JPH0652684B2 - 磁性合金薄膜 - Google Patents

磁性合金薄膜

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JPH0652684B2 JP59150429A JP15042984A JPH0652684B2 JP H0652684 B2 JPH0652684 B2 JP H0652684B2 JP 59150429 A JP59150429 A JP 59150429A JP 15042984 A JP15042984 A JP 15042984A JP H0652684 B2 JPH0652684 B2 JP H0652684B2
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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、磁性合金薄膜、特にメタルテープのような高
保磁力記録媒体に対応するＶＴＲ用磁気ヘッド材料とし
て好適な高い飽和磁束密度と透磁率を有する磁性合金薄
膜に関する。
背景技術とその問題点 Fe−Al−Siから成る三元合金のうち、Si9.5ｗｔ％、A
l5.4wt％の組成を有する合金はセンダスト合金と呼ば
れ、磁歪定数、結晶磁気異方性定数のいずれもが略零に
なるため、極めて優れた軟磁気特性を有している。この
センダスト合金は、加工性に乏しく、機械加工による薄
片の製造は困難であるが、スパツタ法等の薄膜形成技術
を利用すればこの薄膜を得ることは容易であり、耐食
性、耐摩耗性にも優れていることからＶＴＲ等の高周波
帯域で使用する磁気ヘツドのコア材料としての利用が考
えられる。一方、磁気記録における記録密度の改善を図
る手段の一つとして記録波長の短波長化が考えられる
が、自己減磁作用を抑制し、高品質な記録、再生を行う
ためには記録媒体の保磁力(Hc)を高める必要があり、例
えばメタルテープのような高保磁力記録媒体が出現して
いる。このような高保磁力記録媒体の特性を十分引き出
して完全な記録及び消去を行うためには、ヘツド材料の
飽和磁束密度も記録媒体に応じて高くする必要がある。
また、記録、再生を同一のヘツドで行なうのであれば、
飽和磁束密度のみならず透磁率も高くなければならな
い。
現在、センダスト合金は上記諸条件に近い材料として注
目されているが、この合金の飽和磁束密度は11000Ｇ程
度であつて、例えば保磁力(Hc)が1400Oe程度の合金塗布
型記録媒体（メタルテープ）の特性を十分生かし得る材
料とはなつていない。従つて、このセンダスト合金を凌
ぐ飽和磁束密度を有し、且つセンダスト合金と同等以上
の透磁率を有する材料の実現が要望されていた。
なお、単に飽和磁束密度を増加させればよいのであれ
ば、センダスト合金組成中のSi及びAlの割合を減らすこ
とにより或る程度達成することもできるが、センダスト
合金は所謂標準的な組成比からずれるに従つて磁歪と磁
気異方性を同時に零にすることができなくなるため、セ
ンダスト合金本来の軟磁性は損なわれることになる。
発明の目的 本発明は、上述の点に鑑みて、高い飽和磁束密度と透磁
率を有する磁性合金薄膜を提供するものである。
発明の概要 本発明は、高透磁率のＦｅが82〜88ｗｔ％、Alが４〜７
ｗｔ％、Ｓｉが８〜11ｗｔ％よりなるＦｅ−Al−Ｓｉ又
はＦｅが20〜22ｗｔ％、Ｎｉが78〜80ｗｔ％よりなるＦ
ｅ−Ｎｉの第１合金薄膜とこの第１合金薄膜上に直接積
層された高飽和磁束密度のＦｅが92〜96ｗｔ％、Ｓｉが
４〜８ｗｔ％よりなるＦｅ−Ｓｉの第２合金薄膜よりな
り、第１合金薄膜と第２合金薄膜との膜厚比が１：0.1
〜2.0 となる磁性合金薄膜である。
上記発明により、飽和磁束密度と共に透磁率も高い磁性
合金薄膜が得られる。この磁性合金薄膜によれば、例え
ばバルクヘッドにおける２つのコア半体をガラス融着す
る場合等の５００℃以上の加熱工程後においても優れた
軟磁気特性かつ高飽和磁束密度が得られる。
実施例 本発明においては、高透磁率のFe−Al−Si系又はFe−Ni
系合金薄膜上に高飽和磁束密度のFe−Si系合金薄膜を直
接積層して磁性合金薄膜を構成する。
そして、Fe−Al−Si系合金薄膜の組成範囲は、Fe−82〜
88wt％、Al−４〜７wt％、Si−８〜11wt％が好ましく、
Fe−Ni系合金薄膜の場合はFe−20〜22wt％、Ni−78〜80
wt％が好ましい。また、Fe−Si系合金薄膜については、
Fe−92〜96wt％、Si−４〜８wt％が好ましい。
更に、合金薄膜の少なくとも一方には、上記構成元素以
外の元素を微量添加しても良い。また、膜厚比は、Fe−
Al−Si系又はFe−Ni系薄膜１に対してFe−Si系薄膜は0.
