JPH0513366B2 - - Google Patents

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JPH0513366B2
JPH0513366B2 JP59216968A JP21696884A JPH0513366B2 JP H0513366 B2 JPH0513366 B2 JP H0513366B2 JP 59216968 A JP59216968 A JP 59216968A JP 21696884 A JP21696884 A JP 21696884A JP H0513366 B2 JPH0513366 B2 JP H0513366B2
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JP
Japan
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thin film
soft magnetic
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amorphous
flux density
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Atsunori Hayakawa
Kazuko Kawabata
Makoto Tsuruoka
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Sony Corp
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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
    • H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/13—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非晶質軟磁性薄膜に関するものであ
り、特に飽和磁束密度Bsが大きく飽和磁歪定数
λsの小さい非晶質軟磁性薄膜を得ようとするも
のである。
〔従来の技術〕
磁気記録の分野においては、例えば垂直磁気記
録方式のように記録信号の高密度化や高周波数化
等が進められているが、この高密度化に対応して
磁気記録媒体としても、例えば磁性粉にFe、Co、
Ni等の強磁性金属の粉末を用いたいわゆるメタ
ルテープや、強磁性金属材料を蒸着によりベース
フイルム上に被着した蒸着テープ等の如き高い残
留磁束密度Brや高抗磁力Hcを有する磁気記録媒
体が使用されるようになつている。このため、こ
の種の磁気記録媒体の記録再生に使用する磁気ヘ
ツドのヘツド材料としては、飽和磁束密度Bsが
大きく、また透磁率が大きな、すなわち飽和磁歪
定数λsが小さなものが要求されている。
一方、上述の高密度記録化に伴つて、磁気記録
媒体に記録トラツクのトラツク幅の狭小化も進め
られており、これに対応して磁気ヘツドのトラツ
ク幅も極めて狭いものが要求されている。
そこで従来、例えばセラミツクス等の非磁性基
板上に磁気コアとなる軟磁性薄膜と絶縁層を交互
に被着形成しこれをトラツク部分としたいわゆる
複合型磁気ヘツドや、軟磁性薄膜や導体薄膜を絶
縁体薄膜を介して多層積層構造とした薄膜磁気ヘ
ツド等が提案されており、この種の磁気ヘツドに
使用される軟磁性薄膜として、非晶質軟磁性薄膜
が注目を集めている。
この非晶質軟磁性薄膜は、磁歪が零に近く高透
磁率を有するとともに結晶磁気異方性が無い等の
数々の優れた特性を有し、上述の磁気ヘツドの軟
磁性薄膜として極めて有用であることが知られて
いる。
ところで、上記非晶質軟磁性薄膜の材質として
は、一般にFe、Ni、Co等の金属元素に半金属元
素を含有した金属−半金属系非晶質合金が知られ
ているが、この金属−半金属系非晶質合金では所
定の飽和磁束密度Bsを確保することが難しく、
例えば垂直記録用単磁極ヘツドにおいて主磁極膜
厚を3000Å以下にしようとすると、上記主磁極を
構成する軟磁性薄膜は飽和磁束密度Bsが14000ガ
ウス以上であることが必要となるが、上述の金属
−半金属系非晶質合金の飽和磁束密度Bsはおよ
そ10000ガウス程度である。
そこでさらに従来、高飽和磁束密度を有する非
晶質合金として、例えばCo−Zr系、Co−Hf系等
の金属−金属系非晶質合金が見出されている。し
かしながら、上記金属−金属系非晶質合金にあつ
ては、例えばZrあるいはHfの割合が約5原子%
であるときにおよそ15000ガウスと極めて大きな
飽和磁束密度を示すものの、飽和磁歪定数λsが
約+3×10-6と大きく、したがつて初期透磁率も
約2000以下(1MHz〜10MHz、困難軸方向)とな
つてしまつている。
また、上記飽和磁歪定数λsを低くするために
Nbを添加したCo−Zr−Nb系非晶質合金も提案
されているが、この種の非晶質合金にあつては、
例えばCoの割合≦93原子%、Zr:Nb=3:5の
組成で飽和磁歪定数λsは零を示し、初期透磁率
