JPH0417647A - 軟磁性薄膜 - 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 本発明は高飽和磁束密度、高透磁率及び低磁歪定数を有
するなど、優れた特徴を有し、磁気記録用磁性材料特に
磁気ディスク装置、ＶＴＲなどの磁気ヘッド用材料、あ
るいは薄膜トランス、薄膜インダクタ用の材料として好
適に利用しうる新規な軟磁性薄膜に関するものである。

従来の技術 近年、ＶＴＲ，大容量のフロッピーディスク装置やハー
ドディスク装置なとの磁気記録装置においては、記録信
号の高密度化や高周波数化や高信頼性化などが進められ
ている。これに伴い、磁気記録媒体においては、記録波
長が短くなることに基づく自己減磁を防ぐための高保磁
力化及びトラック幅が狭くなることに基づく出力低下を
防ぐための高飽和磁束密度化などが計られた結果、従来
の酸化物磁性体系のものに代わって、金属磁性体系のメ
タルテープや蒸着テープが開発されている。

一方、この磁気記録媒体と一体になって用いられる記録
再生用磁気ヘッドに対しては、従来通り高透磁率である
ことに加えて、高保磁力化した磁気記録媒体を十分に磁
化できるように、ギャップ近傍の磁性材料の飽和磁束密
度が従来よりも大きいものが要望されるようになり、従
来のフェライトだけを用いたものに加えて、センダスト
やコバルト系非晶質合金薄膜をギャップ近傍に挿入した
いわゆるＭ　Ｉ　Ｇ（Ｍｅｔａｌ　Ｉｎ　Ｇａｐ）ヘッ
ドが開発されている。

しかしながら、センダストでは飽和磁束密度は改善され
たといっても１０〜ＩＩＫＧであり、高保磁力化した磁
気記録媒体（例えばＨｃ＝　１５０００ｅのメタルテー
プ）に対しては飽和記録することができない。

また、コバルト系非晶質合金では１２ＫＧ程度の飽和磁
束密度を有するものが得られているが、熱的安定性に問
題があり、例えば磁気ヘッドに加工する時のガラスへの
溶着によるギャップ付けの工程等において制約が生じる
のを免れない。

また、飽和磁束密度が１５ＫＧ以上のＦｅ−５ｉ合金を
磁気ヘッドに用いることも提案されているが（例えば特
公昭６１−８５６６号公報）、透磁率が低く、再生効率
が低下するなど軟磁気特性に問題があり、実用化される
には至っていない。

他方、磁気特性の良好なバランスを得るには、従来アル
ミニウムやケイ素の添加が必須とされており、例えばＦ
ｅ　−Ｃｏ　−ＡＱ　−Ｇｅ系軟磁性薄膜も提案されて
いるが（特開昭６２−７８８０４号公報）、アルミニウ
ム等の添加を要しないＦｅ−Ｃｏ−Ｇｅ系軟磁性薄膜に
ついてはいまだ実用化されていないのが現状である。

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、
高透磁率を有し、磁歪定数が零付近にあり、しかも軟磁
気特性及び耐熱安定性に優れた軟磁性薄膜を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

薄膜を開発するために鋭意研究を重ねた結果、鉄とコバ
ルトとゲルマニウムとの所定組成の軟磁性薄膜がその目
的に適合することを見出し、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、一般式 ％式％ （式中、ＸＳＹ及び２は原子比を示す数であって、それ
ぞれ０．６２≦Ｘ≦０．８０．３　ｚ−０，２２≧ｙ≧
３　ｚ−０，５、）（＋ｙ＋ｚ＝１の関係を満たす範囲
内で選ばれる） で表わされる組成を有する軟磁性薄膜を提供するもので
ある。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の軟磁性薄膜における構成成分の鉄の割合は、原
子比基準で０．６２ないし０．８０の範囲内で選ばれる
。

また、本発明の軟磁性薄膜における他の構成成分のうち
、コバルト（ｙ）とゲルマニウム（２）の割合は、原子
比基準で３　ｚ−０，２２≧ｙ≧３　ｚ　−０，５の関
係を満たす範囲内で選ばれる。

このような本発明の組成の範囲外では、保磁力が大きく
なり、軟磁性が得られなくなる。また、鉄の前記割合が
０．６２未満では飽和磁束密度が低下してＩＩＫＧ以下
となるし、また、コバルト（ｙ）とゲルマニウム（２）
の関係がｙ　＞　３　ｚ−０，２２となる領域では磁歪
定数が＋側に大きくなり、まｔ；、コバルト（ｙ）とゲ
ルマニウム（２）の関係がｙ　＜　３　ｚＯ９５となる
領域では磁歪定数が一側に大きくなるのを免れない。

本発明における組成範囲を添付図面により説明すると、
第１図に示す三角図において斜線で示した四角形及びそ
れ以内の部分に相当する。

本発明の軟磁性薄膜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との磁性薄膜に慣用され
ているものの、例えはフェライト、結晶化ガラス、チタ
ン酸カルシウム系のものから成る基板を用いることがで
きるし、一般のガラスから成る基板を用いることもでき
る。

