JPH0828298B2 - 軟磁性薄膜 - Google Patents
軟磁性薄膜Info
- Publication number
- JPH0828298B2 JPH0828298B2 JP60244565A JP24456585A JPH0828298B2 JP H0828298 B2 JPH0828298 B2 JP H0828298B2 JP 60244565 A JP60244565 A JP 60244565A JP 24456585 A JP24456585 A JP 24456585A JP H0828298 B2 JPH0828298 B2 JP H0828298B2
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- Japan
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- thin film
- magnetic
- soft magnetic
- head
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば薄膜磁気ヘッドに用いて好適な軟磁性
薄膜に係わる。
薄膜に係わる。
本発明は、Fe−Co−Al−Ge系合金のCr添加の軟磁性薄
膜であり、その組成の特定により高い飽和磁束密度Bsを
有し、保磁力Hcが小さく、透磁率μが高く、特に耐摩耗
性にすぐれた軟磁性薄膜を構成するものである。
膜であり、その組成の特定により高い飽和磁束密度Bsを
有し、保磁力Hcが小さく、透磁率μが高く、特に耐摩耗
性にすぐれた軟磁性薄膜を構成するものである。
各種磁気記録再生装置において、高密度記録化、高周
波数化の要求が高まり、これに対応して高い飽和磁化、
高い保磁力の磁気記録媒体が用いられる。この種の磁気
記録媒体としては、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、強磁性金属材料をベース
フィルム上に被着して成るいわゆる蒸着テープなどが用
いられるに至っている。
波数化の要求が高まり、これに対応して高い飽和磁化、
高い保磁力の磁気記録媒体が用いられる。この種の磁気
記録媒体としては、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、強磁性金属材料をベース
フィルム上に被着して成るいわゆる蒸着テープなどが用
いられるに至っている。
これに伴い、この種の磁気記録媒体に対する磁気ヘッ
ドとしては、高い飽和磁束密度と高透磁率のヘッド材料
によることが要求されると共に、高密度記録の要求か
ら、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの相対速度がより速め
られる傾向にあり、これに伴ってヘッド材料としてでき
るだけ、耐摩耗性が高く、耐蝕性にすぐれているなど、
磁気特性はもとより、化学的に安定で機械的特性にすぐ
れていることなどが要求される。
ドとしては、高い飽和磁束密度と高透磁率のヘッド材料
によることが要求されると共に、高密度記録の要求か
ら、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの相対速度がより速め
られる傾向にあり、これに伴ってヘッド材料としてでき
るだけ、耐摩耗性が高く、耐蝕性にすぐれているなど、
磁気特性はもとより、化学的に安定で機械的特性にすぐ
れていることなどが要求される。
この磁性材として高い透磁率を有し、高い飽和磁束密
度Bsを有する非晶質（アモルファス）磁性合金材料を用
いることが考えられているが、この非晶質磁性合金材料
は耐熱性に難点があり、長時間の加熱や熱サイクルによ
り透磁率が大きく劣化し再生効率が悪くなる。特に結晶
化の可能性が大きいので500℃以上の温度を長時間加え
ることはできないものであり、これがため、磁気ヘッド
の製造工程において例えばガラス融着のように500℃以
上の温度での処理を必要とする工程を採ることは好まし
くないなどの問題点がある。
度Bsを有する非晶質（アモルファス）磁性合金材料を用
いることが考えられているが、この非晶質磁性合金材料
は耐熱性に難点があり、長時間の加熱や熱サイクルによ
り透磁率が大きく劣化し再生効率が悪くなる。特に結晶
化の可能性が大きいので500℃以上の温度を長時間加え
ることはできないものであり、これがため、磁気ヘッド
