JPH02295104A - 強磁性薄膜およびこれを用いた磁気ヘッド - Google Patents

強磁性薄膜およびこれを用いた磁気ヘッド

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JPH02295104A
JPH02295104A JP11492389A JP11492389A JPH02295104A JP H02295104 A JPH02295104 A JP H02295104A JP 11492389 A JP11492389 A JP 11492389A JP 11492389 A JP11492389 A JP 11492389A JP H02295104 A JPH02295104 A JP H02295104A
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JP
Japan
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thin film
ferromagnetic thin
magnetic
ferromagnetic
alloy
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JP11492389A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Nakamura
斉 中村
Toshio Kobayashi
俊雄 小林
Ryoichi Nakatani
亮一 中谷
Takayuki Kumasaka
登行 熊坂
Takeo Yamashita
武夫 山下
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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】
?産業上の利用分野1 本発明は高飽和磁束密度を有する強磁性薄膜に係り、特
に磁気ディスク装置、VTRなどに用いる磁気ヘッドお
よび磁気ヘッドのコア材に適した強磁性薄膜に関する。
【従来の技術】
磁気ヘッド材料としては、記録時における磁気飽和を防
ぐために高飽和磁束密度を有することが必要である。ま
た、ヘッドの再生効率の面からは低保磁力、高透磁率の
特性を有することが必要である。 このような高飽和磁束密度を有する磁性材料として、F
eを主成分とする合金の開発が進められており、例えば
特開昭52−112797に論じられているようなFe
−Si系合金で高飽和磁束密度および高透磁率が得られ
ている。
【発明が解決しようとする課題l 上記従来技術に述べられているようなFeを主成分とす
る合金薄膜を、M n − Z nフエライト、Sin
.、Al■O,等の酸化物基板上に形成した場合、合金
薄膜と基板との接着力が弱いために、1μm以上の膜厚
では、上記基板より剥離してしまう等の問題があった。 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し,酸化物
基板との接着力が強い強磁性薄膜およびこれを用いた高
密度磁気記録用の磁気ヘッドを提供することにある。 【課題を解決するための手段】 本発明者等は酸化物基板上に形成したFeおよびFeを
主成分とする合金薄膜について研究を重ねた結果、合金
薄膜と基板との界面にFeとAlを主成分とする下地層
、あるいはNi.Co.V、Ti.Mo.W.Crの中
から選ばれる一種以上の金属からなる下地層を設けるこ
とにより、上記合金薄膜と基板との接着力を向上させる
ことができ、剥離を防止できることを明らかにした。
【作用1 上述のようにFeあるいはFeを主成分とする合金薄膜
と酸化物基板との界面にFeとAIを主成分とする下地
層、あるいはNi,Go、Ti、Mo.W.Cr.Vの
中から選ばれる一種以上の金属からなる下地層を設ける
ことにより、M n −Znフェライト基板と下地層と
の界面および下地暦とFe−C磁性膜との界面に反応層
が見られ、相互拡散層が形成され、合金薄膜と酸化物基
板との剥離を防止することができる。また、上記強磁性
薄膜を用いた磁気ヘッドにおいては擬似ギャップ効果を
低減できる。 [実施例】 以下に本発明の一実施例について,図表を参照しながら
説明する。 〔実施例1〕 強磁性薄膜の作製にはデュアル・イオンビームスパッタ
リング装置を用いた。スパッタリングは以下の条件で行
なった。 イオンガス・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ArArガス圧力・・・・
・・・・・・・・・・・2.5×10や”Pa蒸着用イ
オンガン加速電圧・・・・・・1200V蒸着用イオン
ガンイオン電流・・・・・・120mA基板照射用イオ
ンガン加速電圧・・・200v基板照射用イオンガンイ
オン電流・・・40mAターゲット・基板間距離・・・
・・・・・・・・・127mm作製した強磁性薄膜の断
面図を第1図に示す。 本実施例では磁性膜11としてFe,Fe−10at%
Si,Fe−1at%C薄膜、下地層12としてFe.
Al.Fe−2〜80at%Al.Fe−9Si−5A
l (センダスト)、基板13としてMnZnフエライ
トを用いた。 磁性膜11の膜厚は10μm,下地層12の股厚は10
0人とした。スパッタリングに用いた基板の枚数は,そ
れぞれの磁性膜、下地層について20枚である。 接着力の評価は、20枚の基板上に剥離せずに形成でき
た強磁性薄膜の枚数で行なった。すなわち、剥離せず}
こ形成できた強磁性薄膜の枚数が20枚に近いほど、接
着力が強いとした。 第1表に実験結果を示す。 第1表に示すように、適当な組成のF e − A 1
合金を下地層に用いることにより、M n − Z n
フエライト基板とFe系合金との接着力を向上すること
ができた。特に、AI濃度が5〜40aし%のFe−A
l合金において優れた効果を示した。 第1表 またFe−98 i−5Alのセンダスト合金も同等の
効果を示した。第1表においては磁性膜材料の種類を変
えた場合についての結果も示されており、これによると
Fe−Si系磁性膜よりもFe−C系磁性膜においてF
e−Al合金下地層の効果が大きいことが分かる。 Fe−C系磁性膜は高飽和磁束密度および高透磁率を有
するが、M n − Z nフェライト基板との接着力
が弱いため、これまで磁気ヘッドの作製が困難であった
。これに対し、Fe−C系磁性膜の磁気ヘッドへの応用
に対して、本発明は極めて効果的である。 また、Fe−C磁性膜を用いた強磁性薄膜について、電
子顕微鏡で断面構造をw1察したところ、接着力の強い
Fe−Al合金下地層を用いた膜では、M n − Z
 nフェライト基板と下地層との界面および下地層とF
e−C磁性膜との界面に反応層が見られ、相互拡散して
いることが分かった。この反応層が接着力を向上させて
いる原因と考えられる。 そこで、オージエ電子分光分析により膜深さ方向の分析
をしたところ、この反応層はFeとAlの合金層である
ことが分かった。 また、剥離した試料を観察した結果、剥離は下地層のA
l濃度が低い強磁性薄膜では基板と下地層との界面で起
こり、下地層のAl濃度が高い強磁性薄膜では下地層と
磁性薄膜との界面で生じていた。 さらに基板1 3 ):− LテS i O,, A 
1,0,, a−Fe203、(Mn○)To(Nl○
)3o.Znフェライト基板を用いた実験を行なったと
ころ、これらの基板においても、Fe−Al合金下地層
を用いることにより、磁性膜と基板との接着力が向上し
た。 また、上述した各種酸化物基板上に形成する下地層とし
てNi.Coを用いた場合にはFe−10at%Al合
金よりも優れた接着力を示し,Ti.Mo,V.W,C
rについては第1表に示された結果と同等の良好な接着
力を示した。このため、酸化物基板と合金薄膜とのれ離
を防止するための下地層として、これらの元素も有効で
あるあることが分かった。 〔実施例2〕 第2回に示すような積層磁性薄膜を形成した。 本実施例では主磁性膜21として膜厚950人のFe−
1at%C合金、中間層22として膜厚50人のNi−
20at%Fe合金、基板24としてSi○2を用いた
。磁性膜は50周期積層した。下地層23としてはFe
−10at%Al合金を用い,膜厚を変化した。 Fe−Al合金下地層の膜厚変化によるFe−C多層膜
の比透磁率の変化を第3図に示す。この図に示されるよ
うに、下地層の膜厚が厚くなるほど、比透磁率は減少す
る。このため比透磁率の減少を最小限にするためには下
地層の膜厚は200人以下が好ましい。また膜厚20人
以下では下地層の効果がなく、磁性膜は基板より剥離す
る。 従って、下地層の膜厚としては20〜200人の範囲が
好ましい。、 この膜厚依存性は第1表に示したその他の組成のFe−
Al合金やセンダスト合金さらにはNi、Co.Ti.
Mo.W.Cr.Vなどの下地層についても同様であっ
た。 ζ施例3〕 第2図に示すような構造の積層磁性薄膜を用いてVTR
用磁気ヘッドを作製した。 本実施例では主磁性膜21として膜厚950人のFe−
1at%C合金、中間層22として膜厚50人のNi−
20at%Fe合金を用いた。磁性膜は100周期積層
し、膜厚は約10μmとした。下地Jl2.3には第1
表に示したFe−Al合金とAlを用い、膜厚は100
人とした。 第4図に示すVTR用磁気ヘッド90の作製工程を以下
に述べる。 第4図(a)に示す溝81を有するMn−Znフェライ
トからなる基板82を用意し、第4図(b)に示すごと
く基板82の表面に膜厚約10μmの上記積層構造を有
する強磁性薄膜83をイオンビーム・スパッタリング法
により作製した。 次に第4図(c)に示すごとくガラス84を用いて溝8
1を充填し、さらに第4図(d)に示すごとくガラス8
4の表面を研磨してギャップ構成面85を形成し、ヘッ
ドコア半休ブロック86を作製した。さらに,ギャップ
構成面85にギャップ材となるSin2膜をスパッタリ
ング法により形成し、第4図(e)に示すごとく巻線窓
87を有するヘッドコア半休ブロック88と上記へッド
コア半休ブロック86とをギャップ材を介して重ねあわ
せて500℃の温度で30分間加熱してガラス84を再
度溶融、固化して接合ブロック89を作製した。さらに
第4図(e)に示す2点鎖線部を切断して第4図(f)
に示すV T’R用磁気ヘッド90を得た。 上述の工程によって作製した本発明の磁気ヘッドの記録
再生特性を保磁力14000eのメタルテープを用いて
測定した。この結果を第2表に示す。また、参考のため
に下地暦としてNi−20at%Fe合金を用いた磁気
ヘッドについての結果も示す。 第2表に示すように、下地層の組成によってヘッドの再
生出力やコンター出力は影響を受け,再生出力とコンタ
ー出力とは逆の傾向を示した。 コンター出力はAt濃度が40a t%を越えると急激
に増加する傾向を示すため、下地層の組成としては2〜
