JPS61240612A - Soft magnetic thin film - Google Patents

Soft magnetic thin film

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JPS61240612A
JPS61240612A JP8194485A JP8194485A JPS61240612A JP S61240612 A JPS61240612 A JP S61240612A JP 8194485 A JP8194485 A JP 8194485A JP 8194485 A JP8194485 A JP 8194485A JP S61240612 A JPS61240612 A JP S61240612A
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thin film
soft magnetic
magnetic
composition
flux density
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JP8194485A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Hayakawa
正俊 早川
Koichi Aso
阿蘇 興一
Yoshitaka Ochiai
落合 祥隆
Hideki Matsuda
秀樹 松田
Kazuhiko Hayashi
和彦 林
Osamu Ishikawa
理 石川
Hiroshi Iwasaki
洋 岩崎
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Thin Magnetic Films (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a soft magnetic thin film having high saturated magnetic flux density and superior anti-corrosiveness, by selecting Fe, Co, Si as constituent elements of the soft magnetic thin film and setting up the composition ratio of them within a specific limited composition range. CONSTITUTION:The composition comprises Co 9-15atom%, Si 19-23atom%, and Fe as the remaining part. When the Si content becomes less than 19atom% or larger than 23atom%, a coercitive force of a produced soft magnetic thin film becomes more than 2.0 Oersteds. Particularly, with the composition range being made Si 20-21.5atom% and Co 11-13.5atom%, the coercitive force can be attained to less than 0.7 Oersted, to make magnetostriction curves crossed with each other. Moreover, because the too large Si content causes a saturated magnetic flux density to be lowered, the Si content should be preferably restricted to the degree of 23atom%.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、良好な軟磁気特性を示し磁気ヘッド材料等に
好適な軟磁性薄膜に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a soft magnetic thin film that exhibits good soft magnetic properties and is suitable for magnetic head materials and the like.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明ば、Fe、Co、Siを主成分とする軟磁性材料
において、特に薄膜として使用した際に極めて優れた軟
磁気特性を示す組成範囲を提供し、高保磁力を有する磁
気記録媒体用の磁気へソドコア材料として好適な軟磁性
薄膜を提供しようとするものである。
The present invention provides a composition range that exhibits extremely excellent soft magnetic properties especially when used as a thin film in soft magnetic materials mainly composed of Fe, Co, and Si, and provides a magnetic material for magnetic recording media with high coercive force. The present invention aims to provide a soft magnetic thin film suitable as a hesodo core material.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えばオーディオテープレコーダやVTR(ヒデオテー
プレコーダ)等の磁気記録再生装置においては、記録信
号の高密度化や高品質化等が進められており、この高記
録密度化に対応して、(’tt気記録媒体として磁性粉
にFe、Co、Ni等の金属あるいは合金からなる粉末
を用いた、いわゆるメタルテープや、強磁性金属4A料
を真空薄膜形成技術によりベースフィルJ1上に直接被
着した、いわゆる蒸着テープ等が開発され、各分野で実
用化されている。
For example, in magnetic recording and reproducing devices such as audio tape recorders and VTRs (video tape recorders), the recording signal density and quality are being improved. As a magnetic recording medium, a so-called metal tape using magnetic powder made of a metal or alloy such as Fe, Co, or Ni, or a ferromagnetic metal 4A material directly deposited on the base fill J1 by vacuum thin film forming technology. So-called vapor deposition tapes have been developed and put into practical use in various fields.

ところで、このような高保磁力を有する磁気記録媒体の
特性を発揮せしめるためには、磁気−・ソドのコア材料
の特性として、高い飽和磁束密度を有するとともに、同
一の磁気ヘッドで再生を行なおうとする場合においては
、高透磁率を併せて有することが要求される。例えば、
従来磁気ヘットのコア材料として多用されているフェラ
イト祠では飽和磁束密度が低く、また、パーマロイでは
耐摩耗1(1に問題がある。
By the way, in order to make use of the characteristics of a magnetic recording medium with such a high coercive force, it is necessary that the core material of the magnetic material has a high saturation magnetic flux density and that it is possible to perform reproduction with the same magnetic head. In this case, it is also required to have high magnetic permeability. for example,
Ferrite grains, which have been commonly used as the core material of conventional magnetic heads, have a low saturation magnetic flux density, and permalloy has a problem with wear resistance of 1 (1).

従来、かかる諸要求を満たJ ノア飼料として、Fe−
Aff−3i系合金からなるセンタスト合金か好適であ
ると考えられ、すでに実用に供されていることG;1周
知の1lllりである。
Conventionally, Fe-
Centast alloys made of Aff-3i series alloys are considered suitable and have already been put into practical use.

しかしなから、この−1ピンダスト合金の、J、・うに
軟磁気特性に優れた)A料におい−11、磁歪λSと’
fl’i品磁気異方性Kが共に零仁1近であることが望
まし7く、磁気ヘソ1−に使用可能な材料)Jl成はこ
れら両者の値を考慮して決められる。したがって、飽和
磁束密度もごの組成に対応して一義的に決まり、センダ
スト合金の場合、10−11にガウスが限界である。
However, this -1 pin dust alloy has -11, magnetostriction λS and 'A material with excellent soft magnetic properties.
It is desirable that the magnetic anisotropy K of the magnetic anisotropy K of the magnetic heel is close to 1, and the composition of the material that can be used for the magnetic heel 1 is determined by taking these two values into consideration. Therefore, the saturation magnetic flux density is uniquely determined depending on the composition of the metal, and in the case of Sendust alloy, the limit is 10-11 Gauss.

あるいは、上記センダスト合金にかねり、高周波数領域
での透磁率の低下が少なく高い飽和磁束密度を有する非
晶質磁性合金材ギミ1(いわゆるアモルファス磁性合金
刊料)も開発されているが、この非晶質磁性合金材料で
も飽和磁束密度は12にガウス程度であり、また、熱的
に不安定で結晶化の可能性か大きいので500 ’C以
トの温度を長時間加えることはできず、例えばガラス融
着のように各種熱処理が必要な磁気ヘッドに使用するに
はT捏上制限が生ずる。
Alternatively, an amorphous magnetic alloy material Gimi 1 (so-called amorphous magnetic alloy material) has been developed, which is similar to the above-mentioned Sendust alloy and has a high saturation magnetic flux density with little decrease in magnetic permeability in the high frequency range. Even amorphous magnetic alloy materials have a saturation magnetic flux density of about 12 Gauss, and are thermally unstable and have a high possibility of crystallization, so it is impossible to apply temperatures above 500'C for a long time. For example, if it is used in a magnetic head that requires various heat treatments such as glass fusing, there will be a T-shape limitation.

このような状況から、さらに良好な軟磁気特性を示す軟
磁性材料の研究が進められ、例えば山本達冶・千葉久喜
共著、「日本金属学会誌J第14巻B、第2号(195
0年)には、Fe、Co。
Under these circumstances, research into soft magnetic materials that exhibit even better soft magnetic properties has progressed.
0 year), Fe, Co.

Stを主成分とするFe−Co−3i系合金制利が良好
な軟磁気特性を示すことが報告されている。
It has been reported that a Fe-Co-3i alloy containing St as a main component exhibits good soft magnetic properties.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上述のFe−Co−Si系合金材料は、
極めて脆弱で実用性に乏しく、そのまま磁気ヘッドのコ
ア材料に使用することば難しかった。
However, the above-mentioned Fe-Co-Si alloy material
It was extremely brittle and impractical, making it difficult to use it directly as a core material for magnetic heads.

このため、高品質化、高記録密度化を図るための磁気記
録媒体の高保磁力化の試みも、従来のコア+イ料を用い
る限りにおいて、飽和磁束密度のIIIA界から自ずと
制約を受りているのが現状である。
For this reason, attempts to increase the coercive force of magnetic recording media in order to achieve higher quality and higher recording density are naturally constrained by the IIIA field of saturation magnetic flux density, as long as the conventional core + I material is used. The current situation is that

そこで本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案された
t)のであって、センダスト合金を凌く高い飽和磁束密
度を治し、優れた耐蝕1ηを有するΦu+磁性薄膜を提
供することを目的とする。
Therefore, the present invention was proposed in view of the above-mentioned conventional situation, and has the object of providing a Φu+ magnetic thin film that overcomes the high saturation magnetic flux density than Sendust alloy and has an excellent corrosion resistance of 1η. do.

〔問題点を解決するだめの手段〕[Failure to solve the problem]

本発明者等は、かかる目的を達成せんものと長期に亘り
鋭意研究の結果、 (11スパッタリング若しくは真空蒸着に代表される気
相成膜手段を用いるごとによりFe−co−8i系合金
を薄膜化することができ複合型の磁気ヘッドのコア材と
して使用可能であること、(2)薄j模化したFe−C
o−3i系合金は、通常のFe−Co−Si系合金とは
相違する極めて限られた組成領域でのみ優れた軟磁気特
性を示すこと、等の知見を得るに至った。
As a result of extensive research over a long period of time, the inventors of the present invention have determined that the above objective cannot be achieved. (2) Thin J-simulated Fe-C
It has been found that o-3i alloys exhibit excellent soft magnetic properties only in a very limited composition range that is different from ordinary Fe-Co-Si alloys.

本発明は、このような知見に基づいて完成されたもので
あって、Co9〜15原子%、Si19〜23原子%、
残部Feよりなる組成を有する軟磁性薄膜により、高飽
和磁束密度、高耐蝕性、低保磁力等を達成する。
The present invention was completed based on such knowledge, and includes 9 to 15 atom% of Co, 19 to 23 atom% of Si,
A soft magnetic thin film having a composition with the remainder being Fe achieves high saturation magnetic flux density, high corrosion resistance, low coercive force, etc.

本発明の軟磁性薄膜においては、各成分元素の組成比を
所定の範囲内に設定することが好ましく、この範囲を外
れると磁気特性が劣化する。
In the soft magnetic thin film of the present invention, it is preferable to set the composition ratio of each component element within a predetermined range, and if it deviates from this range, the magnetic properties will deteriorate.

例えばSiの含有量が19原子%未満であっても、また
逆に23原子%を越えても、得られる軟磁性薄膜の保磁
力は2.0エルステツドを越え、磁気ヘッドのコア材と
しては使用し得ないものとなる。同様に、Coの含有量
が9原子%未満であっても、また逆に15原子%を越え
ても、保磁力が2.0エルステツドを越える。特に、S
i20〜21.5原子%、Co11〜13.5原子%の
組成範囲とすることにより、保磁力0.7エルステソド
以下が達成され、さらにこの領域では零磁歪曲線も交差
することから、極めて好ましい範囲と言える。
For example, even if the Si content is less than 19 atomic %, or conversely even if it exceeds 23 atomic %, the coercive force of the resulting soft magnetic thin film will exceed 2.0 oersteds, making it suitable for use as a core material for magnetic heads. It becomes impossible. Similarly, even if the Co content is less than 9 at %, or conversely even if it exceeds 15 at %, the coercive force will exceed 2.0 oersteds. In particular, S
By setting the composition range to i20 to 21.5 at% and Co11 to 13.5 at%, a coercive force of 0.7 oerstes or less is achieved, and the zero magnetostriction curve also intersects in this region, which is an extremely preferable range. I can say that.

また、上記Siの含有量が多くなりすぎると飽和磁束密
度が低下するので、この点からもSiの含有量は23原
子%程度までに抑えることが好ましい。
Furthermore, if the content of Si becomes too large, the saturation magnetic flux density will decrease, so from this point of view as well, it is preferable to suppress the content of Si to about 23 at %.

上記軟磁性薄膜の製造方法としては真空薄膜形成技術に
よるのが良い。
As a method for manufacturing the soft magnetic thin film, a vacuum thin film forming technique is preferably used.

ごの真空油1模形成技術の手法としては、スパッタリン
グやイオンブレーティング、真空蒸着法。
Vacuum oil 1 modeling techniques include sputtering, ion blasting, and vacuum evaporation.

クラスター・イオンヒーム法等が挙げられる。Examples include the cluster ion heat method.

また、」1記各成分元素のK、11成を調節するツノ法
とU2てむ312、 (A)Fe、Co、Siを所定の割合となるように秤量
し、これらをあらかしめ例えば高周波溶解炉等で溶解し
て合金イン=1ノドを形成しておき、この合金インゴッ
トを蒸発源として使用Aる方法、 (B)各成分の単独元素の蒸発源を用意し、これら蒸発
源の数で組成を制御する方法、 (C)各成分の単独元素の蒸発源を用意し、これら蒸発
源に加える出力(印加電圧)を制御して蒸発スビー1を
コントロールし組成を制御する方法、 (D)合金を蒸発源として蒸着しながら他の元素を打ち
込む方法、 等が挙げられる。
In addition, the horn method for adjusting the K and 11 elements of each component element described in 1. A method in which alloy ingots are formed by melting in a furnace, etc., and this alloy ingot is used as an evaporation source. (B) A method in which evaporation sources for individual elements of each component are prepared, and the number of these evaporation sources is (C) A method for controlling the composition by preparing evaporation sources for individual elements of each component and controlling the output (applied voltage) applied to these evaporation sources to control the evaporation speed 1; (D) Examples include a method of implanting other elements while depositing an alloy as an evaporation source.

