JPH0316203A - 磁性膜及びこれを用いた磁気ヘッド - Google Patents
磁性膜及びこれを用いた磁気ヘッドInfo
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- JPH0316203A JPH0316203A JP1149626A JP14962689A JPH0316203A JP H0316203 A JPH0316203 A JP H0316203A JP 1149626 A JP1149626 A JP 1149626A JP 14962689 A JP14962689 A JP 14962689A JP H0316203 A JPH0316203 A JP H0316203A
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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〕
本発明は磁気ディスク装置，ＶＴＲなどに用いられる磁
気ヘッドの磁極材料に係り，特に高飽和磁束密度，高透
ｌｉａ率，高耐熱性，高耐食性を有する耐熱高飽和磁束
密度膜及びこれを用いた磁気ヘッドに関する。
気ヘッドの磁極材料に係り，特に高飽和磁束密度，高透
ｌｉａ率，高耐熱性，高耐食性を有する耐熱高飽和磁束
密度膜及びこれを用いた磁気ヘッドに関する。
近年、磁気記録技術の発展は著しく、記録密度の向上が
進められている。記録密度を高くするためには高保磁力
の記録媒体を使用する必要があり、また高保磁力の記録
媒体を磁化するためには、窩飽和磁束密度を有する磁極
材料が必要となる。このため、従来のフエライトなどに
代ってＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）やＧｏ系非品質合
金薄膜が磁極材料として使われ始めている．さらに、磁
極材料は高飽和磁束密度であるほかに、記録再生効率の
向上の点から高透磁率を有することが必要とされる。ま
た、磁気ヘッドを形成する工程における加熱工程に耐え
て高透磁率を保持することの可能な耐熱性も要求される
。
進められている。記録密度を高くするためには高保磁力
の記録媒体を使用する必要があり、また高保磁力の記録
媒体を磁化するためには、窩飽和磁束密度を有する磁極
材料が必要となる。このため、従来のフエライトなどに
代ってＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）やＧｏ系非品質合
金薄膜が磁極材料として使われ始めている．さらに、磁
極材料は高飽和磁束密度であるほかに、記録再生効率の
向上の点から高透磁率を有することが必要とされる。ま
た、磁気ヘッドを形成する工程における加熱工程に耐え
て高透磁率を保持することの可能な耐熱性も要求される
。
このような磁極材料としては特開昭６２−２１０６０７
６および電子通信情報学会ＭＲ８８−５５（平或元年３
月２２日）に示されているように，Ｆ’ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ
，Ｍｎより選ばれる金属にＮｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈ
ｆ，Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏと・窒素を同時に添加した材料が報
告されている。また、この材料の作或方法は所定の組戊
を有する金属ターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスを
スパッタリングガスとして用いてスパッタリングする方
法である。この報告によればスパッタリングガス中の窒
素濃度を変調して窒化層と非窒化層を交互に積層するこ
とにより、飽和磁束密度１．５Ｔ，’保磁力１ ０ｅ
以下の特性を持つ膜が得られている。
６および電子通信情報学会ＭＲ８８−５５（平或元年３
月２２日）に示されているように，Ｆ’ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ
，Ｍｎより選ばれる金属にＮｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈ
ｆ，Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏと・窒素を同時に添加した材料が報
