JPH03166704A - 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、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、高密度磁気記
録再生を実現している。そして、この高い抗磁力をもつ
磁気記録媒体に記録再生するするための磁気ヘッド材料
として、飽和磁束密度Ｂｓの高い磁性合金が必要とされ
ており、センダスト合金やＣｏ−Ｚｒ系非品質合金等を
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。

然しなから、磁気記録媒体の高抗磁力化が一段と進み、
磁気記録媒体の抗磁力が２００００ｅ以上になるとセン
ダスト合金やＣｏ−Ｚｒ系非品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難になった。　又、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にも、高い飽和磁
束密度を持つ磁気ヘッド用磁性合金が必要になる。

そして、センダスト合金やＣｏ−Ｚｒ系非品質合金より
も飽和磁束密度の高い磁性合金として、窒化鉄やＦｅ−
Ｓｉ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、これらの高Ｂｓ磁性
合金は保磁力Ｈｃ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か、或いはＳｉ０２等
の非磁性材料を中間層とした多層構造の磁気ヘッドが提
案されている。

然しながら、このように異なる系の物質を多層化するに
は工数やコストがかかり、信頼性を保つのも難しいとい
う問題点があり、また熱安定性も十分とは言えなかった
。

これらの問題点を解決するために、本発明人等はＦｅ−
Ｎ−０合金やＦｅ−Ｔａ−Ｎ−０合金等によって、多層
構造にしない単層でも高飽和磁束密度を有しさらに低保
磁力である磁性合金を提案した。（特願昭６４−３５０
７１号明細書など）ところで、磁気ヘッド等の磁性合金
に要求される特性として、上記の他に磁歪がある。前記
したＦｅ−Ｔａ−Ｎ−０合金はすでに低磁歪を実現して
いるが、今後更に磁歪の低いものが必要となる可能性が
ある。本発明は飽和磁束密度Ｂｓが高く熱安定性にも優
れていて、磁歪が非常に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） 本発明は上記の課題を解決するためになされたものであ
り、Ｆ　ｅｗ　ＭＸ　Ｎｖ　Ｏｚなる組成式で表されｖ
ｘｙｚで示される原子％は ０．５≦Ｘ≦６　　１≦ｙ≦２０ ０．１≦２≦２０ ｗ　＋ｘ　＋ｙ　十ｚ　−１００ なる関係式を有する磁性合金であって、酸素含有量２を
膜厚方向に変化させて酸素濃度に分布を持たせたことを
特徴とする磁性合金（ただし、ＭはＴａＳＮｂＳＳｌか
らなる群の少なくとも１種以上の元素）または Ｆ　ｅｗ　ＩＭＸ　ＩＮＹ　１０２　１なる組成式で表
されｗｌ　ｘｌ　ｙｌ　ｚｌで示される原子％は０．５
≦Ｘｉ≦６　　１≦ｙ１≦２０ ０．１≦ｚｌ≦２０ ｖｌ＋　ｘｌ＋ｙｌ＋　ｚｌ　−　１００なる関係式を
有する磁性合金と、 Ｆｅｗ２　ＭＸ　２　ＮＹ　２　０２　２なる組成式で
表され、ｗ２　ｘ２　ｙ２　ｚ２で示される原子％は０
．５≦Ｘ２５　６　　　１≦ｙ２≦２００．ｌ　　≦ｚ
２＜　２０　　　　ｚｌ　＞　ｚ２ｖ２＋　ｘ２＋　ｙ
２＋　ｚ２＝　１００なる関係式を有する磁性合金とを
交互に積層して多層構造としたことを特徴とする磁性合
金（ただし、ＭはＴａ，ＮｂＳＳ　ｉからなる群の少な
くとも１種以上の元素）を提供するものである。

（実施例） 本発明になる磁性合金の製造装置の一実施例を第１図に
示す。

一対のターゲット５、５は鉄（Ｆｅ）とタンタル（Ｔａ
）　、：−オブ（Ｎｂ）、けい素（Ｓ１）等の添加元素
の合金ターゲットか、或いは適当な四部を設けた純鉄の
ターゲットの凹部にチップ状のＴａＳＮｂまたはＳｉ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９には、直流電ｔｉ
．１３よりマイナス電位が印加され、更にこのターゲッ
トホルダ９の周囲にはシールド４が取り付けてある。

又、このターゲットホルダ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
神人され、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、接地された真空冶１５の左右に、２個のターゲ
ットホルダ９が絶縁体７によって絶縁されて設けられて
いる。

又、この真空槽１５の上部より、酸素（０２）窒素（Ｎ
２）アルゴン（Ａｒ）がそれぞれ流量計１〜３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をスバッタすると同時に
成膜する磁性合金膜中の酸素と窒素の量を調節するため
のものである。

そして、真空槽１５の下部には基板ホルダ１２上に基板
１１が置かれ、不純物を防ぐためのシャッタ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＋）がターゲッット５に衝突し、ターゲッ
ト５の鉄原子及びＴａ，ＮｂまたはＳｉ等の原子が飛び
出す。

そして、ターゲット５から飛び出したこれらの原子とプ
ラズマ中の酸素および窒素の原子または分子が基板１１
の上に或長じてい《。　なお、スバッタ開始後の数分間
は、シャッタ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１０を開けるようにする。

そして、流量計１〜３にて酸素、窒素、アルゴンの導入
量を調整することにより、所望の元素組成比及び所望の
膜厚のＦ　ｅｗ　ＭＸ　ＮＹ　ＯＺ合金を得ることがで
きる。（ただし、ＭはＴａ，Ｎｂ，Ｓｉからなる群の少
なくとも１種以上の元素）ここで、成膜中に酸素導入量
を流量計１によっ？変化させることにより、膜厚方向に
所望の酸素濃度分布を持ったＦ　ｅｗＭｘ　Ｎｙ　Ｏｚ
合金膜を得ることかできる。

このようにして得た酸素濃度分布をもつＦｅｗＭｘＮＹ
Ｏ■合金の飽和磁束密度ＢＳ、保磁力Ｈｃ、磁歪λＳを
表に示す。又、比較のためにＦ　ｅＷ　ＭＸ　ＮＹ　Ｏ
Ｚ単層の場合の数値も記す。

表 この表から理解できるように、ＦｅｗＭｘＮｙＯ２の酸
素含有量の違いによって、磁性合金の諸特性に差が生じ
る。比較例である試料４は同試料５と比較して、Ｈｃは
優れているが、磁歪かやや大きい。ところが、本発明の
磁性合金である試料１の如く酸素含有量をｚｌ＞ｚ２と
なるように、Ｆ　ｅｗ　ｌ　Ｍｘ　Ｉ　Ｎｙ　ｌ　Ｏｚ
　ｌ合金とＦｅｗ２Ｍｘ　２　Ｎｙ　２　０ｚ　２合金
とを交互に積層した多層構造とすることにより、低Ｈｃ
・高Ｂｓ・低磁歪で熱安定性にも優れた磁性合金を得る
ことができる。

すなわち、Ｆ　ｅｗ　Ｍｘ　Ｎｖ　Ｏｚなる組成式で表
されｖｘｙｚで示される原子％は ０．５≦Ｘ≦６　　１≦ｙ≦２０ ０，｛≦２≦２０ ｗ　＋ｘ　＋ｙ　＋ｚ　＝１００ なる関係式を有する磁性合金であって、酸素含有量２を
膜厚方向に変化させて酸素濃度に分布を持たせた磁性合
金膜、さらには Ｆ　ｅｙ　ＩＭＸ　ＩＮＹ　１０２　１なる組成式で表
されｗｌ　ｘｌ　ｙｌ　ｚｌで示される原子％は０．５
≦ｘ１≦６　　１≦ｙｔ≦２０ ０．１≦ｚｌ≦２０ ｖｌ＋　ｘｌ＋ｙｌ＋　ｚｌ−１００ なる関係式を有する磁性合金と、 Ｆ　ｅｗ　２　Ｍｘ　２　ＮＹ　２　０２　２なる組成
式で表され、ｗ２　ｘ２　ｙ２　ｚ２で示される原子％
は０．５≦ｘ２≦６　　１≦ｙ２≦２０ ０．１　　≦ｚ２＜　２０　　　ｚｌ　＞　ｚ２ｗ２＋
　ｘ２＋　ｙ２＋　ｚ２−　１００なる関係式を有する
磁性合金とを交互に積層して、多層構造とした磁性合金
膜によれば、飽和磁束密度、保磁力、熱安定性に優れた
ものが得られると共に、磁歪に関しても所望の値のもの
が得られるものである。

