JPH08288138A - 軟磁性薄膜及びそれを用いた磁気ヘッド - Google Patents
軟磁性薄膜及びそれを用いた磁気ヘッドInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐食性に優れ、良好な軟磁気特性、高飽和磁
束密度を有し、しかも低磁歪の軟磁性薄膜、及びそれを
用いた高性能の磁気ヘッドを提供する。 【構成】 軟磁性薄膜の組成は、Ｆｅを主成分とし、こ
れに添加元素として、Ａｌを０．５〜２０原子％、Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも一種
類を２〜２５原子％、Ａｇ，Ｃｕのうち少なくとも一方
を０．０５〜５原子％、Ｃを０．５〜２５原子％、Ｏを
０．２〜８原子％添加した組成、あるいは更にＣｅ，Ｓ
ｍ，Ｄｙ等の希土類元素の少なくとも１種類を０．１〜
５原子％添加した組成とする。これにより目的とする優
れた軟磁性薄膜を提供できる。この薄膜を、メタルイン
ギャップヘッドの磁気コアの磁気ギャップ１２を挟む突
き合わせ面に成膜される軟磁性薄膜１１に用いることで
耐食性に優れ高性能の磁気ヘッドを提供できる。
束密度を有し、しかも低磁歪の軟磁性薄膜、及びそれを
用いた高性能の磁気ヘッドを提供する。 【構成】 軟磁性薄膜の組成は、Ｆｅを主成分とし、こ
れに添加元素として、Ａｌを０．５〜２０原子％、Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも一種
類を２〜２５原子％、Ａｇ，Ｃｕのうち少なくとも一方
を０．０５〜５原子％、Ｃを０．５〜２５原子％、Ｏを
０．２〜８原子％添加した組成、あるいは更にＣｅ，Ｓ
ｍ，Ｄｙ等の希土類元素の少なくとも１種類を０．１〜
５原子％添加した組成とする。これにより目的とする優
れた軟磁性薄膜を提供できる。この薄膜を、メタルイン
ギャップヘッドの磁気コアの磁気ギャップ１２を挟む突
き合わせ面に成膜される軟磁性薄膜１１に用いることで
耐食性に優れ高性能の磁気ヘッドを提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高飽和磁束密度、高透
磁率、高耐熱性でしかも耐食性に優れた軟磁性薄膜及び
それを用いた磁気ヘッドに関するものである。
磁率、高耐熱性でしかも耐食性に優れた軟磁性薄膜及び
それを用いた磁気ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録分野においては、高密度記録
化、短波長記録化が進められており、これに伴って磁気
記録媒体には高保磁力、高残留磁束密度を有することが
要求されている。このため、磁気ヘッドでは、磁気コア
の磁気ギャップを介して突き合わされる突き合わせ面に
高飽和磁束密度の金属軟磁性薄膜を成膜した、高保磁力
媒体にも充分書き込み可能なメタルインギャップヘッド
が注目されている。
化、短波長記録化が進められており、これに伴って磁気
記録媒体には高保磁力、高残留磁束密度を有することが
要求されている。このため、磁気ヘッドでは、磁気コア
の磁気ギャップを介して突き合わされる突き合わせ面に
高飽和磁束密度の金属軟磁性薄膜を成膜した、高保磁力
媒体にも充分書き込み可能なメタルインギャップヘッド
が注目されている。
【０００３】メタルインギャップヘッドはガラスボンデ
ィングという高温プロセスを必要とするため、熱安定性
の高い軟磁性薄膜が要求される。
ィングという高温プロセスを必要とするため、熱安定性
の高い軟磁性薄膜が要求される。
【０００４】メタルインギャップヘッドに用いられる熱
安定性の高い軟磁性薄膜としてはセンダスト合金、Ｃｏ
系の非晶質合金、さらには特開平３−２０４４４号に示
された組成がＦｅ（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｗ）Ｃで表わされる（括弧内は少なくとも１種を用
いる）様な炭素を比較的多量に含む磁性薄膜が知られて
いる。
安定性の高い軟磁性薄膜としてはセンダスト合金、Ｃｏ
系の非晶質合金、さらには特開平３−２０４４４号に示
された組成がＦｅ（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｗ）Ｃで表わされる（括弧内は少なくとも１種を用
いる）様な炭素を比較的多量に含む磁性薄膜が知られて
いる。
【０００５】またＦｅ−Ｎ系の軟磁性薄膜において特開
平３−２３２２０６号に示されたＦｅ（Ａｌ，Ｇａ等）
−Ｎ−Ｏで表わされる様なＮやＯを含む磁性薄膜が知ら
れている。
平３−２３２２０６号に示されたＦｅ（Ａｌ，Ｇａ等）
−Ｎ−Ｏで表わされる様なＮやＯを含む磁性薄膜が知ら
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の軟磁性薄膜について恒温恒湿試験や塩水噴霧試験によ
り耐食性を評価した結果、Ｃｏ系の非晶質合金およびセ
ンダスト合金では比較的優れた耐食性を示すが、良好な
軟磁気特性を示す組成での飽和磁束密度は１．０〜１．
３Ｔと比較的低い。
の軟磁性薄膜について恒温恒湿試験や塩水噴霧試験によ
り耐食性を評価した結果、Ｃｏ系の非晶質合金およびセ
ンダスト合金では比較的優れた耐食性を示すが、良好な
軟磁気特性を示す組成での飽和磁束密度は１．０〜１．
３Ｔと比較的低い。
【０００７】これに対し、（Ｆｅ，Ｃｏ）（Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ）Ｃ、（Ｆｅ，Ｃｏ）
（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ）Ｎ、Ｆｅ