告されている。また、この材料の作或方法は所定の組戊
を有する金属ターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスを
スパッタリングガスとして用いてスパッタリングする方
法である。この報告によればスパッタリングガス中の窒
素濃度を変調して窒化層と非窒化層を交互に積層するこ
とにより、飽和磁束密度１．５Ｔ，’保磁力１ ０ｅ
以下の特性を持つ膜が得られている。
この膜の保磁力は６００℃まで低く保たれており、耐熱
性は６００℃であった。
性は６００℃であった。
本発明者らはＦｅ−Ｎｂ系材料をアルゴンと窒素の混合
ガス中でスパッタリングし、上述した報告の追試実験を
おこなったが、５Ｉ．磁力は報告の通り４００から６０
０℃で１ ０ｅ以下の低い値を示すことが確認された
。しかし、本発明者らはこの尖験の中で，休心立方品の
結晶構造を持つＦｅが６００℃以上の温度で面心立方晶
の結晶構造に一部分変態し、これに件って得られた膜の
飽和磁束密度が減少することを明らかにした。また、こ
の実験ではスパッタリング中に間歇的に窒素ガスを導入
しなければならなかったが，一定のスパッタリングガス
圧力を保ちながら間歇的に窒素ガスを導入する作業は煩
雑であった。
ガス中でスパッタリングし、上述した報告の追試実験を
おこなったが、５Ｉ．磁力は報告の通り４００から６０
０℃で１ ０ｅ以下の低い値を示すことが確認された
。しかし、本発明者らはこの尖験の中で，休心立方品の
結晶構造を持つＦｅが６００℃以上の温度で面心立方晶
の結晶構造に一部分変態し、これに件って得られた膜の
飽和磁束密度が減少することを明らかにした。また、こ
の実験ではスパッタリング中に間歇的に窒素ガスを導入
しなければならなかったが，一定のスパッタリングガス
圧力を保ちながら間歇的に窒素ガスを導入する作業は煩
雑であった。
したがって，本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を
解消し５さらに高温まで飽和磁束密度と軟磁気特性が保
たれる新規な高飽和磁化軟磁性膜を提供することにある
。
解消し５さらに高温まで飽和磁束密度と軟磁気特性が保
たれる新規な高飽和磁化軟磁性膜を提供することにある
。
本発明者らは上述の問題点を解決するために、鋭意研究
を続けてきたが、磁性膜中に窒素を導入する替わりに、
強磁性金属膜中に炭化物もしくは硼化物等の高融点材料
を混入することにより、高温まで飽和磁束密度と軟磁気
特性が保たれることを見出すこヒができた。ここで、炭
化物もしくは硼化物はＨｆ−Ｃ，Ｎｂ−Ｃ，Ｔａ−Ｃ，
Ｔｉ−’Ｃ，Ｚｒ−Ｃ，Ｖ−Ｃ，Ｗ−Ｃ，Ｍｏ−Ｃ，Ｓ
ｉ−Ｃ，Ｂ−Ｃ，Ｈｆ−Ｂ，Ｎｂ−Ｂ，Ｔａ−Ｂ，Ｔｉ
”−Ｂ，Ｚｒ−Ｂ，Ｖ−Ｂ，Ｂａ−Ｂ，Ｃａ−Ｂ，Ｓｒ
−Ｂ．Ｌａ−Ｂ，Ｓｍ−Ｂ，Ｙ−Ｂの群より選ばれる１
種以上の結合を有する物質であり、この他に軟磁気特性
および耐食性を向上するための添加物を加えても良い。
を続けてきたが、磁性膜中に窒素を導入する替わりに、
強磁性金属膜中に炭化物もしくは硼化物等の高融点材料
を混入することにより、高温まで飽和磁束密度と軟磁気
特性が保たれることを見出すこヒができた。ここで、炭
化物もしくは硼化物はＨｆ−Ｃ，Ｎｂ−Ｃ，Ｔａ−Ｃ，
Ｔｉ−’Ｃ，Ｚｒ−Ｃ，Ｖ−Ｃ，Ｗ−Ｃ，Ｍｏ−Ｃ，Ｓ
ｉ−Ｃ，Ｂ−Ｃ，Ｈｆ−Ｂ，Ｎｂ−Ｂ，Ｔａ−Ｂ，Ｔｉ
”−Ｂ，Ｚｒ−Ｂ，Ｖ−Ｂ，Ｂａ−Ｂ，Ｃａ−Ｂ，Ｓｒ
−Ｂ．Ｌａ−Ｂ，Ｓｍ−Ｂ，Ｙ−Ｂの群より選ばれる１
種以上の結合を有する物質であり、この他に軟磁気特性
および耐食性を向上するための添加物を加えても良い。
本発明の炭化物もしくは硼化物の混入方法に制限は無く
、磁性膜形或時に炭化物もしくは硼化物が存在しなくて
も、膜形或後の熱処理等によってこれらが生成すれば良
い。また、あらかじめ磁性膜形戊時に炭化物もしくは硼
化物の状態で混入させることもできる。混入方法として
は磁性層と炭化物もしくは硼化物の積Ｎｊ５あるいは、
磁性層と炭化物もしくは硼化物を構成する元素の積層、
磁性層と炭化物もしくは硼化物の構戒元素の同時堆積等
いずれの方法も可能である。
、磁性膜形或時に炭化物もしくは硼化物が存在しなくて
も、膜形或後の熱処理等によってこれらが生成すれば良
い。また、あらかじめ磁性膜形戊時に炭化物もしくは硼
化物の状態で混入させることもできる。混入方法として
は磁性層と炭化物もしくは硼化物の積Ｎｊ５あるいは、
磁性層と炭化物もしくは硼化物を構成する元素の積層、
