| 講演名 | 2019-12-06 スパッタ成膜中の強磁性薄膜成長過程の内部応力観測 中川 茂樹(東工大), 林原 久憲(東工大), 中込 将成(東工大), 小川 良正(東工大), 高村 陽太(東工大), |
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| 抄録(和) | 薄い基板上に膜を堆積させながら基板の反り量を光学変位センサで観測するカンチレバー法により，基板たわみ量を膜内部応力σと膜厚?tの積σ?tに比例する量として観測した．基板厚さを30 ?m程度にすることにより測定感度が大幅に向上し，数nm程度の膜厚領域でも正確に応力変化を観測できるシステムとなり，これにより島状成長から連続膜成長に遷移する過程を捉えた．RuやTiなど材料の表面エネルギーが異なる場合に，遷移する膜厚領域は大幅に異なった．FeCo膜においては連続膜になった直後に膜内での結晶化による相転移に伴う急激な応力変化を観測した．これは電気抵抗率のin-situ観測や平面TEM像の解析の結果とも整合し，膜応力観測が相転移の情報を含み，それを検出することが可能であることを示した．この成膜時内部応力観測法をCoPtCr-SiO2 (CPC-SiO2)グラニュラー膜の成長過程の解析に適用した．CPC-SiO2グラニュラー膜では，Ru層上に形成すれば孤立粒成長に起因する引張応力が膜厚の厚い領域でも維持されることが示された．（001）面に配向制御されたRu層上では2-3 nm辺りにσ?tが極大値をとる島状成長に起因すると考えられる特徴的な傾向が観測された．膜堆積初期段階が結晶配向構造に応じて連続層堆積に近い構造が表れることが示唆された． |
| 抄録(英) | Residual stress of films during the deposition process contains valuable information of growth mechanisms, such as formation of nano-structure, phase transition, interaction of nano-size grains, etc. We have developed in-situ observation system of internal stress σ using cantilever method to detect deviation of a substrate being deposited of films from the original position. Transitions from islands to continuous structure of Ti and Ru layers were clearly evaluated by observing maximum point of σ?t as a function of nominal thickness t. Surface energy of the materials for deposition of films are important factor to determine critical thickness for the transitions. Abrupt jump of σ?t appeared just after the island-continuous transition in FeCo films is originated from a phase transition from amorphous to crystalline phase. Observation of development of internal stress during the deposition of CoPtCr-SiO2 (CPC-SiO2), granular type films deposited on Ru underlayer in sub-nm thickness region to clarify formation mechanisms of the granular structure. CPC-SiO2 films were deposited at high Ar gas pressure on Ru underlayers which is prepared at various preparation conditions. The growth mechanism of CPC grains seems to be strongly affected by the crystalline orientation of Ru underlayer in the initial stage of the film growth. |
| キーワード(和) | 薄膜内部応力 / in-situ観測 / 強磁性膜 / グラニュラー膜 / 膜成長機構 |
| キーワード(英) | Internal residual stress / In-situ observation / Ferromagnetic films / Granular films / Growth mechanism of films |
| 資料番号 | MRIS2019-45 |
| 発行日 | 2019-11-28 (MRIS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MRIS / ITE-MMS |
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| 開催期間 | 2019/12/5(から2日開催) |
| 開催地（和） | 愛媛大学 |
| 開催地（英） | Ehime University |
| テーマ（和） | 信号処理，磁気記録，一般 |
| テーマ（英） | Signal Processing and Others |
| 委員長氏名（和） | 松沼 悟(マクセル) / 石井 紀彦(NHK) |
| 委員長氏名（英） | Satoshi Matsunuma(Maxell) / Norihiko Ishii(NHK) |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | 永澤 鶴美(東芝) / 吉田 周平(近畿大) / 船橋 信彦(NHK) |
| 幹事氏名（英） | Tazumi Nagasawa(Toshiba) / Shuhei Yoshida(Kinki Univ.) / Nobuhiko Funabashi(NHK) |
| 幹事補佐氏名（和） | 田河 育也(東北工大) / 荒井 礼子(産総研) |
| 幹事補佐氏名（英） | Ikuya Tagawa(Tohoku Inst. of Tech.) / Hiroko Arai(AIST) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Magnetic Recording & Information Storage / Technical Group on Multi-media Storage |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | スパッタ成膜中の強磁性薄膜成長過程の内部応力観測 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Observation of residual stress during film growth of magnetic thin films |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 薄膜内部応力 / Internal residual stress |
| キーワード(2)（和/英） | in-situ観測 / In-situ observation |
| キーワード(3)（和/英） | 強磁性膜 / Ferromagnetic films |
| キーワード(4)（和/英） | グラニュラー膜 / Granular films |
| キーワード(5)（和/英） | 膜成長機構 / Growth mechanism of films |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 中川 茂樹 / Shigeki Nakagawa |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 林原 久憲 / Hisanori Hayashibara |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 中込 将成 / Masanari Nakagomi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 小川 良正 / Yoshimasa Ogawa |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 高村 陽太 / Yota Takamura |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 発表年月日 | 2019-12-06 |
| 資料番号 | MRIS2019-45 |
| 巻番号（vol） | vol.119 |
| 号番号（no） | MRIS-326 |
| ページ範囲 | pp.51-56(MRIS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2019-11-28 (MRIS) |