JPH02268408A - 多層状強磁性体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は新規な多層状強磁性体に関するものである。さ
らに詳しくいえば、本発明は、高飽和磁束密度、高透磁
率及び低磁歪定数を有する上、軟磁気特性及び耐熱安定
性が良好であるなど、優れた特徴を有し、磁気ヘッドの
磁性膜などとして好適な多層状強磁性体に関するもので
ある。

従来の技術 近年、ＶＴＲなど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周波数化などが進められており、こ
れに伴い、磁気記録媒体として磁性粉に、鉄、コバルト
、ニッケルなどの強磁性金属の粉末を用いたメタルテー
プや、強磁性金属材料を蒸着などの手段によりベースフ
ィルム上に被着した蒸着テープなどが実用化されつつあ
る。

このような磁気記録媒体は高い保磁力を有するので、記
録再生に用いる磁気ヘッドのヘッド材料としては、高飽
和磁束密度を有するものが要求される。また、該磁気ヘ
ッドでは、分解能を向上させるために、ヘッドの磁極厚
さを薄くする必要があり、これに伴って生じる磁極先端
の磁気飽和を防ぐために高飽和磁束密度を有するａ性材
料が必須どなり、さらに、垂直磁気記録方式において本
、例えば垂直磁気記録用単磁極型磁気ヘッドの主磁極Ｆ
１ａ２−程度と極めて薄いため、記録の際に磁気的に飽
和しやすく、それを避ける丸めには高飽和磁束密度を有
する磁気ヘッド材料が必要となる。一方、該磁気ヘッド
材料は、ヘッドの記録再生効率の面から、高透磁率を有
することが必要であり、ま丸缶歪定数がゼロに近いこと
が望ましい。

このような高飽和磁束密度、高透磁率及び低磁歪定数を
有する磁性材料としては、これまで種々のものが開発さ
れており、例えば鉄−ニッケル系合金（パーマロイ）、
鉄−アルミニウム−ケイ素系合金（センダスト）、鉄−
ケイ素合金（特開昭５７−１７２７０３号公報）、クロ
ムｒ：Ｌ３〜五８重量％を含有する鉄−クロム系合金（
特開昭６３−６０２５６号公報）などが知られている。

しかしながら、鉄−ケイ素系合金や鉄−クロム系合金に
、飽和磁束ｆｌ！！度は大きいものの結晶磁気達方性定
数が大きい。そこで、単層膜としく受けて優れた軟磁気
特性が得られないという欠点がある。そして、この様な
欠点を改良する實 ためには、該結晶粒を微細化して結晶磁気量方性による
遠方性磁界を分散させることが望ましい、そこで多層化
することによって、磁性層１層の厚さを薄くして結晶粒
を微細化し、軟磁気特性を向上させることが試みられて
いる。

磁性層に合金を用いた多層状磁性体としては、例えば鉄
系磁性層と二酸化ケイ素から成る中間層とを交互に積層
したもの（特開昭６３−５８８０６号公報）、鉄−クロ
ム系合金から成る磁性層と二酸化ケイ素やパーマロイか
ら成る中間層を交互に積層したもの（特開昭６５−６０
２５６号公報）など、中間層に非磁性材料の二酸化ケイ
素を用いたものがこれまで知られている。

しかしながら、このような中間層に二酸化ケイ素を用い
た多層状磁性体は軟磁気特性を向上させるのにある程度
優れ九効果を有するものの、耐熱安定性については必ず
しも十分で汀ない。

これは、２００〜６００℃程度の温度において、該二醜
化ケイ素が磁性１中の鉄と拡散結合もしくは、磁性層の
結晶粒の拡大により特性が低下するためである。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような事情のもとで、高飽和磁束密度、
高透磁率及び低磁歪定数を有する上に、軟磁気特性及び
耐熱安定性が良好な多層状強磁性体を提供することを目
的としてなされたものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、前記の優れた特徴を有する多層状強磁性
体を開発するために鋭意研究を重ねた結果、鉄系磁性層
とと奄に１中間層として特定組成範囲のアルミニウムの
窒化物（非平衡相も含む）を用い、これらを基板上に交
互に積層し友ものにより、その目的を達成しうろことを
見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。

