JPS61252616A - 軟磁性薄膜用材料 - 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〉 本発明は薄膜磁気ヘラｐ　６るいは強磁性薄膜抵抗素子
１例えば磁気スイッ％、各種検出器等に用いられるＦｅ
−８ｉ−Ａｔ　系合金か゛らなる軟磁性薄膜用材料に関
する゛ものである。

〈従来技術〉 近年を磁気応用分野で゛は磁心が小型化、高周波什、恵
密麿什十Ａ栢自ｒ木り一馨ｒ継偵艷易４野では高記録密
度化に伴い、狭トラツーク、短波長。

高周波帯域の方向にある。例えば、固定ヘッド型デジタ
ルオーディオ、　ＰＣＭ　、垂直磁気記録分野等でいる
。　　　　　“ 磁性−子の小型化、高周波化に対しては、軟磁性材料の
薄板、薄帯が利用されつつおるが、十分に対応できる材
料であるとはいえない。そこで注目されているのが、ス
パッタ法、蒸着法、メッキ法等によシ製造される軟磁性
薄膜でおる。この薄膜は低周波領域では保磁力、透磁率
の点゛で劣るが。

その形状の有利さから高周波領域では格段に優れている
。すなわち薄膜は、電気抵抗の低い金属材料に特有のう
ず電流損失を著しく低減することが可能であるために、
高周波帯域における透磁率の低下をおさえることができ
る。　　　　　　′一般に、薄膜材料は薄膜磁性素子の
主要構成要素でち）、その中でも軟磁性薄膜は磁性素子
の性能を決定するものであるＯこれには、Ｎｉ−Ｆｅ系
合金、Ｆｅ−８ｉ−ＡＩ系合金、さらにはアモルファス
系磁性薄膜が試作、検討されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上記軟磁性薄膜用材料にはそれぞれ一長一短
があシ、これまでの報告では必ずしも満足のできる結果
が得られていない。なかでも。

Ｆｅ−８ｉ−ＡＬ系合金は、媒体の高抗磁力化に対応で
きる飽和磁束密度の高い材料として期待されているにも
かかわらず、透磁率、耐蝕性の点に問題がある・またり
この合金は機械的強度が高いが。

薄膜素子、特に薄膜ヘッドとして用いる場合には膜形成
後に微細加工を施す必要がちシ、取り扱いの容易さｔ加
工の容易さの面でよシ一層機械的強度を高くする必要が
ある・ 上記問題点および課題を解消し得る軟磁性薄膜用材料が
実現できれば、薄膜磁性素子、特に薄膜磁気ヘッドの実
用化に貢献できる。

従って本発明はこのような実状に鑑みなされたもので、
その主たる目的は透磁率が高く、耐蝕性に優れ、しかも
機械的強度の高い軟磁性薄膜用材料を提供することにあ
る＠ く問題点を解決するだめの手段〉 上記目的は軟磁性薄膜用材料の合金組成を９重量比でＳ
ｔを４〜１２％、ＡＩ、を５〜１０％、Ｃｒを０．１〜
３％、希土類元素の１種もしくは２種以上を０．０１〜
２チ含み、残部Ｆｅとすることにょシ達成される（以下
９重量％を単にチで示す◎）。

すなわち軟磁性薄膜用材料として、　Ｆｅ　−Ｓｔ　−
Ａ１合金に０．１〜３俤のＣｒと０．０１〜２チの希土
類元素を同時に添加することによシ、透磁率、耐蝕性。

機械的強度を大きく向上させることができる。

Ｓｉの量、ｋｔの量はそれぞれ９〜１１％、６〜１０Ｉ
ｓの範囲で透磁率が高くなるのでこの組成範囲がよシ好
ましい。Ｃｒは機械的強度を向上させないが、耐蝕性、
透磁率を改善し、ｏ、１％未満ではその効果が明確でな
く、３チを越えて添加した場合は耐蝕性はさらに改善さ
れるがその反面、飽和磁束密度の低下が著しいために添
加量は０．１〜３チの範囲がよい。希土類元素は透磁率
、耐蝕性。

機械的強度の改善のために添加するもので０．０１１未
満ではその効果が明確でなく、２％を越えて添加しても
前記特性の飛躍的な向上は認められないので、添加量は
０９０１〜２チの範囲がよい。また。

希土類元素を添加すると、特にスバ、ツタ法を用いて成
膜する場合、スパッタ成膜時に用いられるターゲットの
結晶粒径を２００μｍ以下と細かくできよル均−、高性
能の薄膜をつくることができることができる・ またｐ本発明の軟磁性薄膜を製造する方法は特に規定し
ないが、スパッタ法、蒸着法、メッキ法等によシ任意に
選択できる。

〈実施例〉 以下１本発明をスパッタ法を用いた実施例によシ詳しく
説明する。

実施例−１ 基板として５ｃｒｎ四方のポリイミドフィルムを用い、
この上にスパッタ法によシ表に示した組成の合金を厚さ
３μｍ被着した。なお、　Ｃｒおよび希土類元素の添加
効果を明確にするためにう合金Ａ１０゜１１．１２を除
きＳｉ量は９．５チｔ　Ａｔ量は７チと一定にした。

これらのスパッタ膜を分析した結果１表に示した元素の
他に３　ｐｐｍ以下のＳ　ｗ　５　ｐｐｍ以下のＣが検
出された。Ｓｅｃ等の不純物が多く含まれていると一〇
ｒを添加してもこれらの不純物に起因する孔食が発生し
、また希土類元素の添加はかえって耐蝕性を害すること
になるので好ましくない。また、スパッタ膜の組織観察
によシ第２相の析出は認められなかった。膜形成後、非
酸化性雰囲気中で３００〜８００℃の範囲で、熱処理を
施し以下の試験に供した。

これらのスＩＪ？ツタ膜について、耐蝕性試験を行った
・耐蝕性試験としては塩水噴霧試験法（ＪＩＳＺ　　２
３７１　）を用いた。評価方法は、試料墓１の腐食面積
Ｑ１００として相対腐食面積を算出した。

また、同時に作成した同一組成のスパッタ膜について引
張試験を行い９合金膜にクラックが発生するときの強度
を測定した。評価方法は合金属１の強度ｆｔ１００とし
て相対評価した・これらの結果を表に示す・この結果よ
’）ｔＦｅ−８ｉ−Ａｔ合金にＣｒと１種もしくは２種
以上の希土類元素を同時に添加することによシ、耐蝕性
および機械的強度が向上することがわかる。この結果よ
り　、　Ｆｅ−８ｉ−Ａｔ合金に希土類元素であるＣｅ
をＣｒとともに０．０１％以上添加することによシ。

無添加あるいはＣｒ及び希土類元素であるＣｅを単独で
添加したＦｅ−８ｔ−Ａｔ合金に比べて耐蝕性および機
械的強度が向上していることがわかる０また。２チを越
えて添加しても耐蝕性９機械的強度は変化していないこ
とがわかる（Ａ８　、９　）。一方ｐｃｒは耐蝕性の向
上には寄与するが機械的強度にはほとんど寄与していな
いことがわかる（　Ａ　５　＝１０．１１．１２）。

以下余日 実施例−２ 外径１０鵡、内径６　＋ｍ　ｖ厚さ０．５＋ａ＋のガラ
ス基板を用いて、これに実施例−１と同一条件で合金膜
を３μｍ被着し、同様の条件で熱処理を施した後。

５　ＭＨｚにおける実効透磁率を測定した。この結果を
表に示す・表から明らかなようにＣｒと１種もしくは２
種以上の希土類元素を同時に添加すると実効透磁率は向
上していることがわかる。

〈発明の効果〉 以上説明したように１本発明による軟磁性薄膜用材料に
よれば、従来の軟磁性薄膜用材料に比べて優れた耐蝕性
２機械的強度、高透磁率という実用的薄膜にとって欠か
すことのできない３つの条件を同時に満たす高性能な薄
膜材料を提供できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、重量比でＳｉを４〜１２％、Ａｌを５〜１０％、Ｃ
   ｒを０．１〜３％、及び希土類元素の１種もしくは２種
   以上を０．０１〜２％含み、残部Ｆｅからなる軟磁性薄
   膜用材料。