JPH02152209A - 軟磁性膜 - Google Patents
軟磁性膜Info
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- JPH02152209A JPH02152209A JP30581888A JP30581888A JPH02152209A JP H02152209 A JPH02152209 A JP H02152209A JP 30581888 A JP30581888 A JP 30581888A JP 30581888 A JP30581888 A JP 30581888A JP H02152209 A JPH02152209 A JP H02152209A
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Landscapes
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- 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、複合型磁気ヘッド(通称MIG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、飽和磁化の高いものに関する。
どに使用される軟磁性膜に係わり、特に、熱安定性に優
れ、飽和磁化の高いものに関する。
[従来の技術およびその課題]
磁気記録の分野における高密度記録化の進行(記録媒体
の高I−1c化、Hcは保磁力)に伴い、それに対応す
る磁気ヘッドの材料として高B s(B sは飽和磁化
)のものが要求されてきている。また、耐環境、耐摩耗
等の信頼性の高いヘッドを得るためには、ギャップ形成
等をガラス溶着で行うことが必要となり、ヘッド製造工
程におけるガラス溶着工程の高温に耐え得ることが必要
である。
の高I−1c化、Hcは保磁力)に伴い、それに対応す
る磁気ヘッドの材料として高B s(B sは飽和磁化
)のものが要求されてきている。また、耐環境、耐摩耗
等の信頼性の高いヘッドを得るためには、ギャップ形成
等をガラス溶着で行うことが必要となり、ヘッド製造工
程におけるガラス溶着工程の高温に耐え得ることが必要
である。
従来の高Bsの軟磁性材料(膜)としては、FeS i
−A I(センダスト)及びCo系のアモルファスがあ
るが、前者のセンダストのBsは約10000G(ガウ
ス)であり、今後の一層の高密度化の要求に対しては不
十分である。一方、後者のアモルファスは、13000
G以上の高いBsのものら得られているが、アモルファ
ス合金ではBsを高くするためにアモルファス形成元素
(Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo。
−A I(センダスト)及びCo系のアモルファスがあ
るが、前者のセンダストのBsは約10000G(ガウ
ス)であり、今後の一層の高密度化の要求に対しては不
十分である。一方、後者のアモルファスは、13000
G以上の高いBsのものら得られているが、アモルファ
ス合金ではBsを高くするためにアモルファス形成元素
(Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo。
W等)を少なくする必要があるために、アモルファス構
造の安定性が低下し、ガラス溶着に必要な温度(はぼ5
00℃以上)には到底耐え得るものではない。
造の安定性が低下し、ガラス溶着に必要な温度(はぼ5
00℃以上)には到底耐え得るものではない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、Hc
が小さく、μ(透磁率)か高く、その特性が熱的に安定
であるとともに高いBsを有する軟磁性膜の提供を目的
としている。
が小さく、μ(透磁率)か高く、その特性が熱的に安定
であるとともに高いBsを有する軟磁性膜の提供を目的
としている。
[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
CoaFebMcNd (ただし、MはTi、Zrj−1f、Nb、Ta、fv
lo、Wのうち少なくとも一種以上、COはコバルト、
Feは鉄、Nは窒素を示し、またa、b、c、dは各々
原子%を表ず)で示され、上記a、b、c、d、eが、
70≦ a≦97 1≦b≦10 1≦c≦4.9 01≦d≦20 a+b+c+d= 100 なる組成よりなる軟磁性合金膜である。
CoaFebMcNd (ただし、MはTi、Zrj−1f、Nb、Ta、fv
lo、Wのうち少なくとも一種以上、COはコバルト、
Feは鉄、Nは窒素を示し、またa、b、c、dは各々
原子%を表ず)で示され、上記a、b、c、d、eが、
70≦ a≦97 1≦b≦10 1≦c≦4.9 01≦d≦20 a+b+c+d= 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、Feの固溶した面心立方構
造を有するcoの微結晶を含むことを特徴とする請求項
l記載の組成を有する軟磁性合金膜である。
造を有するcoの微結晶を含むことを特徴とする請求項
l記載の組成を有する軟磁性合金膜である。
また請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記
載の軟磁性合金膜と、窒素を含まない上記Co a F
e b M c (a+b+c=100)なる組成を
有する軟磁性合金膜を交互に積層してなる軟磁性積層膜
である。
