(57)【要約】軟磁性材料で形成された非結晶下地膜と、（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ｍ）１−ｙ（ここで、０．６５≦ｘ≦０．７５、０＜１−ｙ≦０．０５であり、ＭはＭｇ、Ａｌ、ＳｉおよびＴｉの酸化物およぴ窒化物からなる群より選択される少なくとも１種を示す。）で表される組成を有する膜との積層膜を含む高飽和磁束密度軟磁性材料。
2003096359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮｉＦｅ系軟磁性材料で形成された下地膜と、下記一般式
（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ａｌ２Ｏ３）１−ｙ
（ここで、０．６５≦ｘ≦０．７５、０＜１−ｙ≦０．０３）
で表される組成を有する膜との積層膜を含む高飽和磁束密度軟磁性材料。
【請求項２】
前記下地膜の膜厚が０．５〜５ｎｍ、前記（ＦｃｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ａｌ２Ｏ３）１−ｙ膜の膜厚が５０〜１０００ｎｍである請求項１記載の高飽和磁束密度軟磁性材料。
【請求項３】
軟磁性材料で形成された非結晶下地膜と、下記一般式
（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ｍ）１−ｙ
（ここで、０．６５≦ｘ≦０．７５、０＜１−ｙ≦０．０５であり、ＭはＭｇ、Ａｌ、ＳｉおよびＴｉの酸化物および窒化物からなる群より選択される少なくとも１種を示す。）で表される組成を有する膜との積層膜を含む高飽和磁束密度軟磁性材料。
【請求項４】
前記非結晶下地膜の膜厚が０．５〜５ｎｍ、前記（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ｍ）１−ｙ膜の膜厚が５０〜１０００ｎｍである請求項３記載の高飽和磁束密度軟磁性材料。
【請求項５】
前記非結晶下地膜が、ＣｏＺｒＮｂ合金、ＦｅＺｒＮｂ合金およびＦｅＣｏＺｒＮｂ合金からなる群より選択される材料で形成されている請求項３記載の高飽和磁束密度軟磁性材料。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、高飽和磁束密度軟磁性材料に関し、特に高保磁力記録媒体にも対応できる磁気ヘッドのコア材料として好適に使用できる高飽和磁束密度軟磁性材料に関する。
背景技術
情報記録の大容量・高速化に伴い、情報ストレージ装置の近年の進歩にはめざましいものがある。特に、大容量・高速で、信頼性に優れ、情報の書き換えが可能なハードディスクは、情報ストレージ装置として確固たる地位を築いてきた。しかしながら、大容量化による記録密度の高密度化に伴って、記録媒体の保磁力が増大する傾向にあり、こうした高保磁力の記録媒体に記録をするための磁気ヘッドのコア材料にはより高い飽和磁束密度を持つ軟磁性膜が求められている。
磁気ヘッドコア材料に用いられる軟磁性膜には、第１に高い飽和磁束密度が求められ、最近では２．２Ｔ以上のものが精力的に研究されている。このような高い飽和磁束密度を示す材料としてはＦｅｘＣｏ１−ｘ（０．６５≦ｘ≦０．７５）が有望である。この組成のＦｅＣｏ合金は２．４Ｔ以上の高い飽和磁束密度を持つことが知られている。しかしながら、この組成のＦｅＣｏ合金を通常のスパッタリングにより薄膜にした場合、保磁力が５０〜１００Ｏｅとなり、磁気ヘッドコア材料としては使用できない。
従って、ＦｅＣｏ合金の飽和磁束密度を大きく低下させることなく、困難軸方向の保磁力を低下させることが重要な課題となる。
従来、ＦｅＣｏ合金の保磁力を低下させるには、ＦｅＣｏに第３成分を添加した合金ターゲットまたはＦｅＣｏターゲットに第３成分のチップを載せた複合ターゲットを用い、アルゴンガス中に数％程度の窒素ガスや酸素ガスなどの添加ガスを導入して反応性スパッタリングを行う方法が知られている。第３成分は添加ガスと選択的に結合しやすい材料であり、添加ガスによるＦｅやＣｏへの影響を防ぐ機能を有する。しかしながら、この方法ではＦｅＣｏ以外の第３成分を５％以上導入しないと良好な軟磁気特性を得ることができなかったため、作製された膜の飽和磁束密度は必然的に大きく低下していた。
別の方法として、５ｎｍ程度の軟磁性材料で形成した下地膜上にＦｅＣｏ系合金膜を積層することにより軟磁気特性を改善することも報告されている。しかし、この構成で積層できるＦｅＣｏ系合金膜の膜厚の範囲はそれほど広くなく、下地膜の膜厚もある程度必要なことから、膜全体の実効的な飽和磁束密度は低下してしまう。
なお、下地膜の軟磁性材料としてはＮｉＦｅ合金（一般的にパーマロイと呼ばれる）が多用されている。この場合、ＮｉＦｅ系下地膜の結晶構造によってＦｅＣｏ系合金膜の結晶構造を制御し、ＦｅＣｏ系合金膜の軟磁気特性を改善することを目指している。ＮｉＦｅ系下地膜の結晶構造は基板の影響を受けるため、使用する基板によってはＦｅＣｏ系合金膜の軟磁気特性を十分に改善できないこともある。このため、ＦｅＣｏ系合金膜の軟磁気特性の改善効果が基板の状態に依存しにくい下地膜が求められている。
また、記録密度の向上に伴い、記録ヘッドの磁区制御も重要になってきており、大きな異方性磁界が求められるようになってきている。
以上のような磁気特性の改善に加えて、磁気ヘッドの設計を容易にするためには、広い範囲の膜厚で安定した磁気特性が得られることが好ましい。
発明の開示
本発明の目的は、高い飽和磁束密度、低い保磁力、大きな異方性磁界を持ち、磁気ヘッドのコア材料として好適な高飽和磁束密度軟磁性材料を提供することにある。
本発明の一態様に係る高飽和磁束密度軟磁性材料は、ＮｉＦｅ系軟磁性材料で形成された下地膜と、下記一般式
（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ａｌ２Ｏ３）１−ｙ
（ここで、０．６５≦ｘ≦０．７５、０＜１−ｙ≦０．０３）
で表される組成を有する膜との積層膜を含む。
上記の高飽和磁束密度軟磁性材料においては、ＮｉＦｅ系下地膜の膜厚が０．５〜５ｎｍ、（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ａｌ２Ｏ３）１−ｙ膜の膜厚が５０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
本発明の他の態様に係る高飽和磁束密度軟磁性材料は、軟磁性材料で形成された非結晶下地膜と、下記一般式
（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ｍ）１−ｙ
（ここで、０．６５≦ｘ≦０．７５、０＜１−ｙ≦０．０５であり、ＭはＭｇ、Ａｌ、ＳｉおよびＴｉの酸化物および窒化物からなる群より選択される少なくとも１種を示す。）
で表される組成を有する膜との積層膜を含む。
上記の高飽和磁束密度軟磁性材料においては、非結晶下地膜の膜厚が０．５〜５ｎｍ、（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ｍ）１−ｙ膜の膜厚が５０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
前記非結晶下地膜の材料としては、ＣｏＺｒＮｂ合金、ＦｅＺｒＮｂ合金、ＦｅＣｏＺｒＮｂ合金などが挙げられる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る高飽和磁束密度軟磁性材料について、より詳細に説明する。
本発明の第１の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料において、下地膜はＮｉＦｅ系軟磁性材料（一般的にパーマロイと呼ばれる）で形成されている。下地膜には、その良好な軟磁気特性を阻害しない限りにおいて、Ｎｉ、Ｆｅに加えて他の材料を添加した軟磁性材料を用いることができる。
本発明の第１の実施形態において、ＮｉＦｅ系下地膜上に積層される高飽和磁束密度軟磁性膜は、ＦｅｘＣｏ１−ｘ（０．６５≦ｘ≦０．７５）を主成分とする。適切な組成を有するＦｅＣｏは、スパッタリングターゲット、成膜条件などを調整することによって、その飽和磁束密度が合金系で得られる最高値である２．４５Ｔにまで到達することが知られている。ＦｅｘＣｏ１−ｘ（０．６５≦ｘ≦０．７５）で表される組成範囲のＦｅＣｏ合金は、上記の値に近い飽和磁束密度を有する。本発明の第１の実施形態においては、ＦｅｘＣｏ１−ｘ（０．６５≦ｘ≦０．７５）に対して３％以下のＡｌ２Ｏ３を含有した組成を有する複合材料からなる高飽和磁束密度軟磁性膜が用いられる。Ａｌ２Ｏ３含有量は０．５〜３％であることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３含有量が０．５％未満であると、困難軸方向の保磁力が高くなる傾向がある。Ａｌ２Ｏ３含有量が３％を超えると、飽和磁束密度が低下する傾向がある。なお、下地膜を設けずに、（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ａｌ２Ｏ３）１−ｙ複合膜のみを基板上に成膜した場合でも、高い飽和磁束密度を維持しながら、困難軸方向の保磁力を５Ｏｅ以下まで低下させることができる。
本発明の第１の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料は、ＮｉＦｅ系軟磁性下地膜上に（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ａｌ２Ｏ３）１−ｙ膜に積層したことにより、飽和磁束密度が２．３７Ｔ以上、困難軸方向の保磁力が１Ｏｅ以下、異方性磁界が２０Ｏｅ以上という、高飽和磁束密度および良好な軟磁気特性を示す。
本発明の第１の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料は、高い飽和磁束密度を有しているため、これを磁気ヘッドのコア材料として用いた場合、高い保磁力を有する記録媒体への情報の書き込みが容易になり、記録媒体上に安定した磁区を形成できるため再生信号品質も向上する。
本発明の第１の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料について、下地膜の膜厚が０．５〜５ｎｍ、（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ａｌ２Ｏ３）１−ｙ膜の膜厚が５０〜１０００ｎｍであることが好ましいとしたのは、膜厚が上記の範囲であれば、困難軸方向の保磁力が１Ｏｅ以下になるためである。上記のように広い範囲の膜厚で所望の磁気特性が得られることから、磁気ヘッドの設計マージンおよび製造マージンも大きくすることができる。なお、全体の膜厚のうち、下地膜の膜厚の占める割合が小さいことが好ましく、下地膜の膜厚は全体の膜厚の５％以下、さらに１％以下であることが好ましい。
本発明の第１の実施形態において、（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ａｌ２Ｏ３）１−ｙ膜は、スパッタリングにより成膜することができる。具体的には、以下のような方法を用いることができる。
１）ＦｅＣｏにＡｌ２Ｏ３を３％以下含有させた焼結体ターゲットを用いてスパッタリングを行う。
２）ＦｅＣｏ合金ターゲットとＡｌ２Ｏ３ターゲットとを用いて同時スパッタリングを行う。
３）ＦｅＣｏ合金ターゲット上にＡｌ２Ｏ３チップを載せた複合ターゲットを用いてスパッタリングを行う。
なお、本発明に係る高飽和磁束密度軟磁性膜は、製造条件によっては、Ａｌ−Ｏ成分が化学量論組成からはずれることもある。すなわち、本発明に係る高飽和磁束密度軟磁性膜は、ターゲット組成から予測すれば（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ａｌ２Ｏ３）１−ｙという式で表されるはずが、実際に成膜された膜は、
（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ａｌ２Ｏｚ）１−ｙ
（ここで、０．６５≦ｘ≦０．７５、０＜１−ｙ≦０．０３、１≦ｚ≦８）
という式で表される組成範囲をとりうる。
スパッタリング条件をいったん決定すれば、それ以降は安定して所望の磁気特性を有する高飽和磁束密度軟磁性材料を作製できる。
本発明の第２の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料において、下地膜としては軟磁性材料で形成された非結晶下地膜が用いられる。具体的な非結晶下地膜としては、ＣｏＺｒＮｂ合金、ＦｅＺｒＮｂ合金、ＦｅＣｏＺｒＮｂ合金などが挙げられる。非結晶構造を維持でき、良好な軟磁気特性を阻害しない限りにおいて、上記の合金に他の材料を添加した下地膜を用いることもできる。
本発明の第２の実施形態においては、非結晶下地膜上に、ＦｅｘＣｏ１−ｘ（０．６５≦ｘ≦０．７５）に対して、Ｍｇ、Ａｌ、ＳｉおよびＴｉの酸化物および窒化物からなる群より選択される少なくとも１種であるＭを５％以下添加した組成を有する複合材料からなる軟磁性膜が積層される。Ｍの含有量は０．５〜５％であることが好ましい。Ｍの含有量が０．５％未満であると、困難軸方向の保磁力が高くなる傾向がある。Ｍの含有量が５％を超えると、飽和磁束密度が低下する傾向がある。
本発明の第２の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料は、非結晶下地膜上に（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ｍ）１−ｙ複合膜を積層したことにより、飽和磁束密度が２．３Ｔ以上、困難軸方向の保磁力が２Ｏｅ以下、異方性磁界が２０Ｏｅ以上という、高飽和磁束密度および良好な軟磁気特性を示す。
本発明の第２の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料も、高い飽和磁束密度を有しているため、これを磁気ヘッドのコア材料として用いた場合、高い保磁力を有する記録媒体への情報の書き込みが容易になり、記録媒体上に安定した磁区を形成できるため再生信号品質も向上する。また、非結晶下地膜を用いているため、（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ｍ）１−ｙ膜が基板の状態の影響を受けにくくなり、良好な軟磁気特性を安定して得ることができる。
本発明の第２の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料について、下地膜の膜厚が０．５〜５ｎｍ、（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ｍ）１−ｙ膜の膜厚が５０〜１０００ｎｍであることが好ましいとしたのは、膜厚が上記の範囲であれば、困難軸方向の保磁力が２Ｏｅ以下になるためである。上記のように広い範囲の膜厚で所望の磁気特性が得られることから、磁気ヘッドの設計マージンおよび製造マージンも大きくすることができる。なお、全体の膜厚のうち、下地膜の膜厚の占める割合が小さいことが好ましく、下地膜の膜厚は全体の膜厚の５％以下、さらに１％以下であることが好ましい。
本発明の第２の実施形態において、（ＦｅｘＣｏ１−ｘ）ｙ（Ｍ）１−ｙ膜は、スパッタリング法により成膜することができる。具体的には、以下のような方法を用いることができる。
１）ＦｅＣｏにＭを５％以下含有させた焼結体ターゲットを用いてスパッタリングを行う。
２）ＦｅＣｏ合金ターゲットとＭターゲットとを用いて同時スパッタリングを行う。
３）ＦｅＣｏ合金ターゲット上にＭチップを載せた複合ターゲットを用いてスパッタリングを行う。
この場合にも、スパッタリング条件をいったん決定すれば、それ以降は安定して所望の磁気特性を有する高飽和磁束密度軟磁性材料を作製できる。
実施例
以下の実施例１〜４においては、図１に示す構成を有する本発明の第１の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料を作製した。図１に示すように、基板１上に、ＮｉＦｅ下地膜２およびＦｅＣｏ系膜３が形成される。
実施例１
ターゲットとして、直径１００ｍｍ、厚さ３ｍｍの円盤状のＮｉ０．８０Ｆｅ０．２０および（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１の焼結体を用いた。基板として、１０ｍｍ角、厚さ１ｍｍのシリコンの表面に酸化シリコンを形成したものを用いた。
上記のターゲットおよび基板を、６ターゲットの高周波マグネトロンスパッタリング装置（トッキ製ＳＰＭ−５０６）の真空槽内に固定し、基板とターゲットとの距離を約７５ｍｍに設定した。また、軟磁性膜に磁気異方性を付与するために、永久磁石により、基板の中心部に１００Ｏｅ以上の磁場を印加するようにした。
真空槽内を２×１０−５Ｐａになるまで排気した。その後、真空槽内にＡｒガスを導入し、圧力１Ｐａになるようにガス流量を調整した。放電電力４００Ｗ、放電周波数１３．５６ＭＨｚで高周波スパッタリングを行った。基板上に、Ｎｉ０．８０Ｆｅ０．２０合金ターゲットを用いて厚さ約１ｎｍの下地膜を堆積し、次いで（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１合金ターゲットを用いて厚さ約４００ｎｍのＡｌ２Ｏ３含有ＦｅＣｏ系膜を堆積した。
比較例として、Ａｌ２Ｏ３を含有しないＦｅ７０Ｃｏ３０合金ターゲットのみを用意し、上記と同様の手順で基板上に厚さ約４００ｎｍのＦｅ７０Ｃｏ３０膜のみを堆積した。
参考のために、ＮｉＦｅ下地膜を形成せずに、上記と同様の手順で基板上に厚さ約４００ｎｍの（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜を堆積した。
以上のようにして作製したＦｅＣｏ系膜の特性評価を行った。測定には振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いた。
図２にＮｉＦｅ下地膜と（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜との積層膜の代表的な磁化曲線を示す。飽和磁束密度は２．４２Ｔ、困難軸方向の保磁力は０．２Ｏｅ、異方性磁界は２５Ｏｅであり、高飽和磁束密度と良好な軟磁気特性を示していた。
図３にＦｅ７０Ｃｏ３０膜のみの代表的な磁化曲線を示す。飽和磁束密度は２．４５Ｔ、困難軸方向の保磁力は５０Ｏｅであった。
図４に（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜のみの代表的な磁化曲線を示す。飽和磁束密度は２．４２Ｔ、困難軸方向の保磁力は３Ｏｅであった。
図２〜図４の結果から、本実施例の積層膜は、ごく薄いＮｉＦｅ下地膜を設けたことにより、ＦｅＣｏ系膜の軟磁気特性を大幅に改善できることがわかる。
実施例２
実施例１と同様の手順で、基板上に形成するＮｉＦｅ下地膜の膜厚を１ｎｍに固定し、その上に（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜を種々の膜厚で堆積した。
図５に、得られた積層膜について、困難軸方向の保磁力と（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜の膜厚との関係を示す。図５から、（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜の膜厚が５０〜１０００ｎｍであれば、困難軸方向の保磁力は１Ｏｅ以下であることがわかる。
また、図５に示す範囲のすべての積層膜で、飽和磁束密度は２．４２Ｔとほぼ一定であり、異方性磁界は２０Ｏｅ以上であった。
実施例３
実施例１と同様の手順で、基板上にＮｉＦｅ下地膜を種々の膜厚で堆積し、その上に（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜を膜厚約４００ｎｍに固定して堆積した。
図６に、得られた積層膜について、困難軸方向の保磁力とＮｉＦｅ下地膜の膜厚との関係を示す。図６から、ＮｉＦｅ下地膜の膜厚が０．５〜５ｎｍであれば、困難軸方向の保磁力は１Ｏｅ以下であることがわかる。
また、図６に示す範囲のすべての積層膜で、飽和磁束密度は２．４２Ｔとほぼ一定であり、異方性磁界は２０Ｏｅ以上であった。
実施例４
ターゲットとして、Ａｌ２Ｏ３含有量が異なる（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）ｙ（Ａｌ２Ｏ３）１−ｙ（０．００５≦１−ｙ≦０．０４）の焼結体を用いた以外は、実施例１と同様の手順で、基板上にＮｉＦｅ下地膜を介して種々の含有量でＡｌ２Ｏ３を含有したＦｅＣｏ系膜を堆積した。
図７に、得られた積層膜について、飽和磁束密度および困難軸方向の保磁力と、Ａｌ２Ｏ３含有量との関係を示す。図７から、Ａｌ２Ｏ３含有量が０．５〜３％であれば、飽和磁束密度は２．３７Ｔ以上、困難軸方向の保磁力は１Ｏｅ以下であることがわかる。
また、図７に示す範囲のすべての積層膜で、異方性磁界は２０Ｏｅ以上であった。
なお、以上においては、ＦｅｘＣｏ１−ｘ（０．６５≦ｘ≦０．７５）に対して３％以下のＡｌ２Ｏ３を添加した場合について説明したが、Ａｌ２Ｏ３の代わりに添加できる化合物としてＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｔｉ−Ｏなどが考えられる。
以下の実施例５〜９においては、図８に示す構成を有する、本発明の第２の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料を作製した。図８に示すように、基板１１上に、非晶質下地膜１２およびＦｅＣｏ系膜１３が形成される。
実施例５
ターゲットとして、直径１００ｍｍ、厚さ３ｍｍの円盤状のＣｏ０．８６Ｚｒ０．０５Ｎｂ０．０９および（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１の焼結体を用いた。基板として、１０ｍｍ角、厚さ１ｍｍのシリコンの表面に酸化シリコンを形成したものを用いた。
上記のターゲットおよび基板を、６ターゲットの高周波マグネトロンスパッタリング装置（トッキ製ＳＰＭ−５０６）の真空槽内に固定し、基板とターゲットとの距離を約７５ｍｍに設定した。また、軟磁性膜に磁気異方性を付与するために、永久磁石により、基板の中心部に１００Ｏｅ以上の磁場を印加するようにした。
真空槽内を２×１０−５Ｐａになるまで排気した。その後、真空槽内にＡｒガスを導入し、圧力１Ｐａになるようにガス流量を調整した。放電電力４００Ｗ、放電周波数１３．５６ＭＨｚで高周波スパッタリングを行った。基板上に、Ｃｏ０．８６Ｚｒ０．０５Ｎｂ０．０９合金ターゲットを用いて厚さ約１ｎｍの下地膜を堆積し、次いで（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１合金ターゲットを用いて厚さ約４００ｎｍのＡｌ２Ｏ３を含有したＦｅＣｏ系膜を堆積した。
実施例１と同様に、基板上に厚さ約４００ｎｍのＦｅ７０Ｃｏ３０膜のみを堆積したものを比較例、基板上に厚さ約４００ｎｍの（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜を堆積したものを参考例として用いた。
以上のようにして作製したＦｅＣｏ系膜の特性評価を行った。測定には振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いた。
図９にＣｏＺｒＮｂ下地膜および（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜の複合膜の代表的な磁化曲線を示す。飽和磁束密度は２．４２Ｔ、困難軸方向の保磁力は１Ｏｅ、異方性磁界は２５Ｏｅであり、高飽和磁束密度と良好な軟磁気特性を示していた。
Ｆｅ７０Ｃｏ３０膜のみの代表的な磁化曲線は図３に示したとおり、（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜のみの代表的な磁化曲線は図４に示したとおりである。
図９と、図３および図４との比較から、本実施例の積層膜は、ごく薄いＣｏＺｒＮｂ下地膜を設けたことにより、ＦｅＣｏ系膜の軟磁気特性を大幅に改善できることがわかる。
また、シリコン基板の代わりにガラス基板を用いた以外は、上記と同様の手順でＣｏＺｒＮｂ下地膜および（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜の積層膜を作製した。この場合、ガラス基板上に形成した積層膜は、シリコン基板上に形成した積層膜とほぼ同じ特性を示した。
さらに、シリコン基板またはガラス基板上に、結晶質のＮｉＦｅ下地膜と（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜との積層膜を作製した。この場合、ガラス基板上の積層膜は、シリコン基板上の積層膜と比較して、困難軸方向の保磁力が２倍以上大きくなった。
これらの結果から、非晶質下地膜を用いることにより、積層膜の磁気特性は基板の状態の影響を受けにくくなり、このことが大きな利点となることがわかる。
実施例６
実施例５と同様の手順で、基板上に形成するＣｏＺｒＮｂ下地膜の膜厚を１ｎｍに固定し、その上に（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜を種々の膜厚で堆積した。
図１０に、得られた積層膜について、困難軸方向の保磁力と（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜の膜厚との関係を示す。図１０から、（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜の膜厚が５０〜１０００ｎｍであれば、困難軸方向の保磁力は２Ｏｅ以下であることがわかる。
また、図１０に示す範囲のすべての積層膜で、飽和磁束密度は２．４２Ｔとほぼ一定であり、異方性磁界は２０Ｏｅ以上であった。
実施例７
実施例５と同様の手順で、基板上にＣｏＺｒＮｂ下地膜を種々の膜厚で堆積し、その上に（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜を膜厚約４００ｎｍに固定して堆積した。
図１１に、得られた積層膜について、困難軸方向の保磁力とＣｏＺｒＮｂ下地膜の膜厚との関係を示す。図１１から、ＣｏＺｒＮｂ下地膜の膜厚が０．５〜５ｎｍであれば、困難軸方向の保磁力は１Ｏｅ以下であることがわかる。
また、図１１に示す範囲のすべての積層膜で、飽和磁束密度は２．４２Ｔとほぼ一定であり、異方性磁界は２０Ｏｅ以上であった。
実施例８
ターゲットとして、Ａｌ２Ｏ３含有量が異なる（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）ｙ（Ａｌ２Ｏ３）１−ｙ（０．００５≦１−ｙ≦０．０６）の焼結体を用いた以外は、実施例５と同様の手順で、基板上にＣｏＺｒＮｂ下地膜を介して種々の含有量でＡｌ２Ｏ３を含有したＦｅＣｏ系膜を堆積した。
図１２に、得られた積層膜について、飽和磁束密度および困難軸方向の保磁力と、Ａｌ２Ｏ３含有量との関係を示す。図１２から、Ａｌ２Ｏ３含有量が０．５〜３％であれば、飽和磁束密度は２．３Ｔ以上、困難軸方向の保磁力は１Ｏｅ以下であることがわかる。
また、図１２に示す範囲のすべての積層膜で、異方性磁界は２０Ｏｅ以上であった。
実施例９
ターゲットとして、（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ｍ）０．０１で表されＭがＭｇ、Ａｌ、ＳｉまたはＴｉの酸化物または窒化物である焼結体を用いた以外は、実施例５と同様の手順で、基板上にＣｏＺｒＮｂ下地膜を介して（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ｍ）０．０１膜を堆積した。
表１に、得られた積層膜について、飽和磁束密度（Ｂｓ）、困難軸方向の保磁力（Ｈｃｈ）、異方性磁界（Ｈｋ）の値を示す。
表１から、全ての積層膜で、飽和磁束密度は２．３Ｔ以上、困難軸方向の保磁力は２Ｏｅ以下、異方性磁界は２０Ｏｅ以上であることがわかる。
また、Ｍの含有量が０．５〜５％の範囲であれば、飽和磁束密度は２．３Ｔ以上、困難軸方向の保磁力は２Ｏｅ以下、異方性磁界は２０Ｏｅ以上であった。
2003096359.tif 000003
産業上の利用可能性
以上詳述したように本発明に係る高飽和磁束密度軟磁性材料は、高い飽和磁束密度を有しているため、これを磁気ヘッドのコア材料として用いた場合、高い保磁力を有する記録媒体への情報の書き込みが容易になり、記録媒体上に安定した磁区を形成できるため再生信号品質も向上する。また、広い範囲の膜厚で所望の磁気特性が得られることから、磁気ヘッドの設計マージンおよび製造マージンも大きくすることができる。さらに、非結晶下地膜を用いる場合には、積層膜が基板の状態の影響を受けにくくなり、良好な軟磁気特性を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の第１の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料の断面図である。
図２は実施例１におけるＮｉＦｅ下地膜と（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜との積層膜の磁化曲線を示す図である。
図３はＦｅ７０Ｃｏ３０膜のみの磁化曲線を示す図である。
図４は（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜のみの磁化曲線を示す図である。
図５は実施例２における積層膜について、困難軸方向の保磁力と（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜の膜厚との関係を示す図である。
図６は実施例３における積層膜について、困難軸方向の保磁力とＮｉＦｅ下地膜の膜厚との関係を示す図である。
図７は実施例４における積層膜について、飽和磁束密度および困難軸方向の保磁力と、Ａｌ２Ｏ３含有量との関係を示す図である。
図８は本発明の第２の実施形態に係る高飽和磁束密度軟磁性材料の断面図である。
図９は実施例５におけるＣｏＺｒＮｂ下地膜と（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜との積層膜の磁化曲線を示す図である。
図１０は実施例６における積層膜について、困難軸方向の保磁力と（Ｆｅ０．７０Ｃｏ０．３０）０．９９（Ａｌ２Ｏ３）０．０１膜の膜厚との関係を示す図である。
図１１は実施例７における積層膜について、困難軸方向の保磁力とＣｏＺｒＮｂ下地膜の膜厚との関係を示す図である。
図１２は実施例８における積層膜について、飽和磁束密度および困難軸方向の保磁力と、Ａｌ２Ｏ３含有量との関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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