（Ａｌ，Ｇａ）−Ｎ−Ｏで表わされる様な炭素や窒素や
酸素を比較的多量に含む磁性合金では、良好な軟磁気特
性を示す組成での飽和磁束密度が１．３〜１．８Ｔと高
いにもかかわらず、耐食性に問題があり、磁気ヘッド作
成プロセス中に腐食したり、長期にわたり記録再生試験
を行うと再生出力が低下する等の膜の腐食に関連する問
題が生じ、磁気ヘッドとしての実用性を欠き、商品化す
る上で大きな障害となっている。
ｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ）Ｃ、（Ｆｅ，Ｃｏ）
（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ）Ｎ、Ｆｅ
（Ａｌ，Ｇａ）−Ｎ−Ｏで表わされる様な炭素や窒素や
酸素を比較的多量に含む磁性合金では、良好な軟磁気特
性を示す組成での飽和磁束密度が１．３〜１．８Ｔと高
いにもかかわらず、耐食性に問題があり、磁気ヘッド作
成プロセス中に腐食したり、長期にわたり記録再生試験
を行うと再生出力が低下する等の膜の腐食に関連する問
題が生じ、磁気ヘッドとしての実用性を欠き、商品化す
る上で大きな障害となっている。
【０００８】この様な状況から、特開平３−１９５４５
号、特開平３−２６５１０５号に示される様に、Ｎｉや
Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ等を添加すると、耐食性の効果は見ら
れるが、いずれの元素も耐食性を向上させるために添加
量を増やすと磁歪が正側に移行し、低磁歪の膜が得られ
ない。高いＣ／Ｎを要求されるシステムでは磁歪に起因
する摺動ノイズ、あるいは誘導異方性が問題となる場合
がある。
号、特開平３−２６５１０５号に示される様に、Ｎｉや
Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ等を添加すると、耐食性の効果は見ら
れるが、いずれの元素も耐食性を向上させるために添加
量を増やすと磁歪が正側に移行し、低磁歪の膜が得られ
ない。高いＣ／Ｎを要求されるシステムでは磁歪に起因
する摺動ノイズ、あるいは誘導異方性が問題となる場合
がある。
【０００９】そこで、本発明の課題は、膜の耐食性がセ
ンダスト薄膜並みに優れ、良好な軟磁気特性、高飽和磁
束密度を有し、しかも低磁歪の軟磁性薄膜、及びそれを
用いた高性能の磁気ヘッドを提供することにある。
ンダスト薄膜並みに優れ、良好な軟磁気特性、高飽和磁
束密度を有し、しかも低磁歪の軟磁性薄膜、及びそれを
用いた高性能の磁気ヘッドを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の第１の軟磁性薄膜は、Ｆｅを主成分とし、
これに添加元素として、Ａｌを０．５〜２０原子％、Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも一種
類を２〜２５原子％、Ａｇ，Ｃｕのうち少なくとも一方
を０．０５〜５原子％、Ｃを０．５〜２５原子％、Ｏを
０．２〜８原子％添加してなる軟磁性材からなるものと
した。
め、本発明の第１の軟磁性薄膜は、Ｆｅを主成分とし、
これに添加元素として、Ａｌを０．５〜２０原子％、Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも一種
類を２〜２５原子％、Ａｇ，Ｃｕのうち少なくとも一方
を０．０５〜５原子％、Ｃを０．５〜２５原子％、Ｏを
０．２〜８原子％添加してなる軟磁性材からなるものと
した。
【００１１】また本発明の第２の軟磁性薄膜は、上記第
１の軟磁性薄膜の軟磁性材に、更にＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等
の希土類元素の少なくとも１種類を０．１〜５原子％添
加してなる軟磁性材からなるものとした。
１の軟磁性薄膜の軟磁性材に、更にＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等
の希土類元素の少なくとも１種類を０．１〜５原子％添
加してなる軟磁性材からなるものとした。
【００１２】また、少なくとも一部を上記第１または第
２の軟磁性薄膜で形成した磁気コアを有する磁気ヘッド
の構成を採用した。
２の軟磁性薄膜で形成した磁気コアを有する磁気ヘッド
の構成を採用した。
【００１３】
【作用】上記第１と第２の軟磁性薄膜の軟磁性材におい
て、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗのうちの少なく
とも１種類とＣの添加により、炭化物の微細結晶が形成
され、これがＦｅの粒成長を抑え、軟磁性を高温まで維
持する。また、Ｏの添加により、電気抵抗を上げ、高周
波特性を向上させることができる。また、Ａｌと、Ａ
ｇ，Ｃｕの少なくとも一方の添加により保磁力、磁歪等
をあまり変化させることなく耐食性を向上できる。さら
にＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等の希土類元素の少なくとも１種類
の添加により、さらに耐食性を向上できる。したがっ
て、耐食性が優れ、良好な軟磁気特性、高飽和磁束密度
を有し、しかも低磁歪の軟磁性薄膜を提供できる。
て、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗのうちの少なく
とも１種類とＣの添加により、炭化物の微細結晶が形成
され、これがＦｅの粒成長を抑え、軟磁性を高温まで維
持する。また、Ｏの添加により、電気抵抗を上げ、高周
波特性を向上させることができる。また、Ａｌと、Ａ