の製造工程において例えばガラス融着のように500℃以
上の温度での処理を必要とする工程を採ることは好まし
くないなどの問題点がある。
このような状況から、さらに良好な軟磁気特性を示す
軟磁性材料の研究が進められ、例えば山本達治・千葉久
喜共著，「日本金属学会誌」第14巻B,第２号（1950年）
には、Fe,Co,Siを主成分とするFe−Co−Si系合金材料が
良好な軟磁気特性を示すことが報告されている。
軟磁性材料の研究が進められ、例えば山本達治・千葉久
喜共著，「日本金属学会誌」第14巻B,第２号（1950年）
には、Fe,Co,Siを主成分とするFe−Co−Si系合金材料が
良好な軟磁気特性を示すことが報告されている。
しかしながら、このFe−Co−Si系合金材は、極めて脆
弱で実用性に乏しく、そのまま磁気ヘッドのコア材料と
して用いることには問題がある。
弱で実用性に乏しく、そのまま磁気ヘッドのコア材料と
して用いることには問題がある。
一方、高密度記録化に伴って記録トラック幅、したが
って磁気ヘッドにおける、作動磁気ギャップのトラック
幅の狭小化が要求され、この要求に対応し、しかも特に
多トラック磁気ヘッドにおいて著しく量産性の向上をは
かることができるものとして非磁性ないしは磁性基板上
に軟磁性薄膜による磁気ヘッドコアを被着形成する薄膜
技術を用いた薄膜磁気ヘッドの普及がめざましい。この
種の軟磁性薄膜としてはFe,Al,Siを主成分とするセンダ
スト合金薄膜が注目を集めている。
って磁気ヘッドにおける、作動磁気ギャップのトラック
幅の狭小化が要求され、この要求に対応し、しかも特に
多トラック磁気ヘッドにおいて著しく量産性の向上をは
かることができるものとして非磁性ないしは磁性基板上
に軟磁性薄膜による磁気ヘッドコアを被着形成する薄膜
技術を用いた薄膜磁気ヘッドの普及がめざましい。この
種の軟磁性薄膜としてはFe,Al,Siを主成分とするセンダ
スト合金薄膜が注目を集めている。
このセンダスト合金薄膜は、高い飽和磁束密度Bsを有
し、比較的高硬度を有するので、上述したメタルテープ
等のように高い残留磁束密度を有する磁気記録媒体に対
しても適用することが可能である。
し、比較的高硬度を有するので、上述したメタルテープ
等のように高い残留磁束密度を有する磁気記録媒体に対
しても適用することが可能である。
しかしながら、このセンダスト合金薄膜は比較的高硬
度を有するものの例えばフェライト材等に比し耐摩耗性
及び耐蝕性に劣る。
度を有するものの例えばフェライト材等に比し耐摩耗性
及び耐蝕性に劣る。
本発明は上述した諸問題の改善をはかり、磁気特性、
すなわち飽和磁束密度Bs、透磁率の低下を来すことなく
保磁力Hcが小、磁歪λｓが殆ど零、磁気異方性が小さ
く、磁気的特性にすぐれ、更に耐摩耗性にすぐれた軟磁
性薄膜を提供するものである。
すなわち飽和磁束密度Bs、透磁率の低下を来すことなく
保磁力Hcが小、磁歪λｓが殆ど零、磁気異方性が小さ
く、磁気的特性にすぐれ、更に耐摩耗性にすぐれた軟磁
性薄膜を提供するものである。
本発明に係る軟磁性薄膜は、Fe,Co,Al及びGeを含む結
晶質合金薄膜にCrが添加されて構成され、FeaCobAlcGed
Cre（但し、ａ、b,c,d及びｅは、それぞれの組成比を原
子％として表わす）なる組成式で示したとき、各組成範
囲が、 68≦ａ＋ｂ≦84 0＜ｂ≦15 1≦ｃ≦31 1≦ｄ≦31 0.5≦ｅ≦７ であり、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝100とした組成の
軟磁性薄膜とする。
晶質合金薄膜にCrが添加されて構成され、FeaCobAlcGed
Cre（但し、ａ、b,c,d及びｅは、それぞれの組成比を原
子％として表わす）なる組成式で示したとき、各組成範
囲が、 68≦ａ＋ｂ≦84 0＜ｂ≦15 1≦ｃ≦31 1≦ｄ≦31 0.5≦ｅ≦７ であり、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝100とした組成の
軟磁性薄膜とする。
尚、上述の組成においてAlの一部をGaで、Geの一部を
Siで置換できる。またFeの一部をCo或いはRuの少くとも
１種で15原子％以下をもって置換することができる。
Siで置換できる。またFeの一部をCo或いはRuの少くとも
１種で15原子％以下をもって置換することができる。
