JP2782994B2 - 磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
磁気ヘッドの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気録画再生装置（Ｖ
ＴＲ）、磁気録音再生装置、コンピュータ用磁気記録装
置等の磁気記録再生装置に用いられる磁気ヘッドとその
製造方法に関するものである。
ＴＲ）、磁気録音再生装置、コンピュータ用磁気記録装
置等の磁気記録再生装置に用いられる磁気ヘッドとその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の磁気記録分野における高密度記録
化の要求に対して、高保磁力媒体に対応した高性能磁気
ヘッドの開発が進められている。このような磁気ヘッド
としては、（図６）に示すような、軟磁性膜１と絶縁膜
２とをトラック幅方向に交互に積層したコア材料が非磁
性基板３で挟持され、前記コア材料で磁気回路が形成さ
れるタイプの積層型ヘッドや、（図７）に示すような、
磁路の大部分がフェライト５で構成され、磁気的に飽和
しやすい磁気ギャップ６近傍にのみ軟磁性膜７を設けた
磁気ヘッド（ＭＩＧヘッドと呼ばれている）が開発され
ている。前記積層型ヘッドはＭＩＧヘッドと比較して、
疑似出力の影響がなく、高周波での摺動ノイズが小さ
く、高周波帯域で高い再生効率が得られるという利点が
ある。
化の要求に対して、高保磁力媒体に対応した高性能磁気
ヘッドの開発が進められている。このような磁気ヘッド
としては、（図６）に示すような、軟磁性膜１と絶縁膜
２とをトラック幅方向に交互に積層したコア材料が非磁
性基板３で挟持され、前記コア材料で磁気回路が形成さ
れるタイプの積層型ヘッドや、（図７）に示すような、
磁路の大部分がフェライト５で構成され、磁気的に飽和
しやすい磁気ギャップ６近傍にのみ軟磁性膜７を設けた
磁気ヘッド（ＭＩＧヘッドと呼ばれている）が開発され
ている。前記積層型ヘッドはＭＩＧヘッドと比較して、
疑似出力の影響がなく、高周波での摺動ノイズが小さ
く、高周波帯域で高い再生効率が得られるという利点が
ある。
【０００３】また、磁気ヘッドの特性は、それに使用す
るコア材料の材料特性に密接に関連しており、高密度記
録を達成するためには、磁気ヘッドのコア材料の特性と
して、高い飽和磁束密度（主に記録特性に影響）と高透
磁率（主に再生特性に影響）が要求されている。
るコア材料の材料特性に密接に関連しており、高密度記
録を達成するためには、磁気ヘッドのコア材料の特性と
して、高い飽和磁束密度（主に記録特性に影響）と高透
磁率（主に再生特性に影響）が要求されている。
【０００４】このような要求に対して、前記積層型ヘッ
ドのコア材料として実用化されているセンダストやＣｏ
基非晶質合金では、飽和磁束密度が約１Ｔ前後と低く、
更に、高密度記録を実現するためには、これら従来の材
料では飽和磁束密度に限界がある。
ドのコア材料として実用化されているセンダストやＣｏ
基非晶質合金では、飽和磁束密度が約１Ｔ前後と低く、
更に、高密度記録を実現するためには、これら従来の材
料では飽和磁束密度に限界がある。
【０００５】そこで、高い飽和磁束密度と高透磁率を有
する軟磁性膜の研究開発が盛んに行なわれている。その
一つとして、Ｆｅ-Ｎ膜が研究されている。しかし、こ
のＦｅ-Ｎ膜は３５０℃以上の熱処理で軟磁気特性が急
激に劣化し、軟磁気特性の熱的安定性に問題があるた
め、実用化に至っていない。
する軟磁性膜の研究開発が盛んに行なわれている。その
一つとして、Ｆｅ-Ｎ膜が研究されている。しかし、こ
のＦｅ-Ｎ膜は３５０℃以上の熱処理で軟磁気特性が急
激に劣化し、軟磁気特性の熱的安定性に問題があるた
め、実用化に至っていない。
【０００６】一方、Ｃｏ基非晶質合金の軟磁性の熱的安
定性と飽和磁束密度を改善した材料として、Ｃｏ-Ｎｂ-
Ｚｒ／Ｃｏ-Ｎｂ-Ｚｒ-Ｎ組成変調窒化膜が開発され、
積層型ヘッドが作製されている（日本応用磁気学会誌
Ｖｏｌ.１４ Ｎｏ.２）。
定性と飽和磁束密度を改善した材料として、Ｃｏ-Ｎｂ-
Ｚｒ／Ｃｏ-Ｎｂ-Ｚｒ-Ｎ組成変調窒化膜が開発され、
積層型ヘッドが作製されている（日本応用磁気学会誌
Ｖｏｌ.１４ Ｎｏ.２）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このＣｏ-
Ｎｂ-Ｚｒ／Ｃｏ-Ｎｂ-Ｚｒ-Ｎ組成変調窒化膜において
も、飽和磁束密度は高々１.３Ｔであり、更に保磁力の
高い媒体に対し、十分な記録特性を得るためには、より
高い飽和磁束密度を有するコア材料が要求されている。
また、このＣｏ-Ｎｂ-Ｚｒ／Ｃｏ-Ｎｂ-Ｚｒ-Ｎ組成
変調窒化膜は、センダストやＣｏ基非晶質合金の様に、
無磁界中の熱処理で高透磁率が得られず、前述の積層型
ヘッドのコア材料として用いた場合、コア材料として
は、等方的な高透磁率特性が要求されるため、回転磁界
