JPS62204504A - Amorphous soft magnetic film and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野」
本発明は、アモルファス軟磁性膜およびその製造方法に
関し、特に、飽ｆｉｌ Ｍ１束高度が太きく ｆＸＶ唖
磁気ヘッド用として好適であり、しかも、磁歪定数の絶
対値かｌＸｌ０−’以下の１費れた磁気特性をａするア
モルファス軟融ｒＬｅおよびその製造方法に関するしの
である。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an amorphous soft magnetic film and a method for manufacturing the same, and is particularly suitable for use in fXV magnetic heads having a large saturation film M1 flux height, and furthermore, The present invention relates to amorphous soft rLe having excellent magnetic properties with the absolute value of the magnetostriction constant being less than lXl0-' and a method for producing the same.
「従来の技術」
Ｇｏ−Ｚｒ２元系のアモルファス合金軟融性成は、飽和
磁す！密度が大きく、保磁力が低い上に、高周波領域に
おいて高透磁率であるといった優れた磁気特性をｆＴす
るがために、高記録密度と高速化をめざず磁気記ｆα装
置１１用薄欣ヘッドの磁性（イ料として研究されている
。ところでこの種の軟融けＩＩＱ仝１’＋’１層して磁
気ヘッドを製造する場合、軟磁性膜の磁歪が大きい場合
には、軟磁性膜」二に順次積１；りされる絶縁膜等から
応力を受けてその磁気特性が変化中ろために、ひいては
薄膜磁気へノドの？Ｕ磁変換特性の安定度が低下すると
いった問題がある。``Prior art'' The Go-Zr binary amorphous alloy has soft melting properties and is saturated with magnetism! Because fT has excellent magnetic properties such as high density, low coercive force, and high magnetic permeability in the high frequency range, we developed a thin magnetic head for magnetic recording fα device 11 with the aim of achieving high recording density and high speed. By the way, when manufacturing a magnetic head using this kind of soft-melting IIQ layer, if the magnetostriction of the soft magnetic film is large, Since the magnetic properties of the thin film are subject to stress from the insulating film and the like which are successively multiplied by 1, the stability of the ?U magnetic conversion characteristics of the thin film magnetic node is lowered.
そこで従来知られているＣｏ−Ｚｒ２元系アモルファス
合金の磁歪定数を検討すると、７． ｒを５〜！ ＯＩ
＋：ｉ子％含をする通常のＣｏ−Ｚｒ２元系アモルファ
ス合金の磁歪定数は、＋２〜＋７ＸＩＱ”の範囲の高い
ｌｌ’［を示すことが知られている。このためＣｏ−Ｚ
ｒ２元系アモルファス合金を薄膜磁気ヘッド用材料とし
て使用する場合には、以下に説明ずろ方法を用いて磁歪
定数を減少させることがなされていた。Therefore, when considering the magnetostriction constant of the conventionally known Co-Zr binary amorphous alloy, 7. 5~! OI
+: It is known that the magnetostriction constant of a normal Co-Zr binary amorphous alloy containing i% is high in the range of +2 to +7XIQ''.For this reason, Co-Zr
When an r-binary amorphous alloy is used as a material for a thin film magnetic head, the magnetostriction constant has been reduced using the shift method described below.
り負の磁歪定数をａする第３アモルファス化元木である
Ｎｂ、１” ａ等を添加して３元合金化することにより
磁歪を０近くに減少さける方法。A method of reducing magnetostriction to close to 0 by adding Nb, 1" a, etc., which is a third amorphization base tree with a negative magnetostriction constant a, to form a ternary alloy.
（Ｎｂの添加に関しては、以下に示す文献に記載されて
いる。(Addition of Nb is described in the following literature.
島田、小島、アモルファス軟磁性膜、東北大通研ノンボ
ノウム、「垂直磁気記録Ｊ、 Ｐ Ｉｌｌ、１９１１２
年３月。Shimada, Kojima, Amorphous Soft Magnetic Film, Tohoku University Research Institute Nonbonoum, “Perpendicular Magnetic Recording J, P Ill, 19112
March.
また、′ｒａの添加に関しては、以下に示す文献１こに
２載されている。Further, regarding the addition of 'ra, the following documents 1 and 2 are described.
Ｙ、ＩＩｏｓｉ、Ｉｌ、Ｋａｚａｍａ、 Ｍ、Ｎａｏ
ｅ ａｎｄ ＳＹ ａｍａｎａｋａ、 Ｍ ａｇ
ｎｅ日ｃＰｒｏｐＣｒ口ｅｓ ｏｒ ’ｌａｒ。Y, IIosi, Il, Kazama, M, Nao.
e and SY amanaka, M ag
ne daycPropCrmouthes or 'lar.
〜ｌａ！ｌ！ｎｃｔｏｓｔｒｉｃｔｉｏｎ Ｃｏ −Ｔ
ａ −Ｚ ｒ Ａ ｍｏｒＮ＋ｏｕｓＡ ｌ１ｏｙ Ｆ
１１ｍ５ Ｄ ｅｐｎｓｉＬｅｄ １３ ｙ ＩｔＦ
Ｓ ｐｕｔｔｅｒｉｎｇ。~la! l! nctostriction Co-T
a −Z r A morN+ousA l1oy F
11m5 D epnsiLed 13 y ItF
Sputtering.
Ｉ Ｐ、 Ｅ Ｅ Ｔｒａｎｓ、 、ＭＡ Ｇ １
９−５． Ｐ １９５８．１９８３年）２）アモルフ
ァス化に寄与しない第３元素であろ少１；亀のｌｉ＋・
（レニウノ、）を添加４°ろことに、Ｌって、Ｇｏ−Ｚ
ｒ系アモルファス合金の磁歪をＯ辻くに減少さＵｏる方
法。（Ａ 、 Ｔ ａｇｏ、 Ｃ、Ｎ ｉｓｉｍｕｒａ
ａｎｄＫ 、 Ｙ ａｎａｇｉｓａｖａ、 Ｍａｇ
ｎｅｔｉｃ Ｐ ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｒｌ ｏｎ
Ｂｅａｍ ５ｐｕＬｔａｒｃ＋Ｉ Ｃｏ −Ｚｒ ａｎ
ｄ Ｃｏ −Ｚｒ−ＲｃＡｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｆｉｌ
ｍｓ、ＩＥＥＥ’ｒ’ｒａｎｓ、。I P, E E Trans, , MA G 1
9-5. P 1958.1983) 2) It must be a third element that does not contribute to amorphization 1; Turtle's li+・
(Reniuno,) added 4 degrees, L is Go-Z
A method for greatly reducing the magnetostriction of r-based amorphous alloys. (A, Tago, C, Nishimura
andK, Yanagisava, Mag
netic properties orl on
Beam 5puLtarc+I Co -Zr an
dCo-Zr-RcAmorphous Fil
ms, IEEE'r'rans,.
Ｍ Ａ Ｇ ２１−５． ｒ’ ２Ｑ３２．１９８５
年 より）「発明が解決しようとする問題点」
しかしながら１ｉり述したいずれの方法を用いた場合で
あって乙、第３元素を添加したＧｏ−７，ｒ系アモルフ
ァス合金にあっては、第３元素を添加していないＣｏ−
Ｚｒ２元系７モルファス合金に比較すると第３元素の添
加により相対的にＣｏの含ａ量が３え少しており、飽和
磁束密度が低下する欠点があった。M A G 21-5. r' 2Q32.1985
(2003) "Problems to be Solved by the Invention" However, if any of the methods described in 1i. Co- without adding three elements
Compared to the Zr binary 7-morphous alloy, the Co content is relatively smaller by 3 due to the addition of the third element, which has the drawback of lowering the saturation magnetic flux density.
ところで、Ｇｏ−Ｚｒ２元系アモルファス合金において
、Ｚｒの含（ｒ屯が磁気特性に及は十影響を検討ｔろと
、Ｚ「の含ｎｆｆｔが５〜！７原子％の範囲におけろ磁
歪定数は、＋２〜＋７×１０°６を示すこと （Ｙ 、
Ｓｈｉｍａｄａ ａｎｄ Ｉｌ、 Ｋｏｊｉｍａ、、
Ｊ 。By the way, in the Go-Zr binary amorphous alloy, the influence of the Zr content (r ton) on the magnetic properties should be examined. When the Zr content nfft is in the range of 5 to 7 at%, the magnetostriction constant is shall indicate +2 to +7 x 10°6 (Y,
Shimada and Il, Kojima,...
J.
Δｐｐｌｅ、 Ｉ’ｈｙｓ、 、ｖｏ１５３．Ｎｏ
、４ 、ｒ’３１５６．１９８２年より）が知られてお
り、更に、Ｚ「含有ｍが５原子％以下ではアモルファス
化が阻害されて磁歪定数が苔しく増大することが知られ
ている。そして１１り記合金において、Ｚｒ含＊ｍを増
加すると飽和磁束密度はその含有爪に比例して大きく低
下ずろことが知られており、Ｚ「含＊ｒｎが１原子％増
加する毎の低下ｍは６０００ｓにも達する。Δapple, I'hys, , vol153. No
, 4, r'3156. from 1982) is known, and it is further known that when the m content of Z is less than 5 at %, amorphization is inhibited and the magnetostriction constant increases slowly. It is known that in the alloy listed in No. 11, when the Zr content *m increases, the saturation magnetic flux density decreases greatly in proportion to the content, and the decrease m per 1 atomic % increase in Zr content *rn is It reaches 6000s.
従って優秀な磁気特性を得ようとするならば、Ｚ「含Ｙ
Ｔ１の少ないＣｏ−Ｚｒ２元系合金をアモルファス化し
て軟磁性膜を形成するとともに、磁歪定数の絶対値を小
さくすることが必須となるのである。Therefore, if you want to obtain excellent magnetic properties, Z
It is essential to form a soft magnetic film by amorphizing a Co-Zr binary alloy with low T1 and to reduce the absolute value of the magnetostriction constant.
ところが従来、アモルファス合金の製造方法として知ら
れるｒｔＦスパッタ法、マグネトロンスパック法、蒸着
法、更には、２攻グリツド杉高加速電圧イオンビームス
パツタ法等の方法においては、Ｚ「を５原子％以下の範
囲て含（ｆするＣｏ−Ｚｒ２元系合金をアモルファス化
して成膜することば困錐てあった。However, in conventional methods for manufacturing amorphous alloys such as rtF sputtering, magnetron sputtering, vapor deposition, and two-grid Sugi high acceleration voltage ion beam sputtering, It was difficult to find a way to form a film by amorphizing a Co--Zr binary alloy containing (f).
本発明は、ｎ；Ｉ記問題に鑑みろとともに、低加速型イ
オンヒームスパッタ法を用いることによってＣｏ−７，
ｒ２２元系金をアモルファス化できることを本発明者が
知見したことに猜いてなされたもので、その目的は、飽
和磁束密度が大きく、しから、＠歪定数の絶対値が璽×
菖０°６以下の優れた値を示すＣｏ−Ｚｒ２元系アモル
ファス合金からなる軟磁性膜を１３１供すること、およ
び、Ｏり記軟磁性膜を製造ずろ方法を提供することにあ
る。The present invention takes into account the problems described in item n;
This was done based on the inventor's knowledge that r2 binary gold can be made amorphous, and the purpose is to have a large saturation magnetic flux density, so that the absolute value of the strain constant is
It is an object of the present invention to provide a soft magnetic film made of a Co-Zr binary amorphous alloy that exhibits an excellent value of 0°6 or less, and to provide a process for manufacturing the soft magnetic film.
［問題点を解決ずろための手段」
本発明の軟磁性膜は、前記問題点を解決するために、７
．ｒ２〜５県子％を含１１し、残部をＧｏとしたＣｏ−
７，ｒ２元系のアモルファス合金からなるらのである。[Means for solving the problems] In order to solve the above problems, the soft magnetic film of the present invention has the following features:
．． Co- containing 11% of r2~5 prefectures and the remainder being Go
It is made of an amorphous alloy of the 7,r binary system.
本発明の方法は、前記軟磁性膜を製造する方法であって
、括仮に対向して設けたターゲットにイオンビームを照
射ずろイオンビームスパッタ法を用い、イオンビームの
加速電圧を６００Ｖ以下に設定して軟磁性膜を形成する
ものである。The method of the present invention is a method for manufacturing the above-mentioned soft magnetic film, in which an ion beam is irradiated onto targets temporarily provided facing each other using the ion beam sputtering method, and the acceleration voltage of the ion beam is set to 600 V or less. Then, a soft magnetic film is formed.
「作１１１Ｊ
本発明の軟磁性膜は、２〜５原子％のＺ「を含有するア
モルファス化したＣｏ−Ｚｒ２元系合金から構成し、第
３元素を含有していないために、優れた磁気特性を発揮
する。"Saku 111J The soft magnetic film of the present invention is composed of an amorphous Co-Zr binary alloy containing 2 to 5 atomic percent Z" and does not contain any third element, so it has excellent magnetic properties. demonstrate.
また、本発明の製造方法においては、第３元素を添加す
ることなくイオンビームスパック法によって、ＧＯＯＶ
以下の低加速電圧でイオンヒームスパックを実施するこ
とにより２〜５１ｉ１子％のＺ「を含ｆＴずろＣｏ−Ｚ
ｒ２元系合金をアモルファス化することができ、軟磁性
膜をｔｔ造できろ。In addition, in the manufacturing method of the present invention, GOOV
By carrying out ion heat packing at the following low accelerating voltage, 2 to 51i1% of Z' was added to fTZ Co-Z.
It is possible to make an r-binary alloy amorphous and to make a soft magnetic film.
「実施例Ｊ
第１図は、本発明軟磁性膜の製造に使用する低加速電圧
型イオンビームスパック装置の一例を示し、第２図と第
３図は第１図に示す装置を用いて製造した軟磁性膜の磁
気特性を示すものである。``Example J'' Figure 1 shows an example of a low acceleration voltage type ion beam spacing apparatus used for manufacturing the soft magnetic film of the present invention, and Figures 2 and 3 are for manufacturing using the apparatus shown in Figure 1. This shows the magnetic properties of the soft magnetic film.
なお、このイオンビームスパック法ｆｍＡは、米国持１
１↑−１２５９１＝１５号等に見られろようなイオンビ
ームスパッタ装置を発展さけて構成したらのである。Note that this ion beam spacing method fmA is
1↑-12591=The ion beam sputtering device as seen in No. 15 was developed and constructed.
第１図に示すイオンビームスパッタ装置Δは、イオンビ
ートガン１をチャンバー２の側部に接続して構成された
ものである。The ion beam sputtering apparatus Δ shown in FIG. 1 is constructed by connecting an ion beat gun 1 to the side of a chamber 2. The ion beam sputtering apparatus Δ shown in FIG.
前記チャンバ−２は図面に示すように断面円形状をなし
、その内；不にはＪ、（仮４を装着した１ル仮ホルダ３
と、ターゲット６を備えたターゲット−１：ルダ５が設
置されている。The chamber 2 has a circular cross section as shown in the drawing, and inside the chamber 2 there is a temporary holder 3 with a temporary holder 4 attached thereto;
A target-1: router 5 equipped with a target 6 is installed.
１１’ｌ ＋ｔＬ！；＋（仮ホルダ３は、チャンバ−２
の中心部に向いた側面に固定ｎ ３ ａによって基ｌ！
２４を装着てきるように（ｌ■成され、第１図の矢印に
示すように基板ｌＩとともに回転できるようにチャンバ
−２の内部に設置されている。11'l +tL! ;+(Temporary holder 3 is chamber-2
Fixed by n 3 a on the side facing the center of the base l!
24, and is installed inside the chamber 2 so as to be able to rotate together with the substrate II as shown by the arrow in FIG.
前記ターゲットホルダ５は、ターゲット６を前記Ｊ１（
阪４とイオンビームガン１に各々傾斜して対向させてチ
ャンバ−２の内部に設置１発されている。The target holder 5 holds the target 6 in the J1 (
The ion beam gun 4 and the ion beam gun 1 are each installed inside the chamber 2 so as to face each other at an angle, and one beam is emitted.
ところで、本装置の場合、ターゲット６はＣｏｈ・らな
る板体の表面にＺ「デツプを現数設置して構成したもの
を採用した。ここでターゲット６にこのような（１■成
を採用したのは、ＣｏＬＦＺの表面に設置ｉＹ／ ’Ｊ
’るＺ「デツプの四散を適宜変更することによって基板
４に形成する軟磁性膜の組成を所要の（１１に設定でき
るためである。なお、ターゲットとしてＣｏ−Ｚｒ合金
板を採用しても差し支えない。By the way, in the case of this device, the target 6 was constructed by installing a Z "depth" on the surface of a plate made of CoH. is installed on the surface of CoLFZ iY/'J
This is because the composition of the soft magnetic film formed on the substrate 4 can be set to the required value (11) by appropriately changing the dispersion of the depth. Note that it is also possible to use a Co-Zr alloy plate as the target. do not have.
また、前記チャンバ−２に収納された基板ホルダ３とタ
ーゲットホルダ５は、各々チャンバ−２の隔壁に形成さ
れた扉をＯＵングを介し貫通して設けられ、これらには
水冷用パイプ配管や基板加熱電源接続用のリード線等が
接続されている。Further, the substrate holder 3 and the target holder 5 housed in the chamber 2 are provided by penetrating a door formed in the partition wall of the chamber 2 via an OUng, and these are provided with water cooling pipes and substrates. Lead wires, etc. for connecting the heating power source are connected.
また、ｎり記ヂャンバ−２は図示略の真空装置に連通路
７を介して連結されていて、その内部を真空に保持でき
ろ（ａ成である。Further, the n-numbered chamber 2 is connected to a vacuum device (not shown) via a communication path 7, and is capable of maintaining its interior in a vacuum (a configuration).
一方、前記イオンビームガン１は、チャンバー２の側部
に一体化されたらので、カソード９の周囲に配置された
円筒状のアノード１０を呉（Ｎｉｌ Ｌ、更に、このア
ノード１０は周囲に絶縁リング１３を介し外壁１４と絶
縁されており、この外壁！４の外側にはプラズマ収束用
のマグネット！２か設けられ、また、カソード９とター
ゲット６の間にグリブト１１を配置して構成され、グリ
ッド１１を介してイオンビームをターゲット６にＪｌ＜
を射できろようになっている。なお、図中符号８は、イ
オンビームガン１に接続されたガス導入路である。On the other hand, since the ion beam gun 1 is integrated into the side of the chamber 2, a cylindrical anode 10 disposed around the cathode 9 is connected to the cylindrical anode 10. It is insulated from the outer wall 14 through the outer wall 14, and a magnet 2 for plasma convergence is provided on the outside of the outer wall 4, and a glybut 11 is arranged between the cathode 9 and the target 6, and the grid 11 ion beam to target 6 via Jl<
It is now possible to shoot. Note that reference numeral 8 in the figure is a gas introduction path connected to the ion beam gun 1.
次に、第１図に示すイオンビームスパッタ装置へを用い
て軟磁性ＩＩ］をｊ、Ｉ；Ｆｌ、４上に形成する作業に
ついて説明する。Next, a description will be given of the operation of forming soft magnetic material II on j, I; Fl, 4 using the ion beam sputtering apparatus shown in FIG.
基板４に軟磁性膜を形成ずろには、まず、基板１を括仮
ホルダ３に装着し、ターゲットホルダ５にターゲット６
を取り付けろととらに、チャンバ−２の内部を１°（空
にする。次に、基板ホルダ３を水冷しつつ回転させ、次
いでイオンビームの加速ｌｕ圧を６００ｖ以下の低電圧
に設定してイオンヒ−１，ガン１を作動さけ、グリッド
１１を介してターゲット６にイオンビームを衝突さＵて
スパッタを行いターゲット６の構成原子からなる１Ｐ１
ユ唖を３１（仮・１の表面に付ｎ形成する。To form a soft magnetic film on the substrate 4, first, the substrate 1 is mounted on the temporary holder 3, and the target 6 is placed on the target holder 5.
To attach the ion beam, the inside of the chamber 2 is emptied by 1°. Next, the substrate holder 3 is rotated while cooling with water, and the ion beam acceleration lu pressure is set to a low voltage of 600 V or less. Avoid operating the ion heater 1 and gun 1, and collide the ion beam with the target 6 through the grid 11 to perform sputtering to generate 1P1 consisting of the constituent atoms of the target 6.
Form 31 (tentative) ridges on the surface of 1.
以−ヒの操作によってｊＩ（阪４にＧｏ−Ｚｒ２元系ア
モルファス軟磁性膜を形成することができる。なお、基
板４に形成する軟磁性膜の組成は、ターゲットＧにおけ
ろＣｏとＺ「の含ａ率を所定の値に設定することによっ
て決定゛４°る１１１ができろ。従って］１（阪４に前
記軟６１１性臆を形成する場合、この軟磁性膜における
Ｚｒ含ｆＴ量が２〜５原子％の・記聞になるようにター
ゲット６の釘！成を決定する。また、ＩＦｊ記構成のイ
オンビームスバッタ装置Ａは、ｔｉｔ来ｙｌｌられてい
る２攻グリブト型のイオンビームスバッタ装置に比較し
て低加速電圧でら高い叶出レートて成膜が可能である。By the following operations, a Go-Zr binary amorphous soft magnetic film can be formed on the substrate 4.The composition of the soft magnetic film to be formed on the substrate 4 is based on Co and Z in the target G. By setting the a content to a predetermined value, it is determined that 111 with 4° is possible. Therefore,]1 The nail formation of the target 6 is determined so that it has a concentration of 2 to 5 atomic%.In addition, the ion beam scattering device A having the IFj configuration is a two-attack grib type ion beam scattering device that has been developed since then. It is possible to form a film at a high deposition rate with a low acceleration voltage compared to the previous method.
１１「１記基板４に形成された軟磁性膜は、Ｚｒを２〜
５原子％含（Ｔ したＣｏ−Ｚｒ２元系アモルファス合
金からなり、低保磁力で高い比抵抗を示し、磁歪定数ら
ｌＸｌＣｌ＠以下の優れた磁気特性を資する。なお、磁
歪定数の絶対値であろｌ Ｘ ｌ Ｏ−’の値は１模ヘ
ッドを構成する上で許容できる最大値である。従って本
発明方法によって製造された軟磁性膜を磁気ヘッド用磁
性Ｈ料として使用した場合、高記録密度化と高速化に対
応することができ、侵れた記録再生特性を発揮さ０ろこ
とができる。11 "The soft magnetic film formed on the substrate 4 in 1.
It is made of a Co-Zr binary amorphous alloy containing 5 at. The value of lXlO-' is the maximum allowable value when constructing a 1-mole head.Therefore, when the soft magnetic film produced by the method of the present invention is used as a magnetic H material for a magnetic head, it is possible to achieve high recording density. It can respond to higher speeds and higher speeds, and can exhibit unparalleled recording and playback characteristics.
第２図は、第１図に示す低加速型イオンビームスベブタ
装置へを用いて製造されたＣｏ−Ｚｒ２元系アモルファ
ス軟磁性膜の磁気特性を示すもので、曲ｆ’、；Ｉａが
磁歪定数と保磁力の関係を示し、曲線すが磁歪定数と比
抵抗の関係を示す。Figure 2 shows the magnetic properties of a Co-Zr binary amorphous soft magnetic film manufactured using the low-acceleration ion beam stabilization apparatus shown in Figure 1, where the curves f'and;Ia are magnetostrictive. The relationship between the constant and coercive force is shown, and the curve shows the relationship between the magnetostriction constant and specific resistance.
この軟融Ｖ１、膜を製造する場合、イオンビームスパッ
ク装置へにおいて、騒仮６としてコーニングＨ： ？Ｊ
マイクｃツノートガラスを用い、Ｊｌ（阪・１：ルダ３
を４ ｒｐｍて回転さ口て膜質の均一化を図るととらに
、基板７１：ルダ３を水冷して塙阪温度を３０±５℃に
保ｔｌｔ してスパッタリングを行った。上た、ターゲ
ット６は、Ｃｏ仮にＺｒチップを所要個数配置したもの
を用いた。When producing this soft molten V1 film, it is transferred to an ion beam spacing device as part of the Corning H: ? J
Using microphone C Tsunote glass, Jl (Saka 1: Ruda 3
While rotating at 4 rpm to make the film quality uniform, the substrate 71 (ruder 3) was cooled with water and sputtering was performed while keeping the Hanasaka temperature at 30±5°C. Furthermore, the target 6 used was one in which a required number of Co and Zr chips were arranged.
前記の如く？Ｊ逍した軟磁性膜をＸ線蛍光分析法および
プラズマ炎分析法によって分析したところ、Ｚｒの含ａ
ｍが２〜５原子％であることがセ１明した。また膜厚は
段差部のクリステツブによる測定値から求めたが、０２
〜４μｍであった。更に、成膜後１（ｉ０℃の炉内にお
いて５００Ｇｓの磁界中で配向させた後に磁気特性を測
定した。As mentioned above? When the soft magnetic film was analyzed by X-ray fluorescence analysis and plasma flame analysis, it was found that the Zr content was
It has been shown that m is 2 to 5 atomic %. In addition, the film thickness was determined from the measured value using a cristal tube at the stepped portion.
It was ~4 μm. Furthermore, after the film was formed, the magnetic properties were measured after the film was oriented in a 500 Gs magnetic field in a furnace at 0°C.
第２図から、Ｚｒ２〜５原子％を合資するＣ。From FIG. 2, C contains 2 to 5 at.% of Zr.
−Ｚ「２元系アモルファス合金からなる軟磁性■・１は
、磁歪定数が０となる組成を含むことが判明した。また
、ある程度のバラつきを生じても磁歪定数の絶対１（ｉ
がｌＸｌ０−’以下の軟磁性膜を製造できることが判明
した。また、前記組成のＧｏ−Ｚｒ２元系アモルファス
合金の飽和磁束密度は、１６５〜ＩＯ，０ｋＧｓを示し
た。この飽和磁束密度の値と磁歪定数がＯに近い値を示
すＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂ。-Z "It has been found that the soft magnetic material ■・1 made of a binary amorphous alloy includes a composition in which the magnetostriction constant is 0. Furthermore, even if some variation occurs, the absolute magnetostriction constant is 1 (i
It has been found that it is possible to produce a soft magnetic film with a value of lXl0-' or less. Further, the saturation magnetic flux density of the Go-Zr binary amorphous alloy having the above composition was 165 to IO, 0 kGs. Co--Zr--Nb exhibits values of saturation magnetic flux density and magnetostriction constant close to O.
Ｃｏ−Ｚｒ−ｎｅ等の３元系アモルファス合金からなる
従来の軟磁性膜の飽和磁束密度を比較すると、従来の軟
磁性膜の飽和磁束密度が１３ｋＧｓ以下であることから
、本発明の軟磁性膜は、従来の軟磁性膜に比較して２０
％以」二大きい飽和磁束密度を示した。従ろて前記組成
のＧｏ−Ｚｒ２元系アモルファス軟磁性膜を使用して磁
気ヘッドを製造した場合、その磁気ヘッドは高記録密度
用として好適であって、より高い保磁力の媒体にも十分
対処できるものである。Comparing the saturation magnetic flux density of a conventional soft magnetic film made of a ternary amorphous alloy such as Co-Zr-ne, the saturation magnetic flux density of the conventional soft magnetic film is 13 kGs or less. is 20% lower than that of conventional soft magnetic film.
It showed a saturation magnetic flux density greater than 2%. Therefore, when a magnetic head is manufactured using a Go-Zr binary amorphous soft magnetic film having the above composition, the magnetic head is suitable for high recording density, and can also be used for media with higher coercivity. It is possible.
第３図は、第１図に示す低加速型イオンビームスパブタ
装Ｑ”Ｌ Ａを用いるととらに、Ｚｒ３．４原子％を含
ａし、残部をＣＯとしたターゲットを用い、ターゲット
に流入ずろイオンビームの電流密度を０．２４ｍＡ／Ｃ
ｍ’に固定するととらに加速電圧を変化さｌて各軟磁性
膜を製造した場合の各軟磁性膜の磁気特性を示すしので
ある。第３図において、曲線ｃｈ＜’、５加速７ｉ圧で
製造した各軟磁性膜の保磁力係を示し、曲線ｄが各加速
電圧で製造した各軟磁性膜の比抵抗の値を示す。Figure 3 shows that when the low-acceleration ion beam sputtering device Q''LA shown in Figure 1 is used, a target containing 3.4 atomic % of Zr and the balance of CO is used, and the flow into the target is The current density of the ion beam was set to 0.24 mA/C.
The graph shows the magnetic properties of each soft magnetic film when each soft magnetic film is manufactured by changing the acceleration voltage while fixing it to m'. In FIG. 3, the curve ch<' shows the coercive force coefficient of each soft magnetic film manufactured at 5 acceleration and 7i pressure, and the curve d shows the specific resistance value of each soft magnetic film manufactured at each acceleration voltage.
第３図から、Ｚｒ含（Ｔｍを３ ・１原子％に固定し、
ターゲットに流入するビーム電流を０．２４ｍＡ／ｃＩ
＋ｌ′に固定した場合には、イオンビームの加速電圧を
６００ｖ以下に設定ずろことによって高比抵抗をＹｒシ
、かつ、低保磁力のアモルファス軟＠性唖を製造できる
ことがｔ１明した。なお、ビーム１１Ｊ流を０．２４ｍ
Δ／ａｍ”に固定し、Ｚ「含ＩＴ！Ｔｔを低下して測定
した場合には、アモルファス化に必要な最高加速電圧が
低下するために、７． ｒ含Ｈｈｌか２〜５原子％の範
囲では、加速電圧を６００Ｖ以下に設定した場合にのみ
Ｃｏ−Ｚｒ２元系合金をアモルファス化することができ
ることが明らかである。From Figure 3, it can be seen that Zr-containing (Tm is fixed at 3.1 at%
Beam current flowing into the target is 0.24 mA/cI
It has been shown that when the voltage is fixed at +l', an amorphous soft material with high specific resistance and low coercive force can be manufactured by setting the acceleration voltage of the ion beam to 600 V or less. In addition, beam 11J flow is 0.24m
Δ/am", and Z "containing IT!Tt is lowered and measured, the highest accelerating voltage required for amorphization decreases. It is clear that the Co--Zr binary alloy can be made amorphous only when the accelerating voltage is set to 600 V or less.
また、ターゲットに流入するイオンビームの電流を少な
く十ろことによってアモルファス化に要する最高加速電
圧を若干」二昇さＵろことか可能てあろが、析出レート
が株端に低下ずろため工業的に＆Ｔ″！シくない。従っ
て針山レートをある程度の１−１にできるビーム電流（
望ましくは０．１５〜０．４０ｍＡ／ｃｍ’）でしかも
加速電圧を６００Ｖ以下にすることにより高飽和磁束密
度であって磁歪定数の絶対値がｌＸｌ０−”以下のＣｏ
−Ｚｒ２元系アモルファス軟磁性唖を得ることができる
のである。In addition, it is possible to slightly increase the maximum acceleration voltage required for amorphization by reducing the current of the ion beam flowing into the target, but it is not practical for industrial use because the deposition rate will drop drastically. &T''! It is not possible. Therefore, the beam current (
Preferably 0.15 to 0.40 mA/cm'), and by setting the acceleration voltage to 600 V or less, the Co
It is possible to obtain a -Zr binary amorphous soft magnetic hole.
従って本発明ではイオンビームの加速電圧を６００ｖ以
下に限定した。更に、第１図に示したイオンビームスパ
ッタ装置へを用いてアモルファス軟磁性膜を製造しよう
とした場合、Ｚ「を２原子％より小さい範囲で合資さ什
たＣｏ−Ｚｒ２元系合金ではアモルファス化することが
不可能であった。Therefore, in the present invention, the acceleration voltage of the ion beam is limited to 600V or less. Furthermore, when attempting to manufacture an amorphous soft magnetic film using the ion beam sputtering apparatus shown in Figure 1, a Co-Zr binary alloy containing less than 2 atomic percent of Z' becomes amorphous. It was impossible to do so.
このため本発明ではＺｒ含有量の下限を２原子％に限定
した。Therefore, in the present invention, the lower limit of the Zr content is limited to 2 at %.
なお、本発明の実施に使用したイオンビームスパック装
置は、図面に示ず構成のらのに限るものではなく、イオ
ンビームガンの構成やチャンバーの形状等は自由に設計
して良い。It should be noted that the ion beam spacing device used to implement the present invention is not limited to the configuration shown in the drawings, and the configuration of the ion beam gun, the shape of the chamber, etc. may be freely designed.
「発明の効果」
以」二説明したように本発明の軟磁性膜は、２〜５県子
％のＺ「を含（ｒし、残部をＣｏとしたＧｏ−７、ｒ２
元系アモルファス合金からなり、ＣＯとＺ「以外の第３
元、（１を添加していないために、飽和磁・４！密度が
大きく、しかし、磁歪定数の絶対１ｆｊかＩＸ Ｉ Ｏ
−’以下の１幣れた磁気特性をｆ丁する。即も前記軟磁
性膜は、従来のＲＦススパック法高エネルギーイオンビ
ームスパッタ法等により？７ 造されたｔｉｔＩＧの軟
磁性膜に比較して漬れた磁気特性を（Ｔしている。従っ
て本発明の軟磁性膜を磁気ヘッド用磁性参才料として使
用した場合、高記録密度化と高速化に対応することがで
き、浸れた記録再生特性を発揮さＵ゛ることができる。``Effects of the Invention'' As explained below, the soft magnetic film of the present invention is made of Go-7, r2, containing 2 to 5% of Z and the remainder being Co.
It consists of an amorphous alloy containing a
Originally, (because 1 was not added, the saturation magnetic 4! density was large, but the absolute magnetostriction constant 1fj or IX I O
−' Determine the following magnetic properties. Is the soft magnetic film formed using the conventional RF spacing method, high energy ion beam sputtering method, etc.? 7. Compared to the soft magnetic film of titIG, the magnetic properties are (T). Therefore, when the soft magnetic film of the present invention is used as a magnetic material for a magnetic head, it is possible to achieve high recording density. It can cope with higher speeds and exhibit excellent recording and reproducing characteristics.
また、本発明の方法は、６００ｖ以下のビーム加速＊ｔ
ｒにおいてイオンビームスパッタ法により軟磁性膜を製
造する乙のであるため、２〜５県子り６のＺｒを含ａ４
−ろＣｏ−Ｚｒ２元系合金令アモルファス化してアモル
ファス軟磁性膜を８ｑ造することができる。そして本発
明方法により製造されたアモルファス軟磁性膜は、大き
な飽和磁束密度をａし、しかも、磁歪定数の絶対値が目
ｘ ｌ Ｏ−’以下の優れた（（ｉを示す。即ち本発明
方法によって製造された軟磁性膜は、従来のＩｔ Ｆス
パッタ法、高エネルギーイオンビームスパッタ法等によ
り！ＩＪ ａされた従来の軟磁性膜に比較して、優れた
磁気特性をａしている。従って本発明方法によって製造
された軟磁性膜を磁気ヘッド用磁性材料として使用した
場合、高記録密度化と高速化に対応することができ、優
れた記ｌ、ｐ再生特性を発揮さＵ−ろことかできろ。In addition, the method of the present invention provides beam acceleration of 600v or less*t
Since the soft magnetic film is manufactured by the ion beam sputtering method in R, A4 contains Zr of 2 to 5 prefectures and 6.
- It is possible to make 8Q amorphous soft magnetic film by making the Co-Zr binary alloy amorphous. The amorphous soft magnetic film produced by the method of the present invention has a large saturation magnetic flux density a, and has an excellent absolute value of the magnetostriction constant of less than or equal to The soft magnetic film manufactured by IJ has superior magnetic properties compared to conventional soft magnetic films produced by conventional ItF sputtering, high-energy ion beam sputtering, etc. When the soft magnetic film produced by the method of the present invention is used as a magnetic material for a magnetic head, it can support higher recording densities and higher speeds, and exhibits excellent recording and p reproduction characteristics. Do it.
第１図は、本発明方法に使用する装置の一実施例を示す
構成図、第２図は第１図に示す装置で製造した軟磁性膜
の比抵抗と保磁力および磁歪定数の関係を示す線図、第
３図は第１図に示す装置を用いろとともに加速電圧を揮
々の値に設定して製造した軟磁性膜の比抵抗と保磁力の
関係を示す線図である。
Ａ・・・・・イオンビームスパッタ装置、１・・・・・
・イオンビームガン、
２・・・・・・チャンバー、 ３・・・・基板ホ
ルダ、・１ ・・・ ・・・ ］１（１反、
５・・・・・ターゲットホルダ、６・・・・・・ターゲ
ット、９・・・・カソード、 ＩＯ・・・・・
アノ−ド、！１・・・・グリッド、 １２・・・
・・・マグネット。Fig. 1 is a block diagram showing one embodiment of the apparatus used in the method of the present invention, and Fig. 2 shows the relationship between the specific resistance, coercive force, and magnetostriction constant of the soft magnetic film manufactured with the apparatus shown in Fig. 1. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between specific resistance and coercive force of a soft magnetic film manufactured using the apparatus shown in FIG. 1 and by setting the accelerating voltage to a variable value. A... Ion beam sputtering device, 1...
・Ion beam gun, 2...Chamber, 3...Substrate holder, 1...... ]1 (1 counter, 5...Target holder, 6...・Target, 9...Cathode, IO...
Anode! 1...grid, 12...
···magnet.
Claims (2)
ｏ−Ｚｒ２元系のアモルファス合金からなるアモルファ
ス軟磁性膜。(1) C containing 2 to 5 at% of Zr and the balance being Co
An amorphous soft magnetic film made of an o-Zr binary amorphous alloy.
ｏ−Ｚｒ２元系のアモルファス合金からなる軟磁性膜を
製造する方法であって、基板に対向して設けたターゲッ
トにイオンビームを照射することにより基板上に成膜す
るイオンビームスパッタ法を用い、イオンビームの加速
電圧を６００Ｖ以下に設定して基板上に軟磁性膜を形成
することを特徴とするアモルファス軟磁性膜の製造方法
。(2) C containing 2 to 5 at% of Zr and the balance being Co
A method for manufacturing a soft magnetic film made of an o-Zr binary amorphous alloy, using an ion beam sputtering method in which a film is formed on a substrate by irradiating an ion beam to a target provided opposite to the substrate, 1. A method of manufacturing an amorphous soft magnetic film, which comprises forming a soft magnetic film on a substrate by setting an acceleration voltage of an ion beam to 600 V or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4668486A JPS62204504A (en) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | Amorphous soft magnetic film and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4668486A JPS62204504A (en) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | Amorphous soft magnetic film and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62204504A true JPS62204504A (en) | 1987-09-09 |
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ID=12754199
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4668486A Pending JPS62204504A (en) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | Amorphous soft magnetic film and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62204504A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0360055A1 (en) * | 1988-09-02 | 1990-03-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Soft-magnetic film having high saturation magnetic-flux density and magnetic head utilizing the same |
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| JPS6025211A (en) * | 1983-07-20 | 1985-02-08 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Formation of thin film |
| JPS6095912A (en) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of co-zr amorphous alloy soft magnetic film |
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1986
- 1986-03-04 JP JP4668486A patent/JPS62204504A/en active Pending
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| US5091266A (en) * | 1988-09-02 | 1992-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Soft-magnetic film having saturation magnetic-flux density and magnetic head utilizing the same |
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