JPH0547552A - 軟磁性薄膜 - Google Patents
軟磁性薄膜Info
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- JPH0547552A JPH0547552A JP20605191A JP20605191A JPH0547552A JP H0547552 A JPH0547552 A JP H0547552A JP 20605191 A JP20605191 A JP 20605191A JP 20605191 A JP20605191 A JP 20605191A JP H0547552 A JPH0547552 A JP H0547552A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
- H01F10/13—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
- H01F10/131—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing iron or nickel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温での熱処理後にも低い保磁力を示し、し
かも高飽和磁束密度を有する軟磁性薄膜を提供する。 【構成】 Ｆｅベース軟磁性薄膜に、適量の酸素を導入
し、結晶粒を微細化する。微細化された結晶粒径は、６
００Å以下である。また、酸素の導入量は、３０原子％
以下とする。Ｆｅベース軟磁性薄膜は、Ｆｅ単独からな
るものであってもよいし、ＦｅにＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｖ、Ｗ、Ｙから選ばれた少なくとも１
種を添加したものであってもよい。
かも高飽和磁束密度を有する軟磁性薄膜を提供する。 【構成】 Ｆｅベース軟磁性薄膜に、適量の酸素を導入
し、結晶粒を微細化する。微細化された結晶粒径は、６
００Å以下である。また、酸素の導入量は、３０原子％
以下とする。Ｆｅベース軟磁性薄膜は、Ｆｅ単独からな
るものであってもよいし、ＦｅにＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｖ、Ｗ、Ｙから選ばれた少なくとも１
種を添加したものであってもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッド材料等に利
用される軟磁性薄膜に関するものであり、特にＦｅを主
成分とする軟磁性薄膜の軟磁気特性の改善に関するもの
である。
用される軟磁性薄膜に関するものであり、特にＦｅを主
成分とする軟磁性薄膜の軟磁気特性の改善に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録媒体の高保磁力化が進むにつ
れ、記録再生に使用する磁気ヘッドのヘッド材料には高
飽和磁束密度化が要求されている。Ｆｅを主成分とする
軟磁性薄膜（Ｆｅベース軟磁性薄膜）は、このような背
景から開発された材料であり、従来ヘッド材料として多
用されているフェライトに比べて飛躍的に高い飽和磁束
密度を有する材料であることから、高画質ＶＴＲ用の磁
気ヘッド材料としての研究が進められている。
れ、記録再生に使用する磁気ヘッドのヘッド材料には高
飽和磁束密度化が要求されている。Ｆｅを主成分とする
軟磁性薄膜（Ｆｅベース軟磁性薄膜）は、このような背
景から開発された材料であり、従来ヘッド材料として多
用されているフェライトに比べて飛躍的に高い飽和磁束
密度を有する材料であることから、高画質ＶＴＲ用の磁
気ヘッド材料としての研究が進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に結晶
質軟磁性材料は非晶質軟磁性材料に比べて熱安定性に優
れると言われており、前述のＦｅベース軟磁性薄膜も例
外ではない。しかしながら、例えばバルク型磁気ヘッド
の場合、優れた信頼性を得るためにはその製造に際して
５５０℃程度のガラス融着工程が必要であり、このよう
な高温での熱処理後にも優れた軟磁気特性を発揮するこ
とが要求されるが、かかる観点から見た場合、前記Ｆｅ
ベース軟磁性薄膜の熱安定性は必ずしも十分なものとは
言えない。
質軟磁性材料は非晶質軟磁性材料に比べて熱安定性に優
れると言われており、前述のＦｅベース軟磁性薄膜も例
外ではない。しかしながら、例えばバルク型磁気ヘッド
の場合、優れた信頼性を得るためにはその製造に際して
５５０℃程度のガラス融着工程が必要であり、このよう
な高温での熱処理後にも優れた軟磁気特性を発揮するこ
とが要求されるが、かかる観点から見た場合、前記Ｆｅ
ベース軟磁性薄膜の熱安定性は必ずしも十分なものとは
言えない。
【０００４】そこで本発明は、高飽和磁束密度を有し、
しかも高温での熱処理後にも十分な軟磁気特性を発揮す
る軟磁性薄膜を提供することを目的とする。さらに本発
明は、熱安定性に優れ、高温でのガラス融着が可能で、
高信頼性の磁気ヘッドを実現することが可能な軟磁性薄
膜を提供することを目的とする。
しかも高温での熱処理後にも十分な軟磁気特性を発揮す
る軟磁性薄膜を提供することを目的とする。さらに本発
明は、熱安定性に優れ、高温でのガラス融着が可能で、
高信頼性の磁気ヘッドを実現することが可能な軟磁性薄
膜を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前述の目
的を達成せんものと鋭意検討を重ねた結果、Ｆｅベース
軟磁性薄膜を成膜する際に酸素を導入し、成膜されたＦ
ｅベース軟磁性薄膜の結晶粒を微細化することで、高飽
和磁束密度を示す組成において、高温での熱処理後にも
十分な軟磁気特性が発現されるとの知見を得るに至っ
た。
的を達成せんものと鋭意検討を重ねた結果、Ｆｅベース
軟磁性薄膜を成膜する際に酸素を導入し、成膜されたＦ
ｅベース軟磁性薄膜の結晶粒を微細化することで、高飽
和磁束密度を示す組成において、高温での熱処理後にも
十分な軟磁気特性が発現されるとの知見を得るに至っ
た。
【０００６】本発明は、このような知見にもとづいて完
成されたものであって、（Ｆｅa Ｍ b ）100-x Ｏx 〔た
だし、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｖ、
Ｗ、Ｙより選ばれた少なくとも１種を表し、ａ，ｂ，ｘ
は各元素の割合（原子％）を表す。〕なる組成式で表さ
れ、その組成範囲が ７０≦ａ≦１００ ０≦ｂ≦３０ ０≦ｘ≦３０ ａ＋ｂ＝１００ であるとともに、平均結晶粒径が６００Å以下であるこ
とを特徴とするものである。
成されたものであって、（Ｆｅa Ｍ b ）100-x Ｏx 〔た
だし、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｖ、
Ｗ、Ｙより選ばれた少なくとも１種を表し、ａ，ｂ，ｘ
は各元素の割合（原子％）を表す。〕なる組成式で表さ
れ、その組成範囲が ７０≦ａ≦１００ ０≦ｂ≦３０ ０≦ｘ≦３０ ａ＋ｂ＝１００ であるとともに、平均結晶粒径が６００Å以下であるこ
とを特徴とするものである。
【０００７】ここで、ベースとなる軟磁性薄膜は、Ｆｅ
のみから構成されてもよいし、ＦｅにＳｉ、Ａｌ、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｖ、Ｗ、Ｙより選ばれた少なく
とも１種を添加したものであってもよい。後者の場合、
各元素の添加量は、磁気特性の観点から設定され、これ
ら添加元素の割合が３０原子％を越えると飽和磁束密度
や透磁率を高い値とすることは難しい。一方、酸素
（ｘ）は、軟磁気特性の観点から決められたもので、こ
の割合があまり多くなりすぎると（３０原子％を越える
と）、低保磁力、高透磁率を維持することが難しくな
る。
のみから構成されてもよいし、ＦｅにＳｉ、Ａｌ、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｖ、Ｗ、Ｙより選ばれた少なく
とも１種を添加したものであってもよい。後者の場合、
各元素の添加量は、磁気特性の観点から設定され、これ
ら添加元素の割合が３０原子％を越えると飽和磁束密度
や透磁率を高い値とすることは難しい。一方、酸素
（ｘ）は、軟磁気特性の観点から決められたもので、こ
の割合があまり多くなりすぎると（３０原子％を越える
と）、低保磁力、高透磁率を維持することが難しくな
る。
【０００８】また、本発明の軟磁性薄膜は、スパッタリ
ングや真空蒸着、イオンプレーティング等の手法により
成膜されるが、膜中に酸素を導入するとともに、成膜条
件を適正なものとし、得られる軟磁性薄膜の平均結晶粒
径を６００Å以下とする必要がある。この平均結晶粒径
は、得られる軟磁性薄膜の軟磁気特性に大きく影響し、
平均結晶粒径が６００Åを越えると、低保磁力化を図る
ことが難しい。成膜時に酸素を導入する手法としては、
例えば酸素ガスを成膜雰囲気中に導入すればよく、ある
いはターゲットに酸化物を用いればよい。
