JPH03240209A

JPH03240209A - 磁性合金

Info

Publication number: JPH03240209A
Application number: JP2037822A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Watanabe; 恭志渡辺
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1991-10-25

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Ｂ
ｓの高い磁性合金か必要とされており、センダスト合金
やＣｏ−Ｚｒ系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。

然しなから、磁気記録媒体の高抗磁力化か一段と進み、
磁気記録媒体の抗磁力か２００００　ｅ以上になるとセ
ンダスト合金やＣｏ−Ｚｒ系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難になった。又、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Ｃ０−Ｚｒ系非晶質合金より
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５ｉｎ２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。

然しなから、多層構造に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
層以上の多層構造にする必要があり、使用範囲も限られ
ていた。

この問題点を解決するために、本発明穴等はＦｅＮ−０
合金によって、単層で高Ｂｓ・低Ｈｃの磁性合金か得ら
れることを提案したが、熱安定性の面から、ガラスモー
ルド工程には適さないという問題があった。

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、保磁力が小さく、熱安定性に優れた磁性合金を提
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　ｅ　ｖ　Ｎｗ　ＭＸ　ＫＹなる組成式で表され
、ｖ、ｗ、ｘＳｙて示される原子％が１≦Ｗ≦１００＜ｘ＜１００＜ｙ＜１０１≦ｗ≦ｉ。

ｖ　＋ｗ＋　ｘ　＋　ｙ　＝ＬＯＯなる関係を有する磁性合金（但しＭは周期律表ＩＩＩｂ
族の中の少なくとも１種類以上の元素であり、ＫはＩＩ
Ｉｂ族の中の少なくとも１種類以上の元素である）また
は、Ｆ　ｅ　ｖ　ＮＷ　ＭＸ　ＫＹ　Ｌ　ｚなる組成式
で表され、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚで示される原子％が１　≦　Ｗ　≦　１００＜ｘ＜１０Ｑ＜ｙ＜１００．５　≦　ｘ＋ｙ　　≦１００．３．ｉ；ｚ５１０ｖ　　＋ｗ＋　　ｘ　　＋　　ｙ　　＋　　ｚ　　！＋
１００なる関係を有する磁性合金（但しＭは周期律表■
ｂ族の中の少なくとも１種類以上の元素、Ｋは周期律表
ｒＶｂ族の中の少なくとも１種類以上の元素、ＫはＴｉ
、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ。

Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ。

Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉ　ｒ、Ｐｔ。

Ａｕなる群の中から選ばれた少なくとも１種類以上の元
素である）をそれぞれ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（Ｆ　ｅ）とＡＩ。

Ｓｉ等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Ａｌ８１等をはめ
込んだ複合ターゲラＩ・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、直流電源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が取り付けである。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間ニ
フラズマ１４を集束するための磁石６．６か挿入され、
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、窒素（Ｎ２）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、不純物を防くためのシャッタ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リ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（Ａｒ１）かターゲッット５に衝突し、ターゲッ
ト５の鉄原子及びＡｌ５Ｓｉ等の原子か飛び出す。

そして、ターゲット５から飛び出した鉄とＡ１、Ｓｔ等
の原子と、プラズマ中の窒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１．２により窒素及びアルゴンの導入量
を調節することにより、所望の窒素を含んたＦ　ｅ　ｖ
　ＮＷ　ＭＸ　ＫＹ金合金たは、ＦｅｖＮｗＭｘＫ、Ｌ
２合金を得ることができる。

この様にして得たＦ　ｅ　ｖ　Ｎｗ　ＭＸ　ＫＹ金合金
窒素及びＡＩ、Ｓｉ等の元素の含有量と飽和磁束密度（
Ｂｓ）保磁力（Ｈｃ）との関係を表１に示す。

表　　１表１は窒素、Ａ１、Ｓｉ等の含有量と飽和磁束密度（Ｂ
ｓ）、保磁力（Ｈｃ）との関係を示すものであり、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峡）等による定量分析で原子
％で表しているが、±２０％程度の誤差が見込まれる。

保磁力は真空中での熱処理を行った時の値であり、熱処
理温度はここでは３００　’　ｃである。この内、試料
番号１はＦｅに窒素のみを含有させた時の結果てあり、
試料番号２はＦｅにＡ１のみを含有させた時の結果であ
る。試料番号３〜８は本発明の磁性合金である。

窒素の含有量が１原子％未満であると、顕著な窒素の効
果が見られずＨｅはほとんど低下しない。

また、図４に示したように窒素の含有量が（０原子％以
下であると、Ｂｓは１５ｋ　Ｇ以上となる。従って、窒
素の含有量が１〜１０原子％である時、高Ｂｓで低Ｈｃ
の磁性合金が得られる。

図２には本発明になる磁性合金と従来例である窒化鉄（
ＦｅＮ）合金の、熱処理温度による保磁力（Ｈｃ）の変
化を示す。窒化鉄は熱処理温度３００°　Ｃの時は比較
的Ｈｅが低いが３００″Ｃ以上にすると急激にＨｃか堆
大する。これに対し本発明になる磁性合金は、Ｈｃか小
さく熱安定性にも優れていることか解る。ここで、Ａ１
．．８１等の合計の含有量が０５原子？６未満であると
、低Ｈｃ化と熱安定性の向上に対する顕著な効果は見ら
れず、ｌＯ原子％を越えるとＢｓが１５ｋ　Ｇ以上の磁
性合金が得られなくなる。従って、Ａ１、Ｓｉ等の合計
の含有量が０５〜１０原子％の時、高Ｂｓ・低Ｈｅて熱
安定性にも優れた磁性合金を得ることができる。

また、図３には膜厚を２μｍとした時の本発明になる磁
性合金の透磁率μと周波数の関係を示す。

本発明になる磁性合金は透磁率か３００ｏと高く、磁気
ヘッドとして十分な再生効率か得られることが解る。

表　　２表２はＴｉ、Ｃｒ等の元素が耐蝕性の向上に寄与するこ
とを示したものである。

実験は試料を６０°Ｃ−９０％の恒温恒産中に放置し１
０００時間経過後に腐蝕痕が見られないものを０１腐蝕
痕が生じたものを×として耐蝕性を示した。

試料番号２ｔは比較例であるＦｅＮ合金、試料番号２２
はＦ　ｅ−Ｎ−Ａ　ｌ−３ｉ合金、試料番号２３〜４５
はＦｅ−Ｎ−Ａｌ−Ｓｉ合金にＴｉ、、Ｃ「等の元素を
添加した合金であり、試料番号２２〜４５が本発明にな
る磁性合金である。ここて、Ｔｉ、Ｃｒ等の合計の含有
量が０．３原子％未満であると、耐蝕性に対する顕著な
効果が見られず、１０原子％を越えると１５ｋＧ以上の
Ｂｓが得られなくなる。従って、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ
、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐ
ｄ、Ａ、ｇ、Ｓｂ。

Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉ　ｒ、Ｐｔ、ＡＵの合
計の含有量が０，３〜１０原子％である時、磁気特性と
耐蝕性に優れた磁性合金が得られる。

（発明の効果）本発明は、以上のような組成の磁性６合金とすることに
より、高飽和磁束密度を有し、保磁力が小さく、透磁率
が大きく、更に熱安定性上耐蝕性に優れた磁気ヘッド等
の磁気デバイス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、高保磁力媒体への良好な記録再
生が行える他、高性能の薄膜磁気ヘッド等を作成するこ
とができ、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、第２図は熱処理温度
によるＨｅの変化を表す図、第３図は透磁率μと周波数
の関係を示す図、第４図は窒素含有量と飽和磁束密度の
関係（Ｂｓ）を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】（１）Ｆｅ＿ｖＮ＿ｗＭ＿ｘＫ＿ｙなる組成式で表され
、ｖ、ｗ、ｘ、ｙで示される原子％が１≦ｗ≦１００＜ｘ＜１００＜ｙ＜１００．５≦ｘ＋ｙ≦１０ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＝１００なる関係を有する磁性合金。（但しＭは周期律表IIIｂ
族の中の少なくとも１種類以上の元素であり、Ｋは周期
律表IVｂ族の中の少なくとも１種類以上の元素である）（２）Ｆｅ＿ｖＮ＿ｗＭ＿ｘＫ＿ｙＬ＿ｚなる組成式で
表され、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚで示される原子％が１≦ｗ
≦１００＜ｘ＜１００＜ｙ＜１００．５≦ｘ＋ｙ≦１００．３≦ｚ≦１０ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００なる関係を有する磁性合金。（但しＭは周期律表IIIｂ
族の中の少なくとも１種類以上の元素、Ｋは周期律表I
Vｂ族の中の少なくとも１種類以上の元素であり、Ｌは
Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，
Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｓｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ
，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕなる群の中から選ばれ
た少なくとも１種類以上の元素である）