JPH02268407A - 多層状強磁性体 - 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 本発明は幼規な多層状強磁性体に関するものである。さ
らに詳しくいえば、本発明Ｆ！、、高飽和磁束密度、高
透磁率及び低磁歪定数を有する上、軟磁気特性及び耐熱
安定性が良好であるなど、優れた特徴を有（，７、磁気
ヘッドの磁性膜などとして好適な多層状強磁性体に関す
るものである。

従来の技術 近年、ＶＴＲなどの磁気記録再生装置においては、記録
信号の高密度化や高周波数化などが進められておシ、こ
れに伴い、磁気記録媒体として磁性粉に、鉄、コバルト
、ニッケルなどの強出性金属の粉末を用いたメタルテー
プや、強母性金属材料を蒸着などの手段によりベースフ
ィルム上に被着しｆｃＭ着チー・ブなどが実用化されつ
つある。

このよりな磁気記録媒体（１高１０保磁力を有するので
、記録再生に用いる磁気ヘッドのヘッド材料としては、
高飽和磁束密度を有するものが要求される。また、該磁
気ヘッドでは、分解能を向上させるために、ヘッドの磁
極厚さ！４−薄くする必要があり、これに伴って生じる
磁極先端の磁気飽和を防ぐために高飽和磁束密度を有す
る磁性材料が必須となり、さらに、垂直磁気記録方式に
おいても、例えば垂直磁気記録用単磁極型磁気ヘッドの
主磁棲は１２声程度と極めて薄いため、記録の際に磁気
的に飽和しやすく、それ？避けるためには高飽和磁束密
度を有する磁気ヘッド材料が必要となる。一方、該磁気
ヘッド材料は、ヘッドの記録再生効率の面から、高透磁
率を有することが必要であり、また磁歪定数がゼロに近
いことが望ましい。

このような高飽和磁束密度、高透磁率及び低磁歪定数を
有する磁性材料としては、これまで釉々のものが開発さ
れており、例えば鉄−ニッケル系合金（パーマロイ）、
鉄−アルミニウム−ケイ素系合金（センダスト）、鉄−
ケイ素合金（特開昭５７−１７２７０３号公報）、クロ
ム［Ｌ５〜Ａ８’ｉｉｉ％を含有する鉄−クロム系合金
（特開昭６５−６０２５６号公報）などが知られている
。

しかしながら、鉄−ケイ素系合金や鉄−クロム系合金は
、飽和磁束密度は大きいものの結晶缶２エ方や定数力、
よきい。そ。ア、単層膜と。

て使用する場合、結晶粒径は膜厚程度であるので膜厚１
１ｎ′ｎ位では結晶磁気↓方性の影響を大きく受けて優
れた軟磁気特性が得られないという性による遠方性磁界
を分散させることが望ましい。そこで多層化することに
よって、磁性１−１１−の庫さを薄くして結晶粒を微細
化し、軟磁気特性を向上させることが試みられている。

磁性層に合金を用いた多層状磁性体としては、例えば鉄
系磁性層と二酸化ケイ素から成る中間層と全交互に積層
したもの（特開昭６３−５８８０６号公報）、鉄−クロ
ム系合金から成る磁性１−と二酸化ケイ素やパーマロイ
から成る中間層を交互に積層したもの（特開昭６５−６
０２５６号公報）など、中間層に非磁性材料の二酸化ケ
イ素を用いたものがこれまで知られている。

しかしながら、このような中間層に二酸化ケイ素を用い
た多層状磁性体は軟磁気特性を向上させるのにある程度
優れた効果を有するものの、耐熱安定性については必ず
しも十分ではない。