1〜2.0が好ましい。これは、0.1より小さくすると飽和
磁束密度の改善度が小さくなり、2.0より大きくしても
飽和磁束密度の改善は期待できないからである。
また、本磁性合金薄膜を製造する際のアニールは、最初
の合金薄膜形成後及び次の合金薄膜形成後の２回行つて
も良く、またはいずれかの合金薄膜形成後に１回行つて
も良い。そして、アニールの温度範囲は、４００〜６０
０℃位が適当である。これは、４００℃より下の場合、
アニールの効果が少なく、また６００℃より上にすると
基板に影響が出るからである。
〔実施例１〕 表面を光学研磨した結晶化ガラスより成る基板に高周波
スパツタ法でSi−9.5wt％、Al−5.4wt％、Fe−85.1wt％
の組成を有するFe−Al−Si系合金（センダスト合金）を
４μｍの厚さに堆積した。次いで、このセンダスト合金
薄膜上にSi−6.5wt％、Fe−93.5wt％の組成を有するFe
−Si系合金をスパツタ法で１μｍの厚さに堆積した。こ
の積層磁性合金薄膜を真空中、５００℃で１時間のアニ
ールを行つた後、磁化力Ｈに対する磁束密度Ｂを測定し
た。第１図はアニール前の交流Ｂ−Ｈ曲線、第２図はア
ニール後の交流Ｂ−Ｈ曲線を夫々示す。なお、Ｂ−Ｈ曲
線の測定周波数は８Hz、最大測定磁界は50Oeである。ま
た、第４図において、直線Ａは5mOeの測定磁界で測定し
たアニール前の透磁率の変化、曲線Ｂはアニール後の透
磁率の変化を夫々示す。
〔実施例２〕 実施例１と同様にして基板に同一組成のFe−Al−Si系合
金を４μｍの厚さに堆積した。この試料を真空中、５０
０℃で１時間アニールした後、実施例１と同様に同一組
成のFe−Si系合金を１μｍの厚さに堆積した。次に、こ
の積層磁性合金薄膜を再び真空中、５００℃で１時間ア
ニールした。この積層磁性合金薄膜について、透磁率の
変化を5mOeの測定磁界で測定した結果を第４図に示す。
第４図で曲線Ｃは２回目のアニール前の透磁率の変化、
曲線Ｄは２回目のアニール姿の透磁率の変化を夫々示
す。
〔実施例３〕 基板にスパツタ法でFe−20wt％、Ni−８０wt％の組成を
有するFe−Ni系合金（パーマロイ）を1.2μｍの厚さに
堆積した。次いで、このパーマロイ合金薄膜上にSi−6.
5wt％、Fe−93.5wt％の組成を有するFe−Si系合金をス
パツタ法で0.6μｍの厚さに堆積した。この後、この積
層磁性合金薄膜を真空中、５００℃で１時間のアニール
を行つた後、5mOeの測定磁界で透磁率の変化を測定し
た。第３図で直線Ａはアニール前の透磁率の変化、曲線
Ｂはアニール後の透磁率の変化を夫々示す。
〔比較例１〕 実施例１と同様にして基板に同一組成のFe−Al−Si系合
金を４μｍの厚さに堆積した。この試料を真空中、５０
０℃で１時間アニールした後、測定磁界50ＯＥ、測定周
波数８Ｈｚで磁化力Ｈに対する磁束密度Ｂを測定した。
第５図はアニール前の交流Ｂ−Ｈ曲線、第６図はアニー
ル後の交流Ｂ−Ｈ曲線を夫々示す。また、第４図におい
て、直線Ｅは５ｍOeの磁界で測定したアニール前の透磁
率の変化、曲線Ｆはアニール後の透磁率の塩化を夫々示
す。
〔比較例２〕 実施例１と同様にして基板に同一組成のFe−Si系合金を
１μｍの厚さに堆積した。この試料を真空中、５００℃
で１時間アニールした後、測定磁界50Oe、測定周波数8H
zで磁化力Ｈに対する磁束密度Ｂを測定した。
第７図はアニール前の交流Ｂ−Ｈ曲線、第８図はアニー
ル後の交流Ｂ−Ｈ曲線である。また、第４図において、
直線Ｇは5mOeの磁界で測定したアニール前の透磁率の変
化、曲線Ｈはアニール後の透磁率の変化である。
以上の実施例及び比較例からわかるように、Fe−Al−Si
系合金薄膜とFe−Si系合金薄膜との積層構造より成る磁
性合金薄膜の場合、飽和磁束密度が増加するだけではな
く、透磁率もセンダスト単層の磁性合金薄膜よりも高く
なる。Fe−Si系合金自体の飽和磁束密度は高い（この場
合は18000Ｇ）が、第４図の直線Ｇ及び曲線Ｈで示すよ
うに、透磁率が低いため、このままでは実用材料として
利用できない。これに対して、本磁性合金薄膜によれ
ば、実施例で示した交流Ｂ−Ｈ曲線からわかる通り、ま
た例えば４μｍの厚さを有する飽和磁束密度が11000Ｇ
のセンダスト合金薄膜上に飽和磁束密度が18000ＧのFe
−Si系合金薄膜を１μｍ積層した場合、全体の飽和磁束
密度は（11000×４＋18000×１）／５の単純な計算か