磁性層と炭化物もしくは硼化物の構戒元素の同時堆積等
いずれの方法も可能である。
本発明の耐熱高飽和磁束密度膜を磁気記＠装置の磁気ヘ
ッドに用いることにより、記録再生特性の優れた磁気記
録装置を得ることができる。特に、本発明の高飽和磁束
密度膜をガラスボンディング工程を有する方法で作戊す
るメタルインギャップ型ヘッドに適用することによりさ
らに大きな効果を得ることができる。
ッドに用いることにより、記録再生特性の優れた磁気記
録装置を得ることができる。特に、本発明の高飽和磁束
密度膜をガラスボンディング工程を有する方法で作戊す
るメタルインギャップ型ヘッドに適用することによりさ
らに大きな効果を得ることができる。
上述のように、強磁性金属膜中に炭化物もしくは硼化物
等の高融点材料を毘入することにより、高温まで飽和磁
束密度と軟磁気特性が保たれるが、そのメカニズムは必
ずしも１・分明らかになっているわけではない．ただし
、本発明者らが検討した結果、これらの高融点材科を混
入した強磁性膜は７ ０ ０Ｃ＊で加熱しても、ほとん
ど結晶粒径の粗大化が生じておらず、高融点材料が強磁
性膜の構成元素の拡散を抑制し、加熱により結晶粒が或
長ずることを防いでいることが確認された．このとき、
７００℃まで加熱した膜を高分解能Ｅ ＰＭＡ（Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｓｉ
ｓ）法によって分析した結果、強磁性１１！１を構成す
る結晶粒の周囲に炭化物もしくは硼化物等の相が観察さ
れ、これらの相が存在することによって強磁性膜：！ｉ
−構成する結晶粒の粒或長（粗大化）が抑制されること
が示唆された。結晶磁気異方性定数が零に近い材料を除
いて，強磁性材料の軟磁気特性は強磁性材料を楕或する
結晶粒の入きさに関係し、結晶粒が増大する程軟磁気特
性は劣化することが知られている。従って、本発明の強
磁性膜も同様に、高温まで結晶粒が小さく保たれたため
に軟磁気特性の劣化が生じなかったものと考えられる。
等の高融点材料を毘入することにより、高温まで飽和磁
束密度と軟磁気特性が保たれるが、そのメカニズムは必
ずしも１・分明らかになっているわけではない．ただし
、本発明者らが検討した結果、これらの高融点材科を混
入した強磁性膜は７ ０ ０Ｃ＊で加熱しても、ほとん
ど結晶粒径の粗大化が生じておらず、高融点材料が強磁
性膜の構成元素の拡散を抑制し、加熱により結晶粒が或
長ずることを防いでいることが確認された．このとき、
７００℃まで加熱した膜を高分解能Ｅ ＰＭＡ（Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｓｉ
ｓ）法によって分析した結果、強磁性１１！１を構成す
る結晶粒の周囲に炭化物もしくは硼化物等の相が観察さ
れ、これらの相が存在することによって強磁性膜：！ｉ
−構成する結晶粒の粒或長（粗大化）が抑制されること
が示唆された。結晶磁気異方性定数が零に近い材料を除
いて，強磁性材料の軟磁気特性は強磁性材料を楕或する
結晶粒の入きさに関係し、結晶粒が増大する程軟磁気特
性は劣化することが知られている。従って、本発明の強
磁性膜も同様に、高温まで結晶粒が小さく保たれたため
に軟磁気特性の劣化が生じなかったものと考えられる。
しかし、同じ膜を．Ｘ線回折法によって調べても、炭化
物もしくは硼化物等は検出されず、これらの物質は微量
であるか、非品質であるかのいずれかであ．，った。
物もしくは硼化物等は検出されず、これらの物質は微量
であるか、非品質であるかのいずれかであ．，った。
また、高融点材料は炭化物もしくは硼化物であるため、
例えばＦ’ ｅ中にＣやＢが固溶してもその軟磁気特性
を劣化することは無かった。また、本発明の強磁性膜の
飽和磁束密度は添加する炭化物もしくは硼化物等の量の
増加に伴って減少する傾向を示したが、これは非磁性体
の添加による単純希釈の効果によるものと推察される。
例えばＦ’ ｅ中にＣやＢが固溶してもその軟磁気特性
を劣化することは無かった。また、本発明の強磁性膜の
飽和磁束密度は添加する炭化物もしくは硼化物等の量の
増加に伴って減少する傾向を示したが、これは非磁性体
の添加による単純希釈の効果によるものと推察される。
以下に本発明の実施例を挙げ、図表＠：参照しながらさ
らに具体的に説明する。
らに具体的に説明する。
実施例１。
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉを主戊分とする強磁性膜の形成はイオ
ンビーム・スバソタリンゾ装置を用いて結晶化ガラス基
板上に行った。本実施例で使用したイオンビーム・スパ
ッタリング装置にはイオンガンが２台設備されており、
片方でターゲットのスパッタリングを行い、スバッタ粒
子を基板に被着させることができる。また、他方で基板
のクリーニング等を行うことができる。この装置のター
ゲットホルダーは回転式であり，最大４稚類の夕一ゲッ
トを装填でき，このうち任意のターゲットを選択してス
パッタリングすることができる。したがって、これらの
ターゲット材料から構成されろ任意の積ＷＪ膜を形成す
るこたができろ。この方法でＦ ｃ Ｈ Ｃ Ｏ ，
Ｎ ｉを主戊分とする強磁性膜と炭化物もしくは硼化物
の積層膜を作製した３スバックリングは以ドの条件で行
った。
ンビーム・スバソタリンゾ装置を用いて結晶化ガラス基
板上に行った。本実施例で使用したイオンビーム・スパ
ッタリング装置にはイオンガンが２台設備されており、
片方でターゲットのスパッタリングを行い、スバッタ粒
子を基板に被着させることができる。また、他方で基板
のクリーニング等を行うことができる。この装置のター
ゲットホルダーは回転式であり，最大４稚類の夕一ゲッ
トを装填でき，このうち任意のターゲットを選択してス
パッタリングすることができる。したがって、これらの
ターゲット材料から構成されろ任意の積ＷＪ膜を形成す
るこたができろ。この方法でＦ ｃ Ｈ Ｃ Ｏ ，
Ｎ ｉを主戊分とする強磁性膜と炭化物もしくは硼化物
の積層膜を作製した３スバックリングは以ドの条件で行
った。
イオンガス・・・Ａｒ
装置内Ａｒガス圧力・・・２．５ Ｘ １ ０−”Ｐ
ａ蒸着用イオンガノ加速電ル・・・１２００Ｖ蒸着用イ
オンがンイオン電流・・・ｌ ２ ０ ：ｒｎＡターゲ
ット基板間距離・・・ｌ ２ ７ｒｎ ｒｎＩＪ（．板
温度・・・５０・〜・１００℃Ｅ記条件で作製した積層
ｊ模のＷＲ面図を第１図に示す。本実施例では基板とし
てコーニング社製ホトセラム（結晶化ガラス）基板を用
い、７！厚３．７ｎｍの強磁性金ＲＦｎとＮ厚３ ｎ
ｍの炭化物層もしくは硼化物層とからなる積層膜を作製
した。積層膜全体の膜厚は１μｍとしたので、強磁性金
属層は５０層、炭化物屠もしくは硼化物層は４９Ｍにな
った。
ａ蒸着用イオンガノ加速電ル・・・１２００Ｖ蒸着用イ
オンがンイオン電流・・・ｌ ２ ０ ：ｒｎＡターゲ
ット基板間距離・・・ｌ ２ ７ｒｎ ｒｎＩＪ（．板
温度・・・５０・〜・１００℃Ｅ記条件で作製した積層
ｊ模のＷＲ面図を第１図に示す。本実施例では基板とし
てコーニング社製ホトセラム（結晶化ガラス）基板を用
い、７！厚３．７ｎｍの強磁性金ＲＦｎとＮ厚３ ｎ
ｍの炭化物層もしくは硼化物層とからなる積層膜を作製
した。積層膜全体の膜厚は１μｍとしたので、強磁性金
属層は５０層、炭化物屠もしくは硼化物層は４９Ｍにな
った。
得られた積層膜は１００℃から７００℃の範囲でＡｒガ
ス中で１時間の熱処理をし、各々のｌＩｑの軟磁気特性
評価、Ｘ線回折による結晶学的評価、分析による炭化物
層もしくは硼化物層の確認を行った・ 第上表にこの結果を示す。
ス中で１時間の熱処理をし、各々のｌＩｑの軟磁気特性
評価、Ｘ線回折による結晶学的評価、分析による炭化物
層もしくは硼化物層の確認を行った・ 第上表にこの結果を示す。
第１表
表中、強磁性金属膜および炭化物、硼化物は膜形或時の
ターゲットの組戊を示す。また、保磁力，結晶粒径は７
００℃で１時間の熱処理を行ったのちに測定した値であ
る。なお、結晶粒径はＸ１ｓ回折法によって測定した回
折線の半値幅から求めた．この結果、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ
を主成分とする強磁性金属膜を炭化物もしくは硼化物と
いった高融点材料と積層させることによって７００℃の
高温でも保磁力１．５０ｅ以下の優れた軟磁気特性を持
つ強磁性膜を得ることができた。このときの結晶粒径は
２５０Ａ以下に保たれていることが確認された。熱処理
前の結晶粒径は１５０入から２００入であったので熱処
理によって結晶粒径はほとんど変わらないことが明らか
になった。なお、同様にＦｅ，Ｃｏ．Ｎｉ．を主成分と
する強磁性金属膜だけで１μｍの膜を形成し、熱処理を
行った場合は５００℃で結晶粒の粗大化が生じてしまい
、保磁力は５ ０ｅ以上に増加した．従って、炭化物
もしくは硼化物といった高融点材料を強磁性金属膜中に
挿入することにより、耐熱性が向上することが明らかで
ある。
ターゲットの組戊を示す。また、保磁力，結晶粒径は７