これは、２００〜６００℃程度の温度において、該二酸
化ケイ素が磁性層中の鉄と拡散結合本しくに、磁性層の
結晶粒の拡大により特性が低下するためである。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような事情のもとで、高飽和磁束密度、
高透出率及び低磁歪定数を有する上に、軟磁気特性及び
耐熱安定性が良好な多層状強磁性体を提供することを目
的としてなされたものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、前記の優れた特徴を有する多層状強磁性
体を開発するために鋭意研究を重ねぇ結果、鉄系磁性層
とともに、中間層として特定組成範囲のホウ素の窒化物
（非平衡相も含む）を用い、これらを基板上に交互に積
層し友ものにより、その目的を達成しうることを見い出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、基板上に、囚鉄系強磁性層と（Ｂ
ｌ一般式 ＢｘＮｙ　　　（非平衡相も含む）　・・・＋１３（式
中のＸ及びｙは、式α５≦ｘ／ｙ≦ｔ５の関係を満たす
数である） で表されるホウ素の窒化物から成る中間層とを交互に積
層したことを特徴とする多層状強磁性体を提供するもの
である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の多層状強磁性体において、磁性層として用いら
れる鉄系磁性材料は、高飽和磁束密度、高透磁率を有し
、かつ磁歪定数が小さいものであればよくて、特に制限
はなく、従来磁気ヘッド用などの磁性薄膜に慣用されて
いる鉄系磁性材料を用いることができる。このような鉄
系磁性材料としては、例えばパーマロイ、Ｆｅ−５ｉ−
、ｉ’ｕ系合金、Ｆｅ−５ｉ−Ｒｕ合金、Ｆｅ−５ｉ合
金、Ｆｅ　−Ｎｉ−Ｍｏ系合金、Ｆｅ　−Ｇａ　−Ｓ　
ｉ系合金、Ｆｅ　−Ｃｒ系合金などが挙げられ、これら
はそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わ
せて用いてもよい。

本発明の多層状強磁性体における中間層には、一般式 ＢＸＮＹ　　（非平衡相も含む）　・・・（１）で表さ
れるホウ素の窒化物が用いられる。このケイ素の窒化物
のＸ及びｙは、０．５≦ｘ　／　ｙ≦１．５を満たす関
係にあることが必要である。ｘｌｙ値がＭｉＪ記範囲を
逸脱すると軟磁気特性全向上させる効果が十分に発揮さ
れない。このようなケイ素の窒化物は、３００〜６００
℃程度の温度においても安定で、酸化ケイ素のように磁
性層中の鉄と拡散したものと思われ、特性の低下が小さ
い。

本発明の多層状強磁性体に用いられる基板については特
に制限はなく、従来磁気ヘッド用などの磁性薄膜に慣用
されているもの、例えばガラスやプラスチック上に紫外
線などで硬化するポリマー層を設けた本の、アクリル系
樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸ビ
ニル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂など
の透明材料から成る基板、あるいはアルミニウムやフェ
ライトなどの不透明材料から成る基板を用いることがで
きる。

本発明の多層状強磁性体は、これらの基板上に、前記の
磁性層と中間層とを交互に積層し丸ものであり、単層の
厚さを薄くして積層数を増やす方が好ましいが、経済性
や作業性などの点から、通常磁気層の厚さは２００〜１
０００λの範囲で、中間Ｉ−の厚さは１０〜１ｏｏＸの
範囲で選ばれ、また、積層数は４〜１４０層の範囲に、
全体の厚さはα４〜３μｍの範囲にあることが好ましい
。

本発明において、磁性層及び中間層を設ける方法につい
てｉｉ特に制限はなく、通常薄膜の形成に用いられてい
る方法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオン
ブレーティング法、ＣＶＤ法などの中から任意の方法を
選択して用いることができる。また、中間層のＢｘＮｙ
におけるｘ／ｙ値は、蒸着原料の組成、雰囲気ガス中の
窒素の含有量、蒸着真空度、蒸着速度などを選択するこ
とにより制御することができる。

発明の効果 本発明の多層状強磁性体は、鉄系材料から成る強磁性層
と特定組成のホウ素の窒化物から成る中間層とを、基板
上に交互に積層したものであって、高飽和磁束密度、高
透磁率及び低磁歪定数を有する上、軟磁気特性及び耐熱
安定性が良好であるなど、優れた特徴を有し、磁気ヘッ
ドの磁性膜などとして好適に用いられる。

