JPH0529143A

JPH0529143A - 軟磁性薄膜

Info

Publication number: JPH0529143A
Application number: JP20369691A
Authority: JP
Inventors: Osamu Shimizu; 治清水; Kanji Nakanishi; 寛次中西; Satoshi Yoshida; 敏吉田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1991-07-19
Publication date: 1993-02-05
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: JP2784105B2

Abstract

(57)【要約】【構成】Ｆｅ_a-mＭ_mＢ_bＮ_c（但し、ａ、ｂ、ｃ、ｍは各
々原子％を示し、ＭはＣｏ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｍ
ｎ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔの少なくとも１種以上を表わし、
ＢはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの少なく
とも１種以上を表わす。）なる組成式で示され、その組
成範囲は０＜ｍ／ａ＜ 0.3 ０＜ｂ≦２００＜ｃ≦２２の範囲(但し、ｂ≦7.5かつｃ≦５を除く)であることを
特徴とする軟磁性薄膜。【効果】本発明の軟磁性薄膜は、高い飽和磁束密度を有
し、かつ、磁歪を零とすることができ、低保磁力、高透
磁率の優れた軟磁気特性を得ることができる。また、電
気抵抗率も高く渦電流損失を低減でき、磁界中熱処理に
よって一軸異方性を持たせることができ、その大きさも
組成や熱処理時間によって制御することができるので、
目的に応じた高周波透磁率を得ることができる。さら
に、高い硬度と耐食性を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高飽和磁束密度と高周
波透磁率を持ち、高密度記録再生用磁気ヘッドのコア材
料等に好適な軟磁性薄膜に関する。

【０００２】

【発明の背景】例えばオーディオテープレコーダやＶＴ
Ｒ（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、記録信号の高密度化や高品質化等が進められて
おり、この高記録密度化に対応して、磁気記録媒体とし
て磁性粉にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属あるいは合金から
なる粉末を用いた、いわゆるメタルテープや、強磁性金
属材料を真空薄膜形成技術によりベースフィルム上に直
接被着した、いわゆる蒸着テープ等が開発され、各分野
で実用化されている。

【０００３】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ところ
で、このような所定の保磁力を有する磁気記録媒体の特
性を発揮せしめるためには、磁気ヘッドのコア材料の特
性として、高い飽和磁束密度Ｂｓを有するとともに、同
一の磁気ヘッドで再生を行なおうとする場合において
は、高透磁率を併せて有することが要求される。

【０００４】従来は、センダスト合金（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａ
ｌ、Ｂｓは、およそ１０ＫＧ）や、Ｃｏ系アモルファス
合金などが用いられていたが、センダスト合金は、膜の
内部応力が大きく、また結晶粒が成長し易く厚膜化が難
しい。また、飽和磁束密度Ｂｓが１０ＫＧ程度で、今以
上の高密度記録には飽和磁束密度Ｂｓが不充分である。
また、Ｃｏ系アモルファス合金は特性も良く高飽和磁束
密度Ｂｓのものも作製できるが、４５０℃程度で結晶化
してしまうため、ヘッド形成する際に高温でガラス接合
できず、充分な接合強度が得られないという難点があっ
た。

【０００５】その他の軟磁性材料としては窒化鉄があ
り、一般に、窒素含有雰囲気中で鉄をターゲットとして
イオンビーム蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜
状に形成される。さらに、この薄膜は必要に応じて熱処
理されることもあった。しかしながら、この軟磁性薄膜
は、熱処理又は加熱によって保磁力が大幅に上昇してし
まい特性の安定性が不充分であるという問題があった。

【０００６】特開昭６３−２９９２１９号公報には、こ
のような問題点を改良せんとした次の軟磁性薄膜が記載
されている。

【０００７】「Ｆｅ_xＮ_yＡ_z（ただし、ｘ、ｙ、ｚは各
々組成比を原子％として表し、Ａ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。）なる組成式で示され、そ
の組成範囲が 0.5≦ｙ≦ 5.0 0.5≦ｚ≦ 7.5 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００であることを特徴とする軟磁性薄膜。」

