JPH04368104A - 軟磁性膜 - Google Patents

軟磁性膜

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Publication number
JPH04368104A
JPH04368104A JP16936591A JP16936591A JPH04368104A JP H04368104 A JPH04368104 A JP H04368104A JP 16936591 A JP16936591 A JP 16936591A JP 16936591 A JP16936591 A JP 16936591A JP H04368104 A JPH04368104 A JP H04368104A
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JP
Japan
Prior art keywords
soft magnetic
film
flux density
nitrogen
magnetic film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP16936591A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Omori
広之 大森
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH04368104A publication Critical patent/JPH04368104A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H01F10/13Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F10/133Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing rare earth metals
    • H01F10/135Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing rare earth metals containing transition metals

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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、磁気ヘッドのコア材等
として使用される軟磁性膜に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばVTR(ビデオテープレコーダ)
等の磁気記録再生装置においては、画質等を向上させる
ために記録信号の高密度化が進められており、これに対
応して磁性粉にFe,Co,Ni等の強磁性金属の粉末
を用いた所謂メタルテープや、強磁性金属材料を蒸着等
の手法により直接ベースフィルム上に被着した所謂蒸着
テープ等の高抗磁力媒体の開発が進められている。
【0003】ところで、磁気記録媒体の高抗磁力化が進
むにつれ、記録再生に使用する磁気ヘッドのヘッド材料
に高飽和磁束密度化が要求される。例えば、従来ヘッド
材料として多用されているフェライト材では、飽和磁束
密度が低く、媒体の高抗磁力化に十分に対処することは
難しい。
【0004】このような状況から、磁気ヘッドを構成す
る磁気コアをフェライトやセラミクス等と高飽和磁束密
度を有する軟磁性膜との複合構造とし、軟磁性膜同士を
突き合わせて磁気ギャップを構成するようにした複合型
磁気ヘッドや、各磁気コアやコイル等を薄膜技術により
形成し、これらを絶縁膜を介して多層構造とした薄膜磁
気ヘッドが開発されている。
【0005】これらの磁気ヘッドに使用される軟磁性材
料としては、例えばFe−Al−Si合金(所謂センダ
スト合金)やCo−Nb−Zr系等の非晶質軟磁性膜等
が知られており、これら軟磁性材料は10kガウス以上
の高飽和磁束密度を有する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
Fe−Al−Si合金(所謂センダスト合金)やCo−
Nb−Zr系等の非晶質軟磁性膜等において、最も軟磁
気特性に優れ、且つ十分な熱的安定性が得られる組成で
は飽和磁束密度は高々10kガウス程度であり、高密度
磁気記録化を図るためには、さらに優れた飽和磁束密度
が達成されることが望まれている。
【0007】これに対して、CoとSm,Nd,Dy等
の希土類金属との合金系においては、の組成比が多い組
成領域で非晶質状態が実現することが知られている。し
かし、このような非晶質合金系では、磁歪が非常に大き
く、良好な軟磁気特性を得ることができないという欠点
がある。そこで、本発明は、かかる従来の実情に鑑みて
提案されたものであって、飽和磁束密度が大きく、優れ
た軟磁気特性を有する軟磁性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、Co,Fe
,Ni,Mnの少なくとも1種と希土類金属を主体とす
る非晶質材料に窒素を添加すれば、優れた軟磁気特性を
確保しつつ、高い飽和磁束密度が得られることを見出す
に至った。
【0009】本発明はかかる知見にもとずいて完成され
たものであって、本願第1の発明にかかる軟磁性膜は、
Ma Lb Nx (但し、式中MはCo,Fe,Ni
,Mnの少なくとも1種を表し、LはLa,Sm,Dy
,Er,Ho,Pr,Ce,Eu,Tbの少なくとも1
種を表す。また、a,b,xはそれぞれ各元素の割合を
原子%で表す。)なる一般式で表され、その組成範囲が
70<a<97 2<b<20 1<x<20 であることを特徴とするものである。
【0010】また、本願第2の発明にかかる軟磁性膜は
、Ma Lb JC NX (但し、式中MはCo,F
e,Ni,Mnの少なくとも1種を表し、LはLa,S
m,Dy,Er,Ho,Pr,Ce,Eu,Tbの少な
くとも1種を表し、JはY,Zr,Nb,Ta,Hf,
W,Mo,Cr,V,Si,Alの少なくとも1種を表
す。また、a,b,c,xはそれぞれ各元素の割合を原
子%で表す。)なる一般式で表され、その組成範囲が7
0<a<97 1<b<15 1<c<15 1<x<20 であることを特徴とするものである。
【0011】本願第1の発明の軟磁性膜においては、強
磁性金属元素であるCo,Fe,Ni,Mnの少なくと
も1種と、希土類金属、とりわけLa,Sm,Dy,E
r,Ho,Pr,Ce,Eu,Tbの少なくとも1種と
によって構成される薄膜において非晶質もしくはそれに
類する状態が得られる。上記遷移金属Mの膜中の組成比
aは70<a<97原子%とされ、希土類金属Lの膜中
の組成比bは2<b<20原子%とされる。
【0012】この軟磁性膜に窒素を添加すると、軟磁気
特性が改善される。窒素の添加量は、膜中の窒素原子の
組成比xが1<x<20原子%となる範囲とされる。窒
素の添加量が少なすぎても、逆に多すぎても軟磁気特性
の改善が期待できない。
【0013】また、本願第2の発明の軟磁性膜では、上
記遷移金属Mと希土類金属L及び窒素からなる薄膜に他
の添加元素JとしてY,Zr,Nb,Ta,Hf,W,
Mo,Cr,V,Si,Alの少なくとも1種が添加さ
れる。これら添加元素Jを添加することにより、軟磁気
特性が向上するとともに、ターゲットを作製する際に、
ヒビ割れや鬆が入りにくくなる。
【0014】これら添加元素Jは、上記希土類金属Lの
組成比bの一部を上記添加元素Jに置換したかたちで添
加される。即ち、上記添加元素Jの添加量は、膜中にお
ける上記添加元素Jの組成比の合計cが1<c<15原
子%となる範囲とされ、この時上記希土類金属Lの組成
比bは1<b<5原子%とされる。上記添加元素Jの添
加量が多すぎると、飽和磁束密度が低下する傾向にある
【0015】本発明の軟磁性膜は、スパッタリング等の
所謂気相メッキ技術によって製造される。スパッタリン
グは、所望の組成比となるように調整された合金ターゲ
ットを用いて行っても良いし、各原子のターゲットを個
別に用意し、その面積や印加出力等を調整して組成をコ
ントロールするようにして行ってもよい。特に前者の方
法を採用した場合、膜組成はターゲット組成によってほ
ぼ一意に決まるので、例えば大量生産するうえで好適で
ある。
【0016】窒素を添加する方法としては、雰囲気中に
窒素ガスを導入してスパッタを行う方法等が考えられる
【0017】また、本発明を適用した軟磁性膜は、単層
膜であってもよく、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Si3 N4 ,SiO
2 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。
【0018】
【作用】遷移金属のCo,Fe,Ni,Mnの少なくと
も1種と、La,Sm,Dy,Er,Ho,Pr,Ce
,Eu,Tb等の希土類金属からなる非晶質材料に、窒
素を添加すると、高い飽和磁束密度が得られるとともに
、優れた軟磁気特性が確保される。
【0019】更に、上記非晶質材料にY,Zr,Nb,
Ta,Hf,W,Mo,Cr,V,Si,Alから選ば
れた少なくとも1種を添加することにより、軟磁気特性
の安定性が向上する。
【0020】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例により説明す
るが、本発明がこの実施例に限定されるものではないこ
とは言うまでもない。 実験例1〜4 本実施例は、遷移金属であるCoと、Sm,Ho,La
,Dyの希土類金属のうちより選ばれた1種とから構成
される非晶質材料に窒素が添加された軟磁性膜の例であ
る。
【0021】先ず、ターゲットとして下記の表1に示す
組成を有する各種合金(直径100mm)を用いて、ス
パッタガス中にArガスとN2 ガスの混合ガスを導入
しながらRFマグネトロンスパッタ法により成膜を行っ
た。この時、Arガス圧を0.1Paとし、到達真空度
を2×10−4Paとした。また、投入電力は300W
とした。
【0022】このようなスパッタリングによって得られ
た軟磁性膜は、それぞれ膜厚が3μmであり、膜中にお
ける窒素の含有率は0.2〜20原子量%であった。こ
れら軟磁性膜の保磁力HC 及び飽和磁束密度BS を
調べたところ、表1に示すような結果が得られた。なお
、比較用としてCo93Sm7 をターゲットとして用
い、N2 ガスを導入せずに成膜を行った場合(比較例
1)についても同様にして調べ、この結果を表1に併せ
て記した。 また、保磁力HC はB−Hループトレーサーにより測
定し、飽和磁束密度BS は試料振動型磁力計により測
定した。
【0023】
【表1】
【0024】表1に示すように、同じ組成を有するター
ゲットを用いた場合でも、スパッタガス中にN2 ガス
を導入せずに成膜した比較例1では、保磁力HC が大
きく、軟磁気特性を示さなかったのに対して、N2 ガ
スを導入した実施例1では、高飽和磁束密度BS が確
保されるとともに、保磁力HC が非常に小さな値を示
した。また、希土類金属としてHoやLa、Dyを選ん
だ場合にも、Co−Sm−N軟磁性膜と同様に良好な軟
磁気特性が得られることが判った。
【0025】次に、上述のようにCo等の遷移金属と希
土類金属から構成される非晶質材料に各種添加元素を添
加した場合において窒素の効果を検討した。 実験例5〜9 ターゲットとして表2に示す組成を有する各種合金を用
いて、上述の各実施例と同様の手法によりスパッタリン
グを行った。
【0026】得られた各軟磁性膜について、保磁力Hc
及び飽和磁束密度BS をそれぞれ測定した。この結果
を表2に示す。
【0027】
【表2】
【0028】表2から明らかなように、膜中に窒素が添
加された軟磁性膜では、何れの組成においても極めて良
好な軟磁気特性を示すことが判った。また、強磁性材料
である遷移金属と、Sm,La,Tb,Er等の希土類
金属Lの少なくとも1種からなる非晶質材料及び窒素の
他に、例えばCr,Zr,Al,Si,Ta等の各種添
加元素を添加することにより、保磁力Hcが一層低下す
る傾向にあることが判った。
【0029】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の軟磁性膜では、Co,Fe,Ni,Mnの少なくと
も1種と、例えばSmやLa等の希土類金属を主体とす
る非晶質材料に窒素が添加されているので、高い飽和磁
束密度を確保することができ、優れた軟磁気特性を有す
る軟磁性膜を提供することができる。
【0030】また、本発明の軟磁性膜は、上述の非晶質
材料にY,Zr,Nb,Ta,Hf,W,Mo,Cr,
V,Si,Al等の添加元素が添加されているので、タ
ーゲットの作製が容易にされるとともに、磁気特性の制
御性を向上させることができる。従って、実用性に優れ
た軟磁性膜を提供することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  Ma Lb Nx (但し、式中Mは
    Co,Fe,Ni,Mnの少なくとも1種を表し、Lは
    La,Sm,Dy,Er,Ho,Pr,Ce,Eu,T
    bの少なくとも1種を表す。また、a,b,xはそれぞ
    れ各元素の割合を原子%で表す。)なる一般式で表され
    、その組成範囲が 70<a<97 2<b<20 1<x<20 であることを特徴とする軟磁性膜。
  2. 【請求項2】  Ma Lb JC NX (但し、式
    中MはCo,Fe,Ni,Mnの少なくとも1種を表し
    、LはLa,Sm,Dy,Er,Ho,Pr,Ce,E
    u,Tbの少なくとも1種を表し、JはY,Zr,Nb
    ,Ta,Hf,W,Mo,Cr,V,Si,Alの少な
    くとも1種を表す。また、a,b,c,xはそれぞれ各
    元素の割合を原子%で表す。)なる一般式で表され、そ
    の組成範囲が 70<a<97 1<b<15 1<c<15 1<x<20 であることを特徴とする軟磁性膜。
JP16936591A 1991-06-14 1991-06-14 軟磁性膜 Withdrawn JPH04368104A (ja)

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ID=15885235

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020125508A (ja) * 2019-02-01 2020-08-20 住友金属鉱山株式会社 スパッタリングターゲットおよび電極膜

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 19980903