また、上述の組成を有する本発明による軟磁性薄膜の
膜厚としては、10Å以上1mm以下であることが好まし
く、さらに10Å以上100μｍ以下であることがより好ま
しい。
膜厚としては、10Å以上1mm以下であることが好まし
く、さらに10Å以上100μｍ以下であることがより好ま
しい。
本発明による軟磁性薄膜は、センダスト合金よりも飽
和磁束密度が高く、またCrを含ませたことにより、Crを
含まないFe−Co−Al−Ge系合金に比して、耐摩耗性の向
上がはかられた。
和磁束密度が高く、またCrを含ませたことにより、Crを
含まないFe−Co−Al−Ge系合金に比して、耐摩耗性の向
上がはかられた。
本発明による軟磁性薄膜において、Fe,Al及びGeの各
元素に関する組成比、すなわちa,c及びｄの値に関して
は、上記範囲外では、磁歪が大きくなるなど磁気特性の
劣化を来し、Crの組成比すなわちｅの値に関しては、こ
れが上記範囲外、つまり、ｅが0.5原子％未満ではCrの
添加による耐摩耗性向上の効果の発現がみられず、ｅが
７原子％を超えると、磁気特性の低下を招来するもので
あることを確めた。
元素に関する組成比、すなわちa,c及びｄの値に関して
は、上記範囲外では、磁歪が大きくなるなど磁気特性の
劣化を来し、Crの組成比すなわちｅの値に関しては、こ
れが上記範囲外、つまり、ｅが0.5原子％未満ではCrの
添加による耐摩耗性向上の効果の発現がみられず、ｅが
７原子％を超えると、磁気特性の低下を招来するもので
あることを確めた。
また、上述の組成においてFeの一部をCoで置換すると
きは、更に飽和磁束密度Bsの向上と、耐蝕性の向上をは
かることができ、Feの一部をRuで置換するときも、Ruが
非磁性であるにも拘わらず軟磁気特性を害わずに、また
Bsの低下を殆ど招来せずに、より耐蝕性、耐摩耗性の向
上をはかることができた。
きは、更に飽和磁束密度Bsの向上と、耐蝕性の向上をは
かることができ、Feの一部をRuで置換するときも、Ruが
非磁性であるにも拘わらず軟磁気特性を害わずに、また
Bsの低下を殆ど招来せずに、より耐蝕性、耐摩耗性の向
上をはかることができた。
実施例１ 99.9％以上の純度の純鉄と、電解コバルトと、クロム
と、純度99.99％のアルミニウムと、純度99.999％以上
の純度のゲルマニウムを用いそれぞれ秤量し、高周波誘
導加熱炉を用いてアルミナるつぼ内でアルゴンカス中で
溶解し直径105mmのターゲット母材を鋳造した。この母
材の両面を平面研削盤により研削し、厚さ4mmのスパッ
タリング用のターゲットを作製した。
と、純度99.99％のアルミニウムと、純度99.999％以上
の純度のゲルマニウムを用いそれぞれ秤量し、高周波誘
導加熱炉を用いてアルミナるつぼ内でアルゴンカス中で
溶解し直径105mmのターゲット母材を鋳造した。この母
材の両面を平面研削盤により研削し、厚さ4mmのスパッ
タリング用のターゲットを作製した。
このターゲットを用いてプレナーマグネトロン型高周
波スパッタリング装置によって結晶化ガラス基板上に厚
さ２μｍの膜厚のスパッタリングを行った。
波スパッタリング装置によって結晶化ガラス基板上に厚
さ２μｍの膜厚のスパッタリングを行った。
このスパッタリングの条件は、 到達ガス圧 8.0×10-6Torr 基板温度 加熱せず Arガス圧 4.0×10-3Torr 予備スパッタ １時間 スパッタ時間 45分 投入電力 300W とした。
このようにスパッタリング薄膜を形成した基板を500
℃で１時間真空アニールし、薄膜の磁気特性、すなわち
飽和磁束密度Bsと、保磁力Hcと、1MHzの周波数における
透磁率μeffとを夫々膜組成を変えて測定した。また、
各組成について夫々その摩耗量を測定した。その結果を
第１図に示す。上記Crが添加されたFe−Co−Al−Ge系合
金薄膜は、温度500℃、１時間の熱処理によって、結晶
質合金薄膜となる。
℃で１時間真空アニールし、薄膜の磁気特性、すなわち
飽和磁束密度Bsと、保磁力Hcと、1MHzの周波数における
透磁率μeffとを夫々膜組成を変えて測定した。また、
各組成について夫々その摩耗量を測定した。その結果を
第１図に示す。上記Crが添加されたFe−Co−Al−Ge系合
金薄膜は、温度500℃、１時間の熱処理によって、結晶
質合金薄膜となる。
ここに、摩耗量の測定は、第２図に示すように摩耗量
測定用のダミーヘッド（１）を作製して行った。このヘ
ッド（１）は幅Ｗが3.0mm、厚さｔが0.5mmで前方に円筒
面状の磁気媒体との対接面を形成し、この面に剥離防止
のために厚さ0.2〜0.4μｍのCr下地膜（４）を被着し逆
スパッタをも行ってこれの上に被測定薄膜（２）を被着
し、このヘッド（１）を１インチVTR用の回転磁気ヘッ
ドドラムの台板に配し、ドラム面から80μ±５μｍで突
出させ、γ−Fe2O3系の磁気媒体に接続させた。この場
合、テープ走行時間５時間毎に膜面（２）を顕微鏡（倍
率400倍）を用いて、ヘッド（１）の所定位置に付した
マーカー（３）からの距離をもってその摩耗量を測定し
た。尚、このダミーヘッドへの被測定膜のスパッタリン
グは、 到達ガス圧 6.0×10-6Torr 基体温度 200〜300℃ Arガス圧 4.0×10-3Torr 予備スパッタリング １時間 スパッタ時間 ４〜５時間 とした。そして、各１の組成について６個のダミーヘッ
ドを用いて、夫々その測定を行ってその平均摩耗量を第
１図に示した。
測定用のダミーヘッド（１）を作製して行った。このヘ
ッド（１）は幅Ｗが3.0mm、厚さｔが0.5mmで前方に円筒
面状の磁気媒体との対接面を形成し、この面に剥離防止
のために厚さ0.2〜0.4μｍのCr下地膜（４）を被着し逆
スパッタをも行ってこれの上に被測定薄膜（２）を被着
し、このヘッド（１）を１インチVTR用の回転磁気ヘッ
ドドラムの台板に配し、ドラム面から80μ±５μｍで突
出させ、γ−Fe2O3系の磁気媒体に接続させた。この場
合、テープ走行時間５時間毎に膜面（２）を顕微鏡（倍
率400倍）を用いて、ヘッド（１）の所定位置に付した
マーカー（３）からの距離をもってその摩耗量を測定し
た。尚、このダミーヘッドへの被測定膜のスパッタリン
グは、 到達ガス圧 6.0×10-6Torr 基体温度 200〜300℃ Arガス圧 4.0×10-3Torr 予備スパッタリング １時間 スパッタ時間 ４〜５時間 とした。そして、各１の組成について６個のダミーヘッ
ドを用いて、夫々その測定を行ってその平均摩耗量を第
１図に示した。
第１図からわかるように、Cr添加のFe−Co−Al−Si系
による本発明の軟磁性薄膜は、磁気的特性の低下を来す
ことなく時間当りの摩耗量の向上がはかられる。
による本発明の軟磁性薄膜は、磁気的特性の低下を来す
ことなく時間当りの摩耗量の向上がはかられる。
また、上述の本発明による軟磁性薄膜において、更に
耐蝕性や耐摩耗性そのほか各種特性を改善するために各
種元素を添加剤として加えてもよい。この添加剤として
使用される元素としては、Ti,Zr,Hf等のIV a族元素、V,
Nb,Ta等のV a族元素、Mo,W等のVI a族元素、Mn等のVII
a族元素、さらに白金族元素として第５周期の白金族元
素、すなわちRh,Rd、第６周期の白金族元素、すなわちO
s,Ir,Pt等を挙げることができるものであり、これら添
加剤の１種または２種以上を組み合わせて、上記磁性薄
膜に対して０〜10原子％の範囲で添加し得る。
耐蝕性や耐摩耗性そのほか各種特性を改善するために各
種元素を添加剤として加えてもよい。この添加剤として
使用される元素としては、Ti,Zr,Hf等のIV a族元素、V,
Nb,Ta等のV a族元素、Mo,W等のVI a族元素、Mn等のVII
a族元素、さらに白金族元素として第５周期の白金族元
素、すなわちRh,Rd、第６周期の白金族元素、すなわちO
s,Ir,Pt等を挙げることができるものであり、これら添
加剤の１種または２種以上を組み合わせて、上記磁性薄
膜に対して０〜10原子％の範囲で添加し得る。
上述したように本発明による軟磁性薄膜によれば、飽
和磁束密度の低下や、保磁力を高めることなく、高透磁
率を有し、耐摩耗性にすぐれ、更にアモルファス磁性薄
膜におけるような熱的に不安定性のない耐熱性にすぐれ
た軟磁性薄膜を得ることができるので、例えば高密度記
録用の薄膜磁気ヘッドの薄膜磁気コアとして用い、その
利益は極めて大である。
和磁束密度の低下や、保磁力を高めることなく、高透磁
率を有し、耐摩耗性にすぐれ、更にアモルファス磁性薄
膜におけるような熱的に不安定性のない耐熱性にすぐれ
た軟磁性薄膜を得ることができるので、例えば高密度記
録用の薄膜磁気ヘッドの薄膜磁気コアとして用い、その
利益は極めて大である。
第１図は軟磁性薄膜の組成と各特性の測定結果を示す表
