Influences of Nd-Fe-B Magnets on the Magnetic Anisotropy Direction of Permalloy Thin Films Fabricated by rf Magnetron Sputtering

Permalloy thin films fabricated by rf magnetron sputtering showed the excellent magnetic properties, i.e., an effective permeability of over 2000 at 1$\mu\textrm{m}$ thick up to 10 MHz, a saturation magnetization of 10∼12 kG, a coercive force of 0.2∼1 Oe, resistivity (p) is 20 ${\mu}$$\Omega$cm. In order to control the magnetic anisotropy direction of the films in a wafer scale, two parallel Nd-Fe-B permenant mangnets were used to provide the magnetic field during the sputtering process. As a result, the anisotropy direction was successfully controlled when the two magnets were seperated with a distance of 70 mm. 3D simmulation of the magnteic fields around the wafer during sputtering were in accord with the above result.

Rf 마그네트론 스퍼터링으로 제조된 퍼멀로이 박막의 자기이방성 조절을 위한 NdFeB 영구자석의 영향 및 자기특성 해석

마그네트론 스퍼터링을 이용하여 퍼멀로이 박막의 제조시 요구되는 자기이방성 조절을 위하여 필요한 조건을 NdFeB자석과 3-D전산모사를 이용하여 평가하였으며, 또한 같은 조건에서 제조된 박막의 특성을 조사하였다. 타겟과 기판과의 거리가 5cm인 경우 타겟 자석과 자기이방성 조절을 위하여 장입된 영구자석의 상호 작용에 의하여 기판에 평행한 자속을 얻기 위한 조건이 전산모사 결과 영구자석간의 거리 변화에 매우 민감하였으며, 최적의 조건의 두 영구자석의 간격이 70mm에서 가장 균질한 자속을 대면적에서 얻을 수 있음이 확인되었다. 투입전력 450 W에서 기판에 장착시킨 NdFeB 자석간 거리(48, 60, 70, 80, 85mm) 를 변화시킨 결과 포화자화 값은 10~12 kG, 보자력은 0.2~1 Oe, 비저항은 20 $\mu$$\Omega$cm의 값을 갖는 퍼멀로이가 제조되었으며, 자기적 이방성은 전산모사의 결과와 일치하였다. 그 결과 자석간의 간격이 70mm에서 제조된 두께 1 $\mu$m 퍼말로이의 유효투자율이 10 MHz에서 2500을 유지하는 결과를 얻었다.