【０００８】しかし、特開昭６３−２９９２１９号公報
に記載の軟磁性薄膜もまた熱処理によって保磁力が上昇
するのを避けられない。

【０００９】さらに一軸異方性を有していないため高周
波における透磁率を高くすることができないという欠点
がある。

【００１０】また、製膜条件にもよるが、一般的に結晶
質材料は、膜を付着する過程でセルフシャドウイング効
果によって柱状晶になり易く、粒界部にボイドが形成さ
れるために磁気的に不連続になり軟磁気特性が劣化して
しまう傾向がある。このセルフシャドウイング効果は、
磁気ヘッドを作製する際の様に下地に段差がある場合や
厚膜化する場合に特に顕著となり、充分な特性が得られ
ないという難点があった。

【００１１】本発明は、上記従来技術の問題点を改良し
た軟磁性薄膜の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれば
次の軟磁性薄膜により上記目的を達成することができ
る。

【００１３】Ｆｅ_a-mＭ_mＢ_bＮ_c（但し、ａ、ｂ、ｃ、
ｍは各々原子％を示し、ＭはＣｏ、Ｒｕ、Ｃｒの少なく
とも１種以上を表わし、ＢはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも１種以上を表わす。）なる
組成式で示され、その組成範囲は０＜ｍ／ａ＜ 0.1 ０＜ｂ≦２００＜ｃ≦２２の範囲(但し、ｂ≦7.5かつｃ≦５を除く)である軟磁性
薄膜。

【００１４】Ｆｅ_a-mＭ_mＢ_bＮ_c（但し、ａ、ｂ、ｃ、
ｍは各々原子％を示し、ＭはＣｏ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎ
ｉ、Ｍｎ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔの少なくとも１種以上を表
わし、ＢはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの
少なくとも１種以上を表わす。）なる組成式で示され、
その組成範囲は０＜ｍ／ａ＜０．３０＜ｂ≦２００＜ｃ≦２２の範囲(但し、ｂ≦7.5かつｃ≦５を除く)である軟磁性
薄膜。

【００１５】これらの組成範囲を点Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、
Ｉ、Ｊにより図１に示す。

【００１６】上記の組成範囲において、好ましくは、
０＜ｍ／ａ＜０．２である。

【００１７】なお、上記組成式において、ａ＋ｂ＋ｃ＝
１００（ａｔ％）である。

【００１８】Ｆｅ_a-d-eＸ_bＮ_cＲｕ_dＺ_e（但し、ａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｅは各々原子％を示し、ＸはＺｒ及びＨｆ
の少なくとも１種以上を表わし、ＺはＣｒ、Ｖ及びＭｎ
の少なくとも１種以上を表わす。）なる組成式で示さ
れ、その組成範囲は０＜ｂ≦２００＜ｃ≦２２０＜ｄ≦１００＜ｅ≦５の範囲(但し、ｂ≦7.5かつｃ≦５を除く)である軟磁性
薄膜。

【００１９】上記組成範囲において、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０（ａｔ％）であり、好ましくは、前記ｂ、ｃ、ｄ及び
ｅのうちの少なくとも一が下記範囲内に属することであ
る。より好ましくは、これらの全てが下記範囲内に属す
ることである。２≦ｂ≦１５５≦ｃ≦２２ 0.1≦ｄ≦１０ 0.1≦ｅ≦５

【００２０】本出願人は、前記従来技術の問題点を改良
するものとして次の軟磁性薄膜について特許出願を行っ
た（平成１年特許願第３０４８１１号）。

【００２１】「Ｆｅ_aＢ_bＮ_c（但し、ａ、ｂ、ｃは各々
原子％を示し、ＢはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｖ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも１種以上を表わす。）なる組
成式で示され、その組成範囲は０＜ｂ≦２００＜ｃ≦２２の範囲(但し、ｂ≦7.5かつｃ≦５を除く)であることを
特徴とする軟磁性薄膜。」

