JPH03270202A - 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店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。

然しながら、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を層間膜として使用し
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
層以上の多層構造とする必要があり、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、Ｆｅ−Ｎ
−０合金によって、多層構造にしない単層て高Ｂｓ・低
Ｈｃの磁性合金が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点
かあった。

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、保磁力か小さく、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　Ｕ　ＮＶ　ＯＷ　Ｓ　Ｉ　Ｘ　Ｍｙなる
組成式で表され、Ｌｌ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、ｙて示される原子
％か １≦ｖ≦２０　０．１≦Ｗ≦ｌＯ ｏ　＜ｘ＜８　　　　ｏ　＜ｙ＜６ ０５≦ｘ＋ｙ≦６ ｕ＋ｖ＋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）または、ＦｅｕＮｖＯｗＳｉｘＭＹＬ２
なる組成式で表され、Ｌｌ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、ｙ、ｚで示さ
れる原子％が１≦Ｖ≦２０　０．１≦Ｗ≦ｔ。

０　＜ｘ＜６　　　０　＜ｙ＜６ ０．５≦ｘ＋ｙ≦６０３≦２≦６ ｕ＋ｖ＋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、ＶＣｒ　　　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（Ｆｅ）とＳｉ。

Ａ１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５ｉＡ１等をはめ
込んた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リには、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）酸素（０
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をスパッタすると同時に
成膜する磁性合金膜中の窒素と酸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’）がターゲット５に衝突し、ターゲット
５の鉄原子及びＳＬ、ＡＩ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５ｉ１Ａ１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１〜３にて窒素・酸素及びアルゴンの導
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　ｅ　ｇ　Ｎｖ　ＯｗＳ　ｉ　Ｘ　Ｍｙ合金を得る
ことができる。

このようにして得たＦ　ｅＵＮｙ　Ｏｗ　Ｓ　ｉ　ｚ　
Ｍｙ合金の窒素・酸素及びＳｉ、Ａ１等の含有量と飽和
磁束密度Ｂｓ、保磁力Ｈｃの関係を表１に示す。

（以下余白） 表　　１ 表１は窒素・酸素及びＳｉ、ＡＩ等の含有量と飽和磁束
密度（Ｂｓ）、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）　、Ｅ
ＰＭＡ　（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、熱処理温度はこごでは４００°　Ｃである。この内
、試料番号ｌはＦｅに窒素のみを含有させた時の結果で
ある。

試料番号２〜１０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が１０ｋＧ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％さらに好まし
くは１〜ｌＯ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１−１０原子％の時はＢｓ
が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が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Ｈｅ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、低Ｈｃて特に透磁率の高い磁性合金が得られる
。

第２図は、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８００°Ｃの時は比較
的Ｈｃは低いが、３００　＠ｃ以上にすると急激にＨｅ
が増大する。これに対し本発明になる磁性合金は、Ｈｅ
が小さく熱安定性にも優れていることが解る。ここでＳ
ｉ、Ａ１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Ｈｅの増大が生じる。従って、Ｓ
ｔとＢ、Ａ１．Ｇａ、Ｃ，Ｇｅからなる群の中から選ば
れた少なくとも１種類以上の元素の合計の含有量が０．
５〜６原子％の時、高Ｂｓ・低Ｈｃで熱安定性にも優れ
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ＦｅＮ５ｉＡ１合金のμを記す。

本発明になる磁性合金は、透磁率μがＦｅＮ５ｉＡ１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　　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
％の高温高湿中に放置し、１０００時間経過後に腐蝕痕
か見られないものを○、腐蝕痕か生じたものをＸとして
耐蝕性を示した。試料番号２］は、比較例であるＦｅＮ
合金、試料番号２２〜４４は、Ｆｅ−Ｎ−０−３１−Ａ
１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は、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％を越えると磁気特性の劣化が生しる。従って、Ｔ
ｔ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、ＮｉＣｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ
、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ。

Ａｇ、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種類以上の元素の合計の含有量が０．３〜Ｂ
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、ＦｅＮ合金におけ
る窒素含有量と飽和磁束密度（Ｂｓ）の関係を示す図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）Ｆｅ＿ｕＮ＿ｖＯ＿ｗＳｉ＿ｘＭ＿ｙなる組成式
   で表され、ｕ，ｖ，ｗ，ｘ，ｙで示される原子％が１≦
   ｖ≦２０、０．１≦ｗ≦１０ ０＜ｘ＜６、０＜ｙ＜６ ０．５≦ｘ＋ｙ≦６ ｕ＋ｖ＋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＿ｕＮ＿ｖＯ＿ｗＳｉ＿ｘＭ＿ｙＬ＿ｚなる
   組成式で表され、ｕ，ｖ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚで示される原
   子％が １≦ｖ≦２０、０．１≦ｗ≦１０ ０＜ｘ＜６、０＜ｙ＜６ ０．５≦ｘ＋ｙ≦６、０．３≦ｚ≦６ ｕ＋ｖ＋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）