JP2991478B2 - 軟磁性薄膜材料 - Google Patents
軟磁性薄膜材料Info
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- JP2991478B2 JP2991478B2 JP2309978A JP30997890A JP2991478B2 JP 2991478 B2 JP2991478 B2 JP 2991478B2 JP 2309978 A JP2309978 A JP 2309978A JP 30997890 A JP30997890 A JP 30997890A JP 2991478 B2 JP2991478 B2 JP 2991478B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 薄膜磁気ヘッド、MIG（メタルインギャップ）ヘッ
ド、インダクタンス素子等に有用とされる軟磁性薄膜材
料に関する。
ド、インダクタンス素子等に有用とされる軟磁性薄膜材
料に関する。
（従来の技術） 軟磁性薄膜として主に実用化されているものはAl−Si
−Fe（センダスト）合金薄膜や、Co−Zr系のアモルファ
ス薄膜がある。Al−Si−Fe合金の場合には飽和磁束密度
が高々12,000ガウス程度と保磁力が1,500エルステドを
越える記録媒体に対して不十分である。Co−Zr系のアモ
ルファス薄膜は高飽和磁束密度であるが、結晶化温度が
500〜600℃程度にあり、ガラスボンディングなどの熱的
プロセスにおいて結晶化温度以下での加熱処理が必要と
なり、耐湿性、耐アルカリ性に優れている高軟化温度ガ
ラスを使用出来ないことに起因する製造歩留まりの低
下、信頼性および寿命の低下等が問題となっている。
−Fe（センダスト）合金薄膜や、Co−Zr系のアモルファ
ス薄膜がある。Al−Si−Fe合金の場合には飽和磁束密度
が高々12,000ガウス程度と保磁力が1,500エルステドを
越える記録媒体に対して不十分である。Co−Zr系のアモ
ルファス薄膜は高飽和磁束密度であるが、結晶化温度が
500〜600℃程度にあり、ガラスボンディングなどの熱的
プロセスにおいて結晶化温度以下での加熱処理が必要と
なり、耐湿性、耐アルカリ性に優れている高軟化温度ガ
ラスを使用出来ないことに起因する製造歩留まりの低
下、信頼性および寿命の低下等が問題となっている。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は上述したような不利、欠点を解決した
磁気特性の高い、成膜が容易な結晶質軟磁性薄膜材料を
提供することにある。
磁気特性の高い、成膜が容易な結晶質軟磁性薄膜材料を
提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明者等は、このような不利、欠点を解決するため
の手段として、軟磁性薄膜材料として有効な材料の探索
に努め、金属間化合物Fe23C3B3が極めて優れた磁気特性
を有し、成膜条件も容易であることを見出し、この金属
間化合物の組成範囲を見極め、成膜条件を詳細に検討し
て本発明を完成させた。
の手段として、軟磁性薄膜材料として有効な材料の探索
に努め、金属間化合物Fe23C3B3が極めて優れた磁気特性
を有し、成膜条件も容易であることを見出し、この金属
間化合物の組成範囲を見極め、成膜条件を詳細に検討し
て本発明を完成させた。
本発明の要旨は、 重量百分率で１〜５％の炭素（Ｃ）、１〜７％の硼素
（Ｂ）を含有し、残部が鉄（Fc）および混入不可避な不
純物からなるFe23C3B3型の結晶構造を有する軟磁性薄膜
材料にある。
（Ｂ）を含有し、残部が鉄（Fc）および混入不可避な不
純物からなるFe23C3B3型の結晶構造を有する軟磁性薄膜
材料にある。
以下、本発明を詳細に説明する。
高飽和磁束密度をもつ軟磁性薄膜材料としてはFeをベ
ースにした合金もしくは金属間化合物が考えられ、熱的
安定性を確保するためには、結晶構造をもつものが良
く、軟磁気特性を確保するためには立方晶を基本構造と
するものが良い。これらの条件を満足させるためにCr23
C6型の立方晶系の結晶構造を有する金属間化合物Fe23C3
B3に着目し、この組成周辺で薄膜化を試みた結果、飽和
磁束密度15,800ガウス、保磁力１エルステッド以下の軟
磁気特性を持つ軟磁性薄膜を得た。
ースにした合金もしくは金属間化合物が考えられ、熱的
安定性を確保するためには、結晶構造をもつものが良
く、軟磁気特性を確保するためには立方晶を基本構造と
するものが良い。これらの条件を満足させるためにCr23
C6型の立方晶系の結晶構造を有する金属間化合物Fe23C3
B3に着目し、この組成周辺で薄膜化を試みた結果、飽和
磁束密度15,800ガウス、保磁力１エルステッド以下の軟
磁気特性を持つ軟磁性薄膜を得た。
この組成は、FeをベースにＣが１〜５重量％（以下、
％は全て重量％を表わす。）、Ｂが１〜７重量％が良
く、好ましくは、夫々１〜2.5％、１〜2.5％が良い。Ｃ
が１％未満ではFe3Bなどの相が析出し、５％を超えると
Fe3Cが析出する。また、Ｂが１％未満では炭素鋼組織と
なり、７％を越えるとFe3B相の析出が顕著となる。
％は全て重量％を表わす。）、Ｂが１〜７重量％が良
く、好ましくは、夫々１〜2.5％、１〜2.5％が良い。Ｃ
が１％未満ではFe3Bなどの相が析出し、５％を超えると
Fe3Cが析出する。また、Ｂが１％未満では炭素鋼組織と
なり、７％を越えるとFe3B相の析出が顕著となる。
薄膜の製造方法としては、公知の技術であるスパッタ
ー法によって優れた薄膜を得ることができる。
ー法によって優れた薄膜を得ることができる。
スパッター法による製造方法を説明すると、先ずター
ゲットは本発明の組成をもつ母合金を作製し、円板を切
