纳米颗粒磁性膜及电子部件制造技术

具有第一相的微小区域分散于第二相中的结构的纳米颗粒磁性膜。第一相的体积相对于第一相和第二相的合计体积的比例为65％以下。将第一相中的Fe的含有比例设为A(Fe1)、将第二相中的Fe的含有比例设为A(Fe2)、将第一相中的Co的含有比例设为A(Co1)；将第二相中的Co的含有比例设为A(Co2)；将第一相中的Ni的含有比例设为A(Ni1)；将第二相中的Ni的含有比例设为A(Ni2)时，A(Fe1)/A(Fe2)、A(Co1)/A(Co2)及A(Ni1)/A(Ni2)中的最大者为1.20以上且8.00以下。第一相的微小区域的平均尺寸为2nm以上且30nm以下。30nm以下。30nm以下。

【技术实现步骤摘要】
纳米颗粒磁性膜及电子部件


[0001]本专利技术涉及一种纳米颗粒磁性膜及电子部件。

技术介绍

[0002]近年来，在智能手机、智能手表等移动设备中，同时要求显示画面的大型化、电池容量的增加、小型化和轻量化。显示画面的大型化及电池容量的增加的要求是与小型化及轻量化的要求相反的要求。为了实现这些相反的要求，要求电路基板的小型化。而且，在电路基板中也要求占据特别大的面积的电源电路的小型化。
[0003]作为使电感器小型化的方法，可以举出电源电路的高频化。为了使电源电路高频化，要求能够进行电源电路所包含的开关元件的高频驱动。
[0004]近年来，GaN、SiC等硅以外的半导体用于开关元件。
[0005]通过将GaN等高频特性优异的半导体用于开关元件，从而能够进行开关元件的高频驱动，伴随着能够进行开关元件的高频驱动，能够提高电源电路的驱动频率。即，能够实现电源电路的高频化。
[0006]随着能够实现电源电路的高频化，还要求能够应对高频驱动而实现电源电路的小型化的小型的电感器。
[0007]作为能够应对高频驱动的小型的电感器，薄膜电感器是最佳的。薄膜电感器通过利用半导体工艺在基板上层叠线圈、端子、磁性膜以及绝缘层等而制作。在薄膜电感器中，磁性膜成为磁芯。因此，薄膜电感器的特性很大程度上依赖于薄膜电感器所包含的磁性膜的特性。
[0008]进一步，在专利文献1中记载了具有将含有金属元素的微粒分散于由氮化合物构成的非晶质膜的结构的非晶质合金。这种结构目前也被称为纳米颗粒结构。
[0009]另外，在专利文献2中记载了以AlN为主要成分且有意添加金属元素的压电膜。
[0010]专利文献3中记载了具有使纳米尺寸的结晶分散于绝缘物基体(matrix)的结构的纳米颗粒磁性膜。纳米尺寸的结晶主要由金属的单体、合金或化合物构成。作为金属的单体，例如可以列举Fe的单体、Co的单体或Ni的单体。作为合金，可以举出含有选自Fe、Co及Ni中的1种以上的合金。作为化合物，可以举出含有选自Fe、Co及Ni中的1种以上的化合物。绝缘物基体由SiO2、Al2O3等绝缘物构成。
[0011]纳米颗粒磁性膜具有比铁氧体材料高的饱和磁通密度Bs。进一步，纳米颗粒磁性膜与通常的金属材料相比具有较高的比电阻ρ。由于纳米颗粒磁性膜具有高的饱和磁通密度Bs和比电阻ρ，因此在高频区域中也具有高磁导率。由于纳米颗粒磁性膜在高频区域具有高磁导率，因此研究了纳米颗粒磁性膜在薄膜电感器等高频用的薄膜部件中的应用。
[0012]但是，一般的纳米颗粒磁性膜与一般的由铁氧体材料构成的磁性膜相比饱和磁通密度Bs高，但与其它一般的薄膜电感器用磁性金属膜、例如CoZrTa(CZT)膜相比饱和磁通密度Bs低。磁性膜的Bs的大小与使用该磁性膜的磁芯的体积成比例，与使用该磁性膜的电感器的面积也大致成比例。因此，在纳米颗粒磁性膜中要求Bs的提高。
[0013]进而，应用纳米颗粒磁性膜的薄膜电感器还要求减少高频驱动时的损耗。在此，纳米颗粒磁性膜的比电阻ρ越小，涡电流损耗越大。因此，要求进一步提高了比电阻ρ的纳米颗粒磁性膜。
[0014]现有技术文献：
[0015]专利文献
[0016]专利文献1：日本特开昭60
‑
152651号公报
[0017]专利文献2：日本特开2020
‑
065160号公报
[0018]专利文献3：专利第3956061号公报

