JPS6364313A

JPS6364313A - 軟磁性薄膜

Info

Publication number: JPS6364313A
Application number: JP20870586A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ishikawa; 理石川; Kazuhiko Hayashi; 和彦林; Masatoshi Hayakawa; 正俊早川; Yoshitaka Ochiai; 落合　祥隆; Hideki Matsuda; 秀樹松田; Hiroshi Iwasaki; 洋岩崎; Koichi Aso; 阿蘇　興一
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-09-04
Filing date: 1986-09-04
Publication date: 1988-03-22

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、良好な軟磁気特性を示し、高保磁力磁気記録
媒体対応磁気ヘッド用コア材料等に好適な軟磁性薄膜に
関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、Ｆｅ、Ｃｏ、ｋｅ、Ｓｉを主成分とする軟磁
性薄膜にＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ。

Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｕ、Ｏｓ、ｌ　ｒ、Ｒｅ、Ｎｉ。

Ｐｄ、Ｐｔ、Ｈｆの少なくとも１種を添加することによ
り、特に耐摩耗性に優れ、高保持力磁気記録媒体対応磁
気ヘッド用コア材等として好適な軟磁性薄膜を提供する
ものである。

〔従来の技術〕

・　例えばオーディオテープレコーダや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、記
録信号の高富度化や高品質化等が進められており、この
高記録宙度化に対）芯して、ＥＩｉ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１ｉ１性金
属ｔオ料を真空薄膜形成技術によりベースフィルム上に
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。

ところで、このような高抗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、磁気ヘッドのコア材料の
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
来磁気ヘッドのコア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、また、パーマロイでは耐
、　摩耗性に問題がある。

従来、かかる諸要求を満たすコア材料の一つとして、本
願出願人は先に特願昭６０−１９２９０３号においてＦ
　ｅ−ｃｏ−Ａ１−３　ｉ系合金からなる軟磁性薄膜を
提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで現在、何１気ヘッド材に対し高記録密度が要求
されているために、テープと磁気ヘッド間の相対速度が
上昇しつつあるのが現状である。従って、初期の磁気ヘ
ッドの電磁変換特性を長時間に亘って維持するためにコ
ア材に耐摩耗性についての要求が厳しくなっている。

このような観点から前述のＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−３ｉ系軟
（ｎ性薄膜を見た場合、パーマロイ等に比べれば良好な
耐摩耗性を示すものの、従来ヘッド材として使用されて
きたセンダスト合金と比較すると１〜４割程度摩耗量が
多く、この点でセンダスト合金よりも見劣りするもので
あった。

したがって、高品質化、高記録密度化を図るための磁気
記録媒体の高抗磁力化の試みも、従来のコア材料を用い
る限りにおいて、摩耗性の限界から自ずと制約を受けて
いる。

そこで本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、Ｆｅ−ｃｏ−Ａ（１−５種系合金のより
一層の改善を目的とするものであり、良好な軟磁気特性
（遇１ｆｆｉ率や抗磁力等）、高飽和磁束密度を有し、
しかも耐摩耗性に優れた軟磁性薄膜を提供することを目
的とする。

ｃ問題点を解決するための手段〕本発明者等は、上述の目的を達成せんものとＩＱ期に亘
り鋭嘗研究の結果、特に耐摩耗性の改苫という観点から
、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ。

ＭＯ，Ｔａ、Ｗ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｎｉ。

Ｐｄ、ＰＬ、Ｈｆの少なくとも１種以上の元素を）”　
ｅ−Ｃｏ−Ａｅ−３ｉ系合金に添加することが有効であ
ることを見出した。

そこで、本発明の軟磁性薄膜は、Ｆ　ｅ　＊　Ｃｏ、　
ｂ　Ａ　１　ｅＳ　ｉ　ａＭａ　（ただしａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅはそれぞれ組成比を原子％として表し、Ｎ４はＴ
　ｉ、Ｃｒ、Ｍｎ。

Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｉ　ｒ。

Ｒｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｈｆの少なくとも１種を表す
。）なる組成式で示され、その組成範囲が５≦ｂ≦１５２≦Ｃ≦１３６≦ｄ≦１７０．５≦ｅ≦６ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００なる関係を満足することを特徴とした。

すなわち、本発明の軟磁性薄膜は、Ｆｅ、Ｃｏ。

Ａｆｆ、５ｉｔ−５本組成とする合金にＴｉ、Ｃｒ。

〜ｉｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔ、ａ、Ｗ、Ｒｕ、Ｏｓ。

Ｉｒ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｈｒの少なくとも１種
を添加してなるものであって、耐摩耗性や軟磁気特性に
優れ、高飽和磁束密度Ｂｓを有するものである。

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、特に、基本合
金については、ｃｏ：５〜１５原子％、ＡＪ：４〜１２
原子％、Ｓｉ：８〜１５原子％の範囲にすることにより
低保持力化、高飽和磁束密度化、高ｉ３磁率化が達せら
れる。しがし、上述の範囲を外れると磁歪が大きくなり
、（は気持性が劣化する。また、基本合金に添加する添
加元素（Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ。

Ｗ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｔｒ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｈ「
の少なくとも一種類）の添加■については、０．５原子
％より少ない場合には目的とする耐摩耗性の改善効果が
得られず、６原子％より多い場合には磁気特性の劣化を
招いてしまう。但し、ｊｊ’ｎ　、’ｊ１元素を２種以
上使用する場合には、各添Ｊｊｌ１元−シの添加量はそ
れぞれ０〜５原子％の範囲内とするのが好ましい。

上記軟磁性薄膜の製造方法としては種々の方法が考えら
れるが、なかでも真空薄膜形成技術によるのが良い。

この真空３膜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。

クラスター・イオンビーム法等が挙げられる。

また、上記真空薄膜形成技術により軟磁性薄膜を作製す
る際に各成分元素の組成を調節する方法としては、Ｉ）各成分元素を所定の割合となるように秤■し、これ
らをあらかじめ例えば高周波溶Ｍｊ炉等で溶解して合金
インゴットを形成しておき、この合金インゴ７）を蒸発
源として使用する方法、ｉｉ　）各成分の単独元素の澤
発源を用、なし、これら蒸発源の数で組成を制御する方
法、山）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１．’Ｉ御して薄膜スピー
ドをコントロールし組成を制御する方法、ｉｖ）合金を蒸発源として薄着しながら他の元素を打ち
込む方法、等が挙げられる。

なお、上述の真空薄膜形成技術等により膜付けされた軟
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（／１１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。

〔作用〕

このように、軟磁性３膜の構成元素としてｌ？ｅ。

Ｃｏ、Ａｊ！、Ｓｉを基本組成とする合金にＴ　ｊ　＋
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、ＲｕｎＯｓ
、！ｒ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＰＬ、Ｈｆの少なくとも１
種を選び添加し、これらの組成比を所定の範囲内に設定
することにより、耐摩耗性に非常に優れた軟（■性薄膜
となる。

〔実施例〕

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ことは言う
までもない。

先ず、９９．９％以上の純度を有するＴＬ解鉄、電解コ
バルト、９９．９９％以上の純度を有するアルミニウム
、９９．９９９％以上の純度を有するシリコン及び９９
．０〜９９．９χの純度を有するＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚ
ｒ。

Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｉ　ｒ、Ｒｅ。

Ｎｉ、Ｐｄ、ＰＬ、Ｉ（ｆ（７）少なくとも１種の添Ｊ
ｊｕ元素をそれぞれ所定の組成比となるように秤量し、
アルゴン雰囲気中で高周波誘与加熱炉を用いて）電解・
鋳造後、さらにｎ械加工を行って直径１０５　ｍｓ。

厚み４１鵬のスパッタリング用合金ターゲットを作製し
た。

次に、この合金ターゲットを用いて、プレーナー・マグ
ネトロン型ＲＦスパッタリング装置により、到達ガス圧
８．　ＯＸ　１０−’Ｔｏｒｒ、アルゴンガス分圧４．
　ＯＸ　１０−’Ｔｏｒｒ、予備スパフタ１時間、スパ
ック時間４５分、投入電力３００Ｗの条件でスパックリ
ングを行い、水冷した結晶化ガラス基板（商品名　ＰＥ
Ｇ３１３０ＣＨＯＹＡ社製）上に膜厚約２μｍのａ膜を
得た。

さらに、このｆｍｌａを、Ｉ　Ｘ　１０−Ｉ′Ｔｏｒｒ
以下の真空下でｔなる温度で１時間焼鈍し、徐冷して軟
磁性薄膜を得た。

上述の方法に従い、軟磁性薄膜が形成された基板を５０
０℃で１時間真空アニールを行い、室温にて作製した軟
磁性薄膜の各サンプルについて、軟；１性薄膜の膜組成
を分析し、飽和磁束密度ＢＳ。