なお、」二連の真空薄膜形成技術等により膜旬Ljされ
た軟磁性薄膜は、そのままの状態では保磁力は若干高い
値を示し良好な軟磁気特性が得られないので、熱処理を
施して膜の歪を除去し、軟磁気特性を改善することが好
ましい。
Note that a soft magnetic thin film that has been thinned by a double vacuum thin film forming technique, etc., has a slightly high coercive force in its original state, and good soft magnetic properties cannot be obtained. It is preferable to remove the distortion and improve the soft magnetic properties.

」1記熱処理の7品度条件としては、400℃以上であ
る。
``The 7 quality conditions for the heat treatment in item 1 are 400°C or higher.

〔作用〕[Effect]

このようGこ、軟磁性薄膜の構成元素としてFe。 In this case, Fe is used as a constituent element of the soft magnetic thin film.

Co、Siを選び、これらの組成辻を所定の範囲内に設
定することにより、飽和磁束密度Bsはセンダス]・合
金等に比べて大幅に大きなものとなり、保磁力、透磁率
等の軟磁気特性や耐蝕性も確保される。
By selecting Co and Si and setting their compositional peaks within a predetermined range, the saturation magnetic flux density Bs becomes significantly larger than that of Sendas alloys, etc., and soft magnetic properties such as coercive force and magnetic permeability are improved. It also ensures corrosion resistance.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本
発明がこの実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1゜ 電解鉄、電解コバルト、金属シリコンの各々をF e6
3.ac O12,9s i 23.7なる原子比率を
存するように秤量し、高周波誘導加熱炉を用いてアルミ
リ−坩堝内で真空溶解し、直径105匪の銅製鋳型中で
鋳造し、クーケソト用母月を得た。この場合の?容解量
は600gとした。
Example 1 Each of electrolytic iron, electrolytic cobalt, and metal silicon was
3. It was weighed so that it had an atomic ratio of ac O12.9s i 23.7, vacuum melted in an aluminum crucible using a high frequency induction heating furnace, and cast in a copper mold with a diameter of 105 yen to form a mother moon for Kukesoto. Obtained. In this case? The capacity was 600g.

そして、このIl祠から平面研削盤を用いて厚さ5mm
のスパッタリング用ターケソトを作製した。
Then, from this Il shrine, using a surface grinder, a thickness of 5 mm was made.
A sputtering machine was prepared.

この合金ターゲツトを用い、通常のスパッタリング装置
によって薄膜を形成した。ここで、基板としては光学研
磨を施した結晶化ガラスを用い、Arガス圧を8 X 
10−”Torr、投入電力を150Wとし、1時間予
備スパッタの後、同一条件で成膜を行った。
Using this alloy target, a thin film was formed using a conventional sputtering device. Here, optically polished crystallized glass was used as the substrate, and the Ar gas pressure was set to 8
After preliminary sputtering for 1 hour at 10-'' Torr and input power of 150 W, film formation was performed under the same conditions.

得られた薄膜の膜厚を調べたところ、平均膜厚は1.4
μmであった。なお、この膜厚は、試料表面にアルミニ
ウムを薄く蒸着し、多重干渉膜厚計によって膜と基板と
の段差を測定することで求めた。
When the thickness of the obtained thin film was examined, the average thickness was 1.4.
It was μm. The film thickness was determined by depositing a thin layer of aluminum on the surface of the sample and measuring the difference in level between the film and the substrate using a multi-interference film thickness meter.

また、得られた薄膜の平均組成は、Febb、+qCO
12,9113Ito、sx (原子比率)と測定され
た。
Moreover, the average composition of the obtained thin film is Febb, +qCO
It was measured as 12,9113 Ito, sx (atomic ratio).

この膜組成の測定は、E P M A (Electr
on Probe旧cro−八nalysis)法によ
った。
The measurement of this film composition is performed using E PMA (Electr
on probe (formerly known as cro-8 analysis) method.

このようにして得られた薄膜の軟磁気特性を調べるため
に、交流B−H曲線(ヒステリシス曲線)を測定した。
In order to examine the soft magnetic properties of the thin film thus obtained, an AC BH curve (hysteresis curve) was measured.

第1図(a)にスパッタリングを行ったままの状態での
B −8曲線を示す。測定周波数は1711z、最大印
加磁界は100エルステツドである。
FIG. 1(a) shows the B-8 curve in a state where sputtering is still being performed. The measurement frequency was 1711z and the maximum applied magnetic field was 100 oersteds.

この第1図(a)から、スパッタリングを行っただけで
は保磁力は約2008と高い値を示し、良好な軟磁気特
性は得られないことがわかった。
From FIG. 1(a), it was found that the coercive force showed a high value of about 2008, and good soft magnetic properties could not be obtained if only sputtering was performed.

そこで、スパッタ中に導入された膜の歪を除去する目的
で、先のスパッタリングによって得られた薄膜試料に対
しl X ] ]0−6T’orに排気された真空炉中
で熱処理を施した。熱処理温度は500℃とし、30分
かけて昇温し1時間保持した後、2時間かけて炉冷した
。熱処理後の交流B−H曲線を第1図(b)に示す。こ
の場合の測定周波数は1411z、測定磁界は50eで
ある。
Therefore, in order to remove the distortion of the film introduced during sputtering, the thin film sample obtained by the previous sputtering was heat-treated in a vacuum furnace evacuated to lx]]0-6T'or. The heat treatment temperature was 500° C., and the temperature was raised over 30 minutes, held for 1 hour, and then cooled in a furnace over 2 hours. The AC B-H curve after heat treatment is shown in FIG. 1(b). In this case, the measurement frequency is 1411z and the measurement magnetic field is 50e.

この第1図(b)から、スパッタリングによって得られ
たN膜の軟磁気特性は本熱処理によって大幅に改善され
ることがわかる。本実施例の場合、この熱処理によって
保磁力が0.70eとなった。
It can be seen from FIG. 1(b) that the soft magnetic properties of the N film obtained by sputtering are significantly improved by this heat treatment. In the case of this example, this heat treatment resulted in a coercive force of 0.70e.

実施例2゜ Fe−Co−Si系合金薄膜において良好な軟磁気特性
が得られる組成範囲を明確にするために、先の実施例1
に述べたのと同様な方法で各種の原子比率を有する合金
ターゲツトを作製し、Arガス圧5〜10 X 10−
”Torr、投入電力150〜200Wの範囲で高周波
スパッタリング法によって各種の組成を有する”4 I
IJを作製した。
Example 2 In order to clarify the composition range in which good soft magnetic properties can be obtained in a Fe-Co-Si alloy thin film, the previous Example 1 was used.
Alloy targets with various atomic ratios were prepared using the same method as described above, and Ar gas pressure was 5 to 10×10−.
``Various compositions obtained by high frequency sputtering method at Torr and input power range of 150-200W'' 4 I
An IJ was prepared.

各薄膜の組成分析を先の実施例1で述べたのと同様のE
PMA法によって行い、さらに先の実施例1で述べたの
と同様の方法で熱処理を施し、熱処理後の保磁力を交流
B−H曲線から求めた。
The compositional analysis of each thin film was performed using the same E as described in Example 1 above.
The PMA method was used, and the heat treatment was performed in the same manner as described in Example 1 above, and the coercive force after the heat treatment was determined from the AC B-H curve.

得られた薄膜の組成と熱処理後の保磁力Hcとの関係を
第2図に示す。
FIG. 2 shows the relationship between the composition of the obtained thin film and the coercive force Hc after heat treatment.

この第2図から、Fe−Co−3i系合金を薄膜として
用いた場合には、極めて狭い組成範囲に限って良好な軟
磁気特性が実現されることがわかる。
From FIG. 2, it can be seen that when Fe--Co--3i alloy is used as a thin film, good soft magnetic properties can be achieved only within an extremely narrow composition range.

さらに、得られた薄膜の磁歪λSを評価するために、基
板に曲げ応力を加えた際のB −8曲線の形状の変化を
調べた。B−8曲線の測定方向に圧縮応力を加えた際に
B−8曲線が傾斜する場合をλs>Oとし、逆に引張応
力を加えた際にB−8曲線が傾斜する場合をλs<Ol
いずれにおいても変化が現れない場合をλS=Oとした
。この測定方法は、B −8曲線の傾き、すなわち異方
性磁界の大きさが磁歪定数と応力との積に比例するとい
う原理に基づくものである。 − 第2図中にこのような方法によって決定されたλs−0
を示す領域を曲線Sで示す。この第2図において、曲!
asよりも右側の領域はλs<Oであり、曲線Sよりも
左側の領域はλs>0である。
Furthermore, in order to evaluate the magnetostriction λS of the obtained thin film, changes in the shape of the B-8 curve when bending stress was applied to the substrate were investigated. The case where the B-8 curve slopes when compressive stress is applied in the measurement direction of the B-8 curve is defined as λs>O, and conversely, the case where the B-8 curve slopes when tensile stress is applied is defined as λs<Ol.
The case where no change appeared in any case was defined as λS=O. This measurement method is based on the principle that the slope of the B-8 curve, that is, the magnitude of the anisotropic magnetic field, is proportional to the product of the magnetostriction constant and the stress. - λs-0 determined by such a method in Fig. 2;
The area showing this is indicated by a curve S. In this second figure, the song!
In the region to the right of as, λs<O, and in the region to the left of the curve S, λs>0.

また、かかる合金薄膜を応用する際には、高周波数領域
における透磁率が重要な特性となる。そこて、その−例
としてこの実施例で述べた組成範囲のうち良好な軟磁気
特性を示したF e x、zCo +z、。
Furthermore, when applying such an alloy thin film, magnetic permeability in a high frequency region is an important characteristic. Therefore, as an example of this, Fe x,zCo +z, which showed good soft magnetic properties within the composition range described in this example.

Si+q、a(原子比率)なる組成を有する薄膜の高周
波透ift率を測定した。
The high frequency transmittance of a thin film having a composition of Si+q,a (atomic ratio) was measured.

第3図はこの薄膜の実効透磁率の周波数特性を示すもの
である。なお、この薄膜の膜厚は2.0μmであり、5
00°Cで1時間の熱処理が施されたものである。また
、上記透磁率の測定にあたっては、高周波透磁率測定装
置を用いた。本装置は、高周波磁界中に置かれた薄膜試
料による磁束変化を適当なピックアップコイルによって
検出するもので、独自な回路系と組み合わせることによ
り、I MHz”−100Mllzにわたる実効透磁率
を高精度に評価することが可能である。
FIG. 3 shows the frequency characteristics of the effective magnetic permeability of this thin film. Note that the thickness of this thin film is 2.0 μm, and 5
It was heat treated at 00°C for 1 hour. Further, in measuring the magnetic permeability, a high frequency magnetic permeability measuring device was used. This device uses an appropriate pickup coil to detect changes in magnetic flux due to a thin film sample placed in a high-frequency magnetic field, and by combining it with a unique circuit system, it can evaluate effective magnetic permeability over a range of 1 MHz to 100 Mllz with high precision. It is possible to do so.

同様な方法により、本実施例で得られた各種薄膜につい
て、透磁率および保磁力を測定した。結果を次表に示す
Using similar methods, the magnetic permeability and coercive force of the various thin films obtained in this example were measured. The results are shown in the table below.

(以下余白) 表 この表や第3図からも明らかなように、本実施例で得ら
れた軟磁性薄膜は、高周波領域においても優れた透磁率
を示す。
(Left blank space below) Table As is clear from this table and FIG. 3, the soft magnetic thin film obtained in this example exhibits excellent magnetic permeability even in the high frequency range.

さらにまた、上述の各磁気特性の測定の結果良好な軟磁
気特性を示した組成領域の薄膜について、室温における
飽和磁束密度を振動試料型磁力計によって測定した。第
4図にCo量を13原子%に固定した場合のSi量の増
加に伴う飽和磁束密度の変化を示す。
Furthermore, the saturation magnetic flux density at room temperature was measured using a vibrating sample magnetometer for thin films having compositions in the composition range that showed good soft magnetic properties as a result of the measurements of each of the magnetic properties described above. FIG. 4 shows the change in saturation magnetic flux density as the amount of Si increases when the amount of Co is fixed at 13 at %.

この第4図より、Fe−Co−3t系合金薄膜はセンダ
スト合金を凌く極めて高い飽和磁束密度を有し、Si量
の増加に伴ってこの飽和磁束密度が低下するものの、例
えば先に優れた軟磁気特性を示したFe67、ZcOI
:LOs ’19.8 (原子比率)なる組成を有する
薄膜においては14.5 k Gの飽和磁束密度を有す
ることがわかった。
From this Figure 4, it can be seen that the Fe-Co-3t alloy thin film has an extremely high saturation magnetic flux density that exceeds that of the Sendust alloy, and although this saturation magnetic flux density decreases as the amount of Si increases, for example, Fe67, ZcOI exhibiting soft magnetic properties
It was found that a thin film having a composition of :LOs'19.8 (atomic ratio) had a saturation magnetic flux density of 14.5 kG.