り出す。基板は目的とする製品により異なるが、ガラ
ス、非磁性ステンレス、非磁性フェライト、シリコンウ
ェハー等が用いられる。スパッターの条件としては、ガ
スはArを用い、基板の温度は室温〜500℃、印加電力は
６〜13W/cm2、圧力は３〜10ミリTorrの範囲から選ばれ
る。最後に得られた軟磁性薄膜を回転磁界中で熱処理し
特性を出現させる。
ゲットは本発明の組成をもつ母合金を作製し、円板を切
り出す。基板は目的とする製品により異なるが、ガラ
ス、非磁性ステンレス、非磁性フェライト、シリコンウ
ェハー等が用いられる。スパッターの条件としては、ガ
スはArを用い、基板の温度は室温〜500℃、印加電力は
６〜13W/cm2、圧力は３〜10ミリTorrの範囲から選ばれ
る。最後に得られた軟磁性薄膜を回転磁界中で熱処理し
特性を出現させる。
この金属間化合物Fe23C3B3からなる薄膜の用途として
は、１）薄膜磁気ヘッドの磁気コアー部材、２）MIGヘ
ッド用金属膜材料、３）インダクタンス素子等が挙げら
る。
は、１）薄膜磁気ヘッドの磁気コアー部材、２）MIGヘ
ッド用金属膜材料、３）インダクタンス素子等が挙げら
る。
（実施例１〜５） Ｃとして純度99％の黒鉛、Ｂとして純度99.6％をメタ
ルボロン、Feとして純度99.9％の電解鉄を各原料として
Fe23C3B3の組成になる様に配合し、高周波溶解炉で溶解
して母合金（組成を第１表に示す。）を作製した。得ら
れた母合金から100mmφ×3mmt円板を切出しストッパー
用ターゲットを作製した。８×10-3torrのArガス雰囲気
中でスパッターし、磁性薄膜を作成した。基板にはシリ
コンポリッシュドウエハーを用いた。スパッター速度は
10μm/Hrで、得られた薄膜の厚さは10μｍであった。次
いで10-5Torrの真空中、500℃で10分間、500Gの回転磁
界中で熱処理した後、磁気特性を測定した。透磁率μは
巻線をしインダクタンスを測定して求めた。飽和磁束密
度Bs、保持力HcはVSM（振動試料磁力計）を用いて測定
した。これらの結果を第１表に示す。
ルボロン、Feとして純度99.9％の電解鉄を各原料として
Fe23C3B3の組成になる様に配合し、高周波溶解炉で溶解
して母合金（組成を第１表に示す。）を作製した。得ら
れた母合金から100mmφ×3mmt円板を切出しストッパー
用ターゲットを作製した。８×10-3torrのArガス雰囲気
中でスパッターし、磁性薄膜を作成した。基板にはシリ
コンポリッシュドウエハーを用いた。スパッター速度は
10μm/Hrで、得られた薄膜の厚さは10μｍであった。次
いで10-5Torrの真空中、500℃で10分間、500Gの回転磁
界中で熱処理した後、磁気特性を測定した。透磁率μは
巻線をしインダクタンスを測定して求めた。飽和磁束密
度Bs、保持力HcはVSM（振動試料磁力計）を用いて測定
した。これらの結果を第１表に示す。
（発明の効果） 本発明によれば、飽和磁束密度Bs1,500G以上を有し、
熱的安定性に優れた軟磁性薄膜となり、高性能書込み特
性の薄膜磁気ヘッド、MIGヘッド、高性能インダクタン
ス素子の作製が可能となり 、産業上その利用価値は極めて高い。
熱的安定性に優れた軟磁性薄膜となり、高性能書込み特
性の薄膜磁気ヘッド、MIGヘッド、高性能インダクタン
ス素子の作製が可能となり 、産業上その利用価値は極めて高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01F 10/14,1/14
Claims (1)
- 【請求項１】重量百分率で１〜５％の炭素（Ｃ）、１〜
７％の硼素（Ｂ）を含有し、残部が鉄（Fe）および混入
不可避な不純物からなるFe23C3B3型の結晶構造を有する
軟磁性薄膜材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2309978A JP2991478B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 軟磁性薄膜材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2309978A JP2991478B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 軟磁性薄膜材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04180607A JPH04180607A (ja) | 1992-06-26 |
| JP2991478B2 true JP2991478B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=17999665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2309978A Expired - Fee Related JP2991478B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 軟磁性薄膜材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2991478B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-15 JP JP2309978A patent/JP2991478B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04180607A (ja) | 1992-06-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |