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公開番号2025060412
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2024124916
出願日2024-07-31
発明の名称ナノグラニュラー磁性膜および電子部品
出願人TDK株式会社
代理人前田・鈴木国際特許弁理士法人
主分類H01F 10/14 20060101AFI20250403BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】飽和磁束密度Bsおよび比抵抗が高いナノグラニュラー磁性膜及び該ナノグラニュラー磁性膜を有する電子部品を提供する。
【解決手段】第1相11の微小領域が第2相12中に分散している構造を有するナノグラニュラー磁性膜1であって、第1相11はFeおよびCoを含み、第2相12は酸化物、窒化物およびフッ化物から選択される1種以上の化合物である第2相化合物を含む。ナノグラニュラー磁性膜1に測定範囲を設定し、80000個以上の1nm×1nm×1nmのグリッドで測定範囲を分割して各グリッドのFe/(Fe+Co)および第2相化合物を原子数比で測定する。各グリッドをMX-richグリッドと、MX-poorグリッドと、に分類する場合において、各MX-richグリッドについて算出されるFe/(Fe+Co)のCV値が、各MX-poorグリッドについて算出されるFe/(Fe+Co)のCV値よりも大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１相の微小領域が第２相中に分散している構造を有するナノグラニュラー磁性膜であって、
前記第１相はＦｅおよびＣｏを含み、前記第２相は酸化物、窒化物およびフッ化物から選択される１種以上の化合物である第２相化合物を含み、
前記ナノグラニュラー磁性膜に測定範囲を設定し、８００００個以上の１ｎｍ×１ｎｍ×１ｎｍのグリッドで前記測定範囲を分割して各グリッドのＦｅ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）および前記第２相化合物を原子数比で測定し、各グリッドを前記第２相化合物の濃度が前記第２相化合物の平均濃度以上であるＭＸ－ｒｉｃｈグリッドと、前記第２相化合物の濃度が前記第２相化合物の平均濃度未満であるＭＸ－ｐｏｏｒグリッドと、に分類する場合において、
各ＭＸ－ｒｉｃｈグリッドについて算出されるＦｅ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）のＣＶ値が、各ＭＸ－ｐｏｏｒグリッドについて算出されるＦｅ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）のＣＶ値よりも大きいナノグラニュラー磁性膜。
続きを表示（約 210 文字）【請求項２】
前記第１相および前記第２相の合計体積に対する前記第１相の体積割合が４０％以上６５％以下である請求項１に記載のナノグラニュラー磁性膜。
【請求項３】
前記各グリッドについて算出されるＦｅ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）の平均値が０．１５以上０．８５以下である請求項１または２に記載のナノグラニュラー磁性膜。
【請求項４】
請求項１または２に記載のナノグラニュラー磁性膜を有する電子部品。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノグラニュラー磁性膜および電子部品に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやスマートウォッチなどのモバイル機器では、表示画面の大型化と、電池容量の増加と、小型化と、軽量化と、が同時に要求されている。表示画面の大型化および電池容量の増加の要求は、小型化および軽量化の要求とは相反する要求である。これらの相反する要求を実現するために、回路基板の小型化が要求されている。回路基板の中でも特に大きな面積を占める電源回路の小型化が要求されている。さらに、電源回路の中でも特に実装面積が大きいインダクタの小型化が要求されている。
【０００３】
インダクタの小型化には電源回路の駆動周波数を高周波化することが特に有効である。電源回路の駆動周波数を高周波化するためには、高周波駆動が可能なスイッチング素子が必要である。
【０００４】
従来、電源回路用のスイッチング素子はシリコンで作製されていたため、電源回路の駆動周波数に制限があった。これは、シリコンの物理特性の限界による問題である。しかし、近年ではＧａＮやＳｉＣなどシリコンよりも物理特性が優れた半導体がスイッチング素子に使用されつつある。
【０００５】
ＧａＮ等の高周波特性が良好な半導体をスイッチング素子に用いることにより、スイッチング素子の高周波駆動が可能になり、電源回路の高周波駆動を実現することができる。例えばＧａＮで作製されたスイッチング素子は、従来のシリコン製のスイッチング素子と比較して遥かに高い周波数でのスイッチングが可能になり、遥かに高い周波数で電源回路を駆動する事ができる。
【０００６】
電源回路の高周波駆動化により、受動部品、特にサイズが大きな電源用インダクタを大幅に小型化する事ができる。そのため、電源回路を大幅に小型化することができる。電源用インダクタの高周波駆動を可能にするためには、高周波領域で高い透磁率を有する磁性体を実現してインダクタの磁心材料として用いる必要がある。
【０００７】
高周波駆動に対応できる電源用小型インダクタの形態として薄膜インダクタが最適である。薄膜インダクタは、半導体工程により基板上にコイル、端子、磁性膜、および、絶縁層等を積層して製造する。薄膜インダクタでは、磁性膜が磁心となるので、薄膜インダクタの特性は磁性膜の特性に大きく依存する。
【０００８】
特許文献１には、金属元素を含む微粒子が窒素化合物からなる非晶質膜に分散した構造を有する非晶質合金が記載されている。このような構造は現在ではナノグラニュラー構造と呼ばれることもある。そして、このような構造を有する磁性膜はナノグラニュラー磁性膜と呼ばれることもある。
【０００９】
ナノグラニュラー磁性膜は、フェライト材料よりも高い飽和磁束密度Ｂｓと、一般的な磁性合金よりも高い比抵抗ρと、を併せ持つため、高周波駆動において高い透磁率を有する。それ故に、ナノグラニュラー磁性膜は薄膜インダクタへの適用が検討されている。
【００１０】
また、特許文献２には、Ｆｅ、Ｃｏ等の元素を含み３次元アトムプローブで測定可能な各種パラメータが特定の範囲内であるナノグラニュラー磁性膜が記載されている。当該ナノグラニュラー磁性膜は保磁力が高く飽和磁束密度が低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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