、ＲＦ電力を６００Ｗ、Ｔ／Ｓ＝０％、基板間接冷却とした。Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を１μｍの膜厚で成膜した。
【００６６】
Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対して熱処理は施していない。ＡｒとＯ2との混合ガスのガス圧を変化させ、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を調べた。
【００６７】
続いて、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をＦＴＳ法でスパッタ成膜した。基板にはＳｉ基板を用いた。また、ターゲットにはＦｅ−Ｈｆ合金を用いた。またスパッタ条件として電力を３００Ｗ、５５００Ｗ（高Ｐｏｗｅｒ）、Ｏ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を１．５％〜２２％とした。Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を２μｍの膜厚で成膜した。
【００６８】
Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対して熱処理は施していない。ＡｒとＯ2との混合ガスのガス圧を変化させ、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を調べた。
【００６９】
図８に実験結果が示されている。図９は、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜との組成比との関係が示されている。
【００７０】
図９に示すようにガス圧が６ｍＴｏｒｒと９ｍＴｏｒｒとでは、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜との組成比に顕著な差が出ないことがわかった。
【００７１】
しかしながら、図８に示すように、ガス圧が６ｍＴｏｒｒより高くなると、複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″が大きく低下することがわかった。この実験結果は図５の実験結果とも符合している。
【００７２】
（ガス圧とＸ線回折スペクトルの関係）
次に、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルの関係を調べた。測定には、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を上記の実験でＭＴ法により成膜した試料を用いた。試料の元素Ｆｅの組成比は、約５０〜６５ａｔ％、元素Ｈｆの組成比は、約１５〜２０ａｔ％、元素Oの組成比は、約２０〜３５ａｔ％であった。
【００７３】
ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルの関係が図１０に示されている。
この図１０に示すように、ガス圧を９ｍＴｏｒｒとした試料では、ｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークがブロードになり、アモルファスに近い構造になっていることがわかった。またガス圧を、６．５ｍＴｏｒｒ、７ｍＴｏｒｒ、８ｍＴｏｒｒとした実験結果も、ガス圧を９ｍＴｏｒｒとしたときほどではないが、ｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークがブロードになることがわかった。
【００７４】
次に、主としてＦＴＳ法にてＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を成膜したときのガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルの関係を調べた。なお図１１での測定に用いたＦＴＳ法及びＭＴ法でのＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜は図９の実験で使用したものと同じである。
【００７５】
図１１に示すように、ＦＴＳ法においてもガス圧を９．８ｍＴｏｒｒとするとｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークがブロードになり、アモルファスに近い構造になっていることがわかった。また、ＦＴＳ法においてガス圧を６ｍＴｏｒｒとしたとき、ｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークが現れていないように見えるが、実際にはピークが現れており軟磁性を示すことがわかった。
【００７６】
続いて、ＦＴＳ法により、様々な組成比によりなるＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をスパッタ成膜した。以下の表２に示すようにガス圧を０．７ｍＴｏｒｒ、１．０ｍＴｏｒｒ、３．０ｍＴｏｒｒと変えた。
【００７７】
【表２】
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【００７８】
表２に示すように元素Ｏを６．８５ａｔ％まで小さくしても複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″の双方が高い優れた軟磁気特性を得ることが可能である。
【００７９】
以上の実験により、基板両面に形成される磁性膜の膜応力（絶対値）を２００ＭＰａ以上、好ましくは６００ＭＰａ以上、より好ましくは８００ＭＰａ以上に設定した。合わせて膜構造は、アモルファス相とＦｅを主体とした微結晶相との混相構造が好ましいとした。さらに、元素Ｏの組成比は、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比ｂは、１１〜１７ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであることが好ましいと設定した。なお、元素Ｏの組成比ｃを２７〜４７ａｔ％とすることがより好ましく、元素Ｏの組成比ｃの最大値を３６ａｔ％とすることがさらに好ましいと設定した。
【００８０】
また磁性膜を成膜するときの不活性ガスとＯ2ガスとの混合ガスのガス圧は、０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内が好ましいと設定した。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】ＲＦＩＤデバイス及びリードライタの模式図、
【図２】本発明の実施形態の磁性シートの断面図、
【図３】Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜の膜構造の模式図、
【図４】実施例（両面成膜）及び比較例（片面成膜）におけるＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜厚（合計膜厚）と複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を示すグラフ、
【図５】Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜応力と、複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を示すグラフ、
【図６】元素Ｏの組成比を６．４１ａｔ％、２７．０８ａｔ％、６６．９１ａｔ％とした各Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトル、
【図７】Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の元素Ｏの組成比と複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を示すグラフ、
【図８】ＡｒとＯ2との混合ガスのガス圧を変化させたときの、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を示すグラフ、
【図９】ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜との組成比との関係を示すグラフ、
【図１０】異なるガス圧で成膜されたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトル（ＭＴ法）、
【図１１】異なるガス圧で成膜されたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトル（ＦＴＳ法及びＭＴ法）、
【符号の説明】
【００８２】
１  ＲＦＩＤデバイス
２  ＲＦＩＤタグ
３  金属部材
４  磁性シート
５  樹脂シート
６  磁性膜
７  アモルファス相
８  微結晶相
１０  リードライタ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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