技术实现思路

[0019]专利技术想要解决的技术问题
[0020]本专利技术的目的在于提供一种饱和磁通密度Bs良好且比电阻ρ高的纳米颗粒磁性膜。
[0021]用于解决技术问题的手段
[0022]为了实现上述目的，本专利技术所涉及的纳米颗粒磁性膜具有第一相的微小区域分散于第二相中的结构，所述第一相和所述第二相包含选自Fe、Co和Ni中的1种以上，
[0023]所述第二相与所述第一相相比，选自O、N和F中的1种以上的含量更多，
[0024]所述第一相的体积相对于所述第一相和所述第二相的合计体积的比例为65％以下，
[0025]在将所述第一相中的Fe的含有比例设为A(Fe1)；将所述第二相中的Fe的含有比例设为A(Fe2)；
[0026]将所述第一相中的Co的含有比例设为A(Co1)；将所述第二相中的Co的含有比例设为A(Co2)；
[0027]将所述第一相中的Ni的含有比例设为A(Ni1)；将所述第二相中的Ni的含有比例设为A(Ni2)时，
[0028]A(Fe1)/A(Fe2)、A(Co1)/A(Co2)及A(Ni1)/A(Ni2)中最大者是1.20以上且8.00以下，
[0029]所述第一相的微小区域的平均尺寸为2nm以上且30nm以下。
[0030]所述第一相的微小区域的平均尺寸可以为2nm以上且15nm以下。
[0031]所述第一相也可以具有bcc的结晶结构。
[0032]所述纳米颗粒磁性膜可以含有Fe和Co，也可以为{A(Co1)/A(Co2)}/{A(Fe1)/A(Fe2)}＞1.05。
[0033]所述纳米颗粒磁性膜可以含有Fe和Co，也可以为{A(Co1)/A(Co2)}/{A(Fe1)/A(Fe2)}>2.00。
[0034]本专利技术所涉及的电子部件具有上述的纳米颗粒磁性膜。
附图说明
[0035]图1是纳米颗粒磁性膜的截面示意图。
[0036]图2是试样编号12的HAADF
‑
STEM图像。
[0037]图3是试样编号12的Co测绘(mapping)图像。
[0038]图4是试样编号12的Fe测绘图像。
[0039]图5是试样编号12的Si测绘图像。
[0040]图6是试样编号12的O测绘图像。
[0041]符号说明
[0042]1……
纳米颗粒磁性膜
[0043]11
……
第一相
[0044]12
……
第二相
具体实施方式
[0045]以下，使用附图对本专利技术的实施方式进行说明。
[0046]如图1所示，本实施方式所涉及的纳米颗粒磁性膜1具有第一相11的微小区域分散于第二相12中的结构，即纳米颗粒结构。另外，用STEM(扫描型透射电子显微镜)观察纳米颗粒磁性膜1的截面时，得到图2所示的HAADF(高角环形暗场)
‑
STEM图像。需要说明的是，图2所示的HAADF
‑
STEM图像是后述的试样编号12的HAADF
‑
STEM图像(倍率250万倍)。
[0047]第一相11的微小区域的平均尺寸为纳米尺寸，即30nm以下。第一相11的微小区域的平均尺寸可以为15nm以下。第一相11的微小区域的尺寸的测定方法没有特别限制。例如，可以将纳米颗粒磁性膜1的截面中的第一相1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米颗粒磁性膜，其中，具有第一相的微小区域分散于第二相中的结构，且所述第一相和所述第二相包含选自Fe、Co和Ni中的1种以上，所述第二相与所述第一相相比，选自O、N和F中的1种以上的含量更多，所述第一相的体积相对于所述第一相和所述第二相的合计体积的比例为65％以下，在将所述第一相中的Fe的含有比例设为A(Fe1)；将所述第二相中的Fe的含有比例设为A(Fe2)；将所述第一相中的Co的含有比例设为A(Co1)；将所述第二相中的Co的含有比例设为A(Co2)；将所述第一相中的Ni的含有比例设为A(Ni1)；将所述第二相中的Ni的含有比例设为A(Ni2)时，A(Fe1)/A(Fe2)、A(Co1)/A(Co2)及A(Ni1)/A(Ni2)中最大...

【专利技术属性】
技术研发人员：森智子，天野一，吉留和宏，松元裕之，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：