JPH02152208A - 軟磁性合金膜 - Google Patents
軟磁性合金膜Info
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- JPH02152208A JPH02152208A JP30581688A JP30581688A JPH02152208A JP H02152208 A JPH02152208 A JP H02152208A JP 30581688 A JP30581688 A JP 30581688A JP 30581688 A JP30581688 A JP 30581688A JP H02152208 A JPH02152208 A JP H02152208A
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Landscapes
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、複合型磁気へyF’ca称M I Gヘッ
ド)などに使用される軟磁性膜に係わり、特に、熱安定
性に優れ、軟磁気特性に優れたものに関七る。
ド)などに使用される軟磁性膜に係わり、特に、熱安定
性に優れ、軟磁気特性に優れたものに関七る。
[従来の技術]
従来、上記磁気ヘッド等において使用される軟磁性膜の
中で乙、高い飽和磁化(Os)と高い耐熱性を両立する
ことのできる軟磁性膜として、Go−M−N(ただしM
はTi、Zr、Hf Nb Mo〜Vのうち少なくとら
一種以上を示す、、)なる組成の軟磁性膜が提案されて
いる。(特開昭62−210607号、特開昭63−5
7758号公報など)[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来のCo−M−N系の軟磁性膜は、熱
処理により負の磁歪を示し、−4〜−6×10−6の比
較的大きな磁歪をらち、磁気ヘッドに加工する際の歪に
よる逆磁歪効果で軟磁気特性が劣化し易い問題かあった
。
中で乙、高い飽和磁化(Os)と高い耐熱性を両立する
ことのできる軟磁性膜として、Go−M−N(ただしM
はTi、Zr、Hf Nb Mo〜Vのうち少なくとら
一種以上を示す、、)なる組成の軟磁性膜が提案されて
いる。(特開昭62−210607号、特開昭63−5
7758号公報など)[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来のCo−M−N系の軟磁性膜は、熱
処理により負の磁歪を示し、−4〜−6×10−6の比
較的大きな磁歪をらち、磁気ヘッドに加工する際の歪に
よる逆磁歪効果で軟磁気特性が劣化し易い問題かあった
。
また、このCo−M−N系の軟磁性膜を用いて磁気ヘッ
トを製造する場合、一対の磁気コア半休をガラスポンデ
ィングによって接合する必要があるので、磁気コア半休
はガラスポンディング時に、通常、600℃付近の高温
に加熱されるものである。ところが、磁気コア半休がこ
のようI3i高温に加熱された場合、軟磁性膜の電気抵
抗(比抵抗)が低下し、80〜100μΩ・cm(従来
のco−M系アモルファス膜の約7割程度)となる。電
気抵抗が低くなると、冒周波での渦電流損失が増大し1
、高周波透磁率が伸びなくなるという不都合があった。
トを製造する場合、一対の磁気コア半休をガラスポンデ
ィングによって接合する必要があるので、磁気コア半休
はガラスポンディング時に、通常、600℃付近の高温
に加熱されるものである。ところが、磁気コア半休がこ
のようI3i高温に加熱された場合、軟磁性膜の電気抵
抗(比抵抗)が低下し、80〜100μΩ・cm(従来
のco−M系アモルファス膜の約7割程度)となる。電
気抵抗が低くなると、冒周波での渦電流損失が増大し1
、高周波透磁率が伸びなくなるという不都合があった。
またこの従来のCo−M−薄膜は、単層では良好な軟磁
気特性が得られないため、Go−M−薄膜とCo−M膜
を交互に多数積層させた構fi(熱処理後のものは層間
にNの拡散がおこり、膜厚方向にN濃度が変調された構
造となる)にする必要があり、軟磁性膜の作製工程か複
雑になるという不都合があった。
気特性が得られないため、Go−M−薄膜とCo−M膜
を交互に多数積層させた構fi(熱処理後のものは層間
にNの拡散がおこり、膜厚方向にN濃度が変調された構
造となる)にする必要があり、軟磁性膜の作製工程か複
雑になるという不都合があった。
本発明は、従来のCo系窒化合金膜の磁歪を零に近づけ
、また電気抵抗を大きくすることにより軟磁気特性の向
」二及び高周波透磁率の改善を図り、また単層膜であっ
ても良好な軟磁気特性を示す軟磁性合金膜の提供を目的
と(7,ている。
、また電気抵抗を大きくすることにより軟磁気特性の向
」二及び高周波透磁率の改善を図り、また単層膜であっ
ても良好な軟磁気特性を示す軟磁性合金膜の提供を目的
と(7,ている。
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、式
CoaMbNc(たたし、Mはi”i。
CoaMbNc(たたし、Mはi”i。
Zr、Hf、さJb、Ta、Mo、Wのうち少なくとも
一種以上、Goはコバルト、Nは窒素を示し、またa、
b、cは各々原子%を表ず)で示され、上記a、b、c
が、50≦a≦75 4≦b≦25 20 1≦c≦35 a+b+c= 100 なる組成よりなる軟磁性合金膜である。
一種以上、Goはコバルト、Nは窒素を示し、またa、
b、cは各々原子%を表ず)で示され、上記a、b、c
が、50≦a≦75 4≦b≦25 20 1≦c≦35 a+b+c= 100 なる組成よりなる軟磁性合金膜である。
また、請求項2記載の発明は、上記Mの窒化物の微細結
晶を含み、全体が優位的に粒径005μm以下の微細結
晶からなる軟磁性合金膜である。
晶を含み、全体が優位的に粒径005μm以下の微細結
晶からなる軟磁性合金膜である。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
上記軟磁性合金膜において、Co(コバルト)は主成分
であり、磁性を担う元素であり、少なくともフェライト
以上(Bs≧50000 (Gauss) )のBsを
得るためにはa≧50原子%(以下at%と記す)が必
要である。また軟磁性を得ろためにはa≦75at%で
なければならない。
であり、磁性を担う元素であり、少なくともフェライト
以上(Bs≧50000 (Gauss) )のBsを
得るためにはa≧50原子%(以下at%と記す)が必
要である。また軟磁性を得ろためにはa≦75at%で
なければならない。
−1−記M (T i、 Z r、 Hr、 N b、
Mo、W )は、軟磁性を得ろために必要であり、軟磁
性を得るためにはb≧4aL%とする必、要があり、ま
た添加しすぎると11 sが低下ずろのでb≦25at
%としなければならない。このMは、熱処理により膜中
に含まれるNと化学結合し、MN(Mの窒化物)の微細
結晶を生成する。これに伴い母相のCoも面心立方品を
主体とする微結晶の相識を呈する。MNの微細結晶が均
一に膜中に分散していることにより、c。
Mo、W )は、軟磁性を得ろために必要であり、軟磁
性を得るためにはb≧4aL%とする必、要があり、ま
た添加しすぎると11 sが低下ずろのでb≦25at
%としなければならない。このMは、熱処理により膜中
に含まれるNと化学結合し、MN(Mの窒化物)の微細
結晶を生成する。これに伴い母相のCoも面心立方品を
主体とする微結晶の相識を呈する。MNの微細結晶が均
一に膜中に分散していることにより、c。
の微結晶の粒成長の障害となり、550℃の熱処理後も
Coの結晶粒は微細なままである。Coの結晶は結晶磁
気異方性が大きいため、通常の大きさの結晶では軟磁気
特性は得られないか、結晶が微細になることにより、結
晶磁気異方性の影響が緩和され、軟磁気特性が得られる
。
Coの結晶粒は微細なままである。Coの結晶は結晶磁
気異方性が大きいため、通常の大きさの結晶では軟磁気
特性は得られないか、結晶が微細になることにより、結
晶磁気異方性の影響が緩和され、軟磁気特性が得られる
。
N(窒素)はMとの化学結合によりMNを生成し、これ
により耐熱性を高め、また、Bsを高めるために必要で
ある。(アモルファス状態ではCoとMが相互作用し、
Coの磁気モーメントがかなり抑制されているのに対し
、MがMNの結晶として析出すると、MはCoと相互作
用しなくなり、C+)一原子あたりの磁気モーメントが
」二かり、これによりBsが上がる。) また、Nは電気抵抗を高めるために必要−である。
により耐熱性を高め、また、Bsを高めるために必要で
ある。(アモルファス状態ではCoとMが相互作用し、
Coの磁気モーメントがかなり抑制されているのに対し
、MがMNの結晶として析出すると、MはCoと相互作
用しなくなり、C+)一原子あたりの磁気モーメントが
」二かり、これによりBsが上がる。) また、Nは電気抵抗を高めるために必要−である。
MNの微結晶のX線回折ピークが認められるに至るのは