００℃で１時間の熱処理を行ったのちに測定した値であ
る。なお、結晶粒径はＸ１ｓ回折法によって測定した回
折線の半値幅から求めた．この結果、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ
を主成分とする強磁性金属膜を炭化物もしくは硼化物と
いった高融点材料と積層させることによって７００℃の
高温でも保磁力１．５０ｅ以下の優れた軟磁気特性を持
つ強磁性膜を得ることができた。このときの結晶粒径は
２５０Ａ以下に保たれていることが確認された。熱処理
前の結晶粒径は１５０入から２００入であったので熱処
理によって結晶粒径はほとんど変わらないことが明らか
になった。なお、同様にＦｅ，Ｃｏ．Ｎｉ．を主成分と
する強磁性金属膜だけで１μｍの膜を形成し、熱処理を
行った場合は５００℃で結晶粒の粗大化が生じてしまい
、保磁力は５ ０ｅ以上に増加した．従って、炭化物
もしくは硼化物といった高融点材料を強磁性金属膜中に
挿入することにより、耐熱性が向上することが明らかで
ある。
７００℃で熱処理を行った積１！Ｐ膜の断面構造を電子
顕微鏡によって観察した結果、７００℃の熱処理後も積
層構造は保たれており、炭化物もしくヰ硼化物といった
高融点材料が強磁性金属膜の結晶粒の戊長を抑制してい
ることがわかる。なお，本発明者らは同時にこれらの強
磁性金属膜を炭化もしくは硼化物の替わりに、異なる金
属層を介して積層し．７００℃で熱処理を行った後、断
面構造を電子顕微鏡によってＩ！察した結果、強磁性金
属膜と異なる金属膜は完全に拡散しあって、積層構造を
認めることはできなかったばかりか結晶粒は粗大化し膜
の表面から基板界面まで１個の単結晶になっているもの
もあった。
顕微鏡によって観察した結果、７００℃の熱処理後も積
層構造は保たれており、炭化物もしくヰ硼化物といった
高融点材料が強磁性金属膜の結晶粒の戊長を抑制してい
ることがわかる。なお，本発明者らは同時にこれらの強
磁性金属膜を炭化もしくは硼化物の替わりに、異なる金
属層を介して積層し．７００℃で熱処理を行った後、断
面構造を電子顕微鏡によってＩ！察した結果、強磁性金
属膜と異なる金属膜は完全に拡散しあって、積層構造を
認めることはできなかったばかりか結晶粒は粗大化し膜
の表面から基板界面まで１個の単結晶になっているもの
もあった。
本発明の磁性膜をＸ線回折法によって検討した結果、７
００℃で熱処理した膜の結晶構造はＦｅを主成分とした
場合，休心立方構造であり、Ｃｏを主戊分とした場合、
六方細密充填構造であり、Ｎｉを主成分とした場合は面
心立方構造であった。
００℃で熱処理した膜の結晶構造はＦｅを主成分とした
場合，休心立方構造であり、Ｃｏを主戊分とした場合、
六方細密充填構造であり、Ｎｉを主成分とした場合は面
心立方構造であった。
いずれも主成分は他の構造をもたず，単相であった。従
って、Ｆｅを主威分とした場合でも従来例のように飽和
磁束密度が６００℃以上で減少するといった現象は認め
られず、１．７Ｔ以上の高い飽砲磁束密度を得ることが
できた。
って、Ｆｅを主威分とした場合でも従来例のように飽和
磁束密度が６００℃以上で減少するといった現象は認め
られず、１．７Ｔ以上の高い飽砲磁束密度を得ることが
できた。
実施例２．
実施例１において強磁性金ｇｔ膜を炭素もしくは硼素を
添加した強磁性膜に替え、炭化物もしくは硼化物を第２
表に示す金属に替えて、実施例１と同様に積層膜を形威
した。
添加した強磁性膜に替え、炭化物もしくは硼化物を第２
表に示す金属に替えて、実施例１と同様に積層膜を形威
した。
第２表
得られた結果を第２表に示す。表中，強磁性および金属
は膜形戊時のターゲットの組威を示す。
は膜形戊時のターゲットの組威を示す。
また，保磁力，結晶粒径は７００℃で１時間の熱処理を
行ったのちに測定した値である。なお、結晶粒径は実施
例１の場合と同様にＸ線で測定したする強磁性金属膜を
炭素もしくは硼素と積層させることによって７００℃の
高温でも保磁力１．１０ｅ以下の優れた軟磁気特性を持
つ強磁性膜を得ることができた。このときの結晶粒径は
２００入以下に保たれていることが確認された。熱処理
前の結晶粒径は１５０人以下であったので熱処理によっ
て結晶粒径はほとんど変わらないことが明らかになった
。但し、熱処理による保磁力の変化を調べたところ、３
００℃から４５０℃の＠囲では保磁力が一旦増加した後
、さらに温度を上昇すると再び減少する様子が見られ、
強磁性金属膜を炭化物や硼化物を介して積層した場合と
は異なる結果であった。熱処理による飽和磁束密度の変
化は実施例ｌと同様であり、大幅な変化は認められなか
った。特に、６００℃以上の飽和磁束密度の減少はなか
った。
行ったのちに測定した値である。なお、結晶粒径は実施
例１の場合と同様にＸ線で測定したする強磁性金属膜を
炭素もしくは硼素と積層させることによって７００℃の
高温でも保磁力１．１０ｅ以下の優れた軟磁気特性を持
つ強磁性膜を得ることができた。このときの結晶粒径は
２００入以下に保たれていることが確認された。熱処理
前の結晶粒径は１５０人以下であったので熱処理によっ
て結晶粒径はほとんど変わらないことが明らかになった
。但し、熱処理による保磁力の変化を調べたところ、３
００℃から４５０℃の＠囲では保磁力が一旦増加した後
、さらに温度を上昇すると再び減少する様子が見られ、
強磁性金属膜を炭化物や硼化物を介して積層した場合と
は異なる結果であった。熱処理による飽和磁束密度の変
化は実施例ｌと同様であり、大幅な変化は認められなか
った。特に、６００℃以上の飽和磁束密度の減少はなか
った。
７００℃で熱処理を行った積層膜の断面構造を電子顕微
鏡によってＩｊ１察した結果、７００℃の熱処理後も積
層構造は保たれており、積層構造が強磁性金層膜の結晶
粒の戒長を抑制していることがわかる。さらに、本発明
者らはこれらの強磁性金属積層ＩＩ！Ｉを高分解能ＥＰ
ＭＡ法によって分析した結果、中間層として押入した金
属層の場所には強磁性膜を添加した炭素もしくは硼素も
集まってきており、炭化物や硼化物が形戊されているこ
とが推察された。また、押入した金属は一部が拡散して
第２図に示すように、強磁性膜を構成する結晶粒を包む
ように存在していることが確認された。
鏡によってＩｊ１察した結果、７００℃の熱処理後も積
層構造は保たれており、積層構造が強磁性金層膜の結晶
粒の戒長を抑制していることがわかる。さらに、本発明
者らはこれらの強磁性金属積層ＩＩ！Ｉを高分解能ＥＰ
ＭＡ法によって分析した結果、中間層として押入した金
属層の場所には強磁性膜を添加した炭素もしくは硼素も
集まってきており、炭化物や硼化物が形戊されているこ
とが推察された。また、押入した金属は一部が拡散して
第２図に示すように、強磁性膜を構成する結晶粒を包む
ように存在していることが確認された。
ここには炭素もしくは硼素も存在しており、炭化物や硼
化物として存在することが予想された。
化物として存在することが予想された。
この膜３ Ｘ Ｐ Ｓ （Ｘｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅ
ｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ）によって分析
した結果、炭素もしくは硼素と中間に挿入した金属とが
結合状態（すなわち炭化物もしくは硼化物）にあること
が確認された。従って、炭化物もしくは硼化物といった
高融点材料を強磁性金属膜を構成する結晶粒の周囲に存
在せしめることにより、耐熱性を向上させることができ
ることが明らかである。
ｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ）によって分析
した結果、炭素もしくは硼素と中間に挿入した金属とが
結合状態（すなわち炭化物もしくは硼化物）にあること
が確認された。従って、炭化物もしくは硼化物といった
高融点材料を強磁性金属膜を構成する結晶粒の周囲に存
在せしめることにより、耐熱性を向上させることができ
ることが明らかである。
実施例３．
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉを主成分とする強磁性金属と第１表に
示す炭化物もしくは硼化物の同時スパッタリング、ある
いは各元素の同時スパッタリングによって強磁性膜を形
戊した。形戊は実施例１と同様に，イオンビーム・スパ
ッタリング装置を用いて結晶化ガラス基板上に行った。
示す炭化物もしくは硼化物の同時スパッタリング、ある
いは各元素の同時スパッタリングによって強磁性膜を形
戊した。形戊は実施例１と同様に，イオンビーム・スパ
ッタリング装置を用いて結晶化ガラス基板上に行った。
また，第１表とは別にこれらの磁性膜に耐食性を向上さ
せるための他の元素（例えば、Ｒ｝ｉ，Ｒｕ等）を添加
した膜も形成した。
せるための他の元素（例えば、Ｒ｝ｉ，Ｒｕ等）を添加
した膜も形成した。
得られた積層１摸は実施例１と同様に、１００℃から７
００℃の範囲でＡｒガス中で１時間の熱処理をし、各々
の膜の軟磁気特性評価、Ｘ線回折による結晶学的評価，
分析による炭化物層もしくは硼化物層の確認を行った。
００℃の範囲でＡｒガス中で１時間の熱処理をし、各々
の膜の軟磁気特性評価、Ｘ線回折による結晶学的評価，
分析による炭化物層もしくは硼化物層の確認を行った。
第３図には１例としてＦｅを主戊分とし、４ａｔ％Ｔａ
，５ａｔ．％Ｃ，２ａｊ％Ｒｕ＆添加した膜の磁気特性
を示す。
，５ａｔ．％Ｃ，２ａｊ％Ｒｕ＆添加した膜の磁気特性
を示す。
Ｆ ｅ ＋ Ｃ ｏ ＋ Ｎ ｉを主成分とするこれら
の強磁性膜は膜形成直後は必ずしも十分な軟磁気特性を
示すとはいえないが、２００℃の熱処理によって軟磁気
特性は少し向上し、３００℃から４００℃で一旦劣化し
た後、再び向上し、６００℃以上では１．２０ｅ以下の
保磁力を示すようになった。
の強磁性膜は膜形成直後は必ずしも十分な軟磁気特性を
示すとはいえないが、２００℃の熱処理によって軟磁気
特性は少し向上し、３００℃から４００℃で一旦劣化し
た後、再び向上し、６００℃以上では１．２０ｅ以下の
保磁力を示すようになった。
これは熱処理によって膜中の応力が緩和されたことと、
炭化物もしくは硼化物の生或によって高温でも結晶粒の
戒長が生じなかったことによるものと考えられる。この
ときの結晶粒径は２５０Ａ以下に保たれていることが確
認される。
炭化物もしくは硼化物の生或によって高温でも結晶粒の
戒長が生じなかったことによるものと考えられる。この
ときの結晶粒径は２５０Ａ以下に保たれていることが確
認される。
本発明者らはこれらの強磁性膜を高分解能ＥＰＭＡおよ
びＸＰＳ法によって分析した結果、実施例２で示したと
同様に、強磁性膜を構成する結晶粒を包むように炭化物
もしくは硼化物が存在していることが確認された。従っ
て、炭化物もしくは硼化物といった高融点材料を強磁性
金属膜を構成する結晶粒の周囲に存在せしめることによ
り、耐熱性を向上させることができるととは明らかであ
る。
びＸＰＳ法によって分析した結果、実施例２で示したと
同様に、強磁性膜を構成する結晶粒を包むように炭化物
もしくは硼化物が存在していることが確認された。従っ
て、炭化物もしくは硼化物といった高融点材料を強磁性
金属膜を構成する結晶粒の周囲に存在せしめることによ
り、耐熱性を向上させることができるととは明らかであ
る。
得られた膜の結晶構造はＸ線回折によって調べた結果、
例えばＦｅを主成分とした場合は７００℃まで休心立方
構造が安定であり，その飽和磁束密度は熱処理によって
減少することはなかった。
例えばＦｅを主成分とした場合は７００℃まで休心立方
構造が安定であり，その飽和磁束密度は熱処理によって
減少することはなかった。
実施例４．
実施例１から３で得られた強磁性膜を用いて第４図に示
すように、メタルインギャップ型ヘッドの磁極を作製し
、高密度磁気記録装置のヘッドとして評価した。韮板は
Ｍｎ−Ｚｎフェライト、磁性膜膜厚は５μｍ、ギャップ
は０．３μｍである。
すように、メタルインギャップ型ヘッドの磁極を作製し
、高密度磁気記録装置のヘッドとして評価した。韮板は
Ｍｎ−Ｚｎフェライト、磁性膜膜厚は５μｍ、ギャップ
は０．３μｍである。
ヘッド形成時のガラスボンディング温度は６２０℃であ
る。使用した媒体は保磁力が↓５０００ｅであった。こ
の結果、Ｆｃ系強磁性膜をヘッドの磁極に用いたヘッド
の記録特性は従来のセンダストヘッドに比べて４．６ｄ
Ｂ向」ニし、再生出力は約３ ｄＢ高かった。また、
Ｆｅ系強磁性１漠をヘッドの磁極に用いた場合は１ ０
０ ｋ Ｂ Ｐ Ｉ以上の記録密度を得ることができ
た。これはＦｅ系強磁性ｊ摸の飽和磁束密度が他の材料
に比へて高いことによるものである。
る。使用した媒体は保磁力が↓５０００ｅであった。こ
の結果、Ｆｃ系強磁性膜をヘッドの磁極に用いたヘッド
の記録特性は従来のセンダストヘッドに比べて４．６ｄ
Ｂ向」ニし、再生出力は約３ ｄＢ高かった。また、
Ｆｅ系強磁性１漠をヘッドの磁極に用いた場合は１ ０
０ ｋ Ｂ Ｐ Ｉ以上の記録密度を得ることができ
た。これはＦｅ系強磁性ｊ摸の飽和磁束密度が他の材料
に比へて高いことによるものである。
以上の実施例ではイオンビームスパッタリング法によっ
て磁性膜の形或を行ったが、本発明者らはＲＦスパッタ
リング法でも同様の検討を行っており、基板温度を２０
０℃前後まで上昇させるだけでほぼ同様の磁気特性およ
び耐熱性をもつ磁性膜がえられることを確認した。従っ
て、本発明は膜形戊法によらず有効である。
て磁性膜の形或を行ったが、本発明者らはＲＦスパッタ
リング法でも同様の検討を行っており、基板温度を２０
０℃前後まで上昇させるだけでほぼ同様の磁気特性およ
び耐熱性をもつ磁性膜がえられることを確認した。従っ
て、本発明は膜形戊法によらず有効である。
以上詳細に説明したごとく、本発明による耐熱高飽和磁
束密度膜はすくなくとも７００℃の温度までその軟磁気
特性が良好であり、その飽和磁束密度の減少も存在しな
い。従って、この耐熱高飽和磁束密度膜を磁気記録装置
の磁気ヘッド、特にメタルインギャップ型の磁気ヘッド
に用いた場合、５００℃以上の高温でガラスボンディン
グを行うことができるようになり、十分な強度を持つガ
ラス層を形或することができた。
束密度膜はすくなくとも７００℃の温度までその軟磁気
特性が良好であり、その飽和磁束密度の減少も存在しな
い。従って、この耐熱高飽和磁束密度膜を磁気記録装置
の磁気ヘッド、特にメタルインギャップ型の磁気ヘッド
に用いた場合、５００℃以上の高温でガラスボンディン
グを行うことができるようになり、十分な強度を持つガ
ラス層を形或することができた。
さらに本発明の耐熱高飽和磁束密度膜を他の材料を介し
て積層することにより、さらに軟磁気特性の優れた膜を
得ることができ、磁気ヘッドの記録再生特性および記録
密度を向上させることができる。
て積層することにより、さらに軟磁気特性の優れた膜を
得ることができ、磁気ヘッドの記録再生特性および記録
密度を向上させることができる。
第ｌ図は本発明の強磁性積層膜の断面構造を示す断面図
、第２図は本発明の強磁性膜の熱処理後の構造を示す模
式図、第３図は本発明のＦｅ系強磁性膜の熱処理による
磁気特性の変化を示すグラフの図、第４図はメタルイン
ギャップ部近傍を示す上面図である。 符号の説明 ｌ・・・・・・基板、２・・・・・・強磁性金属膜、３
・・・・・・炭化物もしくは硼化物、４・・・・・・強
磁性膜結晶粒、５・・・・・・中間層金属の炭化物もし
くは硼化物、６・・・・・・フエライト、７・・・・・
・磁性膜、８・・・・・ガラス。 第 ／ 図 ２：摂薇・Ｔ工食為榎 ３：ヌ北ｎ５ム＜ＩＪ砕Ａ〔汀 第２図 ｆ： ｙｈ’ｌ，１七満の）【λヒ４弐ソを・しζｊブ羞Ｊ１
イヒ１１グ第３回 第４区
、第２図は本発明の強磁性膜の熱処理後の構造を示す模
式図、第３図は本発明のＦｅ系強磁性膜の熱処理による
磁気特性の変化を示すグラフの図、第４図はメタルイン
ギャップ部近傍を示す上面図である。 符号の説明 ｌ・・・・・・基板、２・・・・・・強磁性金属膜、３
・・・・・・炭化物もしくは硼化物、４・・・・・・強
磁性膜結晶粒、５・・・・・・中間層金属の炭化物もし
くは硼化物、６・・・・・・フエライト、７・・・・・
・磁性膜、８・・・・・ガラス。 第 ／ 図 ２：摂薇・Ｔ工食為榎 ３：ヌ北ｎ５ム＜ＩＪ砕Ａ〔汀 第２図 ｆ： ｙｈ’ｌ，１七満の）【λヒ４弐ソを・しζｊブ羞Ｊ１
イヒ１１グ第３回 第４区
Claims (6)
- １．強磁性金属膜を構成する結晶粒の周囲に炭化物が存
在してなることを特徴とする耐熱高飽和磁束密度膜。 - ２．強磁性金属膜を構成する結晶粒の周囲に硼化物が存
在してなることを特徴とする耐熱高飽和磁束密度膜。 - ３．前記強磁性金属膜がＦｅ，ＣｏもしくはＮｉを主成
分としていることを特徴とする請求項１又は２記載の耐
熱高飽和磁束密度膜。 - ４．前記炭化物がＨｆ−Ｃ，Ｎｂ−Ｃ，Ｔａ−Ｃ，Ｔｉ
−Ｃ，Ｚｒ−Ｃ，Ｖ−Ｃ，Ｗ−Ｃ，Ｍｏ−Ｃ，Ｓｉ−Ｃ
の群より選ばれる１種以上の結合を有する物質であるこ
とを特徴とする請求項１記載の耐熱高飽和磁束密度膜。 - ５．前記硼化物がＨｆ−Ｂ，Ｎｂ−Ｂ，Ｔａ−Ｂ，Ｔｉ
−Ｂ，Ｚｒ−Ｂ，Ｖ−Ｂ，Ｂａ−Ｂ，Ｃａ−Ｂ，Ｓｒ−
Ｂ，Ｌａ−Ｂ，Ｓｍ−Ｂ，Ｙ−Ｂの群より選ばれる１桁
以上の結合を有する物質であることを特徴とする請求項
２記載の耐熱高飽和磁束密度膜。 - ６．特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の耐熱高飽
和磁束密度膜を磁気記録用ヘッドの磁極材料に用いたこ
とを特徴とする磁気ヘッド。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1149626A JP2839554B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 磁性膜及びこれを用いた磁気ヘッド |
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