ｇ，Ｃｕの少なくとも一方の添加により保磁力、磁歪等
をあまり変化させることなく耐食性を向上できる。さら
にＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等の希土類元素の少なくとも１種類
の添加により、さらに耐食性を向上できる。したがっ
て、耐食性が優れ、良好な軟磁気特性、高飽和磁束密度
を有し、しかも低磁歪の軟磁性薄膜を提供できる。
【００１４】また、このように優れた特性の軟磁性薄膜
で磁気コアの少なくとも１部を形成することにより、磁
気ヘッドの性能を向上できる。
で磁気コアの少なくとも１部を形成することにより、磁
気ヘッドの性能を向上できる。
【００１５】
【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１６】［第１実施例］まず、第１実施例として、
軟磁性薄膜の実施例を説明する。
軟磁性薄膜の実施例を説明する。
【００１７】本発明者等は、Ｆｅ Ｍ（IVａ，Vａ，VIａ
族の元素） Ｃ Ｏ に種々の元素を添加した軟磁性材の
軟磁性薄膜を形成し、良好な軟磁気特性を示し低磁歪で
しかも良好な耐食性を示す組成の検討を行った。
族の元素） Ｃ Ｏ に種々の元素を添加した軟磁性材の
軟磁性薄膜を形成し、良好な軟磁気特性を示し低磁歪で
しかも良好な耐食性を示す組成の検討を行った。
【００１８】その結果、ＭはＺｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｍｏ，Ｗの内の少なくとも１種類の元素（以下、ＭIと
いう）とし、Ｃｕ，Ａｇのうちの少なくとも一方、及び
Ａｌを適量添加した組成、あるいは、これにさらにＣ
ｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等の希土類元素の少なくとも１種類を添
加した組成の軟磁性薄膜が低磁歪で良好な軟磁気特性を
示し、しかも優れた耐食性を示すことがわかった。特
に、Ａｕ，Ｃｕの少なくとも一方とＡｌを添加すること
により、保磁力、磁歪等をあまり変化させることなく耐
食性を向上させることができることがわかった。また、
さらにＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等の希土類元素を添加すると耐
食性がもっと向上することがわかった。これはＡｌ，Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等がＦｅに対して直接酸化
を抑えるように作用していることによるものと思われ
る。
Ｍｏ，Ｗの内の少なくとも１種類の元素（以下、ＭIと
いう）とし、Ｃｕ，Ａｇのうちの少なくとも一方、及び
Ａｌを適量添加した組成、あるいは、これにさらにＣ
ｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等の希土類元素の少なくとも１種類を添
加した組成の軟磁性薄膜が低磁歪で良好な軟磁気特性を
示し、しかも優れた耐食性を示すことがわかった。特
に、Ａｕ，Ｃｕの少なくとも一方とＡｌを添加すること
により、保磁力、磁歪等をあまり変化させることなく耐
食性を向上させることができることがわかった。また、
さらにＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等の希土類元素を添加すると耐
食性がもっと向上することがわかった。これはＡｌ，Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等がＦｅに対して直接酸化
を抑えるように作用していることによるものと思われ
る。
【００１９】また、それぞれの添加量は、Ａｌを０．５
〜２０原子％、ＭIを２〜２５原子％、Ａｇ，Ｃｕのう
ち少なくとも一方を０．０５〜５原子％、Ｃを０．５〜
２５原子％、Ｏを０．２〜８原子％とするのがよく、さ
らにＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等の希土類元素の少なくとも１種
類を添加する場合、その添加量は０．１〜５原子％とす
るのがよいことがわかった。
〜２０原子％、ＭIを２〜２５原子％、Ａｇ，Ｃｕのう
ち少なくとも一方を０．０５〜５原子％、Ｃを０．５〜
２５原子％、Ｏを０．２〜８原子％とするのがよく、さ
らにＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等の希土類元素の少なくとも１種
類を添加する場合、その添加量は０．１〜５原子％とす
るのがよいことがわかった。
【００２０】このようにそれぞれの添加量を決める理由
は以下の様である。
は以下の様である。
【００２１】まず、Ａｌについては、耐食性を向上さ
せ、磁気特性にそれほど影響を及ぼさない範囲として
は、０．５〜２０原子％、より望ましくは１〜１０原子
％である。２０原子％を越えると、磁歪が３０×１０-7
を越え大きくなってしまう。さらに飽和磁束密度Ｂｓも
低下する。また０．５原子％より少ないと耐食性の向上
の効果が表われない。
せ、磁気特性にそれほど影響を及ぼさない範囲として
は、０．５〜２０原子％、より望ましくは１〜１０原子
％である。２０原子％を越えると、磁歪が３０×１０-7
を越え大きくなってしまう。さらに飽和磁束密度Ｂｓも
低下する。また０．５原子％より少ないと耐食性の向上
の効果が表われない。
【００２２】また、ＭIとＣについては、これらが炭化
物の微細結晶を作り、これがＦｅの粒成長を抑え、軟磁
性を高温まで維持する役割を果たすが、各々２原子％，
０．５原子％より少ないと、その効果が出ず、また２５