、C≧20.lat%であり、これに伴い、磁歪が零に
近づき、また、単層であっても優れた軟磁気特性を示す
ようになる。また、Nをあまり添加するとBsが低下す
るのでC≦35at%と1−る必要がある。
、C≧20.lat%であり、これに伴い、磁歪が零に
近づき、また、単層であっても優れた軟磁気特性を示す
ようになる。また、Nをあまり添加するとBsが低下す
るのでC≦35at%と1−る必要がある。
本発明による軟磁性膜は、フェライトなどの基体表面に
、スパッタ法や真空蒸着法等の薄膜作製装置により薄膜
形成して製造される。スパッタ装置としては、RF2極
スパッタ、マグネトロンスパッタ、3極スパツタ、イオ
ンビームスパッタ、対向ターゲット式スパッタ等の既存
の装置を使用することができる。ターゲットとしては、
Co−M合金ターゲットのほか、Coツタ−ゲット上M
のペレットを配置した複合ターゲットを用いることがで
きる。
、スパッタ法や真空蒸着法等の薄膜作製装置により薄膜
形成して製造される。スパッタ装置としては、RF2極
スパッタ、マグネトロンスパッタ、3極スパツタ、イオ
ンビームスパッタ、対向ターゲット式スパッタ等の既存
の装置を使用することができる。ターゲットとしては、
Co−M合金ターゲットのほか、Coツタ−ゲット上M
のペレットを配置した複合ターゲットを用いることがで
きる。
また、より優れた軟磁性の膜を得るためには、スパッタ
中に基板と平行に磁界をかけろこと、熱処理中に磁界を
かけること等が有効である。
中に基板と平行に磁界をかけろこと、熱処理中に磁界を
かけること等が有効である。
[実施例コ
RPスパッタ装置により、Co 114 T a +o
H[eの合金ターゲットを用い、Ar+Ntの混合ガス
でスパッタを行うことにより、5〜6μm厚の膜を作製
した。
H[eの合金ターゲットを用い、Ar+Ntの混合ガス
でスパッタを行うことにより、5〜6μm厚の膜を作製
した。
第1図に、スパッタ・ガス中のN、a度と作製された膜
中のN濃度の関係を示す。
中のN濃度の関係を示す。
また第2図に、スパッタ・ガス中のN、a度に対する、
膜の磁歪の変化を示す。この第2図から明らかなように
、N、a度の増加(30体積%以上)に伴い、熱処理に
よる磁歪の変化量が小さくなるとともに、成膜後、熱処
理後の値ともに零に近づく。なお、熱処理は550℃×
20分の回転磁界中で行った。
膜の磁歪の変化を示す。この第2図から明らかなように
、N、a度の増加(30体積%以上)に伴い、熱処理に
よる磁歪の変化量が小さくなるとともに、成膜後、熱処
理後の値ともに零に近づく。なお、熱処理は550℃×
20分の回転磁界中で行った。
第3図にスパッタ・ガス中のN、a度に対する膜の比抵
抗の変化を示す。第3図から明らかなように、熱処理後
の比抵抗は10体積%N、保間では小さいが、それ以上
のN2濃度では、しだいに増加する傾向を示す。
抗の変化を示す。第3図から明らかなように、熱処理後
の比抵抗は10体積%N、保間では小さいが、それ以上
のN2濃度では、しだいに増加する傾向を示す。
第4図に、スパッタ・ガス中のN2濃度に対する膜の飽
和磁化(B s)の変化を示す。第4図から明らかなよ
うに、10体積%N、のときのBsに対し、30体積%
N7以上では若干減少傾向となるが、50体積%N、で
もl100OG程度の高いB sをイイE持している。
和磁化(B s)の変化を示す。第4図から明らかなよ
うに、10体積%N、のときのBsに対し、30体積%
N7以上では若干減少傾向となるが、50体積%N、で
もl100OG程度の高いB sをイイE持している。
次に、本発明による軟磁性合金膜(以下、本発明例とい
う)と、従来組成の軟磁性膜(以下、従来例という)を
各々作製し、(これら各々の膜の組成は表1に示す。)
550℃×20分の回転磁界中熱処理を行い、これらの
膜の透gi率(μ)、保磁力(1−(c)等の軟磁気特
性の比較を行った。その結果を表2に示す。
う)と、従来組成の軟磁性膜(以下、従来例という)を
各々作製し、(これら各々の膜の組成は表1に示す。)
550℃×20分の回転磁界中熱処理を行い、これらの
膜の透gi率(μ)、保磁力(1−(c)等の軟磁気特
性の比較を行った。その結果を表2に示す。
表 1
*(窒化層200人/非窒化層300人)を120回く
り返i−積層。
り返i−積層。
表 2
表2に示す通り、本発明例では、磁歪、比抵抗が良好な
まま、μが高く、Haが低くなり、良好な軟磁気特性が
得られた。
まま、μが高く、Haが低くなり、良好な軟磁気特性が
得られた。
一方、従来例のうち、Nを17.2at%含む従来例1
は、磁歪、比抵抗は良好であるが、μが低く、T(cが
大で不良である。また、組成変、ffA] +i■造と
した従来例3では、μ、T−1cは良好なしのの磁歪が
大きく、比抵抗が小さいが、本発明例は単層膜であるの
にかかわらず、全ての特性を満足している。
は、磁歪、比抵抗は良好であるが、μが低く、T(cが
大で不良である。また、組成変、ffA] +i■造と
した従来例3では、μ、T−1cは良好なしのの磁歪が
大きく、比抵抗が小さいが、本発明例は単層膜であるの
にかかわらず、全ての特性を満足している。
因みに従来例3の組成変調膜を単層の窒化膜にすると(
従来例2に相当)、軟磁気特性は全く不良となる。この
ことから、本発明例は単層膜であっても従来の軟磁性膜
より優れた軟磁気特性か得られることがわかる。
従来例2に相当)、軟磁気特性は全く不良となる。この
ことから、本発明例は単層膜であっても従来の軟磁性膜
より優れた軟磁気特性か得られることがわかる。
第5図に、X線回折により本発明例の膜の構造を調へた
結果を、示す。本発明例の膜は、成膜後(第5図の図中
符号■)にはブロードしたピークか2つ出るが、これら
のピークは550℃で熱処理することにより、熱処理後
の■に示すように比較的シャープになり、これらのピー
クは、TaN及びrccCo(面心立方晶Co)、また
非常に弱いがhcp−c。
結果を、示す。本発明例の膜は、成膜後(第5図の図中
符号■)にはブロードしたピークか2つ出るが、これら
のピークは550℃で熱処理することにより、熱処理後
の■に示すように比較的シャープになり、これらのピー
クは、TaN及びrccCo(面心立方晶Co)、また
非常に弱いがhcp−c。
(六方稠密晶Co)として指数うけてきる。また■は従
来例2の膜のX線回折の結果を示す図であり、この従来
例2の膜はアモルファスであるが、これと比較しても、
■の本発明例の膜は明らかに結晶質であることがわかる
。すなわち、本発明例の膜はTaN及びCoの微細な結
晶が析出していることを示している。また■の各ピーク
の半値幅から、本発明例の膜中に含まれろ結晶粒径は2
0〜50人と極めて小さなものであることがわかる。こ
れにより、本発明例の膜の軟磁気特性が優れていること
がわかる。
来例2の膜のX線回折の結果を示す図であり、この従来
例2の膜はアモルファスであるが、これと比較しても、
■の本発明例の膜は明らかに結晶質であることがわかる
。すなわち、本発明例の膜はTaN及びCoの微細な結
晶が析出していることを示している。また■の各ピーク
の半値幅から、本発明例の膜中に含まれろ結晶粒径は2
0〜50人と極めて小さなものであることがわかる。こ
れにより、本発明例の膜の軟磁気特性が優れていること
がわかる。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明による軟磁性合金膜は、磁
気ヘッド製造におけろ600℃付近のガラス溶着工程に
十分耐え得る高い耐熱性を有することにより、ガラスポ
ンディングの信頼性を高めることができる。また、高い
Bsを有することにより、高Hcの記録媒体に十分対応
できるヘッドを提供することができる。
気ヘッド製造におけろ600℃付近のガラス溶着工程に
十分耐え得る高い耐熱性を有することにより、ガラスポ
ンディングの信頼性を高めることができる。また、高い
Bsを有することにより、高Hcの記録媒体に十分対応
できるヘッドを提供することができる。
更に本発明では上記の特徴を損なうことなく、N6度を
高くすることにより、磁歪を低減でき、これによりヘッ
ドへの加工に伴う応力、歪による軟磁気特性の劣化を防
ぐことができ、優れた再生特性を有するヘッドを提供す
ることができる。まlコ、高Na度化により、膜の電気
抵抗が高くなり、高周波での渦電流損失に伴う高周波透
磁率の低下を防ぐことができ、これによりヘッドの高周
波特性を高めることができる。
高くすることにより、磁歪を低減でき、これによりヘッ
ドへの加工に伴う応力、歪による軟磁気特性の劣化を防
ぐことができ、優れた再生特性を有するヘッドを提供す
ることができる。まlコ、高Na度化により、膜の電気
抵抗が高くなり、高周波での渦電流損失に伴う高周波透
磁率の低下を防ぐことができ、これによりヘッドの高周
波特性を高めることができる。
また、高Ng&度化により、多層あるいは組成変調構造
という複雑な構造をとる必要がなくなり、製造プロセス
を簡略化することができる。
という複雑な構造をとる必要がなくなり、製造プロセス
を簡略化することができる。
第1図ないし第5図は本発明の詳細な説明するための図
であって、第1図はスパッタ・ガス中のN、濃度と軟磁
性合金膜中のN6度の関係を示すグラフ、第2図はスパ
ッタ・ガス中のN、濃度に対する膜の磁歪の変化を示す
グラフ、第3図はスパッタ・ガス中のNta度に対する
膜、の比抵抗の変化を示すグラフ、第4図はスパッタ・
ガス中のN2濃度に対する膜の飽和磁化の変化を示すグ
ラフ、第5図は膜のX線回折の結果を示すグラフである
。
であって、第1図はスパッタ・ガス中のN、濃度と軟磁
性合金膜中のN6度の関係を示すグラフ、第2図はスパ
ッタ・ガス中のN、濃度に対する膜の磁歪の変化を示す
グラフ、第3図はスパッタ・ガス中のNta度に対する
膜、の比抵抗の変化を示すグラフ、第4図はスパッタ・
ガス中のN2濃度に対する膜の飽和磁化の変化を示すグ
ラフ、第5図は膜のX線回折の結果を示すグラフである
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)式CoaMbNc (ただし、MはTi,Zr,Hr,Nb,Ta,Mo,
Wのうち少なくとも一種以上、Coはコバルト、Nは窒
素を示し、またa,b,cは各々原子%を表す)で示さ
れ、上記a,b,cが、 50≦a≦75 4≦b≦25 20.1≦c≦35 a+b+c=100 なる組成よりなる軟磁性合金膜。 (2)Mの窒化物の微細結晶を含み、全体が優位的に粒
径0.05μm以下の微細結晶からなる請求項1記載の
軟磁性合金膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30581688A JPH02152208A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 軟磁性合金膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30581688A JPH02152208A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 軟磁性合金膜 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02152208A true JPH02152208A (ja) | 1990-06-12 |
Family
ID=17949717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30581688A Pending JPH02152208A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 軟磁性合金膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02152208A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0373403A (ja) * | 1988-10-14 | 1991-03-28 | Hitachi Ltd | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
US6052262A (en) * | 1997-03-14 | 2000-04-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element and magnetic head |
-
1988
- 1988-12-02 JP JP30581688A patent/JPH02152208A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0373403A (ja) * | 1988-10-14 | 1991-03-28 | Hitachi Ltd | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
US6052262A (en) * | 1997-03-14 | 2000-04-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element and magnetic head |
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