【００２２】これに対して、本発明の軟磁性薄膜は、Ｆ
ｅの一部を前記特定量の元素Ｍで置き換えているので、
次のような効果を奏する。磁歪を元素Ｍの含有量に対応
して正の方向へ変化させ又は０に近い値（絶対値）に正
確に調整できる。飽和磁束密度Ｂｓをより一層増加させ
ることができる（特にＭがＣｏの場合）。磁歪が小さい
場合にも異方性磁界を数Ｏｅ（少なくとも２Ｏｅ程度ま
で）つけることができ高周波で使用する場合にも高い透
磁率が得られる（特にＭがＣｏの場合）。耐食性をより
一層向上させることができる（特にＭがＣｒ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ及びＲｕの少なくとも一種以上の
場合）。電気比抵抗を高めることができるので、渦電流
損失を低減でき、高周波で使用する場合にも高い透磁率
が得られる（特にＭが、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも一
種以上の場合）。

【００２３】Ｆｅの一部をＲｕで置き換えた場合は、上
記のように耐食性をより一層向上させることができる。
そして、薄膜全体のうちの１０原子％までのＲｕでＦｅ
の一部を置き換える場合には、好ましくは、薄膜全体の
うちの５原子％までの前記Ｚ元素（即ち、Ｃｒ、Ｖ及び
Ｍｎの少なくとも１種以上の元素）で残りのＦｅの一部
を置き換える。これにより、軟磁性薄膜製造時及び製造
後に長時間（例えば４時間程度）の熱処理を行っても、
薄膜中の窒素が著しく減少せず、軟磁気特性が悪くなら
ない。Ｃｒ、Ｖ及びＭｎの各元素は、Ｎとの親和性が比
較的大きいことによると考えられる。なお、熱処理時間
が１時間程度であれば、薄膜中の窒素の著しい減少や軟
磁気特性の悪化は生じない。

【００２４】好ましくは、前記組成範囲は６９≦ａ≦９３２≦ｂ≦１５５≦ｃ≦２２の範囲である。この組成範囲を点Ｑ、Ｋ、Ｌ、Ｕ、Ｍに
より図１に示す。

【００２５】また好ましくは、その組成範囲は、前記四
者の擬三成分組成座標系（Ｆｅ＋Ｍ、Ｂ、Ｎ）においてＰ（９１、２、７）Ｑ（９３、２、５）Ｒ（８８、７、５）Ｓ（７３、１２、１５）Ｔ（６９、１２、１９）Ｕ（６９、９、２２）Ｖ（７６、５、１９）の７点を結ぶ線分で囲まれた範囲である。この組成範囲
を点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖにより図１に示す。

【００２６】結晶粒径は、好ましくは３００⌒以下であ
る。

【００２７】

【好適な実施態様及び作用】本発明の軟磁性薄膜は、Ｆ
ｅ、Ｎと、特定の元素Ｍ、即ち、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｃｒ、
Ｖ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔの少なくとも１種以
上の元素と、特定の添加元素Ｂ、即ち、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔ
ｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも１種以上の元素
とから成り、これらＦｅとＮと特定の元素ＭとＢ（夫々
２種以上も含む）の四者は、前記特定の組成範囲内にあ
る。

【００２８】前記組成範囲が、０＜ｂ≦２０かつ、０＜
ｃ≦２２の範囲（但し、ｂ≦7.5かつｃ≦５を除く)であ
る場合、好ましくは、ｂ≧0.5かつｃ≧0.5とする。ｂ＜
0.5又はｃ＜0.5の場合にはその存在による効果が発揮さ
れないことが多いからである。

