JPS60128605A - 磁気ヘッド - Google Patents

磁気ヘッド

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JPS60128605A JP58236172A JP23617283A JPS60128605A JP S60128605 A JPS60128605 A JP S60128605A JP 58236172 A JP58236172 A JP 58236172A JP 23617283 A JP23617283 A JP 23617283A JP S60128605 A JPS60128605 A JP S60128605A
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茂一 大友
Yoshihiro Shiroishi
芳博 城石
Takeo Yamashita
武夫 山下
Noritoshi Saitou
斉藤　法利
Kiminari Shinagawa
品川　公成
Sanehiro Kudo
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は高飽和磁束密度と低保磁力を兼ね備えた磁性合
金多層膜に係シ、また磁気記録、再生用の磁気ヘッドに
係り、特に、高密度記録用の磁気へラドコア材料および
これを用いた磁気ヘッドに関する。
〔発明の背景〕
非晶質磁性合金は、非晶質であるため結晶磁気異方性が
なく、従って高透磁率特性が広い組成範囲で得られるこ
と、またｌｏＫＧ以上の高飽和磁束密度が得られるなど
軟磁性制料として優れた特性を持っている。従来から、
金属磁性体膜を磁気へラドコア材料に用いる場合、高周
波領域まで高い透磁率を確保するために、金属磁性体膜
をＳ　ｉｏ　２１ＡｔｚＯｓ等の絶縁物を介して積層し
、多層化する方法が用いられている。しかし、絶縁物を
介して多層化した非晶質磁性合金多層膜を薄膜磁気ヘッ
ドに用いた場合、パターンニング工程度においてエツジ
部の形成がみたれ寸法精度が得られない欠点がある。ま
た、非晶質磁性合金との熱膨張係数が大幅に異なること
から層間においてはく離を起す欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は前記従来の欠点を解消し、優れた磁気へ
ラドコア用薄膜磁性材料を提供するものである。さらに
、低保磁力で高透磁率の非晶質磁性合金膜およびこれを
用いた磁気ヘッドを提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明者らは、従来の非晶質磁性合金ＩＩＫを多層化す
る場合に用いていた非磁性絶縁体からなる中間層のかわ
りに磁性体を用いることによって低保磁力で、かつ高周
波領域でも高透磁率を持つ非晶質磁性合金多層膜を見出
した。また、該非晶質磁性合金多層膜はバターニングに
際して、湿式法。
乾式法においても精度よく加工できる利点がある。
第１図は本発明の非晶質磁性合金多層膜の構造を示す断
面図である。図において、１０はＱｏ。
Ｆｅ、Ｎｉの少なくとも１種類を主成分とする非晶質磁
性合金からなる主磁性体膜、１１は多結晶質もしくは非
晶質の磁性体からなる中間磁性体層、１２は基板である
、 主磁性体膜１０は、例えば、Ｃ０−Ｚｒ系。
Ｃ０−Ｎｂ系、Ｃｏ　Ｔｉ系の２元系もしくは、Ｗ、Ｔ
ｉ、Ｎｂ、’［”ａ、８　ｉ、Ｂ等が磁歪、結晶化温度
の調整用として添加される。また、Ｆｅ−Ｂ系＋　Ｆｅ
　Ｓ　ｒ　Ｂ系、　Ｆ　ｅ　−Ｃ０−８ｉ　−Ｂ系＋　
ＣｏＮ　ｒ　Ｚ　ｒ系等が用いられる。実用的には磁歪
定数λＳが±５　Ｘ　１０−’以下であることが好まし
い。
