JPH03134138A - 磁性合金 - 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、高密度磁気記録用の磁気ヘッドに適する磁性
合金に関する。

（従来の技術） 近年、磁気記録の高密度化や広帯域化の必要性が高まり
、磁気記録媒体に高い抗磁力を有する磁性材料を使用し
て記録トラック幅を狭くすることにより、高密度磁気記
録再生を実現している。そして、この高い抗磁力をもつ
磁気記録媒体に記録再生するするための磁気ヘッド材料
として、飽和磁束密度Ｂｓの高い磁性合金が必要とされ
ており、センダスト合金やＧｏ−Ｚｒ系非晶質合金等を
コアの一部または全部に使用した磁気ヘッドが提案され
ている。

然しなから、磁気記録媒体の高抗磁力化が一段と進み、
磁気記録媒体の抗磁力が２００００ｅ以上になるとセン
ダスト合金やＣｏ−Ｚｒ系非晶質合金を使用した磁気ヘ
ッドでは良好な磁気記録再生が困難になった。　又、磁
気記録媒体の長手方向ではなく、厚さ方向に磁化して記
録する垂直磁化記録方式も提案されているがこの垂直磁
化記録方式を良好に行うには、磁気ヘッドの主磁極の先
端部の厚さを０．５μｍ以下にする必要があり、比較的
抗磁力の低い磁気記録媒体に記録するにも、高い飽和磁
束密度を持つ磁気ヘッド用磁性合金が必要になる。

そして、センダスト合金やＣｏ−Ｚｒ系非晶質合金より
も飽和磁束密度の高い磁性合金として、窒化鉄やＦｅ−
３ｉ系合金等の鉄を主成分とした磁性合金が知られてい
る。

（発明が解決しようとする課題） ところが、従来より知られている、これらの高Ｂｓ磁性
合金は保磁力Ｈｃが大きく、そのままでは磁気ヘッドの
材料としては不十分であるのでセンダスト合金やパーマ
ロイ等の保磁力の小さい磁性材料か、或いはＳｉＯ２等
の非磁性材料を中間層とした多層構造の磁気ヘッドが提
案されている。

然しなから、多層構造にするには工数やコストがかかり
、信頼性を保つのも難しいという問題点があった。特に
、数μｍ以上の膜厚にする為には場合によっては１００
層以上の多層構造にする必要があり、使用範囲も限られ
ていた。

この問題点を解決するために、本発明人等はＦｅ−Ｎ−
０合金によって、単層で高Ｂｓ・低Ｈｃの磁性合金が得
られることを提案したが、熱安定性の面から、ガラスモ
ールド工程には適さないという問題があった。

そこで本発明は多層構造にしなくても高飽和磁束密度を
持ち、保磁力が小さく、熱安定性に優れた磁性合金を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の課題を解決するためになされたものであ
り、Ｆｅ　ｘ　Ｎ　ＹＳ　ｉ　ｚなる組成式で表され、
Ｘ５ＹＳＺで示される原子％が ■≦ｙ≦２０ ０．５≦２≦１５ Ｘ　＋３’　＋ｚ　−１００ なる関係を有する磁性合金または Ｆ　ｅｚ　Ｎｙ　Ｓ　ｉ　ｚ　Ｍｖなる組成式で表され
、ｘＳＹ　ｓ　Ｚ　ＳＶで示される原子％がｌ≦ｙ≦２
０ ０．５≦２≦１５ ０．３≦ｖ≦３ Ｘ　＋ｙ　＋ｚ　＋ｖ　−１００ なる関係を有する磁性合金（但しＭはＣｒまたはＲｕま
たはＣｒとＲｕの混合物） または０．５≦２≦６であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項及び第２項記載の磁性合金をそれぞれ提供
するものである。

（実施例） 本発明になる磁性合金の製造装置の一実施例を第１図に
示す。

一対のターゲット５．５は鉄（Ｆｅ）とけい素（Ｓｉ）
の合金ターゲットか、或いは適当な四部を設けた純鉄の
ターゲットの四部にチップ状のＳｉをはめ込んだ複合タ
ーゲットである。このターゲット５．５はターゲットホ
ルダ９によって支えられており、このターゲット５とタ
ーゲットホルダ９には、直流電源１３よりマイナス電位
が印加され、更にこのターゲットホルダ９の周囲にはシ
ールド４が取り付けである。又、このターゲットホルダ
９の内部には、両ターゲット５．５間にプラズマ１４を
集束するための磁石６．６が挿入され、かつターゲット
５の表面の加熱を防ぐために冷却水８が流入している。

　そして、接地された真空槽１５の左右に、２個のター
ゲットホルダ９が絶縁体７によって絶縁されて設けられ
ている。

又、この真空槽１５の上部より、窒素（Ｎ２）アルゴン
（Ａｒ）がそれぞれ流量計１．２により、所定の流量に
調節されて導入されている。

なお、アルゴンはターゲット５をスパッタすると同時に
成膜する磁性合金膜中の窒素の量を調節するためのもの
である。

そして、真空ｔｆｉ１５の下部には基板ホルダ１２上に
基板１１が置かれ、不純物を防ぐためのシャッタ１０が
基板１１を覆っている。

このようなスパッタ装置において、直流電源１３により
、左右のターゲットホルダ９に支えられたターゲット５
．５の間にプラズマ１４を発生させると、ターゲット５
はマイナス電位であるので、プラズマ１４中のアルゴン
イオン（Ａｒ”）がターゲッット５に衝突し、ターゲッ
ト５の鉄原子及びＳｉ原子が飛び出す。　そして、ター
ゲット５から飛び出した鉄とＳｉの原子と、プラズマ中
の窒素の原子または分子とが結合して、基板１１の上に
成長していく。