ここで、酸素の含有量が０．１原子％未満であると十分
な低Ｈｃが得られず、２ｏ原子％を超えると軟磁気特性
が大幅に劣化し、Ｂｓの低下とＨｃの増大が起こる。従
って、酸素の含有量が０．１〜２ｏ原子％、更に好まし
くはｏ．１〜１ｏ原子％である時、Ｂｓが高くかつＨｅ
の小さい磁性合金が得られる。

窒素の含有量は、１原子％未満であると十分な低Ｈｃが
得られず、特に良好な熱安定性が得られない。又、窒素
の含有量が２０原子％を超えるとＢｓの低下とＨｃの増
大が起こり、特に本発明の目的の一つである高Ｂｓを達
成できなくなる。

従って、窒素の含有量が１〜２０原子％、更に好ましく
は、ｌ−１０原子％である時、高Ｂｓ・低Ｈｅで熱安定
性にも優れた磁性合金を得ることができる。実験によれ
ばＴａ，ＮｂまたはＳｉの内の一種以上の元素の含有量
が０．５原子％以下であると、添加による効果がほとん
ど見られず、十分な熱安定性が得られないことが解った
。又、これらの含有量が６原子％を超えるとＨｅの増大
が起こる。従って、ＴａＳＮｂまたはＳｉの内の一種以
上の元素の合計含有量０．５〜Ｂ原子％であるとき良好
な磁気特性と熱安定性を持つ磁性合金を得ることができ
る。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明になる磁性合金は、Ｆｅｙ
ＭｚＮ，Ｏｚなる合金において、酸素含有量２を膜厚方
向に変化させて酸素濃度に分布を持たせることにより、
高飽和磁束密度、低保磁力で熱安定性に優れ、更に非常
に低磁歪の磁性合金を実現するものである。従って、本
発明の磁性合金を用いれば、高保磁力媒体への良好な磁
気記録再生が行える他、高性能の薄膜ヘッド等を作成す
ることも可能となり高密度磁気記録再生が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明になる磁性合金を製造する装置の一実
施例であるスパッタ装置の概略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）Ｆｅ＿ｗＭ＿ｘＮ＿ｙＯ＿ｚなる組成式で表され
   ｗｘｙｚで示される原子％は ０．５≦ｘ≦６　１≦ｙ≦２０ ０．１≦ｚ≦２０ ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ なる関係式を有する磁性合金であって、酸素含有量ｚを
   膜厚方向に変化させて酸素濃度に分布を持たせたことを
   特徴とする磁性合金。（ただしＭはＴａ、Ｎｂ、Ｓｉか
   らなる群の少なくとも１種以上の元素） （２）Ｆｅ＿ｗ１Ｍ＿ｘ１Ｎ＿ｙ１Ｏ＿ｚ１なる組成式
   で表されｗ１ｘ１ｙ１ｚ１で示される原子％は０．５≦
   ｘ１≦６　１≦ｙ１≦２０ ０．１≦ｚ１≦２０ ｗ１＋ｘ１＋ｙ１＋ｚ１＝１００ なる関係式を有する磁性合金と、 Ｆｅ＿ｗ２Ｍ＿ｘ２Ｎ＿ｙ２Ｏ＿ｚ２なる組成式で表さ
   れ、ｗ２ｘ２ｙ２ｚ２で示される原子％は ０．５≦ｘ２≦６　１≦ｙ２≦２０ ０．１≦ｚ２＜２０　ｚ１＞ｚ２ ｗ２＋ｘ２＋ｙ２＋ｚ２＝１００ なる関係式を有する磁性合金とを交互に積層して多層構
   造としたことを特徴とする磁性合金。（ただし、ＭはＴ
   ａ、Ｎｂ、Ｓｉからなる群の少なくとも１種以上の元素
   ）