一方、中間磁性体層は、例えば、多結晶磁性体膜として
、ＣＯ＋　Ｎ　ｈ　、　ｐ　ｅの単原子、もしくはＮ１
−Ｆｅ（パーマロイ）　、　Ｆ　ｅ−Ａｔ−８ｉ（セン
ダスト）等の合金が用いられる。また、非晶質磁性合金
として、上記主磁性体膜と異なる構成元素の組み合せが
用いられる。
上記磁性体膜の形成にはスパッタリング、蒸着等のいわ
ゆる薄膜形成技術によって形成できる。
゛主磁性体膜の各層の膜厚は０．０５μｍ〜２μｍとす
るのが好ましい。０．０５μｍ以下になると保磁力が急
激に増加する。２ｉｔｍ以上となると保磁力が徐々に増
し、透磁率の高周波特性が悪くなり、さらに磁気特性の
ばらつきが大きくなる。
中間磁性体層の各層の厚みは１０人〜２００人が好まし
い。１０Å以下の層厚みでは中間層の効果がほとんどみ
られない。２００Å以上にすると中間層自身の磁気的性
質が現われるようになり、保磁力が大きく、透磁率も低
下してしまう。よシ好ましい層厚は２０人〜１００人で
ある。多層膜の構成は中間層を介して２層以上であれば
よい。
その時の主磁性体膜と中間磁性体層の厚みの比を５；１
〜１０：１の時に好ましい磁気特性が得られる。このよ
うな多層構造にした非晶質磁性合金多層膜は保磁力が小
さく、高周波領域まで高い透磁率を持ち、磁気へラドコ
ア材料として優れた特性を示す。また、単一層の非晶質
磁性合金膜より磁気特性のばらつきが小さい膜を得るこ
とができる。
また、本発明の磁気ヘッドは、上記本発明の非晶質磁性
合金多層膜をコアの少なくとも一部に使用してなるもの
で、記録再生出力が著しく向上する。
〔発明の実施例〕
以下１本発明を実施例により詳細に説明する。
磁性体膜の形成は、第２図に示すようなＲＦスパッタリ
ング装置を用いた。真空容器２０内には２つの独立した
対向電極を有し、電極２１．２２はターゲット電極（陰
極）で、電極２１には主磁性体膜（非晶質磁性合金膜）
を形成するだめのターゲットが配置される。例えば、Ｃ
ｏ基板にＷ。
Ｎ　ｂ　＋　Ｍ　Ｏ＋　Ｔ　ａ＋　Ｚ　ｒ等の非晶質合
金を形成するだめの小基板を貼り付けたコンポジット型
のターゲットを用いた。電極２２には中間磁性体層とな
るＣｏ、Ｎｉ、ｐｅ、もしくはＮ１−ｐｅ金合金パーマ
ロイ）＋　Ｆ　ｅ　Ａｔ　Ｓ　ｉ　（セ７ダス））、あ
るいは非晶質磁性合金膜を形成するためのターゲットが
配置される。一方、電極２３．２４はそれぞれ前記ター
ゲット電極２１．２２の直下に設けた試料電極（陽極）
で、試料２５は目的に応じて、それぞれの試料電極上に
移動できるようになっている。また、必要に応じて、形
成される磁性体膜の磁化容易軸方向を制御するために、
スパッタリング時に電磁石２６．２６’によって試料２
５の面内に磁界が印加されるようになっている。
なお、放電はアルゴンガス中で行なわれ、同ガスはガス
導入管２７から真空容器２０内に導入される。２８は容
器２０の排気孔、２９は電極切り換え器である。
まず、磁性体膜の形成について述べる。比較的好条件で
スパッタリングするために選ばれた諸条件は以下のよう
である。
高周波電力密度　・・・・・・・・・・・・　０．５　
ｗ／　ｃｍ２アルゴン圧力　・・・・・・・・・・・・
　５Ｘ１０−”ＴＯｒｒ基板温度　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・　１５０Ｃ電極間距離　・・・・・
・・・・・・・　５０ｍｍ上記条件で作製した非晶質磁
性合金多層膜の膜構成と磁気特性を示す。
実施例１ 第１表は主磁性体膜をＣｏ　９０．５　Ｚｒ　９．５　
（原子％）とし、中間磁性体層をＣ０５ｏＮｂ　２０　
（原子％）とした時の多層膜の磁気特性の１例を示す。
（４層）１５０人（３層）の膜構成のとき飽和磁束密度
Ｂｓ　；　１４　ＫＧ、保磁力Ｈｃ　；　０．２０　ｅ
。
５ＭＨ２での比透磁μｉ　４０００と最も好適な膜が得
られた。第３図は従来の００９０．５Ｚｒｇ、５の単層
膜３０とＣ０９，５Ｚｒ　９．５　（０，１μｍ）　／
　Ｃ０５ｏＮｂ　２０（５０Ａ）の多層膜３１について
保磁力の膜厚依存性を示しだものである。図から明らか
の従来の単層膜より本発明の多層膜の方が同一膜厚にお
いて小さい保磁力を与えることがわかる。
実施例２ 第２表は主磁性体膜をＣＯｏ。、５Ｚｒ９．５（原子％
）とし、中間磁性体層を８ＯＮ　１−２０Ｆｅ　（重量
％）とした時の多層膜の磁気特性の１例を示す。
第２表において中間磁性体層を多結晶質の８ＯＮｉ−２
０Ｆｅを用いても第１表とほぼ同程度の磁気特性が得ら
れた。
実施例３ 第３表は主磁性体膜をＣ０５ｃ＋ＷａＺｒｓ（原子％）
とし、ＣＯｓＣ０５ｏ、５Ｚｒｔｏ、ｓ　（原子％）と
した時の多層膜の磁気特性の１例を示す。
第３表は主磁性体膜をｃｏ−’ｒ−ｚｒの３元系とし、
Ｔ＝Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｂ、Ｎ　ｉｔ　ｋｔ＊Ｃｒ等の元
素を適当に添加した合金膜の１例を示した。本実施例の
場合飽和磁束密度Ｂｓは若干低くなるが、保磁力Ｈｃが
低くなり、比透磁率μが高くなる。さらに結晶化温度が
５００Ｃ以上となり、熱安定性の良い多層膜となる。中
間磁性体層は主磁性体膜と異なる元素の組み合せによる
合金膜が用いられる。
例えば、次の合金膜の組み合せによって熱安定性の良い
多層膜が得られる。
（主磁性体膜）　（中間磁性体層）　＠晶化温度）ｔ’
）ＣＯ８７Ｎｂ　ｓ　Ｚｒ　ｓ／８ＯＮｉ−２０Ｆｅ　
５３０ｔＴｔりＣＯｓＣ０５ｏ＋、５Ｚｒ１ｏｓ／８Ｏ
Ｎｉ−２０Ｆ８　５４０Ｃ１！りＣ０８７Ｚｒ　ａ　Ｂ
　ｓ　／８ＯＮｉ−２０Ｆｅ　５００ＣＩＶ）　Ｃ０８
７Ｎｂ　ｓ　Ｚｒｓ　／Ｃｏ５ｏ　Ｍｏ２．５ＺｒｌＯ
，５５２０ＣＶ）Ｃ０８０ＭＯ９，５Ｚｒ１０．５／Ｃ
０８９Ｗ３Ｚｒ８　５３０ＣＶｆ）　ＣＯ８？　Ｚｒ　
ｓ　Ｂ　ｓ　／ＣＯＢｇＭＯｇ、５ＺＩ’ｘｏ、５　５
０００次に本発明の非晶質磁性合金多層膜を用いた磁気
ヘッドについてのべる。
第４図は薄膜磁気ヘッドの１例である。図（イ）は磁気
へラドコア断面図、図（ロ）は上面図である。図におい
て、４１は非磁性基板、４２は下部磁性体膜、４３は上
部磁性体膜、４４は導体コイル、４５は作動ギャップで
ある。この例では、磁性体膜は数ミクロンの膜厚のもの
が用いられ、非晶質磁性合金多層膜として、前記第１表
のＡ４、第３表のＡ９　、Ａｌ　０が用いられる。
上記磁気ベッドは基板４１に磁性膜を形成した後フォト
エツチング等の薄膜加工技術によって所定の形状に加工
される。
第５図は基板４１に下部磁性体膜４２を形成した後フォ
トエツチング加工した従来の多層膜と本発明の多層膜の
１例を示す断面拡大図である。図（イ）は非晶質磁性合
金膜４６を５ｉ０ｚ４７を中間層として多層化した従来
例を示す。図（ロ）は非晶質磁性合金膜４６を磁性体合
金４８を中間層として多層化した本発明の多層膜の加工
例を示す。図から明らかのように従来の５ｉ０２絶縁体
を中間層として積層した多層膜においてはエツジ部４９
において各層ごとに段差を生じ精度のよい加工ができな
いのに対し、本発明法の多層膜を用いた場合にはエツジ
部４９が精度よく加工できる。まだ、従来例においては
中間急の部分で加工中にはく離を生ずる等の問題が起っ
たのに対し、本発明法においては、そのような問題が起
らない。
次に本発明を適用する他の磁気ヘッドについての実施例
をのべる。
第６図は垂直磁気記録方式に用いられる磁気ヘッドの１
例を示す磁気ヘッドの平面図である。図は主磁極部で記