も約3000以上(1MHz〜10MHz、困難軸方向)と
良好な軟磁気特性を示すが、この場合には飽和磁
束密度Bsの低下がみられ、飽和磁束密度Bsの値
は約14000ガウス以下となつてしまつている。
このように、飽和磁束密度Bs及び飽和磁歪定
数λsの両者をともに満足する軟磁性薄膜は見あ
たらず、なお一層の改善が要望されている。
そこで本願出願人は、先に特願昭59−95302号
明細書において、飽和磁束密度Bs14000ガウス以
上、飽和磁歪定数λs+1.5×10-6以下を同時に満
足するCo−Hf−Pt系非晶質軟磁性薄膜を提案し
た。
しかしながら、上記Co−Hf−Pt系非晶質軟磁
性薄膜では、より一層の特性の向上を図ろうとす
ると、例えば飽和磁束密度Bs15000ガウス以上、
飽和磁歪定数λs+1.5×10-6以下を達成しようと
すると、このような特性を同時に達成できる組成
は存在するものの、その範囲が非常に狭いという
難点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで本発明は、前述の如き当該技術分野の要
望にこたえて提案されたものであつて、飽和磁束
密度Bsが大きく(15000ガウス以上)、飽和磁歪
定数λsが小さい(+1.0×10-6以下)、しかもこの
ような特性を示す組成領域が広い非晶質軟磁性薄
膜を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等は、上述の如き目的を達成せんもの
と鋭意研究の結果、Co、Hf、Pdを所定の割合で
含有する非晶質軟磁性薄膜がこの目的に適合する
ことを見出し本発明を完成するに至つたものであ
り、Co1-x-yHfxPdyなる組成式で表され、その
組成範囲が 0.04≦x≦0.08 0.005≦y≦0.15 であることを特徴とするものである。
〔作用〕
このように、Co及びHfを主成分とするCo−Hf
系非晶質合金にさらにPdを添加することによつ
て、広い組成領域においてCo−Hf系非晶質合金
の有する高飽和磁束密度を低下することなく飽和
磁歪定数λsを下げることが達成されるのである。
〔実施例〕
以下、本発明の非晶質軟磁性薄膜の好適な形態
について詳述する。
本発明に係る非晶質軟磁性薄膜は、金属−金属
系非晶質合金であるCo−Hf系非晶質合金にPdを
添加したCo−Hf−Pd系非晶質合金材料により形
成されるものである。
ここで、上記非晶質軟磁性薄膜においては、
Pd及びHfの含有量が重要であつて、これらPdや
Hfの含有量が多すぎたり少なすぎたりすると飽
和磁束密度Bsと飽和磁歪定数λsの両者をともに
改善することは難しい。
例えば、Hfの含有量が4原子%未満であると
結晶化の虞れが大きく、したがつて非晶質軟磁性
薄膜が得られない可能性が大きい。また、上記
Hfの含有量が多すぎると飽和磁束密度Bsの低下
が見られ、特に飽和磁束密度Bsが15000ガウス以
上のものを得ようとする場合には、Hfの含有量
が8原子%以下であることが必要である。
一方、上記Pdはわずかな添加量であつても飽
和磁歪定数λsを下げるという効果を示すが、実
用的には上記Pdの添加量が、0.5原子%以上であ
ることが好ましい。また、上記Pdの添加量を増
加すればするほど飽和磁歪定数λsが小さくなる
が、あまりPdの添加量を多くすると飽和磁束密
度Bsが低下してしまう虞れがある。
したがつて、実用的な範囲としては、Hfの含
有量が4〜8原子%、Pdの含有量が0.5〜15原子
%、残部がCoであることが好ましい。すなわち、
上記非晶質軟磁性薄膜を Co1-x-yHfxPdy なる組成式で表したときに、その組成範囲が 0.04≦x≦0.08、0.005≦y≦0.15となるように設
定することが好ましい。
ところで、上述の非晶質軟磁性薄膜の作製方法
としては、液体急冷法やスパツタ法等が考えられ
るが、特に上記非晶質軟磁性薄膜を垂直記録用単
磁極ヘツドや狭ギヤツプリングヘツド等に利用す
る場合には極めて膜厚の薄いものが要求されるの
で、スパツタ法が採用される。このスパツタ法に
よれば、非晶質化が容易で、数百オングストスー
ムから数mm程度の薄膜〜薄膜が作製可能であつ
て、また膜の密着性にも優れる等、本発明に係る
非晶質軟磁性薄膜を作製するうえで好適である。
上記スパツタ法としては、通常の手法であれば
如何なる方法であつてもよいが、例えば二極式ス
パツタ法、三極・四極式スパツタ法、マグネトロ
ン式スパツタ法、高周波式スパツタ法、バイアス
式スパツタ法、非対称交流式スパツタ法等が挙げ
られる。
なお、上記非晶質軟磁性薄膜を構成するCo、
Hf、Pdの各成分元素の量を調節する方法として
は、 (1) Co、Hf、Pdを所定の割合となるように秤量
し、これらをあらかじめ例えば高周波溶解炉等
で溶解して合金インゴツトを形成しておき、こ
の合金インゴツトをターゲツトとして使用する
方法、 (2) Co単独元素のCoターゲツトを用意し、この
Coターゲツト上にHf片及びPd片を乗せ、これ
らHf片やPd片の数を調節することによつて組
成を制御する方法、 (3) 各成分の単独元素のターゲツトを用意し、こ
れら各ターゲツトに加える出力(印加電圧)を
制御してスパツタリング速度をコントロールし
組成を制御する方法、 等が挙げられる。
上述の方法により作製される本発明に係る非晶
質軟磁性薄膜にあつては、その成分としてPdを
添加することにより、飽和磁束密度Bsが15000ガ
ウス以上でかつ飽和磁歪定数λsが+1.0×10以下
である組成領域が見出され、かつこのような特性
を示す組成領域が極めて広いことが判明した。
次に、本発明の具体的な実施例について説明す
るが、本発明がこの実施例に限定されるものでな
いことは言うまでもない。
実施例 Coターゲツト上にHf片及びPd片を乗せ、これ
らHf片やPd片の数を調節しながら下記の条件で
スパツタを行い、ガラス基板上に非晶質軟磁性薄
膜を成長させた。
スパツタの条件 Arガス圧 7.0×10-1Pa 電力 200W 形成速度 100〜300Å/min 基板 ガラス(水冷) 得られた非晶質軟磁性薄膜の組成と飽和磁束密
度Bsの関係を第1図に、また、得られた非晶質
軟磁性薄膜の組成と飽和磁歪定数λsの関係を第
2図にそれぞれ示す。
なお、この第1図において、曲線aはBs=
15000ガウスが得られる組成、曲線bはBs=
14500ガウスが得られる組成、曲線cはBs=
14000ガウスが得られる組成を示すものである。
従つて、第1図において、曲線aより右の領域は
Bs=15000ガウス以上が得られる組成範囲、曲線
bより右の領域はBs=14500ガウス以上が得られ
る組成範囲、曲線cより右の領域はBs=14000ガ
ウス以上が得られる組成範囲となる。
また、第2図において、曲線Aはλs=+2.0×
10-6となる組成、曲線Bはλs=+1.0×10-6とな
る組成をそれぞれ示すものである。従つて、第2
図において、曲線Aより右上の非晶質領域はλs
=+2.0×10-6以下となる組成範囲、曲線Bより
右上の非晶質領域はλs=+1.0×10-6以下となる
組成範囲となる。
これら第1図及び第2図より、Pdを添加する
ことにより飽和磁歪定数λsが次第に小さくなり、
またHfの所定の範囲内に設定すれば同時に高飽
和磁束密度も達成されることが分かる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明においては、Co及
びHfにPdを添加することにより飽和磁束密度Bs
が15000ガウス以上と大きく飽和磁歪定数λsが+
1.0×10-6以下と小さい非晶質軟磁性薄膜を得る
ことが可能となる。
したがつて、本発明による非晶質軟磁性薄膜を
垂直記録用単磁極ヘツドが狭ギヤツプリングヘツ
ド等の磁性材料として応用すれば、より一層の矩
波長の記録再生が可能となる。
また、本発明によれば、上述の各特性を達成で
きる組成領域も、極めて広いものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る非晶質軟磁性薄膜におけ
る飽和磁束密度Bsの組成依存性を示す特性図で
あり、第2図は本発明に係る非晶質軟磁性薄膜に
おける飽和磁歪定数λsの組成依存性を示す特性
図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Co1-x-yHfxPdyなる組成式で表され、その
    組成範囲が 0.04≦x≦0.08 0.005≦y≦0.15 であることを特徴とする非晶質軟磁性薄膜。
JP59216968A 1984-10-16 1984-10-16 非晶質軟磁性薄膜 Granted JPS6195503A (ja)

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JP59216968A JPS6195503A (ja) 1984-10-16 1984-10-16 非晶質軟磁性薄膜
CA000492994A CA1261177A (en) 1984-10-16 1985-10-15 Amorphous soft magnetic thin film
DE8585113082T DE3575233D1 (de) 1984-10-16 1985-10-15 Amorpher weichmagnetischer duenner film.
EP85113082A EP0178634B1 (en) 1984-10-16 1985-10-15 Amorphous soft magnetic thin film
US06/788,140 US4615748A (en) 1984-10-16 1985-10-16 Amorphous soft magnetic thin film

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JPS6195503A JPS6195503A (ja) 1986-05-14
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EP0178634A2 (en) 1986-04-23
JPS6195503A (ja) 1986-05-14
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