40at%Alを含むF e − A 1合金が好まし
いことが分かった。しかも、Fe−Al合金は上述のよ
うに軟磁気特性を示すNi−Fe合金よりも擬似ギャッ
プ効果の低減に有効であることも分かった。 第2表 同様に、下地層としてNi.Co、Ti.Mo、W.C
r,Vを用いたヘッドについても検討したところ、上述
したF e − A 1合金と同等以上の特性を示した
。特に、Ni,Coは擬似ギャップ効果の低減に非常に
有効であることが分かった。 この結果、磁性膜と基板との界面にFe−Al系合金や
Ni.Co、Ti,Mo、W.Cr.Vからなる下地溜
を設けることにより、高飽和磁束密度を有するFe系磁
性膜を形成することができ、記録・再生特性の優れた磁
気ヘッドが得られた。
【発明の効果】
以上説明したごとく、FeあるいはFeを主成分とする
合金薄膜を酸化物基板上に形成する場合、磁性膜と基板
との界面にFe−Al系合金やNi、Co.Ti.Mo
,W.Cr.Vからなる下地層を設けることにより、磁
性膜と基板との接着力が向上し、剥離を伴わずに数μm
の膜厚の強磁性薄膜を形成することが可能となった。ま
た、上述した下地層は剥離防止ばかりでなく、磁気ヘッ
ドの擬似ギャップ効果を低減する効果がある。 以上の結果、高飽和磁束密度を有するFe系合金、Fe
系合金多層膜を磁気ヘッドに適用することが可能になり
、高密度磁気記録用の磁気ヘッドを得ることができる.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の下地層を有する強磁性薄膜の断面図、
第2図は本発明の下地層を有する積層磁性薄膜の断面図
、第3図は本発明の強磁性薄膜の比透磁率の下地暦膜厚
依存性を示すグラフ、第4第1図 第2図 ッドの作製工程を示す斜視図である。 符号の説明 11・・・磁性膜,12・・・下地層、13・・・基板
、21・・・主磁性膜、22・・・中間膜、23・・・
下地暦、24・・・基板、81・・・溝、82・・・基
板、83・・・強磁性薄膜、84・・・ガラス、85・
・・ヘッドギャップ構成面、86・・・ヘッドコア半休
ブロック、87・・・巻線窓、88・・・巻線窓を有す
るヘッドコア半休ブロック、89・・・接合ブロック、
90・・・VTR用磁気ヘッド。 第3図 Fe.−Al令全(鑞っ帖(お (g2 yt ヘブl″キセーl7′旧4琢頗 V丁K用k5

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.酸化物基板上に形成した強磁性薄膜において上記強
    磁性薄膜がFeあるいはFeを主成分とする合金であり
    、上記強磁性薄膜と上記酸化物基板との界面にFeとA
    lを主成分とする合金からなる下地層を設けたことを特
    徴とする強磁性薄膜。
  2. 2.特許請求の範囲第1項記載の強磁性薄膜に用いた下
    地層がAlを2〜40at%含むFeを主成分とする金
    属薄膜であることを特徴とする強磁性薄膜。
  3. 3.酸化物基板上に形成した強磁性薄膜において上記強
    磁性薄膜がFeあるいはFeを主成分とする合金であり
    、上記強磁性薄膜と上記酸化物基板との界面にCo、N
    i、Ti、Mo、V、W、Cr、の中から選ばれる一種
    以上の金属からなる下地層を設けたことを特徴とする強
    磁性薄膜。
  4. 4.上記下地層の膜厚が20〜200Åであることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか
    に記載の強磁性薄膜。
  5. 5.特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記
    載の強磁性薄膜を磁気回路の少なくとも一部に用いたこ
    とを特徴とする磁気ヘッド。
  6. 6.酸化物層と、Feを主成分とする強磁性層とを有す
    る強磁性膜において、上記酸化物層と強磁性層の間に両
    者と相互拡散による反応層をそれぞれの界面に形成する
    下地層を有することを特徴とする強磁性薄膜。
  7. 7.前記酸化物は、Mn−Znフェライト、SiO_2
    およびAl_2O_3のうちから選ばれる少なくともひ
    とつであることを特徴とする請求項6記載の強磁性薄膜
  8. 8.前記下地層はFeとAlを主成分とし、前記反応層
    はFeとAlの合金層であることを特徴とする請求項6
    記載の強磁性薄膜。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0583889A3 (en) * 1992-07-22 1994-10-12 Ngk Insulators Ltd A method of pickling Sendust and pickling a pattern in layers of Sendust and chrome.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0583889A3 (en) * 1992-07-22 1994-10-12 Ngk Insulators Ltd A method of pickling Sendust and pickling a pattern in layers of Sendust and chrome.
US5413672A (en) * 1992-07-22 1995-05-09 Ngk Insulators, Ltd. Method of etching sendust and method of pattern-etching sendust and chromium films

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