JPH02199027A - 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
て記録ト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
するための磁気ヘッド材料として、飽和磁束密度の高い
磁性合金が必要とされており、センダスト合金や非晶質
合金等をコアの一部または全部に使用した磁気ヘッドが
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
、抗磁力が２００００　ｅ以上になるとセンダスト合金
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
再生が困誼になった。

また、磁気記録媒体の長平方向ではなく、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［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が必要とされてい
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が知られている。

（発明が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、センダスト合金やパーマロ
イ等の保磁力の小さい磁性材料を層間膜として使用した
多層膜構造の磁気ヘッドが提案されている。

しかし、多層ＷＡ４Ｗ３ｆｉにするには工数やコストが
かかり、ｆ８顆性を保つのも難しいという問題があった
。特に、数μ１以上の膜厚にする為には場合によっては
１００層以上の多層膜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Ｍ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Ｆ”ｅ、
ＭｘＯ，なる組成式で表わされ、ｗ、ｘ。

ｙで示される原子％は ６５≦ｗ≦９７．５ ０．５≦ｘ≦１５ ２≦ｙ≦２０ ｗ　＋ｘ　十ｙ　＝　１００ なる関係を有し、但しＭは元素周期律表ＩＶ　ａ族また
はＶａ族の元素であるＺｒ　、　Ｈｆ　、　Ｔａ　、　
Ｎｂのいずれか１種または２種類以上含む磁性合金、ま
たは、ＦｅｖＩＭｘＯ，Ｒｕ２なる組成式で表わされ、
ｗ、ｘ、ｙ、ｚで示される原子％は６５≦ｗ≦９７．２ ０．５≦ｘ≦１４．７ ２≦ｙ≦２０ ０．３≦Ｚ ０．８≦ｘ十ｚ≦１５ ｗ十ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ なる関係を有し、但しＭは元素周期律表ＩＶａ族または
Ｖａ族の元素であるＺｒ、Ｈｆ、’Ｉ’ａ、Ｎｂのいず
れか１種または２種類以上を含む磁性合金をそれぞれ提
供するものである。

（実　施　例） 本発明の磁性合金を説明するに先立ってその製造装置の
一例を第１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
Ｖ　ａ族の元素であるジルコニウム（Ｚｒ　）　。

ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ　）またはニオブ
（Ｎｂ　）のいずれか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Ｚ
ｒ　、　Ｈｆ　、　Ｔａ　、またはＮｂ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とターゲットホルダー９には、直流電源１３よりマイ
ナス電位が印加され、さらにこのターゲットホルダー９
の周囲にはシールド４が取り付けである。

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が流入している。

そして、接地された真空槽３の左右に、２個のターゲッ
トホルダー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ＷＪ３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
、左右のターゲットボルダ−９に支えられたターゲット
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　”）がターゲット５に衝突し、ターゲ
ット５の鉄原子が飛び出ず、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
子とが結合して、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、ターゲット５の表面の
不純物が基板１１の上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にて酸素、アルゴンの導入量を調
節することにより、所望の酸素を゛含んだＦｅ　　Ｍ　
　Ｏなる組成式の合金を得ることかで　ｘ　ｙ きる、（但し、ＭはＺｒ　、　Ｈｆ　、　Ｔａ　、また
はＮｂの一種類以上の元素を示す） このようにして得たＦｅ、ＭｘＯ，なる組成式の合金の
酸素およびＺｒ　、　Ｈｆ　、　Ｔａ　、またはＮｂの
含有量と飽和磁束密度（Ｂｓ）、保磁力（Ｈｃ　）との
関係を表に示す。