原子％を越えると良好な軟磁気特性が得られない。また
Ｂｓも低下してしまう。従って、前記の添加量となる
が、より望ましくはＭIが３〜１５原子％、Ｃが３〜１
５原子％とする。
物の微細結晶を作り、これがＦｅの粒成長を抑え、軟磁
性を高温まで維持する役割を果たすが、各々２原子％，
０．５原子％より少ないと、その効果が出ず、また２５
原子％を越えると良好な軟磁気特性が得られない。また
Ｂｓも低下してしまう。従って、前記の添加量となる
が、より望ましくはＭIが３〜１５原子％、Ｃが３〜１
５原子％とする。
【００２３】Ａｇ，Ｃｕについては０．０５原子％より
少ないと磁気特性の向上、耐食性の改善が表われず、５
原子％より多いと、逆に磁気特性が劣化してしまう。Ａ
ｇ，Ｃｕは結晶粒を微細化させる効果があることによ
り、磁気特性が向上するものと思われる。
少ないと磁気特性の向上、耐食性の改善が表われず、５
原子％より多いと、逆に磁気特性が劣化してしまう。Ａ
ｇ，Ｃｕは結晶粒を微細化させる効果があることによ
り、磁気特性が向上するものと思われる。
【００２４】Ｏは、電気抵抗を上げて高周波特性を向上
させる効果があるとともに、Ａｌ、（Ａｇ，Ｃｕ）、
（Ｃｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等）と共に添加することにより、耐
食性を向上させる役割をしているが、０．２原子％より
少ないと、その効果が表われず、８原子％を越えると、
軟磁気特性の劣化が起る。
させる効果があるとともに、Ａｌ、（Ａｇ，Ｃｕ）、
（Ｃｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等）と共に添加することにより、耐
食性を向上させる役割をしているが、０．２原子％より
少ないと、その効果が表われず、８原子％を越えると、
軟磁気特性の劣化が起る。
【００２５】Ｃｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等の希土類元素は、耐食
性を向上する効果があるが、０．１原子％ではその効果
が表われず、５原子％より多く添加すると、軟磁気特性
が劣化してしまう。
性を向上する効果があるが、０．１原子％ではその効果
が表われず、５原子％より多く添加すると、軟磁気特性
が劣化してしまう。
【００２６】次に、上記のような軟磁性薄膜の組成の検
討のために行なった種々の組成の軟磁性薄膜の成膜とそ
れぞれの特性の試験結果について説明する。
討のために行なった種々の組成の軟磁性薄膜の成膜とそ
れぞれの特性の試験結果について説明する。
【００２７】適当な組成を検討するため、上述のように
Ｆｅ Ｍ（IVａ，Vａ，VIａ族の元素） Ｃ Ｏ に種々の
元素を添加した軟磁性薄膜を図１に示す様な対向ターゲ
ットスパッタリング装置によるスパッタリングで成膜し
た。
Ｆｅ Ｍ（IVａ，Vａ，VIａ族の元素） Ｃ Ｏ に種々の
元素を添加した軟磁性薄膜を図１に示す様な対向ターゲ
ットスパッタリング装置によるスパッタリングで成膜し
た。
【００２８】この装置では、真空チャンバー２内にマス
フローメータ５を介して例えばＡｒガスとＣＯ2ガスが
導入され、その混合ガスの雰囲気中でスパッタリングが
行われる。真空チャンバー２内で平行に対向して配置さ
れたターゲット１のそれぞれには、ＤＣ電源６によって
負の電位が印加され、前記雰囲気の混合ガスがイオン化
され、負の電界によって加速されターゲット１に衝突す
ることにより、ターゲット１をスパッタリングする。そ
の際、ターゲット１の裏側に配置された磁石（例えば希
土類磁石）９によって発生する磁界Ｈによって前記イオ
ン化されたガスのプラズマが集束される。これによって
真空チャンバー２内で回転基板ホルダ３上に保持された
基板４上にターゲット１に応じた組成の薄膜が効率良く
高速に成膜される。なお、７はターゲットシールド、８
は絶縁及び真空シール部である。
フローメータ５を介して例えばＡｒガスとＣＯ2ガスが
導入され、その混合ガスの雰囲気中でスパッタリングが
行われる。真空チャンバー２内で平行に対向して配置さ
れたターゲット１のそれぞれには、ＤＣ電源６によって
負の電位が印加され、前記雰囲気の混合ガスがイオン化
され、負の電界によって加速されターゲット１に衝突す
ることにより、ターゲット１をスパッタリングする。そ
の際、ターゲット１の裏側に配置された磁石（例えば希
土類磁石）９によって発生する磁界Ｈによって前記イオ
ン化されたガスのプラズマが集束される。これによって
真空チャンバー２内で回転基板ホルダ３上に保持された
基板４上にターゲット１に応じた組成の薄膜が効率良く
高速に成膜される。なお、７はターゲットシールド、８
は絶縁及び真空シール部である。
【００２９】スパッタリングは以下の条件で行なった。
【００３０】スパッタガス：Ａｒ＋ＣＯ2 スパッタリング時のガス圧：０．９３Ｐａ 投入電力：３ＫＷ 基板温度：〜１００℃ ターゲット１は合金ターゲット及び焼結ターゲットを用
いた。また希土類元素を添加する場合は５×５×１ｍｍ
ｔのチップをターゲット上に配置した。基板４には１０
×１０ｍｍ×１ｍｍｔの結晶化ガラス（ＨＯＹＡ製 Ｐ
ＥＧ３１３０Ｃ）を用いた。
いた。また希土類元素を添加する場合は５×５×１ｍｍ
ｔのチップをターゲット上に配置した。基板４には１０
×１０ｍｍ×１ｍｍｔの結晶化ガラス（ＨＯＹＡ製 Ｐ
ＥＧ３１３０Ｃ）を用いた。
【００３１】成膜はＡｒ＋ＣＯ2雰囲気で５μｍスパッ
タリングにより行ない、成膜後、５５０℃、１時間真空
中で熱処理を行なった。このように成膜した種々の軟磁
性薄膜のサンプルについて磁気特性の測定と耐食性試験
を行った結果を下記の表１に示す。
