JPH02175618A - 磁性合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、特に高密度磁気記録用の磁気ヘッドに適する
磁性合金に関する。

（従来の技術） 近年、磁気記録の高密度化や広帯域化の必要性が高まり
、磁気記録媒体に高い抗磁力を有する磁性材料を使用し
て記録１〜ラック幅を狭くすることにより、高密度記録
再生を実現している。

そして、この高い抗磁力を持つ磁気記録媒体に記録再生
ずるための磁気ヘッド材料として、飽和磁束密度の高い
磁性合金か必要とされており、センダスＩ・合金や非晶
質合金等をコアの一部または全部に使用した磁気ヘッド
か提案されている。

しかしながら、磁気記録媒体の高抗磁力化が一段と進み
、抗磁力か２００００　ｅ以上になるとセンタス１へ合
金や非晶質合金を使用した磁気ヘッドでは良好な磁気記
録再生か困難になった。

また、磁気記録媒体の長手方向ではなく、厚さ方向に磁
化して記録する垂直磁化記録方式も提案されているが、
この垂直磁化記録方式を良好に行うには、磁気ヘッドの
主磁極の先端部の厚さを０．５μｍ以下にする必要があ
り、比較的抗磁力の低い磁気記録媒体に記録するのにも
、高い飽和磁束密度を持つ磁気ヘッドか必要とされてい
る。

そして、センダスト合金や非晶質合金等よりも飽和磁束
密度の高い磁気ヘッド用合金として窒化鉄、Ｆｅ−３ｉ
系合金等の鉄を主成分とした磁性合金か知られている。

（発明か解決しようとする課題） ところが、従来より知られている高飽和磁束密度の磁性
合金は、保磁力が大きくそのままでは磁気ヘッドの材料
としては不十分であるので、センタスト合金やパーマロ
イ等の保磁力の小さい磁性材料を眉間膜として使用した
多層膜構造の磁気ヘッドか提案されている。

しかし、多層膜構造にするには工数やコストがかかり、
信顆性を保つのも離しいという問題があった。特に、数
μｍ以上の膜厚にする為には場合によっては１００層以
上の多層ＩＩ！構造にする必要があり、使用範囲も限ら
れていた。

そこで、本発明は多層構造にしなくても高飽和磁束密度
を持ち、且つ保磁力の小さい磁性合金を提供することを
、目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題に鑑みてなされたものでありＦｅ　　
Ｍ　　Ｏなる組成で表わされ、ｗ、ｘ　ｘ　ｙ ｙで示される原子％は ５５≦ｗ≦９８ １≦ｘ≦２５ １≦ｙ≦２０ ｗ＋ｘ＋ｙ＝１００ なる関係を有し、但しＭは元素周期律表ＩＶ　ｂ族の少
なくとも１種以上の元素である磁性合金、およびＦｅ　
　Ｍ　　ＯＲｕ　　なる組成で表わさＷＸ　　ｙ　　Ｚ れｗ、ｘ、ｙ、ｚで示される原子％は ５５≦ｗ≦９７．７ １≦ｘ≦２５ １≦ｙ≦２０ ０．３　≦Ｚ １．３≦ｘ＋Ｚ　≦２５ ｗ＋ｘ十ｙ＋ｚ−１００ なる関係を有し、但しＭは元素周期律表ＩＶｂ族の少な
くとも１種以上の元素である磁性合金をそれぞれ提供す
るものである。

（実施例） 本発明の磁気ヘッド用磁性合金の製造装置の一例を第一
図に示す。

一対のターゲット５，５は鉄（Ｆｅ）と元素周期律表Ｉ
Ｖｂ族の元素である炭素（Ｃ）またはシリコン（けい素
＝Ｓｉ）またはゲルマニウム（Ｇｅ　）の合金ターゲッ
トか、或いは適当な凹部を設けた純鉄のターゲットの凹
部にチップ状のＣまたはＳｉまたはＧｅをはめ込んだ複
合ターゲットである。

このターゲット５，５はターゲットホルダー９によって
支えられており、このターゲット５とターゲットホルタ
−９には、直流電源１３よりマイナス電位か印加され、
さらにこのターゲットホルダ−９の周囲にはシールド４
か取り付けである。

