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Rf 마그네트론 스퍼터링으로 제조된 퍼멀로이 박막의 자기이방성 조절을 위한 NdFeB 영구자석의 영향 및 자기특성 해석
Influences of Nd-Fe-B Magnets on the Magnetic Anisotropy Direction of Permalloy Thin Films Fabricated by rf Magnetron Sputtering

이영훈   (한양대학교 금속재료공학과UU0001519  ); 김기현   (한양대학교 금속재료공학과UU0001519  ); 김종렬   (한양대학교 금속재료공학과UU0001519  );
  • 초록

    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.


    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.


  • 주제어

    3D 전산모사 .   자기이방성 .   고투자율 .   퍼멀로이.  

  • 참고문헌 (5)

    1. K. Suzuchi;M. Kikuchi;A. Makino;A. Inou;T. Masamoto , Mater. Trans. JIM / v.32,pp.961,
    2. 日本應用磁氣學會誌 , T. Chou;M. Igarashi;Y. Narumiya , / v.,pp.197,
    3. Y. Yoshizawa;S. Oguma;K. Yamouchi , J. Appl. Phys / v.56,pp.6044,
    4. DC-DC Converter용 자성박막 인덕터 설계에 관한 연구 , 윤의중;김좌연;박노경;김상기;김종대 , Journal of the Korea Institute of Electric Material Engineering / v.14,pp.74-75,
         
    5. 日本應用磁氣學會誌 , H. Watanabe;H. Saito;M. Takahashi , / v.,pp.191,

 저자의 다른 논문

  • 김종렬 (7)

    1. 1999 "화학기상응축법에 의한 TiO$_2$ 나노분말의 합성 (1)" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 36 (7): 742~750    
    2. 2000 "FeSiBNi 비정질 리본의 열처리 조건에 따른 미세구조가 직류중첩특성에 미치는 영향" 韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society 10 (1): 1~6    
    3. 2005 "고상에피택시 YIG 박막의 온도에 따른 자기특성" 韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society 15 (1): 25~29    
    4. 2013 "0.5wt% 탄소강을 이용한 해안 야외부식시험과 염수분무시험, 가속부식시험의 가속계수에 대한 연구" Corrosion science and technology 12 (5): 209~214    
    5. 2014 "Ferrite 영구 자석 동향" 세라미스트 = Ceramist 17 (3): 17~26    
    6. 2011 "나노 복합자석의 개발을 위한 자성 나노 분말의 분산에 관한 연구" 한국자기학회 2011년도 임시총회 및 하계학술연구발표회 2011 (6): 103~104    
    7. 2015 "Fabrication and magnetic properties of ferrite based composite magnets" 한국자기학회 2015년도 자성 및 자성재료 국제학술대회 2015 (11): 176~177    

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