JPH04137710A - 軟磁性薄膜 - Google Patents
軟磁性薄膜Info
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- JPH04137710A JPH04137710A JP26089990A JP26089990A JPH04137710A JP H04137710 A JPH04137710 A JP H04137710A JP 26089990 A JP26089990 A JP 26089990A JP 26089990 A JP26089990 A JP 26089990A JP H04137710 A JPH04137710 A JP H04137710A
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Landscapes
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
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。
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、磁気録画再生装置(VTR)、磁気録音再生
装置等の磁気記録再生装置における磁気ヘッド等に用い
られる軟磁性薄膜に関するものである。
装置等の磁気記録再生装置における磁気ヘッド等に用い
られる軟磁性薄膜に関するものである。
従来の技術
近年の磁気記録分野における高密度記録化の要求に対し
て、高保磁力媒体に対応した高性能磁気ヘッドの開発が
進められている。磁気ヘッドの特性は、それに使用する
コア材料の材料特性に密接に関連しており、磁気ヘッド
の高性能化に向けて、高い飽和磁束密度、低い磁歪を有
し、熱的に安定な優れた軟磁気特性を有する軟磁性薄膜
が要求されている。
て、高保磁力媒体に対応した高性能磁気ヘッドの開発が
進められている。磁気ヘッドの特性は、それに使用する
コア材料の材料特性に密接に関連しており、磁気ヘッド
の高性能化に向けて、高い飽和磁束密度、低い磁歪を有
し、熱的に安定な優れた軟磁気特性を有する軟磁性薄膜
が要求されている。
このような要求に対し、フェライトの飽和磁束密度は約
0.57.パーマロイ、センダスト、C。
0.57.パーマロイ、センダスト、C。
系非晶質材料でも約11前後と低く、これら従来の材料
では飽和磁束密度に限界が有る。
では飽和磁束密度に限界が有る。
そこで、更に高い飽和磁束密度を有する鉄基軟磁性薄膜
の開発が行われている。鉄基合金膜で軟磁性を実現する
一つの手段として、鉄主成分の微細結晶粒組織が効果的
である事が知られている。
の開発が行われている。鉄基合金膜で軟磁性を実現する
一つの手段として、鉄主成分の微細結晶粒組織が効果的
である事が知られている。
発明が解決しようとする課題
ところが、上記のような微細結晶粒組織からなる軟磁性
薄膜は薄膜磁歪が大きくても、見掛は上結晶磁気異方性
が低下するため、良好な軟磁気特性が得られるが、薄膜
磁歪が大きな材料が多く、磁気ヘッド加工プロセスに於
けるギャップ形成時等の外部応力による逆磁歪効果によ
り、磁気ヘッドの再生出力が劣化するという課題が生じ
る。また、上記のような微細結晶粒組織からなる軟磁性
WIIllは、熱的に不安定なものが多く、磁気ヘッド
加工プロセスに於けるガラスモールド等の高温熱処理で
軟磁気特性が劣化するという課題を生じる。
薄膜は薄膜磁歪が大きくても、見掛は上結晶磁気異方性
が低下するため、良好な軟磁気特性が得られるが、薄膜
磁歪が大きな材料が多く、磁気ヘッド加工プロセスに於
けるギャップ形成時等の外部応力による逆磁歪効果によ
り、磁気ヘッドの再生出力が劣化するという課題が生じ
る。また、上記のような微細結晶粒組織からなる軟磁性
WIIllは、熱的に不安定なものが多く、磁気ヘッド
加工プロセスに於けるガラスモールド等の高温熱処理で
軟磁気特性が劣化するという課題を生じる。
課題を解決するための手段
本発明者は、Fe−Ta−Zr−N系、およびFe−T
a−N系の合金薄膜について鋭意研究を行ったところ、
前記合金薄膜の組成が特定の範囲にあるとき優れた軟磁
気特性(低い保磁力、高い透磁率)を呈するという事実
を見いだし請求項(1)および請求項(2)の発明に至
った。特に、請求項(1)または(2)のいずれかに記
載の軟磁性薄膜に添加物元素としてTi、Nb、C,r
、Mo、Ru、Ir。
a−N系の合金薄膜について鋭意研究を行ったところ、
前記合金薄膜の組成が特定の範囲にあるとき優れた軟磁
気特性(低い保磁力、高い透磁率)を呈するという事実
を見いだし請求項(1)および請求項(2)の発明に至
った。特に、請求項(1)または(2)のいずれかに記
載の軟磁性薄膜に添加物元素としてTi、Nb、C,r
、Mo、Ru、Ir。
Pt、Y,Al,Cu,O元素の少なくとも1種の元素
を含む系の軟磁性合金薄膜は、特定の組成範囲において
、更に優れた耐食性を併せ持つという事実を見いだし請
求項(3)の発明に至った。
を含む系の軟磁性合金薄膜は、特定の組成範囲において
、更に優れた耐食性を併せ持つという事実を見いだし請
求項(3)の発明に至った。
作用
請求項(1)の発明の構成によれば、Feを主成分とし
、N、Ta、Zrを含む系の軟磁性合金薄膜の組成が特
定の範囲にあるものであるから、前記軟磁性薄膜は、高
温熱処理において低磁歪の優れた軟磁気特性と高い飽和
磁束密度を併せ持つことが出来る。請求項(2)の発明
の構成によれば、Feを主成分とし、N、Taを含む系
の軟磁性合金薄膜の組成が特定の範囲にあるものである
から、前記軟磁性v1i1mは、高温熱処理において低
磁歪の優れた軟磁気特性と高い飽和磁束密度を併せ持つ
ことが出来る。特に、請求項(3)の発明の構成によれ
ば、請求項(1)または(2)のいずれかに記載の軟磁
性薄膜に添加物元素としてTi、Nb、Cr、Mo。
、N、Ta、Zrを含む系の軟磁性合金薄膜の組成が特
定の範囲にあるものであるから、前記軟磁性薄膜は、高
温熱処理において低磁歪の優れた軟磁気特性と高い飽和
磁束密度を併せ持つことが出来る。請求項(2)の発明
の構成によれば、Feを主成分とし、N、Taを含む系
の軟磁性合金薄膜の組成が特定の範囲にあるものである
から、前記軟磁性v1i1mは、高温熱処理において低
磁歪の優れた軟磁気特性と高い飽和磁束密度を併せ持つ
ことが出来る。特に、請求項(3)の発明の構成によれ
ば、請求項(1)または(2)のいずれかに記載の軟磁
性薄膜に添加物元素としてTi、Nb、Cr、Mo。
Ru、Ir、Pt、Y,Al,Cu,O元素の少なくと
も1種の元素を含む系の軟磁性合金薄膜の組成が特定の
範囲にあるものであるから、更に優れた耐食性を併せ持
つ事が出来る。
も1種の元素を含む系の軟磁性合金薄膜の組成が特定の
範囲にあるものであるから、更に優れた耐食性を併せ持
つ事が出来る。
実施例
実施例l
Fe−Ta−Zr合金ターゲットを用い、Arガス中に
Ntガスを導入し、全圧12mTorr、 Nz分圧対
全圧比(P N t / P total) 2.5%
、投入電力400WでRFスパンタ法により、水冷した
基板上に膜厚2μmの軟磁性薄膜を形成した。膜の組成
分析は、ラブフォード後方散乱分光法により行った(以
下、Ig!組成Fe73原子%、Ta3.5原子%、Z
r9.5原子%、N14原子%等はFe73Ta3.5
Z r 9.5N14のように示す)。作成した膜の
組成範囲はNl〜3o原子%、TaO〜15原子%、Z
rl〜20原子%、残余Feである。これらの軟磁性薄
膜を5 X 10− ’Torr以下の真空中において
、5000eの回転磁場中で、500〜650”Cの温
度で1時間の熱処理を行った。これらの軟磁性薄膜のI
MHzにおける実効透磁率μeff 、及び飽和磁歪λ
Sを測定した。また、これらの軟磁性薄膜の構造解析は
X線回折により行い、デバイ−シェラ−の式を用いて平
均結晶粒径を算出した。−例として、F e73T a
3.5Z r 9.5N14の膜について、これら物
性値を調べた結果について、Fe76.5Zr 9.5
N14の膜と比較して説明する。第1図に、F e73
T a 3.5Z r 9.5N14の薄膜とFe76
.5Zr9.5N14の薄膜のIM七における実効透磁
率μeffの熱処理温度依存性を調べた結果を示す。図
より、Fe−Zr−N系薄膜のμeffは550°C以
上の熱処理温度で急激に劣化するが、Fe−Ta−Zr
−N系薄膜では650°Cの熱処理温度においても40
00以上の高透磁率を示す、第2図に、Fe73T a
3.5Z r9.5N14の薄膜とF e 76.
5 Z r 9.5N14の薄膜の飽和磁歪λSの熱処
理温度依存性を示す。図より、Fe−Ta−Zr−N系
、Fe−Zr−N系ともに熱処理温度の上昇に伴ないλ
Sは低下する傾向を示し、650°Cの熱処理温度で両
者とも約1.3X10−’の低磁歪を示す。
Ntガスを導入し、全圧12mTorr、 Nz分圧対
全圧比(P N t / P total) 2.5%
、投入電力400WでRFスパンタ法により、水冷した
基板上に膜厚2μmの軟磁性薄膜を形成した。膜の組成
分析は、ラブフォード後方散乱分光法により行った(以
下、Ig!組成Fe73原子%、Ta3.5原子%、Z
r9.5原子%、N14原子%等はFe73Ta3.5
Z r 9.5N14のように示す)。作成した膜の
組成範囲はNl〜3o原子%、TaO〜15原子%、Z
rl〜20原子%、残余Feである。これらの軟磁性薄
膜を5 X 10− ’Torr以下の真空中において
、5000eの回転磁場中で、500〜650”Cの温
度で1時間の熱処理を行った。これらの軟磁性薄膜のI
MHzにおける実効透磁率μeff 、及び飽和磁歪λ
Sを測定した。また、これらの軟磁性薄膜の構造解析は
X線回折により行い、デバイ−シェラ−の式を用いて平
均結晶粒径を算出した。−例として、F e73T a
3.5Z r 9.5N14の膜について、これら物
性値を調べた結果について、Fe76.5Zr 9.5
N14の膜と比較して説明する。第1図に、F e73
T a 3.5Z r 9.5N14の薄膜とFe76
.5Zr9.5N14の薄膜のIM七における実効透磁
率μeffの熱処理温度依存性を調べた結果を示す。図
より、Fe−Zr−N系薄膜のμeffは550°C以
上の熱処理温度で急激に劣化するが、Fe−Ta−Zr
−N系薄膜では650°Cの熱処理温度においても40
00以上の高透磁率を示す、第2図に、Fe73T a
3.5Z r9.5N14の薄膜とF e 76.
5 Z r 9.5N14の薄膜の飽和磁歪λSの熱処
理温度依存性を示す。図より、Fe−Ta−Zr−N系
、Fe−Zr−N系ともに熱処理温度の上昇に伴ないλ
Sは低下する傾向を示し、650°Cの熱処理温度で両
者とも約1.3X10−’の低磁歪を示す。
第3図に、F e73Ta 3.5Z r 9.5N1
4の薄膜とF e76.5Z r 9.5N14の薄膜
のtx−Feの(110)面の平均粒径d110の熱処
理温度依存性を示す。図より、Fe−Ta−Zr−N系
薄膜の結晶粒径は、Fe−Zr−N系薄膜の結晶粒径に
比べていずれの熱処理温度においても微細化されており
、Fe−Ta−Zr−N系薄膜では高温熱処理において
もFe−Zr−N系に比べて鉄主成分の微細結晶粒組織
が実現されている。従って、Fe主成分の微細結晶粒組
織からなるFe−Ta−Zr−N薄膜では高温熱処理に
おいて低磁歪で優れた軟磁気特性を有する組成範囲が存
在することが分かった。
4の薄膜とF e76.5Z r 9.5N14の薄膜
のtx−Feの(110)面の平均粒径d110の熱処
理温度依存性を示す。図より、Fe−Ta−Zr−N系
薄膜の結晶粒径は、Fe−Zr−N系薄膜の結晶粒径に
比べていずれの熱処理温度においても微細化されており
、Fe−Ta−Zr−N系薄膜では高温熱処理において
もFe−Zr−N系に比べて鉄主成分の微細結晶粒組織
が実現されている。従って、Fe主成分の微細結晶粒組
織からなるFe−Ta−Zr−N薄膜では高温熱処理に
おいて低磁歪で優れた軟磁気特性を有する組成範囲が存
在することが分かった。
なお、本実施例ではF e73T a 3.5Z r
9.5N14の薄膜について説明したが、Feを主成分
としNを5〜20原子%、Taを1〜10原子%、Zr
を3〜15原子%含む組成範囲のFe−Ta−Zr −
N系薄膜においても同様の効果を有する。
9.5N14の薄膜について説明したが、Feを主成分
としNを5〜20原子%、Taを1〜10原子%、Zr
を3〜15原子%含む組成範囲のFe−Ta−Zr −
N系薄膜においても同様の効果を有する。
実施例2
Fe−Ta合金ターゲットを用い、実施例1と同様のス
パッタ法により、N2分圧2.5%で膜厚5μmのFe
−Ta−N膜を作成した。これらの軟磁性膜を真空中、
回転磁場中、500°Cで1時間の熱処理を行った。こ
れらの軟磁性膜の保磁力HC1飽和磁束密度Bs及び飽
和磁歪λSを測定した。−例としてF e82T a
8 NIO膜、及びFe77T a 13N10膜の結
果を第1表に示す。
パッタ法により、N2分圧2.5%で膜厚5μmのFe
−Ta−N膜を作成した。これらの軟磁性膜を真空中、
回転磁場中、500°Cで1時間の熱処理を行った。こ
れらの軟磁性膜の保磁力HC1飽和磁束密度Bs及び飽
和磁歪λSを測定した。−例としてF e82T a
8 NIO膜、及びFe77T a 13N10膜の結
果を第1表に示す。
第 1 表
F e 77T a 13N10膜は低磁歪で優れた軟
磁気特性を示すが、F e82T a 8 NIO膜の
保磁力Hc、磁歪λSは共に大きな値を示し、磁気へラ
ドコア材料としては使用出来ないものである。
磁気特性を示すが、F e82T a 8 NIO膜の
保磁力Hc、磁歪λSは共に大きな値を示し、磁気へラ
ドコア材料としては使用出来ないものである。
この両者の磁気特性の違いは、構造解析の結果、F e
77T a 13N10膜はFe主成分の均一な微細
結晶粒組織から成るが、F e82T a 8 NIO
膜では成膜直後の非晶質形成能が悪く、熱処理後不均−
な結晶粒形態になっていることに起因するものである。
77T a 13N10膜はFe主成分の均一な微細
結晶粒組織から成るが、F e82T a 8 NIO
膜では成膜直後の非晶質形成能が悪く、熱処理後不均−
な結晶粒形態になっていることに起因するものである。
なお、本実施例では、F e 77T a 13N 1
0膜において低磁歪の優れた軟磁気特性と高い飽和磁束
密度を併せ持つことを説明したが、Feを主成分としN
を5〜20原子%、Taを9〜16原子%含む組成範囲
のFe−Ta−N系薄膜においても同様の効果を有する
。
0膜において低磁歪の優れた軟磁気特性と高い飽和磁束
密度を併せ持つことを説明したが、Feを主成分としN
を5〜20原子%、Taを9〜16原子%含む組成範囲
のFe−Ta−N系薄膜においても同様の効果を有する
。
次に、上記組成範囲のFe−Ta−N系、及びFe−T
a−N系薄膜に添加物元素としてTi。
a−N系薄膜に添加物元素としてTi。
Nb、Cr、Mo、Ru、I r、Pt、Y、AlCu
、O元素の少なくとも1種の元素を添加した膜を作成し
、室温にて、5%のNaU水溶液に24・時間浸漬し、
腐食状態を調べた。その結果、上記添加元素の少なくと
も1種の元素を0.1〜6原子%含む組成を有するFe
−Ta−Zr−N系、及びFe−Ta−N系薄膜は、軟
磁気特性を余り劣化させることなく、耐食性が向上して
いることが分かった。
、O元素の少なくとも1種の元素を添加した膜を作成し
、室温にて、5%のNaU水溶液に24・時間浸漬し、
腐食状態を調べた。その結果、上記添加元素の少なくと
も1種の元素を0.1〜6原子%含む組成を有するFe
−Ta−Zr−N系、及びFe−Ta−N系薄膜は、軟
磁気特性を余り劣化させることなく、耐食性が向上して
いることが分かった。
なお、本実施例(実施例1.実施例2)のスパッタ法は
Arガス中にNtガスを混入させた反応性スパッタ法に
限るものではなく、窒化物をターゲットに用いたスパッ
タ法、直流または高周波による二極、三極、マグネトロ
ン方式のスパッタ法、およびバイアススパッタ法、イオ
ンビームスパッタ法においても同様の効果を有する。
Arガス中にNtガスを混入させた反応性スパッタ法に
限るものではなく、窒化物をターゲットに用いたスパッ
タ法、直流または高周波による二極、三極、マグネトロ
ン方式のスパッタ法、およびバイアススパッタ法、イオ
ンビームスパッタ法においても同様の効果を有する。
発明の効果
請求項(1)または(2)の発明によれば、高温熱処理
において、低磁歪の優れた軟磁気特性と高い飽和磁束密
度を有する磁気へラドコア材料としての軟磁性薄膜を提
供できる。
において、低磁歪の優れた軟磁気特性と高い飽和磁束密
度を有する磁気へラドコア材料としての軟磁性薄膜を提
供できる。
請求項(3)の発明によれば、請求項(1)または(2
)の発明による軟磁性薄膜よりも、更に耐食性に優れた
軟磁性薄膜を提供することが出来る。
)の発明による軟磁性薄膜よりも、更に耐食性に優れた
軟磁性薄膜を提供することが出来る。
第1図は本発明の一実施例で作成した軟磁性薄膜の熱処
理温度とIMHzにおける実効透磁率μeffの関係を
示す図、第2図は熱処理温度と飽和磁歪λSの関係を示
す図、第3図は熱処理温度と平均粒径d110の関係を
示す図である。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか2名纂 図 P、 +! 1151J (1,) 第 図 輛爆謹1贋びG) 第 図 略処デ監51屓げ0)
理温度とIMHzにおける実効透磁率μeffの関係を
示す図、第2図は熱処理温度と飽和磁歪λSの関係を示
す図、第3図は熱処理温度と平均粒径d110の関係を
示す図である。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか2名纂 図 P、 +! 1151J (1,) 第 図 輛爆謹1贋びG) 第 図 略処デ監51屓げ0)
Claims (3)
- (1)Feを主成分としNを5〜20原子%、Taを1
〜10原子%、Zrを3〜15原子%含む組成を有する
ことを特徴とする軟磁性薄膜。 - (2)Feを主成分としNを5〜20原子%、Taを9
〜16原子%含む組成を有することを特徴とする軟磁性
薄膜。 - (3)請求項(1)または(2)のいずれかに記載の軟
磁性薄膜に添加物元素としてTi,Nb,Cr,Mo,
Ru,Ir,Pt,Y,Al,Cu,O元素の少なくと
も1種の元素を0.1〜6原子%含む組成を有すること
を特徴とする軟磁性薄膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26089990A JPH04137710A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 軟磁性薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26089990A JPH04137710A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 軟磁性薄膜 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04137710A true JPH04137710A (ja) | 1992-05-12 |
Family
ID=17354306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26089990A Pending JPH04137710A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 軟磁性薄膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04137710A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100430671B1 (ko) * | 2001-09-08 | 2004-05-10 | 한국전기연구원 | 자기소자용 FeTaN계 연자성 박막의 제조방법 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP26089990A patent/JPH04137710A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100430671B1 (ko) * | 2001-09-08 | 2004-05-10 | 한국전기연구원 | 자기소자용 FeTaN계 연자성 박막의 제조방법 |
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