タリングにより行ない、成膜後、５５０℃、１時間真空
中で熱処理を行なった。このように成膜した種々の軟磁
性薄膜のサンプルについて磁気特性の測定と耐食性試験
を行った結果を下記の表１に示す。
【００３２】下記の表１に示す各サンプルの薄膜の組成
の分析はＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ（Ｘ線マイクロアナライザー
法）により行い、特に炭素については燃焼赤外吸収法に
より行い、飽和磁束密度，保磁力は２．５×２．５×
１．０ｍｍｔの大きさに切断した試料にてＶ．Ｓ．Ｍ
（試料振動型磁束計）により測定した。また透磁率につ
いてはヨーク法を用いた。耐食性試験は、サンプルの薄
膜の熱処理による表面酸化層をドライエッチングで除去
した後、０．９％のＮａＣｌ水溶液中に基板に薄膜が付
いた状態で浸漬し、２３℃の雰囲気で１００時間経過し
た後の体積変化をＶ．Ｓ．Ｍにより飽和磁化Ｍｓの残存
率から求めた。すなわち、 Ｍｓの残存率＝（１００Ｈ後のＭｓ／初期のＭｓ）×１
００ で表わした。代表的サンプルの時間に対するＭｓの残存
率を別に図２にグラフにして示してある。
の分析はＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ（Ｘ線マイクロアナライザー
法）により行い、特に炭素については燃焼赤外吸収法に
より行い、飽和磁束密度，保磁力は２．５×２．５×
１．０ｍｍｔの大きさに切断した試料にてＶ．Ｓ．Ｍ
（試料振動型磁束計）により測定した。また透磁率につ
いてはヨーク法を用いた。耐食性試験は、サンプルの薄
膜の熱処理による表面酸化層をドライエッチングで除去
した後、０．９％のＮａＣｌ水溶液中に基板に薄膜が付
いた状態で浸漬し、２３℃の雰囲気で１００時間経過し
た後の体積変化をＶ．Ｓ．Ｍにより飽和磁化Ｍｓの残存
率から求めた。すなわち、 Ｍｓの残存率＝（１００Ｈ後のＭｓ／初期のＭｓ）×１
００ で表わした。代表的サンプルの時間に対するＭｓの残存
率を別に図２にグラフにして示してある。
【００３３】
【表１】
【００３４】この表１において、サンプル１は、標準セ
ンダスト組成の膜であり、耐食性は８６．６％であっ
た。
ンダスト組成の膜であり、耐食性は８６．６％であっ
た。
【００３５】サンプル２はＦｅ ＭI Ｃ系に酸素を添
加した膜であり、磁気特性には優れているが、耐食性が
５．６％と非常に悪い。
加した膜であり、磁気特性には優れているが、耐食性が
５．６％と非常に悪い。
【００３６】サンプル３〜４は２の膜にＣｒ，Ｒｕを添
加したものであり、これらの効果として耐食性は良くな
るものの、磁歪が２０〜５０×１０-7と大きくなる。
加したものであり、これらの効果として耐食性は良くな
るものの、磁歪が２０〜５０×１０-7と大きくなる。
【００３７】サンプル５〜６は、２の膜にＡｌを添加し
たものであり、Ａｌの添加により耐食性は良くなるが、
センダスト並みの耐食性を示す効果の出る量を添加する
と磁歪が３０×１０-7と大きくなってしまう。
たものであり、Ａｌの添加により耐食性は良くなるが、
センダスト並みの耐食性を示す効果の出る量を添加する
と磁歪が３０×１０-7と大きくなってしまう。
【００３８】サンプル７，８は前述した本発明で規定す
る組成の実施例であり、Ａｌを９．５原子％に固定して
Ａｇ，Ｃｕを添加したものであり、これらの添加によ
り、磁気特性の透磁率が４５００とセンダストのサンプ
ル１より大幅に向上する。また耐食性向上の効果も見ら
れた。磁歪の変化も殆どなく５×１０-7とセンダストよ
り大幅に小さい値であった。また飽和磁束密度もセンダ
ストより高い。
る組成の実施例であり、Ａｌを９．５原子％に固定して
Ａｇ，Ｃｕを添加したものであり、これらの添加によ
り、磁気特性の透磁率が４５００とセンダストのサンプ
ル１より大幅に向上する。また耐食性向上の効果も見ら
れた。磁歪の変化も殆どなく５×１０-7とセンダストよ
り大幅に小さい値であった。また飽和磁束密度もセンダ
ストより高い。
【００３９】サンプル９〜１４も本発明で規定する組成
の実施例であり、Ａｇ，ＣｕにさらにＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ
等の希土類元素を添加したものであり、サンプル７，８
に対して磁気特性を劣化させることなく磁歪を更に小さ
くでき、耐食性も更に向上し、センダスト並みの耐食性
を有している。
の実施例であり、Ａｇ，ＣｕにさらにＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ
等の希土類元素を添加したものであり、サンプル７，８
に対して磁気特性を劣化させることなく磁歪を更に小さ
くでき、耐食性も更に向上し、センダスト並みの耐食性
を有している。
【００４０】サンプル１５〜１８は９〜１４に対し、酸
素を除去したものである。酸素を除去すると、耐食性向
上の効果が少なくなる。Ａｇ，Ｃｕに希土類元素を共添
し、さらに酸素を添加すると、耐食性が向上し、膜の磁
歪が単独の添加膜に比べ減少した原因は不明であるが、
耐食性についてはこれらの添加元素がＦｅの直接酸化を
抑える効果があるためと思われる。
素を除去したものである。酸素を除去すると、耐食性向
上の効果が少なくなる。Ａｇ，Ｃｕに希土類元素を共添
し、さらに酸素を添加すると、耐食性が向上し、膜の磁
歪が単独の添加膜に比べ減少した原因は不明であるが、
耐食性についてはこれらの添加元素がＦｅの直接酸化を
抑える効果があるためと思われる。
【００４１】以上のように本発明で規定する組成の実施
例のサンプル７〜１４は、耐食性がセンダスト薄膜並み