【００２９】前記添加元素Ｂが２０原子％を越えるか、
又は、Ｎが２２原子％を越える場合には、良好な軟磁性
が得られない。

【００３０】前記組成範囲が、６９≦ａ≦９３かつ２≦
ｂ≦１５かつ５＜ｃ≦２２（より好ましくは5.5≦ｃ≦
２２）の場合は、より良好な軟磁性を示す。

【００３１】また、好ましくは、前記組成は、前記四者
の擬三成分組成座標系（Ｆｅ＋Ｍ、Ｂ、Ｎ）において、
前記特定の点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖの７点を結ぶ
線分で囲まれた範囲である。この組成範囲では保磁力が
小さいので、特に磁気ヘッドのコア材料等に好適であ
る。最も好ましくは、保磁力が1.5Ｏｅ以下（さらには
１Ｏｅ以下）を示す組成範囲である。

【００３２】前記添加元素ＢがＺｒである場合、軟磁性
薄膜の好ましい組成範囲は、Ｆｅ_d（Ｚｒ_eＮ_1-e）_100-d ７７≦ｄ≦８８ 0.3≦ｅ≦0.38 で示される範囲である（但し、このＦｅの一部は前記特
定量の元素Ｍで置き換えられている）。この組成範囲を
点Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚにより図１に示す。これらの点Ｗ、
Ｘ、Ｙ、Ｚの座標はほぼ次の通りである。

【００３３】Ｗ（８８、3.6、8.4）Ｘ（８８、4.56、7.44）Ｙ（７７、8.74、14.26）Ｚ（７７、6.9、16.1）即ち、この範囲では、Ｆｅ及びＭを７７〜８８原子％含
み、かつ、Ｚｒの含有率ｂ（原子％）とＮの含有率ｃ
（原子％）の比ｃ／ｂがおよそ1.63〜2.33となってい
る。この組成範囲の軟磁性薄膜は、良好な軟磁性（例え
ば、保磁力Ｈｃ＜５Ｏｅ）を示す。

【００３４】前記添加元素Ｂは、一種又は二種以上にす
ることができる。例えばＺｒのみ添加することができる
が、その他の添加元素でＺｒの一部（例えば添加される
Ｚｒのうちの３０原子％）を置き換えることができる。

【００３５】本発明の軟磁性薄膜は、例えばＲＦスパッ
タ法等の気相析着法により前記特定組成の非晶質薄膜を
得て、この非晶質薄膜を例えば、３５０〜６５０℃で熱
処理し前記非晶質薄膜の一部ないし全部を結晶化させて
製造することができる。好ましくは、前記熱処理時に磁
界を印加して一軸磁気異方性を誘導し前記非晶質薄膜の
一部ないし全部を結晶化させて製造することができる。

【００３６】本発明の軟磁性薄膜を前記の方法により製
造する場合、形成される基板の種類により製造後の軟磁
性薄膜の諸特性に差が生じる場合があるので、適宜基板
を選択して製造することが好ましい。

【００３７】

【実施例】以下の実施例により本発明の効果を示す。

【００３８】

【実施例１】Ｆｅ_90-mＣｏ_mＺｒ₁₀（ｍ＝1.5、3.0又は
4.5(ａｔ％)）の組成のターゲットを用い、0.0、2.5、
5.0、7.5、10.0、12.5モル％の窒素を含む窒素含有アル
ゴンガス雰囲気中で高周波スパッタリングを行ない、種
々の組成のＦｅ−Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎ非晶質薄膜を得た。こ
れらの非晶質薄膜を磁界中において３５０℃×１時間又
は５５０℃×１時間で熱処理し種々のＦｅ−Ｃｏ−Ｚｒ
−Ｎ軟磁性薄膜を得た。これらの結果を表１に示す。ま
た表１には、５５０℃×１時間の熱処理によって得られ
た軟磁性薄膜中における全メタル原子（Ｆｅ、Ｃｏ及び
Ｚｒ）中のＺｒの存在率（％）、及び窒素／Ｚｒ比も示
す。さらに軟磁性薄膜の磁気特性として保磁力Ｈｃ、異
方性磁界Ｈｋ及び飽和磁歪λsもあわせて示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【実施例２】実施例１と同様にして種々の組成の非晶質
薄膜を得た。これらの非晶質薄膜を磁界中において５５
０℃で１、２、３、４時間熱処理して種々の軟磁性薄膜
を得た。これらの結果を得られた軟磁性薄膜の種々の特
性と共に表２に示す。