ングや真空蒸着、イオンプレーティング等の手法により
成膜されるが、膜中に酸素を導入するとともに、成膜条
件を適正なものとし、得られる軟磁性薄膜の平均結晶粒
径を６００Å以下とする必要がある。この平均結晶粒径
は、得られる軟磁性薄膜の軟磁気特性に大きく影響し、
平均結晶粒径が６００Åを越えると、低保磁力化を図る
ことが難しい。成膜時に酸素を導入する手法としては、
例えば酸素ガスを成膜雰囲気中に導入すればよく、ある
いはターゲットに酸化物を用いればよい。
【０００９】
【作用】Ｆｅベース軟磁性薄膜を成膜する際に、酸素を
導入して結晶粒を微細化し、平均結晶粒径を６００Å以
下とすることにより、軟磁気特性が大幅に改善され、高
温での熱処理後にも保磁力が十分に小さなものとなる。
しかも高飽和磁束密度が維持される。
導入して結晶粒を微細化し、平均結晶粒径を６００Å以
下とすることにより、軟磁気特性が大幅に改善され、高
温での熱処理後にも保磁力が十分に小さなものとなる。
しかも高飽和磁束密度が維持される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、実験結果にもとづいて詳細に説明する。
いて、実験結果にもとづいて詳細に説明する。
【００１１】実験例１ 本実験例は、Ｆｅベース軟磁性薄膜の１つであるＦｅＡ
ｌ合金膜に酸素を導入し、軟磁気特性への影響を調べた
ものである。先ず、軟磁性薄膜の成膜はＦｅ−Ａｌ合金
ターゲット（直径１００ｍｍ）を用いたＤＣスパッタに
より行った。酸素の導入は、スパッタ雰囲気中にＡｒと
酸素（Ｏ2 ）の混合ガスを導入することにより行った。
成膜時のスパッタ条件は下記の通りである。 導入ガス ： Ａｒ＋Ｏ2 ＋Ｎ2 スパッタガス圧 ： ０．２７Ｐａ 投入電力 ： ３００Ｗ 膜厚 ： ３μｍ
ｌ合金膜に酸素を導入し、軟磁気特性への影響を調べた
ものである。先ず、軟磁性薄膜の成膜はＦｅ−Ａｌ合金
ターゲット（直径１００ｍｍ）を用いたＤＣスパッタに
より行った。酸素の導入は、スパッタ雰囲気中にＡｒと
酸素（Ｏ2 ）の混合ガスを導入することにより行った。
成膜時のスパッタ条件は下記の通りである。 導入ガス ： Ａｒ＋Ｏ2 ＋Ｎ2 スパッタガス圧 ： ０．２７Ｐａ 投入電力 ： ３００Ｗ 膜厚 ： ３μｍ
【００１２】以上のスパッタ条件に従い、酸素の導入量
を変えて各種軟磁性薄膜を成膜し、保磁力Ｈｃ（５５０
℃、１時間のアニール後の値）を測定した。なお、前記
保磁力Ｈｃは、Ｂ−Ｈループトレーサーによって測定し
た。また、飽和磁束密度Ｂｓについても振動試料型磁力
計（ＶＳＭ）により測定したが、いずれもほぼ１７ｋＧ
であった。
を変えて各種軟磁性薄膜を成膜し、保磁力Ｈｃ（５５０
℃、１時間のアニール後の値）を測定した。なお、前記
保磁力Ｈｃは、Ｂ−Ｈループトレーサーによって測定し
た。また、飽和磁束密度Ｂｓについても振動試料型磁力
計（ＶＳＭ）により測定したが、いずれもほぼ１７ｋＧ
であった。
【００１３】図１は、（Ｆｅ95Ａｌ5 ）100-x Ｏx 、
（Ｆｅ90Ａｌ10）100-x Ｏx 、（Ｆｅ 85Ａｌ15）100-x
Ｏx （いずれも０≦ｘ≦３０）なる組成を有する軟磁性
薄膜において、酸素量を変化させることによって平均結
晶粒径が変化し、これに伴って保磁力Ｈｃが変化する様
子を図示したものである。保磁力Ｈｃは、酸素含有量が
増加するにつれて低下しており、特に１５〜２０原子％
のとき、極小値を示している。
（Ｆｅ90Ａｌ10）100-x Ｏx 、（Ｆｅ 85Ａｌ15）100-x
Ｏx （いずれも０≦ｘ≦３０）なる組成を有する軟磁性
薄膜において、酸素量を変化させることによって平均結
晶粒径が変化し、これに伴って保磁力Ｈｃが変化する様
子を図示したものである。保磁力Ｈｃは、酸素含有量が
増加するにつれて低下しており、特に１５〜２０原子％
のとき、極小値を示している。
【００１４】実験例２ 次に、ＦｅＮｂ合金膜に酸素を導入し、軟磁気特性への
影響を調べた。成膜条件は実験例１と同様であり、ター
ゲット組成のみ変更した。また、ここで測定したサンプ
ルは、（Ｆｅ90Ｎｂ10）100-x Ｏx 、（Ｆｅ85Ｎｂ15）
100-x Ｏx （いずれも０≦ｘ≦３０）の２種類である。
影響を調べた。成膜条件は実験例１と同様であり、ター
ゲット組成のみ変更した。また、ここで測定したサンプ
ルは、（Ｆｅ90Ｎｂ10）100-x Ｏx 、（Ｆｅ85Ｎｂ15）
100-x Ｏx （いずれも０≦ｘ≦３０）の２種類である。
【００１５】膜中の酸素含有量と保磁力Ｈｃ（５５０
℃、１時間のアニール後の値）を図２に示す。ＦｅＮｂ