に優れ、センダスト薄膜以上の良好な軟磁気特性、高飽
和磁束密度を有し、しかも低磁歪であるという優れた特
性が得られた。
例のサンプル７〜１４は、耐食性がセンダスト薄膜並み
に優れ、センダスト薄膜以上の良好な軟磁気特性、高飽
和磁束密度を有し、しかも低磁歪であるという優れた特
性が得られた。
【００４２】なお、本発明で規定する組成の軟磁性薄膜
は、単層膜であっても良いし、パーマロイ、Ｃｏ−アモ
ルファスの磁性金属膜やＡｇ，Ｃｕ等の非磁性金属膜、
さらには、Ｓｉ−Ｎ，ＳｉＯ2等のセラミックス膜など
と交互に複数層積層した多層膜であっても良い。
は、単層膜であっても良いし、パーマロイ、Ｃｏ−アモ
ルファスの磁性金属膜やＡｇ，Ｃｕ等の非磁性金属膜、
さらには、Ｓｉ−Ｎ，ＳｉＯ2等のセラミックス膜など
と交互に複数層積層した多層膜であっても良い。
【００４３】［第２実施例］次に、第２実施例として磁
気ヘッドの実施例を説明する。
気ヘッドの実施例を説明する。
【００４４】第１実施例の表１に示した本発明実施例の
代表的なサンプル７〜１４の軟磁性薄膜を図３に示すメ
タルインギャップヘッドの磁気コアに適用し、保磁力１
５００Ｏｅのメタルテープを用いて長期にわたる記録再
生試験を行なった。比較のためにセンダストのサンプル
１とＦｅ ＭI Ｃ系に酸素を添加したサンプル２も同様
に適用して記録再生試験を行なった。
代表的なサンプル７〜１４の軟磁性薄膜を図３に示すメ
タルインギャップヘッドの磁気コアに適用し、保磁力１
５００Ｏｅのメタルテープを用いて長期にわたる記録再
生試験を行なった。比較のためにセンダストのサンプル
１とＦｅ ＭI Ｃ系に酸素を添加したサンプル２も同様
に適用して記録再生試験を行なった。
【００４５】図３の磁気コアは、単結晶Ｍｎ−Ｚｎフェ
ライトからなる一対のコア半体１４，１４をＳｉＯ2と
Ｃｒ2Ｏ3よりなる磁気ギャップ１２を介して突き合わ
せ、溶着ガラス１３により接合して構成されており、コ
ア半体１４，１４の磁気ギャップ１２を挟んで対向する
突き合わせ面のそれぞれに軟磁性薄膜１１が成膜されて
いる。この磁気コアに形成された巻線用窓１５を通して
磁気コアに不図示のコイル巻線を巻回して磁気ヘッドが
構成される。この軟磁性薄膜１１として上記のサンプル
１，２，７〜１４を成膜し、それぞれについて記録再生
試験を行なった。
ライトからなる一対のコア半体１４，１４をＳｉＯ2と
Ｃｒ2Ｏ3よりなる磁気ギャップ１２を介して突き合わ
せ、溶着ガラス１３により接合して構成されており、コ
ア半体１４，１４の磁気ギャップ１２を挟んで対向する
突き合わせ面のそれぞれに軟磁性薄膜１１が成膜されて
いる。この磁気コアに形成された巻線用窓１５を通して
磁気コアに不図示のコイル巻線を巻回して磁気ヘッドが
構成される。この軟磁性薄膜１１として上記のサンプル
１，２，７〜１４を成膜し、それぞれについて記録再生
試験を行なった。
【００４６】実験は８０℃、９０％の恒温恒湿試験を行
いながら、定期的に記録再生特性の測定を行い、再生出
力の変化を調べた。結果を下記の表２に示す。表２中で
再生出力の変化を示す数字は、各時間経過後の再生出力
電圧Ｖｔと初期の再生出力電圧Ｖ0より（Ｖｔ／Ｖ0）×
１００（％）で表わしたものである。その値は高温、高
湿条件下でのヘッドの耐食性に応じている。
いながら、定期的に記録再生特性の測定を行い、再生出
力の変化を調べた。結果を下記の表２に示す。表２中で
再生出力の変化を示す数字は、各時間経過後の再生出力
電圧Ｖｔと初期の再生出力電圧Ｖ0より（Ｖｔ／Ｖ0）×
１００（％）で表わしたものである。その値は高温、高
湿条件下でのヘッドの耐食性に応じている。
【００４７】
【表２】
【００４８】この表２からわかるように、サンプル２を
用いたヘッドについては１０００時間後で著しく再生出
力電圧が低下している。これに対し、実施例のサンプル
７，８でそれぞれＡｌとＡｇ，ＡｌとＣｕを添加した膜
を用いたヘッドでは特性がだいぶ向上しており、７６〜
７９％である。
用いたヘッドについては１０００時間後で著しく再生出
力電圧が低下している。これに対し、実施例のサンプル
７，８でそれぞれＡｌとＡｇ，ＡｌとＣｕを添加した膜
を用いたヘッドでは特性がだいぶ向上しており、７６〜
７９％である。
【００４９】さらに、実施例のサンプル９〜１４でＡｌ
とＡｇと希土類元素、およびＡｌとＣｕと希土類元素を
添加した膜を使用したヘッドについてはほとんどセンダ
スト並みの特性が得られた。
とＡｇと希土類元素、およびＡｌとＣｕと希土類元素を
添加した膜を使用したヘッドについてはほとんどセンダ
スト並みの特性が得られた。
【００５０】このように実施例の軟磁性薄膜を用いた磁
気ヘッドの高温、高湿条件下での耐食性はセンダスト並
であり、更に先述したように実施例の軟磁性薄膜のセン
ダスト膜以上の飽和磁束密度、透磁率、低磁歪により高
性能の磁気ヘッドが得られる。
気ヘッドの高温、高湿条件下での耐食性はセンダスト並
であり、更に先述したように実施例の軟磁性薄膜のセン
ダスト膜以上の飽和磁束密度、透磁率、低磁歪により高
性能の磁気ヘッドが得られる。
【００５１】なお、メタルインギャップヘッドに限ら
ず、磁気コアの磁路全体が軟磁性薄膜の複数層の積層か
ら構成される積層ヘッド、あるいは磁気ヘッドの素子本
体の全体が薄膜から構成される薄膜磁気ヘッドにも本発
明の軟磁性薄膜を適用できる。要するに、本発明の軟磁
性薄膜によって磁気コアの少なくとも一部を形成するこ
とにより、上記のように高性能の磁気ヘッドが得られ
る。
ず、磁気コアの磁路全体が軟磁性薄膜の複数層の積層か
ら構成される積層ヘッド、あるいは磁気ヘッドの素子本
体の全体が薄膜から構成される薄膜磁気ヘッドにも本発
