JPH0834154B2 - 軟磁性薄膜 - Google Patents
軟磁性薄膜Info
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- JPH0834154B2 JPH0834154B2 JP61264698A JP26469886A JPH0834154B2 JP H0834154 B2 JPH0834154 B2 JP H0834154B2 JP 61264698 A JP61264698 A JP 61264698A JP 26469886 A JP26469886 A JP 26469886A JP H0834154 B2 JPH0834154 B2 JP H0834154B2
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- G11B5/1875—"Composite" pole pieces, i.e. poles composed in some parts of magnetic particles and in some other parts of magnetic metal layers
- G11B5/1877—"Composite" pole pieces, i.e. poles composed in some parts of magnetic particles and in some other parts of magnetic metal layers including at least one magnetic thin film
- G11B5/1878—"Composite" pole pieces, i.e. poles composed in some parts of magnetic particles and in some other parts of magnetic metal layers including at least one magnetic thin film disposed immediately adjacent to the transducing gap, e.g. "Metal-In-Gap" structure
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- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ヘッドのコア材等として使用される軟
磁性薄膜に関するものであり、特に高磁束密度及び高電
気抵抗を有する新規なアモルファス軟磁性薄膜に関す
る。
磁性薄膜に関するものであり、特に高磁束密度及び高電
気抵抗を有する新規なアモルファス軟磁性薄膜に関す
る。
本発明は、軟磁性薄膜の組成として遷移金属と２種類
の異なる半金属（半導体）元素〔ここではB,C〕とを組
み合わせることにより、 強磁性アモルファス相と非磁性アモルファス相の２相
が微細に分散した構造を有する新規なアモルファス軟磁
性薄膜を提供し、 高周波特性に優れ、高抗磁力媒体対応の短波長記録用
磁気ヘッド技術に応用可能な軟磁性薄膜を実現しようと
するものである。
の異なる半金属（半導体）元素〔ここではB,C〕とを組
み合わせることにより、 強磁性アモルファス相と非磁性アモルファス相の２相
が微細に分散した構造を有する新規なアモルファス軟磁
性薄膜を提供し、 高周波特性に優れ、高抗磁力媒体対応の短波長記録用
磁気ヘッド技術に応用可能な軟磁性薄膜を実現しようと
するものである。
例えばVTR（ビデオテープレコーダ）等の磁気記録再
生装置においては、画質等を向上するために記録信号の
高密度化や高周波数化等が進められており、これに対応
して磁性粉にFe,Co,Ni等の強磁性金属の粉末を用いた所
謂メタルテープや、強磁性金属材料を蒸着等の手法によ
り直接ベースフィルム上に被着した所謂蒸着テープ等の
高抗磁力媒体が実用化されつつある。
生装置においては、画質等を向上するために記録信号の
高密度化や高周波数化等が進められており、これに対応
して磁性粉にFe,Co,Ni等の強磁性金属の粉末を用いた所
謂メタルテープや、強磁性金属材料を蒸着等の手法によ
り直接ベースフィルム上に被着した所謂蒸着テープ等の
高抗磁力媒体が実用化されつつある。
ところで、磁気記録媒体の高抗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高飽和磁
束密度化が要求されることは容易に理解されるところで
あり、例えば従来ヘッド材料として多用されているフェ
ライト材では、飽和磁束密度が低く媒体の高抗磁力化に
充分に対処することは難しい。
記録再生に使用する磁気ヘッドのヘッド材料に高飽和磁
束密度化が要求されることは容易に理解されるところで
あり、例えば従来ヘッド材料として多用されているフェ
ライト材では、飽和磁束密度が低く媒体の高抗磁力化に
充分に対処することは難しい。
このような状況から、磁気ヘッドを構成する磁気コア
をフェライトやセラミクス等と高飽和磁束密度を有する
軟磁性薄膜との複合構造とし、軟磁性薄膜同士を突き合
わせて磁気ギャップを構成するようにした複合型磁気ヘ
ッドや、各磁気コアやコイル等を薄膜技術により形成し
これらを絶縁膜を介して多層構造とした薄膜磁気ヘッド
が開発されている。
をフェライトやセラミクス等と高飽和磁束密度を有する
軟磁性薄膜との複合構造とし、軟磁性薄膜同士を突き合
わせて磁気ギャップを構成するようにした複合型磁気ヘ
ッドや、各磁気コアやコイル等を薄膜技術により形成し
これらを絶縁膜を介して多層構造とした薄膜磁気ヘッド
が開発されている。
この場合、軟磁性薄膜としては、例えば高飽和磁束密
度を有するFe−Al−Si系合金磁性薄膜（いわゆるセンダ
スト薄膜）等が知られているが、このFe−Al−Si系合金