抗磁力Ｈｃ、透るｄ率ｐｅｆｆ　　（Ｉ　ＭＨｚにおけ
る値）。

耐摩耗性について調べた。

ここで、飽和７４を束密度Ｂｓは試料振動（ｆ束計（７
３Ｍ）、抗磁力ＨｃはＢ　−Ｈループトレーサ、透ｅｌ
率μは８の字コイル型透磁率計で測定した。

また、ｃｉｔＦ；？耗性は次のようにしてＪ１定した。

つまり、第１０に示すようにダミーヘッド（１）のテ−
プ摺動面上に先ず、Ｃｒ下地層として０，２〜０゜４μ
ｍのＣｒ　ＦＨＨ！ｉ　（２）を基板加熱７１度２００
〜３００’ｃ、到達ガス圧６．　ＯＸ　１０−’Ｔｏｒ
ｒ、アルゴンガス分圧４．　ＯＸ　１０−３Ｔｏｒｒ、
予備スパッタ１１１１間、スパッタ時間１０分、投入電
力２００Ｗの条件で付着させた。その際ダミーヘッドを
２００〜３００℃に加熱し１０分間逆スパツタを行った
。

その後、所定の組成を持つ軟Ｅｉｌ性薄膜（３）（各サ
ンプル）を膜厚約１０μｍとなるように基板加熱温度２
００〜３００℃、到達ガス圧６．　ＯＸ　１０−’Ｔ。

ｒｒ、アルゴンガス分圧４−　ＯＸ　１０−”Ｔｏｒｒ
、予備スパッタ１時間、スパッタ時間３時間、投入電力
３００Ｗの条件で付着させたその際にもダミーヘッドを
２００〜３００℃に加熱し１０分間逆スパツタを行った
。

ダミーヘッド摺動面上に軟磁性７ｊｉ膜（３）を上述の
ようにしてスパッタリングにて形成させた後、第２図に
示すようにヘッド台板（４）に接着剤（５）を用いて接
着した。接着剤（５）が充分硬化した後、１インチＶＴ
Ｒ（ソニー社製、商品名Ｂ　Ｖ　Ｈ−１Ｏ００）用ヘッ
ドドラムに合板（４）ごと装着した。その際、ダミーヘ
ッド（１）の突出星が８０：５μｍとなるように調整し
た。

上記ダミーヘッド（１）を装着した１インチＶＴＲ（ソ
ニー社製、商品名　ＢＶＨ−１０００）にセントし、γ
−Ｆｅａｒｓ系テープ（ソニー社製。

商品名　Ｖ−１６−６４Ａ）を用いて摩耗性のテストを
行った。その時のテープとダミーヘッドの相対スピード
は２５．５９　ｍ／ｓｅｅである。ダミーヘッドはテー
プ走行時間５時間毎にドラムより取り外し、顕微鏡（倍
率Ｘ４００）を用いてテープ摺動面からマーカー（６）
までの距離をＪ、ｌＩ定した。

一つの試料につき６個のダミーヘッドを作り、それらの
測定値の平均値をもって摩耗度とした。テープ走行時間
は、合計１５時間である。耐摩耗１生は、テープ走行時
間と摩耗■の関係を最小自乗法により算出したときの直
線の１項きである。

各サンプルの組成と各々についての測定結果を第１表〜
第４表に示す。

上記第１表〜第４表より、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｎ。

Ｓｉを基本組成とする合金にＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎ。

Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｅ　ｒ。

Ｒｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｈｆの少なくとも１種の添加
元素を添加することによって耐摩耗性について非常に優
れた軟磁性薄膜となることがわかった。

〔発明の効果〕

上述の説明からも明らかなように、本発明においては、
軟磁性薄膜の主たる成分元素としてＦｅ。

Ｃｏ、Ａ１．Ｓｉを選び、さらにこの合金中にＴｉ。

Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｕ。

Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｈｆの少なくと
も１種の添加元素を添加し、これらの組成比を所定の値
に設定しているので、従来の軟磁性薄膜より優れた耐摩
耗性を確保することが可能になった。

また、センダスト合金を凌ぐ飽和磁束密度Ｂｓも達成す
ることができ、軟磁気特性にも優れている軟磁性薄膜と
することが可能となった。

したがって、この軟磁性ｇｉ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、磁気記録媒体の高抗磁
力化に充分対処することができ、高品質化や高記録密度
化等記録、再生特性の良好な磁気ヘッドとすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐摩耗性を測定するためのダミーヘッドの構成
を示す斜視図であり、第２図は軟ｌＱ性薄膜を付着した
ダミーヘッドのヘッド台板への取り付は状態を示す模式
的な平面図である。１・・・ダミーヘッド２・・・軟磁性薄膜４・・・ヘッド台板

Claims

【特許請求の範囲】Ｆｅ＿ａＣｏ＿ｂＡｌ＿ｃＳｉ＿ｄＭ＿ｅ（ただしａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｅはそれぞれ組成比を原子％として表し、
ＭはＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、
Ｒｕ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｈｆの少
なくとも１種を表す、）なる組成式で示され、その組成
範囲が５≦ｂ≦１５２≦ｃ≦１３６≦ｄ≦１７０．５≦ｅ≦６ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００なる関係を満足することを特徴とする軟磁性薄膜。