JPH04236405A - 軟磁性薄膜 - Google Patents

軟磁性薄膜

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JPH04236405A
JPH04236405A JP1954591A JP1954591A JPH04236405A JP H04236405 A JPH04236405 A JP H04236405A JP 1954591 A JP1954591 A JP 1954591A JP 1954591 A JP1954591 A JP 1954591A JP H04236405 A JPH04236405 A JP H04236405A
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JP
Japan
Prior art keywords
thin film
soft magnetic
corrosion resistance
magnetic thin
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP1954591A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Honda
順一 本多
Kenji Katori
健二 香取
Masatoshi Hayakawa
正俊 早川
Koichi Aso
阿蘇 興一
Kazuhiko Hayashi
和彦 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP1954591A priority Critical patent/JPH04236405A/ja
Publication of JPH04236405A publication Critical patent/JPH04236405A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/14Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing iron or nickel
    • H01F10/147Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing iron or nickel with lattice under strain, e.g. expanded by interstitial nitrogen

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Fe−N系の軟磁性薄
膜に関するものであり、特にその耐食性の改善に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】磁気記録の分野においては、高密度記録
化,短波長記録化が進められており、これに伴って磁気
記録媒体には高保磁力,高残留磁束密度を有することが
要求され、一方磁気ヘッド材には前記磁気記録媒体の特
性を生かすべく高飽和磁束密度,高透磁率,低保磁力を
有することが要求される。
【0003】このような要求に応える軟磁性材料の一つ
として、Fe−N系材料が従来より知られており、これ
をスパッタリング等の気相メッキ技術によって薄膜化し
て磁気ヘッドのコア材料として利用することが検討され
ている。
【0004】ところが、Fe−N系の軟磁性薄膜は、熱
安定性に劣るという欠点を有する。磁気ヘッドの製造に
おいては、信頼性を確保するための高融点を有するガラ
スを用いた融着工程が不可欠であり、この工程には高温
の熱処理を必要とすることから、前記欠点は大きな問題
となる。
【0005】このような状況から、Fe−N系軟磁性薄
膜の熱安定性の改善に関しての研究も続けられており、
例えば本願出願人は、特願平2─46322号において
Al,Ga等の添加元素と酸素を導入することでFe─
N系軟磁性薄膜の熱安定性が改善されることを報告した
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
添加元素が導入されたFe−N系軟磁性薄膜は耐食性の
点で十分でなく、このような軟磁性薄膜をコア材料とす
る磁気ヘッドは、高温,高湿条件下で保存した場合に、
徐々に錆が発生し、保磁力,飽和磁束密度等の磁気特性
が劣化してしまう。このため、磁気ヘッドとしての実用
性を欠き、商品化する上で大きな障害となっている。
【0007】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、耐食性を有し、高温,高
湿度条件下で保存した場合でも錆が発生せず、且つ良好
な軟磁気特性,高飽和磁束密度を有する軟磁性薄膜を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前述の目
的を達成せんものと鋭意研究を重ねた結果、Niを添加
することが耐食性の改善に有効であるとの知見を得るに
至った。本発明はこのような知見に基づいて完成された
ものである。すなわち、本発明は、(Fea Mb N
ic )dNe Of (ただし、a,b,c,d,e
,fは組成を原子%として表し、MはSi,Al,Ta
,B,Mg,Ca,Sr,Ba,Cr,Mn,Zr,N
b,Ti,Mo,V,W,Hf,Ga,Ge,希土類元
素の少なくとも1種を表す。)なる組成式で表され、そ
の組成範囲が 0.1≦b≦5 0.5≦c≦10 a+b+c=100 0.5≦e≦15 0.1≦f≦13 d=100−e−f であることを特徴とするものである。
【0009】前記各組成は、軟磁気特性や飽和磁束密度
等の磁気特性,耐熱性,耐食性を考慮して決められたも
のであるが、特にNiを導入する場合、その導入量は金
属成分中0.5〜10原子%とする。Niの導入が少な
すぎると耐食性の改善が期待できず、逆に多すぎると、
保磁力Hcが大きな値を示すようになる。このとき、さ
らに高い透磁率を確保したい場合には、Niの導入量は
金属成分中0.5〜8原子%とすることが好ましい。ま
た、酸素の導入量は0.1〜13原子%とする。酸素の
導入量が少なすぎても、逆に多すぎても熱安定性改善効
果が期待できず、例えばアニール処理した後の保磁力H
cが大きな値を示すようになる。
【0010】上述の軟磁性薄膜は、スパッタリング等の
薄膜形成技術により作製されるが、添加元素の導入方法
としては、まず目的の元素とFeとの合金を調製し、こ
の合金をターゲット,蒸着源として使用する方法が考え
られる。あるいは、Feターゲットの上に各元素のチッ
プを置いて同時にスパッタリングするようにしてもよい
【0011】また、窒素や酸素の導入方法としては、窒
化物,酸化物をターゲット,蒸着源として使用する方法
も考えられるが、通常は雰囲気中に窒素,酸素を導入す
ることで達成される。
【0012】本発明を適用した軟磁性薄膜は単層膜であ
ってもよいし、パーマロイ等の磁性金属や、Ag,Cu
等の非磁性金属、さらにはSi−N,SiO2 等のセ
ラミクス材料等で分断して積層構造とした多層膜であっ
てもよい。
【0013】上述の軟磁性薄膜はいわゆるメタル・イン
・ギャップ型の磁気ヘッド等において、フェライト上に
膜付けして磁気コアとされ、これら磁気コアをガラス融
着により一体化することで磁気ヘッドとして構成される
のが一般的である。このとき、ガラス融着の際の加熱に
よって本発明の軟磁性薄膜とガラスあるいは軟磁性薄膜
との反応が問題となる虞れがある。したがって、本発明
の軟磁性薄膜をメタル・インギャップ型の磁気ヘッド等
に適用する場合には、ガラスと軟磁性薄膜の間,あるい
はフェライトと軟磁性薄膜の間にシリコン酸化物,シリ
コン窒化物の非常に薄い膜を反応防止膜として設けるこ
とが好ましい。特にガラスと軟磁性薄膜の間の反応防止
膜は、シリコン酸化物膜,シリコン窒化物膜と金属クロ
ム膜.クロム化合物膜との積層膜とすることが有効であ
る。
【0014】前記シリコン酸化物膜やシリコン窒化物膜
は、やはりスパッタリング等の薄膜形成技術によって形
成されるが、その膜厚はフェライトと軟磁性薄膜との間
の反応防止膜では30〜100Åとすることが好ましい
。当該反応防止膜の厚さが30Å未満であると反応を十
分に抑えることができず、逆に100Åを越えると疑似
ギャップとして作用する虞れがある。ガラスと軟磁性薄
膜の間の反応防止膜では、30〜500Åとすることが
好ましい。30Å未満であるとやはり反応を十分に抑え
ることができない。上限については特に規定する必要は
ないが、生産性等の観点から500Å以下とすることが
望ましい。金属クロム膜,クロム化合物膜は、ガラスと
の接合強度を確保すること等を目的として設けられるも
ので、やはりスパッタリング等の薄膜形成技術によって
形成されるが、その膜厚は前記シリコン酸化物膜やシリ
コン窒化物膜の場合と同様の理由から30Å〜500Å
とすることが好ましい。
【0015】
【作用】所定の添加元素が導入されたFe−N系軟磁性
薄膜にNiを導入すると、透磁率,保磁力,飽和磁化量
を維持したまま、耐食性が改善される。これは、Niが
Feに対して直接酸化を抑えるように作用しているから
と考えられる。しかも、Niの場合、窒化物を形成し難
いために、窒素雰囲気中でスパッタリングを行った後に
も大部分が金属Niの形で残ってFeに合金化する。こ
のため、Feに対して効果的に作用し、優れた耐食効果
を発揮するものと推測される。さらに、Niの添加は、
Niが強磁性元素であることから、添加による飽和磁化
量の減少が少なく、磁気特性を維持する上でも有利とな
っている。
【0016】
【実施例】以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて
説明する。
【0017】実験例1 本実験例は、所定の元素が導入されたFe−N系軟磁性
薄膜にNi,Cr,Cu,Moを導入し、耐食性および
軟磁気特性の検討を行った例である。
【0018】先ず、Feを主成分とする合金ターゲット
を準備し、窒素ガス及び酸素ガスを含むアルゴン雰囲気
中でRFスパッタリングを行い、表1に示す組成を有す
る薄膜を作成した。
【0019】なお、スパッタリングの条件は、出力30
0W,ガス圧(全圧)1.2mTorrとし、薄膜の膜
厚は3μmとした。また、膜中の窒素含有量,酸素含有
量は、雰囲気中への窒素ガス,酸素ガスの導入量で制御
した。
【0020】このようにして作成された各薄膜について
アニール処理前およびアニール処理後に亘り、耐食性お
よび保磁力の測定を行った。その結果を表1に示す。な
お、アニール処理は、550℃の温度条件下で1時間行
い、耐食性は、3%NaCl溶液中での薄膜の分極抵抗
を100μAの低電流で測定し、測定された抵抗値の逆
数を求めることによって評価した。また、比較として添
加元素を導入しないブランクサンプルについても同様に
して耐食性および磁気特性の測定を行った。
【0020】
【表1】
【0021】表1を見ると、Niを導入したサンプル1
は、Ni以外の元素を導入したサンプル2〜サンプル5
と比較して、優れた耐食性を有し、且つ良好な軟磁気特
性を維持していることがわかる。たとえば、一般に耐食
性を向上させると考えられているCrを導入したサンプ
ル2およびサンプル3においては、耐食性の改善が認め
られず、また、ブランクサンプルと比較して保磁力が大
きく、軟磁気特性が劣化している。これに対し、サンプ
ル1においては、低保磁力を維持したまま、耐食性が大
幅に改善されている。したがって、これらの結果から、
所定の添加元素が導入されたFe−N系磁性材料へのN
iの導入は、耐食性,軟磁気特性に優れた薄膜を得る上
で有効であることが示された。
【0022】実験例2 本実験例は、所定の元素が導入されたFe−N系軟磁性
薄膜にNiを種々の濃度で添加し、耐食性,軟磁気特性
について検討を行った例である。
【0023】先ず、表2に示す組成を有する薄膜を実験
例1と同様な方法にて作成した。そして作成された薄膜
について、アニール処理前およびアニール処理後に亘り
、耐食性,透磁率,保磁力について測定を行った。その
結果を表2に示す。
【0024】なお、アニール処理の条件および耐食性の
評価法は実験例1と同様である。また、比較としてNi
を添加しないブランクサンプルについても同様にして耐
食性,透磁率,保磁力について測定を行った。
【0025】
【表2】
【0026】表2を見ると、アニール処理後の耐食性は
、Niの添加量の増加に伴って向上していることがわか
る。しかし、添加量が12原子%を越えると、今度は保
持力が2.8と大きな値を示し、良好な軟磁気特性が得
られなくなる。したがって、良好な耐食性,軟磁気特性
を得るためには、Niの添加量は金属成分中0.5〜1
0原子%とすることが好適であることがわかった。また
、さらに高い透磁率を得ようとする場合には、Niを金
属成分中0.5〜8原子%で添加すればよいことが示さ
れた。
【0027】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、所定の元素が導入されたFe−N系の軟
磁性薄膜にNiを加えているので、軟磁気特性および耐
熱性を維持したまま、優れた耐食性を得ることが可能で
ある。したがって、このような軟磁性薄膜を磁気ヘッド
のコア材料として使用すれば、高温,高湿度条件下で保
存した場合でも錆が生じ難く実用性の高い磁気ヘッドを
得ることが可能となる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  (Fea Mb Nic )d Ne
     Of (ただし、a,b,c,d,e,fは組成を原
    子%として表し、MはSi,Al,Ta,B,Mg,C
    a,Sr,Ba,Cr,Mn,Zr,Nb,Ti,Mo
    ,V,W,Hf,Ga,Ge,希土類元素の少なくとも
    1種を表す。)なる組成式で表され、その組成範囲が0
    .1≦b≦5 0.5≦c≦10 a+b+c=100 0.5≦e≦15 0.1≦f≦13 d=100−e−f であることを特徴とする軟磁性薄膜。
JP1954591A 1991-01-19 1991-01-19 軟磁性薄膜 Pending JPH04236405A (ja)

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JP1954591A JPH04236405A (ja) 1991-01-19 1991-01-19 軟磁性薄膜

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JP1954591A JPH04236405A (ja) 1991-01-19 1991-01-19 軟磁性薄膜

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JPH04236405A true JPH04236405A (ja) 1992-08-25

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ID=12002290

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JP1954591A Pending JPH04236405A (ja) 1991-01-19 1991-01-19 軟磁性薄膜

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JP (1) JPH04236405A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5617275A (en) * 1994-05-02 1997-04-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Thin film head having a core comprising Fe-N-O in a specific atomic composition ratio

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5617275A (en) * 1994-05-02 1997-04-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Thin film head having a core comprising Fe-N-O in a specific atomic composition ratio

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