Entwicklung und Fertigung magnetischer Schichten

Da die erreichbaren Kräfte bei linearen elektromagnetischen Mikromotoren einerseits vom erreichbaren magnetischen Fluss abhängen, andererseits möglichst geringe Dimensionen der Flussführung angestrebt werden, besteht Bedarf an weichmagnetischen flussführenden Werkstoffen mit hoher Sättigungsflussdichte B(ind s). Um hohe Abscheideraten zu erhalten, wurden galvanische Verfahren eingesetzt, die auch den Vorteil besitzen, dass die Schichten in aus strukturiertem Fotolack hergestellten Mikroformen abgeschieden werden können. Es soll CoFe, das Sättigungsflussdichten B(ind s) von bis zu 2,5 T verspricht, eingesetzt werden. Als Substrate für die Versuche kommen Glasobjektträger zum Einsatz. An weichmagnetischen Schichten konnten 10 mym dicke CoFe- Schichten mit Sättigungsflussdichten B(ind s) von über 2 T mit Abscheideraten von 6 mym/h hergestellt werden. Damit konnten weichmagnetische Schichten erzeugt werden, deren Sättigungsflussdichte deutlich über den mittels Permalloy erzielbaren liegt (je nach Zusammensetzung 0,9 T bis 1,5 T). Optimierungsbedarf besteht bei diesen Schicht noch bei der Größe der Koerzitivfeldstärke. Diese liegt mit mehreren kA/m deutlich über einem anzustrebenden Wert von 1 kA/m. Diese Werte werden aber bei Schichten erreicht, die thermisch behandelt ('annealed') worden sind. Dieser Prozess der Wärmebehandlung beeinflusst (d.h. verringert) vor allem die Koerzitivfeldstärke, während die Sättigungsflussdichte erhalten bleibt. Es ist daher zu untersuchen, in wie weit die Schichten unter Beachtung der Prozesskompatibilität annealed werden können. Auch zeigte eine EDX-Analyse, dass die Zusammensetzung von 56% Fe zu 44% Co nicht der von Osake et al. genannten Zusammensetzung entspricht, gleichwohl aber gute weichmagnetische Eigenschaften aufweist. Es sind Untersuchungen zum korrosiven Verhalten von CoFe notwendig. Im Bereich des Gasflusssputtern von SmCo konnten die magnetischen Daten als Funktion der Werkstoffzusammensetzung ermittelt werden. Für eine weitere Erhöhung der Abscheiderate muss der Abstand zwischen den Targets weiter minimiert werden.