（以下、余白、） 表は酸素およびＺｒ、Ｈｆ、Ｔａ、またはＮｂの含有量
と飽和磁束密度（Ｂｓ）、保磁力（Ｈｃ）とのｒ３Ａ係
を示す表であり、含有量はＥＳＣＡ　（Ｘ線光電子分光
分析法）、ＥＰＭＡＣＸ線マイクロアナライザ法）等に
よる定量分析で原子％（ａｔ％）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Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、またはＮｂ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が判る。また、Ｚｒ　、　
Ｈｆ　、　Ｔａ　、またはＮｂの含有量が増加すると磁
性合金の飽和磁束密度（Ｂｓ）が低下する。Ｚｒ　、　
Ｈｆ　、　Ｔａ　、またはＮｂの含有量が１５原子％以
下であればＢｓが１０に６以上の高飽和磁束密度を持つ
磁性合金が得られる。

ここで、酸素の含有量が１原子％未溝であると、顕著な
酸素の効果がみられずＨＣはほとんど低下しない。また
、酸素の含有量が２０原子％を越えると軟磁気特性が大
幅に劣化し、Ｂｓの低下とＨｃの増大が起こる。したが
って、実験値より酸素の含有量が２〜２０原子％、さら
に好ましくは３〜１２原子％であるとＢＳが高くかつＩ
Ｃの小さい磁性合金が得られる。

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

即ち、 ６５≦ｗ≦９７．５ ０．５≦ｘ≦１５ ２≦ｙ≦２０ ｗ４−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（ルテニウム）とＺｒ
とＮｂ、Ｔａ、、ｉたはＨｆの合金ターゲーｙトか、或
いは適当な凹部を設けた純鉄のターゲ・ントの凹部にチ
ップ状のＲｕとＺｒ、Ｎｂ、Ｔａ。

またはＨｆのいずれかをはめ込んだ複合ターゲ・／トを
用いて上記と同様にスパッタを行うことに・より、Ｆ　
ｅ　　Ｍ　　ＯＲｕ　ｚ合金を得ることができＷ　　　
ｘ　　　ｙ る。

上記Ｆｅ、ＭｘＯ，合金および Ｐｃ　　Ｍ　　ＯＲｕ　　合金を２％塩水に浸した後、
ｗｘｙ　　　ｚ 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、本発明
の磁性合金とＲｕの含有量による耐蝕性の違いを表す図
である。なお、図中、縦軸は成膜直後のＢｓ　　（Ｉ３
ｓ（０）　）に対する耐蝕試験開始後のＢｓ　　（Ｂｓ
（ｔ））の割合を示す。

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が判る、さら
に、酸素が含まれている場合、ルテニウムの含有量が少
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。また、ルテニウムはＨｃを低下させる効果も認
められる。従って、Ｆｅ　　Ｍ　　ＯＲｕ２なる式で示
される組Ｗ　　　ｘ　　　Ｖ 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
性合金が得られることが確認できた。

６５≦ｗ≦９７．２ ０．５≦ｘ≦１４．７ ２≦ｙ≦２０ ０．３≦Ｚ ０．８≦ｘ＋Ｚ≦１５ ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ （発明の効果） 以上のような組成式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が実現できる。

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１３ｆｉとすることによ
り、さらに保磁力の低下が期待できるが、本発明の磁性
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の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なる組成式で表わされ、ｗ
   ，ｘ，ｙで示される原子％は ６５≦ｗ≦９７．５ ０．５≦ｘ≦１５ ２≦ｙ≦２０ ｗ＋ｘ＋ｙ＝１００ なる関係を有し、但しＭは元素周期律表IVａ族またはＶ
   ａ族の元素であるＺｒ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｎｂのいずれか１
   種または２種類以上含む磁性合金。 （２）Ｆｅ＿ｗＭ＿ｘＲｕ＿ｚる組成式で表わされ、ｗ
   ，ｘ，ｙ，ｚで示される原子％は ６５≦ｗ≦９７．２ ０．５≦ｘ≦１４．７ ２≦ｙ≦２０ ０．３≦Ｚ ０．８≦ｘ＋ｚ≦１５ ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ な関係を有し、但しＭは元素周期律表IVａ族またはＶａ
   族の元素であるＺｒ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｎｂのいずれか１種
   または２種類以上を含む磁性合金。