JPH01152256A - Thin soft-magnetic film and its production - Google Patents
Thin soft-magnetic film and its productionInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、高保磁力の磁気記録媒体に高密度に↑Ｉ′ｌ
ｆｉｌを記録するのに適した磁気ヘッドのコア材料に
用いられる軟磁性簿膜とその製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention provides high coercive force magnetic recording media with high density ↑I'l
The present invention relates to a soft magnetic recording film used as a core material of a magnetic head suitable for recording files, and a method for manufacturing the same.
従来の技術
高密度磁気記録再生においては、記録媒体の保磁力を大
きくすれば有利であることが一般に知られているが、高
保磁力の記録媒体に情報を記録するためには強い磁場が
必要となる。ヘッドコア材として主流をなすフェライト
材はその飽和磁束密度が４０００〜５０００ガウス程度
であるために、磁気記録媒体の保磁力が１０００エルス
テツドを越えてくると記録が不十分になるという欠点が
ある。Conventional technology In high-density magnetic recording and reproduction, it is generally known that it is advantageous to increase the coercive force of the recording medium, but in order to record information on a recording medium with high coercive force, a strong magnetic field is required. Become. Since the ferrite material which is the mainstream material for the head core has a saturation magnetic flux density of about 4000 to 5000 Gauss, it has the disadvantage that recording becomes insufficient when the coercive force of the magnetic recording medium exceeds 1000 Oersteds.
一方金属磁性材料で総括されるセンダスト、パーマロイ
等の結晶質磁性合金、あるいはＣｏＴａＺｒ。On the other hand, crystalline magnetic alloys such as sendust and permalloy, which are classified as metal magnetic materials, or CoTaZr.
ＣｏＺｒＮｂ等の非晶質合金等を用いたＣｉｔ気へ・７
ドは、−Ｃにフェライト材よりも飽和磁束密度が高＜、
摺動ノイズも低いという優れた特徴を有する。この金属
磁性材ｔＩ薄膜を作製する時、主にスパック法が用いら
れている。この時、現在のところスパックガスとしてア
ルゴンガスが使用されている（たとえば第９回日木応用
磁気学会学術講演会概要集Ｐ２４２．Ｐ２２９等）、シ
かしこの方法で作製した薄膜は耐１γ耗性、加工性、高
周波特性という点に欠点を有している。To Cit Qi using amorphous alloys such as CoZrNb etc. 7
-C has a higher saturation magnetic flux density than ferrite material.
It has an excellent feature of low sliding noise. When producing this metal magnetic material tI thin film, the spuck method is mainly used. At this time, argon gas is currently used as the spuck gas (for example, the 9th Japanese Society of Applied Magnetics Academic Conference Summary P242, P229, etc.), but the thin film produced by this method has 1γ abrasion resistance, It has drawbacks in terms of workability and high frequency characteristics.
発明が解決しようとする問題点
従来のセンダスト合金に関しては、その耐摩耗性に対し
て疑問が持たれており、寿命もフェライト材を用いたヘ
ッドに比べると劣るものであった。Problems to be Solved by the Invention Regarding conventional sendust alloys, there have been doubts about their wear resistance, and their lifespan has been inferior to heads using ferrite materials.
また金属磁性材料は抵抗率が低いために高周波領域で渦
電流損失が大きくなるという欠点を有している０本発明
は耐摩耗性、ならびに高周波領域において優れた軟磁気
特性を示す軟磁性簿膜とその製造方法に関してである。In addition, metal magnetic materials have the disadvantage that eddy current loss increases in the high frequency range due to their low resistivity. and its manufacturing method.
問題点を解決するための手段
軟磁性ｉｉ１膜の構成をセンダストと窒化センダストと
の多層１１１１造にすることにより高周波領域において
も従来のセンダストに比べると渦電流１■失の小さい軟
磁性薄ｎグが得られる。Means to Solve the Problem By making the soft magnetic II film a multi-layer structure of sendust and nitride sendust, a soft magnetic thin n film with less eddy current loss than conventional sendust even in the high frequency range can be achieved. is obtained.
またその薄膜の製造方法はセンダスト薄膜はアルゴンガ
ス中でのスパック、窒化センダスト薄膜は窒素とアルゴ
ンの混合ガス中での反応性スパッタにより、これらを交
互に行うことでセンダスト合金と窒素センダスト薄ｎり
の多層構造からなる軟磁性薄膜が作製される。In addition, the thin film is manufactured by sputtering in argon gas for the sendust thin film, and by reactive sputtering in a mixed gas of nitrogen and argon for the nitride sendust thin film, and by performing these processes alternately, the sendust alloy and the nitrogen sendust thin film are produced. A soft magnetic thin film with a multilayer structure is fabricated.