合金においても、ＦｅＡｌ合金の場合と同様、酸素が良
好な軟磁気特性を導き出していることがわかる。このよ
うな現象は、ＦｅにＳｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｇａ、Ｖ、Ｗ、
Ｙを添加した系でも確認された。
℃、１時間のアニール後の値）を図２に示す。ＦｅＮｂ
合金においても、ＦｅＡｌ合金の場合と同様、酸素が良
好な軟磁気特性を導き出していることがわかる。このよ
うな現象は、ＦｅにＳｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｇａ、Ｖ、Ｗ、
Ｙを添加した系でも確認された。
【００１６】実験例３ 本実験例では、代表的なサンプルについて、平均結晶粒
径と保磁力Ｈｃ（５５０℃、１時間のアニール後の値）
を測定した。結果を表１に掲載する。これらサンプル
は、いずれも先のスパッタ条件に従いターゲット組成や
酸素の導入量を変えることによって作製したものである
が、サンプル６については、スパッタガス圧を高くして
成膜した。なお、前記平均結晶粒径は、Ｘ線回折パター
ンを基に、主ピークの半値幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式
により求めた。この値は、透過型電子顕微鏡による膜の
観察から求められた値とほぼ一致した。
径と保磁力Ｈｃ（５５０℃、１時間のアニール後の値）
を測定した。結果を表１に掲載する。これらサンプル
は、いずれも先のスパッタ条件に従いターゲット組成や
酸素の導入量を変えることによって作製したものである
が、サンプル６については、スパッタガス圧を高くして
成膜した。なお、前記平均結晶粒径は、Ｘ線回折パター
ンを基に、主ピークの半値幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式
により求めた。この値は、透過型電子顕微鏡による膜の
観察から求められた値とほぼ一致した。
【００１７】
【表１】
【００１８】この表からも明らかなように、適量の酸素
を導入して平均結晶粒径を小さなものとしたサンプル１
〜３（実施例に相当）は、熱処理後の保磁力Ｈｃが非常
に小さく、良好な軟磁気特性を発揮した。これに対し
て、酸素を導入せず平均結晶粒径が大きな値となってい
るサンプル４，５（比較例に相当）は、熱処理後の保磁
力Ｈｃが２０と大きな値を示した。同様に、酸素を導入
しても条件が不適切なために平均結晶粒径が大きな値と
なっているサンプル６についても、保磁力Ｈｃは高い値
となっており、軟磁気特性の劣化が見られる。
を導入して平均結晶粒径を小さなものとしたサンプル１
〜３（実施例に相当）は、熱処理後の保磁力Ｈｃが非常
に小さく、良好な軟磁気特性を発揮した。これに対し
て、酸素を導入せず平均結晶粒径が大きな値となってい
るサンプル４，５（比較例に相当）は、熱処理後の保磁
力Ｈｃが２０と大きな値を示した。同様に、酸素を導入
しても条件が不適切なために平均結晶粒径が大きな値と
なっているサンプル６についても、保磁力Ｈｃは高い値
となっており、軟磁気特性の劣化が見られる。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、Ｆｅベース軟磁性薄膜に酸素を導入して
結晶粒を微細化しているので、保磁力を著しく改善する
ことができ、高温での熱処理後の保磁力が小さく、しか
も高飽和磁束密度を有する軟磁性薄膜を提供することが
可能である。したがって、信頼性の高いガラス融着工程
が可能となり、高保磁力磁気記録媒体に対応可能で、し
かも高信頼性を有する磁気ヘッドを実現することが可能
である。
明においては、Ｆｅベース軟磁性薄膜に酸素を導入して
結晶粒を微細化しているので、保磁力を著しく改善する
ことができ、高温での熱処理後の保磁力が小さく、しか
も高飽和磁束密度を有する軟磁性薄膜を提供することが
可能である。したがって、信頼性の高いガラス融着工程
が可能となり、高保磁力磁気記録媒体に対応可能で、し
かも高信頼性を有する磁気ヘッドを実現することが可能
である。
【図１】ＦｅＡｌ系合金における酸素含有量と保磁力Ｈ
ｃ（５５０℃、１時間アニール後）の関係を示す特性図
である。
ｃ（５５０℃、１時間アニール後）の関係を示す特性図
である。
【図２】ＦｅＮｂ系合金における酸素含有量と保磁力Ｈ
ｃ（５５０℃、１時間アニール後）の関係を示す特性図
である。
ｃ（５５０℃、１時間アニール後）の関係を示す特性図