磁性薄膜は合金材料であるが故に電気抵抗値ρが小さく
（80μΩcm程度）、高周波数帯域，特にメガヘルツ域で
は渦電流損失によりその磁気特性が劣化するという欠点
を有する。この高周波数帯域での磁気特性の劣化は、高
密度記録即ち短波長記録という必然性に鑑みて極めて不
利である。
度を有するFe−Al−Si系合金磁性薄膜（いわゆるセンダ
スト薄膜）等が知られているが、このFe−Al−Si系合金
磁性薄膜は合金材料であるが故に電気抵抗値ρが小さく
（80μΩcm程度）、高周波数帯域，特にメガヘルツ域で
は渦電流損失によりその磁気特性が劣化するという欠点
を有する。この高周波数帯域での磁気特性の劣化は、高
密度記録即ち短波長記録という必然性に鑑みて極めて不
利である。
あるいは、液体急冷法や気相急冷法等で作成されるメ
タル−メタロイド系アモルファス合金（Fe−B,Fe−Si−
B,Fe−Co−Si−Ｂ等）やメタル−メタル系アモルファス
合金（Co−Zr,Co−Zr−Nb等）等も開発されているが、
これらは均質構造ともいうべき単相アモルファス構造に
なっており、電気抵抗値ρが結晶軟質磁性材料であるセ
ンダストよりも大きいといっても高々150μΩcm程度に
止まり、飽和磁束密度も10000（Gauss）前後である。
タル−メタロイド系アモルファス合金（Fe−B,Fe−Si−
B,Fe−Co−Si−Ｂ等）やメタル−メタル系アモルファス
合金（Co−Zr,Co−Zr−Nb等）等も開発されているが、
これらは均質構造ともいうべき単相アモルファス構造に
なっており、電気抵抗値ρが結晶軟質磁性材料であるセ
ンダストよりも大きいといっても高々150μΩcm程度に
止まり、飽和磁束密度も10000（Gauss）前後である。
一般に、従来知られている軟磁性薄膜の飽和磁束密度
を上昇させるためには、Fe,Co等の強磁性金属の量を増
やさなければならなず、この結果低電気抵抗ρというこ
とになる。このことは、合金磁性材料からなる軟磁性薄
膜において、飽和磁束密度と電気抵抗値ρとが相反する
という事実を意味しており、高飽和磁束密度，高電気抵
抗の両特性を同時に達成することは難しかった。
を上昇させるためには、Fe,Co等の強磁性金属の量を増
やさなければならなず、この結果低電気抵抗ρというこ
とになる。このことは、合金磁性材料からなる軟磁性薄
膜において、飽和磁束密度と電気抵抗値ρとが相反する
という事実を意味しており、高飽和磁束密度，高電気抵
抗の両特性を同時に達成することは難しかった。
本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案されたもの
であって、高飽和磁束密度，高電気抵抗の両特性を併せ
持ち、高抗磁力磁気記録媒体や高周波記録等に対応可能
な軟磁性薄膜を提供することを目的とする。
であって、高飽和磁束密度，高電気抵抗の両特性を併せ
持ち、高抗磁力磁気記録媒体や高周波記録等に対応可能
な軟磁性薄膜を提供することを目的とする。
本発明者は、高飽和磁束密度，高電気抵抗を有する軟
磁性薄膜を開発せんものと長期に亘り鋭意研究を重ねた
結果、遷移金属と半金属とを主成分とし強磁性アモルフ
ァス相と非磁性アモルファス相の二つのアモルファス相
が微細に分散した２相構造を有するアモルファス薄膜
は、電気抵抗値ρが300〜4000μΩcmと非常に大きく、
また飽和磁束密度も高抗磁力媒体に充分対応可能な1500
0（Gauss）程度を示し、従来のアモルファス薄膜とは全
く異なる優れた磁気特性を発揮するものであるとの知見
を得るに至った。
磁性薄膜を開発せんものと長期に亘り鋭意研究を重ねた
結果、遷移金属と半金属とを主成分とし強磁性アモルフ
ァス相と非磁性アモルファス相の二つのアモルファス相
が微細に分散した２相構造を有するアモルファス薄膜
は、電気抵抗値ρが300〜4000μΩcmと非常に大きく、
また飽和磁束密度も高抗磁力媒体に充分対応可能な1500
0（Gauss）程度を示し、従来のアモルファス薄膜とは全
く異なる優れた磁気特性を発揮するものであるとの知見
を得るに至った。
本発明の軟磁性薄膜は、かかる知見に基づいて完成さ
れたものであって、FexByCz（但し、x,y,zはそれぞれ各
元素の割合を原子％で表し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝100,y＋ｚ≧1
0,x≠0,y≠0,z≠０である。）なる組成を有し、強磁性
アモルファス相と非磁性アモルファス相が単一層内で混
在する２相構造を有することを特徴とするものである。
れたものであって、FexByCz（但し、x,y,zはそれぞれ各
元素の割合を原子％で表し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝100,y＋ｚ≧1
0,x≠0,y≠0,z≠０である。）なる組成を有し、強磁性
アモルファス相と非磁性アモルファス相が単一層内で混
在する２相構造を有することを特徴とするものである。
本発明の軟磁性薄膜は、基本的には強磁性材料である
3d遷移金属元素と半金属元素とからなるが、ここで3d遷
移金属元素としてはFeが用いられる。
3d遷移金属元素と半金属元素とからなるが、ここで3d遷
移金属元素としてはFeが用いられる。
一方、半金属元素としては、B,Cの２種を使用する。
これら半金属元素（半導体元素）は、合金を非晶質化す
るものであり、特に炭素Ｃは合金の耐蝕性，硬度，機械
的性質等を改善し、また電気抵抗を高める要素となる元
素である。
これら半金属元素（半導体元素）は、合金を非晶質化す
るものであり、特に炭素Ｃは合金の耐蝕性，硬度，機械
的性質等を改善し、また電気抵抗を高める要素となる元
素である。
半金属元素の組み合わせとしては、Ｂ−C,Si−C,Si−
Ｂが考えられるが、炭素Ｃを含む組み合わせ（Ｂ−C,Si