本発明の軟磁性薄膜の厚さは、使用分野に応じ適宜選択
されるが、通常経済性や作業性などの点から、０−１〜
１０　ｐ　ｍ、好ましくは０．３〜３　μｍ、より好ま
しくは０．５〜２μｍの範囲内で選ばれる。

本発明において、軟磁性薄膜を形成させる方法について
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、ゲルマニウムやコバル
トの前記割合は、例えば蒸着原料の組成、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。

本発明の軟磁性薄膜の好適な製造法としては、前記のよ
うな薄膜を成膜したのち、さらに好ましくは窒素等の不
活性ガス雰囲気中あるいは真空中で４００°Ｃ１好まし
くは４５０°Ｃ以上、より好ましくは４５０〜６００°
Ｃで所定時間、好ましくは０．２〜５時間加熱処理する
アニーリングを行うのがよい。これにより、軟磁気特性
が改善され、かつ磁歪定数もほぼ零にすることができる
。

発明の効果 本発明の軟磁性薄膜は、高飽和磁束密度、高透磁率を有
し、磁歪定数が零付近にあり、しかも軟磁気特性及び耐
熱安定性に優れるので、磁気記録用磁性材料、特に磁気
ディスク装置、ＶＴＲなどの磁気ヘッド用材料、特にガ
ラス溶着等の高温プロセスを必要とする磁気ヘッド用材
料、あるいは薄膜トランス、薄膜インダクタ用の材料な
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。

実施例１〜５、比較例１〜３ 純鉄ターゲット上にゲルマニウムとコバルトのペレット
を載せた複合ターゲットに対し、１００ｍｍ径のパケッ
ト型イオンガンをもつイオンビームスパッタ装置にて、
３０００ｅ　（エルステッド）の磁場中でアルゴンイオ
ンを加速してターゲットに当て、ターゲットから所定の
距離に配置された基板上に厚さ１μｍ程度のＦｅ−Ｃｏ
−Ｇｅ膜を形成した。この際基板として板厚１＋ｍ＋ｎ
のバリウムホウケイ酸ガラス（コーニング社製、商品名
７０５９）を用いた。

また、成膜の条件は、スパッタガスにアルゴンを用いて
、基板温度３００℃、加速電圧１３５０Ｖ、ビーム電流
１３５ｍＡ、成膜速度約１７０人／ｓｅｃ、到達真空度
３　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下、成膜中真空度Ｉ　Ｘ　
１０−’Ｔｏｒｒとした。

また、磁歪定数測定用の試料には板厚約１１１ｍ１のホ
ウケイ酸ガラス（商品名：松浪カバーガラス）を用いて
前述と同条件で成膜した。

また比較のため、複合ターゲットの組成範囲が本発明の
範囲を逸脱したものを用いたこと以外は、実施例と同様
にして成膜した。

このようにして得られた膜を窒素雰囲気下で５５０°Ｃ
で２時間アニーリングして得た軟磁性薄膜の特性、すな
わち膜組成、透磁率、保磁力、磁歪定数及び飽和磁束密
度を次のようにして求め、評価した。

（１）膜組成 Ｅ　Ｐ　ＭＡ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｐｒｏｂｅ　Ｍｉ
ｃｒｏ−Ａｎａｌｙｓｉｓ）法により求めた。

（２）透磁率（μ１ａｃ） 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の磁場及び測定周波数５　ＭＨｚでイ
ンダクタンスを測定することにより求めた。

（３）保磁力Ｈｃ（Ｏｅ） 薄膜ヒストロスコープを用いて測定した。

（４）磁歪定数（λＳ） 薄膜試料を膜面内に回転する磁場中に配置して伸縮を同
期整流方式によってレーザーを用いて検出、測定した。

（５）飽和磁束密度（Ｂｍｓ） 試料振動式磁力計（ＶＳＭ）法により測定した。

次に、前記した実施例と同様にして得ｔ；種々の組成の
軟磁性薄膜（アニーリングは５５０℃で行った）の特性
について、第２図、第３図及び第４図に飽和磁束密度、
透磁率及び磁歪定数の組成による分布状態をそれぞれ三
角図で示した。

以上の結果より、本発明の組成範囲内の軟磁性薄膜にお
いては、高温でアニーリングした後の飽和磁束密度、保
磁力、磁歪定数及び透磁率に優れ、バランスも良好であ
ることが分る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軟磁性薄膜の組成範囲を示す三角図、
第２図、第３図及び第４図は本発明の軟磁性薄膜の組成
による飽和磁束密度、透磁率及び磁歪定数の分布状態を
それぞれ示す三角図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　一般式 Ｆｅ＿ｘＣｏ＿ｙＧｅ＿ｚ （式中、ｘ、ｙ及びｚは原子比を示す数であって、それ
   ぞれ０．６２≦ｘ≦０．８０、３ｚ−０．２２≧ｙ≧３
   ｚ−０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１の関係を満たす範囲内で選
   ばれる） で表わされる組成を有する軟磁性薄膜。