JPH0744110B2 - 高飽和磁束密度軟磁性膜及び磁気ヘッド - Google Patents

高飽和磁束密度軟磁性膜及び磁気ヘッド

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JPH0744110B2 JP63220935A JP22093588A JPH0744110B2 JP H0744110 B2 JPH0744110 B2 JP H0744110B2 JP 63220935 A JP63220935 A JP 63220935A JP 22093588 A JP22093588 A JP 22093588A JP H0744110 B2 JPH0744110 B2 JP H0744110B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高密度磁気記録再生用の磁気ヘッドに用いる高
磁束密度軟質磁性膜及びこれを用いた磁気ヘッド（薄膜
磁気ヘッドを含む）に関するものである。
従来の技術 高密度の磁気記録に要求される大きな抗磁力（Hc）の記
録媒体に対して磁気記録ヘッド用材料には高い飽和磁束
密度（Bs）が必要とされているが、従来の高Bs値を有す
るヘッド用軟質磁性材料としては、Fe系及びCo系非晶質
合金やセンダスト合金等の限られた種類のものしかなか
った。
これ等の合金は各々、高飽和磁束密度と同時に抵抗磁力
（Hc）、高透磁率（μｉ）をも兼ね備えた材料として実
用レベルとして10000Gauss前後のものが知られてきた。
発明が解決しようとする課題 上記の従来の材料に対して、より磁気記録再生効率の向
上をはかるため、さらに大きなBs値をもつ材料を得るに
はFe系非晶質膜では十分に小さな磁歪を得ることが困難
であり、熱処理に対する軟磁気特性の安定性に大きな問
題があった。
Co系の非晶質材料においては低磁歪が実現でき、また熱
安定性についても良好なものが実用化されているが、Bs
値の上限は14000Gauss前後が限度であり、このBs値の大
きさの材料ではやはり実用上の熱安定性に問題があっ
た。さらにまた、センダクト合金薄膜においては熱安定
性の問題点は比較的小さいが、軟磁気特性については十
分とはいえなく、Bs値の上限は実用値として11000Gauss
〜12000Gaussまでであった。
上記のような従来の軟磁性薄膜のもつ問題点に対して、
およそ15000Gauss以上のBs値を有し、なお且つ良好な軟
磁気特性（低抗磁力（Hc），高い初透磁率（μｉ），低
い磁歪（λｓ）を有する熱的にも安定なヘッド用材料が
実用上必要である。
従来、Fe−Co−Ni ３元系合金に関しては『パーミンバ
ー合金』として、そのいくつかの磁気特性に関する報告
が知られているが、これ等はバルク材料（固体）のみに
限られ、軟磁気特性に限っても同組成であっても一般に
面配向の著しい薄膜材料についてはほとんど知られてい
なかった。
蒸着法、又は電着法による製法の面心立方格子のFe,Co,
Niを主成分とする薄膜においては、例えば図１に示すよ
うに、およそNiの原子（at％）に主として依存した飽和
磁束密度の値を有し、 Ni＜70at％で従来の軟磁性薄膜にない Bs＜12000Gaussを得ることができる。しかし、Ni20at
％では室温における。面心立方格子構造の安定性はな
く、体心立方格子構造が安定となるため、薄膜の軟磁気
特性へ大きな悪影響を及ぼす。また、同様なことが図２
からFe75at％についても言える（即ち20＜Ni＜70
〔％〕,Fe＜75％が必要）。
通常結晶磁気異方性定数及び磁歪定数が軟磁気特性に大
きく影響を及ぼすが、両者は各合金元素成分組成に依存
するだけでなく、各結晶面内における値によって大きさ
符号とも、大きく相違するため、一般に薄膜材料の面配
向性、結晶粒径の大きさ、形状によって大きく左右され
るため、バルク材料として知られている従来のデータと
は同組成であっても異なっている。
課題を解決するための手段 上記の要求を満たすため本発明は、Fe,Co,Niの３成分を
主成分とし、各成分組成が原子％で20％＜Fe＜75％、且
つ５％＜Co＜45％、且つ20％＜Ni＜70％である合金薄膜
であって、薄膜面として面心立方格子構造の（220）面
または（111）面を優先的に面配向させたことを特徴と
する。
作 用 スパッタ蒸着法、電子ビーム蒸着法、或いは電着法等の
薄膜作製方法によれば、Fe,Co,Niの３成分を主成分とす
る合金薄膜において、面心立方構造の（220）面又は（1
11）面を作成条件を選ぶことによって薄膜面として優先
的に面配向させることが可能である。これ等の面配向を
もつ膜の薄膜面内の軟磁気特性に良好な特性を確認し