−Ｃ）が好ましく、特にＢ−Ｃの組み合わせは好適な結
果を示した。
Ｂが考えられるが、炭素Ｃを含む組み合わせ（Ｂ−C,Si
−Ｃ）が好ましく、特にＢ−Ｃの組み合わせは好適な結
果を示した。
また、本発明の軟磁性薄膜において、これら半金属元
素の占める割合ｙ＋ｚは、10原子％以上であることが必
要で、10原子％未満では非晶質状態が実現しない。
素の占める割合ｙ＋ｚは、10原子％以上であることが必
要で、10原子％未満では非晶質状態が実現しない。
本発明の軟磁性薄膜は、従来広く知られている単相ア
モルファス磁性薄膜とは異なり、第２図に示すように、
遷移金属元素Ｍを主体とする強磁性アモルファス相Ｉ
（Fe−Ｂ−Ｃ）と、これをとりまき半金属元素のみから
なる非磁性アモルファス相II（Ｂ−Ｃ）との２相混在構
造であると推定される。このことは、第１図に示す透過
型電子顕微鏡による暗視野像によっても裏付けられてい
る。すなわち、第１図の電子顕微鏡写真を観察すると、
暗い部分と明るい部分とが微細に混在しており、50Å程
度の超微細２相構造のヘテロアモルファスであることが
理解できる。なお、これら暗い部分と明るい部分とはい
ずれも非晶質相であることが電子線回折法により証明さ
れた。
モルファス磁性薄膜とは異なり、第２図に示すように、
遷移金属元素Ｍを主体とする強磁性アモルファス相Ｉ
（Fe−Ｂ−Ｃ）と、これをとりまき半金属元素のみから
なる非磁性アモルファス相II（Ｂ−Ｃ）との２相混在構
造であると推定される。このことは、第１図に示す透過
型電子顕微鏡による暗視野像によっても裏付けられてい
る。すなわち、第１図の電子顕微鏡写真を観察すると、
暗い部分と明るい部分とが微細に混在しており、50Å程
度の超微細２相構造のヘテロアモルファスであることが
理解できる。なお、これら暗い部分と明るい部分とはい
ずれも非晶質相であることが電子線回折法により証明さ
れた。
本発明の軟磁性薄膜を作製するには、Feの円盤の上に
Ｂの炭素化合物の角板を並べたターゲットを用い、スパ
ッタリングによって製造する。ここで、角板の数を増減
することにより、得られる軟磁性薄膜の組成y,zをコン
トロールすることができ、目的に応じて磁気特性や電気
抵抗等をコントロールすることができる。
Ｂの炭素化合物の角板を並べたターゲットを用い、スパ
ッタリングによって製造する。ここで、角板の数を増減
することにより、得られる軟磁性薄膜の組成y,zをコン
トロールすることができ、目的に応じて磁気特性や電気
抵抗等をコントロールすることができる。
本発明の軟磁性薄膜は、第２図に示すように、遷移金
属元素Ｍを主体とする強磁性アモルファス相Ｉ（Fe−Ｂ
−Ｃ）と、これをとりまき半金属元素のみからなる非磁
性アモルファス相II（Ｂ−Ｃ）との２相混在構造である
と推定され、これによって従来の単相アモルファスでは
実現し得ない優れた特性が発揮される。
属元素Ｍを主体とする強磁性アモルファス相Ｉ（Fe−Ｂ
−Ｃ）と、これをとりまき半金属元素のみからなる非磁
性アモルファス相II（Ｂ−Ｃ）との２相混在構造である
と推定され、これによって従来の単相アモルファスでは
実現し得ない優れた特性が発揮される。
すなわち、低電気抵抗の強磁性アモルファス相Ｉは、
高電気抵抗を有する非磁性アモルファス相IIによって分
断され、膜全体として見ると高電気抵抗となっている。
実際、本発明の軟磁性薄膜の電気抵抗は、300〜4000μ
Ωcmにも達する。
高電気抵抗を有する非磁性アモルファス相IIによって分
断され、膜全体として見ると高電気抵抗となっている。
実際、本発明の軟磁性薄膜の電気抵抗は、300〜4000μ
Ωcmにも達する。
一方、強磁性アモルファス相Ｉは、電気的に分断され
ているといっても互いの距離は極めて小さく、磁気的に
見た場合には相互に結合しており、膜全体の磁気特性，
特に飽和磁束密度は単相アモルファス薄膜以上の値を示
す。また、一般にセンダクト等の結晶質軟磁性薄膜は、
その結晶磁気異方性のため磁気特性に一軸異方性を有し
方向性を有する。これに対して本発明の軟磁性薄膜は、
非晶質であるここと、さらに各強磁性アモルファス相Ｉ
が微細に分散されていることから、膜面内で角度に関係
なく磁気的に等方性な軟磁気特性を示す。この等方性軟
磁気特性は、従来の結晶質磁性薄膜や単相アモルファス
薄膜では理解し難いものである。
ているといっても互いの距離は極めて小さく、磁気的に
見た場合には相互に結合しており、膜全体の磁気特性，
特に飽和磁束密度は単相アモルファス薄膜以上の値を示
す。また、一般にセンダクト等の結晶質軟磁性薄膜は、
その結晶磁気異方性のため磁気特性に一軸異方性を有し
方向性を有する。これに対して本発明の軟磁性薄膜は、
非晶質であるここと、さらに各強磁性アモルファス相Ｉ
が微細に分散されていることから、膜面内で角度に関係
なく磁気的に等方性な軟磁気特性を示す。この等方性軟
磁気特性は、従来の結晶質磁性薄膜や単相アモルファス
薄膜では理解し難いものである。
以上の特性を有する本発明の軟磁性薄膜は、横軸に電
気抵抗を、縦軸に飽和磁束密度を取って特性領域を図示
すると、その有用性が容易に理解される。
気抵抗を、縦軸に飽和磁束密度を取って特性領域を図示
すると、その有用性が容易に理解される。
第３図は、各種軟磁性薄膜の電気抵抗，飽和磁束密度
の特性領域を示すもので、図中ａは本発明軟磁性薄膜
を、ｂは単相アモルファス薄膜を、ｃはセンダスト薄膜
を、ｄはパーマロイ薄膜をそれぞれ示す。軟磁性薄膜に
おいては、高電気抵抗，高飽和磁束密度が要求されるの
であるから、図中右上に向かうほど両者が優れたもので
あると言える。かかる観点から見ると、パーマロイ薄膜
ｄでは、電気抵抗，飽和磁束密度とも不足し、例えば抗
磁力1500（Oe）程度を有するメタルテープ等には対応で
きないことがわかる。単相アモルファス薄膜ｂやセンダ
スト薄膜ｃでは、飽和磁束密度は10000（Gauss）前後
で、メタルテープ等に対応可能であるものの、電気抵抗
が100μΩcmと不足する。これに対して、ヘテロアモル
ファス２相構造を有する軟磁性薄膜ａは、電気抵抗は単
相アモルファス薄膜やセンダスト薄膜等に比べてはるか
に大きく、また飽和磁束密度もこれらを凌ぐものである
ことがわかる。
の特性領域を示すもので、図中ａは本発明軟磁性薄膜
を、ｂは単相アモルファス薄膜を、ｃはセンダスト薄膜
を、ｄはパーマロイ薄膜をそれぞれ示す。軟磁性薄膜に
おいては、高電気抵抗，高飽和磁束密度が要求されるの
であるから、図中右上に向かうほど両者が優れたもので
あると言える。かかる観点から見ると、パーマロイ薄膜
ｄでは、電気抵抗，飽和磁束密度とも不足し、例えば抗
磁力1500（Oe）程度を有するメタルテープ等には対応で
きないことがわかる。単相アモルファス薄膜ｂやセンダ
スト薄膜ｃでは、飽和磁束密度は10000（Gauss）前後
で、メタルテープ等に対応可能であるものの、電気抵抗
が100μΩcmと不足する。これに対して、ヘテロアモル
ファス２相構造を有する軟磁性薄膜ａは、電気抵抗は単
相アモルファス薄膜やセンダスト薄膜等に比べてはるか
に大きく、また飽和磁束密度もこれらを凌ぐものである
ことがわかる。
以下、本発明を具体的な実験例により説明する。な
お、本発明がこれら実験例に限定解釈されるものでない
ことは言うまでもない。
お、本発明がこれら実験例に限定解釈されるものでない
ことは言うまでもない。
先ず、FexByCz系アモルファス膜（但しｘ＋ｙ＋ｚ＝1
00）を、RFマグネトロンスパッタ法によって作成した。
00）を、RFマグネトロンスパッタ法によって作成した。
スパッタ用ターゲットとしては、直径100mm,厚さ2mm
の円盤状Feを用い、その上にB4C化合物板（5mm×5mm×2
mmに切断したもの。）を必要数だけ並べた。基板はフォ
トセラム又はガラスを用いた。
の円盤状Feを用い、その上にB4C化合物板（5mm×5mm×2
mmに切断したもの。）を必要数だけ並べた。基板はフォ
トセラム又はガラスを用いた。
アルゴンガス圧及びターゲット上に占めるBC板の面積
率以外は下記のスパッタ条件で膜を形成した。
率以外は下記のスパッタ条件で膜を形成した。
スパッタ条件 極板間距離 40mm 予備スパッタ時間 １時間 本スパッタ時間 ４時間 Ar流量 100msccm 到達真空度 １×10-6Torr 入射ワット 200W 反射ワット 20W 陽極電圧 2.2kV 陽極電流 160mA 得られたスパッタ膜はＸ線回折によって結晶，アモル
ファスの判定を行い、また膜組成の分析にはESCA（Elec
tron Spectroscopy Chemical Aalysis）及びXMA（Ｘ−r
ay microprobe Analizer）を使用した。
ファスの判定を行い、また膜組成の分析にはESCA（Elec
tron Spectroscopy Chemical Aalysis）及びXMA（Ｘ−r
ay microprobe Analizer）を使用した。
上述の方法に従い、アルゴンガス圧及びターゲット上
に占めるBC板の面積率を変え、各種サンプルを作成し
て、これらの電気抵抗ρ，飽和磁束密度Bs,保磁力Hc,結
晶化温度Tx,キュリー点温度Tcを測定した。
に占めるBC板の面積率を変え、各種サンプルを作成し
て、これらの電気抵抗ρ，飽和磁束密度Bs,保磁力Hc,結
晶化温度Tx,キュリー点温度Tcを測定した。
先ず、アルゴンガス圧及びターゲット上に占めるBC板
の面積率を変えたときの電気抵抗値ρの変化を第４図に
示す。なお、電気抵抗値ρは、４端子法により測定し
た。
の面積率を変えたときの電気抵抗値ρの変化を第４図に
示す。なお、電気抵抗値ρは、４端子法により測定し
た。
この第４図より、ターゲット上に占めるBC板の面積率
を増やしていくと、アルゴンガス圧にかかわらず電気抵
抗値ρが増加していくことがわかる。このことはＢ−Ｃ
を主体とする非磁性アモルファス相によって電気抵抗が
増加することを裏付けるものである。また、この第４図
によれば、特にBC板の面積率を30〜40％としたときに
も、電気抵抗値ρは単相アモルファスやセンダクトに比
べて遥かに高い300〜400μΩcmが達成され、必要ならば
4000μΩcm程度の高電気抵抗も可能であることがわか
る。
を増やしていくと、アルゴンガス圧にかかわらず電気抵
抗値ρが増加していくことがわかる。このことはＢ−Ｃ
を主体とする非磁性アモルファス相によって電気抵抗が
増加することを裏付けるものである。また、この第４図
によれば、特にBC板の面積率を30〜40％としたときに
も、電気抵抗値ρは単相アモルファスやセンダクトに比
べて遥かに高い300〜400μΩcmが達成され、必要ならば
4000μΩcm程度の高電気抵抗も可能であることがわか
る。
一方、飽和磁束密度Bsについては、第５図に示すよう
に、BC板の面積率が低い方が有利であるが、BC板の面積
率を30〜40％としたときに14000〜15000（Gauss）が達
成されることがわかる。この値は、センダストや単相ア
モルファスを凌ぐもので、したがってこの領域で電気抵
抗，飽和磁束密度共に良好な結果を示すことがわかる。
に、BC板の面積率が低い方が有利であるが、BC板の面積
率を30〜40％としたときに14000〜15000（Gauss）が達
成されることがわかる。この値は、センダストや単相ア
モルファスを凌ぐもので、したがってこの領域で電気抵
抗，飽和磁束密度共に良好な結果を示すことがわかる。
また、保磁力Hcは、第６図に示すように、アルゴンガ
ス圧に依存しており、アルゴンガス圧を５×10-2（Tor
r）以上としたときに保磁力Hc≦５（Oe）と小さな値を
示し、条件によっては0.3（Oe）以下の極めて小さな値
も達成可能であることがわかった。この保磁力の値は、
熱処理を加えない状態での値であり、低保磁力化のため
に熱処理を必ず必要とするセンダスト等に比べて特異的
なものと言える。このことは、特別な熱処理が不要であ
ることを意味しており、工程上非常に有利な要素であ
る。
ス圧に依存しており、アルゴンガス圧を５×10-2（Tor
r）以上としたときに保磁力Hc≦５（Oe）と小さな値を
示し、条件によっては0.3（Oe）以下の極めて小さな値
も達成可能であることがわかった。この保磁力の値は、
熱処理を加えない状態での値であり、低保磁力化のため
に熱処理を必ず必要とするセンダスト等に比べて特異的
なものと言える。このことは、特別な熱処理が不要であ
ることを意味しており、工程上非常に有利な要素であ
る。
なお、上記飽和磁束密度Bsや保磁力Hc等の磁気特性
は、振動試料型磁力計（VSM）により測定した。
は、振動試料型磁力計（VSM）により測定した。
さらに本発明者は、本発明のヘテロアモルファス軟磁
性薄膜の熱的特性を調べるため、得られた膜の結晶化温
度Txならびにキュリー温度Tcを測定した。測定にあたっ
ては、磁気テンビン（Magnetic Balance of Faraday Ty
pe）での温度変化を利用した。
性薄膜の熱的特性を調べるため、得られた膜の結晶化温
度Txならびにキュリー温度Tcを測定した。測定にあたっ
ては、磁気テンビン（Magnetic Balance of Faraday Ty
pe）での温度変化を利用した。
これら熱的特性のうち、特に結晶化温度Txは磁気ヘッ
ド等に加工する際の熱的制約の目安となるものであっ
て、この温度が高いほど有利である。また、キュリー温
度Tcと結晶化温度Txとを比べた場合、Tc＞Txであると磁
気異方性を消すための熱処理等が煩雑になり、Tx＞Tcで
あるほうが熱処理による透過率の向上等の点で有利であ
る。このような観点から測定結果を見ると、結晶化温度
Txは、第７図に示すように470〜530℃とかなり高い値を
示した。また、第８図に示すキュリー温度Tcの測定結果
と比較すると、いずれもTx＞Tcとなっており、熱処理す
る上でも問題のないことがわかった。
ド等に加工する際の熱的制約の目安となるものであっ
て、この温度が高いほど有利である。また、キュリー温
度Tcと結晶化温度Txとを比べた場合、Tc＞Txであると磁
気異方性を消すための熱処理等が煩雑になり、Tx＞Tcで
あるほうが熱処理による透過率の向上等の点で有利であ
る。このような観点から測定結果を見ると、結晶化温度
Txは、第７図に示すように470〜530℃とかなり高い値を
示した。また、第８図に示すキュリー温度Tcの測定結果
と比較すると、いずれもTx＞Tcとなっており、熱処理す
る上でも問題のないことがわかった。
以上の結果に基づいて、Fe61B32C7（数値はいずれも
原子％）なる組成を有するヘテロアモルファス軟磁性薄
膜を作成した。
原子％）なる組成を有するヘテロアモルファス軟磁性薄
膜を作成した。
この軟磁性薄膜の膜深さ方向での組成状態を調べたと
ころ、第９図に示すように、表面から50Å程度までは酸
化が進み、酸素が含まれた状態となっているものの、そ
れ以上深い部分では組成状態も安定なものとなり、所定
の原子比率の膜となっていることがわかった。
ころ、第９図に示すように、表面から50Å程度までは酸
化が進み、酸素が含まれた状態となっているものの、そ
れ以上深い部分では組成状態も安定なものとなり、所定
の原子比率の膜となっていることがわかった。
さらに、得られた軟磁性薄膜のヒステリシス曲線を測
定したところ、第10図に示すように良好な軟磁性特性を
示した。すなわち、飽和磁束密度Bsは約15000（Gauss）
と高く、保磁力Hcは0.3（Oe）と極めて小さなものであ
った。また、この軟磁気特性は、試料面内のいずれの方
向で測定しても同様で、磁気的に等方性な軟磁気特性を
示すことがわかった。これは、例えば磁気ヘッド等に加
工する際に極めて有利であり、加工時に方向性を考慮す
る必要がなくなる。
定したところ、第10図に示すように良好な軟磁性特性を
示した。すなわち、飽和磁束密度Bsは約15000（Gauss）
と高く、保磁力Hcは0.3（Oe）と極めて小さなものであ
った。また、この軟磁気特性は、試料面内のいずれの方
向で測定しても同様で、磁気的に等方性な軟磁気特性を
示すことがわかった。これは、例えば磁気ヘッド等に加
工する際に極めて有利であり、加工時に方向性を考慮す
る必要がなくなる。
次に、上記ヘテロアモルファス軟磁性薄膜の実効透磁
率の周波数特性を調べた。結果を第11図に示す。なお、
測定には８の字型透磁率計を使用した。また、図中曲線
ｉはセンダクト薄膜（膜厚４μm,飽和磁束密度10000Gau
ss,真空中550℃で１時間アニール処理したもの。）の透
磁率を、曲線iiは本発明の一実施例であるFe61B32C7薄
膜（膜厚４μｍ）の透磁率をそれぞれ示す。
率の周波数特性を調べた。結果を第11図に示す。なお、
測定には８の字型透磁率計を使用した。また、図中曲線
ｉはセンダクト薄膜（膜厚４μm,飽和磁束密度10000Gau
ss,真空中550℃で１時間アニール処理したもの。）の透
磁率を、曲線iiは本発明の一実施例であるFe61B32C7薄
膜（膜厚４μｍ）の透磁率をそれぞれ示す。
この第11図より、Fe61B32C7薄膜の透磁率の周波数特
性は、センダスト薄膜のそれと比べて平坦なもので、低
周波数領域で若干低い透磁率を示すものの、8M Hzを越
えるとセンダスト薄膜よりもかなり高い透磁率を示すこ
とがわかる。このことは、高電気抵抗による渦電流損失
の低減で高周波特性が大幅に改善されたことを示してお
り、例えば映像信号をもデジタル記録するデジタルVTR
等で使用される磁気ヘッド等への応用を考えると非常に
有利である。
性は、センダスト薄膜のそれと比べて平坦なもので、低
周波数領域で若干低い透磁率を示すものの、8M Hzを越
えるとセンダスト薄膜よりもかなり高い透磁率を示すこ
とがわかる。このことは、高電気抵抗による渦電流損失
の低減で高周波特性が大幅に改善されたことを示してお
り、例えば映像信号をもデジタル記録するデジタルVTR
等で使用される磁気ヘッド等への応用を考えると非常に
有利である。
以上の説明からも明らかなように、遷移金属であるFe
と半金属元素B,Cとからなり、強磁性アモルファス相と
非磁性アモルファス相のヘテロアモルファス２相構造を
有する本発明軟磁性薄膜においては、高電気抵抗と高飽
和磁束密度という相反する特性を同時に達成することが
できる。
と半金属元素B,Cとからなり、強磁性アモルファス相と
非磁性アモルファス相のヘテロアモルファス２相構造を
有する本発明軟磁性薄膜においては、高電気抵抗と高飽
和磁束密度という相反する特性を同時に達成することが
できる。
したがって、渦電流損失が少なく高周波数特性に優
れ、短波長記録用ヘッド技術等に応用可能な軟磁性薄膜
を提供することが可能である。
れ、短波長記録用ヘッド技術等に応用可能な軟磁性薄膜
を提供することが可能である。
また、本発明の軟磁性薄膜は、センダストや単相アモ
ルファス等に比べて大きな飽和磁束密度が達成され、保
磁力も小さいことから、高抗磁力を有するメタルテープ
等にも充分対応可能である。
ルファス等に比べて大きな飽和磁束密度が達成され、保
磁力も小さいことから、高抗磁力を有するメタルテープ
等にも充分対応可能である。
さらに、本発明の軟磁性薄膜は、結晶構造を持たず結
晶磁気異方性等による一軸異方性を持たないことから、
等方性軟磁性材料と言え、磁気ヘッド等への加工を考え
たときに方向を考える必要がないことからこの点でも非
常に有用である。
晶磁気異方性等による一軸異方性を持たないことから、
等方性軟磁性材料と言え、磁気ヘッド等への加工を考え
たときに方向を考える必要がないことからこの点でも非
常に有用である。
第１図はFe−Ｂ−Ｃ系ヘテロアモルファス軟磁性薄膜の
金属組織を示す透過型電子顕微鏡写真であり、第２図は
ヘテロアモルファス２相構造の模式図である。 第３図は本発明軟磁性薄膜の特性領域を従来の軟磁性薄
膜の特性領域と比べて示す分布図である。 第４図はFe−Ｂ−Ｃ系軟磁性薄膜における電気抵抗のタ
ーゲット比−アルゴンガス圧依存性を示す特性図、第５
図は飽和磁束密度Bsのターゲット比−アルゴンガス圧依
存性を示す特性図、第６図は保磁力Hcのターゲット比−
アルゴンガス圧依存性を示す特性図、第７図は結晶化温
度Txのターゲット比−アルゴンガス圧依存性を示す特性
図、第８図はキュリー温度Tcのターゲット比−アルゴン
ガス圧依存性を示す特性図である。 第９図はFe−Ｂ−Ｃ系軟磁性薄膜の膜厚方向での組成分
布を示す特性図である。 第10図はFe−Ｂ−Ｃ系軟磁性薄膜ｋヒステリシス曲線を
示す特性図であり、第11図はその実効透磁率の周波数特
性をセンダストのそれと比べて示す特性図である。
金属組織を示す透過型電子顕微鏡写真であり、第２図は
ヘテロアモルファス２相構造の模式図である。 第３図は本発明軟磁性薄膜の特性領域を従来の軟磁性薄
膜の特性領域と比べて示す分布図である。 第４図はFe−Ｂ−Ｃ系軟磁性薄膜における電気抵抗のタ
ーゲット比−アルゴンガス圧依存性を示す特性図、第５
図は飽和磁束密度Bsのターゲット比−アルゴンガス圧依
存性を示す特性図、第６図は保磁力Hcのターゲット比−
アルゴンガス圧依存性を示す特性図、第７図は結晶化温
度Txのターゲット比−アルゴンガス圧依存性を示す特性
図、第８図はキュリー温度Tcのターゲット比−アルゴン
ガス圧依存性を示す特性図である。 第９図はFe−Ｂ−Ｃ系軟磁性薄膜の膜厚方向での組成分
布を示す特性図である。 第10図はFe−Ｂ−Ｃ系軟磁性薄膜ｋヒステリシス曲線を
示す特性図であり、第11図はその実効透磁率の周波数特
性をセンダストのそれと比べて示す特性図である。
Claims (1)
- 【請求項１】FexByCz（但し、x,y,zはそれぞれ各元素の
割合を原子％で表し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝100,y＋ｚ≧10,x≠
0,y≠0,z≠０である。）なる組成を有し、強磁性アモル
ファス相と非磁性アモルファス相が単一層内で混在する
２相構造を有することを特徴とする軟磁性薄膜。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61264698A JPH0834154B2 (ja) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | 軟磁性薄膜 |
| DE3737266A DE3737266C2 (de) | 1986-11-06 | 1987-11-03 | Weichmagnetischer Dünnfilm |
| GB8725763A GB2198146B (en) | 1986-11-06 | 1987-11-03 | Soft magnetic thin films |
| FR8715455A FR2606546B1 (fr) | 1986-11-06 | 1987-11-06 | Pellicule mince en materiau magnetique doux |
| KR1019870012480A KR960006055B1 (ko) | 1986-11-06 | 1987-11-06 | 연자성 박막 |
| US07/279,244 US4921763A (en) | 1986-11-06 | 1988-12-01 | Soft magnetic thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61264698A JPH0834154B2 (ja) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | 軟磁性薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63119209A JPS63119209A (ja) | 1988-05-23 |
| JPH0834154B2 true JPH0834154B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=17406943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61264698A Expired - Fee Related JPH0834154B2 (ja) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | 軟磁性薄膜 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH0834154B2 (ja) |
| KR (1) | KR960006055B1 (ja) |
| DE (1) | DE3737266C2 (ja) |
| FR (1) | FR2606546B1 (ja) |
| GB (1) | GB2198146B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0744110B2 (ja) * | 1988-09-02 | 1995-05-15 | 松下電器産業株式会社 | 高飽和磁束密度軟磁性膜及び磁気ヘッド |
| US4921756A (en) * | 1989-03-03 | 1990-05-01 | Springs Industries, Inc. | Fire resistant balanced fine corespun yarn and fabric formed thereof |
| US5091253A (en) * | 1990-05-18 | 1992-02-25 | Allied-Signal Inc. | Magnetic cores utilizing metallic glass ribbons and mica paper interlaminar insulation |
| JP2950912B2 (ja) * | 1990-05-22 | 1999-09-20 | ティーディーケイ株式会社 | 軟磁性薄膜 |
| JP3688732B2 (ja) * | 1993-06-29 | 2005-08-31 | 株式会社東芝 | 平面型磁気素子および非晶質磁性薄膜 |
| JP3759191B2 (ja) * | 1995-03-30 | 2006-03-22 | 株式会社東芝 | 薄膜磁気素子 |
| JPH0997715A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-04-08 | Toshiba Corp | 磁性薄膜およびそれを用いた薄膜磁気素子 |
| US5833770A (en) * | 1996-02-26 | 1998-11-10 | Alps Electric Co., Ltd. | High frequency soft magnetic alloy and plane magnetic element, antenna and wave absorber comprising the same |
| JP2879433B2 (ja) * | 1997-01-16 | 1999-04-05 | 工業技術院長 | 半導体磁気光学材料 |
| DE10020083A1 (de) * | 2000-04-22 | 2001-10-31 | Bosch Gmbh Robert | Gesinterter weichmagnetischer Werkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung |
| TWI317954B (en) * | 2006-12-22 | 2009-12-01 | Ind Tech Res Inst | Soft magnetism thin film inductor and magnetic multi-element alloy film |
| JP5171176B2 (ja) * | 2007-09-13 | 2013-03-27 | バブコック日立株式会社 | 金属製基材表面の溶射用材料及び該材料で被覆した耐高温腐食部材 |
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| JP2012238841A (ja) | 2011-04-27 | 2012-12-06 | Taiyo Yuden Co Ltd | 磁性材料及びコイル部品 |
| JP4906972B1 (ja) | 2011-04-27 | 2012-03-28 | 太陽誘電株式会社 | 磁性材料およびそれを用いたコイル部品 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE882174C (de) * | 1942-10-07 | 1953-07-06 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Verdampfen von Stoffen im Vakuum mittels Elektronenstrahlen |