である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】実験例１ 本実験例は、Ｆｅベース軟磁性薄膜の１つであるＦｅＡ
ｌ合金膜に酸素を導入し、軟磁気特性への影響を調べた
ものである。先ず、軟磁性薄膜の成膜はＦｅ−Ａｌ合金
ターゲット（直径１００ｍｍ）を用いたＤＣスパッタに
より行った。酸素の導入は、スパッタ雰囲気中にＡｒと
酸素（Ｏ２）の混合ガスを導入することにより行った。
成膜時のスパッタ条件は下記の通りである。 導入ガス ： Ａｒ＋Ｏ２ スパッタガス圧 ： ０．２７Ｐａ 投入電力 ： ３００Ｗ 膜厚 ： ３μｍ
ｌ合金膜に酸素を導入し、軟磁気特性への影響を調べた
ものである。先ず、軟磁性薄膜の成膜はＦｅ−Ａｌ合金
ターゲット（直径１００ｍｍ）を用いたＤＣスパッタに
より行った。酸素の導入は、スパッタ雰囲気中にＡｒと
酸素（Ｏ２）の混合ガスを導入することにより行った。
成膜時のスパッタ条件は下記の通りである。 導入ガス ： Ａｒ＋Ｏ２ スパッタガス圧 ： ０．２７Ｐａ 投入電力 ： ３００Ｗ 膜厚 ： ３μｍ
フロントページの続き (72)発明者 林 和彦 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 阿蘇 興一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 （Ｆｅa Ｍb ）100-x Ｏx 〔ただし、Ｍ
はＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｖ、Ｗ、Ｙよ
り選ばれた少なくとも１種を表し、ａ，ｂ，ｘは各元素
の割合（原子％）を表す。〕なる組成式で表され、その
組成範囲が ７０≦ａ≦１００ ０≦ｂ≦３０ ０≦ｘ≦３０ ａ＋ｂ＝１００ であるとともに、平均結晶粒径が６００Å以下であるこ
とを特徴とする軟磁性薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20605191A JPH0547552A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | 軟磁性薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20605191A JPH0547552A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | 軟磁性薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547552A true JPH0547552A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16517066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20605191A Withdrawn JPH0547552A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | 軟磁性薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0547552A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013046780A1 (ja) | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Jx日鉱日石金属株式会社 | Ｆｅ－Ａｌ系合金スパッタリングターゲット |
-
1991
- 1991-08-16 JP JP20605191A patent/JPH0547552A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013046780A1 (ja) | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Jx日鉱日石金属株式会社 | Ｆｅ－Ａｌ系合金スパッタリングターゲット |
| JP5554420B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2014-07-23 | Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 | Ｆｅ−Ａｌ系合金スパッタリングターゲット |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |