磁性シート及びその製造方法
【課題】 特に、基板上に高抵抗軟磁性膜（Ｆｅ−Ｍ−Ｏ）をスパッタ成膜して成るＲＦＩＤ用あるいは電磁波抑制用としての磁性シート及びその製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】 ＲＦＩＤタグ２と、金属部材３との間に磁性シート４が挿入されている。前記磁性シート４には、樹脂シートに、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａのうち少なくともいずれか一種を表す）から成り、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造で形成された高抵抗軟磁性膜がスパッタ成膜されている。これにより効果的にＲＦＩＤ特性の向上を図ることができるともに薄型化に貢献できる。またＦｅ−Ｍ−Ｏ膜に対して熱処理を施す必要がない。
【解決手段】 ＲＦＩＤタグ２と、金属部材３との間に磁性シート４が挿入されている。前記磁性シート４には、樹脂シートに、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａのうち少なくともいずれか一種を表す）から成り、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造で形成された高抵抗軟磁性膜がスパッタ成膜されている。これにより効果的にＲＦＩＤ特性の向上を図ることができるともに薄型化に貢献できる。またＦｅ−Ｍ−Ｏ膜に対して熱処理を施す必要がない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤデバイスや電磁波抑制体に用いられる磁性シート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Radio Frequency ID）タグの需要は、非接触ＩＣカードの普及や携帯電話等への搭載により拡大している。
【０００３】
前記ＲＦＩＤタグは、情報を記録するＩＣチップと、金属製のアンテナを備え、リーダライタとの間で無線通信を可能としている。
【０００４】
しかしながら前記ＲＦＩＤタグの近傍に金属がある場合、前記リードライタからの磁界により前記金属に渦電流が生じ、前記渦電流による反磁界が、無線通信に必要な磁界をキャンセルしてしまう問題があった。
【特許文献１】特開平４−４８７０７号公報
【特許文献２】特開平６−３１６７４８号公報
【特許文献３】特開平４−１４４２１０号公報
【特許文献４】特開平１１−１８６０３５号公報
【特許文献５】特開２００４−２２１５２２号公報
【特許文献６】特開２００４−２５９７８７号公報
【非特許文献７】日本金属学会誌５７、１３０１（１９９３）
【非特許文献８】日本応用磁気学会誌１８、７５０（１９９４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって上記した問題を解決すべく、磁性シートを、前記金属と、前記ＲＦＩＤタグとの間に挿入すると、磁性シートが前記リードライタからの磁束をＲＦＩＤタグ側に引き寄せて、リードライタのアンテナとＲＦＩＤタグのアンテナ間に磁束を貫通させることができ、前記ＲＦＩＤタグのアンテナにて受信した信号出力の減衰量を小さくできＲＦＩＤ特性の向上を図ることができる。
【０００６】
しかしながら従来では、ＲＦＩＤ用磁性シートとして必要な複素比透磁率の実数部μ´及び比抵抗ρを満たした高抵抗軟磁性膜をシート上に物理蒸着法にて成膜（例えば金属蒸着、スパッタ成膜、イオンビームデポジション）してなるＲＦＩＤ用磁性シートは存在しなかった。
【０００７】
上記特許文献１〜６はいずれもＲＦＩＤ用磁性シートとして用いられるものでなく、当然に上記したＲＦＩＤの従来課題の認識はなく、従来課題を解決するために磁性スパッタ膜に対する調整は何らなされていない。
【０００８】
また例えば特許文献３にあるように、通常、磁性膜に対して熱処理（アニール）を施さないと良好な軟磁気特性を得ることができず、よって複素比透磁率の実数部μ´を大きくできないため、良好な軟磁気特性を得るには熱処理を必要としたが、樹脂シートの材質が限定されてしまい、あるいは樹脂シートが熱に曝された際の熱変形により寸法精度が低下する問題が生じた。
【０００９】
さらに従来では、複素比透磁率の実数部μ´を十分に大きくすることが困難であり、したがってＲＦＩＤ用磁性シートを挿入したことによるＲＦＩＤ特性の向上を効果的に図るには、前記磁性膜の膜厚を厚くする必要があった。あるいは、従来ではバルクのフェライト材を使用したり、軟磁性粉末(例えばＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金であるセンダスト（登録商標））を樹脂に混合してシート状にしたものをＲＦＩＤ用として用いていたため、さほど大きい複素比透磁率の実数部μ´を得られなくても、ＲＦＩＤ用磁性シートとして使用することができた。従来では、磁性粉末を含む樹脂シートの膜厚は、磁性体の濃度を大きくすることができないため大きな体積を必要とし、少なくとも１００μｍ以上あった。しかし、このように膜厚の厚い磁性シートを、ＲＦＩＤタグと金属との間に挿入すると、ＲＦＩＤデバイスの薄型化に支障をきたした。
【００１０】
また磁性シートは、携帯電話やパーソナルコンピュータ等のノイズ対策として内蔵される電磁波抑制体として用いることも出来る。
【００１１】
電磁波抑制特性（ノイズ抑制効果）を向上させるには、１００ＭＨｚ以上の高周波帯域で、電磁波抑制体の複素比透磁率の虚数部μ″を大きくすることが必要であり、また、比抵抗ρも大きくなければならない。
【００１２】
しかしながら従来では、複素比透磁率の虚数部μ″及び比抵抗ρが大きい高抵抗軟磁性膜をシート上にスパッタ成膜してなる電磁波抑制体は存在しなかった。
【００１３】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、基板上に高抵抗軟磁性膜（Ｆｅ−Ｍ−Ｏ）をスパッタ成膜して成るＲＦＩＤ用あるいは電磁波抑制用としての磁性シート及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明における磁性シートは、基板上に、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａのうち少なくともいずれか一種を表す）から成り、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造で形成された磁性膜が物理蒸着法により成膜されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
上記により本発明では、ＲＦＩＤ用や電磁波抑制用として、優れた軟磁気特性を備える磁性シートを得ることが出来る。
【００１６】
本発明では、前記基板は、携帯電話やノートＰＣ等の携帯機器の樹脂製筐体等も含む可撓性の樹脂シートであり、前記磁性膜の膜構造を、熱処理することなく形成できる。これにより、前記樹脂シートを熱に曝すことがなくなり、寸法精度に優れた磁性部材を形成できるとともに、前記樹脂シートの材質の選択性を広げることができる。
【００１７】
また本発明では、前記磁性膜は、元素ＡがＦｅであり、組成式がＦｅaＭbＯcから成り、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が７．９５〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。アモルファス相中にＦｅを主体とした微結晶相が点在する混相構造で形成できる。
【００１８】
本発明では、元素ＭはＨｆであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。
【００１９】
あるいは本発明では、元素ＭはＡｌであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．９９〜１６．７５ａｔ％の範囲内、元素Ａｌの組成比ｂが９．７９〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。
【００２０】
または本発明では、元素ＭはＺｒであり、元素Ｏの組成比ｃが、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、元素Ｚｒの組成比ｂが７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。
【００２１】
前記磁性シートはＲＦＩＤデバイスに用いられる。このとき、前記磁性膜の膜厚は、０．５〜１５μｍの範囲内であることが好ましい。このように本発明では、前記磁性膜の膜厚を１５μｍ以下の薄い膜厚にしてもＲＦＩＤ特性の指標となるＲＦＩＤ用デバイスのアンテナからの受信信号の減衰量を効果的に小さくできるが、前記磁性膜の膜厚を０．５μｍより薄くすると前記減衰量が大きくなってしまうため、前記磁性膜の膜厚を０．５〜１５μｍの範囲に設定している。
【００２２】
また前記磁性シートを電磁波抑制体に用いることも出来る。
本発明における磁性シートの製造方法は、
基板上に、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙのうち少なくともいずれか一種を表す）から成る磁性膜を物理蒸着法により成膜するとき、不活性ガスとＯ2ガスとの混合ガスのガス圧を０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内で調整し、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造を形成することを特徴とするものである。
【００２３】
上記のように、ガス圧を調整することで、アモルファス相と微結晶相との膜構造を形成でき、良好な軟磁気特性を得ることが出来る。
【００２４】
本発明では、前記磁性膜は、元素ＡがＦｅであり、組成式がＦｅaＭbＯcから成り、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が７．９５〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜することが好ましい。
【００２５】
また本発明では、元素ＭはＨｆであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜することが好ましい。
【００２６】
あるいは本発明では、元素ＭはＡｌであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．９９〜１６．７５ａｔ％の範囲内、元素Ａｌの組成比ｂが９．７９〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜することが好ましい。
【００２７】
または本発明では、元素ＭはＺｒであり、元素Ｏの組成比ｃが、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、元素Ｚｒの組成比ｂが７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜することが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ＲＦＩＤ用あるいは、電磁波抑制用として優れた軟磁気特性を備える磁性シートを得ることができる。
【００２９】
また前記磁性膜の膜構造を、熱処理することなく形成できるため、前記磁性膜を支持する樹脂シートを熱に曝すことがなくなり、寸法精度に優れた磁性部材を形成できるとともに、前記樹脂シートの材質の選択性を広げることができる。
【００３０】
また磁性膜を物理蒸着法により成膜するとき、不活性ガスとＯ2ガスとの混合ガスのガス圧を適正化することで、アモルファス相と微結晶相との膜構造を形成でき、良好な軟磁気特性を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、ＲＦＩＤデバイス及びリードライタの模式図、図２は本発明の実施形態の磁性シートの斜視図、図３はＦｅ−Ｍ−Ｏ膜の膜構造の模式図である。
【００３２】
図１に示すようにＲＦＩＤ（Radio Frequency ID）デバイス１は、アンテナ及びＩＣチップを備えるＲＦＩＤタグ２と、金属部材３と、前記ＲＦＩＤタグ２と前記金属部材３との間に挿入された磁性シート４とを有して構成される。
【００３３】
前記ＲＦＩＤタグ２は、基板上に前記アンテナ及びＩＣチップが形成された形態である。
【００３４】
前記金属部材３は例えば筐体の一部を成しており、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ等で形成される。前記金属部材３の膜厚Ｔ１は、０．０５〜０．５ｍｍ程度である。
【００３５】
前記ＲＦＩＤタグ２と前記金属部材３との間に挿入される磁性シート４は、図２に示すように樹脂シート５上に磁性膜６がスパッタ成膜されたものである。
【００３６】
前記磁性膜６は、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙのうち少なくともいずれか一種を表す）から成る。
【００３７】
ここで、前記磁性膜６は、Ａ−Ｍ−Ｏ膜の元素ＡがＦｅであり、ＦｅａＭｂＯｃの組成式からなり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比ｂが７．９５〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす高抵抗軟磁性膜である。
【００３８】
また本実施形態では、元素ＭはＨｆであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を５０以上、比抵抗ρを２００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。また元素Ｏの組成比ｃを、２７．０８〜４７ａｔ％、元素Ｈｆの組成比ｂを１１．４０〜１５．７４ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を４００以上、比抵抗ρを３００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。
【００３９】
あるいは本実施形態では、元素ＭはＡｌであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．９９〜１６．７５ａｔ％の範囲内、元素Ａｌの組成比ｂが９．７９〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を５０以上、比抵抗ρを２００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。また本実施形態では、元素Ｏの組成比ｃを、１２．２０〜１６．７５ａｔ％、Ｈｆの組成比ｂを１２．６８〜１５．１７ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を３００以上、比抵抗ρを３００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。
【００４０】
または本実施形態では、元素ＭはＺｒであり、元素Ｏの組成比ｃが、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、Ｚｒの組成比ｂが７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を１００以上、比抵抗ρを２５０（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。また本実施形態では、元素Ｏの組成比ｃを、８．１１〜９．２７ａｔ％、Ｈｆの組成比ｂを７．９５〜８．３６ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を８００以上、比抵抗ρを２５０（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。
【００４１】
また、前記磁性膜６は、金属部材３ではなく、携帯電話、ノートＰＣ等の樹脂製の筐体に直接成膜しても良い。
【００４２】
以降本発明の磁性膜を、Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６という表記で代表させた。
Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６は、図２に示すように前記樹脂シート５上の全面にスパッタ成膜される形態のほかに、部分的に、例えば、前記樹脂シート５の縁部を残して、前記樹脂シート５の中央部分のみに形成されてもよい。ただし、図１のように磁性シート４とＲＦＩＤタグ２とを重ねたときに、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６が前記ＲＦＩＤタグ２上の全面を完全に覆う程度の大きさで形成されることが好適である。また、樹脂シート５は携帯電話やノートＰＣ等の携帯機器の樹脂筐体であっても良い。
【００４３】
前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６は、スパッタ成膜中、あるいはスパッタ成膜後に熱処理を施すことなく形成されたものであり、このように非熱処理においても、図３に示すように、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相７と、前記アモルファス相７中に点在するＦｅを主体とした微結晶相８との混相構造で形成されている。前記微結晶相８の平均粒径を３０ｎｍ以下にでき、また前記微結晶相８の結晶構造をｂｃｃ構造にできる。前記微結晶相８は、ｂｃｃ構造に限定されずｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造でもよい。前記微結晶相８は、元素ＡにＣｏ、あるいは元素ＡにＦｅ及びＣｏを選択したときは、Ｃｏ、あるいは、Ｆｅ及びＣｏを主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相である。
【００４４】
前記アモルファス相７は、元素Ｍの酸化物を多量に含み、そのほか、ＦｅＯやＦｅ2Ｏ3も含むと考えられる。元素ＭがＨｆの場合、前記アモルファス相７にはＨｆＯ2が多量に含まれていると考えられる。
【００４５】
前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６における上記の膜構造は、ナノグラニュラー合金とは異なる。ナノグラニュラーは、強磁性微粒子と強磁性微粒子間に絶縁物等の粒界物質が介在する構成である。一方、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６におけるアモルファス相７は、微結晶相８間の粒界だけに存在しない。上記したように前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６は、アモルファス相７中に微結晶相８が点在した混相構造となっている。後述するＸ線回折スペクトルでもアモルファス相７の存在とはっきりと見て取れる。
【００４６】
前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６中に含まれるアモルファス相７は体積比率で２０〜８０％程度であることが好適である。
【００４７】
上記したＦｅ−Ｍ−Ｏ膜６は、軟磁気特性に優れる。例えば、複素比透磁率の実数部μ´を５０以上、好ましくは３００以上、より好ましくは４００以上にでき、また比抵抗ρを２００（μΩ・ｃｍ）以上、好ましくは３００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。
【００４８】
本実施形態では、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の膜厚Ｔ２（図２参照）を従来における樹脂に磁性粉末を分散させたＲＦＩＤ用磁性シートよりも薄い厚さで形成できる。具体的には、磁性体を樹脂に分散させる必要がなく、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６のみで形成できるため膜厚Ｔ２を１００μｍより薄い膜厚で形成できる。また上記のように前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の複素比透磁率の実数部μ´を５０以上、好ましくは３００以上や４００以上に高くでき、よって後述する実験で示すように、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の膜厚Ｔ２を１００μｍより十分に薄くしても、受信信号の減衰量を左右する複素比透磁率の実数部μ´×磁性膜の膜厚ｔを比較的大きくできる。本実施形態では、Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の膜厚Ｔ２を、０．５〜１５μｍの薄い膜厚に設定しても、前記減衰量を効果的に小さくすることが可能である。好ましくは膜厚Ｔ２を１０μｍ以上とする。
【００４９】
本実施形態では前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を支持する基板として可撓性の樹脂シート５を用いている。これにより前記磁性シート４を前記ＲＦＩＤタグ２と金属部材３との間に密着させることができる。また、前記磁性シート４を湾曲させるような場合でも適切に前記磁性シート４を湾曲でき、また前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６はアモルファス相７を備えるため、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を樹脂シート５とともに平面状から変形させたときでも前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６は割れ等の損傷を受けにくい。なお前記基板としてリジッドなガラス基板等を用いることもできる。
【００５０】
また上記したように前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６に対して熱処理を施さないため、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を支持する樹脂シート５の材質を特に限定しなくてもよい。すなわち前記樹脂シート５の材質の選択性を広げることができる。また樹脂シート５に対する熱的影響がないため磁性シート４の寸法安定性を従来よりも高精度に得ることが可能である。前記樹脂シート５には、熱可塑性樹脂を使用でき、その中でも耐熱性に優れたＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）の使用が好適であるものの、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ(ポリエチレンナフタレート)、アミラード（全芳香族系ポリアミド）、ポリイミド等の使用も可能である。
【００５１】
前記樹脂シート５の膜厚Ｔ３は、０．０１〜０．０５ｍｍ程度であることが好適である。
【００５２】
本実施形態では、図１に示すように、Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を樹脂シート５上にスパッタ成膜した磁性シート４を前記ＲＦＩＤタグ２と前記金属部材３との間に挿入することで、リードライタ１０からの磁束Ｈが前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６内を通り、前記ＲＦＩＤデバイス１とリードライタ１０との間で還流磁束が形成される。この結果、前記ＲＦＩＤタグ２のアンテナにて受信した信号出力の減衰量を小さくでき、例えば１３．５６ＭＨｚでのＲＦＩＤ特性の向上を効果的に図ることができる。また、本実施形態では、前記ＲＦＩＤデバイス１とリードライタ１０間の通信距離Ｌ１の範囲を広げることができ、具体的には前記通信距離Ｌ１を１０〜５０ｍｍの範囲に設定しても適切に無線通信を行うことが可能である。
【００５３】
なお前記磁性シート４を前記金属部材３とＲＦＩＤタグ２との間に挿入するとき、磁性シート５及びＦｅ−Ｍ−Ｏ膜６が金属部材３あるいはＲＦＩＤタグ２のどちら側に向くか特に限定しないが、例えば、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を接着層（図示しない）を介して前記金属部材３に接触させ、前記磁性シート５を接着層（図示しない）を介して前記ＲＦＩＤタグ２に接触させる。
【００５４】
本実施形態では上記したように、Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６に対して熱処理を施さなくとも、図３に示すアモルファス相７と、前記アモルファス相７中に点在する微結晶相８との混相構造を得ることができ、軟磁気特性に優れ、ＲＦＩＤ用磁性シートとして十分に大きい複素比透磁率の実数部μ´（具体的には５０以上、好ましくは３００以上や４００以上）を得ることができ、さらに高い比抵抗ρ（具体的には２００（μΩｃｍ）以上、好ましくは３００（μΩｃｍ）以上）を得ることが可能になる。
【００５５】
また本実施形態では、熱処理がなくとも、より適切に、アモルファス相７と、前記アモルファス相７中に点在する微結晶相８との膜構造を得ることができ、さらにより効果的に、５０以上、好ましくは３００以上や４００以上の複素比透磁率の実数部μ´及び、２００（μΩｃｍ）以上、好ましくは３００（μΩｃｍ）以上の比抵抗ρを得ることができる。
【００５６】
上記したように、本実施形態では、元素ＭとしてＨｆ、Ａｌ、Ｚｒ等を使用できる。このとき、元素ＭがＺｒであると、高い複素比透磁率の実数部μ´、低い複素比透磁率の虚数部μ″、及び低い膜応力を得られることが後述する実験によりわかった。後述する実験によれば、複素比透磁率の実数部μ´を８００程度、、複素比透磁率の虚数部μ″を５０程度、及び膜応力を８０（ＭＰａ）程度に出来る。したがって、優れた軟磁気特性を備えるとともに、膜応力が低いＦｅＺｒＯから成る磁性膜６を、筐体カバーに直接成膜したり、ガラスエポキシ基板や樹脂シート等の軟らかい材質に成膜したときに適切に磁性膜の成膜を行うことが出来る。特に、柔らかい基材の片側だけに磁性膜を成膜しても膜応力が低いため磁性シート４がロール状にならず、磁性シート４の取り扱いが楽になるし、また材料費も安く済む。材料費が安く済む理由は、上記したように、基材の片側にだけ磁性膜を成膜すればよいことと（膜応力が大きい場合、基材の両側に磁性膜を成膜して基材に作用する膜応力を小さくする方法がある）、ＺｒはＨｆ等に比べて十分に安いためである。
【００５７】
また図２に示す磁性シート４は、電磁波抑制用として用いることが出来る。電磁波抑制用としての磁性シート４は、使用用途や使用範囲によって変わるが、例えば横寸法Ｌ１は、１０ｍｍ以上、縦寸法Ｌ２は、１０ｍｍ以上の範囲内で形成される。
【００５８】
樹脂シート５上に成膜されたＦｅ−Ｍ−Ｏ膜６の組成比及び膜構造については上記で述べたとおりである。
【００５９】
アモルファス相７と微結晶相８との混相構造を備えるＦｅ−Ｍ−Ｏ膜６を樹脂シート５上にスパッタ成膜した電磁波抑制用の磁性シート４は、１００ＭＨｚ以上の周波数帯域で前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の複素比透磁率の虚数部μ″を８０以上にでき、また前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の比抵抗ρを３００（μΩ・ｃｍ）以上にでき、薄いシート厚にて優れた電波吸収特性を得ることが可能になる。
【００６０】
また本実施形態では、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の膜厚Ｔ２（図２参照）を、０．５μｍ程度に薄く形成しても、１００ＭＨｚ以上の周波数帯域で前記複素比透磁率の虚数部μ″を８０以上に大きくできる。
【００６１】
また前記樹脂シート５の膜厚Ｔ３（図２参照）は、１０〜５０μｍ程度であり、したがって、前記磁性シート４のトータル厚Ｔ１を１０．５〜６５μｍの範囲内に設定できる。このように電磁波抑制用としての磁性シート４のトータル厚Ｔ１を薄くできるため、例えば携帯電話のような小型機器の筐体内部の壁面に前記磁性シート４を貼着しても部品の設置の邪魔にならない。
【００６２】
本実施形態では前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を支持する基板として可撓性の樹脂シート５を用いている。よって例えば前記磁性シート４を、凹凸のある平面上や曲面上にも適切に貼着できる。また、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６はアモルファス相７を備えるため、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を樹脂シート５とともに平面状から変形させたときでも前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６は割れ等の損傷を受けにくい。
【００６３】
図２に示す磁性シート４は、物理蒸着法により樹脂シート５上に成膜できる。本実施形態では、Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を樹脂シート５上に成膜するとき、不活性ガス（例えばＡｒ）とＯ2ガスとの混合ガスのガス圧を０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内で調整する。これにより、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造を形成することが可能である。後述する実験に示すように、ガス圧を高くしすぎると、Ｘ線回折スペクトルにＦｅのｂｃｃ相に対応するシャープで明瞭なピークが現れず、ブロードになり、全体的に膜構造がアモルファス化することがわかった。そして、複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″が共に低くなることがわかった。
【００６４】
ガス圧を０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内で調整すると、Ｘ線回折スペクトルにＦｅのｂｃｃ相に対応するシャープで明瞭なピークが現れ、アモルファス相７と微結晶相８との混相構造にでき、複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″の双方が高い軟磁気特性を得ることが可能になる。
【００６５】
このような成膜条件と膜構造と磁気特性の関係は、高抵抗軟磁性膜特有のものである。例えばＣｏＺｒＮｂ等はアモルファス膜であるが、軟磁気特性を得ることが出来る。
【００６６】
物理蒸着法としては、ＲＦまたはＤＣ平行平板マグネトロンスパッタ法（ＭＴ法）、ＤＣ対向ターゲットスパッタ法（ＦＴＳ法）、ＲＦ対向ターゲットスパッタ法、蒸着法、反応性プラズマ蒸着法等を提示できる。
【実施例】
【００６７】
（ＲＦＩＤ特性の実験）
ＲＦＩＤ特性（受信信号の減衰量）の実験を行った。
図４（ａ）は、基準構成である。図４（ａ）に示すように、送信アンテナ２０と受信アンテナ２１との間の通信距離Ｌ２を２８ｍｍとした。また前記送信アンテナ２０と受信アンテナ２１を、平面の大きさが５５ｍｍ×８５ｍｍ、厚さが０．５５ｍｍの基板上に形成した。また、前記送信アンテナ２０と受信アンテナ２１を、最大外縁寸法を３０ｍｍ×３０ｍｍ、及び３ターンとした平面パターンで形成した。
【００６８】
図４（ｂ）では、図４（ａ）の基準構成に、金属板２２を追加したものであり、図４（ｂ）に示すように、前記金属板２２を、前記受信アンテナ２１の前記送信アンテナ２０との対向面と反対面側に設けた。前記金属板２２は、Ａｌであり、平面の大きさが５５ｍｍ×８５ｍｍ、厚さが２ｍｍであった。なお前記金属板２２と前記受信アンテナ２１との間に膜厚が０．１μｍのＡｌ2Ｏ3膜を形成した。
【００６９】
また、図４（ｃ）では、図４（ｂ）の構成に対して、前記金属板２２と受信アンテナ２１との間に磁性シート２３を挿入した。
【００７０】
前記磁性シート２３には比較例として、アルプス電気（製）の商品名２０Ｒ（厚さ１００μｍ、２００μｍ）、４０Ｒ（厚さ１００μｍ、２００μｍ）、６０Ｒ（厚さ１００μｍ）、８０Ｒ（厚さ１００μｍ）（比較例１〜６）と、ＮＥＣトーキン（製）の商品名Ｒ４Ｎ（０１）、ＦＫ１（０１）（比較例７、８：いずれも厚さ１００μｍ）の磁性シートを使用した。
【００７１】
また、厚さが０．５５ｍｍのホウケイ酸ガラス基板上に、膜厚が０．７８μｍ、３．３μｍ、１０μｍ、１５μｍのＦｅ50.19at%Ｈｆ13.72at%Ｏ36.09at%をスパッタ成膜した磁性シート２３を形成した。ターゲットにはＦｅ−Ｈｆ合金を用いた。スパッタ装置には、キヤノンアネルバ製のＳＰＦ−７３０ マグネトロンスパッタ装置を用いた。またスパッタ条件としてＡｒガス流量を５０ｓｃｃｍ、Ａｒ＋５％Ｏ2ガス流量を２５ｓｃｃｍ、Ｒ
Ｆ電力を６００Ｗ、ガス圧を３ｍＴｏｒｒ、Ｔ／Ｓ＝０％、基板間接冷却とした。なおＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対する熱処理は行っていない。
【００７２】
そして各試料に対して、スペクトラムアナライザ（アンリツ（株）製、型式：ＭＳ２６０１Ｂ）を用いて、１３．５６ＭＨｚにおける受信アンテナ２１からの受信信号の出力値を測定した。
【００７３】
受信信号の減衰量（ｄＢｍ）は、（図４（ａ）の基準構成での受信信号の出力値）−（図４（ｂ）、あるいは図４（ｃ）の各構成での受信信号の出力値）で得ることができる。減衰量は小さいほど受信アンテナ２１が送信アンテナ２０からの電磁波を漏れなく受信しＲＦＩＤ特性が良好であることを意味する。
実験で使用した試料、受信アンテナからの信号出力、減衰量を以下の表１に示した。
【００７４】
【表１】
【００７５】
表１を基に、試料Ｎｏ．２〜１４の磁性膜の膜厚と減衰量との関係を調べた。その実験結果が図５に示されている。
【００７６】
また、表１の試料Ｎｏ．２〜１４の複素比透磁率の実数部μ´×磁性膜の膜厚ｔ（以下、μ´×ｔという）を調べ、磁性膜厚、減衰量とともに以下の表２に掲載した。
【００７７】
【表２】
【００７８】
また表２を基に、試料Ｎｏ２〜１４のμ´×ｔと減衰量との関係を調べた。その実験結果が図６に示されている。
【００７９】
図５、図６に示すように、受信アンテナ２１と金属板２２との間に磁性膜を設けない図４（ｂ）の形態では、減衰量が非常に大きくなった。これは前記金属板２２に生じた渦電流による反磁界の影響である。
【００８０】
また、図５、図６に示すように受信アンテナ２１と金属板２２との間に磁性シートを挿入した比較例では、図４（ｂ）の形態に比べて減衰量を小さくできたが、磁性膜の膜厚が１００μｍ〜２００μｍであり、前記磁性シートを挿入してしまうとＲＦＩＤデバイスの薄型化を促進できなかった。
【００８１】
一方、受信アンテナ２１と金属板２２との間にＦｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜を設けた形態では、図４（ｂ）の形態よりも減衰量を小さくできるとともに、前記Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の膜厚を、比較例の磁性膜の膜厚よりも十分に薄くできた。具体的には表１や表２に示すように前記Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の膜厚を、比較例の磁性膜の膜厚の約１／１０程度にできた。
【００８２】
図５及び図６に示すように比較例と同等以下の減衰量とするには、前記Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の膜厚を概ね０．５μｍ以上、好ましくは０．７８μｍ以上さらに好ましくは１０μｍ以上にすることが好適であるとわかった。
【００８３】
図６に示すように、受信信号の減衰量は、μ´×ｔを大きくするほど徐々に小さくできることがわかった。よってＦｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の膜厚を厚くすればするほど、減衰量をよりゼロに近づけることが可能になるが、ＲＦＩＤデバイスの薄型化に寄与するためにＦｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の最大厚を１５μｍとした。すなわちＦｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の好ましい膜厚範囲を０．５〜１５μｍとした。また好ましいμ´×ｔの範囲を４０２（μｍ）〜７８９５（μｍ）とした。
【００８４】
次に、基板上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をスパッタ成膜し、元素Ｏの組成比と複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）及び虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）との関係を調べた。
【００８５】
前記Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のスパッタに使用したスパッタ装置、ターゲット及びスパッタ条件（Ｏ2流量比以外）は上記での実験と同じである。各試料のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をほぼ１μｍの膜厚にて形成した。また各試料に対していずれも熱処理を施していない。実験ではＯ2流量比を変化させて、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ中に取り込まれる元素Ｏの組成比を変化させるとともに、各試料に対して複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）及び虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）を測定した。μ´及びμ″の測定には、凌和電子（株）製のＰＭＦ−３０００（ネットワークアナライザＨＰ４３９６Ｂ、検出部にｓｈｉｅｌｄｅｄ Ｌｏｏｐ ｃｏｉｌを採用した高周波透磁率測定方式）を用いて行った。実験結果を以下の表３及び図７に示す。
【００８６】
【表３】
【００８７】
表３及び図７に示すように元素Ｏの組成比を２７．０８〜４７ａｔ％の範囲に設定することで、複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）を４００以上にできることがわかった。また複素比透磁率の虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）を２２以下に抑えることができるとわかった。
【００８８】
また、上記の表３のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の比抵抗ρを調べた。さらに、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の飽和磁束密度Ｂｓ及び保磁力Ｈｃも調べた。元素Ｏの組成比と比抵抗ρとの関係を以下の表４及び図８に、元素Ｏの組成比と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を図９に、元素Ｏの組成比と保磁力Ｈｃとの関係を図１０に夫々示す。なお表４及び図８にはＨｆ組成比／（Ｆｅ組成比＋Ｈｆ組成比）（％）も合わせて掲載した。
【００８９】
【表４】
【００９０】
表４及び図８に示すように、元素Ｏの組成比を２７．０８〜４７ａｔ％の範囲に設定したとき、３００（μΩｃｍ）以上の高い比抵抗ρを得られることがわかった。
【００９１】
また図９、図１０に示すように、元素Ｏの組成比を２７．０８〜４７ａｔ％の範囲に設定したとき、飽和磁束密度Ｂｓを大きくでき、保磁力Ｈｃを小さくでき優れた軟磁気特性が得られることがわかった。
【００９２】
続いて、表３に示す元素Ｏの組成比が６．４１ａｔ％、２７．０８ａｔ％、６６．９１ａｔ％の各Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルを求めた。いずれも熱処理を施していない。その結果が図１１に示されている。
【００９３】
元素Ｏの組成比を６．４１ａｔ％とした場合、アモルファス相が主相となり、一方、Ｆｅのｂｃｃ相の存在を確認できなかった。また、元素Ｏの組成比を６６．９１ａｔ％としたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルには、Ｆｅのｂｃｃ相のピークが見られず、ＨｆＯ、ＦｅＯのピークとアモルファス相（ＦｅあるいはＨｆの酸化物）が存在することがわかった。
【００９４】
一方、元素Ｏの組成比を２７．０８ａｔ％としたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルには、Ｆｅのｂｃｃ相に対応するシャープで明瞭なピークとＨｆあるいはＦｅの酸化物に近い回折角にブロードなピークが観察された。この結果から、元素Ｏの組成比を２７．０８ａｔ％としたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜構造は、アモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体としたｂｃｃの微結晶相との混相構造であるとわかった。
【００９５】
このようにＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対して熱処理をしなくても、アモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体としたｂｃｃの微結晶相との混相構造が得られることがわかった。このような混相構造は、微結晶相を備えることで軟磁気特性に優れるとともにアモルファス相の存在により比抵抗ρを高くできる。したがって図７、図８に示す実験結果から元素Ｏの組成比を２７．０８〜４７ａｔ％の範囲にしたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜では、熱処理を施さなくとも、アモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体としたｂｃｃの微結晶相との混相構造になっていると推測できる。なお、以上の実験においてはホウケイ酸ガラス基板上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を形成したが、樹脂シート上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜形成しても同様な効果が得られることは言うまでもない。
【００９６】
（ノイズ抑制効果の実験）
放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）、及び、伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率：Ｐ（loss）／Ｐ（in））の実験を行った。
【００９７】
図１２は、ノイズ抑制評価装置を示す図である。図１２に示すように、前記ノイズ抑制評価装置は、導電パターン１６を有する評価基板１１と、導電パターン１６に信号を送出する信号源１３と、放射ノイズを受信する受信用ループアンテナ１４ａ，１４ｂと、放射ノイズ抑制効果及び伝導ノイズ抑制効果を評価する制御部１５とから主に構成されている。
【００９８】
評価基板１１上に、導電パターン１６を覆うように磁性シート４を配置する。前記導電パターン１６上に磁性シート４を配置した際に、磁性シート４が存在していない領域及び磁性シート４が存在している領域ができるので、受信用ループアンテナ１４ａ，１４ｂにて、それぞれの領域の放射ノイズを受信する。図１２においては、受信用ループアンテナ１４ａで磁性シート４が存在していない領域の放射ノイズを受信し、受信用ループアンテナ１４ｂで磁性シート４が存在している領域の放射ノイズを受信する。これにより、受信用ループアンテナ１４ａで受信した放射ノイズにより、磁性シート４が存在していない領域の反射依存分のノイズ抑制効果を評価することができ、受信用ループアンテナ１４ｂで受信した放射ノイズにより、磁性シート４が存在している領域の透過減衰分のノイズ抑制効果を評価することができる。
【００９９】
制御部１５は、放射ノイズ抑制効果と伝導ノイズ抑制効果とを評価する処理部である。放射ノイズ抑制効果は、スペクトルアナライザにより評価し、伝導ノイズ抑制効果は、ネットワークアナライザにより評価することができる。そして、受信用ループアンテナ１４ａ，１４ｂがスペクトラムアナライザに電気的に接続されており、評価基板１１の導電パターン１６がネットワークアナライザに電気的に接続されている。
【０１００】
図１２に示すように、評価基板に形成された導電パターン１６上に磁性シート４を配置し、この状態で、導電パターン１６に信号を出力したときに導電パターン１６を通る信号の伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）を測定すると共に、磁性シート４が存在していない領域及び磁性シート４が存在している領域のそれぞれの放射ノイズ抑制効果を測定する。
【０１０１】
まず、評価基板１１に磁性シート４を配置しない状態で受信用ループアンテナ１４ａにより放射ノイズ抑制効果の反射依存分を測定し、受信用ループアンテナ１４ｂにより放射ノイズ抑制効果の透過減衰分を測定する。次いで、評価基板１１に磁性シート４を配置した状態で受信用ループアンテナ１４ａにより放射ノイズ抑制効果の反射依存分を測定し、受信用ループアンテナ１４ｂにより放射ノイズ抑制効果の透過減衰分を測定する。そして、磁性シート４がある場合の反射依存分の放射ノイズ抑制効果から磁性シート４がない場合の反射依存分の放射ノイズ抑制効果を差し引いて反射依存分の放射ノイズを求め、磁性シート４がある場合の透過減衰分の放射ノイズ抑制効果から磁性シート４がない場合の透過減衰分の放射ノイズ抑制効果を差し引いて透過減衰分の放射ノイズ抑制効果を求め、求められた反射依存分の放射ノイズ抑制効果と求められた透過減衰分の放射ノイズ抑制効果を加えることで放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）を測定できる。また、信号源１３から送出された信号を制御部１５で受信することにより伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）を測定できる。
【０１０２】
上記放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）及び伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）は以下の式にて求めることができる。
【０１０３】
放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）（ｄＢ）＝Ｓ３１（磁性シート４１がある場合）−Ｓ３１（磁性シート４がない場合）
伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）（Ｐ（ｌｏｓｓ）／Ｐ（ｉｎ））＝１−（Ｓ１１）2−（Ｓ２１）2
【０１０４】
実験では、厚さが０．５５ｍｍで幅寸法３０ｍｍ×長さ寸法４０ｍｍのホウケイ酸ガラス基板上に、膜厚が３μｍのＦｅ50.19at%Ｈｆ13.72at%Ｏ36.09at%をスパッタ成膜した磁性シート４（実施例）を形成した。ターゲットにはＦｅ−Ｈｆ合金を用いた。スパッタ装置には、キャノンアネルバ製のＳＰＦ−７３０ マグネトロンスパッタ装置を用いた。またスパッタ条件としてＡｒガス流量を５０ｓｃｃｍ、Ａｒ＋５％Ｏ2ガス流量を２５ｓｃｃｍ、ＲＦ電力を６００Ｗ、ガス圧を３ｍＴｏｒｒ、Ｔ／Ｓ＝０％、基板間接冷却とした。なおＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対する熱処理は行っていない。
【０１０５】
また、図１２に示すノイズ抑制評価装置において、受信用ループアンテナとして、φ４ｍｍのマイクロループアンテナを用い、ネットワークアナライザとして、Ｎ３３８３Ａ（アジレントテクノロジ社製）を用い、スペクトラムアナライザとして、８５９５Ｅ（アジレントテクノロジ社製）を用いた。
【０１０６】
実施例として、前記磁性シート４のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜側を前記導電パターン１６に対向させ、ちょうど前記磁性シート４の中心に前記導電パターン１６が位置するように前記磁性シート４を前記評価基板１１上に設置した。なお前記磁性シート４上には重り（約１００ｇ）を載せた。そして、５００ＭＨｚでの放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）を求めるとともに、伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）を求めた。
【０１０７】
また比較例として、ＮＥＣトーキン（製）の商品名ＦＫ１（０１）の磁性シート（磁性膜の膜厚は１００μｍ）を前記導電パターン１６上に設置して、５００ＭＨｚでの放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）を求めるとともに、伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）を求めた。
【０１０８】
図１３が、実施例及び比較例の放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）の実験結果、図１４が、実施例及び比較例の伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）の実験結果である。
【０１０９】
図１３に示すように、実施例では比較例よりも透過減衰量（絶対値）が大きくなり、実施例のほうが比較例よりもノイズを適切に減衰させることができるとわかった。
【０１１０】
また図１４の実験結果から、実施例のほうが比較例に比べて、広い周波数帯域でノイズ抑制効果が大きいことがわかった。
【０１１１】
続いて、上記した実施例の磁性シート４における複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″の周波数依存性を求めた。その結果が図１５に示されている。
【０１１２】
図１５に示すように、１００ＭＨｚ以上の周波数帯域で、前記電磁波吸収シート１の複素比透磁率の虚数部μ″を８０以上にできることがわかった。
【０１１３】
なお、以上の実験においてはホウケイ酸ガラス基板上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を形成したが、樹脂シート上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜形成しても同様な効果が得られることは言うまでもない。
【０１１４】
（ガス圧の実験）
ＲＦ平行平板マグネトロンスパッタ法（ＭＴ法）、及び、ＤＣ対向ターゲットスパッタ法（ＦＴＳ法）を用いて、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を基板上にスパッタ成膜した。
【０１１５】
まずＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をＭＴ法でスパッタ成膜した。基板にはホウケイ酸ガラス基板を用いた。またターゲットにはＦｅ−Ｈｆ合金を用いた。スパッタ装置には、キヤノンアネルバ製のＳＰＦ−７３０ マグネトロンスパッタ装置を用いた。またスパッタ条件としてＡｒガス流量を５０ｓｃｃｍ、Ａｒ＋５％Ｏ2ガス流量を２５ｓｃｃｍ、Ｏ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を１．６７％、ＲＦ電力を６００Ｗ、Ｔ／Ｓ＝０％、基板間接冷却とした。Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を１μｍの膜厚で成膜した。また、ガス圧はオリフィスの角度で調整した。
【０１１６】
Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対して熱処理は施していない。ＡｒとＯ2との混合ガスのガス圧を変化させ、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を調べた。
【０１１７】
続いて、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をＦＴＳ法でスパッタ成膜した。基板にはＳｉ基板を用いた。また、ターゲットにはＦｅ−Ｈｆ合金ターゲットを用いた。スパッタ装置には、ＲＦ対向ターゲットスパッタ装置を用いた。またスパッタ条件として電力を３００Ｗ、５５００Ｗ（高Ｐｏｗｅｒ）、ＡｒガスとＯ2ガスの混合ガスを用いてＯ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を０％〜２６．３％とした。Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を２μｍの膜厚で成膜した。ガス圧はガスの流量を調整して設定した。
【０１１８】
Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対して熱処理は施していない。ＡｒとＯ2との混合ガスのガス圧を変化させ、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を調べた。
【０１１９】
図１６に実験結果が示されている。図１７は、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜との組成比との関係が示されている。
【０１２０】
図１７に示すようにガス圧が６ｍＴｏｒｒと９ｍＴｏｒｒとでは、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜との組成比に顕著な差が出ないことがわかった。
【０１２１】
しかしながら、図１６に示すように、ガス圧が６ｍＴｏｒｒより高くなると、複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″が大きく低下することがわかった。
【０１２２】
次に、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルの関係を調べた。測定には、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を上記の実験でＭＴ法により成膜した試料を用いた。その実験結果が図１８に示されている。
【０１２３】
この図１８に示すように、ガス圧を９ｍＴｏｒｒとした試料では、ｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークがブロードになり、アモルファスに近い構造になっていることがわかった。またガス圧を、６．５ｍＴｏｒｒ、７ｍＴｏｒｒ、８ｍＴｏｒｒとした実験結果も、ガス圧を９ｍＴｏｒｒとしたときほどではないが、ｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークがブロードになることがわかった。
【０１２４】
次に、主としてＦＴＳ法にてＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を成膜したときのガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルの関係を調べた。なお図１９での測定に用いたＦＴＳ法及びＭＴ法でのＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜は図１７の実験で使用したものと同じである。
【０１２５】
図１９に示すように、ＦＴＳ法においてもガス圧を９．８ｍＴｏｒｒとするとｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークがブロードになり、アモルファスに近い構造になっていることがわかった。また、ＦＴＳ法においてガス圧を６ｍＴｏｒｒとしたとき、ｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークが現れていないように見えるが、実際にはピークが現れており軟磁性を示すことがわかった。
【０１２６】
続いて、ＦＴＳ法により、様々な組成比によりなるＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をスパッタ成膜した。以下の表５に示すようにガス圧を０．７ｍＴｏｒｒ、１．０ｍＴｏｒｒ、３．０ｍＴｏｒｒと変えた。
【０１２７】
【表５】
【０１２８】
表５に示すように元素Ｏを６．８５ａｔ％まで小さくしても複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″の双方が高い優れた軟磁気特性を得ることが可能である。なお、以上の実験においてはホウケイ酸ガラス基板上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を形成したが、樹脂シート上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜形成しても同様な効果が得られることは言うまでもない。
【０１２９】
以上により、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜については、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を５０以上、比抵抗ρを２００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。また元素Ｏの組成比ｃを、２７．０８〜４７ａｔ％、Ｈｆの組成比ｂを１１．４０〜１５．７４ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を４００以上、比抵抗ρを３００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。
【０１３０】
（Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜、及び、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜の実験）
基板上に元素Ｏの組成比やＡｌの組成比を変化させたＦｅ−Ａｌ−Ｏ膜をスパッタ成膜し、このとき得られた各Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）、及び、虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）等を調べた。
【０１３１】
実験では、ＲＦ平行平板コンベンショナルスパッタ法、あるいは、ＤＣ対向ターゲットスパッタ法（ＦＴＳ法）にて、Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜を成膜した。成膜時におけるガス圧を前者は４ｍＴｏｒｒ、後者は３ｍＴｏｒｒとした。
【０１３２】
続いて、基板上に元素Ｏの組成比やＺｒの組成比を変化させたＦｅ−Ｚｒ−Ｏ膜をスパッタ成膜し、このとき得られた各Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）、及び、虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）等を調べた。
【０１３３】
上記したように、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜に占める元素Ｏの組成比を変化させるには、図２０、図２１に示すように、Ｏ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を変化させて行った。なお図２０、図２１は、ＭＴ法にてＦｅ−Ｚｒ−Ｏ膜を成膜した際、ガス圧、及びＯ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を変化させたときの複素比透磁率の実数部μ´及び膜応力の実験結果である。
【０１３４】
実験では、ＲＦ平行平板マグネトロンスパッタ法（ＭＴ法）にて、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜を成膜した。成膜時におけるガス圧を３ｍＴｏｒｒとした。
その実験結果を以下の表６に示す。
【０１３５】
【表６】
【０１３６】
表６には、既に上記で説明したＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の実験結果も合わせて掲載した。
表６に示すようにＦｅ−Ａｌ−Ｏ膜について、元素Ｏの組成比を６．９９〜１６．７５ａｔ％、Ａｌの組成比を９．７９〜２１．３８ａｔ％と規制することで、複素比透磁率の実数部μ´５０以上で、比抵抗（抵抗率）を２００（μΩｃｍ）以上にできることがわかった。
【０１３７】
また、元素Ｏの組成比ｃを、１２．２０〜１６．７５ａｔ％、Ａｌの組成比ｂを１２．６８〜１５．１７ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を３００以上、比抵抗ρを３００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できることがわかった。
【０１３８】
また表６に示すようにＦｅ−Ｚｒ−Ｏ膜について、元素Ｏの組成比を、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、Ｚｒの組成比を７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内とすることで、複素比透磁率の実数部μ´を１００以上、比抵抗ρを２５０（μΩ・ｃｍ）以上に設定できることがわかった。
【０１３９】
また、元素Ｏの組成比を、８．１１〜９．２７ａｔ％、Ｚｒの組成比ｂを７．９５〜８．３６ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を８００以上、比抵抗ρを２５０（μΩ・ｃｍ）以上に設定できることがわかった。
【０１４０】
表６及び図２０、図２１によりＦｅ−Ｚｒ−Ｏ膜については、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜やＦｅ−Ａｌ−Ｏ膜に比べて、高い複素比透磁率の実数部μ´、低い複素比透磁率の虚数部μ″、及び低い膜応力を得られることがわかった。具体的には、複素比透磁率の実数部μ´を８００程度、複素比透磁率の虚数部μ″を５０程度、及び膜応力を８０（ＭＰａ）程度に出来ることがわかった。したがって、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜を用いれば、特に、柔らかい基材の片側だけに磁性膜を成膜しても膜応力が低いため磁性シートがロール状にならず、磁性シートの取り扱いが楽になるし、また片側成膜で済み、しかもＨｆ等に比べて安いＺｒを使用できることで材料費も安く済むことがわかった。
【０１４１】
次に、Ｆｅ73.22at%Ａｌ13.31at%Ｏ13.47at%膜のＸ線回折スペクトルの関係を調べた。その実験結果が図２２に示されている。
【０１４２】
図２２に示すように、Ｆｅのｂｃｃ相に対応するシャープで明瞭なピークが観察された。一方、アモルファスを示すブロードなピークが観察されなかった。しかしながら、次の理由により、Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜もｂｃｃＦｅの微結晶相とアモルファス相との混相構造であると推測できる。
【０１４３】
まず、図２２に示すように、アモルファスであるＡｌ2Ｏ3膜にも、アモルファスのブロードのピークが見られない。また、Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルに示すように、Ｆｅのｂｃｃ相に対応するピーク以外に明瞭な結晶を示すピークが見られない。さらには、α−Ｆｅ（１１０）の面間隔ｄは、Ｆｅ−Ａｌ膜であると（すなわち元素Ｏが無い）、ＡｌがＦｅ格子に置換して入るためか広がるのに、Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜であると、ＡｌがＯと優先して結合するためか、Ｆｅ格子にＡｌが入らなくなり、アモルファスのブロードピークが明確に観察されるＦｅ−Ｚｒ−Ｏ膜（Ｘ線回折スペクトルを次に示す）とほぼ同じ面間隔となっている。以上を総合的に勘案すれば、Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜についてもアモルファスが存在することを推測できる。
【０１４４】
図２３は、次に、Ｆｅ83.58at%Ｚｒ8.31at%Ｏ8.11at%膜のＸ線回折スペクトルである。図２３に示すように、Ｆｅのｂｃｃ相に対応するシャープで明瞭なピークと、ＺｒあるいはＦｅの酸化物に近い回折角にブロードなピークが観察された。この結果から、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜の膜構造は、アモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体としたｂｃｃの微結晶相との混相構造であるとわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】ＲＦＩＤデバイス及びリードライタの模式図、
【図２】本発明の実施形態の磁性シートの斜視図、
【図３】Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜の膜構造の模式図、
【図４】受信信号の減衰量の測定に使用した試料の各構成図であり、（ａ）は、基本構成図、（ｂ）は、（ａ）の受信アンテナの送信アンテナとの対向面と反対側に金属板を設けた構成図、（ｃ）は、（ｂ）の受信アンテナと金属板との間に磁性シートを挿入した構成図、
【図５】受信アンテナと金属板との間に挿入した磁性膜の膜厚と減衰量との関係を示すグラフ、
【図６】磁性膜の複素比透磁率の実数部μ´×磁性膜の膜厚ｔと減衰量との関係を示すグラフ、
【図７】Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の元素Ｏの組成比と複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を示すグラフ、
【図８】Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の元素Ｏの組成比と比抵抗ρとの関係を示すグラフ、
【図９】Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の元素Ｏの組成比と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示すグラフ、
【図１０】Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の元素Ｏの組成比と保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフ、
【図１１】元素Ｏの組成比を６．４１ａｔ％、２７．０８ａｔ％、６６．９１ａｔ％とした各Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトル、
【図１２】ノイズ抑制評価装置の構成図、
【図１３】実施例（Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜）及び比較例（従来の磁性シート）の放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）の実験結果、
【図１４】実施例（Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を用いた電磁波吸収シート）及び比較例（従来の磁性シート）の伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）の実験結果、
【図１５】実施例の電磁波吸収シートにおける複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″の周波数依存性を示すグラフ、
【図１６】ＡｒとＯ2との混合ガスのガス圧を変化させたときの、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を示すグラフ、
【図１７】ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜との組成比との関係を示すグラフ、
【図１８】異なるガス圧で成膜されたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトル（ＭＴ法）、
【図１９】異なるガス圧で成膜されたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトル（ＦＴＳ法及びＭＴ法）、
【図２０】Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜を成膜した際、ガス圧、及びＯ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を変化させたときの複素比透磁率の実数部μ´の実験結果、
【図２１】Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜を成膜した際、ガス圧、及びＯ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を変化させたときの膜応力の実験結果、
【図２２】Ｆｅ73.22at%Ａｌ13.31at%Ｏ13.47at%膜のＸ線回折スペクトル、
【図２３】Ｆｅ83.58at%Ｚｒ8.31at%Ｏ8.11at%膜のＸ線回折スペクトル、
【符号の説明】
【０１４６】
１ ＲＦＩＤデバイス
２ ＲＦＩＤタグ
３、２２ 金属部材
４、２３ 磁性シート
５ 樹脂シート
６ 磁性膜
７ アモルファス相
８ 微結晶相
１０ リードライタ
２０ 送信アンテナ
２１ 受信アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤデバイスや電磁波抑制体に用いられる磁性シート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Radio Frequency ID）タグの需要は、非接触ＩＣカードの普及や携帯電話等への搭載により拡大している。
【０００３】
前記ＲＦＩＤタグは、情報を記録するＩＣチップと、金属製のアンテナを備え、リーダライタとの間で無線通信を可能としている。
【０００４】
しかしながら前記ＲＦＩＤタグの近傍に金属がある場合、前記リードライタからの磁界により前記金属に渦電流が生じ、前記渦電流による反磁界が、無線通信に必要な磁界をキャンセルしてしまう問題があった。
【特許文献１】特開平４−４８７０７号公報
【特許文献２】特開平６−３１６７４８号公報
【特許文献３】特開平４−１４４２１０号公報
【特許文献４】特開平１１−１８６０３５号公報
【特許文献５】特開２００４−２２１５２２号公報
【特許文献６】特開２００４−２５９７８７号公報
【非特許文献７】日本金属学会誌５７、１３０１（１９９３）
【非特許文献８】日本応用磁気学会誌１８、７５０（１９９４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって上記した問題を解決すべく、磁性シートを、前記金属と、前記ＲＦＩＤタグとの間に挿入すると、磁性シートが前記リードライタからの磁束をＲＦＩＤタグ側に引き寄せて、リードライタのアンテナとＲＦＩＤタグのアンテナ間に磁束を貫通させることができ、前記ＲＦＩＤタグのアンテナにて受信した信号出力の減衰量を小さくできＲＦＩＤ特性の向上を図ることができる。
【０００６】
しかしながら従来では、ＲＦＩＤ用磁性シートとして必要な複素比透磁率の実数部μ´及び比抵抗ρを満たした高抵抗軟磁性膜をシート上に物理蒸着法にて成膜（例えば金属蒸着、スパッタ成膜、イオンビームデポジション）してなるＲＦＩＤ用磁性シートは存在しなかった。
【０００７】
上記特許文献１〜６はいずれもＲＦＩＤ用磁性シートとして用いられるものでなく、当然に上記したＲＦＩＤの従来課題の認識はなく、従来課題を解決するために磁性スパッタ膜に対する調整は何らなされていない。
【０００８】
また例えば特許文献３にあるように、通常、磁性膜に対して熱処理（アニール）を施さないと良好な軟磁気特性を得ることができず、よって複素比透磁率の実数部μ´を大きくできないため、良好な軟磁気特性を得るには熱処理を必要としたが、樹脂シートの材質が限定されてしまい、あるいは樹脂シートが熱に曝された際の熱変形により寸法精度が低下する問題が生じた。
【０００９】
さらに従来では、複素比透磁率の実数部μ´を十分に大きくすることが困難であり、したがってＲＦＩＤ用磁性シートを挿入したことによるＲＦＩＤ特性の向上を効果的に図るには、前記磁性膜の膜厚を厚くする必要があった。あるいは、従来ではバルクのフェライト材を使用したり、軟磁性粉末(例えばＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金であるセンダスト（登録商標））を樹脂に混合してシート状にしたものをＲＦＩＤ用として用いていたため、さほど大きい複素比透磁率の実数部μ´を得られなくても、ＲＦＩＤ用磁性シートとして使用することができた。従来では、磁性粉末を含む樹脂シートの膜厚は、磁性体の濃度を大きくすることができないため大きな体積を必要とし、少なくとも１００μｍ以上あった。しかし、このように膜厚の厚い磁性シートを、ＲＦＩＤタグと金属との間に挿入すると、ＲＦＩＤデバイスの薄型化に支障をきたした。
【００１０】
また磁性シートは、携帯電話やパーソナルコンピュータ等のノイズ対策として内蔵される電磁波抑制体として用いることも出来る。
【００１１】
電磁波抑制特性（ノイズ抑制効果）を向上させるには、１００ＭＨｚ以上の高周波帯域で、電磁波抑制体の複素比透磁率の虚数部μ″を大きくすることが必要であり、また、比抵抗ρも大きくなければならない。
【００１２】
しかしながら従来では、複素比透磁率の虚数部μ″及び比抵抗ρが大きい高抵抗軟磁性膜をシート上にスパッタ成膜してなる電磁波抑制体は存在しなかった。
【００１３】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、基板上に高抵抗軟磁性膜（Ｆｅ−Ｍ−Ｏ）をスパッタ成膜して成るＲＦＩＤ用あるいは電磁波抑制用としての磁性シート及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明における磁性シートは、基板上に、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａのうち少なくともいずれか一種を表す）から成り、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造で形成された磁性膜が物理蒸着法により成膜されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
上記により本発明では、ＲＦＩＤ用や電磁波抑制用として、優れた軟磁気特性を備える磁性シートを得ることが出来る。
【００１６】
本発明では、前記基板は、携帯電話やノートＰＣ等の携帯機器の樹脂製筐体等も含む可撓性の樹脂シートであり、前記磁性膜の膜構造を、熱処理することなく形成できる。これにより、前記樹脂シートを熱に曝すことがなくなり、寸法精度に優れた磁性部材を形成できるとともに、前記樹脂シートの材質の選択性を広げることができる。
【００１７】
また本発明では、前記磁性膜は、元素ＡがＦｅであり、組成式がＦｅaＭbＯcから成り、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が７．９５〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。アモルファス相中にＦｅを主体とした微結晶相が点在する混相構造で形成できる。
【００１８】
本発明では、元素ＭはＨｆであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。
【００１９】
あるいは本発明では、元素ＭはＡｌであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．９９〜１６．７５ａｔ％の範囲内、元素Ａｌの組成比ｂが９．７９〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。
【００２０】
または本発明では、元素ＭはＺｒであり、元素Ｏの組成比ｃが、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、元素Ｚｒの組成比ｂが７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。
【００２１】
前記磁性シートはＲＦＩＤデバイスに用いられる。このとき、前記磁性膜の膜厚は、０．５〜１５μｍの範囲内であることが好ましい。このように本発明では、前記磁性膜の膜厚を１５μｍ以下の薄い膜厚にしてもＲＦＩＤ特性の指標となるＲＦＩＤ用デバイスのアンテナからの受信信号の減衰量を効果的に小さくできるが、前記磁性膜の膜厚を０．５μｍより薄くすると前記減衰量が大きくなってしまうため、前記磁性膜の膜厚を０．５〜１５μｍの範囲に設定している。
【００２２】
また前記磁性シートを電磁波抑制体に用いることも出来る。
本発明における磁性シートの製造方法は、
基板上に、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙのうち少なくともいずれか一種を表す）から成る磁性膜を物理蒸着法により成膜するとき、不活性ガスとＯ2ガスとの混合ガスのガス圧を０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内で調整し、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造を形成することを特徴とするものである。
【００２３】
上記のように、ガス圧を調整することで、アモルファス相と微結晶相との膜構造を形成でき、良好な軟磁気特性を得ることが出来る。
【００２４】
本発明では、前記磁性膜は、元素ＡがＦｅであり、組成式がＦｅaＭbＯcから成り、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が７．９５〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜することが好ましい。
【００２５】
また本発明では、元素ＭはＨｆであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜することが好ましい。
【００２６】
あるいは本発明では、元素ＭはＡｌであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．９９〜１６．７５ａｔ％の範囲内、元素Ａｌの組成比ｂが９．７９〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜することが好ましい。
【００２７】
または本発明では、元素ＭはＺｒであり、元素Ｏの組成比ｃが、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、元素Ｚｒの組成比ｂが７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜することが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ＲＦＩＤ用あるいは、電磁波抑制用として優れた軟磁気特性を備える磁性シートを得ることができる。
【００２９】
また前記磁性膜の膜構造を、熱処理することなく形成できるため、前記磁性膜を支持する樹脂シートを熱に曝すことがなくなり、寸法精度に優れた磁性部材を形成できるとともに、前記樹脂シートの材質の選択性を広げることができる。
【００３０】
また磁性膜を物理蒸着法により成膜するとき、不活性ガスとＯ2ガスとの混合ガスのガス圧を適正化することで、アモルファス相と微結晶相との膜構造を形成でき、良好な軟磁気特性を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、ＲＦＩＤデバイス及びリードライタの模式図、図２は本発明の実施形態の磁性シートの斜視図、図３はＦｅ−Ｍ−Ｏ膜の膜構造の模式図である。
【００３２】
図１に示すようにＲＦＩＤ（Radio Frequency ID）デバイス１は、アンテナ及びＩＣチップを備えるＲＦＩＤタグ２と、金属部材３と、前記ＲＦＩＤタグ２と前記金属部材３との間に挿入された磁性シート４とを有して構成される。
【００３３】
前記ＲＦＩＤタグ２は、基板上に前記アンテナ及びＩＣチップが形成された形態である。
【００３４】
前記金属部材３は例えば筐体の一部を成しており、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ等で形成される。前記金属部材３の膜厚Ｔ１は、０．０５〜０．５ｍｍ程度である。
【００３５】
前記ＲＦＩＤタグ２と前記金属部材３との間に挿入される磁性シート４は、図２に示すように樹脂シート５上に磁性膜６がスパッタ成膜されたものである。
【００３６】
前記磁性膜６は、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙのうち少なくともいずれか一種を表す）から成る。
【００３７】
ここで、前記磁性膜６は、Ａ−Ｍ−Ｏ膜の元素ＡがＦｅであり、ＦｅａＭｂＯｃの組成式からなり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比ｂが７．９５〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす高抵抗軟磁性膜である。
【００３８】
また本実施形態では、元素ＭはＨｆであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を５０以上、比抵抗ρを２００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。また元素Ｏの組成比ｃを、２７．０８〜４７ａｔ％、元素Ｈｆの組成比ｂを１１．４０〜１５．７４ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を４００以上、比抵抗ρを３００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。
【００３９】
あるいは本実施形態では、元素ＭはＡｌであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．９９〜１６．７５ａｔ％の範囲内、元素Ａｌの組成比ｂが９．７９〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を５０以上、比抵抗ρを２００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。また本実施形態では、元素Ｏの組成比ｃを、１２．２０〜１６．７５ａｔ％、Ｈｆの組成比ｂを１２．６８〜１５．１７ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を３００以上、比抵抗ρを３００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。
【００４０】
または本実施形態では、元素ＭはＺｒであり、元素Ｏの組成比ｃが、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、Ｚｒの組成比ｂが７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を１００以上、比抵抗ρを２５０（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。また本実施形態では、元素Ｏの組成比ｃを、８．１１〜９．２７ａｔ％、Ｈｆの組成比ｂを７．９５〜８．３６ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を８００以上、比抵抗ρを２５０（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。
【００４１】
また、前記磁性膜６は、金属部材３ではなく、携帯電話、ノートＰＣ等の樹脂製の筐体に直接成膜しても良い。
【００４２】
以降本発明の磁性膜を、Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６という表記で代表させた。
Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６は、図２に示すように前記樹脂シート５上の全面にスパッタ成膜される形態のほかに、部分的に、例えば、前記樹脂シート５の縁部を残して、前記樹脂シート５の中央部分のみに形成されてもよい。ただし、図１のように磁性シート４とＲＦＩＤタグ２とを重ねたときに、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６が前記ＲＦＩＤタグ２上の全面を完全に覆う程度の大きさで形成されることが好適である。また、樹脂シート５は携帯電話やノートＰＣ等の携帯機器の樹脂筐体であっても良い。
【００４３】
前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６は、スパッタ成膜中、あるいはスパッタ成膜後に熱処理を施すことなく形成されたものであり、このように非熱処理においても、図３に示すように、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相７と、前記アモルファス相７中に点在するＦｅを主体とした微結晶相８との混相構造で形成されている。前記微結晶相８の平均粒径を３０ｎｍ以下にでき、また前記微結晶相８の結晶構造をｂｃｃ構造にできる。前記微結晶相８は、ｂｃｃ構造に限定されずｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造でもよい。前記微結晶相８は、元素ＡにＣｏ、あるいは元素ＡにＦｅ及びＣｏを選択したときは、Ｃｏ、あるいは、Ｆｅ及びＣｏを主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相である。
【００４４】
前記アモルファス相７は、元素Ｍの酸化物を多量に含み、そのほか、ＦｅＯやＦｅ2Ｏ3も含むと考えられる。元素ＭがＨｆの場合、前記アモルファス相７にはＨｆＯ2が多量に含まれていると考えられる。
【００４５】
前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６における上記の膜構造は、ナノグラニュラー合金とは異なる。ナノグラニュラーは、強磁性微粒子と強磁性微粒子間に絶縁物等の粒界物質が介在する構成である。一方、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６におけるアモルファス相７は、微結晶相８間の粒界だけに存在しない。上記したように前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６は、アモルファス相７中に微結晶相８が点在した混相構造となっている。後述するＸ線回折スペクトルでもアモルファス相７の存在とはっきりと見て取れる。
【００４６】
前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６中に含まれるアモルファス相７は体積比率で２０〜８０％程度であることが好適である。
【００４７】
上記したＦｅ−Ｍ−Ｏ膜６は、軟磁気特性に優れる。例えば、複素比透磁率の実数部μ´を５０以上、好ましくは３００以上、より好ましくは４００以上にでき、また比抵抗ρを２００（μΩ・ｃｍ）以上、好ましくは３００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。
【００４８】
本実施形態では、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の膜厚Ｔ２（図２参照）を従来における樹脂に磁性粉末を分散させたＲＦＩＤ用磁性シートよりも薄い厚さで形成できる。具体的には、磁性体を樹脂に分散させる必要がなく、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６のみで形成できるため膜厚Ｔ２を１００μｍより薄い膜厚で形成できる。また上記のように前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の複素比透磁率の実数部μ´を５０以上、好ましくは３００以上や４００以上に高くでき、よって後述する実験で示すように、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の膜厚Ｔ２を１００μｍより十分に薄くしても、受信信号の減衰量を左右する複素比透磁率の実数部μ´×磁性膜の膜厚ｔを比較的大きくできる。本実施形態では、Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の膜厚Ｔ２を、０．５〜１５μｍの薄い膜厚に設定しても、前記減衰量を効果的に小さくすることが可能である。好ましくは膜厚Ｔ２を１０μｍ以上とする。
【００４９】
本実施形態では前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を支持する基板として可撓性の樹脂シート５を用いている。これにより前記磁性シート４を前記ＲＦＩＤタグ２と金属部材３との間に密着させることができる。また、前記磁性シート４を湾曲させるような場合でも適切に前記磁性シート４を湾曲でき、また前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６はアモルファス相７を備えるため、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を樹脂シート５とともに平面状から変形させたときでも前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６は割れ等の損傷を受けにくい。なお前記基板としてリジッドなガラス基板等を用いることもできる。
【００５０】
また上記したように前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６に対して熱処理を施さないため、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を支持する樹脂シート５の材質を特に限定しなくてもよい。すなわち前記樹脂シート５の材質の選択性を広げることができる。また樹脂シート５に対する熱的影響がないため磁性シート４の寸法安定性を従来よりも高精度に得ることが可能である。前記樹脂シート５には、熱可塑性樹脂を使用でき、その中でも耐熱性に優れたＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）の使用が好適であるものの、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ(ポリエチレンナフタレート)、アミラード（全芳香族系ポリアミド）、ポリイミド等の使用も可能である。
【００５１】
前記樹脂シート５の膜厚Ｔ３は、０．０１〜０．０５ｍｍ程度であることが好適である。
【００５２】
本実施形態では、図１に示すように、Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を樹脂シート５上にスパッタ成膜した磁性シート４を前記ＲＦＩＤタグ２と前記金属部材３との間に挿入することで、リードライタ１０からの磁束Ｈが前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６内を通り、前記ＲＦＩＤデバイス１とリードライタ１０との間で還流磁束が形成される。この結果、前記ＲＦＩＤタグ２のアンテナにて受信した信号出力の減衰量を小さくでき、例えば１３．５６ＭＨｚでのＲＦＩＤ特性の向上を効果的に図ることができる。また、本実施形態では、前記ＲＦＩＤデバイス１とリードライタ１０間の通信距離Ｌ１の範囲を広げることができ、具体的には前記通信距離Ｌ１を１０〜５０ｍｍの範囲に設定しても適切に無線通信を行うことが可能である。
【００５３】
なお前記磁性シート４を前記金属部材３とＲＦＩＤタグ２との間に挿入するとき、磁性シート５及びＦｅ−Ｍ−Ｏ膜６が金属部材３あるいはＲＦＩＤタグ２のどちら側に向くか特に限定しないが、例えば、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を接着層（図示しない）を介して前記金属部材３に接触させ、前記磁性シート５を接着層（図示しない）を介して前記ＲＦＩＤタグ２に接触させる。
【００５４】
本実施形態では上記したように、Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６に対して熱処理を施さなくとも、図３に示すアモルファス相７と、前記アモルファス相７中に点在する微結晶相８との混相構造を得ることができ、軟磁気特性に優れ、ＲＦＩＤ用磁性シートとして十分に大きい複素比透磁率の実数部μ´（具体的には５０以上、好ましくは３００以上や４００以上）を得ることができ、さらに高い比抵抗ρ（具体的には２００（μΩｃｍ）以上、好ましくは３００（μΩｃｍ）以上）を得ることが可能になる。
【００５５】
また本実施形態では、熱処理がなくとも、より適切に、アモルファス相７と、前記アモルファス相７中に点在する微結晶相８との膜構造を得ることができ、さらにより効果的に、５０以上、好ましくは３００以上や４００以上の複素比透磁率の実数部μ´及び、２００（μΩｃｍ）以上、好ましくは３００（μΩｃｍ）以上の比抵抗ρを得ることができる。
【００５６】
上記したように、本実施形態では、元素ＭとしてＨｆ、Ａｌ、Ｚｒ等を使用できる。このとき、元素ＭがＺｒであると、高い複素比透磁率の実数部μ´、低い複素比透磁率の虚数部μ″、及び低い膜応力を得られることが後述する実験によりわかった。後述する実験によれば、複素比透磁率の実数部μ´を８００程度、、複素比透磁率の虚数部μ″を５０程度、及び膜応力を８０（ＭＰａ）程度に出来る。したがって、優れた軟磁気特性を備えるとともに、膜応力が低いＦｅＺｒＯから成る磁性膜６を、筐体カバーに直接成膜したり、ガラスエポキシ基板や樹脂シート等の軟らかい材質に成膜したときに適切に磁性膜の成膜を行うことが出来る。特に、柔らかい基材の片側だけに磁性膜を成膜しても膜応力が低いため磁性シート４がロール状にならず、磁性シート４の取り扱いが楽になるし、また材料費も安く済む。材料費が安く済む理由は、上記したように、基材の片側にだけ磁性膜を成膜すればよいことと（膜応力が大きい場合、基材の両側に磁性膜を成膜して基材に作用する膜応力を小さくする方法がある）、ＺｒはＨｆ等に比べて十分に安いためである。
【００５７】
また図２に示す磁性シート４は、電磁波抑制用として用いることが出来る。電磁波抑制用としての磁性シート４は、使用用途や使用範囲によって変わるが、例えば横寸法Ｌ１は、１０ｍｍ以上、縦寸法Ｌ２は、１０ｍｍ以上の範囲内で形成される。
【００５８】
樹脂シート５上に成膜されたＦｅ−Ｍ−Ｏ膜６の組成比及び膜構造については上記で述べたとおりである。
【００５９】
アモルファス相７と微結晶相８との混相構造を備えるＦｅ−Ｍ−Ｏ膜６を樹脂シート５上にスパッタ成膜した電磁波抑制用の磁性シート４は、１００ＭＨｚ以上の周波数帯域で前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の複素比透磁率の虚数部μ″を８０以上にでき、また前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の比抵抗ρを３００（μΩ・ｃｍ）以上にでき、薄いシート厚にて優れた電波吸収特性を得ることが可能になる。
【００６０】
また本実施形態では、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６の膜厚Ｔ２（図２参照）を、０．５μｍ程度に薄く形成しても、１００ＭＨｚ以上の周波数帯域で前記複素比透磁率の虚数部μ″を８０以上に大きくできる。
【００６１】
また前記樹脂シート５の膜厚Ｔ３（図２参照）は、１０〜５０μｍ程度であり、したがって、前記磁性シート４のトータル厚Ｔ１を１０．５〜６５μｍの範囲内に設定できる。このように電磁波抑制用としての磁性シート４のトータル厚Ｔ１を薄くできるため、例えば携帯電話のような小型機器の筐体内部の壁面に前記磁性シート４を貼着しても部品の設置の邪魔にならない。
【００６２】
本実施形態では前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を支持する基板として可撓性の樹脂シート５を用いている。よって例えば前記磁性シート４を、凹凸のある平面上や曲面上にも適切に貼着できる。また、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６はアモルファス相７を備えるため、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を樹脂シート５とともに平面状から変形させたときでも前記Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６は割れ等の損傷を受けにくい。
【００６３】
図２に示す磁性シート４は、物理蒸着法により樹脂シート５上に成膜できる。本実施形態では、Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜６を樹脂シート５上に成膜するとき、不活性ガス（例えばＡｒ）とＯ2ガスとの混合ガスのガス圧を０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内で調整する。これにより、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造を形成することが可能である。後述する実験に示すように、ガス圧を高くしすぎると、Ｘ線回折スペクトルにＦｅのｂｃｃ相に対応するシャープで明瞭なピークが現れず、ブロードになり、全体的に膜構造がアモルファス化することがわかった。そして、複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″が共に低くなることがわかった。
【００６４】
ガス圧を０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内で調整すると、Ｘ線回折スペクトルにＦｅのｂｃｃ相に対応するシャープで明瞭なピークが現れ、アモルファス相７と微結晶相８との混相構造にでき、複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″の双方が高い軟磁気特性を得ることが可能になる。
【００６５】
このような成膜条件と膜構造と磁気特性の関係は、高抵抗軟磁性膜特有のものである。例えばＣｏＺｒＮｂ等はアモルファス膜であるが、軟磁気特性を得ることが出来る。
【００６６】
物理蒸着法としては、ＲＦまたはＤＣ平行平板マグネトロンスパッタ法（ＭＴ法）、ＤＣ対向ターゲットスパッタ法（ＦＴＳ法）、ＲＦ対向ターゲットスパッタ法、蒸着法、反応性プラズマ蒸着法等を提示できる。
【実施例】
【００６７】
（ＲＦＩＤ特性の実験）
ＲＦＩＤ特性（受信信号の減衰量）の実験を行った。
図４（ａ）は、基準構成である。図４（ａ）に示すように、送信アンテナ２０と受信アンテナ２１との間の通信距離Ｌ２を２８ｍｍとした。また前記送信アンテナ２０と受信アンテナ２１を、平面の大きさが５５ｍｍ×８５ｍｍ、厚さが０．５５ｍｍの基板上に形成した。また、前記送信アンテナ２０と受信アンテナ２１を、最大外縁寸法を３０ｍｍ×３０ｍｍ、及び３ターンとした平面パターンで形成した。
【００６８】
図４（ｂ）では、図４（ａ）の基準構成に、金属板２２を追加したものであり、図４（ｂ）に示すように、前記金属板２２を、前記受信アンテナ２１の前記送信アンテナ２０との対向面と反対面側に設けた。前記金属板２２は、Ａｌであり、平面の大きさが５５ｍｍ×８５ｍｍ、厚さが２ｍｍであった。なお前記金属板２２と前記受信アンテナ２１との間に膜厚が０．１μｍのＡｌ2Ｏ3膜を形成した。
【００６９】
また、図４（ｃ）では、図４（ｂ）の構成に対して、前記金属板２２と受信アンテナ２１との間に磁性シート２３を挿入した。
【００７０】
前記磁性シート２３には比較例として、アルプス電気（製）の商品名２０Ｒ（厚さ１００μｍ、２００μｍ）、４０Ｒ（厚さ１００μｍ、２００μｍ）、６０Ｒ（厚さ１００μｍ）、８０Ｒ（厚さ１００μｍ）（比較例１〜６）と、ＮＥＣトーキン（製）の商品名Ｒ４Ｎ（０１）、ＦＫ１（０１）（比較例７、８：いずれも厚さ１００μｍ）の磁性シートを使用した。
【００７１】
また、厚さが０．５５ｍｍのホウケイ酸ガラス基板上に、膜厚が０．７８μｍ、３．３μｍ、１０μｍ、１５μｍのＦｅ50.19at%Ｈｆ13.72at%Ｏ36.09at%をスパッタ成膜した磁性シート２３を形成した。ターゲットにはＦｅ−Ｈｆ合金を用いた。スパッタ装置には、キヤノンアネルバ製のＳＰＦ−７３０ マグネトロンスパッタ装置を用いた。またスパッタ条件としてＡｒガス流量を５０ｓｃｃｍ、Ａｒ＋５％Ｏ2ガス流量を２５ｓｃｃｍ、Ｒ
Ｆ電力を６００Ｗ、ガス圧を３ｍＴｏｒｒ、Ｔ／Ｓ＝０％、基板間接冷却とした。なおＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対する熱処理は行っていない。
【００７２】
そして各試料に対して、スペクトラムアナライザ（アンリツ（株）製、型式：ＭＳ２６０１Ｂ）を用いて、１３．５６ＭＨｚにおける受信アンテナ２１からの受信信号の出力値を測定した。
【００７３】
受信信号の減衰量（ｄＢｍ）は、（図４（ａ）の基準構成での受信信号の出力値）−（図４（ｂ）、あるいは図４（ｃ）の各構成での受信信号の出力値）で得ることができる。減衰量は小さいほど受信アンテナ２１が送信アンテナ２０からの電磁波を漏れなく受信しＲＦＩＤ特性が良好であることを意味する。
実験で使用した試料、受信アンテナからの信号出力、減衰量を以下の表１に示した。
【００７４】
【表１】
【００７５】
表１を基に、試料Ｎｏ．２〜１４の磁性膜の膜厚と減衰量との関係を調べた。その実験結果が図５に示されている。
【００７６】
また、表１の試料Ｎｏ．２〜１４の複素比透磁率の実数部μ´×磁性膜の膜厚ｔ（以下、μ´×ｔという）を調べ、磁性膜厚、減衰量とともに以下の表２に掲載した。
【００７７】
【表２】
【００７８】
また表２を基に、試料Ｎｏ２〜１４のμ´×ｔと減衰量との関係を調べた。その実験結果が図６に示されている。
【００７９】
図５、図６に示すように、受信アンテナ２１と金属板２２との間に磁性膜を設けない図４（ｂ）の形態では、減衰量が非常に大きくなった。これは前記金属板２２に生じた渦電流による反磁界の影響である。
【００８０】
また、図５、図６に示すように受信アンテナ２１と金属板２２との間に磁性シートを挿入した比較例では、図４（ｂ）の形態に比べて減衰量を小さくできたが、磁性膜の膜厚が１００μｍ〜２００μｍであり、前記磁性シートを挿入してしまうとＲＦＩＤデバイスの薄型化を促進できなかった。
【００８１】
一方、受信アンテナ２１と金属板２２との間にＦｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜を設けた形態では、図４（ｂ）の形態よりも減衰量を小さくできるとともに、前記Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の膜厚を、比較例の磁性膜の膜厚よりも十分に薄くできた。具体的には表１や表２に示すように前記Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の膜厚を、比較例の磁性膜の膜厚の約１／１０程度にできた。
【００８２】
図５及び図６に示すように比較例と同等以下の減衰量とするには、前記Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の膜厚を概ね０．５μｍ以上、好ましくは０．７８μｍ以上さらに好ましくは１０μｍ以上にすることが好適であるとわかった。
【００８３】
図６に示すように、受信信号の減衰量は、μ´×ｔを大きくするほど徐々に小さくできることがわかった。よってＦｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の膜厚を厚くすればするほど、減衰量をよりゼロに近づけることが可能になるが、ＲＦＩＤデバイスの薄型化に寄与するためにＦｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の最大厚を１５μｍとした。すなわちＦｅ−Ｈｆ−Ｏスパッタ膜の好ましい膜厚範囲を０．５〜１５μｍとした。また好ましいμ´×ｔの範囲を４０２（μｍ）〜７８９５（μｍ）とした。
【００８４】
次に、基板上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をスパッタ成膜し、元素Ｏの組成比と複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）及び虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）との関係を調べた。
【００８５】
前記Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のスパッタに使用したスパッタ装置、ターゲット及びスパッタ条件（Ｏ2流量比以外）は上記での実験と同じである。各試料のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をほぼ１μｍの膜厚にて形成した。また各試料に対していずれも熱処理を施していない。実験ではＯ2流量比を変化させて、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ中に取り込まれる元素Ｏの組成比を変化させるとともに、各試料に対して複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）及び虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）を測定した。μ´及びμ″の測定には、凌和電子（株）製のＰＭＦ−３０００（ネットワークアナライザＨＰ４３９６Ｂ、検出部にｓｈｉｅｌｄｅｄ Ｌｏｏｐ ｃｏｉｌを採用した高周波透磁率測定方式）を用いて行った。実験結果を以下の表３及び図７に示す。
【００８６】
【表３】
【００８７】
表３及び図７に示すように元素Ｏの組成比を２７．０８〜４７ａｔ％の範囲に設定することで、複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）を４００以上にできることがわかった。また複素比透磁率の虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）を２２以下に抑えることができるとわかった。
【００８８】
また、上記の表３のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の比抵抗ρを調べた。さらに、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の飽和磁束密度Ｂｓ及び保磁力Ｈｃも調べた。元素Ｏの組成比と比抵抗ρとの関係を以下の表４及び図８に、元素Ｏの組成比と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を図９に、元素Ｏの組成比と保磁力Ｈｃとの関係を図１０に夫々示す。なお表４及び図８にはＨｆ組成比／（Ｆｅ組成比＋Ｈｆ組成比）（％）も合わせて掲載した。
【００８９】
【表４】
【００９０】
表４及び図８に示すように、元素Ｏの組成比を２７．０８〜４７ａｔ％の範囲に設定したとき、３００（μΩｃｍ）以上の高い比抵抗ρを得られることがわかった。
【００９１】
また図９、図１０に示すように、元素Ｏの組成比を２７．０８〜４７ａｔ％の範囲に設定したとき、飽和磁束密度Ｂｓを大きくでき、保磁力Ｈｃを小さくでき優れた軟磁気特性が得られることがわかった。
【００９２】
続いて、表３に示す元素Ｏの組成比が６．４１ａｔ％、２７．０８ａｔ％、６６．９１ａｔ％の各Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルを求めた。いずれも熱処理を施していない。その結果が図１１に示されている。
【００９３】
元素Ｏの組成比を６．４１ａｔ％とした場合、アモルファス相が主相となり、一方、Ｆｅのｂｃｃ相の存在を確認できなかった。また、元素Ｏの組成比を６６．９１ａｔ％としたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルには、Ｆｅのｂｃｃ相のピークが見られず、ＨｆＯ、ＦｅＯのピークとアモルファス相（ＦｅあるいはＨｆの酸化物）が存在することがわかった。
【００９４】
一方、元素Ｏの組成比を２７．０８ａｔ％としたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルには、Ｆｅのｂｃｃ相に対応するシャープで明瞭なピークとＨｆあるいはＦｅの酸化物に近い回折角にブロードなピークが観察された。この結果から、元素Ｏの組成比を２７．０８ａｔ％としたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の膜構造は、アモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体としたｂｃｃの微結晶相との混相構造であるとわかった。
【００９５】
このようにＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対して熱処理をしなくても、アモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体としたｂｃｃの微結晶相との混相構造が得られることがわかった。このような混相構造は、微結晶相を備えることで軟磁気特性に優れるとともにアモルファス相の存在により比抵抗ρを高くできる。したがって図７、図８に示す実験結果から元素Ｏの組成比を２７．０８〜４７ａｔ％の範囲にしたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜では、熱処理を施さなくとも、アモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体としたｂｃｃの微結晶相との混相構造になっていると推測できる。なお、以上の実験においてはホウケイ酸ガラス基板上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を形成したが、樹脂シート上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜形成しても同様な効果が得られることは言うまでもない。
【００９６】
（ノイズ抑制効果の実験）
放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）、及び、伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率：Ｐ（loss）／Ｐ（in））の実験を行った。
【００９７】
図１２は、ノイズ抑制評価装置を示す図である。図１２に示すように、前記ノイズ抑制評価装置は、導電パターン１６を有する評価基板１１と、導電パターン１６に信号を送出する信号源１３と、放射ノイズを受信する受信用ループアンテナ１４ａ，１４ｂと、放射ノイズ抑制効果及び伝導ノイズ抑制効果を評価する制御部１５とから主に構成されている。
【００９８】
評価基板１１上に、導電パターン１６を覆うように磁性シート４を配置する。前記導電パターン１６上に磁性シート４を配置した際に、磁性シート４が存在していない領域及び磁性シート４が存在している領域ができるので、受信用ループアンテナ１４ａ，１４ｂにて、それぞれの領域の放射ノイズを受信する。図１２においては、受信用ループアンテナ１４ａで磁性シート４が存在していない領域の放射ノイズを受信し、受信用ループアンテナ１４ｂで磁性シート４が存在している領域の放射ノイズを受信する。これにより、受信用ループアンテナ１４ａで受信した放射ノイズにより、磁性シート４が存在していない領域の反射依存分のノイズ抑制効果を評価することができ、受信用ループアンテナ１４ｂで受信した放射ノイズにより、磁性シート４が存在している領域の透過減衰分のノイズ抑制効果を評価することができる。
【００９９】
制御部１５は、放射ノイズ抑制効果と伝導ノイズ抑制効果とを評価する処理部である。放射ノイズ抑制効果は、スペクトルアナライザにより評価し、伝導ノイズ抑制効果は、ネットワークアナライザにより評価することができる。そして、受信用ループアンテナ１４ａ，１４ｂがスペクトラムアナライザに電気的に接続されており、評価基板１１の導電パターン１６がネットワークアナライザに電気的に接続されている。
【０１００】
図１２に示すように、評価基板に形成された導電パターン１６上に磁性シート４を配置し、この状態で、導電パターン１６に信号を出力したときに導電パターン１６を通る信号の伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）を測定すると共に、磁性シート４が存在していない領域及び磁性シート４が存在している領域のそれぞれの放射ノイズ抑制効果を測定する。
【０１０１】
まず、評価基板１１に磁性シート４を配置しない状態で受信用ループアンテナ１４ａにより放射ノイズ抑制効果の反射依存分を測定し、受信用ループアンテナ１４ｂにより放射ノイズ抑制効果の透過減衰分を測定する。次いで、評価基板１１に磁性シート４を配置した状態で受信用ループアンテナ１４ａにより放射ノイズ抑制効果の反射依存分を測定し、受信用ループアンテナ１４ｂにより放射ノイズ抑制効果の透過減衰分を測定する。そして、磁性シート４がある場合の反射依存分の放射ノイズ抑制効果から磁性シート４がない場合の反射依存分の放射ノイズ抑制効果を差し引いて反射依存分の放射ノイズを求め、磁性シート４がある場合の透過減衰分の放射ノイズ抑制効果から磁性シート４がない場合の透過減衰分の放射ノイズ抑制効果を差し引いて透過減衰分の放射ノイズ抑制効果を求め、求められた反射依存分の放射ノイズ抑制効果と求められた透過減衰分の放射ノイズ抑制効果を加えることで放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）を測定できる。また、信号源１３から送出された信号を制御部１５で受信することにより伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）を測定できる。
【０１０２】
上記放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）及び伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）は以下の式にて求めることができる。
【０１０３】
放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）（ｄＢ）＝Ｓ３１（磁性シート４１がある場合）−Ｓ３１（磁性シート４がない場合）
伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）（Ｐ（ｌｏｓｓ）／Ｐ（ｉｎ））＝１−（Ｓ１１）2−（Ｓ２１）2
【０１０４】
実験では、厚さが０．５５ｍｍで幅寸法３０ｍｍ×長さ寸法４０ｍｍのホウケイ酸ガラス基板上に、膜厚が３μｍのＦｅ50.19at%Ｈｆ13.72at%Ｏ36.09at%をスパッタ成膜した磁性シート４（実施例）を形成した。ターゲットにはＦｅ−Ｈｆ合金を用いた。スパッタ装置には、キャノンアネルバ製のＳＰＦ−７３０ マグネトロンスパッタ装置を用いた。またスパッタ条件としてＡｒガス流量を５０ｓｃｃｍ、Ａｒ＋５％Ｏ2ガス流量を２５ｓｃｃｍ、ＲＦ電力を６００Ｗ、ガス圧を３ｍＴｏｒｒ、Ｔ／Ｓ＝０％、基板間接冷却とした。なおＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対する熱処理は行っていない。
【０１０５】
また、図１２に示すノイズ抑制評価装置において、受信用ループアンテナとして、φ４ｍｍのマイクロループアンテナを用い、ネットワークアナライザとして、Ｎ３３８３Ａ（アジレントテクノロジ社製）を用い、スペクトラムアナライザとして、８５９５Ｅ（アジレントテクノロジ社製）を用いた。
【０１０６】
実施例として、前記磁性シート４のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜側を前記導電パターン１６に対向させ、ちょうど前記磁性シート４の中心に前記導電パターン１６が位置するように前記磁性シート４を前記評価基板１１上に設置した。なお前記磁性シート４上には重り（約１００ｇ）を載せた。そして、５００ＭＨｚでの放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）を求めるとともに、伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）を求めた。
【０１０７】
また比較例として、ＮＥＣトーキン（製）の商品名ＦＫ１（０１）の磁性シート（磁性膜の膜厚は１００μｍ）を前記導電パターン１６上に設置して、５００ＭＨｚでの放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）を求めるとともに、伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）を求めた。
【０１０８】
図１３が、実施例及び比較例の放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）の実験結果、図１４が、実施例及び比較例の伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）の実験結果である。
【０１０９】
図１３に示すように、実施例では比較例よりも透過減衰量（絶対値）が大きくなり、実施例のほうが比較例よりもノイズを適切に減衰させることができるとわかった。
【０１１０】
また図１４の実験結果から、実施例のほうが比較例に比べて、広い周波数帯域でノイズ抑制効果が大きいことがわかった。
【０１１１】
続いて、上記した実施例の磁性シート４における複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″の周波数依存性を求めた。その結果が図１５に示されている。
【０１１２】
図１５に示すように、１００ＭＨｚ以上の周波数帯域で、前記電磁波吸収シート１の複素比透磁率の虚数部μ″を８０以上にできることがわかった。
【０１１３】
なお、以上の実験においてはホウケイ酸ガラス基板上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を形成したが、樹脂シート上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜形成しても同様な効果が得られることは言うまでもない。
【０１１４】
（ガス圧の実験）
ＲＦ平行平板マグネトロンスパッタ法（ＭＴ法）、及び、ＤＣ対向ターゲットスパッタ法（ＦＴＳ法）を用いて、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を基板上にスパッタ成膜した。
【０１１５】
まずＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をＭＴ法でスパッタ成膜した。基板にはホウケイ酸ガラス基板を用いた。またターゲットにはＦｅ−Ｈｆ合金を用いた。スパッタ装置には、キヤノンアネルバ製のＳＰＦ−７３０ マグネトロンスパッタ装置を用いた。またスパッタ条件としてＡｒガス流量を５０ｓｃｃｍ、Ａｒ＋５％Ｏ2ガス流量を２５ｓｃｃｍ、Ｏ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を１．６７％、ＲＦ電力を６００Ｗ、Ｔ／Ｓ＝０％、基板間接冷却とした。Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を１μｍの膜厚で成膜した。また、ガス圧はオリフィスの角度で調整した。
【０１１６】
Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対して熱処理は施していない。ＡｒとＯ2との混合ガスのガス圧を変化させ、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を調べた。
【０１１７】
続いて、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をＦＴＳ法でスパッタ成膜した。基板にはＳｉ基板を用いた。また、ターゲットにはＦｅ−Ｈｆ合金ターゲットを用いた。スパッタ装置には、ＲＦ対向ターゲットスパッタ装置を用いた。またスパッタ条件として電力を３００Ｗ、５５００Ｗ（高Ｐｏｗｅｒ）、ＡｒガスとＯ2ガスの混合ガスを用いてＯ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を０％〜２６．３％とした。Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を２μｍの膜厚で成膜した。ガス圧はガスの流量を調整して設定した。
【０１１８】
Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜に対して熱処理は施していない。ＡｒとＯ2との混合ガスのガス圧を変化させ、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を調べた。
【０１１９】
図１６に実験結果が示されている。図１７は、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜との組成比との関係が示されている。
【０１２０】
図１７に示すようにガス圧が６ｍＴｏｒｒと９ｍＴｏｒｒとでは、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜との組成比に顕著な差が出ないことがわかった。
【０１２１】
しかしながら、図１６に示すように、ガス圧が６ｍＴｏｒｒより高くなると、複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″が大きく低下することがわかった。
【０１２２】
次に、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルの関係を調べた。測定には、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を上記の実験でＭＴ法により成膜した試料を用いた。その実験結果が図１８に示されている。
【０１２３】
この図１８に示すように、ガス圧を９ｍＴｏｒｒとした試料では、ｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークがブロードになり、アモルファスに近い構造になっていることがわかった。またガス圧を、６．５ｍＴｏｒｒ、７ｍＴｏｒｒ、８ｍＴｏｒｒとした実験結果も、ガス圧を９ｍＴｏｒｒとしたときほどではないが、ｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークがブロードになることがわかった。
【０１２４】
次に、主としてＦＴＳ法にてＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を成膜したときのガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルの関係を調べた。なお図１９での測定に用いたＦＴＳ法及びＭＴ法でのＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜は図１７の実験で使用したものと同じである。
【０１２５】
図１９に示すように、ＦＴＳ法においてもガス圧を９．８ｍＴｏｒｒとするとｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークがブロードになり、アモルファスに近い構造になっていることがわかった。また、ＦＴＳ法においてガス圧を６ｍＴｏｒｒとしたとき、ｂｃｃ−Ｆｅ（１１０）のピークが現れていないように見えるが、実際にはピークが現れており軟磁性を示すことがわかった。
【０１２６】
続いて、ＦＴＳ法により、様々な組成比によりなるＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜をスパッタ成膜した。以下の表５に示すようにガス圧を０．７ｍＴｏｒｒ、１．０ｍＴｏｒｒ、３．０ｍＴｏｒｒと変えた。
【０１２７】
【表５】
【０１２８】
表５に示すように元素Ｏを６．８５ａｔ％まで小さくしても複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″の双方が高い優れた軟磁気特性を得ることが可能である。なお、以上の実験においてはホウケイ酸ガラス基板上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を形成したが、樹脂シート上にＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜形成しても同様な効果が得られることは言うまでもない。
【０１２９】
以上により、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜については、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たすことが好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を５０以上、比抵抗ρを２００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。また元素Ｏの組成比ｃを、２７．０８〜４７ａｔ％、Ｈｆの組成比ｂを１１．４０〜１５．７４ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を４００以上、比抵抗ρを３００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できる。
【０１３０】
（Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜、及び、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜の実験）
基板上に元素Ｏの組成比やＡｌの組成比を変化させたＦｅ−Ａｌ−Ｏ膜をスパッタ成膜し、このとき得られた各Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）、及び、虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）等を調べた。
【０１３１】
実験では、ＲＦ平行平板コンベンショナルスパッタ法、あるいは、ＤＣ対向ターゲットスパッタ法（ＦＴＳ法）にて、Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜を成膜した。成膜時におけるガス圧を前者は４ｍＴｏｒｒ、後者は３ｍＴｏｒｒとした。
【０１３２】
続いて、基板上に元素Ｏの組成比やＺｒの組成比を変化させたＦｅ−Ｚｒ−Ｏ膜をスパッタ成膜し、このとき得られた各Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´（１３．５６ＭＨｚ）、及び、虚数部μ″（１３．５６ＭＨｚ）等を調べた。
【０１３３】
上記したように、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜に占める元素Ｏの組成比を変化させるには、図２０、図２１に示すように、Ｏ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を変化させて行った。なお図２０、図２１は、ＭＴ法にてＦｅ−Ｚｒ−Ｏ膜を成膜した際、ガス圧、及びＯ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を変化させたときの複素比透磁率の実数部μ´及び膜応力の実験結果である。
【０１３４】
実験では、ＲＦ平行平板マグネトロンスパッタ法（ＭＴ法）にて、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜を成膜した。成膜時におけるガス圧を３ｍＴｏｒｒとした。
その実験結果を以下の表６に示す。
【０１３５】
【表６】
【０１３６】
表６には、既に上記で説明したＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の実験結果も合わせて掲載した。
表６に示すようにＦｅ−Ａｌ−Ｏ膜について、元素Ｏの組成比を６．９９〜１６．７５ａｔ％、Ａｌの組成比を９．７９〜２１．３８ａｔ％と規制することで、複素比透磁率の実数部μ´５０以上で、比抵抗（抵抗率）を２００（μΩｃｍ）以上にできることがわかった。
【０１３７】
また、元素Ｏの組成比ｃを、１２．２０〜１６．７５ａｔ％、Ａｌの組成比ｂを１２．６８〜１５．１７ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を３００以上、比抵抗ρを３００（μΩ・ｃｍ）以上に設定できることがわかった。
【０１３８】
また表６に示すようにＦｅ−Ｚｒ−Ｏ膜について、元素Ｏの組成比を、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、Ｚｒの組成比を７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内とすることで、複素比透磁率の実数部μ´を１００以上、比抵抗ρを２５０（μΩ・ｃｍ）以上に設定できることがわかった。
【０１３９】
また、元素Ｏの組成比を、８．１１〜９．２７ａｔ％、Ｚｒの組成比ｂを７．９５〜８．３６ａｔ％とすることがより好ましい。これにより、複素比透磁率の実数部μ´を８００以上、比抵抗ρを２５０（μΩ・ｃｍ）以上に設定できることがわかった。
【０１４０】
表６及び図２０、図２１によりＦｅ−Ｚｒ−Ｏ膜については、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜やＦｅ−Ａｌ−Ｏ膜に比べて、高い複素比透磁率の実数部μ´、低い複素比透磁率の虚数部μ″、及び低い膜応力を得られることがわかった。具体的には、複素比透磁率の実数部μ´を８００程度、複素比透磁率の虚数部μ″を５０程度、及び膜応力を８０（ＭＰａ）程度に出来ることがわかった。したがって、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜を用いれば、特に、柔らかい基材の片側だけに磁性膜を成膜しても膜応力が低いため磁性シートがロール状にならず、磁性シートの取り扱いが楽になるし、また片側成膜で済み、しかもＨｆ等に比べて安いＺｒを使用できることで材料費も安く済むことがわかった。
【０１４１】
次に、Ｆｅ73.22at%Ａｌ13.31at%Ｏ13.47at%膜のＸ線回折スペクトルの関係を調べた。その実験結果が図２２に示されている。
【０１４２】
図２２に示すように、Ｆｅのｂｃｃ相に対応するシャープで明瞭なピークが観察された。一方、アモルファスを示すブロードなピークが観察されなかった。しかしながら、次の理由により、Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜もｂｃｃＦｅの微結晶相とアモルファス相との混相構造であると推測できる。
【０１４３】
まず、図２２に示すように、アモルファスであるＡｌ2Ｏ3膜にも、アモルファスのブロードのピークが見られない。また、Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトルに示すように、Ｆｅのｂｃｃ相に対応するピーク以外に明瞭な結晶を示すピークが見られない。さらには、α−Ｆｅ（１１０）の面間隔ｄは、Ｆｅ−Ａｌ膜であると（すなわち元素Ｏが無い）、ＡｌがＦｅ格子に置換して入るためか広がるのに、Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜であると、ＡｌがＯと優先して結合するためか、Ｆｅ格子にＡｌが入らなくなり、アモルファスのブロードピークが明確に観察されるＦｅ−Ｚｒ−Ｏ膜（Ｘ線回折スペクトルを次に示す）とほぼ同じ面間隔となっている。以上を総合的に勘案すれば、Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜についてもアモルファスが存在することを推測できる。
【０１４４】
図２３は、次に、Ｆｅ83.58at%Ｚｒ8.31at%Ｏ8.11at%膜のＸ線回折スペクトルである。図２３に示すように、Ｆｅのｂｃｃ相に対応するシャープで明瞭なピークと、ＺｒあるいはＦｅの酸化物に近い回折角にブロードなピークが観察された。この結果から、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｏ膜の膜構造は、アモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅを主体としたｂｃｃの微結晶相との混相構造であるとわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】ＲＦＩＤデバイス及びリードライタの模式図、
【図２】本発明の実施形態の磁性シートの斜視図、
【図３】Ｆｅ−Ｍ−Ｏ膜の膜構造の模式図、
【図４】受信信号の減衰量の測定に使用した試料の各構成図であり、（ａ）は、基本構成図、（ｂ）は、（ａ）の受信アンテナの送信アンテナとの対向面と反対側に金属板を設けた構成図、（ｃ）は、（ｂ）の受信アンテナと金属板との間に磁性シートを挿入した構成図、
【図５】受信アンテナと金属板との間に挿入した磁性膜の膜厚と減衰量との関係を示すグラフ、
【図６】磁性膜の複素比透磁率の実数部μ´×磁性膜の膜厚ｔと減衰量との関係を示すグラフ、
【図７】Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の元素Ｏの組成比と複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を示すグラフ、
【図８】Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の元素Ｏの組成比と比抵抗ρとの関係を示すグラフ、
【図９】Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の元素Ｏの組成比と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示すグラフ、
【図１０】Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の元素Ｏの組成比と保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフ、
【図１１】元素Ｏの組成比を６．４１ａｔ％、２７．０８ａｔ％、６６．９１ａｔ％とした各Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトル、
【図１２】ノイズ抑制評価装置の構成図、
【図１３】実施例（Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜）及び比較例（従来の磁性シート）の放射ノイズ抑制効果（透過減衰量）の実験結果、
【図１４】実施例（Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜を用いた電磁波吸収シート）及び比較例（従来の磁性シート）の伝導ノイズ抑制効果（伝送減衰率）の実験結果、
【図１５】実施例の電磁波吸収シートにおける複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″の周波数依存性を示すグラフ、
【図１６】ＡｒとＯ2との混合ガスのガス圧を変化させたときの、ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜の複素比透磁率の実数部μ´及び虚数部μ″との関係を示すグラフ、
【図１７】ガス圧と、Ｆｅ−Ｈｆ−Ｏ膜との組成比との関係を示すグラフ、
【図１８】異なるガス圧で成膜されたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトル（ＭＴ法）、
【図１９】異なるガス圧で成膜されたＦｅ−Ｈｆ−Ｏ膜のＸ線回折スペクトル（ＦＴＳ法及びＭＴ法）、
【図２０】Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜を成膜した際、ガス圧、及びＯ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を変化させたときの複素比透磁率の実数部μ´の実験結果、
【図２１】Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ膜を成膜した際、ガス圧、及びＯ2／（Ａｒ＋Ｏ2）流量比を変化させたときの膜応力の実験結果、
【図２２】Ｆｅ73.22at%Ａｌ13.31at%Ｏ13.47at%膜のＸ線回折スペクトル、
【図２３】Ｆｅ83.58at%Ｚｒ8.31at%Ｏ8.11at%膜のＸ線回折スペクトル、
【符号の説明】
【０１４６】
１ ＲＦＩＤデバイス
２ ＲＦＩＤタグ
３、２２ 金属部材
４、２３ 磁性シート
５ 樹脂シート
６ 磁性膜
７ アモルファス相
８ 微結晶相
１０ リードライタ
２０ 送信アンテナ
２１ 受信アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙのうち少なくともいずれか一種を表す）から成り、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造で形成された磁性膜が物理蒸着法により成膜されてなることを特徴とする磁性シート。
【請求項２】
前記基板は、可撓性の樹脂シートであり、前記磁性膜の膜構造は、熱処理することなく形成されたものである請求項１記載の磁性シート。
【請求項３】
前記磁性膜は、元素ＡがＦｅであり、組成式がＦｅaＭbＯcから成り、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が７．９５〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす請求項１または２に記載の磁性シート。
【請求項４】
元素ＭはＨｆであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす請求項３記載の磁性シート。
【請求項５】
元素ＭはＡｌであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．９９〜１６．７５ａｔ％の範囲内、元素Ａｌの組成比ｂが９．７９〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす請求項３記載の磁性シート。
【請求項６】
元素ＭはＺｒであり、元素Ｏの組成比ｃが、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、元素Ｚｒの組成比ｂが７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす請求項３記載の磁性シート。
【請求項７】
前記磁性シートはＲＦＩＤデバイスに用いられる請求項１ないし６のいずれかに記載の磁性シート。
【請求項８】
前記磁性膜の膜厚は、０．５〜１５μｍの範囲内である請求項７記載の磁性シート。
【請求項９】
前記磁性シートは電磁波抑制体に用いられる請求項１ないし６のいずれかに記載の磁性シート。
【請求項１０】
基板上に、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙのうち少なくともいずれか一種を表す）から成る磁性膜を物理蒸着法により成膜するとき、不活性ガスとＯ2ガスとの混合ガスのガス圧を０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内で調整し、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造を形成することを特徴とする磁性シートの製造方法。
【請求項１１】
前記磁性膜は、元素ＡがＦｅであり、組成式がＦｅaＭbＯcから成り、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が７．９５〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜する請求項１０記載の磁性シートの製造方法。
【請求項１２】
元素ＭはＨｆであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜する請求項１１記載の磁性シートの製造方法。
【請求項１３】
元素ＭはＡｌであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．９９〜１６．７５ａｔ％の範囲内、元素Ａｌの組成比ｂが９．７９〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜する請求項１１記載の磁性シートの製造方法。
【請求項１４】
元素ＭはＺｒであり、元素Ｏの組成比ｃが、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、元素Ｚｒの組成比ｂが７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜する請求項１１記載の磁性シートの製造方法。
【請求項１】
基板上に、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙのうち少なくともいずれか一種を表す）から成り、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造で形成された磁性膜が物理蒸着法により成膜されてなることを特徴とする磁性シート。
【請求項２】
前記基板は、可撓性の樹脂シートであり、前記磁性膜の膜構造は、熱処理することなく形成されたものである請求項１記載の磁性シート。
【請求項３】
前記磁性膜は、元素ＡがＦｅであり、組成式がＦｅaＭbＯcから成り、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が７．９５〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす請求項１または２に記載の磁性シート。
【請求項４】
元素ＭはＨｆであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす請求項３記載の磁性シート。
【請求項５】
元素ＭはＡｌであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．９９〜１６．７５ａｔ％の範囲内、元素Ａｌの組成比ｂが９．７９〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす請求項３記載の磁性シート。
【請求項６】
元素ＭはＺｒであり、元素Ｏの組成比ｃが、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、元素Ｚｒの組成比ｂが７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす請求項３記載の磁性シート。
【請求項７】
前記磁性シートはＲＦＩＤデバイスに用いられる請求項１ないし６のいずれかに記載の磁性シート。
【請求項８】
前記磁性膜の膜厚は、０．５〜１５μｍの範囲内である請求項７記載の磁性シート。
【請求項９】
前記磁性シートは電磁波抑制体に用いられる請求項１ないし６のいずれかに記載の磁性シート。
【請求項１０】
基板上に、Ａ−Ｍ−Ｏ（ただし元素ＡはＦｅまたはＣｏまたはその混合物を表し、元素Ｍは、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｙのうち少なくともいずれか一種を表す）から成る磁性膜を物理蒸着法により成膜するとき、不活性ガスとＯ2ガスとの混合ガスのガス圧を０．５ｍＴｏｒｒ〜６ｍＴｏｒｒの範囲内で調整し、元素ＭとＯの化合物を含むアモルファス相と、前記アモルファス相中に点在するＦｅまたはＣｏから選ばれる一種または二種を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶相との膜構造を形成することを特徴とする磁性シートの製造方法。
【請求項１１】
前記磁性膜は、元素ＡがＦｅであり、組成式がＦｅaＭbＯcから成り、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｍの組成比が７．９５〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜する請求項１０記載の磁性シートの製造方法。
【請求項１２】
元素ＭはＨｆであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．８５〜４７ａｔ％の範囲内、元素Ｈｆの組成比ｂが１１．４０〜１５．７４ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜する請求項１１記載の磁性シートの製造方法。
【請求項１３】
元素ＭはＡｌであり、元素Ｏの組成比ｃが、６．９９〜１６．７５ａｔ％の範囲内、元素Ａｌの組成比ｂが９．７９〜２１．３８ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜する請求項１１記載の磁性シートの製造方法。
【請求項１４】
元素ＭはＺｒであり、元素Ｏの組成比ｃが、８．１１〜９．２９ａｔ％の範囲内、元素Ｚｒの組成比ｂが７．９５〜８．３６ａｔ％の範囲内、残部が元素Ｆｅの組成比ａであり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ａｔ％の関係を満たす前記磁性膜を成膜する請求項１１記載の磁性シートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１０−１０６４１（Ｐ２０１０−１０６４１Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３９８８３（Ｐ２００８−２３９８８３）
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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