JPH01119005A - 磁性体膜およびその製造方法 - Google Patents
磁性体膜およびその製造方法Info
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- JPH01119005A JPH01119005A JP27678287A JP27678287A JPH01119005A JP H01119005 A JPH01119005 A JP H01119005A JP 27678287 A JP27678287 A JP 27678287A JP 27678287 A JP27678287 A JP 27678287A JP H01119005 A JPH01119005 A JP H01119005A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
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- Magnetic Heads (AREA)
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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、高飽和磁束密度(Bs=4FπMs)が要求
される高密度記録用磁気ヘッドの磁極材等に用いて好適
な磁性体膜およびその製造方法に関する。
される高密度記録用磁気ヘッドの磁極材等に用いて好適
な磁性体膜およびその製造方法に関する。
従来の技術およびその問題点
従来、磁気記録再生用の磁気ヘッドの磁極等を構成する
磁性材料として、フェライト、パーマロイ、センダスト
、アモルファス合金等が使用されている。
磁性材料として、フェライト、パーマロイ、センダスト
、アモルファス合金等が使用されている。
ところで、磁気記録の高密度化を実現するためには、記
録媒体の保磁力Heを増大させる必要がある。この高い
保磁力を持つ記録媒体に高密度記録をしようとした場合
に、磁気ヘッドの磁極材料として飽和磁束密度の十分に
高い磁性材が必要である。
録媒体の保磁力Heを増大させる必要がある。この高い
保磁力を持つ記録媒体に高密度記録をしようとした場合
に、磁気ヘッドの磁極材料として飽和磁束密度の十分に
高い磁性材が必要である。
ところが、従来用いられていたフェライト、センダスト
等の磁性材は、記録媒体の保磁力に対して飽和磁束密度
が相当程度小さく、十分な高密度記録を達成できない欠
点があった。ちなみに、上述した従来の磁性材料は、フ
ェライト材で5〜6KG(キロガウス)、パーマロイで
8KG1センダスト材でl0KG程度であり、高密度記
録に必要な高い飽和磁束密度は側底得られなかった。
等の磁性材は、記録媒体の保磁力に対して飽和磁束密度
が相当程度小さく、十分な高密度記録を達成できない欠
点があった。ちなみに、上述した従来の磁性材料は、フ
ェライト材で5〜6KG(キロガウス)、パーマロイで
8KG1センダスト材でl0KG程度であり、高密度記
録に必要な高い飽和磁束密度は側底得られなかった。
一方、Co系のアモルファス合金は、15〜16KG程
度の記録に必要な比較的高い飽和磁束密度が得られるの
であるが、熱的な安定性に劣るという問題がある。すな
わち、磁気ヘッドの加工には、500°C程度の高温に
おけるガラス融着工程を伴うことが多いが、現在特性的
に優れているとされているCo系のアモルファス合金で
さえも、500℃程度の加熱によって軟磁気特性が低減
劣化してしまうという問題があり、磁性材料として信頼
性に欠ける欠点がある。
度の記録に必要な比較的高い飽和磁束密度が得られるの
であるが、熱的な安定性に劣るという問題がある。すな
わち、磁気ヘッドの加工には、500°C程度の高温に
おけるガラス融着工程を伴うことが多いが、現在特性的
に優れているとされているCo系のアモルファス合金で
さえも、500℃程度の加熱によって軟磁気特性が低減
劣化してしまうという問題があり、磁性材料として信頼
性に欠ける欠点がある。
さらに、高い飽和磁化を有する金属軟磁性材を磁気ヘッ
ドのコア材としたとき、高周波電流による渦電流損が多
(、例え高い飽和磁化を有する磁性材であっても、単体
でそのまま用いるという訳にはいかない。また、Feを
母材とした材料では、その耐蝕性も問題になってくる。
ドのコア材としたとき、高周波電流による渦電流損が多
(、例え高い飽和磁化を有する磁性材であっても、単体
でそのまま用いるという訳にはいかない。また、Feを
母材とした材料では、その耐蝕性も問題になってくる。
したがって、飽和磁束密度が十分に高く、かつ保磁力が
十分に低く、軟磁気特性に優れ、なおかつ耐蝕性にも優
れ、高周波電流による渦電流損も少ない磁性体膜が強く
要望される由縁である。
十分に低く、軟磁気特性に優れ、なおかつ耐蝕性にも優
れ、高周波電流による渦電流損も少ない磁性体膜が強く
要望される由縁である。
本発明は上述した問題点を解決するために提案されたも
ので、その目的は、飽和磁束密度が十分に高く、かつ保
磁力が十分に低く、軟磁気特性に優れると共に、経時変