中での熱処理が必要となり、熱処理装置が煩雑になると
いう課題を生じる。
Ｎｂ-Ｚｒ／Ｃｏ-Ｎｂ-Ｚｒ-Ｎ組成変調窒化膜において
も、飽和磁束密度は高々１.３Ｔであり、更に保磁力の
高い媒体に対し、十分な記録特性を得るためには、より
高い飽和磁束密度を有するコア材料が要求されている。
また、このＣｏ-Ｎｂ-Ｚｒ／Ｃｏ-Ｎｂ-Ｚｒ-Ｎ組成
変調窒化膜は、センダストやＣｏ基非晶質合金の様に、
無磁界中の熱処理で高透磁率が得られず、前述の積層型
ヘッドのコア材料として用いた場合、コア材料として
は、等方的な高透磁率特性が要求されるため、回転磁界
中での熱処理が必要となり、熱処理装置が煩雑になると
いう課題を生じる。
【０００８】本発明は、ターゲットと基板が平行に対向
した方式のスパッタ法により作製した、特定の組成範
囲、特定の膜構造、及び特定の膜厚を有するＦｅ-Ｔａ-
Ｎ系、またはＦｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜は、簡便な無
磁界中の熱処理においても、高飽和磁束密度と低磁歪の
等方的な高透磁率特性を有するとの発見に基づいてなさ
れたもので、上述の問題点を解決した積層型磁気ヘッド
を提供せんとするものである。
した方式のスパッタ法により作製した、特定の組成範
囲、特定の膜構造、及び特定の膜厚を有するＦｅ-Ｔａ-
Ｎ系、またはＦｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜は、簡便な無
磁界中の熱処理においても、高飽和磁束密度と低磁歪の
等方的な高透磁率特性を有するとの発見に基づいてなさ
れたもので、上述の問題点を解決した積層型磁気ヘッド
を提供せんとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】膜厚を１〜１０μｍに構
成した軟磁性膜と膜厚を０.０５〜０.５μｍに構成した
ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等の絶縁膜とを交互に積層したコア
材料で磁気ヘッドの磁気回路を形成する。軟磁性膜はＦ
ｅを主成分とし、Ｎを５〜１７原子％、Ｔａを７〜１５
原子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜、また
はＦｅを主成分とし、Ｎを６〜１５原子％、Ｔａを７〜
１５原子％、Ｂを０.５〜１３原子％含む組成を有する
Ｆｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜とし、ターゲットと基板が
平行に対向した方式のスパッタ法により作製する。磁気
ヘッド加工工程に於ける熱処理は無磁界中で行なって作
製する。
成した軟磁性膜と膜厚を０.０５〜０.５μｍに構成した
ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等の絶縁膜とを交互に積層したコア
材料で磁気ヘッドの磁気回路を形成する。軟磁性膜はＦ
ｅを主成分とし、Ｎを５〜１７原子％、Ｔａを７〜１５
原子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜、また
はＦｅを主成分とし、Ｎを６〜１５原子％、Ｔａを７〜
１５原子％、Ｂを０.５〜１３原子％含む組成を有する
Ｆｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜とし、ターゲットと基板が
平行に対向した方式のスパッタ法により作製する。磁気
ヘッド加工工程に於ける熱処理は無磁界中で行なって作
製する。
【００１０】また、前記Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系、またはＦｅ-
Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜はＴａ、Ｎ（窒素）、Ｂ（ホウ
素）、Ｔａの窒化物、Ｔａのホウ化物の少なくとも１種
以上の元素、あるいは化合物を固溶し、格子が膨張した
α−Ｆｅの微結晶とＴａの窒化物微粒子またはＴａのホ
ウ化物微粒子が混在した微細組織から成る材料とし、前
記α−Ｆｅの微結晶の平均粒径が１００Å以下、Ｔａの
窒化物微粒子またはＴａのホウ化物微粒子の平均粒径が
５０Å以下である膜構造のものとする。
Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜はＴａ、Ｎ（窒素）、Ｂ（ホウ
素）、Ｔａの窒化物、Ｔａのホウ化物の少なくとも１種
以上の元素、あるいは化合物を固溶し、格子が膨張した
α−Ｆｅの微結晶とＴａの窒化物微粒子またはＴａのホ
ウ化物微粒子が混在した微細組織から成る材料とし、前
記α−Ｆｅの微結晶の平均粒径が１００Å以下、Ｔａの
窒化物微粒子またはＴａのホウ化物微粒子の平均粒径が
５０Å以下である膜構造のものとする。