た。しかし、これ等の面配向をもつ薄膜面内の良好な軟
磁気特性を得るためには組成的には Ni＜20at％に加えて、Fe＞20at％，且つ Co＜45at％が必要であることがわかった。
この組成領域内のものを選べば薄膜の作成条件や熱処理
条件を適当に選ぶことにより面配向、結晶粒径や形状を
制御することで初透磁率μｉ＞300,Hc＜3Oeのものを得
ることができる。一方、Co5at％の薄膜についてはパ
ーマロイ合金をはじめとしたNi−Fe系合金２元系薄膜と
して従来から知られている材料とほぼ同様な薄膜といえ
る。
上記のFe Co Ni3成分を主成分とする合金の軟磁気特性
は例えば実施例に示したように耐食性向上のためのCr結
晶粒径を制御するTi,Zr,Hf等の微量（５％未満）の添加
によって、配向性に対する大きな影響を及ぼさない限
り、ほぼ同等かそれ以上（第４元素の無添加）の軟磁気
特性が期待できることは言うまでもない。この場合でも
Bs値の大きな低下はない。
実施例 第１図は本発明の第１実施例におけるFe,Co,Niを主成分
とする高飽和磁束密度軟磁性膜の飽和磁束密度の組成依
存性を示した（at％）。
第１図の特性は、いずれもスパッタ蒸着法による製法に
よるものである。
第２図には、第１図の試料と同じ試料について、熱処理
前の蒸着膜の結晶構造を調べた結果である。表１は第２
図の結果によって確かめられた各結晶構造のものについ
て、薄膜の面配向性と対比させながら各合金組成におけ
る初透磁率（μｉ）、抗磁力（Hc）等の特性を700℃0.5
Hr,又は500℃0.5Hrの熱処理膜についてまとめたもので
ある。ここで、冷却は全て空冷をとった。
本発明の第２実施例におけるFe Co Niを主成分とする高
飽和磁束密度を有るるスパッタ蒸着膜について、第３図
に示すような積層型ビデオヘッドコア材料として使用
し、良好な磁気記録再生特性を得た。同図のヘッドは、
磁気コア層１を非磁性基板2,3により挾んだ積層体２個
を、ギャップ４を形成して突き合わせた構造である。５
は巻線窓である。
本発明の第３実施例におけるFe Co Niを主成分とする高
飽和磁束密度を有する電着軟磁性膜（一軸磁界中電着）
について、第４図に示すような薄膜磁気ヘッド用ヨーク
材料（下部磁性層及び上部磁性層）として使用し、良好
な磁気記録再生特性を得た。同図において、１は基板で
あり、その上には絶縁層２を介して下部磁性層３が形成
されている。更にギャップ層４を介して、絶縁層５とコ
イル層７が積層され、その上部に上部磁性層６が形成さ
れている。ただし、先端部分においては下部磁性層３と
上部磁性層６とはギャップ層４のみを介して対向してい
る。８は保護層である。
発明の効果 本発明の高飽和磁束密度を有する軟磁性膜を得ることが
でき、又この軟磁性膜を用いて、より磁気記録再生効率
の向上した各種の磁気ヘッドを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例における高飽和磁束密度軟
磁性膜の主成分Fe Co Niの各組成に対する飽和磁束密度
依存性を示すグラフ、第２図はその各スパッタ蒸着膜の
未然処理時の室温における結晶構造を示すグラフ、第３
図は本発明の第２実施例における積層型ビデオヘッドの
概略斜視図及びその磁気ギャップ部分の拡大図、第４図
は本発明の第３実施例における薄膜磁気ヘッドの平面図
及びＸ−Ｙ断面図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Fe,Co,Niの３成分を主成分とし、各成分組
    成が原子％で20％＜Fe＜75％且つ ５％＜Co＜45％且つ 20％＜Ni＜70％ である合金薄膜であって、薄膜面として面心立方格子構
    造の（220）面または（111）面を優先的に面配向させた
    ことを特徴とする高飽和磁束密度軟磁性膜。
  2. 【請求項２】Fe,Co,Niの３成分を主成分とする薄膜合金
    を蒸着法によって作成したことを特徴とする請求項１記
    載の高飽和磁束密度軟磁性膜。
  3. 【請求項３】Fe,Co,Niの３成分を主成分とする薄膜合金
    を電着法（電解メッキ法）によって作成したことを特徴
    とする請求項１記載の高飽和磁束密度軟磁性膜。
  4. 【請求項４】Fe,Co,Niの３成分を主成分とする薄膜合金
    に対し5at％未満のCr,Ti,Zr,Hfを添加したことを特徴と
    する請求項１記載の高飽和磁束密度軟磁性膜。
  5. 【請求項５】請求項１記載の高飽和磁束密度軟磁性膜を
    用いた磁気ヘッド。
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