| US4236946A (en) * | 1978-03-13 | 1980-12-02 | International Business Machines Corporation | Amorphous magnetic thin films with highly stable easy axis |
| US4249969A (en) * | 1979-12-10 | 1981-02-10 | Allied Chemical Corporation | Method of enhancing the magnetic properties of an Fea Bb Sic d amorphous alloy |
| US4298409A (en) * | 1979-12-10 | 1981-11-03 | Allied Chemical Corporation | Method for making iron-metalloid amorphous alloys for electromagnetic devices |
| US4476509A (en) * | 1981-02-20 | 1984-10-09 | Hitachi, Ltd. | Thin film magnetic head and method of manufacturing the same |
| JPS57193005A (en) * | 1981-05-23 | 1982-11-27 | Tdk Corp | Amorphous magnetic alloy thin belt for choke coil and magnetic core for the same |
| FR2513631A1 (fr) * | 1981-09-29 | 1983-04-01 | Rhone Poulenc Spec Chim | Procede d'hydrolyse d'ethers aryl-aliphatiques |
| US4450206A (en) * | 1982-05-27 | 1984-05-22 | Allegheny Ludlum Steel Corporation | Amorphous metals and articles made thereof |
| JPS58213857A (ja) * | 1982-06-04 | 1983-12-12 | Takeshi Masumoto | 疲労特性に優れた非晶質鉄基合金 |
| DE3346645A1 (de) * | 1983-12-23 | 1985-07-04 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Magnetisierte duenne schicht aus ferromagnetischem amorphem metall und verfahren zu ihrer herstellung |
| JPS60152651A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Res Dev Corp Of Japan | 窒素を含む非晶質合金およびその製造方法 |
| JPS61199614A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-04 | Anelva Corp | 軟磁性非晶質薄膜体 |
-
1986
- 1986-11-06 JP JP61264698A patent/JPH0834154B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-11-03 GB GB8725763A patent/GB2198146B/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-03 DE DE3737266A patent/DE3737266C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-11-06 KR KR1019870012480A patent/KR960006055B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1987-11-06 FR FR8715455A patent/FR2606546B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-12-01 US US07/279,244 patent/US4921763A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8725763D0 (en) | 1987-12-09 |
| KR960006055B1 (ko) | 1996-05-08 |
| DE3737266C2 (de) | 1999-04-22 |
| KR880006728A (ko) | 1988-07-23 |
| DE3737266A1 (de) | 1988-05-11 |
| JPS63119209A (ja) | 1988-05-23 |
| FR2606546B1 (fr) | 1994-05-13 |
| GB2198146B (en) | 1990-06-13 |
| US4921763A (en) | 1990-05-01 |
| GB2198146A (en) | 1988-06-08 |
| FR2606546A1 (fr) | 1988-05-13 |
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| JPH0789527B2 (ja) | 結晶質軟磁性薄膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |