JPH0997714A - 磁気ヘッド用磁性薄膜およびその製造方法ならびに該磁性薄膜を用いた磁気ヘッド - Google Patents
磁気ヘッド用磁性薄膜およびその製造方法ならびに該磁性薄膜を用いた磁気ヘッドInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 下地膜として窒素を化合物でない状態で含有
する鉄膜を用い、その上に形成した鉄系合金の磁性薄膜
の磁気特性を向上させる。 【解決手段】 基板１の上に、窒素雰囲気のプラズマ中
で窒素と化合しないように鉄膜２を形成し、その上に真
空中でセンダスト膜３が形成される。
する鉄膜を用い、その上に形成した鉄系合金の磁性薄膜
の磁気特性を向上させる。 【解決手段】 基板１の上に、窒素雰囲気のプラズマ中
で窒素と化合しないように鉄膜２を形成し、その上に真
空中でセンダスト膜３が形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッドに用い
るための磁性薄膜に関し、特に、鉄膜を下地膜として用
いるセンダストによる磁性薄膜とその製造方法ならびに
その磁性薄膜を用いた磁気ヘッドに関するものである。
るための磁性薄膜に関し、特に、鉄膜を下地膜として用
いるセンダストによる磁性薄膜とその製造方法ならびに
その磁性薄膜を用いた磁気ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高い保磁力を有する磁気記録媒
体に用いるための磁気ヘッドには、記録時に高い飽和磁
束密度が要求される。また、再生時には十分な再生感度
を得るために特に高い周波数で高い透磁率を有すること
が必要とされる。そこで、従来では、スパッタなどの成
膜方法でセンダスト等の磁性薄膜を直接基板上に形成す
る方法がとられていた。
体に用いるための磁気ヘッドには、記録時に高い飽和磁
束密度が要求される。また、再生時には十分な再生感度
を得るために特に高い周波数で高い透磁率を有すること
が必要とされる。そこで、従来では、スパッタなどの成
膜方法でセンダスト等の磁性薄膜を直接基板上に形成す
る方法がとられていた。
【０００３】しかしながら、このように基板上に直接セ
ンダスト膜を形成する方法では、十分な透磁率の周波数
特性が得られないという問題を有していた。この問題の
発生原因は、基板と磁性薄膜との材料が異なり熱膨張係
数が異なるため応力が発生したり、薄膜の成長過程が異
種材料の上に形成されるので影響を受けたり、基板材料
と薄膜材料の間に拡散が起こったりしていたためである
と考えられている。
ンダスト膜を形成する方法では、十分な透磁率の周波数
特性が得られないという問題を有していた。この問題の
発生原因は、基板と磁性薄膜との材料が異なり熱膨張係
数が異なるため応力が発生したり、薄膜の成長過程が異
種材料の上に形成されるので影響を受けたり、基板材料
と薄膜材料の間に拡散が起こったりしていたためである
と考えられている。
【０００４】そこでこの問題を改善するために、センダ
スト膜の形成前に下地膜としてセンダストの酸化膜また
は窒化膜を形成したり、センダストの初期成長過程でセ
ンダストそのものを酸化や窒化させて、基板上に酸化セ
ンダスト膜あるいは窒化センダスト膜を形成した後、非
酸化または非窒化センダスト膜を形成する方法（特開平
２−２０３４０７号公報、特開平６−１８０８１２号公
報、特開平６−２４４０４８号公報等）がある。
スト膜の形成前に下地膜としてセンダストの酸化膜また
は窒化膜を形成したり、センダストの初期成長過程でセ
ンダストそのものを酸化や窒化させて、基板上に酸化セ
ンダスト膜あるいは窒化センダスト膜を形成した後、非
酸化または非窒化センダスト膜を形成する方法（特開平
２−２０３４０７号公報、特開平６−１８０８１２号公
報、特開平６−２４４０４８号公報等）がある。
【０００５】あるいは、センダスト膜形成の前に、他の
材料による下地膜を形成する方法が開発されていた。こ
の他の材料による下地膜を用いる方法としては、特開平
１−２７９４２号公報、あるいは特開平５−１２８４３
４号公報にはＣｒ（クロム）を下地膜として用いる例
が、特開平２−１７３９１４号公報にはＴｉ（チタン）
またはルテニウム（Ｒｕ）を用いる例が、さらに、村田
らによる『Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ膜の磁気特性に及ぼす下地
膜の効果』（第１２回日本応用磁気学会学術講演会 １
９８８、１ａＤ−４）にはＦｅ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ａｌ等を
下地膜として用いた例が報告されている。また、芦田ら
は『センダスト／下地膜の構造と磁気特性』（日本応用
磁気学会誌Ｖｏｌ．１３、Ｎｏ．２、１９８９）におい
て、下地膜としてＮｉ−Ｆｅ膜を用いた例を報告してい
る。
材料による下地膜を形成する方法が開発されていた。こ
の他の材料による下地膜を用いる方法としては、特開平
１−２７９４２号公報、あるいは特開平５−１２８４３
４号公報にはＣｒ（クロム）を下地膜として用いる例
が、特開平２−１７３９１４号公報にはＴｉ（チタン）
またはルテニウム（Ｒｕ）を用いる例が、さらに、村田
らによる『Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ膜の磁気特性に及ぼす下地
膜の効果』（第１２回日本応用磁気学会学術講演会 １
９８８、１ａＤ−４）にはＦｅ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ａｌ等を
下地膜として用いた例が報告されている。また、芦田ら
は『センダスト／下地膜の構造と磁気特性』（日本応用
磁気学会誌Ｖｏｌ．１３、Ｎｏ．２、１９８９）におい
て、下地膜としてＮｉ−Ｆｅ膜を用いた例を報告してい
る。
【０００６】なお、特開平６−５３０３８号には、下地
膜としてα鉄微結晶を含む磁性薄膜とセンダストとを交
互に積層しα鉄微結晶を所定方向に配向させることが述
べられている。
膜としてα鉄微結晶を含む磁性薄膜とセンダストとを交
互に積層しα鉄微結晶を所定方向に配向させることが述
べられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】センダストの酸化膜や
窒化膜を下地膜として用いる方法、あるいは成長初期に
センダストを酸化あるいは窒化させる方法では、基板と
の間の熱膨張の差からくる応力は減少させることがで
き、構造的にも最密面の回折強度が増加しており（２２
０）面に配向していることが報告されている。しかしな
がら、この最密面（２２０）面の配向のセンダスト膜の
場合には、膜が柱状成長（コラムナー成長）するため、
基板との界面近くでどうしても膜が柱状成長の境目で疎
になる傾向があり膜質に問題があった。また、透磁率の
向上も低域で向上するのみであって、特に高周波領域で
は改善効果は得られず、磁気ヘッド用磁性薄膜としては
満足なものではなかった。
窒化膜を下地膜として用いる方法、あるいは成長初期に
センダストを酸化あるいは窒化させる方法では、基板と
の間の熱膨張の差からくる応力は減少させることがで
き、構造的にも最密面の回折強度が増加しており（２２
０）面に配向していることが報告されている。しかしな
がら、この最密面（２２０）面の配向のセンダスト膜の
場合には、膜が柱状成長（コラムナー成長）するため、
基板との界面近くでどうしても膜が柱状成長の境目で疎
になる傾向があり膜質に問題があった。また、透磁率の
向上も低域で向上するのみであって、特に高周波領域で
は改善効果は得られず、磁気ヘッド用磁性薄膜としては
満足なものではなかった。
【０００８】下地膜として鉄のみの膜を用いた場合に
は、センダスト膜をＢＣＣ（体心立方）構造の最密面に
配向させる効果はあるが、鉄膜の上に形成し得るセンダ
スト膜は比抵抗が低く、結晶粒が大きいうえに（２２
０）配向するものしか得られず、透磁率特性は従来の基
板上に直接センダスト膜を形成する場合と変わらず、そ
の改善効果はほとんどなかった。
は、センダスト膜をＢＣＣ（体心立方）構造の最密面に
配向させる効果はあるが、鉄膜の上に形成し得るセンダ
スト膜は比抵抗が低く、結晶粒が大きいうえに（２２
０）配向するものしか得られず、透磁率特性は従来の基
板上に直接センダスト膜を形成する場合と変わらず、そ
の改善効果はほとんどなかった。
【０００９】また、Ｎｉ−Ｆｅの下地膜の場合には耐熱
性の問題があるうえに、下地膜の上に成長するセンダス
ト膜が（１２１）配向となるので、透磁率の周波数特性
は全く改善されていない。
性の問題があるうえに、下地膜の上に成長するセンダス
ト膜が（１２１）配向となるので、透磁率の周波数特性
は全く改善されていない。
【００１０】磁性薄膜だけを磁路に用いたヘッドの場
合、一般に熱膨張係数の大きい基板を安定して使用する
ことは難しく、やむなくセンダストよりも熱膨張係数の
小さい基板を用いることが多い。そのような場合には、
センダストの磁気ひずみ特性を負にする方が、ヘッドの
再生出力を向上させられることが、藤根らによる『セン
ダスト蒸着積層ヘッドの応力−ヘッド特性』（第１８回
日本応用磁気学会学術講演会 １９９４ １４ａＦ−
２）に示されているが、実際にセンダスト膜で磁気ひず
み特性が負の領域で透磁率の高い膜を得ることは、透磁
率の高い組成領域が狭いため難しかった。
合、一般に熱膨張係数の大きい基板を安定して使用する
ことは難しく、やむなくセンダストよりも熱膨張係数の
小さい基板を用いることが多い。そのような場合には、
センダストの磁気ひずみ特性を負にする方が、ヘッドの
再生出力を向上させられることが、藤根らによる『セン
ダスト蒸着積層ヘッドの応力−ヘッド特性』（第１８回
日本応用磁気学会学術講演会 １９９４ １４ａＦ−
２）に示されているが、実際にセンダスト膜で磁気ひず
み特性が負の領域で透磁率の高い膜を得ることは、透磁
率の高い組成領域が狭いため難しかった。
【００１１】そこで本発明は、低周波領域から高周波領
域の全域にわたって透磁率特性が改善されたセンダスト
を使用した磁気ヘッド用磁性薄膜を提供することを目的
とするものである。
域の全域にわたって透磁率特性が改善されたセンダスト
を使用した磁気ヘッド用磁性薄膜を提供することを目的
とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の磁気ヘッド用磁性薄膜は、化合物を作ら
ない状態の窒素を含有する鉄膜を形成し、その上に（１
１１）面配向を有するセンダスト膜を形成した。また、
このとき鉄膜の比抵抗が５０μΩｃｍ以上であることが
好ましい。さらに、鉄膜の結晶粒の大きさが２０ｎｍ以
下であることが好ましい。また、鉄膜の厚さが３０〜１
００ｎｍであることが好ましい。なお、センダスト膜は
負の磁気ひずみ特性を有することが望ましい。
めに、本発明の磁気ヘッド用磁性薄膜は、化合物を作ら
ない状態の窒素を含有する鉄膜を形成し、その上に（１
１１）面配向を有するセンダスト膜を形成した。また、
このとき鉄膜の比抵抗が５０μΩｃｍ以上であることが
好ましい。さらに、鉄膜の結晶粒の大きさが２０ｎｍ以
下であることが好ましい。また、鉄膜の厚さが３０〜１
００ｎｍであることが好ましい。なお、センダスト膜は
負の磁気ひずみ特性を有することが望ましい。
【００１３】さらに本発明は、前記の鉄膜と、この鉄膜
上に形成された（１１１）面配向を有するセンダスト膜
と、センダスト膜上に形成された保護膜とをこの順に３
層に積層したものを１組の磁気ヘッド用磁性薄膜として
用い、あるいは、この１組の磁気ヘッド用磁性薄膜を複
数積層する。あるいは、前記の鉄膜とこの鉄膜上に形成
された（１１１）面配向のセンダスト膜との上に鉄膜を
再び形成し、さらにこの鉄膜上に保護膜を順に４層に積
層したものを１組の磁気ヘッド用磁性薄膜として用い、
あるいは、この１組の磁気ヘッド用磁性薄膜を複数積層
する。
上に形成された（１１１）面配向を有するセンダスト膜
と、センダスト膜上に形成された保護膜とをこの順に３
層に積層したものを１組の磁気ヘッド用磁性薄膜として
用い、あるいは、この１組の磁気ヘッド用磁性薄膜を複
数積層する。あるいは、前記の鉄膜とこの鉄膜上に形成
された（１１１）面配向のセンダスト膜との上に鉄膜を
再び形成し、さらにこの鉄膜上に保護膜を順に４層に積
層したものを１組の磁気ヘッド用磁性薄膜として用い、
あるいは、この１組の磁気ヘッド用磁性薄膜を複数積層
する。
【００１４】また、本発明の磁気ヘッド用磁性薄膜の製
造方法は、同一成膜装置を用いて、基板上に窒素雰囲気
のプラズマ中で鉄膜を成膜した後、窒素を排気した真空
中でセンダスト膜を成膜する。
造方法は、同一成膜装置を用いて、基板上に窒素雰囲気
のプラズマ中で鉄膜を成膜した後、窒素を排気した真空
中でセンダスト膜を成膜する。
【００１５】さらに、成膜装置が蒸着装置であることが
好ましい。また、この鉄膜の成膜速度が、下記の式の範
囲にあることが好ましい。
好ましい。また、この鉄膜の成膜速度が、下記の式の範
囲にあることが好ましい。
【００１６】 （Ｔ−２００）＜ｖ＜（−１．６Ｔ＋５００） Ｔ：基板温度（℃）の数値 Ｖ：成膜速度（ｎｍ／ｍｉｎ）の数値
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明者は、下地膜として化合物
を作らない状態の窒素を含有する鉄膜が有効であるこ
と、また、この鉄膜の比抵抗，結晶粒の大きさ，厚さが
重要であること、さらに鉄膜の成長速度が特性に大きく
影響することを発見した。
を作らない状態の窒素を含有する鉄膜が有効であるこ
と、また、この鉄膜の比抵抗，結晶粒の大きさ，厚さが
重要であること、さらに鉄膜の成長速度が特性に大きく
影響することを発見した。
【００１８】基板上に窒素雰囲気のプラズマ中で成膜さ
れた、化合物を形成しない状態で窒素を含む鉄膜の上に
形成されたセンダスト膜は、（１１１）面に配向するこ
とが可能となる。この磁性薄膜は化合物を形成していな
い状態で窒素を含む鉄の下地膜がない場合に比較して、
数段高い透磁率の周波数特性を低域から高域にわたる広
い範囲で実現することができる。さらに、化合物を形成
していない状態で窒素を含む鉄膜の上に形成されたセン
ダスト膜は、（１１１）配向されることにより、センダ
ストの磁気特性を磁気ひずみ負の領域で安定にすること
ができる。これにより、この軟磁性薄膜を使用した磁気
ヘッドを作製した場合に、磁気ヘッドの性能向上を図る
ことができる。
れた、化合物を形成しない状態で窒素を含む鉄膜の上に
形成されたセンダスト膜は、（１１１）面に配向するこ
とが可能となる。この磁性薄膜は化合物を形成していな
い状態で窒素を含む鉄の下地膜がない場合に比較して、
数段高い透磁率の周波数特性を低域から高域にわたる広
い範囲で実現することができる。さらに、化合物を形成
していない状態で窒素を含む鉄膜の上に形成されたセン
ダスト膜は、（１１１）配向されることにより、センダ
ストの磁気特性を磁気ひずみ負の領域で安定にすること
ができる。これにより、この軟磁性薄膜を使用した磁気
ヘッドを作製した場合に、磁気ヘッドの性能向上を図る
ことができる。
【００１９】以下実施の形態について図面を参照して説
明する。図１は、本発明による基板上に形成された磁気
ヘッド用磁性薄膜の略断面図である。被成膜材であるセ
ラミックス基板１の上に窒素雰囲気のプラズマ中で形成
された鉄膜２と、真空中で形成されたセンダスト膜３
と、保護膜であるＳｉＯ2膜４が積層されている。本実
施の形態では基板としてセラミックスを使用したが、熱
膨張係数がセンダストと同じぐらいであれば、材料は問
わない。たとえば、フェライトとの複合材料を形成する
場合は、基板は当然フェライトになる。しかし、現実問
題としては、センダストよりも熱膨張係数が大きい基板
を安定して使用することは難しく、本実施の形態ではセ
ンダストより熱膨張係数の小さいセラミック基板を使用
した。なお、図示されていないが、ＳｉＯ2 膜４とセン
ダスト膜３との間に、さらに鉄膜を追加して４層とする
ことができる。前記の３層構造のものを１組として複数
組たとえば３組積層することについては後述されるが、
この４層構造のものを複数組積層することもできる。
明する。図１は、本発明による基板上に形成された磁気
ヘッド用磁性薄膜の略断面図である。被成膜材であるセ
ラミックス基板１の上に窒素雰囲気のプラズマ中で形成
された鉄膜２と、真空中で形成されたセンダスト膜３
と、保護膜であるＳｉＯ2膜４が積層されている。本実
施の形態では基板としてセラミックスを使用したが、熱
膨張係数がセンダストと同じぐらいであれば、材料は問
わない。たとえば、フェライトとの複合材料を形成する
場合は、基板は当然フェライトになる。しかし、現実問
題としては、センダストよりも熱膨張係数が大きい基板
を安定して使用することは難しく、本実施の形態ではセ
ンダストより熱膨張係数の小さいセラミック基板を使用
した。なお、図示されていないが、ＳｉＯ2 膜４とセン
ダスト膜３との間に、さらに鉄膜を追加して４層とする
ことができる。前記の３層構造のものを１組として複数
組たとえば３組積層することについては後述されるが、
この４層構造のものを複数組積層することもできる。
【００２０】次に、図２により成膜方法の一例について
説明する。材料が異なる基板１を蒸着装置９の中にセッ
トし、まず、下地膜となる鉄膜２を蒸着する。ヒータ７
により加熱し基板温度を１５０℃ないし３００℃の範囲
に設定して、蒸着装置９内に注入する窒素ガスを２×１
０-4Ｔｏｒｒに設定した。その後、蒸着装置９の中に図
のように配置された、銅製のコイル５にＤＣ電源８によ
り電圧を与えておき、別に設けた熱フィラメント１０を
熱することにより熱電子を供給して、プラズマを発生さ
せる。プラズマが発生している状態でのコイル５にかか
っているＤＣ電圧は約５０Ｖ、電流は１００ｍＡであっ
た。この状態で、るつぼ１２に入れられた鉄タブレット
（純鉄）６に、熱フィラメント１０から電子を当てるこ
とにより、基板１の表面に鉄を成膜する。このときの成
膜速度は２０ｎｍ／ｍｉｎないし３５０ｎｍ／ｍｉｎの
範囲に設定し、成膜した鉄膜２の厚さは３０ｎｍないし
１００ｎｍとした。なお、図中１１はシャッタであって
蒸着気流の通過を制御する。
説明する。材料が異なる基板１を蒸着装置９の中にセッ
トし、まず、下地膜となる鉄膜２を蒸着する。ヒータ７
により加熱し基板温度を１５０℃ないし３００℃の範囲
に設定して、蒸着装置９内に注入する窒素ガスを２×１
０-4Ｔｏｒｒに設定した。その後、蒸着装置９の中に図
のように配置された、銅製のコイル５にＤＣ電源８によ
り電圧を与えておき、別に設けた熱フィラメント１０を
熱することにより熱電子を供給して、プラズマを発生さ
せる。プラズマが発生している状態でのコイル５にかか
っているＤＣ電圧は約５０Ｖ、電流は１００ｍＡであっ
た。この状態で、るつぼ１２に入れられた鉄タブレット
（純鉄）６に、熱フィラメント１０から電子を当てるこ
とにより、基板１の表面に鉄を成膜する。このときの成
膜速度は２０ｎｍ／ｍｉｎないし３５０ｎｍ／ｍｉｎの
範囲に設定し、成膜した鉄膜２の厚さは３０ｎｍないし
１００ｎｍとした。なお、図中１１はシャッタであって
蒸着気流の通過を制御する。
【００２１】次に、２×１０-6Ｔｏｒｒ以下にまで排気
し、窒素ガスを除去した後、るつぼ１２を交換し、セン
ダスト膜３を鉄膜２の上に電子ビーム蒸着で成膜する。
そのとき、使用したセンダストタブレットは、４ｗｔ％
Ａｌ−２７．５ｗｔ％Ｓｉ−ｂａｌ．Ｆｅのものを使用
し、基板温度を２５０℃に設定した。成膜速度は、５０
０ｎｍ／ｍｉｎで、膜厚は、４μｍである。さらに、セ
ンダスト膜３の上に保護膜としてＳｉＯ2 膜４を２００
ｎｍの厚さに成膜した。なお、タブレットの組成と蒸着
された膜の組成とは一致するとは限らない。成膜条件に
よって蒸着された膜の組成は適宜変更可能で、前記のタ
ブレットの組成でも、後述の図６および図７に示される
ような広い組成領域をカバーできる。
し、窒素ガスを除去した後、るつぼ１２を交換し、セン
ダスト膜３を鉄膜２の上に電子ビーム蒸着で成膜する。
そのとき、使用したセンダストタブレットは、４ｗｔ％
Ａｌ−２７．５ｗｔ％Ｓｉ−ｂａｌ．Ｆｅのものを使用
し、基板温度を２５０℃に設定した。成膜速度は、５０
０ｎｍ／ｍｉｎで、膜厚は、４μｍである。さらに、セ
ンダスト膜３の上に保護膜としてＳｉＯ2 膜４を２００
ｎｍの厚さに成膜した。なお、タブレットの組成と蒸着
された膜の組成とは一致するとは限らない。成膜条件に
よって蒸着された膜の組成は適宜変更可能で、前記のタ
ブレットの組成でも、後述の図６および図７に示される
ような広い組成領域をカバーできる。
【００２２】その後、下地膜である鉄膜２とセンダスト
膜３およびＳｉＯ2 膜４を１組として３組積層した後、
７００℃で真空熱処理して、磁気ヘッド用磁性薄膜を得
た。
膜３およびＳｉＯ2 膜４を１組として３組積層した後、
７００℃で真空熱処理して、磁気ヘッド用磁性薄膜を得
た。
【００２３】このようにして形成した磁気ヘッド用磁性
薄膜のうちの鉄膜は、成膜時の基板温度、成膜速度によ
って３種類に大別されることがＸ線回折の結果確かめら
れた。結果は、図３〜５に示すとおりである。
薄膜のうちの鉄膜は、成膜時の基板温度、成膜速度によ
って３種類に大別されることがＸ線回折の結果確かめら
れた。結果は、図３〜５に示すとおりである。
【００２４】図３は、基板温度と鉄膜の成膜速度および
比抵抗の関係を示すグラフであり、図４は基板温度と鉄
膜の成膜速度および結晶粒径の関係を示すグラフであ
る。また、図５（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、基板温
度，成長速度を変えた場合の鉄膜の各結晶面の配向との
関係を示すグラフである。
比抵抗の関係を示すグラフであり、図４は基板温度と鉄
膜の成膜速度および結晶粒径の関係を示すグラフであ
る。また、図５（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、基板温
度，成長速度を変えた場合の鉄膜の各結晶面の配向との
関係を示すグラフである。
【００２５】図３および図４中に実線で境界を示した
が、基板温度と成膜速度との変化によって得られる鉄膜
の比抵抗と結晶粒径は大別して３種類に分けられる。
が、基板温度と成膜速度との変化によって得られる鉄膜
の比抵抗と結晶粒径は大別して３種類に分けられる。
【００２６】１つ目は、図３および図４中のａの領域で
あり、通常のＢＣＣ構造で図５（ａ）に示されるように
（１１０）面の回折強度が強い領域である。図３におい
て、この領域では比抵抗は大きいものでも３０μΩｃｍ
程度でそれ以上のものは得られない。また、図４におい
て半値幅から求めた結晶粒径は２０ｎｍよりも大きい。
そして、図５（ａ）に示されるように、Ｆｅ4 Ｎの回折
ピークも観察された。
あり、通常のＢＣＣ構造で図５（ａ）に示されるように
（１１０）面の回折強度が強い領域である。図３におい
て、この領域では比抵抗は大きいものでも３０μΩｃｍ
程度でそれ以上のものは得られない。また、図４におい
て半値幅から求めた結晶粒径は２０ｎｍよりも大きい。
そして、図５（ａ）に示されるように、Ｆｅ4 Ｎの回折
ピークも観察された。
【００２７】２つ目は図３および図４中のｂの領域であ
る。図５（ｂ）に示されるように、通常のＢＣＣ構造で
（１１０）面の回折強度が強い領域である。この領域で
は図５（ｂ）からわかるようにＦｅ4 Ｎの回折ピークは
観測されなかった。この領域では比抵抗は３０μΩｃｍ
程度以下で、結晶粒径は２０ｎｍよりも大きいものしか
得られない。
る。図５（ｂ）に示されるように、通常のＢＣＣ構造で
（１１０）面の回折強度が強い領域である。この領域で
は図５（ｂ）からわかるようにＦｅ4 Ｎの回折ピークは
観測されなかった。この領域では比抵抗は３０μΩｃｍ
程度以下で、結晶粒径は２０ｎｍよりも大きいものしか
得られない。
【００２８】以上ａおよびｂの２つの領域の鉄膜は磁気
ヘッド用磁性薄膜材料の下地膜としては適していない。
ヘッド用磁性薄膜材料の下地膜としては適していない。
【００２９】これに対して、３つ目の領域は図３および
図４中のｃの領域で、これに属する鉄膜は、ＢＣＣ構造
ではあるが、結晶粒径が最大でも２０ｎｍ程度と小さ
く、比抵抗は小さいものでも５０μΩｃｍと他の領域の
ものに比べて大きかった。なお、図３より領域ｃの比抵
抗の上限は３００μΩｃｍ程度と推察される。結晶粒径
の下限は、図４より５ｎｍ程度と推察される。図５
（ｃ）に示されるようにこの領域の鉄膜は、ＢＣＣ構造
の最密面である（１１０）面の回折ピーク強度は低く、
螢光Ｘ線分析の結果、鉄膜中に窒素が存在することは確
認できたが、Ｆｅ4 Ｎのピークは検出されなかった。す
なわちこの領域の鉄膜には化合物が形成されていない状
態で窒素元素は含有されていることがわかった。この領
域に属する鉄の下地膜を用いて作製された磁気ヘッド用
磁性薄膜は磁気特性が極めて優れている。すなわち、保
磁力は、５００Ｈｚでの測定で、下地膜なしの場合４０
Ａ／ｍであるのに対して、領域ｃの下地膜ありの場合３
０Ａ／ｍと、下地膜を用いる方が保磁力は減少した。
図４中のｃの領域で、これに属する鉄膜は、ＢＣＣ構造
ではあるが、結晶粒径が最大でも２０ｎｍ程度と小さ
く、比抵抗は小さいものでも５０μΩｃｍと他の領域の
ものに比べて大きかった。なお、図３より領域ｃの比抵
抗の上限は３００μΩｃｍ程度と推察される。結晶粒径
の下限は、図４より５ｎｍ程度と推察される。図５
（ｃ）に示されるようにこの領域の鉄膜は、ＢＣＣ構造
の最密面である（１１０）面の回折ピーク強度は低く、
螢光Ｘ線分析の結果、鉄膜中に窒素が存在することは確
認できたが、Ｆｅ4 Ｎのピークは検出されなかった。す
なわちこの領域の鉄膜には化合物が形成されていない状
態で窒素元素は含有されていることがわかった。この領
域に属する鉄の下地膜を用いて作製された磁気ヘッド用
磁性薄膜は磁気特性が極めて優れている。すなわち、保
磁力は、５００Ｈｚでの測定で、下地膜なしの場合４０
Ａ／ｍであるのに対して、領域ｃの下地膜ありの場合３
０Ａ／ｍと、下地膜を用いる方が保磁力は減少した。
【００３０】図６と図７は、センダスト膜の組成を変化
させた場合の磁気ひずみλS と透磁率μの変化を示して
いる。図６は本発明の下地膜を用いない場合を示し、図
７は本発明の下地膜を用いた場合を示している。図６
（ａ）と図７（ａ）において○印と●印で示された組成
位置における数値は、それぞれ、正と負の磁気ひずみを
有するセンダスト膜の磁気ひずみλS の値を表わしてい
る。他方、図６（ｂ）と図７（ｂ）において○印と●印
で示された組成位置における数値は、それぞれ、正と負
の磁気ひずみを有するセンダスト膜の透磁率μの値を表
わしている。また、図６と図７において影付けが施され
たライン領域は磁気ひずみλS がほぼ０の領域を示し、
実曲線で囲まれた領域は透磁率μが約４０００以上の領
域を示している。図６（ｂ）と図７（ｂ）の比較から明
らかなように、下地膜を設けない場合に比べて、本発明
による下地膜を設けた場合の方が磁気ひずみλS が負で
かつ透磁率μが高い領域（図６（ｂ）と図７（ｂ）にお
いてμが４０００以上であってλS ≒０のラインより右
の領域）が広い。なお、図７（ｂ）において、μ≧４０
００でかつλS ＜０の領域は、８５〜８６％Ｆｅ，１１
〜１２％Ｓｉおよび５．５〜８．５％Ａｌの組成範囲に
対応している。
させた場合の磁気ひずみλS と透磁率μの変化を示して
いる。図６は本発明の下地膜を用いない場合を示し、図
７は本発明の下地膜を用いた場合を示している。図６
（ａ）と図７（ａ）において○印と●印で示された組成
位置における数値は、それぞれ、正と負の磁気ひずみを
有するセンダスト膜の磁気ひずみλS の値を表わしてい
る。他方、図６（ｂ）と図７（ｂ）において○印と●印
で示された組成位置における数値は、それぞれ、正と負
の磁気ひずみを有するセンダスト膜の透磁率μの値を表
わしている。また、図６と図７において影付けが施され
たライン領域は磁気ひずみλS がほぼ０の領域を示し、
実曲線で囲まれた領域は透磁率μが約４０００以上の領
域を示している。図６（ｂ）と図７（ｂ）の比較から明
らかなように、下地膜を設けない場合に比べて、本発明
による下地膜を設けた場合の方が磁気ひずみλS が負で
かつ透磁率μが高い領域（図６（ｂ）と図７（ｂ）にお
いてμが４０００以上であってλS ≒０のラインより右
の領域）が広い。なお、図７（ｂ）において、μ≧４０
００でかつλS ＜０の領域は、８５〜８６％Ｆｅ，１１
〜１２％Ｓｉおよび５．５〜８．５％Ａｌの組成範囲に
対応している。
【００３１】図８は周波数と透磁率の関係を示すグラフ
であって、○印は窒素を含む鉄の下地膜を有する場合、
●印はこの下地膜のない場合である。透磁率は、リング
サンプルをインピーダンスアナライザを用いて測定した
結果を比較してみると、図８に示したように、下地膜な
しの場合約６０００、図３領域ｃの鉄の下地膜ありの場
合１００００が得られた。このデータは一例であり、一
般には図３〜５の領域ｃの、化合物を形成しない状態の
窒素元素を含有した鉄膜を用いた場合には、保磁力で８
割以下になり、透磁率で１．４倍以上になる。この値
は、（２２０）配向などで一般に得られているセンダス
トの特性では７０００というデータはあるものの、１０
０００のオーダの透磁率を得られた例はない。
であって、○印は窒素を含む鉄の下地膜を有する場合、
●印はこの下地膜のない場合である。透磁率は、リング
サンプルをインピーダンスアナライザを用いて測定した
結果を比較してみると、図８に示したように、下地膜な
しの場合約６０００、図３領域ｃの鉄の下地膜ありの場
合１００００が得られた。このデータは一例であり、一
般には図３〜５の領域ｃの、化合物を形成しない状態の
窒素元素を含有した鉄膜を用いた場合には、保磁力で８
割以下になり、透磁率で１．４倍以上になる。この値
は、（２２０）配向などで一般に得られているセンダス
トの特性では７０００というデータはあるものの、１０
０００のオーダの透磁率を得られた例はない。
【００３２】次に、注目すべきは、周波数特性の差であ
る。たとえば、従来のように（２２０）配向が強い結果
として透磁率特性が向上した場合には、低周波領域では
透磁率は向上するが、高周波領域では渦電流損失などで
ほとんど改善されない。これに対して、本願の窒素を化
合物でない状態で膜中に含んでいる鉄膜を下地膜として
用い、その上にセンダスト膜を形成した場合には、図８
から明らかなように高周波領域で顕著に透磁率特性が改
善されている。
る。たとえば、従来のように（２２０）配向が強い結果
として透磁率特性が向上した場合には、低周波領域では
透磁率は向上するが、高周波領域では渦電流損失などで
ほとんど改善されない。これに対して、本願の窒素を化
合物でない状態で膜中に含んでいる鉄膜を下地膜として
用い、その上にセンダスト膜を形成した場合には、図８
から明らかなように高周波領域で顕著に透磁率特性が改
善されている。
【００３３】これは、明らかに化合物を形成しない状態
の窒素原子を含有した鉄膜を下地膜として用いることの
顕著な効果である。
の窒素原子を含有した鉄膜を下地膜として用いることの
顕著な効果である。
【００３４】以上のように、窒素雰囲気中で成膜される
鉄膜の成膜に適した領域は、図３および図４のｃの領域
であり、そのときの成膜速度と基板温度の間には次の関
係式が成り立つ。
鉄膜の成膜に適した領域は、図３および図４のｃの領域
であり、そのときの成膜速度と基板温度の間には次の関
係式が成り立つ。
【００３５】 （Ｔ−２００）＜ｖ＜（−１．６Ｔ＋５００） Ｔ：基板温度（℃）の数値 Ｖ：成膜速度（ｎｍ／ｍｉｎ）の数値 次に、上の条件で成膜された窒素を化合物でない状態で
膜中に含有している下地膜である鉄膜の上に蒸着したセ
ンダスト膜の構造について検討する。
膜中に含有している下地膜である鉄膜の上に蒸着したセ
ンダスト膜の構造について検討する。
【００３６】図９は、下地膜がない場合、窒素を化合物
でない状態で膜中に含有している鉄膜（ＦｅＮで表わ
す）の厚さ１００ｎｍ，７０ｎｍおよび５０ｎｍのとき
の（１１１），（２２０）および（２２４）各面の回折
強度の関係を示している。また図１０は下地膜厚さと配
向度の関係を示すグラフである。配向度は、Lotgerling
法における次式に従って計算される。
でない状態で膜中に含有している鉄膜（ＦｅＮで表わ
す）の厚さ１００ｎｍ，７０ｎｍおよび５０ｎｍのとき
の（１１１），（２２０）および（２２４）各面の回折
強度の関係を示している。また図１０は下地膜厚さと配