なお、スパッタ開始後の数分間はシャッタ１０を閉じて
基板１１を覆うことにより、ターゲット５の表面の不純
物が基板１１の上に付かないようにし、その後でシャッ
タ１０を開けるようにする。

そして、流量計１．２により窒素及びアルゴンの導入量
を調節することにより、所望の窒素を含んだＦｅ）（Ｓ
ｉｖＮｚ合金を得ることができる。

この様にして得たＦｅ、（ＳｉｙＮｚ合金の窒素及びＳ
ｔの含有量と飽和磁束密度（Ｂｓ）保磁力（Ｈｅ）との
関係を表に示す。

表は窒素−５ｔの含有量と飽和磁束密度（Ｂｓ）、保磁
力（Ｈｃ）との関係を示すしのであり、含有量はＥＳＣ
Ａ（Ｘ線光電子分光分析法）　　ＥＰＭＡ　（Ｘ線マイ
クロアナライザ法）等による定量分析で原子％で表して
いるが、±２０％程度の誤差が見込まれる。保磁力は真
空中での熱処理をおこなった時の値であり、熱処理温度
はここでは３００　’　ｃである。この内、試料番号１
はＦｅに窒素のみを含有させた時の結果であり、試料番
号２はＦｅにＳｔのみを含有させた時の結果である。

試料番号３〜７は本発明の磁性合金である。

窒素の含有量が１原子％未満であると、顕著な窒素の効
果が見られずＨｅはほとんど低下しない。

また、窒素の含有量　が２０原子％を越えると、Ｂｓの
低下が著しく高Ｂｓが達成できなくなる。

したがって、窒素の含有量が１〜２０原子９６、好まし
くは１〜１０原子９６である時、高Ｂｓで低Ｈｅの磁性
合金が得られる。窒素含有量が１〜１０原子％の時はＢ
ｓが１５ｋ　Ｇ以上でＨＣがｌｏｅよりも小さい磁性合
金が得られる。

図２には本発明になる磁性合金と従来例である窒化鉄（
Ｆ　ｅ　Ｎ）合金の、熱処理温度による保磁力（Ｈｃ）
の変化を示す。窒化鉄は熱処理温度３００°Ｃの時は比
較的Ｈｃが低いが３００°Ｃ以上にすると急激にＨｃが
増大する。これに対し本発明になる磁性合金は、Ｈｃが
小さく熱安定性にも優れていることが解る。ここて、Ｓ
ｔの含有量が０．５原子％未満であると、低Ｈｃ化と熱
安定性の向上に対する顕著な効果は見られず、１５原子
％を越えるとＢｓの低下が著しくなる。従って、Ｓｉの
含有量が０．５〜１５原子％の時、高Ｂｓ・低Ｈｃで熱
安定性にも優れた磁性合金を得ることができる。更に、
Ｓｔ含有量を０．５〜６原子％にするとＢｓが１５ｋ　
Ｇ以上の磁性合金を得ることができる。

また、図３には膜厚を２μｍとした時の本発明になる磁
性合金の透磁率μと周波数の関係を示す。

本発明になる磁性合金は透磁率が３０００以上と高く、
磁気ヘッドとして十分な再生効率が得られることが解る
。図４はＲｕ及びＣｒが耐蝕性の向上に寄与することを
示したものである。試料を２ｗｔ９６の塩水に浸した後
、これを取り出して６０°Ｃ−９０％の高温高湿中に放
置した。横軸は放置した時間であり、縦軸は塩水に浸す
前のＢ　ｓ　　（Ｂ　ｓ　（０）ｌ　に対する、放置後
のＢ　ｓ　　（Ｂ　ｓ　（ｔ）ｌの割合を示している。

ここで、Ｒｕ及びＣｒの合計の含有量が０．３原子％未
満であると。耐蝕性に対するＲｕ及びＣ「の顕著な効果
が見られず、３原子％を越えると磁気特性の劣化を生じ
る。従って、Ｒｕ及びＣ「の合計の含有量は０．３〜３
原子％であると良い。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明になる磁性合金は高飽和磁
束密度を有し、保磁力が小さく、透磁率が大きく、更に
熱安定性と耐蝕性に優れた磁気ヘッド等の磁気デバイス
用磁性合金が得られる。従って、本発明の磁性合金を用
いれば、高保磁力媒体への良好な記録再生が行えるほか
、高性能の薄膜磁気ヘッド等を作成することができ、高
密度磁気記録再生が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明になる磁性合金を製造する装置の一実
施例であるスパッタ装置の概略図、第２図は熱処理温度
によるＨｃの変化を表す図、第３図は透磁率μと周波数
の関係を示す図、第４図はＲｕとＣ「の耐蝕性向上への
寄与を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）Ｆｅ＿ＸＮ＿ＹＳｉ＿Ｚなる組成式で表され、ｘ
   、ｙ、ｚで示される原子％が １≦ｙ≦２０ ０．５≦ｚ≦１５ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ なる関係を有する磁性合金。 （２）Ｆｅ＿ＸＮ＿ＹＳｉ＿ＺＭ＿Ｖなる組成式で表さ
   れ、ｘ、ｙ、ｚ、ｖで示される原子％が １≦ｙ≦２０ ０．５≦ｚ≦１５ ０．３≦ｖ≦３ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｖ＝１００ なる関係を有する磁性合金。（但しＭはＣｒまたはＲｕ
   またはＣｒとＲｕの混合物） （３）０．５≦ｚ≦６であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項及び第２項記載の磁性合金。