実施例3゜ 先の実施例1および実施例2で述べたように、Fe−C
o−3i系合金薄膜においては、熱処理を施した後に良
好な軟磁気特性が実現することは明白である。
Example 3 As described in Example 1 and Example 2 above, Fe-C
It is clear that good soft magnetic properties are achieved in o-3i alloy thin films after heat treatment.

そこで、軟磁気特性に及ばず熱処理温度の効果を調べる
ために、350℃〜700”Cまでの各温度にそれぞれ
1時間保持した後の保磁力の変化を測定した。結果を第
5図に示す。
Therefore, in order to investigate the effect of heat treatment temperature on soft magnetic properties, we measured the change in coercive force after holding each temperature for 1 hour from 350 to 700"C. The results are shown in Figure 5. .

なお、この第5図において、曲線aはFeb3rOCO
+a、oS I 23.。(原子比率、以下同じ)1曲
線すはF e64.zCO+z、+S iZl、S+曲
線CはFe6e、。
In addition, in this FIG. 5, curve a is Feb3rOCO
+a, oS I 23. . (Atomic ratio, same below) 1 curve is F e64. zCO+z, +S iZl, S+ curve C is Fe6e.

COz、oS j 21.0+曲線dはF e67、z
CO+a、oSi+1.aなる組成を有する薄膜の変化
をそれぞれ示す。
COz, oS j 21.0 + curve d is F e67, z
CO+a, oSi+1. The changes in the thin film having the composition a are shown respectively.

この第5図かられかるように、本発明の軟磁性薄膜にお
いては、少なくとも400℃から熱処理の効果が顕著に
認められ、また好ましくは500℃以上での加熱が効果
的であることがわかる。
As can be seen from FIG. 5, in the soft magnetic thin film of the present invention, the effect of heat treatment is noticeable from at least 400°C, and it can be seen that heating at temperatures of preferably 500°C or higher is effective.

実施例4゜ 本発明の軟磁性薄膜を例えば磁気ヘッドのコア材料とし
て応用する場合には、単に一軟磁気特性だけでなく高耐
蝕性を有することが要求される。
Embodiment 4 When the soft magnetic thin film of the present invention is applied, for example, as a core material of a magnetic head, it is required to have not only soft magnetic properties but also high corrosion resistance.

そこで、本発明の軟磁性薄膜の耐蝕性を評価するために
、先の実施例2で作製された各種薄膜試料のうちからい
くつかを選び、これら薄膜試料を室温に置かれた市水に
130時間時間表面の発錆状況を目視により観察した。
Therefore, in order to evaluate the corrosion resistance of the soft magnetic thin film of the present invention, some of the thin film samples prepared in Example 2 were selected, and these thin film samples were placed in city water kept at room temperature for 130 minutes. The state of rust on the surface was visually observed.

評価結果を第6図に示す。The evaluation results are shown in Figure 6.

なお、この第6図において、○印は表面が鏡面を保って
いたもの、Δ印は若干の曇りもしくは部分的に発錆の認
められたもの、×印は完全に錆で覆われたもの、をそれ
ぞれ示す。また、この第6図中には、500℃で1時間
の熱処理を施した後、保磁力が10e以下となる領域が
併せて破線により図示されている。
In Fig. 6, ○ marks are those whose surfaces maintained a mirror surface, Δ marks are slightly cloudy or partially rusted, and × marks are completely covered with rust. are shown respectively. Further, in FIG. 6, a region where the coercive force becomes 10e or less after heat treatment at 500° C. for 1 hour is also shown by a broken line.

この第6図より、良好な軟磁気特性を示す本発明の領域
においては、耐蝕性も優れることがわかる。
From FIG. 6, it can be seen that in the region of the present invention exhibiting good soft magnetic properties, corrosion resistance is also excellent.

比較例 f?eBBsl+□なる組成を有する2元合金薄膜を先
の実施例1と同様な方法により作製し、実施例1と同様
の熱処理を施したが、熱処理後の保磁力は1〜20eで
あり、100 Mllzにおける実効透磁率は250前
後であった。
Comparative example f? A binary alloy thin film having a composition of eBBsl+□ was prepared in the same manner as in Example 1, and was subjected to heat treatment in the same manner as in Example 1, but the coercive force after heat treatment was 1 to 20e and 100 Mllz. The effective magnetic permeability was around 250.

さらにこの薄膜に対し、先の実施例4と同様の手法によ
り耐蝕性を評価したところ、9時間後には完全に錆に覆
われ、30時間後には50%以上刃(?容は去った。
Furthermore, when the corrosion resistance of this thin film was evaluated using the same method as in Example 4, it was found that it was completely covered with rust after 9 hours, and more than 50% of the thickness had disappeared after 30 hours.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の説明からも明らかなように、軟磁性薄膜の成分元
素としてFe、Co、Siを選び、これらの組成比をバ
ルク材として使用する場合とは異なる極めて限られた特
定の組成領域内に設定することにより、センダスト合金
やアモルファス磁性合金等をはるかに凌ぐ飽和磁束密度
Bsを達成することができる。また同時に、高周波領域
における透磁率も高いものとなり、保磁力や磁歪も極め
て小さいものとなる等、良好な軟磁気特性も達成され、
さらに耐蝕性の点でも優れたものとなる。
As is clear from the above explanation, Fe, Co, and Si are selected as the component elements of the soft magnetic thin film, and their composition ratios are set within a very limited specific composition range that is different from when used as a bulk material. By doing so, it is possible to achieve a saturation magnetic flux density Bs that far exceeds that of Sendust alloy, amorphous magnetic alloy, etc. At the same time, good soft magnetic properties have been achieved, including high magnetic permeability in the high frequency range and extremely low coercive force and magnetostriction.
Furthermore, it has excellent corrosion resistance.

したがって、この軟磁性薄膜を例えば磁気ヘッドのコア
材料として用いることにより、磁気記録媒体の高保磁力
化に充分対処することができ、高品質化や高記録密度化
を図ることが可能となる。
Therefore, by using this soft magnetic thin film as a core material of a magnetic head, for example, it is possible to sufficiently cope with the increase in coercive force of a magnetic recording medium, and it becomes possible to achieve higher quality and higher recording density.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)及び第1図(b)は本発明を適用した軟磁
性薄膜のB−0曲線(ヒステリシス曲H&)を示す特性
図であり、第1図(a)は熱処理前のB−0曲線、第1
図(b)は熱処理後のB −0曲線を示ず。 第2図はFe−Co−3i系合金7jJIf!の組成と
熱処理後の保磁力I((、との関係及び零磁歪領域を示
す特性図である。 第3図はF e 67.2CO+3.oS t 19.
1+ (原子比率)なる組成を有する薄膜の実効透磁率
の周波数特性を示す特性図、第4図はCo量を13原子
%に固定した場合のSl量の増加に伴う飽和Gn束密度
の変化を示す特性図、第5図は本発明の軟磁性薄膜を3
50°C〜700℃までの各温度にそれぞれ1時間保持
した後の保磁力の変化示す特性図である。 第6図はFe−Co =Si系合金薄膜の組成と耐蝕性
の関係を示す特性図である。
FIGS. 1(a) and 1(b) are characteristic diagrams showing the B-0 curve (hysteresis curve H&) of the soft magnetic thin film to which the present invention is applied, and FIG. 1(a) shows the B-0 curve before heat treatment. -0 curve, 1st
Figure (b) does not show the B-0 curve after heat treatment. Figure 2 shows Fe-Co-3i alloy 7jJIf! FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the composition of F e 67.2CO+3.oS t 19.
A characteristic diagram showing the frequency characteristics of the effective magnetic permeability of a thin film with a composition of 1+ (atomic ratio). Figure 4 shows the change in the saturated Gn flux density as the Sl content increases when the Co content is fixed at 13 at%. The characteristic diagram shown in FIG. 5 shows the soft magnetic thin film of the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing changes in coercive force after being held at each temperature from 50° C. to 700° C. for 1 hour. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the composition and corrosion resistance of a Fe-Co=Si alloy thin film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] Co9〜15原子%、Si19〜23原子%,残部Fe
よりなる組成を有する軟磁性薄膜。
Co9-15 at%, Si19-23 at%, balance Fe
A soft magnetic thin film with a composition consisting of:
JP8194485A 1985-04-17 1985-04-17 Soft magnetic thin film Pending JPS61240612A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57164487A (en) * 1981-04-02 1982-10-09 Tdk Corp Bistable type magnetic element
JPS5827941A (en) * 1981-08-11 1983-02-18 Hitachi Ltd Manufacture of amorphous thin film

Patent Citations (2)

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