JPH03263307A - 積層軟磁性薄膜 - Google Patents
積層軟磁性薄膜Info
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- JPH03263307A JPH03263307A JP20892190A JP20892190A JPH03263307A JP H03263307 A JPH03263307 A JP H03263307A JP 20892190 A JP20892190 A JP 20892190A JP 20892190 A JP20892190 A JP 20892190A JP H03263307 A JPH03263307 A JP H03263307A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
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- Power Engineering (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は磁気へラドコアの材料に適した積層軟磁性薄膜
に関するものである。
に関するものである。
ビデオテープレコーダーや磁気ディスク装置は年々記録
密度が向上しており、高密度記録に対応した磁気ヘッド
が強く求められている。 高密度記録用の磁気ヘッドには、従来より飽和磁束密度
Ｂｓおよび実効透磁率μが高く、かつ抗磁力Ｈｃが低い
素材からなるコアが必要である。 高密度記録用磁気ヘッドのコア材には、例えばパーマロ
イ系合金やアルパーム合金、また、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ三
元系を母体とするセンダスト系合金がある。中てもセン
ゲスト系合金は、組成を調整することによって磁歪定数
および結晶磁気異方性定数をゼロにすることができ、極
めて優れた軟磁気特性を有している。しか’ｂＦｅの含
有率が比較的高いため、Ｆｅの大きな磁気モーメントを
反映して飽和磁束密度も高い。 しかし、このセンダスト系合金は機械加工が難しく、バ
ルク材から磁気ヘッドを製造するにはコストダウンが難
しいという欠点がある。近年ではスパッタ法などの薄膜
形成技術を用いて成膜したものが高密度記録用磁気へラ
ドコア材として用いられているが、薄膜化したセンダス
ト合金は磁歪定数、結晶磁気異方性定数を共にゼロにす
ることが困難で、バルク材はどの軟磁気特性を実現する
までには至っていない。 高密度記録磁気ヘッド用コア材としての特性を満たすに
は、抗磁力Ｈｅを小さくしてヒステリシス損失やノイズ
を低減し、実効透磁率μを大きくして再生出力を確保す
ることが必要だが、薄膜化したセンダスト合金において
は抗磁力Ｈｃが０．３〜０．５工ルステツド程度であり
、周波数Ｉ ＭＨｚにおける実効透磁率Ｕが１０００〜
３０００程度である。また、その膜厚がｌ〜２＋＋ｍ以
下のときは結晶成長が充分でなく軟磁気特性の劣化が見
られる。 しかし、このセンタスト系合金は基本的に優れた軟磁気
特性を有しているため、磁気ディスク用に使用されつつ
ある薄膜ヘッドや、フェライトヘッドのギャップ近傍の
みに高飽和磁束密度の金属を配したメタルインギャップ
ヘッドなどへの応用が望まれている。
密度が向上しており、高密度記録に対応した磁気ヘッド
が強く求められている。 高密度記録用の磁気ヘッドには、従来より飽和磁束密度
Ｂｓおよび実効透磁率μが高く、かつ抗磁力Ｈｃが低い
素材からなるコアが必要である。 高密度記録用磁気ヘッドのコア材には、例えばパーマロ
イ系合金やアルパーム合金、また、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ三
元系を母体とするセンダスト系合金がある。中てもセン
ゲスト系合金は、組成を調整することによって磁歪定数
および結晶磁気異方性定数をゼロにすることができ、極
めて優れた軟磁気特性を有している。しか’ｂＦｅの含
有率が比較的高いため、Ｆｅの大きな磁気モーメントを
反映して飽和磁束密度も高い。 しかし、このセンダスト系合金は機械加工が難しく、バ
ルク材から磁気ヘッドを製造するにはコストダウンが難
しいという欠点がある。近年ではスパッタ法などの薄膜
形成技術を用いて成膜したものが高密度記録用磁気へラ
ドコア材として用いられているが、薄膜化したセンダス
ト合金は磁歪定数、結晶磁気異方性定数を共にゼロにす
ることが困難で、バルク材はどの軟磁気特性を実現する
までには至っていない。 高密度記録磁気ヘッド用コア材としての特性を満たすに
は、抗磁力Ｈｅを小さくしてヒステリシス損失やノイズ
を低減し、実効透磁率μを大きくして再生出力を確保す
ることが必要だが、薄膜化したセンダスト合金において
は抗磁力Ｈｃが０．３〜０．５工ルステツド程度であり
、周波数Ｉ ＭＨｚにおける実効透磁率Ｕが１０００〜
３０００程度である。また、その膜厚がｌ〜２＋＋ｍ以
下のときは結晶成長が充分でなく軟磁気特性の劣化が見
られる。 しかし、このセンタスト系合金は基本的に優れた軟磁気
特性を有しているため、磁気ディスク用に使用されつつ
ある薄膜ヘッドや、フェライトヘッドのギャップ近傍の
みに高飽和磁束密度の金属を配したメタルインギャップ
ヘッドなどへの応用が望まれている。
本発明は上述の点に鑑みてＦｅ−Ａｌ−３ｉ系合金（セ
ンダスト系合金〕の高い飽和磁束密度を保有し、なおか
つ従来よりも低い抗磁力、高い実効透磁率を有する積層
軟磁性薄膜、更にはその膜厚が１〜２＋＋ｍ以下と薄く
てち充分に高い飽和磁束密度、低い抗磁力、高い実効透
磁率を有する積層軟磁性薄膜を提供することを目的とす
る。
ンダスト系合金〕の高い飽和磁束密度を保有し、なおか
つ従来よりも低い抗磁力、高い実効透磁率を有する積層
軟磁性薄膜、更にはその膜厚が１〜２＋＋ｍ以下と薄く
てち充分に高い飽和磁束密度、低い抗磁力、高い実効透
磁率を有する積層軟磁性薄膜を提供することを目的とす
る。
前記の課題を解決するためになされた本発明の積層軟磁
性薄膜を、実施例に対応する第１図を用いて説明する。 同図に示すように本発明の第１発明である積層軟磁性薄
膜は、基板ｌ上に成膜された遷移金属薄膜層２上に主成
分がＦｅ、 ＡｌおよびＳｉであるセンダスト系合金の
薄膜層３が積層されている。 また、第２発明の積層軟磁性薄膜は、基板１上に成膜さ
れた遷移金属薄膜層２上に主成分がＦｅ、ＡｌおよびＳ
ｉであるセンダスト系合金の薄膜層３が積層され、飽和
磁束密度が１００００ガウス以上、抗磁力が０．５エル
ステッド以下で、周波数Ｉ ＭＨｚにおける実効透磁率
が１０００以上である。 センダスト系合金薄膜層３の膜厚と遷移金属薄膜層２の
膜厚との比率は、前者が１に対して後者が０．００１〜
０１であることが望ましい。遷移金属薄膜層２の比率が
０．００１より小さくなると、高い飽和磁束密度、低い
抗磁力および高い透磁率は得られ難い。また ０．１よ
り大きくなると遷移金属の特性が強くあられれ、実効透
磁率が低下し、抗磁力が大きくなる。 遷移金属薄膜層２は、例えば純度９７％以上のＦｅ、
Ｎｉ、 Ｇｏ、 Ｃｒや、パーマロイ系合金を使用する
。パーマロイ系合金はＮｉが７５〜８５重量％、Ｆｅが
１５〜２５重量％であり、Ｍｏを８重量％まで添加して
も良い。 センダスト系合金の主成分Ｆｅ、 ＡｌおよびＳｉは、
Ａｌが２〜８重量％、Ｓｉが６〜１２重量％および残量
がＦｅである。この組成範囲からはずれると磁歪定数お
よび結晶磁気異方性の値が増大し、抗磁力が大きくなり
、高い実効透磁率μが確保できなくなる。 積層軟磁性薄膜の特性改善のため、Ｆｅ−Ａｌ−３ｉ系
のセンダスト系合金に例えばＣｒ、 Ｎｂ、Ｎｉ、Ｒｕ
、Ｇｏ、Ｔｉ、 Ｃｕ、 Ｇａ、 Ｇｅ、 Ｐｄから選
ばれる少なくともｌの成分を５％以下加えても良い。 この積層軟磁性薄膜は、基板１上に遷移金属薄膜層２を
形成し、その上に直接センダスト系合金薄膜層３を積層
して製造される。遷移金属薄膜層２およびセンダスト系
合金薄膜層３の形成には、例えばスパッタ法を用いる。
性薄膜を、実施例に対応する第１図を用いて説明する。 同図に示すように本発明の第１発明である積層軟磁性薄
膜は、基板ｌ上に成膜された遷移金属薄膜層２上に主成
分がＦｅ、 ＡｌおよびＳｉであるセンダスト系合金の
薄膜層３が積層されている。 また、第２発明の積層軟磁性薄膜は、基板１上に成膜さ
れた遷移金属薄膜層２上に主成分がＦｅ、ＡｌおよびＳ
ｉであるセンダスト系合金の薄膜層３が積層され、飽和
磁束密度が１００００ガウス以上、抗磁力が０．５エル
ステッド以下で、周波数Ｉ ＭＨｚにおける実効透磁率
が１０００以上である。 センダスト系合金薄膜層３の膜厚と遷移金属薄膜層２の
膜厚との比率は、前者が１に対して後者が０．００１〜
０１であることが望ましい。遷移金属薄膜層２の比率が
０．００１より小さくなると、高い飽和磁束密度、低い
抗磁力および高い透磁率は得られ難い。また ０．１よ
り大きくなると遷移金属の特性が強くあられれ、実効透
磁率が低下し、抗磁力が大きくなる。 遷移金属薄膜層２は、例えば純度９７％以上のＦｅ、
Ｎｉ、 Ｇｏ、 Ｃｒや、パーマロイ系合金を使用する
。パーマロイ系合金はＮｉが７５〜８５重量％、Ｆｅが
１５〜２５重量％であり、Ｍｏを８重量％まで添加して
も良い。 センダスト系合金の主成分Ｆｅ、 ＡｌおよびＳｉは、
Ａｌが２〜８重量％、Ｓｉが６〜１２重量％および残量
がＦｅである。この組成範囲からはずれると磁歪定数お
よび結晶磁気異方性の値が増大し、抗磁力が大きくなり
、高い実効透磁率μが確保できなくなる。 積層軟磁性薄膜の特性改善のため、Ｆｅ−Ａｌ−３ｉ系
のセンダスト系合金に例えばＣｒ、 Ｎｂ、Ｎｉ、Ｒｕ
、Ｇｏ、Ｔｉ、 Ｃｕ、 Ｇａ、 Ｇｅ、 Ｐｄから選
ばれる少なくともｌの成分を５％以下加えても良い。 この積層軟磁性薄膜は、基板１上に遷移金属薄膜層２を
形成し、その上に直接センダスト系合金薄膜層３を積層
して製造される。遷移金属薄膜層２およびセンダスト系
合金薄膜層３の形成には、例えばスパッタ法を用いる。
本発明の積層軟磁性薄膜は、遷移金属薄膜層２とセンダ
スト系合金薄膜層３とを前述のように積層することによ
り、センダスト系合金の膜厚が１〜２μｍ以下と薄い場
合でも結晶が充分に成長するため、高い飽和磁束密度、
低い抗磁力および高い実効透磁率が得られている。 この積層軟磁性薄膜は、例えば飽和磁束密度が１０００
０ガウス以上、抗磁力が０．５エルステッド以下で、周
波数Ｉ ＭＨｚにおける実効透磁率が１５００以上の磁
気特性が得られ、高密度記録用の磁気ヘッドコア材料と
して適している。
スト系合金薄膜層３とを前述のように積層することによ
り、センダスト系合金の膜厚が１〜２μｍ以下と薄い場
合でも結晶が充分に成長するため、高い飽和磁束密度、
低い抗磁力および高い実効透磁率が得られている。 この積層軟磁性薄膜は、例えば飽和磁束密度が１０００
０ガウス以上、抗磁力が０．５エルステッド以下で、周
波数Ｉ ＭＨｚにおける実効透磁率が１５００以上の磁
気特性が得られ、高密度記録用の磁気ヘッドコア材料と
して適している。
以下、本発明の詳細な説明する。
第１図に本発明を適用する積層軟磁性薄膜の一実施例を
示す。この積層軟磁性薄膜は、基板１の表面に遷移金属
薄膜層２と、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ三元系のセンダスト系合
金薄膜層３とを順次積層したものである。センダスト系
合金薄膜層３の組成はＦｅが８５重量％、Ａ１が５．４
重量％、Ｓｉが９．６重量％になっている。 本発明の実験例は以下の通りである。 実施例１（遷移金属としてＦｅを用いた例）表面を光学
研磨した１０ｍｍＸ ＩＤｍｍＸ ｌ ｍｍサイズの結
晶化ガラス基板ｌの表面に、高周波マグネトロンスパッ
タ装置を用いて純度９９．９％のＦｅ薄膜層２を成膜し
、続いてその表面に厚さ１１１ｍのセンダスト系合金薄
膜層３を成膜して積層軟磁性薄膜を作成する。Ｆｅ薄膜
層２の厚さは１．５．１Ｏ１５０，１００，５００，１
１０００ｎに設定した。スパッタ条件は、ＲＦ電力８０
０ｗ、アルゴンガス圧カー、 ２Ｘ１０−２Ｔｏｒｒで
ある。 得られた積層軟磁性薄膜に真空中で６００Ｔ：、１時間
の熱処理を施した後、振動試料型磁力計を用いて飽和磁
束密度Ｂｓおよび抗磁力Ｈｃを測定した。実効透磁率μ
は８の字コイル法で測定した。 第２図にＦｅ薄膜層２が１ｏｎｎ＋、センダスト系合金
薄膜層３がｌｌＩｍである積層軟磁性薄膜のＢ−Ｈ曲線
を示す。同図に示したＦｅ薄膜層１０ｎｍのときの磁気
特性は、Ｂｓ＝１２０００ガウス、Ｈｃ＝０．０５エル
スデツド、μ＝ ５００Ｏｆｆ＝１ＭＨｚ）である。 第３図にＦｅ薄膜層２の厚さを変化させた積層軟磁性薄
膜の飽和磁束密度Ｂｓを、第４図に抗磁力Ｈｃおよび実
効透磁率μを示す。これらの図よりＦｅ薄膜層２の膜厚
が１〜１１００ｎ、即ちセンダスト系合金薄膜層３の膜
厚を１とした場合、Ｆｅ薄膜層２の膜厚が０．００１〜
０．１の範囲に設定してあれば、飽和磁束密度Ｂｓ、抗
磁力Ｈｅともに良好な値が得られることがわかる。 次に前記と同じ成膜方法を用い、Ｆｅ薄膜層２を２０ｎ
ｍと一定にし、センダスト系合金薄膜層３の膜厚を０．
１．０．２．０．５、１．５．１０ｇｍと変化させて、
積層磁性合金膜を作成した。同様の熱処理を行なった後
、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｅおよび実効透磁率μの
測定を行なった。第５図にセンダスト系合金薄膜３の厚
さを変化させた積層軟磁性薄膜の飽和磁束密度Ｂｓ、第
６図に抗磁力Ｈｃおよび実効透磁率μを示す。これらの
図よりセンダスト系合金薄膜層３の膜厚が０．２〜ｌＯ
μｍ、即ちセンダスト系合金薄膜層３の膜厚を１とした
場合、Ｆｅ薄膜層２の膜厚が０．００２〜０．１の範囲
に設定してあれば、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃおよ
び実効透磁率Ｕとも０ に良好なことがわかる。なかでも、センタスト系合金薄
膜層３の膜厚を１μｍに設定したときの磁気特性は、Ｂ
ｓ＝ １２０００ガウス、Ｈｃ＝０．０５エルステッド
、μ＝５００Ｏｆｆ・ＩＭｏｚ）と良好な値が得られた
。 参考のため、Ｆｅ薄膜層２を設けずに基板１へ直接セン
タスト系合金を１１１ｍ成膜し、その磁気特性を洞定し
た。第１６図にＢ −８曲線を示す。この試料の飽和磁
束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃおよび実効透磁率Ｈの測定値を
第３図および第４図に示す。 実施例２〔遷移金属としてＮｉを用いた例）表面を光学
研磨した５ ｍｍＸ ｌＯｍｍＸ ｌ ｍｍサイズの結
晶化ガラス基板１の表面に、高周波マグネトロンスパッ
タ装置を用いて純度９９９％のＮｉ薄膜層２を成膜し、
続いてその表面に厚さＩＩＩｍのセンダスト系合金薄膜
層３を成膜して積層軟磁性薄膜を作成する。遷移金属薄
膜層２の厚さは１．５．１０．３０、１００ｒ＋ｍに設
定した。スパッタ条件はＲＦ電力６００Ｗ、アルゴンガ
ス圧力１．０ＸｌＯ−２Ｔｏｒｒである。 得られた積層軟磁性薄膜に実施例１と同様の熱処理を施
した後、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃおよ１ び実効透磁率μを洞定した。 第７図にＮｉ薄膜層２の厚さを変化させた積層軟磁性薄
膜の飽和磁束密度Ｂｓを、第８図に抗磁力Ｈｃおよび実
効透磁率μを示す。これらの図より、遷移金属薄膜層２
の膜厚が１〜５０ｎｍ、即ちセンダスト系合金薄膜層３
の膜厚を１とした場合、遷移金属薄膜層２の膜厚が０．
００１〜０．０５の範囲に設定してあれば、飽和磁束密
度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃともに良好な値が得られることがわ
かる。 実施例３（遷移金属としてＣｏを用いた例）遷移金属と
して純度９９．７％のＧｏを用いて実施例２と同様にし
て積層軟磁性薄膜を作成し、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力
Ｈｃおよび実効透磁率１１を測定した。 第９図にＣｏ薄膜層２の厚さを変化させた積層軟磁性薄
膜の飽和ｍ束密度Ｂｓを、第１０図に抗磁力Ｈｃおよび
実効透磁率μを示す。これらの図より、遷移金属薄膜層
２の膜厚が１〜５０ｎｍ、即ちセンダスト系合金薄膜層
３の膜厚を１とした場合、遷移金属薄膜層２の膜厚が０
．００１〜０．０５の範囲に設定 ２ してあれば、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｅともに良好
な値が得られることがわかる。 実施例４ （ｉＪ：移金属としてＣｒを用いた例）遷移
金属として純度９９．９％のＣｒを用いて実施例２と同
様にして積層軟磁性薄膜を作成し、飽和磁束密度Ｂｓ、
抗磁力Ｈｃオよび実効透磁率μを測定した。 第１１図にＣｒ薄膜層２の厚さを変化させた積層軟磁性
薄膜の飽和磁束密度Ｂｓを、第１２図に抗磁力Ｈｃおよ
び実効透磁率μを示す。これらの図より、遷移金属薄膜
層２の膜厚がｌ〜１１００ｎ、即ちセンダスト系合金薄
膜層３の膜厚を１とした場合、遷移金属薄膜層２の膜厚
が０．０［ｌｌ−０，１の範囲に設定してあれば、飽和
磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃともに良好な値が得られるこ
とがわかる。 参考のため、実施例２〜４と同一の条件で基板１へ厚さ
１１Ｉｍのセンダスト系合金薄膜層３を直接成膜し、磁
気特性を測定した。飽和磁束密度Ｂｓを第７図、第９図
および第１１図に示す。また、抗磁力Ｈｃと実効透磁率
μとを第８図、第１０図およ３ び第１２図に示す。 実施例５（遷移金属としてパーマロイ系合金を用いた例
） 表面を光学研磨した５ ｍｍＸ ｌｏｍｍＸ １ ｍｍ
サイズの結晶化ガラス基板１の表面に、高周波マグネト
ロンスパッタ装置を用いてパーマロイ系合金薄膜層２を
成膜し、続いてその表面に厚さｌＩＩｍのセンダスト系
合金薄膜層３を成膜して積層軟磁性薄膜を作成する。薄
膜層２の厚さは５．１０．３０．１１００ｎに設定した
。パーマロイ系合金の組成はＮ１が８１重量％、Ｆｅが
１９重量％である。スパッタ条件および熱処理条件は実
施例２と同一である。 第１３図にパーマロイ系合金薄膜層２の厚さを変化させ
た積層軟磁性薄膜の飽和磁束密度Ｂｓを、第１４図に抗
磁力Ｈｅおよび実効透磁率μを示す。 これらの図より、遷移金属薄膜層２の膜厚が５〜１１０
０ｎ、即ちセンダスト系合金薄膜層３の膜厚を１とした
場合、遷移金属薄膜層２の膜厚が０．００５〜０．１の
範囲に設定してあれば、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃ
ともに良好な値が得られることがわか４ る。 参考のため、実施例２〜４と同一の条件で基板１へ厚さ
ｌｐｍのセンダスト系合金薄膜層３のみを直接成膜し、
その磁気特性を測定した。飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈ
ｅおよび実効透磁率μを第１３図および第１４図に示す
。また、そのＢ−８曲線は第１６図と略同じであった。 第１５図は実施例１〜５をまとめたもので、各実施例に
おいて遷移金属薄膜層２の厚みを変えて作成した磁性薄
膜のうち、抗磁力Ｈｃの最低値同士を比較した図である
。同図によればＦｅが最も良好な値を示しているが、Ｎ
ｉ、 Ｃｏ、 Ｃｒおよびパーマロイの何れにも、下地
層による顕著な抗磁力抑制効果が見られる。 これらの結果より、基板１とセンダスト系合金３との間
にわずか１７ｎｍ〜数十ｎｍの遷移金属薄膜層２を設け
るだけで磁気特性が大きく改善されることがわかる。特
に抗磁力Ｈｃと実効透磁率μにおいて顕著である。
示す。この積層軟磁性薄膜は、基板１の表面に遷移金属
薄膜層２と、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ三元系のセンダスト系合
金薄膜層３とを順次積層したものである。センダスト系
合金薄膜層３の組成はＦｅが８５重量％、Ａ１が５．４
重量％、Ｓｉが９．６重量％になっている。 本発明の実験例は以下の通りである。 実施例１（遷移金属としてＦｅを用いた例）表面を光学
研磨した１０ｍｍＸ ＩＤｍｍＸ ｌ ｍｍサイズの結
晶化ガラス基板ｌの表面に、高周波マグネトロンスパッ
タ装置を用いて純度９９．９％のＦｅ薄膜層２を成膜し
、続いてその表面に厚さ１１１ｍのセンダスト系合金薄
膜層３を成膜して積層軟磁性薄膜を作成する。Ｆｅ薄膜
層２の厚さは１．５．１Ｏ１５０，１００，５００，１
１０００ｎに設定した。スパッタ条件は、ＲＦ電力８０
０ｗ、アルゴンガス圧カー、 ２Ｘ１０−２Ｔｏｒｒで
ある。 得られた積層軟磁性薄膜に真空中で６００Ｔ：、１時間
