JPH0519967B2 - - Google Patents

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JPH0519967B2
JPH0519967B2 JP60028743A JP2874385A JPH0519967B2 JP H0519967 B2 JPH0519967 B2 JP H0519967B2 JP 60028743 A JP60028743 A JP 60028743A JP 2874385 A JP2874385 A JP 2874385A JP H0519967 B2 JPH0519967 B2 JP H0519967B2
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JP
Japan
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saturation
flux density
thin film
amorphous
magnetic flux
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JP60028743A
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Hiroshi Takino
Atsunori Hayakawa
Kazuko Kawabata
Makoto Tsuruoka
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Sony Corp
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Sony Corp
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Priority to US06/829,162 priority patent/US4747888A/en
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets 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
    • H01F1/14Magnets 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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    • H01F1/15316Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Co
    • HELECTRICITY
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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。
そこで従来、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、極めて有用なヘツド材料として、非
晶質軟磁性薄膜の開発が進められている。
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を確保することは難しい。
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+2×10-6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、
Nbの添加によりアモルフアス形成能が低下し、
飽和磁束密度Bsが14000ガウス以上を示す組成は
得られていない。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、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以内)、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,Zr,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、CoxZryPdzなる組成式で表され、その組成範
囲が 0.85≦x≦0.94 0.04≦y≦0.07 0.01≦z≦0.10 x+y+z=1.00 であることを特徴とするものである。
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−Zr系非晶質合金にPdを
添加したCo−Zr−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Zrの含有量が重要であつて、これらPdや
Zr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、Zr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
Zr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、Zrの含有量
が7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、1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、Zrの含
有量が4〜7原子%、Pdの含有量が1〜10原子
%、残部がCoであることが好ましい。
ただし、Coの含有量が94原子%を越えても結晶
化の虞れが大きく、またCoの含有量が85原子%
を下回ると飽和磁束密度Bs15000ガウス以上と飽
和磁歪定数λs±1.0×10-6以内を同時に達成する
ことは難しいことから、Coの含有量は85〜94原
子%とし、この範囲で他の元素(Zr及びPd)の
添加量を調整する必要がある。
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、数百オングストロームから数
10μm程度の薄膜〜厚膜の作製が可能であつて、
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達成するCo,
Zr,Pdの各成分元素の量を調整する方法として
は、 (1) Co,Zr,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Zr片及びPd片を乗せ、これ
らZr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+1.0×10-6
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。
〔作用〕
このように、Co及びZrを主成分とするCo−Zr
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−Zr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〕
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。
先ず、Coターゲツト上にZr片及びPd片を乗
せ、これらZr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、曲線Cはλs=0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である。
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Zrを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Zr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や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、より一層の短
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 CoxZryPdzなる組成式で表され、その組成範
    囲が 0.85≦x≦0.94 0.04≦y≦0.07 0.01≦z≦0.10 x+y+z=1.00 であることを特徴とする非晶質軟磁性薄膜。
JP60028743A 1985-02-16 1985-02-16 非晶質軟磁性薄膜 Granted JPS61188908A (ja)

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DE8686101691T DE3680213D1 (de) 1985-02-16 1986-02-10 Amorpher weichmagnetischer duenner film.
EP86101691A EP0192161B1 (en) 1985-02-16 1986-02-10 Amorphous soft magnetic thin film
CA000501772A CA1265360A (en) 1985-02-16 1986-02-13 Amorphous soft magnetic thin film
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EP0192161A2 (en) 1986-08-27
CA1265360A (en) 1990-02-06
JPS61188908A (ja) 1986-08-22
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