載の軟磁性合金膜と、窒素を含まない上記Co a F
e b M c (a+b+c=100)なる組成を
有する軟磁性合金膜を交互に積層してなる軟磁性積層膜
である。
また請求項4記載の発明は、請求項3記載の軟磁性積層
膜の窒素の濃度を膜厚方向に変調せしめてなることを特
徴とする軟磁性組成変調膜である。
膜の窒素の濃度を膜厚方向に変調せしめてなることを特
徴とする軟磁性組成変調膜である。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
」二足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、15000以上のB
sを得るためにはa≧70原子%原子下at%という)
が必要である。(aが70at%程度の場合は、F e
(b)を10at%を越えない範囲で多くする必要があ
る。)また、軟磁性を得るためには、a≦97at%で
なければならない。
分であり、磁性を担う元素であり、15000以上のB
sを得るためにはa≧70原子%原子下at%という)
が必要である。(aが70at%程度の場合は、F e
(b)を10at%を越えない範囲で多くする必要があ
る。)また、軟磁性を得るためには、a≦97at%で
なければならない。
Feは、飽和磁化を増加させるため、また磁歪を調整す
るため、更にまたCoに固溶して面心立方構造のCo(
fcc −Co)を安定化するために必要である。Co
は本来、Peが固溶しないと六方稠密構造(hap)が
安定であるが、この結晶は、結晶磁気異方性が極めて大
きいため、軟磁性を得ることが難しいので、より軟磁性
の得易いfcc−Coを主体とする必要がある。上記の
効果を出すためには少なくともb≧fat%とする必要
があるが、添加しすぎると磁歪が正(プラス)に大きく
なりすぎるため、10−”台の磁歪を保つためにはb≦
10at%としなければならない。
るため、更にまたCoに固溶して面心立方構造のCo(
fcc −Co)を安定化するために必要である。Co
は本来、Peが固溶しないと六方稠密構造(hap)が
安定であるが、この結晶は、結晶磁気異方性が極めて大
きいため、軟磁性を得ることが難しいので、より軟磁性
の得易いfcc−Coを主体とする必要がある。上記の
効果を出すためには少なくともb≧fat%とする必要
があるが、添加しすぎると磁歪が正(プラス)に大きく
なりすぎるため、10−”台の磁歪を保つためにはb≦
10at%としなければならない。
上記M(T i、Zr、Hf、Nb、Mo、W)は、軟
磁性を得るために必要であり、軟磁性を得るためにはC
≧fat%とする必要があり、また添加しすぎるとBs
か低下するので、Bs上15000GとするためにはC
≦4.9at%としなければならない。
磁性を得るために必要であり、軟磁性を得るためにはC
≧fat%とする必要があり、また添加しすぎるとBs
か低下するので、Bs上15000GとするためにはC
≦4.9at%としなければならない。
N(窒素)はMとの相互作用により、Co(Fe固溶)
の結晶粒を小さくする作用があり、これによりCoの結
晶磁気異方性の悪影響が軽減され、軟磁気特性が良好に
なる。軟磁性を得るためには、d≧0 、1 at%と
する必要があり、Bs上15000Gとするためには、
d≦20at%とする必要がある。
の結晶粒を小さくする作用があり、これによりCoの結
晶磁気異方性の悪影響が軽減され、軟磁気特性が良好に
なる。軟磁性を得るためには、d≧0 、1 at%と
する必要があり、Bs上15000Gとするためには、
d≦20at%とする必要がある。
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、)’IF
2極スパヅタ、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−FMの合金ターゲットのほか、Coターゲッ
ト上にFe、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、)’IF
2極スパヅタ、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−FMの合金ターゲットのほか、Coターゲッ
ト上にFe、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、N(窒素)を膜中に添加する方法としては、Ar
等の不活性ガス中に窒素ガスを混合したガスでスパッタ
を行う反応性スパッタが有効である。
等の不活性ガス中に窒素ガスを混合したガスでスパッタ
を行う反応性スパッタが有効である。
第1図は、このようにして作製された軟磁性合金膜の一
例を示す図であって、図中符号lは軟磁性合金膜、2は
基板である。この軟磁性合金膜lは、Co−F e−M
−N合金からなる均一組成の薄膜であり、従来の軟磁性
膜と比較して、良好な磁気特性が得られる。
例を示す図であって、図中符号lは軟磁性合金膜、2は
基板である。この軟磁性合金膜lは、Co−F e−M
−N合金からなる均一組成の薄膜であり、従来の軟磁性
膜と比較して、良好な磁気特性が得られる。
しかしながら、第1図に示す軟磁性合金膜lのような単
層膜においては、膜と垂直な磁気異方性等を生じ、軟磁
気特性が今一つである。この軟磁気特性を更に向上させ
るためには、窒化膜と非窒化膜を交互に多数積層して、
異方性の垂直成分をなくすことが有効である。第2図は
、請求項3記載の発明による軟磁性積層膜の一例を示す
図であって、図中符号3は窒化膜、4は非窒化膜、5は
軟磁性積層膜である。この軟磁性積層膜5は、Ar十N
、ガス中でスパッタして形成された窒化膜3と純Arガ
ス中でスパッタして形成された非窒化膜4を交互に多数
積層(−層あたり100〜1000人厚)して構成され
ている。この軟磁性積層膜5では、異方性の垂直成分を
なくすことができるので、優れた軟磁気特性を得ること
ができる。このような膜を作製するには、ガスの導入系
が複数あるスパッタ装置を用い、A rを流したままに
し、N、を断続的に流すことにより行なわれ、このとき
放電は連続したままで行うこともできる。
層膜においては、膜と垂直な磁気異方性等を生じ、軟磁
気特性が今一つである。この軟磁気特性を更に向上させ
るためには、窒化膜と非窒化膜を交互に多数積層して、
異方性の垂直成分をなくすことが有効である。第2図は
、請求項3記載の発明による軟磁性積層膜の一例を示す
図であって、図中符号3は窒化膜、4は非窒化膜、5は
軟磁性積層膜である。この軟磁性積層膜5は、Ar十N
、ガス中でスパッタして形成された窒化膜3と純Arガ
ス中でスパッタして形成された非窒化膜4を交互に多数
積層(−層あたり100〜1000人厚)して構成され
ている。この軟磁性積層膜5では、異方性の垂直成分を
なくすことができるので、優れた軟磁気特性を得ること
ができる。このような膜を作製するには、ガスの導入系
が複数あるスパッタ装置を用い、A rを流したままに
し、N、を断続的に流すことにより行なわれ、このとき
放電は連続したままで行うこともできる。
上記軟磁性積層膜5は、そのままの状聾では不安定であ
り、ガラスボンディング時等の熱により、各層間で窒素
の拡散が起こり、組成変調構造となるが、軟磁気特性が
損なわれることはない。
り、ガラスボンディング時等の熱により、各層間で窒素
の拡散が起こり、組成変調構造となるが、軟磁気特性が
損なわれることはない。
更に軟磁性を向上させるためには、スパッタ中に基板と
平行に磁界をかけること、熱処理中に磁界をかけること
等が有効である。
平行に磁界をかけること、熱処理中に磁界をかけること
等が有効である。
[実施例]
RF2極スパッタ装置により、Coターゲット上にFe
とTaのペレットを配置した複合ターゲットを用い、A
r+lO体積%N、の混合ガスで反応性スパッタした層
を200人、純Arでスパッタした層を300人交互に
積層(合計240層、tota15.5 μm厚)させ
、これを550°Cで回転磁界中アニールすることによ
り、表1に示す組成の膜が得られた。
とTaのペレットを配置した複合ターゲットを用い、A
r+lO体積%N、の混合ガスで反応性スパッタした層
を200人、純Arでスパッタした層を300人交互に
積層(合計240層、tota15.5 μm厚)させ
、これを550°Cで回転磁界中アニールすることによ
り、表1に示す組成の膜が得られた。
また、F e−9i−A I(センダスト)スパッタ膜
を成膜し、従来例とした。
を成膜し、従来例とした。
そして、これらの膜のHa、Bs、比抵抗および飽和磁
化を測定した。その結果を表2に示す。
化を測定した。その結果を表2に示す。
表 1
表 2
表2に示すように、本発明による膜は、従来のF e−
8i−A I膜に比較してHcが大きく、軟磁性はやや
劣るらのの、P e−5i−A I膜よりはるかに高い
16200GaussものBsを有している。
8i−A I膜に比較してHcが大きく、軟磁性はやや
劣るらのの、P e−5i−A I膜よりはるかに高い
16200GaussものBsを有している。
この本発明の膜のX線回折図形を第3図に示す。
図中、回折図形■成膜後、■熱処理後には、微弱でブロ
ードしたrcc−Co(Feが固溶)の回折ピ1りが認
められ、膜が微細なrcc−coの結晶を主体として構
成されていることがわかる。この回折図形は550°C
の熱処理前後ではほとんど変化がなく、550℃の熱処
理を施I2ても結晶粒が粗大化することなく微細なまま
である。また(l l t)面のピークの半値幅から求
めた平均結晶粒径は約0.01μmである。本発明の膜
は、このような微細な組織を有することにより軟磁気特
性が得られているのがわかる。なお、第3図の回折図形
■に示す本発明の膜では、膜中の結晶粒はほとんど無配
向であるが、膜面と平行にrcc−Coの(l 11)
面が配向するように成膜条件をコントロールすることに
より、更に良好な軟磁気特性が得られる。
ードしたrcc−Co(Feが固溶)の回折ピ1りが認
められ、膜が微細なrcc−coの結晶を主体として構
成されていることがわかる。この回折図形は550°C
の熱処理前後ではほとんど変化がなく、550℃の熱処
理を施I2ても結晶粒が粗大化することなく微細なまま
である。また(l l t)面のピークの半値幅から求
めた平均結晶粒径は約0.01μmである。本発明の膜
は、このような微細な組織を有することにより軟磁気特
性が得られているのがわかる。なお、第3図の回折図形
■に示す本発明の膜では、膜中の結晶粒はほとんど無配
向であるが、膜面と平行にrcc−Coの(l 11)
面が配向するように成膜条件をコントロールすることに
より、更に良好な軟磁気特性が得られる。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明による軟磁性膜は、磁気l
\ラッド造における600°C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、ガラスボ
ンディングの信頼性を高めることができる。また、この
ような高い耐熱性を有する軟磁性膜としては、従来にな
いB s= 15000G以上という極めて高い飽和磁
化を有することにより、高Hcの記録媒体に十分対応で
き、優れた記録特性を有する磁気ヘッドを提供すること
ができる。
\ラッド造における600°C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、ガラスボ
ンディングの信頼性を高めることができる。また、この
ような高い耐熱性を有する軟磁性膜としては、従来にな
いB s= 15000G以上という極めて高い飽和磁
化を有することにより、高Hcの記録媒体に十分対応で
き、優れた記録特性を有する磁気ヘッドを提供すること
ができる。
第1図は請求項1及び2に記載した発明の一例を示す軟
磁性合金膜の断面図、第2図は請求項3記載の発明の一
例を示す軟磁性積層膜の断面図、第3図は本発明の詳細
な説明するための軟磁性膜のX線回折図形である。 l・・・軟磁性合金膜 2・・・基板3・・・窒
化膜 4・・・非窒化膜5・・・軟磁性積
層膜。 第1図 第2図 手続令由正書(自発)
磁性合金膜の断面図、第2図は請求項3記載の発明の一
例を示す軟磁性積層膜の断面図、第3図は本発明の詳細
な説明するための軟磁性膜のX線回折図形である。 l・・・軟磁性合金膜 2・・・基板3・・・窒
化膜 4・・・非窒化膜5・・・軟磁性積
層膜。 第1図 第2図 手続令由正書(自発)
Claims (4)
- (1)式CoaFebMcNd (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、Feは
鉄、Nは窒素を示し、またa,b,c,dは各々原子%
を表す) で示され、上記a,b,c,d,eが、 70≦a≦97 1≦b≦10 1≦c≦4.9 0.1≦d≦20 a+b+c+d=100 なる組成よりなる軟磁性合金膜。 - (2)Feの固溶した面心立方構造を有するCoの微結
晶を含むことを特徴とする請求項1記載の組成を有する
軟磁性合金膜。 - (3)請求項1または請求項2記載の軟磁性合金膜と、
窒素を含まない上記CoaFebMc(a+b+c=1
00)なる組成を有する軟磁性合金膜を交互に積層して
なる軟磁性積層膜。 - (4)請求項3記載の軟磁性積層膜の窒素の濃度を膜厚
方向に変調せしめてなることを特徴とする軟磁性組成変
調膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30581888A JPH02152209A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 軟磁性膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30581888A JPH02152209A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 軟磁性膜 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02152209A true JPH02152209A (ja) | 1990-06-12 |
Family
ID=17949742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30581888A Pending JPH02152209A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 軟磁性膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02152209A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5439754A (en) * | 1990-07-05 | 1995-08-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ferromagnetic film, method of manufacturing the same, and magnetic head |
JP2002352408A (ja) * | 2001-05-23 | 2002-12-06 | Showa Denko Kk | 磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録再生装置 |
-
1988
- 1988-12-02 JP JP30581888A patent/JPH02152209A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5439754A (en) * | 1990-07-05 | 1995-08-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ferromagnetic film, method of manufacturing the same, and magnetic head |
JP2002352408A (ja) * | 2001-05-23 | 2002-12-06 | Showa Denko Kk | 磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録再生装置 |
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