ら、12400Ｇと高くなる。これは、センダスト合金薄膜
だけの場合と比較して1400Ｇの増加となる。しかも透磁
率に関しては、第４図に示すようにセンダスト合金薄膜
だけの場合より高い値を示す。従つて、この磁性合金薄
膜は、記録、再生兼用のヘツド材料として好適である。
また、Fe−Ni系合金薄膜とFe−Si系合金薄膜との積層構
造より成る磁性合金薄膜の場合、全体の飽和磁束密度
は、例えば実施例３に示す通りの厚さに積層したとする
と（10000×1.2＋17000×0.6）／1.8の計算から12300Ｇ
となる。これは、パーマロイ合金薄膜だけの場合と比較
して2300Ｇの増加となる。また、透磁率についても第３
図に示すように高い値が得られる。
このように本磁性合金薄膜に基づく著しい特性の改善
は、高透磁率のFe−Al−Si系又はFe−Ni系合金薄膜とこ
の合金薄膜上に直接形成された高飽和磁束密度のFe−Si
系合金薄膜との積層構造に本質的に由来するものであ
る。従つて、この積層構造を一つの単位とし、非磁性の
材料例えばSiO2より成るスペーサを介して複数積層する
こともできる。また、積層される両合金薄膜の相対的な
膜厚比を変えることにより、任意の飽和磁束密度が得ら
れることも本磁性合金薄膜の一つの特徴である。更に、
アニールすることは特性改善のための重要処理である。
なお、パーマロイは耐摩耗性に難点があるため、ヘッド
材料として利用するのであればセンダストとの積層構造
を選定するのが適当である。
発明の効果 本発明により、飽和磁束密度のみならず透磁率の高い磁
性合金薄膜が得られる。特に例えば５００℃の加熱処理
後においても優れた軟磁気特性かつ高飽和磁束密度の磁
性合金薄膜が得られる。従つて、この磁性合金薄膜を磁
気ヘツドのコア材料、例えばＭＩＧ（メタルインギャッ
プ）ヘッド、積層型ヘッド等に代表されるバルクヘッド
用のコア材として利用した場合には、記録、再生特性の
大幅な改善が可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明に係るFe−Al−Si系合金薄膜
上にFe−Si系合金薄膜を積層した磁性合金薄膜のアニー
ル前のＢ−Ｈ曲線及びアニール後のＢ−Ｈ曲線、第３図
は本発明に係るFe−Ni系合金薄膜上にFe−Si系合金薄膜
を積層した磁性合金薄膜の実効透磁率を測定したグラ
フ、第４図は実施例及び比較例についてアニール前及び
アニール後の実効透磁率を測定したグラフ、第５図及び
第６図は比較例のFe−Al−Si系合金薄膜のみを形成した
磁性合金薄膜のアニール前のＢ−Ｈ曲線及びアニール後
のＢ−Ｈ曲線、第７図及び第８図は比較例のFe−Si系合
金薄膜のみを形成した磁性合金薄膜のアニール前のＢ−
Ｈ曲線及びアニール後のＢ−Ｈ曲線である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 秀樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 林 和彦 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 石川 理 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 岩崎 洋 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−9905（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】高透磁率のＦｅが82〜88ｗｔ％、Alが４〜
    ７ｗｔ％、Ｓｉが８〜11ｗｔ％よりなるＦｅ−Al−Ｓｉ
    又はＦｅが20〜22ｗｔ％、Ｎｉが78〜80ｗｔ％よりなる
    Ｆｅ−Ｎｉの第１合金薄膜と該第１合金薄膜上に直接積
    層された高飽和磁束密度のＦｅが92〜96ｗｔ％、Ｓｉが
    ４〜８ｗｔ％よりなるＦｅ−Ｓｉの第２合金薄膜よりな
    り、前記第１合金薄膜と前記第２合金薄膜との膜厚比が
    １：0.1 〜2.0 であることを特徴とする磁性合金薄膜。
JP59150429A 1984-07-19 1984-07-19 磁性合金薄膜 Expired - Fee Related JPH0652684B2 (ja)

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