すなわち、本発明は、基板上に、囚鉄系強磁性層と（Ｂ
Ｊ一般式 ＡｌｘＮｙ　　（非平衡相も含む）　・・・山（式中の
Ｘ及びｙは、式α５≦ｘ／ｙ≦ｔ５の関係を温圧す数で
ある） で表されるアルミニウムの窒化物から成る中間層とを交
互に積層し九ことを特徴とする多層状強磁性体を提供す
るものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の多層状強磁性体において、磁性層として用いら
れる鉄系磁性材料は、高飽和磁束密度、高透磁率を有し
、かつ磁歪定数が小さいものであればよくて、特に制限
はなく、従来磁気ヘッド用などの磁性薄膜に慣用されて
いる鉄系磁性材料を用いることができる。このような鉄
系磁性材料としては、例えばパーマロイ、Ｆｅ　−５ｉ
−Ａｔ系合金％Ｆｅ−５ｉ−Ｒｕ合金、Ｆｅ−５ｉ合金
、Ｆｅ　−Ｎｉ−Ｍｏ系合金、Ｆｅ　−Ｇａ−５ｉ系合
金、Ｆｅ　−Ｃｒ系合金などが挙げられ、これらはそれ
ぞれ単独で用いてもよいし、２′ｓ以上を組み合わせて
用いてもよい。

本発明の多層状強磁性体における中間層には、一般式 ＡｌｘＮｙ　　（非平衡相も含む）　・・・（！］で表
されるアルミニウムの窒化物が用いられる。

このケイ素の窒化物のＸ及びｙは、α５≦ｘ／ｙ≦１．
５ヲ満たす関係にあることが必要である。

ｘｌｙ値が前記範囲を逸脱すると軟磁気特性を向上させ
る効果が十分に発揮されない。このようなケイ素の窒化
物は、３００〜６００℃程度の温度において本安定で、
酸化ケイ素のように磁性層中の鉄と拡散したものと思わ
れ、特性の低下が小さい。

本発明の多層状強磁性体に用いられる基板については特
に制限はなく、従来磁気ヘッド用などのａ性薄膜に慣用
されているもの、例えばガラスやプラスチック上に紫外
線などで硬化するポリマー層を設けたもの、アクリル系
樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸ビ
ニル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂など
の透明材料から成る基板、あるいはアルミニウムやフェ
ライトなどの不透明材料から成る基板を用いることがで
きる。

本発明の多層状強磁性体は、これらの基板上に、前記の
磁性層と中間層とを交互に積層したものであシ、単Ｉ−
の厚さを博くして積層数を増やす方が好ましいが、経済
性や作業性などの点から、通常磁気層の厚さは２００〜
１０００Ａの範囲で、中間層の厚さは１０〜１００λの
範囲で選ばれ、また、積層数は４〜１４０層の範囲に、
全体の厚さはα４〜３−の範囲にあることが好ましい。

本発明において、磁性層及び中間層を設ける方法につい
ては特に制限はなく、通常薄膜の形成に用いられている
方法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンブ
レーティング法、ＣＶＤ法などの中から任意の方法を選
択して用いることができる。また、中間層のＡｌｘＮｙ
におけるｘ／ｙ値は、蒸着原料の組成、雰囲気ガス中の
窒素の含有量、蒸着真空度、蒸着速度などを選択するこ
とにより制御することができる。

発明の効果 本発明の多層状強磁性体は、鉄系材料から成る強磁性層
と特定組成のアルミニウムの窒化物から成る中間層とを
、基板上に交互に積層したものでありて、高飽和磁束密
度、高透磁率及び低磁歪定数を有する上、軟磁気特性及
び耐熱安定性が良好であるなど、優れた特徴を有し、磁
気ヘッドの磁性膜などとして好適に用いられる。

実施例 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。

なお、得られた多層状強磁性体の透磁率、保磁力及び単
層膜の組成は次のようにして求め九。

（１１透磁率μｉａｃ 磁化困難軸方向に測定磁場が印加されるように、フェラ
イトヨークを膜面に当て、インピーダンスアナライザを
用いて３　ｗｏｅの磁場及び５■ｈの測定周波数でイン
ダクタンスを測定することにより求めた。

（２）保磁力Ｈｅ 薄膜ヒス）ｏスコープを用−て測定した。

（３）単層膜組成 Ｅ　ＰＭＡ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｐｒｏｂｅ　Ｍｉｃ
ｒｏ−Ａｎａｌｙｓｉｓ　）法により求めた。

実施例 ケイ素１．７重量％含有鉄−ケイ素合金ターゲットとＡ
ｔＮターゲットを用い、ＲＦマグネトロンスパッタ装置
にて、３０００ｅの磁場中で交互にスパッタリングを行
い、基板上に、厚さ５００Ａの鉄−ケイ素磁性合金から
成る磁性層と厚さ２５＾のＡｌｘＮｙから成る中間層が
交互に１５膚積層された総膜厚約（１８μｍの多層膜を
形成した。この際基板として板厚１．１■の結晶化ガラ
ス（商品名フォトセラム）を用いた。

また、スパッタリングの条件は、鉄−ケイ素合金層の形
成には、アルゴン圧１５ｍＴｏｒｒ　、投入パワー五２
Ｗ／−１基板温度３００℃とし、ＡｌｘＮｙ層の形成に
は種々の割合のアルゴンと窒素との混合ガスを用い、圧
１５ｍＴｏｒｒ、投入ノくワー１．９Ｗ／ｄ、基板温度
３００℃とした。

なお、鉄−ケイ素磁性合金膜はアルゴンガス雰囲気下で
、ＡｌｘＮｙ膜はアルゴンと窒素との混合ガス雰囲気中
でそれぞれ作成した。

また、このようにして得られた多膜層におけルＡｌｘＮ
ｙ層の組成を求めるために、別に、板厚１．１１のバリ
ウムホウケイ酸ガラス（商品名７０５９）上に、基板温
度を１５０℃とした以外は前記と同じ条件で、厚さ約１
μｍのＡｌｘＮｙ　膜を形成し、この膜の組成を求めた
。

第１図に、混合ガス中の窒素の含有量（容量チ）とＡｔ
Ｘ１’ｌ”７層におけるｘｌｙ値との関係をグラフで示
す。また第２図にＡｌｘＮｙ層におけるｘｌｙ値と多層
膜の保磁力（Ｈｃ　）との関係を、第５図にＡｌｘＮ１
層におけるｘ／ｙ値と透磁率（μ１ａｃ）との関係を示
す。

これらの図から、ＡｌｘＮｙ層におけるｘ／ｙ値が１５
〜１．５の範囲において良好な軟磁気特性（低保磁力、
高透磁率）を有することが分かる。

また、第４図、第５図は中間層５ｉＯ１及びＡＡＮを用
い九ときの耐熱性を調べたグラフで、従来の５ｉ０２に
対してＡｔＮＮを用いた多層膜は熱的に安定であること
が分かる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、それぞれ本発明の実施例
で作成された多Ｊ−状強磁性体についての混合ガス中の
窒素含有量と、ＡｌｘＮｙ層におけるｘ／ｙ値との関係
を示すグラフ、ＡｌｘＮｙ　Ｊ−におけるｘ／ｙ値と保
磁力との関係を示すグラフ及び同じく透磁率との関係を
示すグラフである。 第４図、第５図は、中間Ｊ−に５ｉ０２及びＡｔＮを用
いたときの耐熱安定性を調べたグラフである。 第２図 Ｘ／ｙ 第３図 ソ ｏ　　　　。 ＯＬＩ’） ０　　　　Ｌｏ −〇

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基板上に、（Ａ）鉄系強磁性層と（Ｂ）一般式Ａｌ
   ｘＮｙ（非平衡相も含む） （式中のｘ及びｙは、式０．５≦ｘ／ｙ≦１．５の関係
   を満たす数である） で表されるアルミニウムの窒化物から成る中間層とを交
   互に積層したことを特徴とする多層状強磁性体。