JPH03270203A - 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Ｂ
ｓ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が−段と進み、
磁気記録媒体の抗磁力が２Ｃ１０００ｅ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−
３ｉ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ＳｉＯ２
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Ｆｅ−Ｎ−
０合金によって、単層で高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、ＦｅｘＮｙＭｚなる組成式で表され、ｘ、ｙ、ｚて
示される原子％が １　≦　ｙ　≦１（１ ０，５≦　２　≦ｔＯ ｘ　　＋　ｙ　　＋　　ｚ　　−１００なる関係を有す
る磁性合金。（但しＭはＣまたはＧｅまたはＣとＧｅの
混合物）またはＦ　ｅ　ＸＮ　ｙ　Ｍｚ　Ｌ　ｖなる組
成式て表され、ｘ、ｙ、ｚ、ｖで示される原子％が １≦ｙ≦１０ ０．５≦ｚ≦１０ ０３≦Ｖ≦１０ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋ｖ霧１００ なる関係を有する磁性合金。（但しＭはＣまたはＧｅま
たはＣとＧｅの混合物であり、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Ｃ１Ｇｅ等の合
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Ｃ８Ｇｅ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１３よリマイナス電
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）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Ｃ，Ｇｅ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Ｃ５Ｇｅ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ｌＯ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、所望の窒素を含んだＦｅｙＮｙ
Ｍｚ合金または、ＦｅｙＮｙＭｚＬｖ合金を得ることが
できる。

この様にして得たＦ　ｅ　ｘＮｙ　Ｍｚ合金の窒素及び
Ｃ，Ｇｅ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。

（以下余白） 表　　１ 表１は窒素、Ｃ５Ｇｅ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）　、ＥＰＭＡ　（
Ｘ線マイクロアナライサ法）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
磁力は真空中て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であり、試
料番号２は、ＦｅにＣのみを含有させた時の結果である
。

試料番号３〜７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ｌＯ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Ｂ
ｓで低Ｈｃの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３００°　Ｃの時は比
較的Ｈｃが低いが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、Ｈｃが
小さく熱安定性にも優れていることが解る。ここで、Ｃ
，Ｇｅ等の合計の含有量が０，５原子％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、１０原子％を越えるとＢｓが１５ｋＧ以上の磁性合
金が得られなくなる。従って、Ｃ，Ｇｅ等の合計の含有
量が０．５〜ｌＯ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。

本発明になる磁性合金は、透磁率が３０００と高く、磁
気ヘッドとして十分な再生効率が得られることが解る。

表　　２ 表２はＴｉ５Ｃｒ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６（１’ｃ−９（１％の恒温恒湿中に放
置し、１０００時間経過後に腐蝕痕が見られないものを
○、腐蝕痕か生したものを×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
は、Ｆｅ−Ｎ−Ｃ合金、試料番号２３〜４７は、Ｆｅ−
Ｎ−Ｃ合金にＴｉ、Ｃｒ等の元素を添加した合金であり
、試料番号２２〜４７は、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、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ。

Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉ　ｒ、Ｐｔ。

Ａυ、Ｐｂの合計の含有量が０，３〜ＩＯ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Ｈｃ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、ＦｅＮ合金における窒
素含有量と飽和磁束密度の関係（Ｂｓ）を示す図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）Ｆｅ＿ｘＮ＿ｙＭ＿ｚなる組成式で表され、ｘ，
   ｙ，ｚで示される原子％が １≦ｙ≦１０ ０．５≦ｚ≦１０ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ なる関係を有する磁性合金。（但しＭはＣまたはＧｅま
   たはＣとＧｅの混合物） （２）Ｆｅ＿ｘＮ＿ｙＭ＿ｚＬ＿ｖなる組成式で表され
   、ｘ，ｙ，ｚ，ｖで示される原子％が １≦ｙ≦１０ ０・５≦ｚ≦１０ ０．３≦ｖ≦１０ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｖ＝１００ なる関係を有する磁性合金。（但しＭはＣまたはＧｅま
   たはＣとＧｅの混合物であり、ＬはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃ
   ｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，
   Ｐｄ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ
   ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂなる群の中から選ばれた少な
   くとも１種類以上の元素）