JPH03250707A

JPH03250707A - 磁性合金

Info

Publication number: JPH03250707A
Application number: JP2048117A
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: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1991-11-08
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JP2668590B2

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。

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か困難になった。

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−
５ｉ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か大きく、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５ｉＯｚ等
の非磁性材事」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、このように異なる系の物質を多層化するに
は工数やコストかかかり、信頼性を保つのも難しいとい
う問題点があった。特に数１１　ｍ以上の膜厚にする為
には、場合によっては１００層以上の多層構造とする必
要があり、使用範囲も限られていた。

これらの問題点を解決するために、不発四人等はＦｅ−
Ｎ−０合金によって、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ｆｆ７１題点があった。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Ｌ１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され、ｖ
、ｗ、ｘ、ｙて示される原子９６が１≦Ｗ≦２０　　０
．１≦ｘ≦１００．５≦ｙ≦６ｖ　＋ｗ＋　ｘ　十ｙ　＝１００なる関係を有する磁性合金（但しＭはＢ，Ａｌ，Ｇａ、
Ｃ，Ｇｅ、からなる群の中から選ばれた少なくとも１種
類以上の元素）または、Ｆ　ｅＶ　ＮＷ　ＯＸ　ＭＹ　ＬＺなる組成式で表され
、ｖ、ｗ、）ｃ、ｙ、ｚて示される原子％か１≦ｗ≦２
０　　０．１≦ｘ≦１．００．５≦ｙ≦６０．３≦２≦６ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．００なる関係を有する磁性合金（但しＭはＢ、ＡｌＧａ、Ｃ
，Ｇｅからなる群の中から選ばれた少なくとも１種類以
上の元素であり、ＬはＴｉ、Ｖ。

Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ。

Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ。

Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉ　ｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂから
なる群の中から選ばれた少なくとも１種類以上の元素）
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ＢＡｌ、Ｇａ
等の添加元素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四部にチップ状のＢ、ＡＩ等
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、直流電源１
３よりマイナス電位が印加され、更にこのターケ・ノド
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）又、この
真空槽１５の上部より、窒素（Ｎ２）酸素（０２）アル
ゴン（Ａｒ）かそれぞれ流量計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をスパッタすると同時に
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、不純物を防くためのシャッタ１０が基板
１コを覆っている。

このようなスパッタ装置において、直流電源１３により
、左右のターケラトホルダ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’）がターゲット５に衝突し、ターゲット
５の鉄原子及びＢ、ＡＩ、Ｇａ等の原子が飛び出す。

そして、ターゲット５から飛び出した鉄とＢ。

ＡＩ、Ｇａ等の原子とプラズマ中の窒素および酸素の原
子または分子が結合して基板１１の上に成なお、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１
１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にて窒素、酸素、アルゴンの導入
量を調整することにより、所望の窒素及び酸素を含んだ
Ｆ　ｅｖ　ＮｗＯＸ　Ｍｙ金合金得ることができる。

このようにして得たＦｅｖＮＷＯＸＭＹ合金の窒素・酸
素及びＢ、ＡＩ、Ｇａ等の含有量と飽和磁束密度ＢＳ、
保磁力Ｈｃ、関係を表１に示す。

（以下余白）表表１は窒素・酸素及びＢ、ＡＩ、Ｇａ等の含有量と飽和
磁束密度（Ｂｓ）、保磁力（Ｈｅ）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％て表しているか、±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４００°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で
ある。試料番号２〜ＩＯは本発明の磁性合金である。

窒素の含有量が１原子９６未満であると、顕著な窒素の
効果が見られずＨｃはほとんど低下しない。

また第４図に示したように、窒素の含有量が２０原子％
以下であるとＢｓか１ＯｋＧ以上の磁性合金が得られる
。従って、窒素の含有量が１〜２０原子９６さらに好ま
しくは１〜１０原子％である時、高Ｂｓで低Ｈｃの磁性
合金が得られる。窒素含有量が１〜ｌＯ原子％の時はＢ
ｓか１５ｋＧ以上の磁性合金が得られる。

酸素の含有量が０．１原子％未満であると、顕著な酸素
の効果が見られず磁気特性の改善かほとんど見られない
。また、酸素の含有量が１０原子％を越えるとＨｃが増
大する。従って、酸素の含有量が０．１〜ＩＯ原子％で
ある時、高Ｂｓで低Ｈｃで特に透磁率の高い磁性合金が
得られる。

第２図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Ｈｃは低いが３００’ｃ以上にすると急激にＨｃが増
大する。これに対し本発明になる磁性合金は、Ｈｃが小
さく熱安定性にも優れていることが解る。ここで、Ｂ、
ＡＩ、Ｇａ等の元素の合計の含有量が０．５原子％未満
であると、熱安定性の向上に対する顕著な効果は見られ
ず、６原子％を越えるとＢｓの低下とＨｃの増大が生じ
る。従って、Ｂ、ＡＩ、Ｇａ、Ｃ，Ｇｅからなる群の中
から選ばれた少くとも１種類以上の元素の合計の含有量
が０．５〜６原子％の時、高ＢＳ・低Ｈｃて熱安定性に
も優れた磁性合金を得ることができる。また第３図には
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。比較例としてＦｅ−Ｎ−Ａｌ
合金のμを示す。本発明になる磁性合金は、透磁率μが
Ｆｅ−Ｎ−Ａ１合金の３０００よりも高＜　５０００以
上であるので、より高性能の磁気デバイスに適した磁性
合金が得られる。

（以下余白）表表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％
の高温高湿中に放置し、１０００時間経過後に腐蝕痕が
見られないものを○腐蝕痕が生じたものを×として耐蝕
性を示した。試料番号２１は比較例であるＦｅＮ合金、
試料番号２２〜４４はＦｅ−Ｎ−０−Ａ　Ｉ合金にＴｉ
、Ｃｒ等の元素を添加した合金であり、試料番号２２〜
４４が本発明になる磁性合金である。

ここで、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、６
原子９６を越えると磁気特性の劣化が生じる。従って、
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ。

Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ。

Ａｇ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、０ｓＩｒ、
Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂからなる群の中から選ばれた少なくと
も１種類以上の元素の合計の含有量が０．３〜６原子９
６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。

また、磁歪制御等を目的としてＴａ、Ｎｂを合計で６原
子％以下含有させることかできる。

（発明の効果）本発明は、以上のような組成の磁性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、更に熱安定性と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、高密度な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膜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Ｈｃの変化を表わす図、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（Ｂｓ）の関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】（１）Ｆｅ＿ｖＮ＿ｗＯ＿ｘＭ＿Ｙなる組成式で表され
ｖ，ｗ，ｘ，ｙで示される原子％が１≦ｗ≦２０　０．１≦ｘ≦１００．５≦ｙ≦６ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＝１００なる関係を有する磁性合金。（但しＭはＢ，Ａｌ，Ｇａ
，Ｃ，Ｇｅからなる群の中から選ばれた少なくとも１種
類以上の元素）（２）Ｆｅ＿ｖＮ＿ｗＯ＿ｘＭ＿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
≦２０　０．１≦ｘ≦１００．５≦ｙ≦６　０．３≦ｚ≦６ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００なる関係を有する磁性合金。（但しＭはＢ，Ａｌ，Ｇａ
，Ｃ，Ｇｅからなる群の中から選ばれた少なくとも１種
類以上の元素であり、ＬはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉ
，Ｃｕ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａ
ｇ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，
Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂからなる群の中から選ばれた少なくと
も１種類以上の元素）