明の軟磁性薄膜を適用できる。要するに、本発明の軟磁
性薄膜によって磁気コアの少なくとも一部を形成するこ
とにより、上記のように高性能の磁気ヘッドが得られ
る。
【００５２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、Ｆｅを主成分とし、これに添加元素として、
Ａｌを０．５〜２０原子％、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも一種類を２〜２５原子％、Ａ
ｇ，Ｃｕのうち少なくとも一方を０．０５〜５原子％、
Ｃを０．５〜２５原子％、Ｏを０．２〜８原子％添加し
た組成、あるいは更にＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等の希土類元素
の少なくとも１種類を０．１〜５原子％添加した組成に
より、耐食性がセンダスト薄膜並みに優れ、センダスト
薄膜以上に良好な軟磁気特性、高飽和磁束密度を有し、
しかも低磁歪という優れた軟磁性薄膜を提供することが
できる。
によれば、Ｆｅを主成分とし、これに添加元素として、
Ａｌを０．５〜２０原子％、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも一種類を２〜２５原子％、Ａ
ｇ，Ｃｕのうち少なくとも一方を０．０５〜５原子％、
Ｃを０．５〜２５原子％、Ｏを０．２〜８原子％添加し
た組成、あるいは更にＣｅ，Ｓｍ，Ｄｙ等の希土類元素
の少なくとも１種類を０．１〜５原子％添加した組成に
より、耐食性がセンダスト薄膜並みに優れ、センダスト
薄膜以上に良好な軟磁気特性、高飽和磁束密度を有し、
しかも低磁歪という優れた軟磁性薄膜を提供することが
できる。
【００５３】また、少なくとも一部を本発明の軟磁性薄
膜で形成した磁気コアを有する磁気ヘッドの構成を採用
することにより、高温、高湿条件下の耐食性に優れ実用
的で高性能の磁気ヘッドを提供することができる。
膜で形成した磁気コアを有する磁気ヘッドの構成を採用
することにより、高温、高湿条件下の耐食性に優れ実用
的で高性能の磁気ヘッドを提供することができる。
【図１】本発明の実施例の軟磁性薄膜の成膜に用いたス
パッタリング装置の構成を示す説明図である。
パッタリング装置の構成を示す説明図である。
【図２】実施例と比較例の薄膜のサンプルについて行な
った耐食性試験の結果を示すグラフ図である。
った耐食性試験の結果を示すグラフ図である。
【図３】本発明の軟磁性薄膜を用いた磁気ヘッドの実施
例の磁気コアを示す斜視図である。
例の磁気コアを示す斜視図である。
【符号の説明】 １ ターゲット ２ 真空チャンバー ３ 回転基板ホルダ ４ 基板 ５ マスフローメータ ６ 直流電源 ７ ターゲットシールド ８ 絶縁及び真空シール部 ９ 磁石 １１ 軟磁性薄膜 １２ 磁気ギャップ １３ 溶着ガラス １４ コア半体 １５ 巻線用窓
Claims (3)
- 【請求項１】 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは原子％の組成
比の値を示し、ＭIは元素のＺｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも一種類、ＭIIは元素のＡｇ，
Ｃｕのうち少なくとも一方であるとして、組成が Ｆｅa Ａｌb ＭIc ＭIId Ｃe Ｏf の組成式で表され、前記ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆのそれ
ぞれの値は、 ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００ ０．５≦ｂ≦２０ ２≦ｃ≦２５ ０．０５≦ｄ≦５ ０．５≦ｅ≦２５ ０．２≦ｆ≦８ である軟磁性材からなることを特徴とする軟磁性薄膜。 - 【請求項２】 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇは原子％の
組成比の値を示し、ＭIは元素のＺｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも一種類、ＭIIは元素のＡ
ｇ，Ｃｕのうち少なくとも一方、Ｌは希土類元素の少な
くとも１種類であるとして、組成が Ｆｅa Ａｌb ＭIc ＭIId Ｃe Ｏf Ｌg の組成式で表され、前記ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇの
それぞれの値は、 ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１００ ０．５≦ｂ≦２０ ２≦ｃ≦２５ ０．０５≦ｄ≦５ ０．５≦ｅ≦２５ ０．２≦ｆ≦８ ０．１≦ｇ≦５ である軟磁性材からなることを特徴とする軟磁性薄膜。 - 【請求項３】 少なくとも一部を請求項１または請求項
２に記載の軟磁性薄膜で形成した磁気コアを有すること
を特徴とする磁気ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7084988A JPH08288138A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 軟磁性薄膜及びそれを用いた磁気ヘッド |