向度の関係を示すグラフである。配向度は、Lotgerling
法における次式に従って計算される。
【００３７】ＯＲ＝｛（Ｉfp÷Ｉft）−（Ｉbp÷
Ｉbt）｝÷｛１−（Ｉbp÷Ｉbt）｝ ＯＲ：配向度 Ｉfp：膜中の或る特定の面の回折強度 Ｉft：膜の全回折強度 Ｉbp：バルク中のその特定の面の回折強度 Ｉbt：バルクの全回折強度 ここで、バルクに関する回折強度はバルクから粉砕され
た粉末を用いて測定され、したがってバルク中の結晶面
はランダムな方位を有している。
Ｉbt）｝÷｛１−（Ｉbp÷Ｉbt）｝ ＯＲ：配向度 Ｉfp：膜中の或る特定の面の回折強度 Ｉft：膜の全回折強度 Ｉbp：バルク中のその特定の面の回折強度 Ｉbt：バルクの全回折強度 ここで、バルクに関する回折強度はバルクから粉砕され
た粉末を用いて測定され、したがってバルク中の結晶面
はランダムな方位を有している。
【００３８】両図から明らかなように、下地膜が厚くな
るほど構造変化が起こっているのがわかる。図９からわ
かるように、下地膜がない場合で形成されたセンダスト
膜の主な配向方向が（２２０）であるのに対して、上記
領域ｃに属する鉄の下地膜の上に形成されたセンダスト
膜は、主な配向方向が（１１１）配向になっている。こ
のことは図１０を見ればさらに明らかになる。すなわ
ち、下地膜の厚さによって配向度が変化し、厚さ３０ｎ
ｍないし１００ｎｍの範囲で（１１１）配向が主になっ
ている。下地膜の厚さが厚くなると後述のように磁性特
性が悪くなるので上限が１００ｎｍとされる。
るほど構造変化が起こっているのがわかる。図９からわ
かるように、下地膜がない場合で形成されたセンダスト
膜の主な配向方向が（２２０）であるのに対して、上記
領域ｃに属する鉄の下地膜の上に形成されたセンダスト
膜は、主な配向方向が（１１１）配向になっている。こ
のことは図１０を見ればさらに明らかになる。すなわ
ち、下地膜の厚さによって配向度が変化し、厚さ３０ｎ
ｍないし１００ｎｍの範囲で（１１１）配向が主になっ
ている。下地膜の厚さが厚くなると後述のように磁性特
性が悪くなるので上限が１００ｎｍとされる。
【００３９】要するに、図３および図４の領域ｃに属す
る窒素を化合物でない状態で膜中に含有している鉄の下
地膜の上に形成されるセンダスト膜は、（１１１）配向
を多く有しているのであり、これが上記透磁率の低周波
領域から高周波領域にわたる周波数特性の改善の理由で
あると思われる。
る窒素を化合物でない状態で膜中に含有している鉄の下
地膜の上に形成されるセンダスト膜は、（１１１）配向
を多く有しているのであり、これが上記透磁率の低周波
領域から高周波領域にわたる周波数特性の改善の理由で
あると思われる。
【００４０】一般に、センダスト膜の場合には、（２２
０）面の強度が増加する方が特性が向上すると言われて
いた。しかし、これは別の観点より見てみると、この面
の配向が強いほど柱状成長が進み、基板との界面で膜が
疎になる。これは、たとえば、膜の断面を僅かにイオン
エッチしてＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察してみると
よくわかる。図１１に概念図を示したが、２次電子が出
ていきにくいような疎な部分３１が界面付近で存在して
いる。
０）面の強度が増加する方が特性が向上すると言われて
いた。しかし、これは別の観点より見てみると、この面
の配向が強いほど柱状成長が進み、基板との界面で膜が
疎になる。これは、たとえば、膜の断面を僅かにイオン
エッチしてＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察してみると
よくわかる。図１１に概念図を示したが、２次電子が出
ていきにくいような疎な部分３１が界面付近で存在して
いる。
【００４１】図１１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、
下地膜ありの基板上に成膜されたセンダスト膜および下
地膜なしの基板上に成膜されたセンダスト膜の断面のＳ
ＥＭ観察結果を示してある。通常、センダストを成膜す
ると、図１１中の縦線３２で示したように柱状構造（コ
ラムナー状態）に成長しているのが観察される。ＳＥＭ
観察では、２次電子像を見ていることになるために、図
中に●印３１で示したように、膜が疎な領域３１では、
あたかも穴があいているかのように、２次電子が観察さ
れにくい領域が存在する。これは、実際には穴があいて
いるわけではなく、単に膜の密度が極度に低いためにこ
のように観察されるものと考えられる。
下地膜ありの基板上に成膜されたセンダスト膜および下
地膜なしの基板上に成膜されたセンダスト膜の断面のＳ
ＥＭ観察結果を示してある。通常、センダストを成膜す
ると、図１１中の縦線３２で示したように柱状構造（コ
ラムナー状態）に成長しているのが観察される。ＳＥＭ
観察では、２次電子像を見ていることになるために、図
中に●印３１で示したように、膜が疎な領域３１では、
あたかも穴があいているかのように、２次電子が観察さ
れにくい領域が存在する。これは、実際には穴があいて
いるわけではなく、単に膜の密度が極度に低いためにこ
のように観察されるものと考えられる。
【００４２】この穴状に観察される密度の低い領域を比
較してみると、明らかに下地膜あり（ａ）の方が下地膜
なしのもの（ｂ）より少ない。これは、下地膜がある場
合に、（１１１）配向が強くなるばかりでなく、センダ
ストの膜質が初期状態で変わっていることを表わしてい
る。これは、膜の配向が変化するほど膜の成長に下地膜
が影響しているのだから、特に成長過程の初期で膜質が
変化することは当然である。配向のみで透磁率などの磁
気特性が向上していると考えることも可能と思うが、こ
の膜質の変化が何らかの影響を与えているとも考えられ
る。
較してみると、明らかに下地膜あり（ａ）の方が下地膜
なしのもの（ｂ）より少ない。これは、下地膜がある場
合に、（１１１）配向が強くなるばかりでなく、センダ
ストの膜質が初期状態で変わっていることを表わしてい
る。これは、膜の配向が変化するほど膜の成長に下地膜
が影響しているのだから、特に成長過程の初期で膜質が
変化することは当然である。配向のみで透磁率などの磁
気特性が向上していると考えることも可能と思うが、こ
の膜質の変化が何らかの影響を与えているとも考えられ
る。
【００４３】本発明の下地膜を用いると、膜の成長初期
での核成長段階で変化が起こり、疎な部分３１の割合が
減少する。また、核成長から影響を受けるため、下地膜
の形成条件によっては（１１１）面配向の膜も得られ
る。下地膜を用いた場合に、（２２０）面の強度を減少
させる程度の影響力でも、上記した程度の磁気特性の向
上、特に高周波での透磁率の向上が得られるが、（１１
１）面配向にした場合に結晶磁気異方性は、簡単な計算
で結晶の対称性により、オーダが変わるほど減少するこ
とは、よく知られている。センダスト膜で（１１１）面
配向を実現した例はなく、従来は、（２２０）面配向さ
せることに注目されていた。しかし、下地膜である鉄膜
の条件を適切に選ぶことにより、（１１１）配向が可能
となり、結晶磁気異方性が減少したセンダスト膜が得ら
れた。
での核成長段階で変化が起こり、疎な部分３１の割合が
減少する。また、核成長から影響を受けるため、下地膜
の形成条件によっては（１１１）面配向の膜も得られ
る。下地膜を用いた場合に、（２２０）面の強度を減少
させる程度の影響力でも、上記した程度の磁気特性の向
上、特に高周波での透磁率の向上が得られるが、（１１
１）面配向にした場合に結晶磁気異方性は、簡単な計算
で結晶の対称性により、オーダが変わるほど減少するこ
とは、よく知られている。センダスト膜で（１１１）面
配向を実現した例はなく、従来は、（２２０）面配向さ
せることに注目されていた。しかし、下地膜である鉄膜
の条件を適切に選ぶことにより、（１１１）配向が可能
となり、結晶磁気異方性が減少したセンダスト膜が得ら
れた。
【００４４】なお、図９に関連して、鉄の下地膜の厚さ
が１００ｎｍ以上になると、鉄膜は軟磁気特性を示さな
いため、ＢＨループ曲線が二段になる。つまり、下地膜
として、センダストの特性を向上させるだけでなく、下
地膜が膜としての特性を現わすようになるため、ヘッド
などに使用する磁性薄膜としてはふさわしくなくなる。
したがって、１００ｎｍが下地膜の厚さの上限と考えら
れる。
が１００ｎｍ以上になると、鉄膜は軟磁気特性を示さな
いため、ＢＨループ曲線が二段になる。つまり、下地膜
として、センダストの特性を向上させるだけでなく、下
地膜が膜としての特性を現わすようになるため、ヘッド
などに使用する磁性薄膜としてはふさわしくなくなる。
したがって、１００ｎｍが下地膜の厚さの上限と考えら
れる。
【００４５】なお、念のため下地膜に応力緩和層の役割
があるか否かを調べるために、鉄膜を真空中で成膜した
ものを下地膜としてみたが、透磁率特性の向上もセンダ
スト膜の構造的な変化も得られなかった。これにより、
下地膜の効果としては、本願の鉄膜は応力緩和の効果は
あるが、これのみで特性を向上させているのではないこ
とは明らかである。
があるか否かを調べるために、鉄膜を真空中で成膜した
ものを下地膜としてみたが、透磁率特性の向上もセンダ
スト膜の構造的な変化も得られなかった。これにより、
下地膜の効果としては、本願の鉄膜は応力緩和の効果は
あるが、これのみで特性を向上させているのではないこ
とは明らかである。
【００４６】上記の実施の形態では、３組の積層膜の場
合を示したが、１組の積層膜でも本発明の方法によれ
ば、高周波での透磁率を向上させることができる。
合を示したが、１組の積層膜でも本発明の方法によれ
ば、高周波での透磁率を向上させることができる。
【００４７】また、基板としても、上記実施の形態で
は、熱膨張係数がセンダストに近いセラミックスを用い
た例を示したが、それ以外のたとえば、フェライトなど
にも本発明方法は適用できる。
は、熱膨張係数がセンダストに近いセラミックスを用い
た例を示したが、それ以外のたとえば、フェライトなど
にも本発明方法は適用できる。
【００４８】さらに、本実施の形態では、センダスト膜
を使用したが、たとえば、ＦｅＳｉ膜等のように、鉄を
母材とする合金系膜を、化合物を形成しない状態で窒素
を含有している鉄の下地膜の上に形成した場合でも、同
様の効果が確認された。
を使用したが、たとえば、ＦｅＳｉ膜等のように、鉄を
母材とする合金系膜を、化合物を形成しない状態で窒素
を含有している鉄の下地膜の上に形成した場合でも、同
様の効果が確認された。
【００４９】また、本実施の形態では、成膜方法として
蒸着を用いた場合について述べたが、他の形成方法でも
同様の効果が得られる。たとえば、スパッタ法について
も同様の効果が見られた。ただし、スパッタ法の場合、
磁性薄膜を形成する成膜速度が遅く、１００ｎｍ／ｍ程
度のものが少数あるのみで、本発明のように５００ｎｍ
／ｍ程度の高成膜速度と比べると、生産性は劣る。な
お、本出願人は蒸着の場合に、基板温度を変化させるこ
とにより、磁性薄膜の配向を制御することを特開昭６２
−２０２３０７（特公平５−８４５６６）に示したが、
良質な膜を形成できる蒸着で、成膜の初期過程に影響を
及ぼすことのできる下地膜を用いることは、磁気異方性
が（１１１）面配向で減少すると考えられ、相乗効果が
ある。さらに、磁気ひずみ負の領域での特性向上が得ら
れると考える。
蒸着を用いた場合について述べたが、他の形成方法でも
同様の効果が得られる。たとえば、スパッタ法について
も同様の効果が見られた。ただし、スパッタ法の場合、
磁性薄膜を形成する成膜速度が遅く、１００ｎｍ／ｍ程
度のものが少数あるのみで、本発明のように５００ｎｍ
／ｍ程度の高成膜速度と比べると、生産性は劣る。な
お、本出願人は蒸着の場合に、基板温度を変化させるこ
とにより、磁性薄膜の配向を制御することを特開昭６２
−２０２３０７（特公平５−８４５６６）に示したが、
良質な膜を形成できる蒸着で、成膜の初期過程に影響を
及ぼすことのできる下地膜を用いることは、磁気異方性
が（１１１）面配向で減少すると考えられ、相乗効果が
ある。さらに、磁気ひずみ負の領域での特性向上が得ら
れると考える。
【００５０】次に、本発明の磁気ヘッド用磁性薄膜を用
いて磁気ヘッドを作製した例を説明する。上記のような
磁性薄膜を磁気ヘッドに用いる場合、１対の磁性体また
は非磁性体の基板に磁性薄膜を蒸着したものの磁性薄膜
の積層面を非磁性体を介して突き合わせて、ギャップを
構成させる。ギャップ部のみにアモルファスやセンダス
トなどの金属材を用い、これ以外の部分は耐摩耗性に優
れたフェライトで構成したＭＩＧ（Metal In Gap）と呼
ばれる複合ヘッドも実用化されている。なお、磁性薄膜
のみで磁路を構成することができる。
いて磁気ヘッドを作製した例を説明する。上記のような
磁性薄膜を磁気ヘッドに用いる場合、１対の磁性体また
は非磁性体の基板に磁性薄膜を蒸着したものの磁性薄膜
の積層面を非磁性体を介して突き合わせて、ギャップを
構成させる。ギャップ部のみにアモルファスやセンダス
トなどの金属材を用い、これ以外の部分は耐摩耗性に優
れたフェライトで構成したＭＩＧ（Metal In Gap）と呼
ばれる複合ヘッドも実用化されている。なお、磁性薄膜
のみで磁路を構成することができる。
【００５１】図１２は、従来の磁性薄膜が磁気回路を構
成する磁気ヘッドの斜視図である。このヘッドの構造に
ついては、特願昭６１−２９３６７０号に示したとおり
である。図１２において、１対の基板２０および２１の
側面に本願の磁性薄膜を形成し、両者を突き合わせる。
その際テープ走行面にはギャップＧを形成するため非磁
性体を介在させる。ギャップ面のトラック幅の両側は通
常ガラス２３で埋められている。コイル２２が捲回され
テープが走行するとき信号を入出力する。なお図はアジ
マス記録のためギャップの角度をトラックと直角の関係
からずらしてある。基板をフェライトにすればＭＩＧヘ
ッドとなる。
成する磁気ヘッドの斜視図である。このヘッドの構造に
ついては、特願昭６１−２９３６７０号に示したとおり
である。図１２において、１対の基板２０および２１の
側面に本願の磁性薄膜を形成し、両者を突き合わせる。
その際テープ走行面にはギャップＧを形成するため非磁
性体を介在させる。ギャップ面のトラック幅の両側は通
常ガラス２３で埋められている。コイル２２が捲回され
テープが走行するとき信号を入出力する。なお図はアジ
マス記録のためギャップの角度をトラックと直角の関係
からずらしてある。基板をフェライトにすればＭＩＧヘ
ッドとなる。
【００５２】このようなヘッドの場合には、磁性薄膜の
膜厚がほぼトラック幅を決定するので、トラック幅によ
っては、複数の組の積層構造が良い場合もあるし、１組
の積層構造の方が良い場合もある。そのときのモニター
用の磁性薄膜の特性は、図７（ｂ）に示した透磁率を持
つ負の磁気ひずみの領域の組成のセンダスト膜を用い
た。用いたヘッドの再生出力を調べたところ、前述のよ
うに、磁気ひずみ負の効果が得られ、磁気異方性の向き
を適性化でき、磁気ヘッドの高性能化が図れた。
膜厚がほぼトラック幅を決定するので、トラック幅によ
っては、複数の組の積層構造が良い場合もあるし、１組
の積層構造の方が良い場合もある。そのときのモニター
用の磁性薄膜の特性は、図７（ｂ）に示した透磁率を持
つ負の磁気ひずみの領域の組成のセンダスト膜を用い
た。用いたヘッドの再生出力を調べたところ、前述のよ
うに、磁気ひずみ負の効果が得られ、磁気異方性の向き
を適性化でき、磁気ヘッドの高性能化が図れた。
【００５３】本実施の形態では、ＶＴＲ用の磁気ヘッド
の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、高周波で磁性薄膜を用いるような磁気ヘッドでは、
効果がある。また、本実施の形態の磁気ヘッドの構造に
限定するものではない。
の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、高周波で磁性薄膜を用いるような磁気ヘッドでは、
効果がある。また、本実施の形態の磁気ヘッドの構造に
限定するものではない。
【００５４】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、基板上
に、まず、鉄膜が窒素雰囲気のプラズマ中で窒素と化合
しないように３０ｎｍ〜１００ｎｍの膜厚で形成され、
続いて、この鉄膜上に真空中で磁気ひずみが負のセンダ
スト膜が形成される。下地膜である鉄膜は、センダスト
の主成分である鉄であるために、その上にセンダスト膜
を形成する場合に、膜の核成長が影響を受け、成長の初
期より膜質の良いものが形成されるために、センダスト
膜の磁気特性、特に透磁率が低周波から高周波まで向上
する。
に、まず、鉄膜が窒素雰囲気のプラズマ中で窒素と化合
しないように３０ｎｍ〜１００ｎｍの膜厚で形成され、
続いて、この鉄膜上に真空中で磁気ひずみが負のセンダ
スト膜が形成される。下地膜である鉄膜は、センダスト
の主成分である鉄であるために、その上にセンダスト膜
を形成する場合に、膜の核成長が影響を受け、成長の初
期より膜質の良いものが形成されるために、センダスト
膜の磁気特性、特に透磁率が低周波から高周波まで向上
する。
【００５５】それらを用いた磁気ヘッドは、磁気回路を
構成する磁性薄膜の特性が向上して再生出力が向上す
る。
構成する磁性薄膜の特性が向上して再生出力が向上す
る。
【図１】本発明の磁性薄膜の略断面図である。
【図２】本発明に使用される蒸着装置の略断面図であ
る。
る。
【図３】鉄膜の成膜条件と比抵抗の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図４】鉄膜の成膜条件と結晶粒径の関係を示すグラフ
である。
である。
【図５】（ａ），（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ異なる
成膜条件における鉄膜のＸ線回折結果を示すグラフであ
る。
成膜条件における鉄膜のＸ線回折結果を示すグラフであ
る。
【図６】（ａ），（ｂ）は、下地膜がない場合の磁気ひ
ずみと透磁率の組成依存性をそれぞれ示すグラフであ
る。
ずみと透磁率の組成依存性をそれぞれ示すグラフであ
る。
【図７】（ａ），（ｂ）は、本発明による下地膜がある
場合の磁気ひずみと透磁率の組成依存性をそれぞれ示す
グラフである。
場合の磁気ひずみと透磁率の組成依存性をそれぞれ示す
グラフである。
【図８】本発明による磁性薄膜の透磁率の周波数特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図９】下地膜の厚さとセンダスト膜のＸ線回折強度の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図１０】下地膜の厚さとセンダスト膜の配向度の関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図１１】本発明の磁性薄膜の断面のＳＥＭ観察の状態
を示す概念図である。
を示す概念図である。
【図１２】本発明による磁気ヘッドの一例の斜視図であ
る。
る。
１ 基板 ２ 鉄膜 ３ センダスト膜 ４ ＳｉＯ2 膜 ５ コイル ６ 鉄タブレット ７ ヒータ ８ ＤＣ電源 ９ 蒸着装置 １０ 熱フィラメント
Claims (13)
- 【請求項１】 基板の上に形成された、化合物を作らな
い状態の窒素を含有する鉄膜と、該鉄膜上に形成された
（１１１）面配向を有するセンダスト膜とを備えること
を特徴とする磁気ヘッド用磁性薄膜。 - 【請求項２】 鉄膜の比抵抗が５０〜３００μΩｃｍで
あることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド用磁性
薄膜。 - 【請求項３】 鉄膜の結晶粒の大きさが５〜２０ｎｍ以
下であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気
ヘッド用磁性薄膜。 - 【請求項４】 鉄膜の厚さが３０〜１００ｎｍであるこ
とを特徴とする請求項１，２または３記載の磁気ヘッド
用磁性薄膜。 - 【請求項５】 鉄膜と、該鉄膜上に形成された（１１
１）面配向を有するセンダスト膜と、該センダスト膜上
に形成された保護膜とを順次３層に積層した構造である
ことを特徴とする請求項１，２，３または４記載の磁気
ヘッド用磁性薄膜。 - 【請求項６】 複数の組の３層構造を有することを特徴
とする請求項５記載の磁気ヘッド用磁性薄膜。 - 【請求項７】 鉄膜と、該鉄膜上に形成されたセンダス
ト膜と、該センダスト膜上に形成された鉄膜と、該鉄膜
上に形成された保護膜とを順次４層に積層した構造であ
ることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の磁
気ヘッド用磁性薄膜。 - 【請求項８】 複数の組の４層構造を有することを特徴
とする請求項７記載の磁気ヘッド用磁性薄膜。 - 【請求項９】 センダスト膜は負の磁気ひずみ特性を有
することを特徴とする請求項１〜７または８記載の磁気
ヘッド用磁性薄膜。 - 【請求項１０】 磁性薄膜のみが磁路を構成する磁気ヘ
ッドであって、請求項１〜８または９記載の磁気ヘッド
用磁性薄膜を用いることを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項１１】 同一成膜装置を用いて、基板上に窒素
雰囲気のプラズマ中で鉄膜を成膜した後、真空中でセン
ダスト膜を成膜することを特徴とする請求項１〜８また
は９記載の磁気ヘッド用磁性薄膜の製造方法。 - 【請求項１２】 成膜装置が蒸着装置であることを特徴
とする請求項１１記載の磁気ヘッド用磁性薄膜の製造方
法。 - 【請求項１３】 鉄膜の成膜速度が以下の式を満足する
ことを特徴とする請求項１１または１２記載の磁気ヘッ
ド用磁性薄膜の製造方法。 （Ｔ−２００）＜ｖ＜（−１．６Ｔ＋５００） Ｔ：基板温度（℃）の数値 Ｖ：成膜速度（ｎｍ／ｍｉｎ）の数値
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06799896A JP3382084B2 (ja) | 1995-04-10 | 1996-03-25 | 磁気ヘッド用磁性薄膜およびその製造方法ならびに該磁性薄膜を用いた磁気ヘッド |
| EP96105646A EP0737960B1 (en) | 1995-04-10 | 1996-04-10 | Magnetic thin film for magnetic head, method of manufacturing the same, and magnetic head |
| DE69604321T DE69604321T2 (de) | 1995-04-10 | 1996-04-10 | Magnetischer Dünnfilm für einen Magnetkopf, Verfahren zu dessen Herstellung und Magnetkopf |
| US08/629,844 US5756201A (en) | 1995-04-10 | 1996-04-10 | Magnetic thin film for magnetic head, method of manufacturing the same, and magnetic head |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8371495 | 1995-04-10 | ||
| JP7-83714 | 1995-04-10 | ||
| JP18565495 | 1995-07-21 | ||
| JP7-185654 | 1995-07-21 | ||
| JP06799896A JP3382084B2 (ja) | 1995-04-10 | 1996-03-25 | 磁気ヘッド用磁性薄膜およびその製造方法ならびに該磁性薄膜を用いた磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0997714A true JPH0997714A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3382084B2 JP3382084B2 (ja) | 2003-03-04 |
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ID=27299618
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06799896A Expired - Fee Related JP3382084B2 (ja) | 1995-04-10 | 1996-03-25 | 磁気ヘッド用磁性薄膜およびその製造方法ならびに該磁性薄膜を用いた磁気ヘッド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5756201A (ja) |
| EP (1) | EP0737960B1 (ja) |
| JP (1) | JP3382084B2 (ja) |
| DE (1) | DE69604321T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004097806A1 (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-11 | Fujitsu Limited | 磁気ヘッド |
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|---|---|---|---|---|
| JPH11340037A (ja) * | 1998-05-27 | 1999-12-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 軟磁性膜、軟磁性多層膜、およびそれらの製造方法並びにそれらを用いた磁性体素子 |
| US6301086B1 (en) * | 1998-11-12 | 2001-10-09 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Thin-film magnetic head supporting structure and method for manufacturing the same |
| KR20140067689A (ko) * | 2012-11-27 | 2014-06-05 | 삼성전기주식회사 | 무접점 전력 전송 장치 및 그 제조 방법 |
| US10593449B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-03-17 | International Business Machines Corporation | Magnetic inductor with multiple magnetic layer thicknesses |
| US10607759B2 (en) | 2017-03-31 | 2020-03-31 | International Business Machines Corporation | Method of fabricating a laminated stack of magnetic inductor |
| US10597769B2 (en) | 2017-04-05 | 2020-03-24 | International Business Machines Corporation | Method of fabricating a magnetic stack arrangement of a laminated magnetic inductor |
| US10347411B2 (en) | 2017-05-19 | 2019-07-09 | International Business Machines Corporation | Stress management scheme for fabricating thick magnetic films of an inductor yoke arrangement |
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|---|---|---|---|---|
| DE3537110A1 (de) * | 1985-10-18 | 1987-04-23 | Grundig Emv | Mig-magnetkopf |
| JPH0751743B2 (ja) * | 1988-04-30 | 1995-06-05 | シャープ株式会社 | センダスト薄膜の成膜方法 |
| US5038242A (en) * | 1988-05-13 | 1991-08-06 | Citizen Watch Co., Ltd. | Magnetic head containing a barrier layer |
| JPH02173914A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 磁気ヘッド及びその製造方法 |
| JP2731409B2 (ja) * | 1989-01-31 | 1998-03-25 | シャープ株式会社 | 磁気ヘッドの製造方法 |
| US5173370A (en) * | 1989-08-10 | 1992-12-22 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Magnetic recording medium having a magnetic thin film with both paramagnetic phase and ferromagnetic phase iron nitride with paramagnetic phase zeta Fe2 N as its largest component |
| JPH04245007A (ja) * | 1991-01-30 | 1992-09-01 | Mitsumi Electric Co Ltd | 磁気ヘッド |
| JPH05128434A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-25 | Nec Kansai Ltd | 磁気ヘツド及びその製造方法 |
| JPH0653038A (ja) * | 1992-07-30 | 1994-02-25 | Mitsumi Electric Co Ltd | 軟磁性多層膜 |
| KR940007781A (ko) * | 1992-09-04 | 1994-04-28 | 다니엘 에이. 네펠라 | 박막자기헤드 |
| US5549978A (en) * | 1992-10-30 | 1996-08-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element |
| JPH06180812A (ja) * | 1992-12-10 | 1994-06-28 | Victor Co Of Japan Ltd | 磁気ヘッド及びその製造方法 |
| MY109888A (en) * | 1993-01-15 | 1997-09-30 | Hitachi Global Storage Tech Netherlands B V | Multilayer sendust films utilizing gas doping and optimized sendust seed layers |
| JPH06244048A (ja) * | 1993-02-17 | 1994-09-02 | Sharp Corp | 軟磁性薄膜の形成方法及び磁気ヘッド |
-
1996
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- 1996-04-10 US US08/629,844 patent/US5756201A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1996-04-10 DE DE69604321T patent/DE69604321T2/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| DE69604321T2 (de) | 2000-02-03 |
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