作用
この技術的手段の作用は次のようになる。窒化センダス
トはその電気抵抗率がセンダストに比べると大きいため
に高周波領域において渦電流損失の影響を受けにくい。Effect The effect of this technical means is as follows. Since nitride Sendust has a higher electrical resistivity than Sendust, it is less susceptible to eddy current loss in the high frequency range.
そのため高周波領域ではセンダストに比べて大きなＵ
Ｔ、ｉｔ率が得られる。Therefore, in the high frequency range, U is larger than Sendust.
T, it rate is obtained.
窒素はプラズマ中で窒素イオン、窒素ラジカルを形成し
１１反応しやすい状態になっている。いっぽうスパック
によりターゲットからたたき出された原子は、このプラ
ズマ中を通って基板上に堆４＋’ｔされるわけであるが
、プラズマ中を通る際に、これらの原子のいくつかは反
応しやすい状態になっている窒素と結合し、基板上には
窒素炭素を含んだ軟磁性薄膜が堆積されるわけである。Nitrogen forms nitrogen ions and nitrogen radicals in plasma and is in a state where it is easy to react. On the other hand, the atoms ejected from the target by spuck pass through this plasma and are deposited on the substrate, but as they pass through the plasma, some of these atoms become susceptible to reaction. In other words, a soft magnetic thin film containing nitrogen and carbon is deposited on the substrate.
実施例
以下本発明の一実施例について、図面を用いて説明する
。EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明によって得られた軟磁性薄膜の構造を示
す。基板３上にセンダストＰ膜ｌと窒化センダス）ＰＪ
膜２が交互にＪｕｔされている。第２図にはこの構造を
持つ軟磁性薄膜４を磁気ヘッドのコア材に用いたときの
一例を示す。FIG. 1 shows the structure of a soft magnetic thin film obtained by the present invention. Sendust P film l and Sendust nitride) PJ on substrate 3
The membranes 2 are jutted alternately. FIG. 2 shows an example in which a soft magnetic thin film 4 having this structure is used as a core material of a magnetic head.
次にこの薄膜の製造方法の一実施例を示す。Next, an example of a method for manufacturing this thin film will be described.
（実施例１）
第３図は、本発明に用いたスパック装置の模式図である
。ターゲット１０はＦｅＡｌＳｉーゲット、基板１１は
非磁性のセラミック材である。基板温度は５０℃〜４０
０℃であれば問題はない。まず基板上にセンダスト）１
月模を形成する。(Example 1) FIG. 3 is a schematic diagram of a spackle device used in the present invention. The target 10 is a FeAlSi target, and the substrate 11 is a nonmagnetic ceramic material. Substrate temperature is 50℃~40℃
There is no problem if the temperature is 0°C. First, senda dust on the board) 1
Forms a moon pattern.
真空室内をＩ Ｘ １０’ 丁ｏｒｒより高真空に排気
したのち、アルゴンガスを導入し圧力が２０ ｍＴｏｒ
ｒになるように排気系のオリフィスを調整する。次にタ
ーゲットに負の高電圧ＣＤ、 Ｃ，スパック法）もしく
は高周波電圧（Ｒ，Ｆ、スパック法）を加えて放電を起
こす、プレスパツタの後シャッター１３を開き、スパッ
タ時間を調節することにより所望の厚さのＦｅ八へＳｉ
薄膜を形成する。After evacuating the vacuum chamber to a high vacuum of I x 10' orr, argon gas was introduced to raise the pressure to 20 mTorr.
Adjust the orifice of the exhaust system so that r. Next, a negative high voltage (CD, C, spackle method) or high frequency voltage (R, F, spackle method) is applied to the target to cause discharge. After press sputtering, the shutter 13 is opened and the desired sputtering time is adjusted. Thickness of Fe8 to Si
Forms a thin film.
次に窒化センダスＨ模を形成する。窒素ガスをｌ ｍＴ
ｏｒｒ導入した後、全圧が５ ｍＴｏｒｒになるように
アルゴンガスを導入する０次に全圧が２０ｍＴｏｒｒに
なるように排気系のオリフィスを調整する。この状態で
ターゲットに負の高電圧（Ｄ、Ｃ，スパッタ法）もしく
は高周波電圧（Ｒ，Ｆ、スパッタ法）を加えて放電を起
こす、プレスパツタの後シャック−４を開き、スパッタ
時間を調節することにより所望のｊ７さのＦｅＡｌＳｉ
−Ｎ薄膜を形成する。このことを繰り返すことにより
センダストと窒化センダストの多層構造の薄１１りが形
成される。Next, a nitride Sendas H pattern is formed. Nitrogen gas l mT
After introducing argon gas, the orifice of the exhaust system is adjusted so that the total pressure becomes 20 mTorr. In this state, apply a negative high voltage (D, C, sputtering method) or high frequency voltage (R, F, sputtering method) to the target to cause discharge. After press sputtering, open the shack-4 and adjust the sputtering time. FeAlSi of desired j7 size by
- Form a N thin film. By repeating this process, a thin film having a multilayer structure of sendust and nitride sendust is formed.
なおスパック中にコイル１２に電流を流すことにより幾
らかは膜のＩＷ積速度を大きくすることができる。Note that by passing a current through the coil 12 during spucking, the IW deposition rate of the film can be increased somewhat.
（実施例２）
第４図は、本発明に用いたスパッタ装置の模式図である
。ターゲット２０はＦｅＡＺＳｉ合金であり、２枚のタ
ーゲットが対向するように置かれている。ターゲット２
０の裏側にはマグネット２１が置かれである。マグネッ
トの磁極は図に示すように、片側のターゲットの裏側に
はＮ極が、他方にはＳ極が配置されており、磁力線はタ
ーゲツト面に垂直になっている。まず基板上にセンダス
）ＲＶ膜を形成する。真空室内をＩ Ｘ １０ ’ Ｔ
ｏｒｒより高真空に排気したのち、アルゴンガスを導入
し圧力が３ ｍＴｏｒｒになるように排気系のオリフィ
スを調整する０次にターゲットに負の高電圧（口。(Example 2) FIG. 4 is a schematic diagram of a sputtering apparatus used in the present invention. The targets 20 are made of FeAZSi alloy, and two targets are placed facing each other. target 2
A magnet 21 is placed on the back side of 0. As shown in the figure, the magnetic poles of the magnet are arranged such that the N pole is arranged on the back side of the target on one side, and the S pole is arranged on the other side, and the lines of magnetic force are perpendicular to the target surface. First, a Sendas RV film is formed on a substrate. I x 10'T inside the vacuum chamber
After evacuating to a high vacuum from orr, introduce argon gas and adjust the orifice of the exhaust system so that the pressure becomes 3 mTorr.
Ｃ，スパック法）もしくは高周波電圧（Ｒ，Ｆ。C, spack method) or high frequency voltage (R, F.
スパッタ法）を加えて放電を起こす、プレスパツタの後
シャンター２２を開き、スパッタ時間を調節することに
より所望の厚さのＦｅＡｌＳｉｉｎ膜を形成する。After press sputtering, the shunter 22 is opened and a FeAlSiin film of a desired thickness is formed by adjusting the sputtering time.
次に窒化センダスト膜を形成する。窒素ガスをＱ、３ｍ
Ｔｏｒｒ導入した後、全圧が２ｍＴｏｒｒになるように
アルゴンガスを４大する９次に全圧が３ｍＴｏｒｒにな
るように排気系のオリフィスを調整する。Next, a nitride sendust film is formed. Nitrogen gas Q, 3m
After introducing Torr, the orifice of the exhaust system is adjusted so that the total pressure becomes 3 mTorr.
この状態でターゲットに負の高電圧（Ｄ、Ｃ，スパック
法）もしくは高周波電圧（Ｒ，Ｆ、スパッタ法）を加え
て放電を起こす、プレスパンクの後シャッター４を開き
、スパッタ時間を調節することにより所望の厚さのＦｅ
ＡｌＳｉ −Ｎｍ膜を形成する。このことを繰り返すこ
とによりセンダストと窒化センダストの多層構造の薄１
１２が形成される。In this state, apply a negative high voltage (D, C, sputtering method) or high frequency voltage (R, F, sputtering method) to the target to cause discharge. After press puncture, open the shutter 4 and adjust the sputtering time. Fe of desired thickness by
Form an AlSi-Nm film. By repeating this process, a thin layer of multilayer structure of sendust and nitride sendust is formed.
12 is formed.
なお実施例１．２ともに共通することであるが、導入す
るＮ２ガス圧力、アルゴンガス圧力は実施例ではその一
例を示したのみである。Note that, although this is common to Examples 1 and 2, only one example of the introduced N2 gas pressure and argon gas pressure is shown in the Example.
また窒化センダスト薄膜を作製する際、Ｎ２ガスとアル
ゴンガスの混合ガス中でのＮ２ガスの分圧比が０．１％
以上５０％以下であれば、オリフィスを調整した後の全
圧力がＱ 、５ｍＴｏｒｒから４０ｍＴｏｒｒの広い範
囲で窒化センダスト薄膜中の窒素含有量が０．５ａｔ、
χ〜２０ａｔ、χとなる窒化センダスト薄膜が得られる
。In addition, when producing the nitride sendust thin film, the partial pressure ratio of N2 gas in the mixed gas of N2 gas and argon gas is 0.1%.
If it is 50% or less, the total pressure after adjusting the orifice is Q, the nitrogen content in the nitrided sendust thin film is 0.5 at in a wide range from 5 mTorr to 40 mTorr,
A nitride sendust thin film having χ~20at, χ is obtained.
一方、用いるターゲットもここではＦｅＡｆｆｉＳｉと
なっているが主成分がＦｅＡｊ！Ｓｉであれば同様の性
質を持つセンダストと窒化センダストの多層薄膜が得ら
れる。On the other hand, the target used here is FeAffiSi, but the main component is FeAj! If Si is used, a multilayer thin film of sendust and nitride sendust having similar properties can be obtained.
発明の効果
本発明による軟磁性薄■りおよびその製造方法により、
たとえばＶＴＲ用ヘッドのコア材としてこの材料を用い
ると、長時間使用してもその摩耗量は少なくフェライト
なみの寿命が保証され、高飽和磁束密度で耐摩耗性、高
周波特性の優れた、ＦｅＡｊ！ＳｉとＦｅＡｌＳｉ−Ｎ
多ＦｒＸ［膜が比較的容易な方法で得られるわけである
。Effects of the Invention The soft magnetic thin film and the manufacturing method thereof according to the present invention,
For example, if this material is used as a core material for a VTR head, it will not wear out even after long periods of use, ensuring a lifespan comparable to ferrite.FeAj! has high saturation magnetic flux density, wear resistance, and excellent high frequency characteristics. Si and FeAlSi-N
Multi-FrX films can be obtained by a relatively easy method.
第１図は本発明の軟磁性薄膜の一例を示す構成図、第２
図は本発明の軟磁性薄膜の利用例を示す斜視図、第３図
、第４図は本発明の軟磁性薄膜を製造するときに用いる
スパッタ装置の模式図である。
１・・・・・・センダスト薄膜、２・・・・・・窒化セ
ンダストｍ膜、３・・・・・・基板。
代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名ノー １ン
グスト薄λへ
２−−一征化℃ンダスト珂°パ
３−−一基版
第 １ 図
４−−一吹氾１往簿、駁
ＩＯ−ターゲット
１１−一り１板
！？−コイル
１３− シで−ｌター
／、！＝Ｘ歌ホ２レグ−
Ｉ５− 力゛ス導込口
ｔ６−１１＝弧ロ
ノ７− チャンバー
第３図FIG. 1 is a block diagram showing an example of the soft magnetic thin film of the present invention, and FIG.
The figure is a perspective view showing an example of the use of the soft magnetic thin film of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are schematic diagrams of a sputtering apparatus used when manufacturing the soft magnetic thin film of the present invention. 1... Sendust thin film, 2... Sendust nitride m film, 3... Substrate. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao Haka 1 person No 1 ngst thin λ to 2--one conquest ℃ dust ka° pa 3--1 base version 1 Figure 4--Ichibuki flood 1 outing record, re-IO -Target 11- 1 board per person! ? -Coil 13- In -lter/,! =X song ho 2 leg- I5- Force inlet t6-11 = Arc Rono 7- Chamber figure 3
Claims (5)
膜の積層構造からなる軟磁性薄膜。(1) [Registered trademark] A soft magnetic thin film consisting of a laminated structure of a Sendust film and a Sendust nitride film.
．％以上２０ａｔ．％以下であることを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項記載の軟磁性薄膜。(2) Nitrogen content in the nitride sendust thin film is 0.5at
．． % or more 20at. % or less, the soft magnetic thin film according to claim (1).
以上１０μｍ以下、窒化センダスト薄膜の１層当りの膜
厚が０．０１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項または第（２）項のいず
れかに記載の軟磁性薄膜。(3) Film thickness per layer of Sendust thin film is 0.05 μm
10 μm or more, and the thickness of each layer of the nitride sendust thin film is 0.01 μm or more and 10 μm or less, magnetic thin film.
ッタ法を用いて作られることを特徴とする軟磁性薄膜の
製造方法。(4) A method for producing a soft magnetic thin film, characterized in that a sendust thin film and a nitride sendust thin film are produced using a sputtering method.
ゴンガスと窒素ガスの混合ガスからなり、窒素ガスの分
圧比が０．１％以上５０％以下であることを特徴とする
特許請求の範囲第（４）項記載の軟磁性薄膜の製造方法
。(5) The sputtering gas used to form the nitride sendust thin film is composed of a mixed gas of argon gas and nitrogen gas, and the partial pressure ratio of the nitrogen gas is 0.1% or more and 50% or less ( 4) The method for producing a soft magnetic thin film as described in section 4).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP30991987A JPH01152256A (en) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | Thin soft-magnetic film and its production |
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| JP30991987A Pending JPH01152256A (en) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | Thin soft-magnetic film and its production |
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1987
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