【００１１】
【作用】本発明の構成による磁気ヘッドは、無磁界中の
熱処理において高い飽和磁束密度と低磁歪の等方的な高
透磁率特性を示す軟磁性膜を使用しているので、高保磁
力媒体に対し、優れた記録特性を示し、高周波での摺動
ノイズが小さく、高周波帯域で高い再生効率を実現する
ことが出来る。
熱処理において高い飽和磁束密度と低磁歪の等方的な高
透磁率特性を示す軟磁性膜を使用しているので、高保磁
力媒体に対し、優れた記録特性を示し、高周波での摺動
ノイズが小さく、高周波帯域で高い再生効率を実現する
ことが出来る。
【００１２】特に、前記Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系、またはＦｅ-
Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜が、上記膜構造のときに優れた磁
気ヘッド特性が得られる。
Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜が、上記膜構造のときに優れた磁
気ヘッド特性が得られる。
【００１３】また、簡便な無磁界中の熱処理で磁気ヘッ
ドの製造が可能であるため、磁界中熱処理炉のような煩
雑な装置が不要となり、磁気ヘッドの大量生産が可能に
なる。 また、前記Ｆｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜は、Ｆ
ｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜に比べて、更に高い熱処理温度
で、高飽和磁束密度と低磁歪の良好な軟磁性を実現する
ことが出来、磁気ヘッドを形成する際に高温でガラス接
合が可能となり、ガラスの選択範囲が広がり、接合強度
が充分で、かつ耐摩耗特性に優れた高温熱処理を必要と
するガラスを用いることが出来、磁気ヘッドの信頼性を
高めることが出来る。
ドの製造が可能であるため、磁界中熱処理炉のような煩
雑な装置が不要となり、磁気ヘッドの大量生産が可能に
なる。 また、前記Ｆｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜は、Ｆ
ｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜に比べて、更に高い熱処理温度
で、高飽和磁束密度と低磁歪の良好な軟磁性を実現する
ことが出来、磁気ヘッドを形成する際に高温でガラス接
合が可能となり、ガラスの選択範囲が広がり、接合強度
が充分で、かつ耐摩耗特性に優れた高温熱処理を必要と
するガラスを用いることが出来、磁気ヘッドの信頼性を
高めることが出来る。
【００１４】
（実施例１）ターゲットと基板が平行に対向した方式の
スパッタ法であるＲＦ２極スパッタ法により、Ｆｅ-Ｔ
ａの合金ターゲットを用い、Ａｒガス中にＮ2ガスを導
入し、熱膨張係数１１５×１０-7／゜Ｃの水冷した非磁
性セラミックス基板上に、Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜を膜
厚０.２〜１５μｍの範囲で形成し、真空中、無磁界中
で５５０゜Ｃの温度で１時間の熱処理を行った。これら
の膜の保磁力Ｈcと各周波数における複素透磁率の実数
部μ'を測定した。その結果、これらの膜の保磁力Ｈcと
透磁率μ'は、すべて膜面内で等方的であった。作製し
たＦｅ-Ｔａ-Ｎ膜の組成は、ＲＢＳ（ラザフォード後方
散乱）分析の結果、Ｆｅ７６.５原子％、Ｔａ１０.５原
子％、Ｎ１３原子％であった（以下Ｆｅ７６.５原子
％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％は、Ｆｅ76.5Ｔ
ａ10.5Ｎ13のように記す）。また、これらの膜の飽和磁
束密度は約１.６Ｔであり、飽和磁歪は絶対値で１×１
０-6以下であった。
スパッタ法であるＲＦ２極スパッタ法により、Ｆｅ-Ｔ
ａの合金ターゲットを用い、Ａｒガス中にＮ2ガスを導
入し、熱膨張係数１１５×１０-7／゜Ｃの水冷した非磁
性セラミックス基板上に、Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜を膜
厚０.２〜１５μｍの範囲で形成し、真空中、無磁界中
で５５０゜Ｃの温度で１時間の熱処理を行った。これら
の膜の保磁力Ｈcと各周波数における複素透磁率の実数
部μ'を測定した。その結果、これらの膜の保磁力Ｈcと
透磁率μ'は、すべて膜面内で等方的であった。作製し
たＦｅ-Ｔａ-Ｎ膜の組成は、ＲＢＳ（ラザフォード後方
散乱）分析の結果、Ｆｅ７６.５原子％、Ｔａ１０.５原
子％、Ｎ１３原子％であった（以下Ｆｅ７６.５原子
％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％は、Ｆｅ76.5Ｔ
ａ10.5Ｎ13のように記す）。また、これらの膜の飽和磁