化による耐蝕性にも優れた磁性体膜およびその製法を提
供することにある。
ので、その目的は、飽和磁束密度が十分に高く、かつ保
磁力が十分に低く、軟磁気特性に優れると共に、経時変
化による耐蝕性にも優れた磁性体膜およびその製法を提
供することにある。
問題点を解決するための手段
上記の目的を達成するために、本発明は、Feを主成分
とし、S t s G eN Ys Cの中からいずれ
か1つの元素を選択して微少量含有させた主磁性体膜と
、NiFe合金(パーマロイ)膜とを積層させた磁性体
膜を要旨とする。
とし、S t s G eN Ys Cの中からいずれ
か1つの元素を選択して微少量含有させた主磁性体膜と
、NiFe合金(パーマロイ)膜とを積層させた磁性体
膜を要旨とする。
また、上記の目的は、Feを主成分とし、51sGe、
Y、Cの中のいずれか1つの元素を微少量含有する主磁
性体膜とNiFe膜とを、ガラスまたはセラミック等の
非磁性基板上に夫々の膜厚が0.01μm11〜10’
nmの層厚となる様に積層し、次に真空中で、熱処理す
る製法を採用することによって達成できる。
Y、Cの中のいずれか1つの元素を微少量含有する主磁
性体膜とNiFe膜とを、ガラスまたはセラミック等の
非磁性基板上に夫々の膜厚が0.01μm11〜10’
nmの層厚となる様に積層し、次に真空中で、熱処理す
る製法を採用することによって達成できる。
作用
Feを主成分とし、S 11Ge1Y% Cの中から1
つの元素を選択して微少量含有させた主磁性体膜と、パ
ーマロイ膜とを積層させて成膜すると、高飽和磁束密度
と、十分に低い保磁力を有する優れた軟磁気特性を持つ
磁性体膜が形成される。
つの元素を選択して微少量含有させた主磁性体膜と、パ
ーマロイ膜とを積層させて成膜すると、高飽和磁束密度
と、十分に低い保磁力を有する優れた軟磁気特性を持つ
磁性体膜が形成される。
そして、これを所定の温度条件、時間等の下で熱処理す
ると、磁気ヘッド等の製造段階における軟磁気特性の熱
的安定性に冨み、かつ、耐蝕性の良好な磁性体膜が得ら
れる。すなわち、ヘッド製造段階において、ガラス融着
工程を行う場合等においては、500℃程度の温度が必
要であるが、例えこの温度以上の600℃程度に上昇し
たとしても、軟磁気特性には何ら変化は見られず、特性
を低下させるようなことはない。また、高温、高湿の条
件で放置したとしても、経時変化による耐蝕性の低減劣
化、例えば、飽和磁束密度の低下は見られない。
ると、磁気ヘッド等の製造段階における軟磁気特性の熱
的安定性に冨み、かつ、耐蝕性の良好な磁性体膜が得ら
れる。すなわち、ヘッド製造段階において、ガラス融着
工程を行う場合等においては、500℃程度の温度が必
要であるが、例えこの温度以上の600℃程度に上昇し
たとしても、軟磁気特性には何ら変化は見られず、特性
を低下させるようなことはない。また、高温、高湿の条
件で放置したとしても、経時変化による耐蝕性の低減劣
化、例えば、飽和磁束密度の低下は見られない。
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第1図は本発明に係る磁性体膜の基本構成を示している
。この磁性体膜は、基本的にはFeを主成分とし、Si
t Gez YlGの中からいずれか1つの元素を選択
して微少量含存させた主磁性体膜10と、NiFe合金
(パーマロイ)膜11とを交互に複数層積層させた薄膜
構造に形成されている。主磁性体膜10は、NiFe膜
11を挾む形で交互に積層されている。この2つの膜1
0111は、図示例では、主磁性体膜1“Oが3層、N
iFe膜11が2層の場合について示しであるが、軟磁
気特性の点では1層ずつであっても、図示例よりさらに
多層であっても差支えない。
。この磁性体膜は、基本的にはFeを主成分とし、Si
t Gez YlGの中からいずれか1つの元素を選択
して微少量含存させた主磁性体膜10と、NiFe合金
(パーマロイ)膜11とを交互に複数層積層させた薄膜
構造に形成されている。主磁性体膜10は、NiFe膜
11を挾む形で交互に積層されている。この2つの膜1
0111は、図示例では、主磁性体膜1“Oが3層、N
iFe膜11が2層の場合について示しであるが、軟磁
気特性の点では1層ずつであっても、図示例よりさらに
多層であっても差支えない。
主磁性体膜10の組成は、Feを主成分とし、この母材
FeにS iv Gez YN Cの中からいずれか1
つの元素を選択して微少量添加させたものを基本的な膜
組成とする。
FeにS iv Gez YN Cの中からいずれか1
つの元素を選択して微少量添加させたものを基本的な膜
組成とする。
母材Feへの添加成分としてSiを選ぶと、主磁性体膜
10はFeS i膜となる。そのときのSiの含有量は
、1.5〜3.5at%の範囲に選ばれる。また、添加
成分としてGeを選ぶと、主磁性体膜10はFeGe膜
となる。そのときのGeの含を量は5〜10a t%の
範囲に選ばれる。
10はFeS i膜となる。そのときのSiの含有量は
、1.5〜3.5at%の範囲に選ばれる。また、添加
成分としてGeを選ぶと、主磁性体膜10はFeGe膜
となる。そのときのGeの含を量は5〜10a t%の
範囲に選ばれる。
さらに、添加成分としてYを選んだ場合はFeY膜とな
り、そのYの含有量は2〜4at%の範囲に選ばれる。
り、そのYの含有量は2〜4at%の範囲に選ばれる。
さらにまた、添加成分としてCを選んだときは、膜10
はFeC膜となり、その含有量は10at%以下に設定
される。これらのS I NGelY%Cの母材Feへ
の添加量、すなわち、含有量は実験結果より選ばれたも
のであり、上述した範囲であれば、高飽和磁束密度、耐
蝕性の点で良好な結果が得られる。
はFeC膜となり、その含有量は10at%以下に設定
される。これらのS I NGelY%Cの母材Feへ
の添加量、すなわち、含有量は実験結果より選ばれたも
のであり、上述した範囲であれば、高飽和磁束密度、耐
蝕性の点で良好な結果が得られる。
実験結果によると、FeSi膜の組成は、Siが3.5
at、%を越えると、高い飽和磁束密度4πMs(KG
:キロガラス)が得られない。−方、Siが1.5at
、%未満の場合には、例え高い飽和磁束密度が得られた
としても、高密度記録用磁気ヘッド等の用途に適する程
度に保磁力を低゛くすることができなくなる。したがっ
て、主磁性体PXloをFeSi模10としたときは、
上記のように、Siを1.5〜3.5at、%の範囲で
微少量含有した組成であることが必要である。
at、%を越えると、高い飽和磁束密度4πMs(KG
:キロガラス)が得られない。−方、Siが1.5at
、%未満の場合には、例え高い飽和磁束密度が得られた
としても、高密度記録用磁気ヘッド等の用途に適する程
度に保磁力を低゛くすることができなくなる。したがっ
て、主磁性体PXloをFeSi模10としたときは、
上記のように、Siを1.5〜3.5at、%の範囲で
微少量含有した組成であることが必要である。
同様のことは、主磁性体膜10をFeC膜、FeYvj
:、FeC膜のどれかにした場合についても云える。
:、FeC膜のどれかにした場合についても云える。
本発明の磁性体膜は、第一義的には上述したとおりの主
磁性体膜10とNiFe膜11との積層膜であるが、よ
り具体的には、次のような膜構造を持つ。なお、以下の
説明においては、主磁性体膜10としてFeSi膜を上
述したものの中から選び、代表例として述べるが、その
他のF e G e 1F e Ys F e Cであ
っても、同様の所期の効果を得ることができる。但し、
その場合は、各元素に応じた含<r成分で膜組成が形成
される。
磁性体膜10とNiFe膜11との積層膜であるが、よ
り具体的には、次のような膜構造を持つ。なお、以下の
説明においては、主磁性体膜10としてFeSi膜を上
述したものの中から選び、代表例として述べるが、その
他のF e G e 1F e Ys F e Cであ
っても、同様の所期の効果を得ることができる。但し、
その場合は、各元素に応じた含<r成分で膜組成が形成
される。
FeSi膜10の膜厚は、0.01〜0.5μmの範囲
で、また、NiFe膜11の膜厚は、1〜10nm(ナ
ノ・メータ)の範囲で選ばれる。
で、また、NiFe膜11の膜厚は、1〜10nm(ナ
ノ・メータ)の範囲で選ばれる。
この膜厚は実験結果で得られた値であり、この範囲の膜
厚を選択し、2つの膜10111を積層させると、後述
するように、十分に満足すべき軟磁気特性が得られる。
厚を選択し、2つの膜10111を積層させると、後述
するように、十分に満足すべき軟磁気特性が得られる。
このようにして得られた積層膜10.11は、さらに真
空中で、所定の温度と時間等の設定条件の下で熱処理さ
れる。この熱処理により、保磁力が低減し、良好な軟磁
性体膜となる。そして、この膜はヘッド製造段階におい
て、ガラス融着加工等で例え500℃以上に温度上昇し
たとしても、軟磁気特性が低減劣化しない耐熱性と、例
え高温・高湿の条件下でも腐食・劣化、それに伴う飽和
磁束密度の低下に十分に耐え得る優れた耐蝕性とが得ら
れる。
空中で、所定の温度と時間等の設定条件の下で熱処理さ
れる。この熱処理により、保磁力が低減し、良好な軟磁
性体膜となる。そして、この膜はヘッド製造段階におい
て、ガラス融着加工等で例え500℃以上に温度上昇し
たとしても、軟磁気特性が低減劣化しない耐熱性と、例
え高温・高湿の条件下でも腐食・劣化、それに伴う飽和
磁束密度の低下に十分に耐え得る優れた耐蝕性とが得ら
れる。
なお、主磁性体g:10として、FeSiの他に、−上
述したF e G es F e YN F e Cの
いずれか1つを用いる場合においても、その膜厚は上述
した通り、0.01〜0.5μmの範囲に選択・設定さ
れる。その範囲であれば、上述したFeS i膜を用い
たのと同様の優れた効果が得られる。
述したF e G es F e YN F e Cの
いずれか1つを用いる場合においても、その膜厚は上述
した通り、0.01〜0.5μmの範囲に選択・設定さ
れる。その範囲であれば、上述したFeS i膜を用い
たのと同様の優れた効果が得られる。
次に、本発明に係る磁性体膜の製法ならびに処理手順に
ついて具体的な数値を示して説明する。
ついて具体的な数値を示して説明する。
なお、以下に示す数値は例示であって、「請求の範囲」
で示された数値の範囲であれば本発明所期の膜特性を十
分に満たすことができる。その範囲で任意の数値に選択
し得るものである。
で示された数値の範囲であれば本発明所期の膜特性を十
分に満たすことができる。その範囲で任意の数値に選択
し得るものである。
■先ず、使用アルゴンガス圧1×10 T。
rrの真空槽内において、イオンビームスパッタ法によ
り、ガラスまたはセラミック等の非磁性基板上にFeS
i膜とNiFe合金(パーマロイ)膜とを交互に成膜・
積層させる。その場合のターゲット物質は、次に述べる
組成を持つFeS i合金、およびNiFe合金である
。
り、ガラスまたはセラミック等の非磁性基板上にFeS
i膜とNiFe合金(パーマロイ)膜とを交互に成膜・
積層させる。その場合のターゲット物質は、次に述べる
組成を持つFeS i合金、およびNiFe合金である
。
FeSiの組成は、F eを主成分とし、この母材Fe
中に1.5〜3.5at、%の範囲で数値を選択し、、
Si(シリコン)を微少量含有させたものである。これ
らのターゲット物質を用いて交互にスパツクすることに
より、ガラスまたはセラミック等の非磁性基板上には、
上述したターゲット物質と同一の組成を持つFeSi膜
とNiFe膜とが交互に所定膜厚で積層台成膜される。
中に1.5〜3.5at、%の範囲で数値を選択し、、
Si(シリコン)を微少量含有させたものである。これ
らのターゲット物質を用いて交互にスパツクすることに
より、ガラスまたはセラミック等の非磁性基板上には、
上述したターゲット物質と同一の組成を持つFeSi膜
とNiFe膜とが交互に所定膜厚で積層台成膜される。
その膜厚は、FeSi膜が0.01〜0.5μm、Ni
Fe合金膜が1〜9nmの範囲に設定されている。その
膜厚の範囲であれば、晶密度記録に必要な十分に高い軟
磁気特性(高飽和磁束密度Bsおよび低い保磁力He)
と高い高周波特性が得られる。すなわち、軟磁気特性の
点では、後に示す実験結果の比較例から見ても明らかな
ように、Fe単体のものは勿論の事、Fe5i膜単層の
もの、あるいは従来−船釣に用いられて来たフェライト
、センダスト、パーマロイ等の磁性材の単体膜に比べて
十分に高い良好な結果が得られる。また、高密度記録用
磁気ヘッドを形成する際等に必要とされる高周波特性の
点では、上記のような2つの薄膜の積層膜とすることに
より、軟磁気特性に優れたFe単体のものやFeS i
単層膜等に比べて良好な結果が得られる。すなわち、F
e単体膜は、一般に良く知られているように、高い飽和
磁束密度Bs=4πMsと截い保磁力Hcを持ち、−見
高密度記録に適した磁性材であると考えられるが、それ
単体をヘッドのコア材として用いると、高周波電流によ
る渦電流損が大きく、側底実用に供し得ない。
Fe合金膜が1〜9nmの範囲に設定されている。その
膜厚の範囲であれば、晶密度記録に必要な十分に高い軟
磁気特性(高飽和磁束密度Bsおよび低い保磁力He)
と高い高周波特性が得られる。すなわち、軟磁気特性の
点では、後に示す実験結果の比較例から見ても明らかな
ように、Fe単体のものは勿論の事、Fe5i膜単層の
もの、あるいは従来−船釣に用いられて来たフェライト
、センダスト、パーマロイ等の磁性材の単体膜に比べて
十分に高い良好な結果が得られる。また、高密度記録用
磁気ヘッドを形成する際等に必要とされる高周波特性の
点では、上記のような2つの薄膜の積層膜とすることに
より、軟磁気特性に優れたFe単体のものやFeS i
単層膜等に比べて良好な結果が得られる。すなわち、F
e単体膜は、一般に良く知られているように、高い飽和
磁束密度Bs=4πMsと截い保磁力Hcを持ち、−見
高密度記録に適した磁性材であると考えられるが、それ
単体をヘッドのコア材として用いると、高周波電流によ
る渦電流損が大きく、側底実用に供し得ない。
一方、上記のように、FeSi合金の薄膜とNiFe合
金の超薄膜とを交互に積層させると、高周波特性は大幅
に改善され、渦電流損はほとんど生じない。したがって
、通電される高周波電流に応じた高い外部磁界を発生さ
せることができる。
金の超薄膜とを交互に積層させると、高周波特性は大幅
に改善され、渦電流損はほとんど生じない。したがって
、通電される高周波電流に応じた高い外部磁界を発生さ
せることができる。
以上の如く、非磁性基板上にFeSi合金の薄膜とNi
Fe合金の超薄膜とが交互に積層・成膜された積層膜が
形成される。
Fe合金の超薄膜とが交互に積層・成膜された積層膜が
形成される。
なお、2つの膜の成膜順序は、どちらが先であっても良
く、任意に選択できる。また、本発明に係る成膜方法は
、上述したイオンビームスパッタ法たけに限らず、その
他のRFマグネトロンスパッタ法、蒸着法等の薄膜形成
技術により実現できる。この成膜工程で、主磁性体[1
0としてFeGe1FeYsまたはFeCを用いる場合
は、ターゲット物質は、それに合わせてF e G e
lF eYl又はFeCが用いられる。その膜厚は、F
eG ex F e YlF e Cいずれも0.01
〜0.5μmの範囲の数値に選ばれる。
く、任意に選択できる。また、本発明に係る成膜方法は
、上述したイオンビームスパッタ法たけに限らず、その
他のRFマグネトロンスパッタ法、蒸着法等の薄膜形成
技術により実現できる。この成膜工程で、主磁性体[1
0としてFeGe1FeYsまたはFeCを用いる場合
は、ターゲット物質は、それに合わせてF e G e
lF eYl又はFeCが用いられる。その膜厚は、F
eG ex F e YlF e Cいずれも0.01
〜0.5μmの範囲の数値に選ばれる。
■以上の如(イオンビームスパッタ法程で得られた積層
膜は、次に熱処理を施される。その熱処理にあたり選択
された処理条件は、真空加熱中00e (エルステッド
)の回転磁場が与えられる。すなわち、真空・回転磁界
中で熱処理が行われる。その処理に要した時間は1時間
[Hrコである。
膜は、次に熱処理を施される。その熱処理にあたり選択
された処理条件は、真空加熱中00e (エルステッド
)の回転磁場が与えられる。すなわち、真空・回転磁界
中で熱処理が行われる。その処理に要した時間は1時間
[Hrコである。
以上のように設定された条件の下で、積層膜を1[Hr
]真空加熱すると、必要な熱処理が施される。こうして
得られた膜は、例えば、ガラス融着工程等において50
0℃以上に加熱された場合でも、その加熱による軟磁気
特性の低減劣化は確実に防止でき、600°C以上の加
熱でも磁気特性の低減劣化に十分に耐えることができる
。また、後に示すように高温・高湿の雰囲気中で長時間
放置した場合でも、飽和磁束密度の残存率の低下はほと
んど見られない。すなわち、良好な耐蝕性を示す。
]真空加熱すると、必要な熱処理が施される。こうして
得られた膜は、例えば、ガラス融着工程等において50
0℃以上に加熱された場合でも、その加熱による軟磁気
特性の低減劣化は確実に防止でき、600°C以上の加
熱でも磁気特性の低減劣化に十分に耐えることができる
。また、後に示すように高温・高湿の雰囲気中で長時間
放置した場合でも、飽和磁束密度の残存率の低下はほと
んど見られない。すなわち、良好な耐蝕性を示す。
以上のような薄膜積層工程と、得られた積層膜の熱処理
工程とを経ることにより、下記の特性を持つ磁性体膜が
得られた。
工程とを経ることにより、下記の特性を持つ磁性体膜が
得られた。
(イ)保磁力Hc→2[deコ
(ロ)飽和磁束密度B s = 4 x M s≧20
[KCl (ハ)磁気特性の耐熱性・(保持力)=600℃以上(
それ以上加熱しても磁気特 性は保持される) (ニ)優れた耐蝕性:経時変化による膜の腐食・劣化等
がない。
[KCl (ハ)磁気特性の耐熱性・(保持力)=600℃以上(
それ以上加熱しても磁気特 性は保持される) (ニ)優れた耐蝕性:経時変化による膜の腐食・劣化等
がない。
[実験例コ
第2図〜第5図は、上述した工程・手順を経て得られる
本発明の磁性体膜について、実際に数値を選んで軟磁気
特性、耐蝕性の面から実験した結果を示す特性図である
。この場合は、’ F e S i模、NiFe模の膜
厚およびFeSi中のSiの添加量、すなわち含有量を
−E掲した各数値の範囲の中から最も良い結果が得られ
る値を選んで積層−成膜し、熱処理した磁性体膜が使用
されている。
本発明の磁性体膜について、実際に数値を選んで軟磁気
特性、耐蝕性の面から実験した結果を示す特性図である
。この場合は、’ F e S i模、NiFe模の膜
厚およびFeSi中のSiの添加量、すなわち含有量を
−E掲した各数値の範囲の中から最も良い結果が得られ
る値を選んで積層−成膜し、熱処理した磁性体膜が使用
されている。
磁性体膜は、FeSi膜が膜厚0 、 1 it mz
NiFe1!Xが膜厚6nm(ナノ・メータ)、Fe
Si中のSiの含有量が3.5at、%に夫々設定され
て形成されている。
NiFe1!Xが膜厚6nm(ナノ・メータ)、Fe
Si中のSiの含有量が3.5at、%に夫々設定され
て形成されている。
なお、これらの膜厚、含有量は、実験で用いた一つの例
示であって、上述した各数値の範囲であれば本実験例で
示すのと同様の優れた特性が得られることか本発明者に
よる実験結果によって判明している。本実験例はその中
の代表的な一例を提示するものであり、本発明は本実験
例で示した数値のみに限定されるものでないことは明ら
かであろう。
示であって、上述した各数値の範囲であれば本実験例で
示すのと同様の優れた特性が得られることか本発明者に
よる実験結果によって判明している。本実験例はその中
の代表的な一例を提示するものであり、本発明は本実験
例で示した数値のみに限定されるものでないことは明ら
かであろう。
次に、上述した各図を用いて本実験例による実験結果に
ついて説明する。
ついて説明する。
先ず、第2図、第3図は保磁力HeとNiFe膜厚およ
びFe5iB厚との関連を熱処理の際の温度条件を変え
て検討した結果を示す特性図で、第2図はFeSi膜厚
は0.1μmに固定しておき、NiFe膜厚を上掲の数
値の範囲で種々変えて保磁力HcのNiFe膜厚に対す
る依存性を見た結果を示し、また、第3図はNiFe膜
厚は6nmに固定しておき、F e S i膜厚を上掲
の数値の範囲で種々変えて保磁力HeのFeSi膜厚依
存性を見た結果を示している。
びFe5iB厚との関連を熱処理の際の温度条件を変え
て検討した結果を示す特性図で、第2図はFeSi膜厚
は0.1μmに固定しておき、NiFe膜厚を上掲の数
値の範囲で種々変えて保磁力HcのNiFe膜厚に対す
る依存性を見た結果を示し、また、第3図はNiFe膜
厚は6nmに固定しておき、F e S i膜厚を上掲
の数値の範囲で種々変えて保磁力HeのFeSi膜厚依
存性を見た結果を示している。
第2図、第3図において、積層膜の熱処理の際の温度条
件は上述した5 00 ’C〜800°Cの範囲で代表
的な3種が選ばれている。破線で示すグラフは温度条件
を500℃に設定して熱処理したもの、実線で示すグラ
フは600℃に設定したものにつき、また、−点鎖線上
水すグラフは800°Cに設定したものにつき、保磁力
Hcの膜厚依存性を見た結果である。
件は上述した5 00 ’C〜800°Cの範囲で代表
的な3種が選ばれている。破線で示すグラフは温度条件
を500℃に設定して熱処理したもの、実線で示すグラ
フは600℃に設定したものにつき、また、−点鎖線上
水すグラフは800°Cに設定したものにつき、保磁力
Hcの膜厚依存性を見た結果である。
第2図、第3図より明らかなように、いずれの温度条件
で熱処理された磁性体膜であっても、FeSト膜の膜厚
が0.01〜0.5μm、Ni Fe膜の膜厚が1〜1
0nmの範囲で選択し積層・成膜させたものであれば、
保磁力Heの点では10[Oe]以下で、なおかつ略5
[Oel以下の高密度磁気記録を行うに必要な十分に低
い値が得られていることが良(判る。
で熱処理された磁性体膜であっても、FeSト膜の膜厚
が0.01〜0.5μm、Ni Fe膜の膜厚が1〜1
0nmの範囲で選択し積層・成膜させたものであれば、
保磁力Heの点では10[Oe]以下で、なおかつ略5
[Oel以下の高密度磁気記録を行うに必要な十分に低
い値が得られていることが良(判る。
次に、第4図は、上述のように膜厚ならびにSi含有量
を設定して得られた磁性体膜の耐蝕性を見るために得た
結果を示すものである。この実験では、温度60℃、相
対湿度90%の雰囲気中に磁性体膜を放置したときの飽
和磁束密度の低下の度合いを測定している。図で横軸は
放置時間[Hr]、縦軸は飽和磁束密度の残存率、すな
わち、放置時間tのときの飽和磁束密度Bst=4πM
stと時間零のときの飽和磁束密度Bso=4π・Ms
oとの比を表している。この図でグラフAは本発明に係
る磁性体膜、グラフBはFeS i単層の磁性体膜、グ
ラフCは純鉄Feの夫々の特性を表している。この比較
例より明らかにように、本発明に係る磁性体膜は、高温
・高湿下で500時間以上の長時間放置しても初期の値
1.0に対して略一定を保っているのに対し、FeSi
単層膜は、放置初期より急速に低下し、100時間を越
えると飽和磁束密度の残存率は0.3以下に低減し劣化
してしまい、遂にはFe2O3と略同様の値になる傾向
にある。したがって、FeSi単層では、使用不可であ
る。また、純鉄Feの場合は、放置初期より除々に残存
率が低下し、500時間を越えると0.2以下の値まで
低減してしまい、酸化鉄となってしまうので耐蝕性の点
で実用に全く耐え得ないことがよく判る。これにより、
純鉄Feは勿論、FeSi単層膜の場合は、本発明の磁
性体膜に比べて耐蝕性の点では全く比較にならず、極め
て悪いことが良く判る。したがって、F e S i
’l’2層膜では、実用化レベルの磁性体膜は実現不可
能である。同様のことは、他のFeGe1FeY、Fe
C単層膜についてもいえる。
を設定して得られた磁性体膜の耐蝕性を見るために得た
結果を示すものである。この実験では、温度60℃、相
対湿度90%の雰囲気中に磁性体膜を放置したときの飽
和磁束密度の低下の度合いを測定している。図で横軸は
放置時間[Hr]、縦軸は飽和磁束密度の残存率、すな
わち、放置時間tのときの飽和磁束密度Bst=4πM
stと時間零のときの飽和磁束密度Bso=4π・Ms
oとの比を表している。この図でグラフAは本発明に係
る磁性体膜、グラフBはFeS i単層の磁性体膜、グ
ラフCは純鉄Feの夫々の特性を表している。この比較
例より明らかにように、本発明に係る磁性体膜は、高温
・高湿下で500時間以上の長時間放置しても初期の値
1.0に対して略一定を保っているのに対し、FeSi
単層膜は、放置初期より急速に低下し、100時間を越
えると飽和磁束密度の残存率は0.3以下に低減し劣化
してしまい、遂にはFe2O3と略同様の値になる傾向
にある。したがって、FeSi単層では、使用不可であ
る。また、純鉄Feの場合は、放置初期より除々に残存
率が低下し、500時間を越えると0.2以下の値まで
低減してしまい、酸化鉄となってしまうので耐蝕性の点
で実用に全く耐え得ないことがよく判る。これにより、
純鉄Feは勿論、FeSi単層膜の場合は、本発明の磁
性体膜に比べて耐蝕性の点では全く比較にならず、極め
て悪いことが良く判る。したがって、F e S i
’l’2層膜では、実用化レベルの磁性体膜は実現不可
能である。同様のことは、他のFeGe1FeY、Fe
C単層膜についてもいえる。
以上のように、本発明に係る磁性体膜は耐蝕性の点で極
めて優れている。
めて優れている。
次に、第5図は上述のように設定して得た本発明に係る
磁性体膜の磁気的なヒステリシスを測定した結果を表す
もので、横軸は保磁力(磁化力)He(Oe)、縦軸は
磁束密度Bs(KG:キロガウス)を示している。この
図より明らかなように、保磁力Hcは、Hc:2 (d
e)であり、高密度磁気記録に必要な十分に低い値が得
られていることが良く理解できる。これは、FeSiと
NiFe膜との積層による。
磁性体膜の磁気的なヒステリシスを測定した結果を表す
もので、横軸は保磁力(磁化力)He(Oe)、縦軸は
磁束密度Bs(KG:キロガウス)を示している。この
図より明らかなように、保磁力Hcは、Hc:2 (d
e)であり、高密度磁気記録に必要な十分に低い値が得
られていることが良く理解できる。これは、FeSiと
NiFe膜との積層による。
以上の実験例では、主磁性体膜10として、Fe5ia
を用いであるが、その他のF e G es FeY膜
、あるいはFeC膜を用いても、それら膜とN i F
ellXとの積層により、上述したのと同様の良好な
結果が得られることが本発明者により、実験により確認
されている。その場合の膜厚は、いずれの膜もFe51
Mと同様に、0.01〜0゜5μm1中でも0.1μm
近傍が最も良くまた、夫々の含有元素の成分量は、Fe
Geは5〜10at%の範囲で、FeYは2〜4at%
の範囲で、さらに、FeCは10at%以下が良く、そ
れ未満でも、それを越えても良好な結果が得られない事
が判明している。
を用いであるが、その他のF e G es FeY膜
、あるいはFeC膜を用いても、それら膜とN i F
ellXとの積層により、上述したのと同様の良好な
結果が得られることが本発明者により、実験により確認
されている。その場合の膜厚は、いずれの膜もFe51
Mと同様に、0.01〜0゜5μm1中でも0.1μm
近傍が最も良くまた、夫々の含有元素の成分量は、Fe
Geは5〜10at%の範囲で、FeYは2〜4at%
の範囲で、さらに、FeCは10at%以下が良く、そ
れ未満でも、それを越えても良好な結果が得られない事
が判明している。
発明の詳細
な説明したとおり、本発明によれば、Feを主成分とし
、この母材FeにS L % G elYlCの中から
1つの元素を選択して微少量含有させた主磁性体膜とN
iFe (パーマロイ)膜とを積層させたので、保磁力
はHc+2[:Oe]と十分に低く、また、飽和磁束密
度BsがBs≧20[KClと十分に高く、従来の磁性
材より成る磁性膜に比べて高密度磁気記録に必要な軟磁
気特性を大幅に改牌することができる。また、優れた耐
蝕性を持つ磁性体膜を実現できる。
、この母材FeにS L % G elYlCの中から
1つの元素を選択して微少量含有させた主磁性体膜とN
iFe (パーマロイ)膜とを積層させたので、保磁力
はHc+2[:Oe]と十分に低く、また、飽和磁束密
度BsがBs≧20[KClと十分に高く、従来の磁性
材より成る磁性膜に比べて高密度磁気記録に必要な軟磁
気特性を大幅に改牌することができる。また、優れた耐
蝕性を持つ磁性体膜を実現できる。
さらに、600°C以上の加熱にも十分に耐えることが
できる。よって、本発明の磁性体膜によって磁気ヘッド
を作製しようとする時における従来生じていた500℃
以上の高温加熱による特性劣化はなくなり、軟磁気特性
の熱的安定性に富む磁性体膜を作製することができる。
できる。よって、本発明の磁性体膜によって磁気ヘッド
を作製しようとする時における従来生じていた500℃
以上の高温加熱による特性劣化はなくなり、軟磁気特性
の熱的安定性に富む磁性体膜を作製することができる。
第1図は本発明に係る磁性体膜の膜構造の一例を示す断
面図、第2図、第3図は本発明で得られた磁性体膜のN
iFe膜およびFeSi膜の膜厚に対する保磁力Hcの
膜厚依存性を表す特注図、第4図は同じく磁性体膜の耐
蝕性を飽和磁束密度の面から見た特性図、第5図は同じ
く得られた磁性体膜の磁気的なヒステリシスを示すもの
で、特に十分に低い保磁力Hcが得られていることを表
す。 10・・・主磁性体膜、 11拳・・NiFe ()ぐ−マロイ)膜、Hs−・・
保磁力、 Bs・・φ飽和磁束密度、 0.01〜0.5μm・・主磁性体膜の膜jヴ、1〜1
0nm* @ *NiFeの膜厚。 特 許 出 願 人 日本電気ホームエレクトロ第1
閃
面図、第2図、第3図は本発明で得られた磁性体膜のN
iFe膜およびFeSi膜の膜厚に対する保磁力Hcの
膜厚依存性を表す特注図、第4図は同じく磁性体膜の耐
蝕性を飽和磁束密度の面から見た特性図、第5図は同じ
く得られた磁性体膜の磁気的なヒステリシスを示すもの
で、特に十分に低い保磁力Hcが得られていることを表
す。 10・・・主磁性体膜、 11拳・・NiFe ()ぐ−マロイ)膜、Hs−・・
保磁力、 Bs・・φ飽和磁束密度、 0.01〜0.5μm・・主磁性体膜の膜jヴ、1〜1
0nm* @ *NiFeの膜厚。 特 許 出 願 人 日本電気ホームエレクトロ第1
閃
Claims (8)
- (1)Feを主成分とし、Si、Ge、Y、Cの中から
1つの元素を選択して微少量含有させた主磁性体膜と、
NiFe合金(パーマロイ)膜とを積層させたことを特
徴とする磁性体膜。 - (2)前記主磁性体膜の膜厚を0.01〜0.5μm(
ミクロン)、NiFe膜の膜厚さを1〜10nm(ナノ
・メータ)の範囲に選択して積層させたことを特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項に記載の磁性体膜。 - (3)主磁性体膜中の含有成分としてSi(シリコン)
を選択し、その含有量を1.5〜3.5at%(アトミ
ックパーセント)の範囲で選択して成膜させたことを特
徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の磁性体膜。 - (4)主磁性体膜中の含有成分としてGeを選択し、そ
の含有量を5〜10at%の範囲に選んで成膜したこと
を特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の磁性体膜
。 - (5)主磁性体膜中の含有成分としてY(イットリウム
)を選択し、その含有量を2〜4at%の範囲に選んで
成膜したことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
載の磁性体膜。 - (6)主磁性体膜中の含有成分としてC(カーボン)を
選択し、その含有量を10at%以下の値に選んで成膜
したことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載
の磁性体膜。 - (7)Feを主成分とし、Si、Ge、Y、Cの中のい
ずれか1つの元素を微少量含有する主磁性体膜とNiF
e膜とを、ガラスまたはセラミック等の非磁性基板上に
夫々の膜厚が0.01μm、1〜10nmの層厚となる
様に積層し、次に真空中で、熱処理することを特徴とす
る磁性体膜の製造方法。 - (8)500℃〜800℃の範囲で温度条件を設定し、
1時間程度真空中で熱処理することを特徴とする特許請
求の範囲第(7)項記載の磁性体膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27678287A JPH01119005A (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | 磁性体膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27678287A JPH01119005A (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | 磁性体膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01119005A true JPH01119005A (ja) | 1989-05-11 |
Family
ID=17574291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27678287A Pending JPH01119005A (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | 磁性体膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01119005A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0389502A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-15 | Nec Corp | 磁性多層膜 |
| JPH0357706U (ja) * | 1989-10-09 | 1991-06-04 | ||
| JPH0417310A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-22 | Nec Corp | 磁性多層膜 |
-
1987
- 1987-10-31 JP JP27678287A patent/JPH01119005A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0389502A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-15 | Nec Corp | 磁性多層膜 |
| JPH0357706U (ja) * | 1989-10-09 | 1991-06-04 | ||
| JPH0417310A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-22 | Nec Corp | 磁性多層膜 |
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