の熱処理を施した後、振動試料型磁力計を用いて飽和磁
束密度Ｂｓおよび抗磁力Ｈｃを測定した。実効透磁率μ
は８の字コイル法で測定した。 第２図にＦｅ薄膜層２が１ｏｎｎ＋、センダスト系合金
薄膜層３がｌｌＩｍである積層軟磁性薄膜のＢ−Ｈ曲線
を示す。同図に示したＦｅ薄膜層１０ｎｍのときの磁気
特性は、Ｂｓ＝１２０００ガウス、Ｈｃ＝０．０５エル
スデツド、μ＝ ５００Ｏｆｆ＝１ＭＨｚ）である。 第３図にＦｅ薄膜層２の厚さを変化させた積層軟磁性薄
膜の飽和磁束密度Ｂｓを、第４図に抗磁力Ｈｃおよび実
効透磁率μを示す。これらの図よりＦｅ薄膜層２の膜厚
が１〜１１００ｎ、即ちセンダスト系合金薄膜層３の膜
厚を１とした場合、Ｆｅ薄膜層２の膜厚が０．００１〜
０．１の範囲に設定してあれば、飽和磁束密度Ｂｓ、抗
磁力Ｈｅともに良好な値が得られることがわかる。 次に前記と同じ成膜方法を用い、Ｆｅ薄膜層２を２０ｎ
ｍと一定にし、センダスト系合金薄膜層３の膜厚を０．
１．０．２．０．５、１．５．１０ｇｍと変化させて、
積層磁性合金膜を作成した。同様の熱処理を行なった後
、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｅおよび実効透磁率μの
測定を行なった。第５図にセンダスト系合金薄膜３の厚
さを変化させた積層軟磁性薄膜の飽和磁束密度Ｂｓ、第
６図に抗磁力Ｈｃおよび実効透磁率μを示す。これらの
図よりセンダスト系合金薄膜層３の膜厚が０．２〜ｌＯ
μｍ、即ちセンダスト系合金薄膜層３の膜厚を１とした
場合、Ｆｅ薄膜層２の膜厚が０．００２〜０．１の範囲
に設定してあれば、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃおよ
び実効透磁率Ｕとも０ に良好なことがわかる。なかでも、センタスト系合金薄
膜層３の膜厚を１μｍに設定したときの磁気特性は、Ｂ
ｓ＝ １２０００ガウス、Ｈｃ＝０．０５エルステッド
、μ＝５００Ｏｆｆ・ＩＭｏｚ）と良好な値が得られた
。 参考のため、Ｆｅ薄膜層２を設けずに基板１へ直接セン
タスト系合金を１１１ｍ成膜し、その磁気特性を洞定し
た。第１６図にＢ −８曲線を示す。この試料の飽和磁
束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃおよび実効透磁率Ｈの測定値を
第３図および第４図に示す。 実施例２〔遷移金属としてＮｉを用いた例）表面を光学
研磨した５ ｍｍＸ ｌＯｍｍＸ ｌ ｍｍサイズの結
晶化ガラス基板１の表面に、高周波マグネトロンスパッ
タ装置を用いて純度９９９％のＮｉ薄膜層２を成膜し、
続いてその表面に厚さＩＩＩｍのセンダスト系合金薄膜
層３を成膜して積層軟磁性薄膜を作成する。遷移金属薄
膜層２の厚さは１．５．１０．３０、１００ｒ＋ｍに設
定した。スパッタ条件はＲＦ電力６００Ｗ、アルゴンガ
ス圧力１．０ＸｌＯ−２Ｔｏｒｒである。 得られた積層軟磁性薄膜に実施例１と同様の熱処理を施
した後、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃおよ１ び実効透磁率μを洞定した。 第７図にＮｉ薄膜層２の厚さを変化させた積層軟磁性薄
膜の飽和磁束密度Ｂｓを、第８図に抗磁力Ｈｃおよび実
効透磁率μを示す。これらの図より、遷移金属薄膜層２
の膜厚が１〜５０ｎｍ、即ちセンダスト系合金薄膜層３
の膜厚を１とした場合、遷移金属薄膜層２の膜厚が０．
００１〜０．０５の範囲に設定してあれば、飽和磁束密
度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃともに良好な値が得られることがわ
かる。 実施例３（遷移金属としてＣｏを用いた例）遷移金属と
して純度９９．７％のＧｏを用いて実施例２と同様にし
て積層軟磁性薄膜を作成し、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力
Ｈｃおよび実効透磁率１１を測定した。 第９図にＣｏ薄膜層２の厚さを変化させた積層軟磁性薄
膜の飽和ｍ束密度Ｂｓを、第１０図に抗磁力Ｈｃおよび
実効透磁率μを示す。これらの図より、遷移金属薄膜層
２の膜厚が１〜５０ｎｍ、即ちセンダスト系合金薄膜層
３の膜厚を１とした場合、遷移金属薄膜層２の膜厚が０
．００１〜０．０５の範囲に設定 ２ してあれば、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｅともに良好
な値が得られることがわかる。 実施例４ （ｉＪ：移金属としてＣｒを用いた例）遷移
金属として純度９９．９％のＣｒを用いて実施例２と同
様にして積層軟磁性薄膜を作成し、飽和磁束密度Ｂｓ、
抗磁力Ｈｃオよび実効透磁率μを測定した。 第１１図にＣｒ薄膜層２の厚さを変化させた積層軟磁性
薄膜の飽和磁束密度Ｂｓを、第１２図に抗磁力Ｈｃおよ
び実効透磁率μを示す。これらの図より、遷移金属薄膜
層２の膜厚がｌ〜１１００ｎ、即ちセンダスト系合金薄
膜層３の膜厚を１とした場合、遷移金属薄膜層２の膜厚
が０．０［ｌｌ−０，１の範囲に設定してあれば、飽和
磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃともに良好な値が得られるこ
とがわかる。 参考のため、実施例２〜４と同一の条件で基板１へ厚さ
１１Ｉｍのセンダスト系合金薄膜層３を直接成膜し、磁
気特性を測定した。飽和磁束密度Ｂｓを第７図、第９図
および第１１図に示す。また、抗磁力Ｈｃと実効透磁率
μとを第８図、第１０図およ３ び第１２図に示す。 実施例５（遷移金属としてパーマロイ系合金を用いた例
） 表面を光学研磨した５ ｍｍＸ ｌｏｍｍＸ １ ｍｍ
サイズの結晶化ガラス基板１の表面に、高周波マグネト
ロンスパッタ装置を用いてパーマロイ系合金薄膜層２を
成膜し、続いてその表面に厚さｌＩＩｍのセンダスト系
合金薄膜層３を成膜して積層軟磁性薄膜を作成する。薄
膜層２の厚さは５．１０．３０．１１００ｎに設定した
。パーマロイ系合金の組成はＮ１が８１重量％、Ｆｅが
１９重量％である。スパッタ条件および熱処理条件は実
施例２と同一である。 第１３図にパーマロイ系合金薄膜層２の厚さを変化させ
た積層軟磁性薄膜の飽和磁束密度Ｂｓを、第１４図に抗
磁力Ｈｅおよび実効透磁率μを示す。 これらの図より、遷移金属薄膜層２の膜厚が５〜１１０
０ｎ、即ちセンダスト系合金薄膜層３の膜厚を１とした
場合、遷移金属薄膜層２の膜厚が０．００５〜０．１の
範囲に設定してあれば、飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈｃ
ともに良好な値が得られることがわか４ る。 参考のため、実施例２〜４と同一の条件で基板１へ厚さ
ｌｐｍのセンダスト系合金薄膜層３のみを直接成膜し、
その磁気特性を測定した。飽和磁束密度Ｂｓ、抗磁力Ｈ
ｅおよび実効透磁率μを第１３図および第１４図に示す
。また、そのＢ−８曲線は第１６図と略同じであった。 第１５図は実施例１〜５をまとめたもので、各実施例に
おいて遷移金属薄膜層２の厚みを変えて作成した磁性薄
膜のうち、抗磁力Ｈｃの最低値同士を比較した図である
。同図によればＦｅが最も良好な値を示しているが、Ｎ
ｉ、 Ｃｏ、 Ｃｒおよびパーマロイの何れにも、下地
層による顕著な抗磁力抑制効果が見られる。 これらの結果より、基板１とセンダスト系合金３との間
にわずか１７ｎｍ〜数十ｎｍの遷移金属薄膜層２を設け
るだけで磁気特性が大きく改善されることがわかる。特
に抗磁力Ｈｃと実効透磁率μにおいて顕著である。
以上詳細に説明したように本発明の積層軟磁性薄膜は、
飽和磁束密度および実効透磁率が高く、抗磁力が低いと
いう優れた軟磁気特性を有している。その磁気特性は膜
厚が１〜２ＩＩｍ以下と極めて薄い場合でも確保される
。従って、この積層軟磁性薄膜は高密度記録用磁気ヘッ
ドのコア材に最適である。
飽和磁束密度および実効透磁率が高く、抗磁力が低いと
いう優れた軟磁気特性を有している。その磁気特性は膜
厚が１〜２ＩＩｍ以下と極めて薄い場合でも確保される
。従って、この積層軟磁性薄膜は高密度記録用磁気ヘッ
ドのコア材に最適である。
第１図は本発明を適用する積層軟磁性薄膜の断面図、第
２図〜第１５図は本発明の積層軟磁性薄膜の実施例の磁
気特性を示す図、第１６図は従来の磁性薄膜の磁気特性
を示す図である。 １・・・基板 ２−・・遷移金属薄膜層３・
・・センダスト系合金薄膜層
２図〜第１５図は本発明の積層軟磁性薄膜の実施例の磁
気特性を示す図、第１６図は従来の磁性薄膜の磁気特性
を示す図である。 １・・・基板 ２−・・遷移金属薄膜層３・
・・センダスト系合金薄膜層
Claims (10)
- １．遷移金属薄膜層上に主成分がＦｅ、ＡｌおよびＳｉ
であるセンダスト系合金の薄膜層が積層されていること
を特徴とする積層軟磁性薄膜。 - ２．遷移金属薄膜層上に主成分がＦｅ、ＡｌおよびＳｉ
であるセンダスト系合金の薄膜層が積層され、飽和磁束
密度が１００００ガウス以上、抗磁力が０．５エルステ
ッド以下で、周波数１ＭＨｚにおける実効透磁率が１０
００以上であることを特徴とする積層軟磁性薄膜。 - ３．前記センダスト系合金薄膜層の膜厚と遷移金属薄膜
層の膜厚との比率が１：０．００１〜０．１であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
積層軟磁性薄膜。 - ４．前記遷移金属は純度９７％以上のＦｅであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の積
層軟磁性薄膜。 - ５．前記遷移金属は純度９７％以上のＮｉであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の積
層軟磁性薄膜。 - ６．前記遷移金属は純度９７％以上のＣｏであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の積
層軟磁性薄膜。 - ７．前記遷移金属は純度９７％以上のＣｒであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の積
層軟磁性薄膜。 - ８．前記遷移金属は、Ｎｉが７５〜８５重量％、Ｆｅが
１５〜２５重量％および８重量％以下のＭｏからなるパ
ーマロイ系合金であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項または第２項記載の積層軟磁性薄膜。 - ９．前記センダスト系合金の主成分Ｆｅ、ＡｌおよびＳ
ｉは、それぞれＡｌが２〜８重量％、Ｓｉが６〜１２重
量％、残量がＦｅであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載の積層軟磁性薄膜。 - １０．主成分がＦｅ、ＡｌおよびＳｉである前記センダ
スト系合金にＣｒ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃ
ｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１の成分
が５％以下含まれていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載の積層軟磁性薄膜。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3365490 | 1990-02-16 | ||
| JP2-33654 | 1990-02-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03263307A true JPH03263307A (ja) | 1991-11-22 |
Family
ID=12392438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20892190A Pending JPH03263307A (ja) | 1990-02-16 | 1990-08-06 | 積層軟磁性薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03263307A (ja) |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP20892190A patent/JPH03263307A/ja active Pending
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