図、第２図はその摩耗量測定用ダミーヘッドの拡大斜視
図である。 （１）はダミーヘッド、（２）は被測定薄膜である。
図、第２図はその摩耗量測定用ダミーヘッドの拡大斜視
図である。 （１）はダミーヘッド、（２）は被測定薄膜である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 落合 祥隆 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 松田 秀樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 岩崎 洋 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 阿蘇 興一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−27941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−24979（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】Fe,Co,Al及びGeを含む結晶質合金薄膜にCr
が添加されて構成され、FeaCobAlcGedCre（但し、ａ、
b,c,d及びｅは、それぞれの組成比を原子％として表わ
す）なる組成式で示したとき、各組成範囲が、 68≦ａ＋ｂ≦84 0＜ｂ≦15 1≦ｃ≦31 1≦ｄ≦31 0.5≦ｅ≦７ であり、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝100としたことを
特徴とする軟磁性薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60244565A JPH0828298B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 軟磁性薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60244565A JPH0828298B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 軟磁性薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62104106A JPS62104106A (ja) | 1987-05-14 |
| JPH0828298B2 true JPH0828298B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=17120606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60244565A Expired - Lifetime JPH0828298B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 軟磁性薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828298B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0758647B2 (ja) * | 1986-06-24 | 1995-06-21 | ソニー株式会社 | 結晶質軟磁性薄膜 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5524979A (en) * | 1978-08-14 | 1980-02-22 | Toshiba Corp | Corrosion resistant magnetic alloy |
| JPH06104870B2 (ja) * | 1981-08-11 | 1994-12-21 | 株式会社日立製作所 | 非晶質薄膜の製造方法 |
-
1985
- 1985-10-31 JP JP60244565A patent/JPH0828298B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62104106A (ja) | 1987-05-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |