JPS63113908A - 磁性合金膜 - 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、磁気ヘッド用の軟磁性材料に関するものであ
る。

従来の技術 従来、磁気ヘッド材料としては、Ｆｅ−８ｉ−Ａｌｌを
主成分とするセンダスト合金や、Ｃｏ　−Ｎｂ　−Ｚ　
ｒ等のアモルファス合金、あるいは高周波損失の少ない
フェライト材料等が用いられている。しかし、近年にな
って情報の高密度化に伴い、記録媒体も、従来に比べて
高抗磁力を持つものに移行しつつあり、よシ高い飽和磁
化４πＭｓを持つ軟磁性材料が要求されるようになって
来ている。センダスト合金は、４　πＭｓが１ｏｏ００
Ｇａｕｓｓ程度、アモルファス合金も実用上１００００
　Ｇａｕｓ　ｓ程度、フェライトは高々５０００　Ｇａ
ｕｓｓ　　程度である。従来より、高飽和磁化（４πＭ
ｓ　：　１８０００　Ｇａｕｓｓ　）を有し、かつλ＝
０となることが知られている、６．５重量％５ｉ−Ｆｅ
　　合金の検討がなされている。

しかし、この合金膜は単層では、良好な軟磁性を示さず
、この膜と、センダスト合金、もしくはアモルファス合
金とを積層する試みがなされている（特願昭６１−１０
８２０号）。

発明が解決しようとする問題点 上述の様に、軟磁性を示す積層膜用の材料として、Ｆｅ
−９ｔは注目されているが、耐蝕性に劣っておシ、磁気
ヘッド用材料としては、適していない。

本発明は、高飽和磁化を有しつつ、耐蝕性に優れ、かつ
軟磁性の磁気ヘッド用材料として使用可能なＦｅ−８ｉ
系合金膜を実現することを目的とする。

問題点を解決するだめの手段 本発明による磁性合金膜は、組成がＦｅｘＳ１ｙＣｒ２
で表わされ、その膜面方向が８０％以上（１１０）とな
るように配向されたものであシ、その組成は、重量％で
、 ０．６＜７＜４ １くｚく１０ ｘ　＋ｙ　−）−ｚ　＝　１００ の範囲内にある。これを単層もしくは、Ｆｅ−３ｔ−Ａ
ｌやアモルファス合金と積層して用いる。

作　　用 バルクのＦｅ−５ｉ合金は、Ｓｉが約６．５重量％で、
飽和磁歪λがほぼ○になることが知られている。ヘッド
の材料として軟磁性を得るためには、少くともλ（ＩＸ
ｌｏ”となるように作成条件を調節する必要がある。Ｆ
ｅ−３ｉ　を適当な条件でスパッタすると、（１１０）
面が基板面方向にほぼ配向し、かつその面が＜１１０＞
軸の回シに回転した結晶が多数集まった多結晶体になる
。ここで（１１０）面がほぼ配向した、という時は、配
向度が８０％以上の場合をいう。但し、配向度は、Ｘ線
回折の（１１０）面による回折強度の、全回折強度に対
する比によって定義した。Ｆｅ−５ｉ合金は、体心立方
格子をなし、その磁歪はλ１ｏｏとλ１１１との２つの
パラメーターで記述出来るが、ノ、。。

とλ１１１にはＳｔ濃度依存性があり、あるＳｉ濃度範
囲で逆の符号を持つ。上述した｛１１０｝面が膜面方向
にほぼ配向した多結晶膜では、λ１００とλ１１１　と
が合成され、力）つ平均化されて飽和磁歪λが〜Ｏにな
るＳｉ濃度がバルクの値の６．６重量％以外にも出−現
することがわかった。しかし、Ｆｅ−５ｉ合金は錆びや
すく、仮にλが〜０のものが得られたとしても磁気ヘッ
ド用材料としては適していない。この点を解決するため
に、この（１１０）面が膜面にほぼ平行になる様に配向
したＦｅ−８ｉ合金にＣｒを加えると、耐蝕性に優れ、
しかも、高飽和磁化で、磁歪の小なる軟磁性材料が得ら
れることがわかった。但し、Ｆｅ−３ｉにＣｒを加える
と、λ〜０となるＳｉａ度がずれることがあるので、そ
の時は、Ｓｉ濃度を調節する必要がある。

また、このＦｅ　−Ｓｔ　−Ｃｒ合金膜と、アモルファ
ス合金膜もしくは、Ｆｅ−３ｉ−Ｃ（１合金膜（センダ
スト）とを交互に重なで積層することによって、磁気ヘ
ッド用磁性材料としての軟磁性が、更に改善され、かっ
Ｆｅ　−Ｓ　ｉ　−Ａ１合金やアモルファス合金よりも
、高飽和磁化を有するものが可能となる。

実施例 ＦｅｘＳ１ｙ　（ｘ＋ｙ＝１ｏｏ、ｏくｙくｅ、ｓ重量
％）なる組成のターゲットにＣｒの小片をのせた複合タ
ーゲ、＝　）を用い、ｒｆスパッタ装置により１Ａｒガ
ス圧１．２　Ｘ　１０−２Ｔｏｒｒ　、投入電力３５０
Ｗで膜を形成した。

第１図ａに、組成Ｆ　ｅ　９−ｒ　Ｓ　１３（重１チ）
のスパッタ膜、同図すに、膜組成Ｆｅ９４．５”　’２
．７ＣＩ２．７のスパッタ膜のＸ線回折の結果を示した
。完全に無配向の多結晶体の場合は、｛１１０｝の強度
に対する（２００）　、、（２１１）の相対強度は、第
１図よりも強い。Ｃｒが加わると、やや配向度が低くな
る。

飽和磁歪λは、膜に引張り応力、又は圧縮応力をかけた
時とかけない時とのＢ−Ｈカーブの変化によって測定し
た。第２図に示したように、Ｆｅ−３ｉの配向した膜の
磁歪は、Ｓｉが２〜４重量重量対近で小さくなるが、こ
れにＣｒが加わると上述したように、膜の配向性が低く
なり、λ＝０の組成が、Ｓ１含有量が少ない方向にずれ
るので、Ｓｉの量を減らすことによって磁歪λの絶対値
Ｉλ１を小さく出来る。この時、１λ１の値が小さな値
を示し、比較的軟磁性を示す領域は、Ｓｔ含有量が０．
５〜４重量係のものである。

耐蝕性は、スパッタ膜を純水に浸し、室温で２４時間放
置した後の錆の発生状況によって判断した。第３図にそ
の結果を示した。充分な耐蝕性を得るためには、膜中の
Ｃｒが少くとも１重量％以上であることを必要とするが
、ＳｉＯ量が増加するに従って、Ｃｒの必要量は減少す
る。Ｃｒを加えることによって錆の発生はおさえられ、
耐蝕性は大幅に向上することがわかった。

飽和磁化４πＭｇは、撮動磁力計で測定した。組成が（
ＦｅＯ，９７５ＳｉＯ，０２６）１００−ｘ　Ｃ”ｘ　
（重量％）なるスパッタ膜の４πＭｓのＣｒ濃度依存性
を第４図に示した。Ｆｅ−３ｉ合金に、Ｃｒが加わると
、一般にＣｒの増加と共に、４πＭｇが減少する。しか
しながら、Ｓｔ含有量が１０重景係以下のＦｅ−３ｉ合
金の４πＭｔａは、もともと高く、（約１６０００〜２
１０００　Ｇａｕｓ　ｓ　）充分な耐蝕性を得るために
必要な量のＣｒを加えてもなおかつ従来の磁気ヘッド用
磁性材料に比して高い飽和磁化を有するものが得られる
ことがわかった。しかしながら、必要以上のＣｒの添加
は飽和磁化を減少させるので、１０％以下とするのが望
ましい。

スパッタ法で作成した種々のＦｅ−３ｔ、　Ｆｅ−５ｉ
−Ｃｒ膜をＳＯＯ℃で、３０分間回転磁界中で熱処理後
、交流Ｂ−Ｈ）レーサーにより６ｏ１における保持力Ｈ
ａを測定した結果と、耐蝕試験の結果を　、○（優）、
Δ（良）、×（不良）で示し、表１にまとめた。

く表　１〉 更に、こノＦｅ−８ｉ−Ｃｒ合金膜を、Ｈａが小さいＭ
ａＴｂ　（Ｍ＝　Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉ、　Ｍｎのうち
１種もしくは２種以上の元素、　Ｔ　＝Ｔｉ、　Ｚｒ、
Ｈｆ、　Ｎｂ、　Ｔａ。

Ｍｏ、　Ｗ、　Ｃｒ　、　Ｒｕのうち１種もしくは２種
以上の元素、７５≦ａ≦９５原子係、５くｂく２５原子
係）で表わされる。アモルファス合金膜や、Ｆｅ１００
−ｕ−ｖＳｉｕＡｅｖ（８＜ｕ＜１２重量係。

４くＶ＜、８重量係）で表わされる。センダスト等と積
層構造にすることによって、磁気ヘッドに適した磁気特
性を有し、かつ従来よりも高い飽和磁化の磁性材料が可
能となることがわかった。一般に、積層した膜の飽和磁
化は、それぞれの膜のほぼ平均値になる。第５図に、Ｆ
　ｅｓ４．５Ｓ１２　、５Ｃｒ　ａ（重量係）合金膜と
Ｆｅｓ　４Ｓ　１１ｏＡ　Ｑ　ｅ　（重量係）膜厚依存
性を示した。なお、この多層膜においては、Ｆｅ　−Ｓ
ｉ　−Ｃｒ、　Ｆｅ　−Ｓｉ　−Ａｇ、　Ｃｏ　−Ｎｂ
−Ｔａ−Ｚｒの層厚は、等しくなるように作成した。図
より明らかなように□、ＨＣは層厚に依存し、優れた軟
磁性を得るには、一層の層厚を１０００Å以下とするこ
とが望ましいことがわかった。

発明の効果 本発明によれば、磁気ヘッドに用いるのに適した高飽和
磁化、耐蝕性及び軟磁性を備えた磁性台、金膜を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは組成Ｆ　ｅ　ｓ□Ｓ　１　ｓ　（重量係）の
スパッタｔｉの、同図すは組成Ｆ　ｅ　９４．５　Ｓ　
！　２、−ｒ　Ｃｒ　２、−ｒのスパッタ膜の各々Ｘ線
回折図、第２図はＦｅ　−８ｉ合金膜及びＦｅ　−Ｓｉ
　−Ｃｒ合金膜の飽和磁歪λのＳｉ濃度依存性を示すグ
ラフ、第３図はＦｅ−３ｉ−ｃｒ合金膜の耐蝕性のＳｉ
−及びＣｒ−濃度依存性を示すグラフ、第４図はＦｅ−
３ｉ−Ｃｒ合金膜の飽和磁化４πＭｓの濃度依存性を示
すグラフ、第５図ａはＦｅ−５Ｌ−Ｃｒ　／　Ｆｅ　−
５ｉ−Ａ（２多層膜の、同図すはＦｓ−８ｔ−Ｃｒ　／
Ｃｏ−Ｎｂ−Ｔａ−Ｚｒ多層膜の各々保持力Ｈａの一層
の層厚依存性を示すグラフである。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 Ｗ４′ｚＯ８″″２θ ｚｏ　　　４ｏ　　　ｔｏ　　　Ｂｔｒ　　　ｔｍ　　
。 第　４　図 第５図 ／Ｖ　厚　　（ズジ 層厚（Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）組成がＦｅ＿ｘＳｉ＿ｙＣｒ＿ｚで表わされ、そ
   の膜面が｛１１０｝面方向に、８０％以上の配向度を有
   するとともに前記ｘ、ｙ、ｚが重量％でそれぞれ、０．
   ５≦ｙ≦４ １≦ｚ≦１０ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ を満たす範囲にある磁性合金膜。 （２）飽和磁歪λが１．０×１０＾−＾５より小なるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁性合金膜
   。 （３）組成がＦｅ＿ｘＳｉ＿ｙＣｒ＿ｚで表わされ、λ
   ＜１．０×１０＾−＾５であって、その膜面が、｛１１
   ０｝面方向に、８０％以上の配向度を有するとともに、
   前記ｘ、ｙ、ｚが重量％で、それぞれ、 ０．５≦ｙ≦４、１≦ｚ≦１０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００を
   満たす範囲にある磁性合金膜と、λ＜１．０×１０＾−
   ＾５であって、組成がＦｅ＿１＿０＿０＿−＿ｕ＿−＿
   ｖＳｉ＿ｕＡｌ＿ｖで表わされ、前記ｕ、ｖが重量％で
   それぞれ８≦ｕ≦１２、４≦ｖ≦８を満たす合金膜もし
   やは、λ＜１．０×１０＾−＾５であって、組成がＭａ
   Ｔｂで表わされ、ａ、ｂが原子％で、それぞれ７５≦ａ
   ≦９５、６≦ｂ≦２５を満たすアモルファス合金膜とを
   交互に重ねて多層膜化したことを特徴とする磁性合金膜
   。但し、ＭはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎの群より選ばれる
   １種又は２種以上の元素、ＴはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ
   、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｕの群より選ばれる１種又
   は２種以上の元素である。 （４）一層の層厚が１０００Å以下であることを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載の磁性合金膜。