【００４１】

【参考例】Ｆｅ_90.0Ｚｒ_10.0の組成のターゲットを用
い、6.0モル％の窒素を含有する窒素含有アルゴンガス
雰囲気中で高周波スパッタリングを行ないＦｅ−Ｚｒ−
Ｎ非晶質薄膜を形成し、これを磁界中において５５０℃
で１、２、３、４時間熱処理しＦｅ−Ｚｒ−Ｎ軟磁性薄
膜を得た。これらの結果を表２に示す。

【００４２】

【表２】

【００４３】

【実施例３】Ｆｅ_90-xＲｕ_xＺｒ₁₀（ｘ＝1.5、3.0又は
4.5(ａｔ％)）の組成のターゲットを用いて高周波スパ
ッタリングを行ないＦｅ−Ｒｕ−Ｚｒ−Ｎ非晶質薄膜を
形成し、これらを５５０℃×１時間で熱処理してＦｅ−
Ｒｕ−Ｚｒ−Ｎ軟磁性薄膜を得た。前記非晶質薄膜形成
時のスパッタガス雰囲気中のＮ₂含有率と、得られた軟
磁性薄膜の飽和磁歪λsとの関係を図２に示す。

【００４４】

【実施例４】Ｆｅ_92.6-xＸ_XＺｒ_7.4（Ｘ＝Ｃｏ、Ｃｒ又
はＲｕ）のターゲットを用いて高周波スパッタリングを
行ないＦｅ−Ｘ−Ｚｒ−Ｎ非晶質薄膜を形成し、これら
を熱処理してＦｅ−Ｘ−Ｚｒ−Ｎ軟磁性薄膜を得た。得
られた前記軟磁性薄膜に含まれる前記Ｘ元素の含有率ｘ
と、軟磁性薄膜の飽和磁歪λsとの関係を図３に示す。

【００４５】図３によれば、次のことがわかる。Ｃｏ、
Ｃｒ又はＲｕを含まない軟磁性薄膜は飽和磁歪λsが負
でありその値は−４×１０^-7である。ところがＦｅの一
部をＣｏ、Ｃｒ又はＲｕの一部でしだいに置き換えてゆ
くと飽和磁歪λsが正に変化しその値もしだいに大きく
なる。従って、好ましい飽和磁歪、その絶対値が９×１
０^-7以下、より好ましくは６×１０^-7、さらに好ましく
は２×１０^-7以下から０までの軟磁性薄膜を、それに対
応する特定量のＣｏ、Ｃｒ又はＲｕでＦｅの一部を置き
換えることによって得ることができる。

【００４６】

【実施例５】Ｆｅ_90-xＣｏ_xＺｒ₁₀（ｘ＝1.5、3.0又は
4.5(ａｔ％)）のターゲットを用いて高周波スパッタリ
ングを行ないＦｅ−Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎ非晶質薄膜を形成
し、これらを５５０℃で１時間又は４時間熱処理してＦ
ｅ−Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎ軟磁性薄膜を得た。前記非晶質薄膜
形成時のスパッタガス雰囲気中のＮ₂含有率と、得られ
た軟磁性薄膜の飽和磁歪λsとの関係を図４に示す。

【００４７】

【実施例６】Ｆｅ_90-xＣｒ_xＺｒ₁₀（ｘ＝1.5、3.0又は
4.5(ａｔ％)）のターゲットを用いて１０％Ｎ₂−Ａｒ雰
囲気中で高周波スパッタリングを行ないＦｅ−Ｘ−Ｚｒ
−Ｎ非晶質薄膜を形成し、これを５５０℃で４時間熱処
理してＦｅ−Ｘ−Ｚｒ−Ｎ軟磁性薄膜を得た。前記軟磁
性薄膜に含まれる前記Ｘ元素（Ｃｒ）の含有率ｘと、得
られた軟磁性薄膜の飽和磁歪λsとの関係を図５に示
す。また、これらの膜の分析組成と飽和磁歪、異方性磁
界Hk、電気比抵抗ρの値を表３に示す。

【００４８】図５および表３から次のことが判る。ｘ＝
４までＣｒが含有されても飽和磁歪は１０の−６乗以下
であり良好な軟磁性を示す。（特にｘ＝0.75の時に飽和
磁歪は零となり、良好な軟磁性を示す。）また、Ｃｒ添
加によって電気比抵抗が約１００μΩcmとなり、即ちセ
ンダスト合金と同等以上に高くなり、高周波での渦電流
損失を低減することができる。これは、Ｎの含有量がＣ
ｒを添加していない合金よりも高いためと考えられる。

【００４９】

【表３】

【００５０】以上本発明の実施例によれば、１０ａｔ％
（さらには15ａｔ％）を越えてＮを含有する軟磁性薄膜
が得られた。

【００５１】

【実施例７】Ｆｅ−Ｍ−Ｚｒ₁₀（Ｍ＝Ｃｒ又はＣｏ）の
ターゲット、又はＶ、Ｍｎ若しくはＮｉの小片をのせた
Ｆｅ₉₀Ｚｒ₁₀のターゲットを用いて、１０％Ｎ₂−Ａｒ
雰囲気中で高周波スパッタリングを行ないＦｅ−Ｍ−Ｚ
ｒ−Ｎ非晶質薄膜（Ｍ＝Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ又はＮ
ｉ）を形成し、これらを５５０℃４時間、磁界中で熱処
理し、Ｆｅ−Ｍ−Ｚｒ−Ｎ軟磁性薄膜（Ｍ＝Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｃｏ又はＮｉ）を得た。

【００５２】得られたＦｅ−Ｍ−Ｚｒ−Ｎ軟磁性薄膜の
飽和磁束密度Ｂ_S、飽和磁歪λ_S 、異方性磁界Ｈ_K、電気
比抵抗ρ及び原子％によるＮ／Ｚｒ比をそれぞれ図６〜
図１０に示す。これらの図の横軸は、得られた軟磁性薄
膜中のＦｅとＭとＺｒに対するＭ元素、即ち、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｃｏ又はＮｉ元素の存在率ｍ（原子％）を示
す。また、これらの膜の分析組成と飽和磁歪、Ｂｓ、Ｈ
ｋ、Ｈｃ、ρの値を表４に示す。

【００５３】

【表４】

【００５４】図６によれば、得られた軟磁性薄膜は、高
い飽和磁束密度を有することがわかる。なお、Ｃｏを含
有する場合は、Ｃｏ以外の元素とは異なり、Ｃｏ元素の
存在率の増加にともない飽和磁束密度も増加するという
ことがわかる。

【００５５】図７によれば、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｎ軟磁性薄膜
の飽和磁歪は負（−２．５×１０^-7）であるが、前記Ｍ
元素を存在させることにより飽和磁歪を０ないし正にす
ることができる、ということがわかる。特に、すべての
Ｍ元素についてｍが0.5〜1.5原子％の範囲で飽和磁歪が
０になる。また、Ｍ元素を多量に添加しても、飽和磁歪
は、１０^-6オーダー以下である。

【００５６】図８は、Ｍ元素の添加による誘導異方性磁
界の変化を示す。Ｆｅ−Ｚｒ−Ｎ軟磁性薄膜の一軸異方
性磁界は、１．３（Ｏｅ）であるが、Ｍ元素を３原子％
まで添加する場合は、いずれのＭ元素でも異方性磁界を
増加させることができる。しかし、Ｃｒ、Ｍｎ、及びＮ
ｉの場合は、３原子％を越えて添加すると、異方性磁界
が減少する。このように、本発明の軟磁性薄膜は、誘導
磁気異方性を付与できるので高周波透磁率を出しやす
い。

【００５７】図９は、Ｍ元素添加による電気比抵抗の変
化を示す。Ｖ、Ｃｒ、又はＭｎのいずれかを５％程度添
加することにより、１００μΩ・ｃｍを越える著しい電
気比抵抗の増加が観られた。これにより、高周波での渦
電流損失を低減することができる。一方、Ｃｏ及びＮｉ
を５％程度添加しても、電気比抵抗はあまり増加しなか
った。

【００５８】図１０は、Ｍ元素の存在率ｍとＮ／Ｚｒ比
との関係を示す。図１０によれば、Ｖ、Ｃｒ及びＭｎ
は、ＣｏやＮｉに比較して、Ｎとの親和性が良好である
と考えられる。即ち、得られた軟磁性薄膜にＶ、Ｃｒ又
はＭｎが存在する場合には、Ｃｏ又はＮｉが存在する場
合よりも、より多くのＮが存在できると考えられる。

【００５９】

【実施例８】Ｆｅ_85.5Ｚｒ₁₀Ｒｕ_4.5の組成のターゲッ
トを用い、このターゲット上に５ｍｍ角のＣｒ小片を配
して、５モル％の窒素を含む窒素含有アルゴンガス雰囲
気中でＲＦスパッタリングを行ない（電力４００Ｗ）、
種々の組成のＦｅ−Ｚｒ−Ｎ−Ｒｕ−Ｃｒ非晶質薄膜
（膜厚約１μｍ）を得た。これらの非晶質薄膜を磁界中
において５５０℃で４時間熱処理して、種々のＦｅ−Ｚ
ｒ−Ｎ−Ｒｕ−Ｃｒ軟磁性薄膜を得た。得られた軟磁性
薄膜の組成（原子％）及び磁化容易軸方向の保磁力Ｈｃ
［Ｏｅ］を表５に示す。

【００６０】表５によれば、ＲｕでＦｅの一部を置き換
える場合には、1.58原子％のＣｒで残りのＦｅの一部を
置き換えることにより、長時間熱処理による保磁力の増
大を防止できる、ということがわかる。

【００６１】

【表５】

【００６２】

【発明の効果】本発明の軟磁性薄膜は、上述の説明から
も明らかな様に、センダスト合金やアモルファス軟磁性
合金よりもはるかに高い飽和磁束密度を有し、かつ、磁
歪を零とすることができ、低保磁力、高透磁率の優れた
軟磁気特性を得ることができる。

【００６３】また、電気抵抗率もセンダスト並に高く磁
界中熱処理によって一軸異方性を持たせることができ、
その大きさも組成や熱処理時間によって制御することが
できるので、目的に応じた高周波透磁率を得ることがで
きる。さらに６５０℃までの熱処理によっても特性が劣
化しないことから、ガラスボンディングなどに対する耐
熱性にも優れており、あわせて高い硬度と耐食性を持つ
ことから、耐摩耗性も高く、信頼性の高い材料となって
いる。

【００６４】本発明の軟磁性薄膜は、製膜時には非晶質
合金として形成し熱処理によって後から微結晶化させる
ことができるので、膜形成にあたってステップカバレッ
ジが良好でかつ鏡面が得られ易く多層膜化などの手段に
依らなくても結晶粒の粗大化を防ぐことができるので、
厚膜化することが可能である。

【００６５】前記特定量のＲｕと前記特定量のＣｒ、Ｖ
及びＭｎのうちの少なくとも１種でＦｅの一部を置き換
えた軟磁性薄膜は、顕著な耐食性を有すると共に、長時
間熱処理によっても薄膜中の窒素が著しく減少せず、軟
磁気特性が悪くならない。

【００６６】従って、本発明の軟磁性薄膜を例えば磁気
ヘッドのコア材料として用いることによって、高保磁力
の磁気記録媒体に対応することができ、高品質化、高帯
域化、高記録密度化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軟磁性薄膜の組成範囲を示す図であ
る。

【図２】非晶質薄膜形成時のスパッタガス雰囲気中のＮ
₂含有率と、得られた軟磁性薄膜の飽和磁歪λsとの関係
を示す図である。

【図３】得られた軟磁性薄膜に含まれる前記Ｘ元素の含
有率ｘと、軟磁性薄膜の飽和磁歪λsとの関係を示す図
である。

【図４】非晶質薄膜形成時のスパッタガス雰囲気中のＮ
₂含有率と、得られた軟磁性薄膜の飽和磁歪λsとの関係
を示す図である。

【図５】得られた軟磁性薄膜に含まれるＣｒの含有率ｘ
と、軟磁性薄膜の飽和磁歪λsとの関係を示す図であ
る。

【図６】本発明の軟磁性薄膜のＭ元素の存在率ｍ（原子
％）（但し、ＦｅとＭとＺｒ中におけるＭの存在率）
（以下同じ）と飽和磁束密度との関係を示す図である。

【図７】本発明の軟磁性薄膜のＭ元素の存在率ｍと飽和
磁歪λsとの関係を示す図である。

【図８】本発明の軟磁性薄膜のＭ元素の存在率ｍと異方
性磁界Ｈｋとの関係を示す図である。

【図９】本発明の軟磁性薄膜のＭ元素の存在率ｍと電気
比抵抗ρとの関係を示す図である。

【図１０】本発明の軟磁性薄膜のＭ元素の存在率ｍとＮ
／Ｚｒ比との関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｆｅ_a-mＭ_mＢ_bＮ_c（但し、ａ、ｂ、ｃ、ｍ
は各々原子％を示し、ＭはＣｏ、Ｒｕ、Ｃｒの少なくと
も１種以上を表わし、ＢはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも１種以上を表わす。）成る組
成式で示され、その組成範囲は０＜ｍ／ａ＜０．１０＜ｂ≦２００＜ｃ≦２２の範囲(但し、ｂ≦7.5かつｃ≦５を除く)であることを
特徴とする軟磁性薄膜。
【請求項２】Ｆｅ_a-mＭ_mＢ_bＮ_c（但し、ａ、ｂ、ｃ、ｍ
は各々原子％を示し、ＭはＣｏ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎ
ｉ、Ｍｎ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔの少なくとも１種以上を表
わし、ＢはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの
少なくとも１種以上を表わす。）なる組成式で示され、
その組成範囲は０＜ｍ／ａ＜ 0.3 ０＜ｂ≦２００＜ｃ≦２２の範囲(但し、ｂ≦7.5かつｃ≦５を除く)であることを
特徴とする軟磁性薄膜。
【請求項３】Ｆｅ_a-d-eＸ_bＮ_cＲｕ_dＺ_e（但し、ａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｅは各々原子％を示し、ＸはＺｒ及びＨｆ
の少なくとも１種以上を表わし、ＺはＣｒ、Ｖ及びＭｎ
の少なくとも１種以上を表わす。）なる組成式で示さ
れ、その組成範囲は０＜ｂ≦２００＜ｃ≦２２０＜ｄ≦１００＜ｅ≦５の範囲(但し、ｂ≦7.5かつｃ≦５を除く)であることを
特徴とする軟磁性薄膜。
【請求項４】前記ｂ、ｃ、ｄ及びｅのうちの少なくとも
一が２≦ｂ≦１５５≦ｃ≦２２ 0.1≦ｄ≦１０ 0.1≦ｅ≦５の範囲に属することを特徴とする請求項３に記載の軟磁
性薄膜。