実施例 矢に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。

なお、得られた多層状強磁性体の透ａｌ皐、保磁力及び
単層膜の組成は次のようにして求めた。

（１）透磁率μｉａｃ 出化困難軸方向に測定磁場が印加されるように、フェラ
イトヨークを膜面に当て、インピーダンスアナライザを
用いて３　ｍｏｅの磁場及び５ＭＨｚの測定周波数でイ
ンダクタンスを測定することによシ求めた。

（２）　　保磁力Ｈｅ 薄膜ヒストロスコープを用いて測定した。

（３）単層膜組成 ＥＰＭＡ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｐｒｏｂｅ　Ｍｉｃｒ
ｏ−Ａｎａｌｙｓｉｓ　）法により求めた。

実施例 ケイ素１．７重量％含有鉄−ケイ素合金ターゲットとＢ
Ｎターゲットを用い、ＲＦマグネトロンスパッタ装置に
て、３０００ｅ　の出湯中で交互にスパッタリングを行
い、基板上に、厚さ５００Ａの鉄−ケイ素磁性合金から
成る磁性層と厚さ２５λのＢｘＮｙから成る中間層が交
互に１５層積層された総膜厚約α８μｍの多層膜を形成
した。

この際基板として板厚１．１閣の結晶化ガラス（商品名
フォトセラム）を用いた。

また、スパッタリングの条件は、鉄−ケイ素合金層の形
成には、アルゴン圧ｊ　５ｍＴｏｒｒ　、投入パワーＡ
２Ｗ／ｍ、基板温度５００℃とし、ＢｘＮｙ層の形成に
Ｆｉａ々の割合のアルゴンと窒素との混合ガスを用い、
圧１５　ｍＴｏｒｒ　ｓ投入パワー１．９％−１基板温
度３００℃とした。

なお、鉄−ケイ素磁性合金膜はアルゴンガス雰囲気下で
、ＢｘＮｙ膜はアルゴンと窒素との混合ガス雰囲気中で
それぞれ作成した。

また、このようにして得られた多膜層におけるＢｘＮｙ
層の組成を求めるために、別に、板厚１１ｆｉのバリウ
ムホウケイ酸双ラス（商品名７０５９）上に、基板温度
を１５０℃とし友以外は前記と同じ条件で、厚さ約１μ
ｍのＢｘＮｙ膜全形成し、この膜の組成を求め念。

第１図に、混合ガス中の窒素の含有量（容量係）とＢｘ
Ｎｙ層におけるＸ／Ｙ値との関係をグラフで示す。また
第２図にＢｘＮｙ層におけるｘｌｙ値と多層膜の保磁力
（Ｈｅ　）との関係を、第５図にＢｘＮｙ　Ｍにおける
ｘ／ｙ値と透磁率（μ１ａｅ）との関係を示す。

これらの図から、ＢＸＮＹ層におけるｘ／ｙ値が０．５
〜１，５の範囲において良好な軟磁気特性（低保磁力、
高透磁率＞１有することが分かる。

また、第４図、第５図は中間＃５ｉＯｓ及びＢＮゲ用い
たときの耐熱性を調べたグラフで、従来の５ｉ０２に対
してＢＮ層を用りた多層Ｓは熱的に安定であることが分
かる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図Ｆｉ、それぞれ本発明の実施
例で作成され九多層状強磁性体についての混合ガス中の
窒素含有量と、　ＢｘＮｙ　Ｉｉｌにおけるｘ／ｙ値と
の関係を示すグラフ、Ｂ　ｘ　Ｎ　７層におり゛るｘ／
ｙ値と保磁力との関係を示すグラフ及び同じく透磁率と
の関係を示すグラフである。 第４図、第５図は、中間層に５ｉ０２及びＢＮ金用い友
ときの耐熱安定性を調べたグラフである。 第 図 °４ 第３図 ソ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基板上に、（Ａ）鉄系強磁性層と（Ｂ）一般式Ｂｘ
   Ｎｙ（非平衡相も含む） （式中のｘ及びｙは、式０．５≦ｘ／ｙ≦１．５の関係
   を満たす数である） で表されるホウ素の窒化物から成る中間層とを交互に積
   層したことを特徴とする多層状強磁性体。