録する磁気ヘッドを示す。５０はフェライトでうら打ち
された主磁極部、５１は主磁極磁性膜、５２．５２’は
補助磁極コア、５３゜５３′はガラス等の非磁性材、５
４はコイルである。本発明の非晶質磁性合金多層膜は主
磁極磁性膜５１として用いられる。高密度磁気記録を達
成するためには、この主磁極磁性膜は０．２μｍ〜０．
５μｍと非常に薄い膜を用いる必要がｂる。そのため、
磁気飽和をさけるために高飽和磁束密度を有し、高周波
記録特性の優れた磁性薄膜が必要となる。本発明の非晶
質磁性合金多層膜が好適である。本発明に適する非晶質
磁性合金多層膜は実施例における、第１表のＡＩ　、Ａ
２．Ａ３、第２表のＡ、　５　、　Ａ　６　、　Ａ　７
、および第３表の届８において好適な特性が得られた。
本発明のＡ２の多層膜を用いた第６図の磁気へラドコア
で、ガラス基板上に形成したＣｏ−Ｃｒ垂直磁気記録媒
体に記録して特性を評価したところ第７図に示す結果を
得た。第７図で、６０は本発明ノヘッド特性、６１は０
．４μｍのＣ０９０，５Ｚｒ９．５単層膜の場合の特性
であり、本発明によシ、よシ茜密度までの記録が出来、
出力も高いことがわかる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明によれは、高密度記録用磁
気へラドコア材料として非晶質磁性合金膜を磁性体によ
って多層化することにより、従来の単層膜よシ、低保磁
力化と高透磁率化が達成でき、優れた記録再生特性の得
られる磁気ヘッドを得ることができる。また、薄膜磁気
ヘッドに用いた時、パターニング加工が容易で、がっ、
精度良く加工することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の非晶質磁性合金多層膜の断面図、第２
図は本発明の一実施例において、磁性体膜を形成するた
めのスパッタリング装置の構成図、第３図は本発明の非
晶質磁性合金多層膜の磁気特性を示す図、第４図（イ）
、←）は本発明の一実施例における磁気ヘッドの側断面
図および上面図、第５図（イ）、（ロ）は本発明の非晶
質磁性合金多層膜の加工性効果を示す断面図、第６図は
本発明の他の実施例における磁気ヘッドの平面図、第７
図は本発明を垂直磁気記録に用いた時の特性図である。 １０・・・主磁性体膜、１１・・・中間磁性体層、１２
・・・基板、４２・・・下部磁性体膜、４３・・・上部
磁性体膜、４４・・・導体コイル、５ｏ・・・主磁極部
、５１・・・主磁極磁性体膜、５２．５２’・・・補助
磁極コア、５３゜５３′・・・非磁性材、６ｏ・・・本
発明よシ成る磁気ヘッドの特性、６１・・・従来の磁気
ヘッドの特性。 代理人　弁理士　高橋明ｄ習） 芽１ｎ ′Ｖ−２図 ０Ｏ１５ｔ、ｏ　ｔ・５ 膿八　ＣＰ’ｎ−） 第　４区 （ｌＩ）（ロ） 第５因 ＜４）　（ｏ） 第１頁の続き ［相］発　明　者　山　下　武　夫　国分寺市東恋ケ窪
央研究所内 ０発　明　者　斉　藤　法　利　国分寺市東恋ケ窪央研
究所内 ［株］発　明　者　品　川　公　成　国分寺市東恋ケ窪
央研究所内 ０発　明　者　工　藤　實　弘　国分寺市東恋ケ窪央研
究所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、非晶質磁性合金膜を他の磁性体を中間層として積層
    したことを特徴とする非晶質磁性合金多層膜。 ２、非晶質磁性合金膜を他の磁性体を中間層として積層
    して得られた非晶質磁性合金多層膜にょシ、コアの少な
    くとも一部分が構成されてなることを特徴とする磁気ヘ
    ッド。
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