また、このターゲットホルダー９の内部には、両ターゲ
ット５，５間にプラズマ１４を集束するための磁石６．
６が挿入され、かつターゲット５の表面の加熱を防ぐた
めに冷却水８か流入している。

そして、接地された真空槽３の左右に、２個のターゲラ
１〜ホルダー９が絶縁体７によって絶縁されて設けられ
ている。

また、この真空槽３の上部より、酸素（０２）、アルゴ
ン（Ａｒ）がそれぞれ流量計１〜２により、所定の流量
に調節されて導入されている。

なお、アルゴンは、ターゲット５をスパッタすると同時
に成膜する磁性合金膜中の酸素の量を調節するためのも
のである。

そして、真空槽３の下部には、基板ホルダー１２上に基
板１１が置かれ、不純物を防ぐためのシャッター１０が
基板１１を覆っている。

このようなスパッタ装置において、直流電源１３により
、左右のターゲットホルタ−９に支えられなターゲット
５，５の間にプラズマ１４を発生させると、ターゲット
５はマイナス電位であるので、プラズマ１４中のアルゴ
ンイオン（Ａｒ”）かターゲラ１〜５に衝突し、ターゲ
ット５の鉄原子が飛び出す。そして、ターゲット５から
飛び出した鉄原子と、プラズマ中の酸素の原子または分
子とか結合して、基板１１の上に成長していく。

なお、スパッタ開始後の数分間は、シャッター１０を閉
じて基板１１を覆うことにより、ターゲラ１〜５の表面
の不純物か基板１１の」二に付かないようにし、その後
でシャッター１０を開けるようにする。

そして、流量計１〜２により、酸素、アルゴンの導入量
を調節することにより、所望の酸素を含んｆ、：Ｆｅ　
　Ｍ　　Ｏ合金を得ることができる。

　Ｘ　ｙ （但し、ＭはＣまたはＳｉまたは、Ｇｅを示す）このよ
うにして得なＦｅヵＭｘＯ７合金の酸素およびＣまたは
ＳｉまたはＧｅの含有量と飽和磁束密度（Ｂｓ）、保磁
力（１−（ｃ　）との関係を表に示す。

表は酸素および炭素またはけい素またはゲルマニウムの
含有量と飽和磁束密度（ＢＳ）、保磁力（Ｈｃ）との関
係を示す表であり、含有量はＥＳＣＡ　（Ｘ線光電子分
光分析法）、ＥＰＭＡ　（Ｘ線マイクロアナライザ法）
等による定量分析で原子％で表している。この内、試料
番号１は鉄のみの場合の結果であり、試料番号２は鉄に
酸素のみを含有させた時の結果である。この表から、鉄
と、炭素または、けい素（ｓｉ）または、ゲルマニウム
の合金に酸素を適量添加することによりＨＣが低下し、
優れた軟磁気特性を示すようになっているのか判る。ま
た、炭素またはけい素またはゲルマニウムの含有量が増
加すると磁性合金の飽和磁束密度（Ｂｓ）か低下する。

炭素またはけい素またはゲルマニウムの含有量か２５原
子％以下であればＢｓか１０ｋＧ以上の高飽和磁束密度
を持つ磁性合金か得られる。

ここで、酸素の含有量が１原子％未満であると、顕著な
酸素の効果かみられずＨｃはほとんど低下しない。また
、酸素の含有量か２０原子％を越えると軟磁気特性か大
幅に劣化し、Ｂｓの低下とＨａの増大が起こる。しなか
って、酸素の含有量か１〜２０原子％、さらに好ましく
は３〜１２原子％であるとＢｓが高くかつＨｃの小さい
磁性合金か得られる。一方、炭素、けい素またはゲルマ
ニウムの合計の含有量か１原子％未溝であると、酸素の
添加による低ＨＣ化か見られず、資料番号２に示されて
いる鉄に酸素のみを添加した場合と類似してＨｃが増大
する。また、炭素、けい素またはゲルマニウムの合計の
含有量が２５原子％を越えるとＢｓがｌ０ＫＧより小さ
くなり、本発明の目的である高Ｂｓ特性が得られなくな
り場合によっては■１Ｃの増大も見られる。したがって
、炭素、けい素またはゲルマニウムの合計の含有量か１
〜２５原子％であればＢｓか高く、かつ）−Ｔ　ｃの小
さい磁性合金が得られることになる。

従って、ＦｅｗＭｘＯｙなる式で示される組成の合金に
おいて、ｗ、ｘ、ｙか次のような原子％の時に優れた軟
磁気特性を示す磁性合金か得られる。

即ち、 ５５≦ｗ≦９８ １≦ｘ≦２５ １≦ｙ≦２０ ｗ＋ｘ＋ｙ＝１００ なる関係を満せばよい。

また、ターゲット５をＦｅとＲｕとＣ，ＳｉまたはＧｅ
の合金ターゲットか、或いは適当な凹部を設けた純鉄の
ターゲットの凹部にチップ状のＲｕとＣ，ＳｔまたはＧ
ｅをはめ込んだ複合ターゲットを用いて上記と同様にス
パッタを行うことにより、ＦｅｗＭｘＯ，Ｒｕ２合金を
得ることができる。上記ＦｅｗＭｘＯ，合金およびＦｅ
ｗＭｘＯ，Ｒｕ７合金を２％塩水に浸した後、これを取
り出し、更に６０℃−９０％の高温高湿中で耐蝕試験を
行った結果を第２図に示す。第２図は、初期のＢｓ（Ｂ
ｓ（０））と試験後の経過時間でのＢｓ　（Ｂｓ（ｔ）
）の割合と、経過時間との関係を示している。

この第２図から、これらの合金にルテニウムを適量添加
することによって、耐蝕性が向上することか判る、さら
に、酸素か含まれている場合、ルテニウムの含有量か少
ないと耐蝕性は逆に悪くなるということを第２図は示し
ている。従って、ＦｅｗＭｘＯ７Ｒｕ７なる式で示され
る組成の合金において、ｗ、ｘ、ｙ、ｚが次のような原
子％の時に優れた軟磁気特性を示し、且つ耐蝕性の優れ
た磁性合金が得られる。

５５≦ｗ≦９７．７ １≦ｘ≦２５ １≦ｙ≦２０ ０．３≦Ｚ １．３≦ｘ＋ｚ≦２５ ｗ＋ｘ＋ｙ＋Ｚ＝１００ なお、本発明の実施例において、元素周期律表ＩＶ　ｂ
族の元素である炭素または、けい素または、ゲルマニウ
ムを用いて資料を作製したが、元素周期律表ＩＶ　ｂ族
の他の元素であるＰｂｆ鉛）、Ｚｎ（鈴）を用いたもの
であっても良く、さらに例えば炭素または、けい素また
は、ゲルマニウムよりなる群の少なくとも２種類以上を
含有させたものであっても良い。

（発明の効果） 以上のような組成の磁性合金にすることにより高飽和磁
束密度を有し、且つ低保磁力であり、更に、耐蝕性の優
れた磁気ヘッド用磁性合金が得られる。従って、本発明
の磁性合金を用いれば、高保磁力磁気媒体への良好な記
録再生が行え、高密度磁気記録再生か実現できる。

また、本発明の磁性合金と、他の軟磁性材（センダスト
等）とを交互に積層して、多層構造とすることにより、
さらに保磁力の低下が期待できるが、本発明磁性合金だ
けの単層構造でも優れた磁気特性を有する磁性合金が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の磁性合金製造法の一例であるスパッ
タ装置の概略図、第２図は本発明の磁性合金のＦｅ−Ｃ
−０−Ｒｕ合金及び Ｆｅ−Ｃ−Ｒｕ合金においてＲｕの含有量による耐蝕性
の違いを表す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）Ｆｅ＿ｗＭ＿ｘＯ＿ｙなる組成で表わされ、ｗ，
   ｘ，ｙで示される原子％は ５５≦ｗ≦９８ １≦ｘ≦２５ １≦ｙ≦２０ ｗ＋ｘ＋ｙ＝１００ なる関係を有し、但しＭは元素周期律表IVｂ族の少なく
   とも１種以上の元素である磁性合金。 （２）Ｆｅ＿ｗＭ＿ｘＯ＿ｙＲｕ＿ｚなる組成で表わさ
   れｗ，ｘ，ｙ，ｚで示される原子％は ５５≦ｗ≦９７．７ １≦ｘ≦２５ １≦ｙ≦２０ ０．３≦ｚ １．３≦ｘ＋ｚ≦２５ ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ なる関係を有し、但しＭは元素周期律表IVｂ族の少なく
   とも１種以上の元素である磁性合金。