束密度は約１.６Ｔであり、飽和磁歪は絶対値で１×１
０-6以下であった。
【００１５】（図３）に膜厚に対する保磁力Ｈcの関係
を示す。（図３）より、膜厚１.５μｍ以上の膜は、８
Ａ／ｍ以下の低い保磁力を示し、優れた軟磁気特性を有
することが分かる。そして、膜厚１.５μｍ付近を境と
して低膜厚側でＨcは急激に増加している。（図４）に
膜厚に対する透磁率μ'の関係を示す。１ＭＨzにおける
μ'は、膜厚１.５〜３μｍ付近で極大値を示し、膜厚
１.５μｍ付近を境として低膜厚側で急激に減少し、高
膜厚側で緩やかに減少する傾向を示す。そして、周波数
の増加と共に、膜厚１.５μｍ以上の高膜厚側でのμ'の
低下が大きくなる傾向を示す。膜厚が１μｍ未満になる
と、１ＭＨz以上の高周波帯域におけるμ'が１０００以
下の低い値を示し、また、膜厚が１０μｍ以上になる
と、５ＭＨz以上の高周波帯域におけるμ'が１０００以
下の低い値を示し、ビデオテープレコーダー等に用いる
磁気ヘッドコア材料としては不適である。従って、ビデ
オテープレコーダー等に用いる積層型ヘッドのコア材料
としての各層の軟磁性膜の膜厚が、１〜１０μｍである
ときに優れたヘッド出力が得られる。
を示す。（図３）より、膜厚１.５μｍ以上の膜は、８
Ａ／ｍ以下の低い保磁力を示し、優れた軟磁気特性を有
することが分かる。そして、膜厚１.５μｍ付近を境と
して低膜厚側でＨcは急激に増加している。（図４）に
膜厚に対する透磁率μ'の関係を示す。１ＭＨzにおける
μ'は、膜厚１.５〜３μｍ付近で極大値を示し、膜厚
１.５μｍ付近を境として低膜厚側で急激に減少し、高
膜厚側で緩やかに減少する傾向を示す。そして、周波数
の増加と共に、膜厚１.５μｍ以上の高膜厚側でのμ'の
低下が大きくなる傾向を示す。膜厚が１μｍ未満になる
と、１ＭＨz以上の高周波帯域におけるμ'が１０００以
下の低い値を示し、また、膜厚が１０μｍ以上になる
と、５ＭＨz以上の高周波帯域におけるμ'が１０００以
下の低い値を示し、ビデオテープレコーダー等に用いる
磁気ヘッドコア材料としては不適である。従って、ビデ
オテープレコーダー等に用いる積層型ヘッドのコア材料
としての各層の軟磁性膜の膜厚が、１〜１０μｍである
ときに優れたヘッド出力が得られる。
【００１６】なお、本実施例では、Ｆｅ７６.５原子
％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有する
Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜について説明したが、Ｆｅを主
成分とし、Ｎを５〜１７原子％含むと共にＴａを７〜１
５原子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜に於
いても、同様の効果を有した。Ｎが５原子％以下、Ｔａ
が７原子％以下、Ｆｅが８８原子％以上の組成範囲で
は、いずれの膜厚においても良好な軟磁気特性は得られ
なかった。また、Ｎが１７原子％以上、Ｔａが１５原子
％以上、Ｆｅが６８原子％以下の組成範囲では、膜中Ｆ
ｅ含有量の低下により、飽和磁束密度が１Ｔ以下に減少
した。
％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有する
Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜について説明したが、Ｆｅを主
成分とし、Ｎを５〜１７原子％含むと共にＴａを７〜１
５原子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜に於
いても、同様の効果を有した。Ｎが５原子％以下、Ｔａ
が７原子％以下、Ｆｅが８８原子％以上の組成範囲で
は、いずれの膜厚においても良好な軟磁気特性は得られ
なかった。また、Ｎが１７原子％以上、Ｔａが１５原子
％以上、Ｆｅが６８原子％以下の組成範囲では、膜中Ｆ
ｅ含有量の低下により、飽和磁束密度が１Ｔ以下に減少
した。
【００１７】（実施例２） （実施例１）と同様のＲＦ２極スパッタ法により、Ｆｅ
-Ｔａ、及びＦｅ-Ｔａ-Ｂの合金ターゲットを用い、Ａ
ｒガス中にＮ2ガスを導入し、膜中Ｂ含有量の異なる
（膜中Ｔａ及びＮ含有量は、ほぼ一定）膜組成を有する
軟磁性膜（膜厚２μｍ）を熱膨張係数１１５×１０-7／
゜Ｃの水冷した非磁性セラミックス基板上に形成し、膜
中Ｂ含有量の効果を検討した。作製した膜は、すべて、
真空中、無磁界中で３００〜７００゜Ｃの温度範囲で１
時間の熱処理を行った。作製した膜の組成は、組成分析
の結果、Ｆｅ77Ｔａ11Ｎ12、Ｆｅ78.5Ｔａ11Ｂ1.5Ｎ9、
Ｆｅ76Ｔａ10Ｂ5Ｎ9、及びＦｅ68Ｔａ11Ｂ11Ｎ10であっ
た。
-Ｔａ、及びＦｅ-Ｔａ-Ｂの合金ターゲットを用い、Ａ
ｒガス中にＮ2ガスを導入し、膜中Ｂ含有量の異なる
（膜中Ｔａ及びＮ含有量は、ほぼ一定）膜組成を有する