| US08/627,266 US5777828A (en) | 1995-04-11 | 1996-04-04 | Magnetic alloy and magnetic head having at least a part made of the magnetic alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7084988A JPH08288138A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 軟磁性薄膜及びそれを用いた磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288138A true JPH08288138A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=13846013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7084988A Withdrawn JPH08288138A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 軟磁性薄膜及びそれを用いた磁気ヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5777828A (ja) |
| JP (1) | JPH08288138A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6410170B1 (en) | 1999-05-20 | 2002-06-25 | Read-Rite Corporation | High resistivity FeXN sputtered films for magnetic storage devices and method of fabrication |
| US6822829B2 (en) | 2001-10-19 | 2004-11-23 | Seagate Technology Llc | Perpendicular magnetic recording head with a multilayered main write pole |
| US6771464B2 (en) | 2001-10-19 | 2004-08-03 | Seagate Technology Llc | Perpendicular magnetic recording head with a laminated main write pole |
| WO2003060883A1 (en) | 2002-01-08 | 2003-07-24 | Seagate Technology Llc | Low saturation induction material for magnetic recording head write pole |
| US20030128633A1 (en) * | 2002-01-08 | 2003-07-10 | Seagate Technology Llc | Heat assisted magnetic recording head with hybrid write pole |
| US6795273B2 (en) | 2002-01-08 | 2004-09-21 | Quantum Materials Design, Inc. | Magnetic recording head with high saturation magnetization write pole having alternating interface-defining Fe/Co layers |
| US7595959B2 (en) | 2005-06-29 | 2009-09-29 | Seagate Technology Llc | Recording heads including a magnetically damped write pole and recording systems including such heads |
| CN110379578B (zh) * | 2019-05-30 | 2021-03-12 | 宁波金科磁业有限公司 | 一种低成本无稀土磁性材料及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69018422T2 (de) * | 1989-12-28 | 1995-10-19 | Toshiba Kawasaki Kk | Auf Eisen basierende weichmagnetische Legierung, ihr Herstellungsverfahren und Magnetkern daraus. |
| JP2710453B2 (ja) * | 1990-10-01 | 1998-02-10 | アルプス電気株式会社 | 軟磁性合金膜 |
| US5478416A (en) * | 1993-01-29 | 1995-12-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Magnetic alloy |
-
1995
- 1995-04-11 JP JP7084988A patent/JPH08288138A/ja not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-04-04 US US08/627,266 patent/US5777828A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5777828A (en) | 1998-07-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20031210 |