軟磁性膜（膜厚２μｍ）を熱膨張係数１１５×１０-7／
゜Ｃの水冷した非磁性セラミックス基板上に形成し、膜
中Ｂ含有量の効果を検討した。作製した膜は、すべて、
真空中、無磁界中で３００〜７００゜Ｃの温度範囲で１
時間の熱処理を行った。作製した膜の組成は、組成分析
の結果、Ｆｅ77Ｔａ11Ｎ12、Ｆｅ78.5Ｔａ11Ｂ1.5Ｎ9、
Ｆｅ76Ｔａ10Ｂ5Ｎ9、及びＦｅ68Ｔａ11Ｂ11Ｎ10であっ
た。
【００１８】これらの軟磁性膜の保磁力Ｈcの熱処理温
度依存性を（図５）に示す。（図５）より、膜中Ｂ含有
量０原子％のＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜では、約５５０゜
Ｃ以上の熱処理温度で軟磁気特性は劣化するが、Ｂを含
有するＦｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜は、更に高温の熱処
理温度に於いても、低い保磁力Ｈc（優れた軟磁気特
性）を示していることが分かる。そして、膜中Ｂ含有量
の増加と共に、高温の熱処理温度まで、低い保磁力Ｈc
を示し、Ｂ含有量５原子％の膜では、７００゜Ｃの熱処
理温度に於いても良好な軟磁性を示している。これらの
Ｆｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜は、良好な軟磁性を示す高
温熱処理で高い飽和磁束密度（１.２〜１.６Ｔ）と低磁
歪（絶対値で１×１０-6以下）を有していた。
度依存性を（図５）に示す。（図５）より、膜中Ｂ含有
量０原子％のＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜では、約５５０゜
Ｃ以上の熱処理温度で軟磁気特性は劣化するが、Ｂを含
有するＦｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜は、更に高温の熱処
理温度に於いても、低い保磁力Ｈc（優れた軟磁気特
性）を示していることが分かる。そして、膜中Ｂ含有量
の増加と共に、高温の熱処理温度まで、低い保磁力Ｈc
を示し、Ｂ含有量５原子％の膜では、７００゜Ｃの熱処
理温度に於いても良好な軟磁性を示している。これらの
Ｆｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜は、良好な軟磁性を示す高
温熱処理で高い飽和磁束密度（１.２〜１.６Ｔ）と低磁
歪（絶対値で１×１０-6以下）を有していた。
【００１９】従って、Ｆｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜は、
Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜よりも高温の熱処理温度で磁気
ヘッドコア材料として、使用することが出来る。
Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜よりも高温の熱処理温度で磁気
ヘッドコア材料として、使用することが出来る。
【００２０】なお、Ｆｅを主成分とし、Ｎを６〜１５原
子％、Ｔａを７〜１５原子％含むと共にＢを０.５〜１
３原子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜
に於いては、同様の効果を有した。Ｎが６原子％以下、
Ｔａが７原子％以下、Ｂが０.５原子％以下、Ｆｅが８
６.５原子％以上の組成範囲では、良好な軟磁気特性は
得られなかった。また、Ｎが１５原子％以上、Ｔａが１
５原子％以上、Ｂが１３原子％以上、Ｆｅが５７原子％
以下の組成範囲では、膜中Ｆｅ含有量の低下により、飽
和磁束密度が１Ｔ以下に減少した。
子％、Ｔａを７〜１５原子％含むと共にＢを０.５〜１
３原子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜
に於いては、同様の効果を有した。Ｎが６原子％以下、
Ｔａが７原子％以下、Ｂが０.５原子％以下、Ｆｅが８
６.５原子％以上の組成範囲では、良好な軟磁気特性は
得られなかった。また、Ｎが１５原子％以上、Ｔａが１
５原子％以上、Ｂが１３原子％以上、Ｆｅが５７原子％
以下の組成範囲では、膜中Ｆｅ含有量の低下により、飽
和磁束密度が１Ｔ以下に減少した。
【００２１】また、前記Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系、及びＦｅ-Ｔ
ａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜に添加物元素としてＣｒ元素を０.
１〜２原子％添加したコア材料は、更に優れた耐食性を
併せ持つことが出来た。
ａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜に添加物元素としてＣｒ元素を０.
１〜２原子％添加したコア材料は、更に優れた耐食性を
併せ持つことが出来た。
【００２２】（実施例３） （実施例１）と同様のＲＦ２極スパッタ法により、熱膨
張係数１１５×１０-7／゜Ｃの水冷した非磁性セラミッ
クス基板上に、Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜を膜厚０.２〜
１５μｍの範囲で形成し、真空中、無磁界中で５５０゜
Ｃの温度で１時間の熱処理を行った。熱膨張係数１１５
×１０-7／゜Ｃの水冷した非磁性セラミックス基板上
に、（実施例１）で説明したＦｅ７６.５原子％、Ｔａ
１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有するＦｅ-Ｔａ
-Ｎ系軟磁性膜（膜厚３μｍ）と、ＳｉＯ2絶縁膜（膜厚
０.２μｍ）とを交互に積層したコア材料を作製し、無
磁界中の磁気ヘッド加工熱処理工程により、（図６）に
示した積層型ヘッドを作製した。作製した磁気ヘッドの
トラック幅は１１μｍ、ギャップ長０.２３μｍ、ギャ
ップ深さ２２μｍ、コイル巻数は２０ターンとした。ヘ
ッド出力の測定は、エンドレス・ヘッドテスター、及び
ドラムテスターを用い、保磁力１１９４００Ａ／ｍのＭ
Ｐテープを使用して、相対速度７ｍ／ｓおよび２１ｍ／
ｓでの自己録再特性を測定した。（図１）に相対速度７
ｍ／ｓとした場合、（図２）に相対速度２１ｍ／ｓとし
た場合の各周波数での最適記録電流で記録したときのト
ラック幅、及び巻数で規格化したヘッド出力の周波数特
性を示す。比較として、軟磁性膜としてＣｏ-Ｎｂ-Ｔａ
-Ｚｒ非晶質膜を用いて、同一形状で作製した積層型ヘ
ッドの規格化したヘッド出力の周波数特性も（図１）及
び（図２）に示した。（図１）及び（図２）より、Ｆｅ
-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜と、ＳｉＯ2絶縁膜とを交互に積層
したコア材料を用いた積層型ヘッドは、Ｃｏ-Ｎｂ-Ｔａ
-Ｚｒ非晶質膜と、ＳｉＯ2絶縁膜とを交互に積層したコ
ア材料を用いた積層型ヘッドに比べて、長波長では高い
出力特性を示し、短波長では同等の良好な特性を示して
いる。本実施例では、現在市販されている保磁力１１９
４００Ａ／ｍのＭＰテープを使用した場合の自己録再特
性を示したが、本発明の磁気ヘッドは、更に高い保磁力
を有する媒体に対して、更に優れた自己録再特性を示
し、高密度記録を達成することが出来る。
張係数１１５×１０-7／゜Ｃの水冷した非磁性セラミッ
クス基板上に、Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜を膜厚０.２〜
１５μｍの範囲で形成し、真空中、無磁界中で５５０゜
Ｃの温度で１時間の熱処理を行った。熱膨張係数１１５
×１０-7／゜Ｃの水冷した非磁性セラミックス基板上
に、（実施例１）で説明したＦｅ７６.５原子％、Ｔａ
１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有するＦｅ-Ｔａ
-Ｎ系軟磁性膜（膜厚３μｍ）と、ＳｉＯ2絶縁膜（膜厚
０.２μｍ）とを交互に積層したコア材料を作製し、無
磁界中の磁気ヘッド加工熱処理工程により、（図６）に
示した積層型ヘッドを作製した。作製した磁気ヘッドの
トラック幅は１１μｍ、ギャップ長０.２３μｍ、ギャ
ップ深さ２２μｍ、コイル巻数は２０ターンとした。ヘ
ッド出力の測定は、エンドレス・ヘッドテスター、及び
ドラムテスターを用い、保磁力１１９４００Ａ／ｍのＭ
Ｐテープを使用して、相対速度７ｍ／ｓおよび２１ｍ／
ｓでの自己録再特性を測定した。（図１）に相対速度７
ｍ／ｓとした場合、（図２）に相対速度２１ｍ／ｓとし
た場合の各周波数での最適記録電流で記録したときのト
ラック幅、及び巻数で規格化したヘッド出力の周波数特
性を示す。比較として、軟磁性膜としてＣｏ-Ｎｂ-Ｔａ
-Ｚｒ非晶質膜を用いて、同一形状で作製した積層型ヘ
ッドの規格化したヘッド出力の周波数特性も（図１）及
び（図２）に示した。（図１）及び（図２）より、Ｆｅ
-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜と、ＳｉＯ2絶縁膜とを交互に積層
したコア材料を用いた積層型ヘッドは、Ｃｏ-Ｎｂ-Ｔａ
-Ｚｒ非晶質膜と、ＳｉＯ2絶縁膜とを交互に積層したコ
ア材料を用いた積層型ヘッドに比べて、長波長では高い
出力特性を示し、短波長では同等の良好な特性を示して
いる。本実施例では、現在市販されている保磁力１１９
４００Ａ／ｍのＭＰテープを使用した場合の自己録再特
性を示したが、本発明の磁気ヘッドは、更に高い保磁力
を有する媒体に対して、更に優れた自己録再特性を示
し、高密度記録を達成することが出来る。
【００２３】なお、本実施例に於いては、膜厚３μｍの
Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜と、膜厚０.２μｍのＳｉＯ2絶
縁膜とを交互に積層したコア材料で、磁気回路を形成し
た積層型磁気ヘッドについて説明したが、前記コア材料
の各層のＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜の膜厚が１〜１０μ
ｍ、各層の絶縁膜の膜厚が０.０５〜０.５μｍであると
きに同様の効果を有した。
Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜と、膜厚０.２μｍのＳｉＯ2絶
縁膜とを交互に積層したコア材料で、磁気回路を形成し
た積層型磁気ヘッドについて説明したが、前記コア材料
の各層のＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜の膜厚が１〜１０μ
ｍ、各層の絶縁膜の膜厚が０.０５〜０.５μｍであると
きに同様の効果を有した。
【００２４】なお、本実施例では、Ｆｅ７６.５原子
％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有する
Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜について説明したが、Ｆｅを主
成分とし、Ｎを５〜１７原子％含むと共にＴａを７〜１
５原子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜に於
いても、同様の効果を有した。
％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有する
Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜について説明したが、Ｆｅを主
成分とし、Ｎを５〜１７原子％含むと共にＴａを７〜１
５原子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜に於
いても、同様の効果を有した。
【００２５】また、Ｆｅを主成分とし、Ｎを６〜１５原
子％、Ｔａを７〜１５原子％含むと共にＢを０.５〜１
３原子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜
に於いては、同様の効果を有すると共に、Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ
系軟磁性膜に比べて、更に高い熱処理温度で、高飽和磁
束密度と低磁歪の良好な軟磁性を実現することが出来、
磁気ヘッドを形成する際に高温でガラス接合が可能とな
り、ガラスの選択範囲が広がり、接合強度が充分で、か
つ耐摩耗特性に優れた高温熱処理を必要とするガラスを
用いることが出来、磁気ヘッドの信頼性を高めることが
出来た。
子％、Ｔａを７〜１５原子％含むと共にＢを０.５〜１
３原子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜
に於いては、同様の効果を有すると共に、Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ
系軟磁性膜に比べて、更に高い熱処理温度で、高飽和磁
束密度と低磁歪の良好な軟磁性を実現することが出来、
磁気ヘッドを形成する際に高温でガラス接合が可能とな
り、ガラスの選択範囲が広がり、接合強度が充分で、か
つ耐摩耗特性に優れた高温熱処理を必要とするガラスを
用いることが出来、磁気ヘッドの信頼性を高めることが
出来た。
【００２６】
【００２７】なお、本実施例に於けるコア材料は、ＲＦ
２極スパッタ法により作製したが、本発明のコア材料の
作製方法は、ＲＦ２極スパッタ法に限るものではなく、
直流または高周波による二極、三極、マグネトロン方
式、及びバイアススパッタ法等のターゲットと基板が平
行に対向した方式のスパッタ法においては、同様の効果
を有した。しかしながら、ターゲットと基板が平行に配
置されない方式の対向ターゲット式スパッタ法、あるい
はイオンビームスパッタ法等では、ターゲットから斜め
入射で飛来する原子が基板に付着するため、作製した膜
の透磁率特性に異方性が生じた。その結果、これらの方
法で成膜したコア材料を用いて作製した前記積層型磁気
ヘッドは、良好な出力特性が得られなかった。
２極スパッタ法により作製したが、本発明のコア材料の
作製方法は、ＲＦ２極スパッタ法に限るものではなく、
直流または高周波による二極、三極、マグネトロン方
式、及びバイアススパッタ法等のターゲットと基板が平
行に対向した方式のスパッタ法においては、同様の効果
を有した。しかしながら、ターゲットと基板が平行に配
置されない方式の対向ターゲット式スパッタ法、あるい
はイオンビームスパッタ法等では、ターゲットから斜め
入射で飛来する原子が基板に付着するため、作製した膜
の透磁率特性に異方性が生じた。その結果、これらの方
法で成膜したコア材料を用いて作製した前記積層型磁気
ヘッドは、良好な出力特性が得られなかった。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、特定の組成範囲、特定
の膜構造、及び特定の膜厚を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系、ま
たはＦｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜と絶縁膜とを交互に積
層したコア材料を、ターゲットと基板が平行に対向した
方式のスパッタ法により作製して、磁気回路を形成した
磁気ヘッドであって、かつ、その製造加工工程における
熱処理を無磁界中で行ったものであるから、高保磁力媒
体に対して優れた記録特性を示し、高周波での摺動ノイ
ズが小さく、高周波帯域で高い再生効率を実現すること
が出来る。また、簡便な無磁界中の熱処理で磁気ヘッド
の製造が可能であるため、磁界中熱処理炉のような煩雑
な装置が不要となり、磁気ヘッドの大量生産が可能にな
る。また、Ｆｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜と絶縁膜とが交
互に積層したコア材料で磁気回路を形成した磁気ヘッド
は、Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜をコア材料に用いた場合に
比べて、更に高い熱処理温度で、ガラス接合が可能とな
り、ガラス強度が充分で、かつ耐摩耗特性に優れた高温
熱処理を必要とするガラスを用いることが出来、磁気ヘ
ッドの信頼性を高めることが出来る。
の膜構造、及び特定の膜厚を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系、ま
たはＦｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜と絶縁膜とを交互に積
層したコア材料を、ターゲットと基板が平行に対向した
方式のスパッタ法により作製して、磁気回路を形成した
磁気ヘッドであって、かつ、その製造加工工程における
熱処理を無磁界中で行ったものであるから、高保磁力媒
体に対して優れた記録特性を示し、高周波での摺動ノイ
ズが小さく、高周波帯域で高い再生効率を実現すること
が出来る。また、簡便な無磁界中の熱処理で磁気ヘッド
の製造が可能であるため、磁界中熱処理炉のような煩雑
な装置が不要となり、磁気ヘッドの大量生産が可能にな
る。また、Ｆｅ-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜と絶縁膜とが交
互に積層したコア材料で磁気回路を形成した磁気ヘッド
は、Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜をコア材料に用いた場合に
比べて、更に高い熱処理温度で、ガラス接合が可能とな
り、ガラス強度が充分で、かつ耐摩耗特性に優れた高温
熱処理を必要とするガラスを用いることが出来、磁気ヘ
ッドの信頼性を高めることが出来る。
【図１】本発明の実施例で作製した磁気ヘッドの相対速
度７ｍ／ｓに於ける、周波数に対するヘッド出力の関係
を示す図である。
度７ｍ／ｓに於ける、周波数に対するヘッド出力の関係
を示す図である。
【図２】本発明の実施例で作製した磁気ヘッドの相対速
度２１ｍ／ｓに於ける、周波数に対するヘッド出力の関
係を示す図である。
度２１ｍ／ｓに於ける、周波数に対するヘッド出力の関
係を示す図である。
【図３】本発明の実施例で作製した軟磁性膜の膜厚と保
磁力Ｈcとの関係を示す図である。
磁力Ｈcとの関係を示す図である。
【図４】軟磁性膜の膜厚と複素透磁率の実数部μ'との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図５】軟磁性膜の保磁力Ｈcと熱処理温度との関係を
示す図である。
示す図である。
【図６】従来提供されている積層型ヘッドの概略図であ
る。
る。
【図７】従来提供されているＭＩＧヘッドの概略図であ
る。
る。
１、７ 軟磁性膜 ２ 絶縁膜 ３ 非磁性基板 ４ 非磁性体（ガラス） ５ フェライト ６ 磁気ギャップ ８ 非磁性体（ガラス）
フロントページの続き (72)発明者 高橋 健 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 沢井 瑛昌 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−290004（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−275605（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−254708（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 5/127 G11B 5/147
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と絶縁膜とを
交互に積層したコア材料で磁気回路が形成され、前記軟
磁性膜がＦｅを主成分とし、Ｎを５〜１７原子％含むと
共にＴａを７〜１５原子％含む組成を有する磁気ヘッド
において、 前記コア材料の各層の軟磁性膜の膜厚が１〜１０μｍ、
各層の絶縁膜の膜厚が０．０５〜０．５μｍであり、か
つターゲットと基板が平行に対向した方式のスパッタ法
により、前記軟磁性膜を基板表面上に作製し、磁気ヘッ
ド加工工程に於ける熱処理を無磁界中で行うことを特徴
とする磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項２】 Ｆｅ−Ｔａ−Ｂ−Ｎ系軟磁性膜と絶縁膜
とを交互に積層したコア材料で磁気回路が形成され、前
記軟磁性膜がＦｅを主成分とし、Ｎを６〜１５原子％、
Ｔａを７〜１５原子％含むと共にＢを０．５〜１３原子
％含む組成を有する磁気ヘッドにおいて、 前記コア材料の各層の軟磁性膜の膜厚が１〜１０μｍ、
各層の絶縁膜の膜厚が０．０５〜０．５μｍであり、か
つターゲットと基板が平行に対向した方式のスパッタ法
により、前記軟磁性膜を基板表面上に作製し、磁気ヘッ
ド加工工程に於ける熱処理を無磁界中で行うことを特徴
とする磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3202859A JP2782994B2 (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 磁気ヘッドの製造方法 |
| EP92103794A EP0502535B1 (en) | 1991-03-06 | 1992-03-05 | Magnetic head |
| DE1992614179 DE69214179T2 (de) | 1991-03-06 | 1992-03-05 | Magnetknopf |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3202859A JP2782994B2 (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 磁気ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0546911A JPH0546911A (ja) | 1993-02-26 |
| JP2782994B2 true JP2782994B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=16464380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3202859A Expired - Fee Related JP2782994B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-08-13 | 磁気ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782994B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2790451B2 (ja) * | 1987-04-10 | 1998-08-27 | 松下電器産業株式会社 | 窒素を含む軟磁性合金膜 |
| JPH0744108B2 (ja) * | 1989-01-26 | 1995-05-15 | 富士写真フイルム株式会社 | 軟磁性薄膜 |
| JPH02290004A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 軟磁性合金膜およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-08-13 JP JP3202859A patent/JP2782994B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0546911A (ja) | 1993-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |