JPH03150709A - 磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
磁気ヘッドの製造方法Info
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- JPH03150709A JPH03150709A JP23116490A JP23116490A JPH03150709A JP H03150709 A JPH03150709 A JP H03150709A JP 23116490 A JP23116490 A JP 23116490A JP 23116490 A JP23116490 A JP 23116490A JP H03150709 A JPH03150709 A JP H03150709A
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Landscapes
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- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
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】
イ、産東上の利用分野
本発明は磁気ヘッドの製造方法に関するものである。
口、従来技術
従来、磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒体は、
ビデオ、オーディオ、ディジタル等の各種電気信号の記
録に幅広く利用されている。基体上に形成された磁性層
(磁気記録層)の面内長手方向における磁化を用いる方
式においては、新規の磁性体や新しい塗布技術等により
高密度化が図られている。また一方、近年、磁気記録の
高密度化に伴い、磁気記録媒体の磁性層の厚さ方向の磁
化(いわゆる垂直磁化)を用いる垂直磁化記録方式が、
最近になって提案されている(例えば、「日経エレクト
ロニクスJ 1978年8月7日号No。
ビデオ、オーディオ、ディジタル等の各種電気信号の記
録に幅広く利用されている。基体上に形成された磁性層
(磁気記録層)の面内長手方向における磁化を用いる方
式においては、新規の磁性体や新しい塗布技術等により
高密度化が図られている。また一方、近年、磁気記録の
高密度化に伴い、磁気記録媒体の磁性層の厚さ方向の磁
化(いわゆる垂直磁化)を用いる垂直磁化記録方式が、
最近になって提案されている(例えば、「日経エレクト
ロニクスJ 1978年8月7日号No。
192)、この記録方式によれば、記録波長が短くなる
に伴って媒体内の残留磁化に作用する反磁界が減少する
ので、高密度化にとって好ましい特性を有し、本質的に
高密度記録に適した方式であり現在実用化に向けて研究
が行われている。
に伴って媒体内の残留磁化に作用する反磁界が減少する
ので、高密度化にとって好ましい特性を有し、本質的に
高密度記録に適した方式であり現在実用化に向けて研究
が行われている。
ハ9発明の目的
本発明の目的は、上記した如き磁気記録方式に好適で高
磁化、抵抗磁力、高耐食性を期待できる磁気ヘッドの製
造方法を提供することにある。
磁化、抵抗磁力、高耐食性を期待できる磁気ヘッドの製
造方法を提供することにある。
二0発明の構成
即ち、本発明は、鉄からなる複数のターゲットをプラズ
マ発生用真空槽内において互いに対向せしめ、これらの
対向ターゲット間に窒素含有ガスを供給し、前記ターゲ
ットをスパッタするプラズマを発生させ、このプラズマ
によって発生した窒化鉄イオンを加速電界で加速した後
に制御電界でエネルギー制御して前記プラズマ発生用真
空槽よりその外部へ導出し、この導出された窒化鉄イオ
ンを前記プラズマ発生用真空槽の外部に配された磁気ヘ
ッド用基体に導き、透磁層の少なくとも一部を形成する
窒化鉄として前記基体上に堆積させる、磁気ヘッドの製
造方法に係るものである。
マ発生用真空槽内において互いに対向せしめ、これらの
対向ターゲット間に窒素含有ガスを供給し、前記ターゲ
ットをスパッタするプラズマを発生させ、このプラズマ
によって発生した窒化鉄イオンを加速電界で加速した後
に制御電界でエネルギー制御して前記プラズマ発生用真
空槽よりその外部へ導出し、この導出された窒化鉄イオ
ンを前記プラズマ発生用真空槽の外部に配された磁気ヘ
ッド用基体に導き、透磁層の少なくとも一部を形成する
窒化鉄として前記基体上に堆積させる、磁気ヘッドの製
造方法に係るものである。
ホ、実施例
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
まず、本発明によって製造される磁気ヘッドの構成を説
明する。
明する。
第1図は、磁気テープ等の磁気記録媒体15を垂直磁気
記録するのに使用する磁気ヘッド16.17を示すもの
である。このうち、ヘッド16は補助磁極として働き、
これに対向配置されるヘッド17は主磁極として機能せ
しめられる。
記録するのに使用する磁気ヘッド16.17を示すもの
である。このうち、ヘッド16は補助磁極として働き、
これに対向配置されるヘッド17は主磁極として機能せ
しめられる。
ここで特徴的なことは、主磁極17として、ガラス基板
S上に窒化鉄(FexN)、特にγ′Fe5N又はCa
−Fe+r’ −Fea N)からなる磁性膜14を被
着せしめ、これを別のガラス板等の保持具18で保護し
た構造のものを使用していることである。磁性膜14を
構成するFexNは、後述することから明らかなように
、飽和磁化が大きくて信号記録を充分に行えると同時に
、ヘッドに要求される低い抗磁力(Hc)を示す。従っ
て、そうした磁性膜14を透磁層として有するヘッドの
性能は極めて良好となる。しかも、FexNは窒素の含
有によって耐食性も良好となり、これもヘッド特性の向
上に寄与している。
S上に窒化鉄(FexN)、特にγ′Fe5N又はCa
−Fe+r’ −Fea N)からなる磁性膜14を被
着せしめ、これを別のガラス板等の保持具18で保護し
た構造のものを使用していることである。磁性膜14を
構成するFexNは、後述することから明らかなように
、飽和磁化が大きくて信号記録を充分に行えると同時に
、ヘッドに要求される低い抗磁力(Hc)を示す。従っ
て、そうした磁性膜14を透磁層として有するヘッドの
性能は極めて良好となる。しかも、FexNは窒素の含
有によって耐食性も良好となり、これもヘッド特性の向
上に寄与している。
なお、例えば、この垂直磁気記録方式においては、補助
磁極16が記録信号により励磁され、そこから媒体15
側へ磁界が発生し、これにより面内方向に主磁極17へ
向けてフラックスが集中し、媒体15の磁性層に主磁極
17に対応した磁気記録がなされる。
磁極16が記録信号により励磁され、そこから媒体15
側へ磁界が発生し、これにより面内方向に主磁極17へ
向けてフラックスが集中し、媒体15の磁性層に主磁極
17に対応した磁気記録がなされる。
第2図には、他の磁気ヘッド27を示したが、このヘッ
ドでも、例えばフェライトからなるコア材Sの磁気ギャ
ップ20側の対向面にFexNからなる磁性膜14が夫
々形成されている。なお、ヘッド全面がFexNで覆わ
れているヘッドであってもよい、これらのFexNより
形成されているヘッドは特に高密度記録に適している。
ドでも、例えばフェライトからなるコア材Sの磁気ギャ
ップ20側の対向面にFexNからなる磁性膜14が夫
々形成されている。なお、ヘッド全面がFexNで覆わ
れているヘッドであってもよい、これらのFexNより
形成されているヘッドは特に高密度記録に適している。
また、上記のFexN磁性膜14は、上記以外の磁気ヘ
ッド(例えば薄膜ヘッド)にも形成することができる。
ッド(例えば薄膜ヘッド)にも形成することができる。
次に、上記の磁気ヘッドの製造方法を説明する。
まず、基板S(ガラス板、フェライトコア材等)を用意
し、その所定の面上に以下に説明する方法によってFe
xN膜14膜形4する。このために、第3図〜第8図に
示すイオンビーム発生装置を使用するのが望ましい。
し、その所定の面上に以下に説明する方法によってFe
xN膜14膜形4する。このために、第3図〜第8図に
示すイオンビーム発生装置を使用するのが望ましい。
第3図に示す装置は基本的には、対向ターゲットスパッ
タ部Aと、このスパッタ部からイオン化粒子を導出する
イオンビーム導出部臼とからなっている。
タ部Aと、このスパッタ部からイオン化粒子を導出する
イオンビーム導出部臼とからなっている。
スパッタ部Aにおいて、1は真空槽、2は真空管である
。真空槽1の排気系は図示省略した。ターゲット電極は
、ターゲットホルダー4によりFe製の一対のターゲラ
)TI、Tzを互いに隔てて平行に対向配置した対向タ
ーゲット電極として構成されている。これらのターゲッ
ト間には、外部の磁界発生手段(マグネットコイル)3
による磁界が形成される。なお、図中の5は冷却水導入
管、6は同導出管であり、13は加速用の電極である。
。真空槽1の排気系は図示省略した。ターゲット電極は
、ターゲットホルダー4によりFe製の一対のターゲラ
)TI、Tzを互いに隔てて平行に対向配置した対向タ
ーゲット電極として構成されている。これらのターゲッ
ト間には、外部の磁界発生手段(マグネットコイル)3
による磁界が形成される。なお、図中の5は冷却水導入
管、6は同導出管であり、13は加速用の電極である。
このように構成されたスパッタ装置において、平行に対
向し合った両ターゲット下8、T2の各表面と垂直方間
に磁界を形成し、この磁界により陰極降下部(即ち、第
4図に明示する如く、ターゲットTI−T2間に発生し
たプラズマ雰囲気7と各ターゲラ)TI及びT2との間
の領域8.9)での電界で加速されたスパッタガスイオ
ンのターゲット表面に対する衝撃で放出されたγ電子を
ターゲット間の空間にとじ込め、対向した他方のターゲ
ット方向へ移動させる。他方のターゲット表面へ移動し
たγ電子は、その近傍の陰極降下部で反射される。こう
して、γ電子はターゲットT。
向し合った両ターゲット下8、T2の各表面と垂直方間
に磁界を形成し、この磁界により陰極降下部(即ち、第
4図に明示する如く、ターゲットTI−T2間に発生し
たプラズマ雰囲気7と各ターゲラ)TI及びT2との間
の領域8.9)での電界で加速されたスパッタガスイオ
ンのターゲット表面に対する衝撃で放出されたγ電子を
ターゲット間の空間にとじ込め、対向した他方のターゲ
ット方向へ移動させる。他方のターゲット表面へ移動し
たγ電子は、その近傍の陰極降下部で反射される。こう
して、γ電子はターゲットT。
Tz間において磁界に束縛されながら往復運動を繰返す
ことになる。この往復連動の間に、γ電子は中性の雰囲
気ガスと衝突して雰囲気ガスのイオンと電子とを生成さ
せ、これらの生成物がターゲットからのγ電子の放出と
雰囲気ガスのイオン化を促進させる。従って、ターゲラ
)T、−72間の空間には高密度のプラズマが形成され
、これに伴ってターゲット物質が充分にスパッタされる
ことになる。
ことになる。この往復連動の間に、γ電子は中性の雰囲
気ガスと衝突して雰囲気ガスのイオンと電子とを生成さ
せ、これらの生成物がターゲットからのγ電子の放出と
雰囲気ガスのイオン化を促進させる。従って、ターゲラ
)T、−72間の空間には高密度のプラズマが形成され
、これに伴ってターゲット物質が充分にスパッタされる
ことになる。
この対向ターゲットスパック装置は、他の飛翔手段に比
べて、高速スパッタによる高堆積速度の製膜が可能であ
り、また基体がプラズマに直接曝されることがなく、低
い基体温度での製膜が可能である。
べて、高速スパッタによる高堆積速度の製膜が可能であ
り、また基体がプラズマに直接曝されることがなく、低
い基体温度での製膜が可能である。
第3図の装置で注目されるべき構成は、スパッタ部Aに
おいてターゲットから叩き出されたFeと反応ガス(N
2)とが反応してイオン化された粒子、即ちFexNの
イオンを効率良く外部へ導出するための導出部臼を有し
ていることである。
おいてターゲットから叩き出されたFeと反応ガス(N
2)とが反応してイオン化された粒子、即ちFexNの
イオンを効率良く外部へ導出するための導出部臼を有し
ていることである。
即ち、この導出部臼は、ターゲラ)Tzの外側近傍に配
されたスクリーングリッドGを有し、これらのターゲッ
トT!及びグリッドGは夫々所定の電位に保持されると
同時に、イオン化粒子10を通過させるための小孔11
.12が夫々対応した数及びパターンに形成されている
。これは、第5図及び第6図に夫々明示した。各小孔1
1.12は例えば2mn+φであって5IIII11の
間隔を置いて形成され、グリッドGの厚みは1mmであ
ってよい。
されたスクリーングリッドGを有し、これらのターゲッ
トT!及びグリッドGは夫々所定の電位に保持されると
同時に、イオン化粒子10を通過させるための小孔11
.12が夫々対応した数及びパターンに形成されている
。これは、第5図及び第6図に夫々明示した。各小孔1
1.12は例えば2mn+φであって5IIII11の
間隔を置いて形成され、グリッドGの厚みは1mmであ
ってよい。
第7図は、上記装置を動作させる際の電気回路系を概略
的に示すが、加速電極13に加速電圧Vρを印加した状
態で、両ターゲットT、、T2に負電圧Vtを与え、か
つグリッドGを接地している。
的に示すが、加速電極13に加速電圧Vρを印加した状
態で、両ターゲットT、、T2に負電圧Vtを与え、か
つグリッドGを接地している。
また、イオンビーム導出部8側に配した基板Sも接地し
ている。第8図は各部のポテンシャル分布を示シ、Vp
はO〜200■に、Vtは500〜1000Vに設定さ
れる。
ている。第8図は各部のポテンシャル分布を示シ、Vp
はO〜200■に、Vtは500〜1000Vに設定さ
れる。
このような条件で上記装置を動作させると、スパッタ部
A(真空度10−3〜10−’Torr)において発生
したプラズマ中のイオンは下部ターゲットTtの陰極降
下部9(第4図参照)で加速電極13によって加速され
た後、ターゲット下2−グリッド0間の電界によって減
速されながら上記小孔11.12を通過し、基板Sとプ
ラズマとの間の電位差に相当するエネルギーを以て導出
される。導出されたイオンビーム10は、導出部臼(真
空度1O−STorr以上)側に形成される電界E(第
3図参照)の作用で効果的に集束せしめられ、上記エネ
ルギーを以て基板Sに入射することになる。こうして、
加速電極(又は陽極)13に加える陽極電圧Vpを変化
させることにより、基板S上への堆積イオン(FexN
)のエネルギーを制御しながら、グリッドGの作用で効
率良くイオンビーム10を引出し、基板S上へ導くこと
ができる。また、基板Sのある側は1O−STorr以
上の高真空に引かれているので、クリーンで不純物の少
ない磁性膜を堆積させることができる。
A(真空度10−3〜10−’Torr)において発生
したプラズマ中のイオンは下部ターゲットTtの陰極降
下部9(第4図参照)で加速電極13によって加速され
た後、ターゲット下2−グリッド0間の電界によって減
速されながら上記小孔11.12を通過し、基板Sとプ
ラズマとの間の電位差に相当するエネルギーを以て導出
される。導出されたイオンビーム10は、導出部臼(真
空度1O−STorr以上)側に形成される電界E(第
3図参照)の作用で効果的に集束せしめられ、上記エネ
ルギーを以て基板Sに入射することになる。こうして、
加速電極(又は陽極)13に加える陽極電圧Vpを変化
させることにより、基板S上への堆積イオン(FexN
)のエネルギーを制御しながら、グリッドGの作用で効
率良くイオンビーム10を引出し、基板S上へ導くこと
ができる。また、基板Sのある側は1O−STorr以
上の高真空に引かれているので、クリーンで不純物の少
ない磁性膜を堆積させることができる。
なお、イオンビームを引出す側に配されたターゲットT
zの小孔11.12は必要以上に大きくしない方がよい
が、あまり大きくするとスパッタ部Aと導出部臼とのガ
ス圧差によって基板S側へ不要なガスがリークして堆積
膜の純度低下が生じ易く、或いはターゲットT2及びグ
リッドGの強度面でも望ましくな(、しかもターゲット
面積が減少してスパッタ効率も低下し易くなることが考
えられる。
zの小孔11.12は必要以上に大きくしない方がよい
が、あまり大きくするとスパッタ部Aと導出部臼とのガ
ス圧差によって基板S側へ不要なガスがリークして堆積
膜の純度低下が生じ易く、或いはターゲットT2及びグ
リッドGの強度面でも望ましくな(、しかもターゲット
面積が減少してスパッタ効率も低下し易くなることが考
えられる。
以上に説明した方法及び装置によって、例えば第1図や
第2図に示す如く、基板S上に厚さ例えば2000人の
FexN磁性膜14を有する磁気ヘッドを作成すること
ができる。この磁気ヘッドは、特に高密度記録用の面内
長手方向記録用や垂直磁気記録用として好適な磁性膜1
4を有したものとなっている。
第2図に示す如く、基板S上に厚さ例えば2000人の
FexN磁性膜14を有する磁気ヘッドを作成すること
ができる。この磁気ヘッドは、特に高密度記録用の面内
長手方向記録用や垂直磁気記録用として好適な磁性膜1
4を有したものとなっている。
次に、上記の磁化膜(FexN)について、実験結果に
基いて更に詳述する。
基いて更に詳述する。
(A)、FexN膜の構造
形成された膜は、すべて結晶性を示し、そC結晶構造は
窒素ガス混合率、基板温度(Ts )及びイオン加速電
圧(Vp )に依存して変化した。
窒素ガス混合率、基板温度(Ts )及びイオン加速電
圧(Vp )に依存して変化した。
第9図に、全圧Ptotal = 5 Xl0−’To
rrSV=20V (一定)の条件で作製した膜の結晶
構造と、PN!・Tsの関係を示す(但し、基板は(1
11)Si基板)、 Ts = 200°Cの場合、形
成される結晶相はPN!の上昇とともに、α−Feと7
’−Fe、Nの混相→r’ FeaN単相→ε−Fe
、Nとζ−Fe、Nの混相→ζ−Fe、Nと変化し、膜
の窒化度が高まっていく。また、α−Fe、r’ −F
ea Nの混相膜には、面間隔1.9〜2.0人を持つ
不明の結晶相(U、 K、 )が存在していた。Ts
が200℃以上に上昇すると、各N載量の境界は高PN
z側に移動する。Tsが200″C以下の場合にも、T
sが減少すると膜の窒化度が減少する傾向が見られ、T
s =BO’C,PNz≦4 X 10−’Torrで
は、α−Fe相のみが形成された。
rrSV=20V (一定)の条件で作製した膜の結晶
構造と、PN!・Tsの関係を示す(但し、基板は(1
11)Si基板)、 Ts = 200°Cの場合、形
成される結晶相はPN!の上昇とともに、α−Feと7
’−Fe、Nの混相→r’ FeaN単相→ε−Fe
、Nとζ−Fe、Nの混相→ζ−Fe、Nと変化し、膜
の窒化度が高まっていく。また、α−Fe、r’ −F
ea Nの混相膜には、面間隔1.9〜2.0人を持つ
不明の結晶相(U、 K、 )が存在していた。Ts
が200℃以上に上昇すると、各N載量の境界は高PN
z側に移動する。Tsが200″C以下の場合にも、T
sが減少すると膜の窒化度が減少する傾向が見られ、T
s =BO’C,PNz≦4 X 10−’Torrで
は、α−Fe相のみが形成された。
第10図に、種々の条件で形成された膜の一例のX線回
折図形を示す、形成される相のうち、ε相及びζ相はラ
ンダムな結晶方位を示したが、bcc構造のa−Fe相
は<110 >方向、fcC構造の7’−Fe、N相は
<100>方向が膜面垂直に強く配向していた。従来、
堆積粒子に中性粒子のみを用いる通常のスパッタ法で作
製されるα−Fe、γ’−Fe、N膜は、雰囲気圧力の
低下とともに各々(110)、(111)面(各相の最
密充填面)が配向する傾向を示すことから、上述の結果
は、本発明のイオンビームデボジシゴン法では堆積粒子
の持つ高い運動エネルギーと−様な方向性が膜の配向を
促進すること、及び配向する面は堆積粒子の電荷の影響
をうけ、化合物の種類によっては最密充填面以外の面が
配向しやすくなることを示していると言える。
折図形を示す、形成される相のうち、ε相及びζ相はラ
ンダムな結晶方位を示したが、bcc構造のa−Fe相
は<110 >方向、fcC構造の7’−Fe、N相は
<100>方向が膜面垂直に強く配向していた。従来、
堆積粒子に中性粒子のみを用いる通常のスパッタ法で作
製されるα−Fe、γ’−Fe、N膜は、雰囲気圧力の
低下とともに各々(110)、(111)面(各相の最
密充填面)が配向する傾向を示すことから、上述の結果
は、本発明のイオンビームデボジシゴン法では堆積粒子
の持つ高い運動エネルギーと−様な方向性が膜の配向を
促進すること、及び配向する面は堆積粒子の電荷の影響
をうけ、化合物の種類によっては最密充填面以外の面が
配向しやすくなることを示していると言える。
なお、P total = 5 Xl0−’Torr、
PNz=1.5 X10−’Torr、 7 s =
150’C一定の条件で作製した膜のX線回折図形グ
ラlのVPによる変化を調べた。Vp−OVt’は、(
110)面が配向したα−Fe相の回折線のみだが、V
p =40Vではr’ FexN相(111)、(2
00)面画折位置にブロードなピークが明瞭に現れ、V
p =60Vでは再びα−Fe相(110)面の回折線
のみとなる。これらは、Vp=0〜40Vの範囲では、
Vpの上昇につれてγ’−Fe、N相の量の割合が増大
することを示している。また、VP =40V、 Ts
= 150℃で堆積した膜のγ′Fe、N相の配向性
はランダムで、前述のVp=20■、Ts = 200
℃で堆積した膜中のγ′相が(200)配向を示したの
と異なっていた。vpの上昇は、堆積イオンの運動エネ
ルギーの上昇をもたらすので、基板の表面温度及び堆積
粒子の基板表面における移動度が増大して、その結果、
鉄−窒素間の反応が促進されたものと考えられる。Vp
=60Vの結果は、イオンの運動エネルギーが過大に
なると、鉄−窒素間の結合が抑制されるか、または−度
結合しても別の粒子による衝撃により、再分離してしま
うことを示すものと考えられる。また、膜の配向性は、
Vpの上昇により生成される高エネルギー粒子の基板衝
撃により、低下すると言える。
PNz=1.5 X10−’Torr、 7 s =
150’C一定の条件で作製した膜のX線回折図形グ
ラlのVPによる変化を調べた。Vp−OVt’は、(
110)面が配向したα−Fe相の回折線のみだが、V
p =40Vではr’ FexN相(111)、(2
00)面画折位置にブロードなピークが明瞭に現れ、V
p =60Vでは再びα−Fe相(110)面の回折線
のみとなる。これらは、Vp=0〜40Vの範囲では、
Vpの上昇につれてγ’−Fe、N相の量の割合が増大
することを示している。また、VP =40V、 Ts
= 150℃で堆積した膜のγ′Fe、N相の配向性
はランダムで、前述のVp=20■、Ts = 200
℃で堆積した膜中のγ′相が(200)配向を示したの
と異なっていた。vpの上昇は、堆積イオンの運動エネ
ルギーの上昇をもたらすので、基板の表面温度及び堆積
粒子の基板表面における移動度が増大して、その結果、
鉄−窒素間の反応が促進されたものと考えられる。Vp
=60Vの結果は、イオンの運動エネルギーが過大に
なると、鉄−窒素間の結合が抑制されるか、または−度
結合しても別の粒子による衝撃により、再分離してしま
うことを示すものと考えられる。また、膜の配向性は、
Vpの上昇により生成される高エネルギー粒子の基板衝
撃により、低下すると言える。
(B)、FexN膜の飽和磁化
膜の飽和磁化(4πMs )は、磁気天秤によって測定
した。第11図、第12図に4πMsと各作製条件の関
係を示す、 P total = 5 Xl0−’To
rr、 Vs =20V (一定)の条件で作製した膜
の4πMsのPNI及びTs依存性を示す。
した。第11図、第12図に4πMsと各作製条件の関
係を示す、 P total = 5 Xl0−’To
rr、 Vs =20V (一定)の条件で作製した膜
の4πMsのPNI及びTs依存性を示す。
4πMsは、膜の結晶構造がα−Fe−mT’F ea
N+U、に、 (Unkno11n’) の混相の場
合及びT′相単相の領域で、純鉄の4πMs (21
,6KG)を上回る値を示し、特に両領域の境界近傍で
は約25KGと非常に高い値となっている。
N+U、に、 (Unkno11n’) の混相の場
合及びT′相単相の領域で、純鉄の4πMs (21
,6KG)を上回る値を示し、特に両領域の境界近傍で
は約25KGと非常に高い値となっている。
この高い4πMsは、γ′相及びU、 K、相に起因
していると言える。この高4πMsの領域は、第9図中
に斜線で示したが、この領域では高4πMsと同時に低
Hcも得られ、ヘッド材として好適なFexN膜となる
。報告されてぃるγ′相の4πMsは、約24KGであ
り、本発明におけるT′単相膜のそれも22〜24KG
でほぼ一致している。従って、膜の4πMsが25KG
に達するということはU、 K、相の4πMsがγ′相
よりも高いことを意味している。高4πMs膜がα+γ
/ +U、 K、とT′単相領域との境界近傍で得られ
たことから、U、 K。
していると言える。この高4πMsの領域は、第9図中
に斜線で示したが、この領域では高4πMsと同時に低
Hcも得られ、ヘッド材として好適なFexN膜となる
。報告されてぃるγ′相の4πMsは、約24KGであ
り、本発明におけるT′単相膜のそれも22〜24KG
でほぼ一致している。従って、膜の4πMsが25KG
に達するということはU、 K、相の4πMsがγ′相
よりも高いことを意味している。高4πMs膜がα+γ
/ +U、 K、とT′単相領域との境界近傍で得られ
たことから、U、 K。
相がFe、Nである可能性がある。
Ptotal =5 Xl0−’Torr、 Vp =
20Vのもとて高4πMsを持つ膜が得られる作製条件
範囲は、Ts = 250°C一定の場合、PNZ=
1.lXl0−’〜4.0X10″’Torr (窒素
ガス混合比pNi/P total = 2.0〜8.
0%) 、Plb= 3 xto−sTorr一定の場
合、Ts = 150〜250℃であった。
20Vのもとて高4πMsを持つ膜が得られる作製条件
範囲は、Ts = 250°C一定の場合、PNZ=
1.lXl0−’〜4.0X10″’Torr (窒素
ガス混合比pNi/P total = 2.0〜8.
0%) 、Plb= 3 xto−sTorr一定の場
合、Ts = 150〜250℃であった。
これらを通常のRfスパッタ装置を用いて堆積した膜で
高い4πMsが得られる条件pNg/Ptotal =
2.7〜4.0%と比べると窒素ガス混合率の範囲が
広くなっている。高4πMsを持つFe、Nと考えられ
ている相は、高エネルギー粒子の基板衝撃や基板温度の
上昇に弱いことが報告されているが、通常のRfスパッ
タ法の場合、窒素ガス混合比の変動により、プラズマポ
テンシャルやスパッタ効率が変化して高エネルギー粒子
の基板衝撃効果や基板温度の変動が生じ、これらが結晶
の成長を阻害する方向に働く場合(準安定相の破壊など
)、形成範囲が狭くなる。これに対し、本発明のイオン
ビームデポジション法では、窒素ガス混合比を独立に変
化させられるため、高4πMs膜の作製範囲が広がった
ものと考えられる。
高い4πMsが得られる条件pNg/Ptotal =
2.7〜4.0%と比べると窒素ガス混合率の範囲が
広くなっている。高4πMsを持つFe、Nと考えられ
ている相は、高エネルギー粒子の基板衝撃や基板温度の
上昇に弱いことが報告されているが、通常のRfスパッ
タ法の場合、窒素ガス混合比の変動により、プラズマポ
テンシャルやスパッタ効率が変化して高エネルギー粒子
の基板衝撃効果や基板温度の変動が生じ、これらが結晶
の成長を阻害する方向に働く場合(準安定相の破壊など
)、形成範囲が狭くなる。これに対し、本発明のイオン
ビームデポジション法では、窒素ガス混合比を独立に変
化させられるため、高4πMs膜の作製範囲が広がった
ものと考えられる。
また、4πMsのPtotalによる変化を測定したと
ころ、Ptotalが上昇するにつれて、裔い4πMs
を持つ膜が得られる基板温度は上昇する傾向を示すこと
が分かった。これは、Ptotalの上昇にともなう堆
積粒子のイオンの割合の減少によって、形成される膜の
結晶性が低下するためと考えれらる。
ころ、Ptotalが上昇するにつれて、裔い4πMs
を持つ膜が得られる基板温度は上昇する傾向を示すこと
が分かった。これは、Ptotalの上昇にともなう堆
積粒子のイオンの割合の減少によって、形成される膜の
結晶性が低下するためと考えれらる。
第13図に、4πMsのVpによる変化を示す。ここで
の試料は、P total = 5 Xl0−’Tor
r。
の試料は、P total = 5 Xl0−’Tor
r。
Ts = 150°C及びPtotal = 1 xl
O−”τorr、 Ts=150℃の条件で作製したも
のである。4πMsは、vpの上昇にともない減少する
傾向を示した。この結果は、Fe−N膜では堆積粒子エ
ネルギーが30e V (Vp =20Vニ対応)を越
えると膜の短距離秩序が急速に低下することを示してい
る。
O−”τorr、 Ts=150℃の条件で作製したも
のである。4πMsは、vpの上昇にともない減少する
傾向を示した。この結果は、Fe−N膜では堆積粒子エ
ネルギーが30e V (Vp =20Vニ対応)を越
えると膜の短距離秩序が急速に低下することを示してい
る。
以上に述べた結果を要約すると、以下のようになる。
(a)、各膜堆積条件を独立に制御することにより、F
e−N膜の結晶構造の窒素分圧・基板温度依存性が明ら
かとなり、再現性良く膜を形成できる。
e−N膜の結晶構造の窒素分圧・基板温度依存性が明ら
かとなり、再現性良く膜を形成できる。
Φ)、イオン加速電圧VGI =20Vの場合、得られ
た結晶のうち、a−Fe、1’ −Fea N相は、夫
々(110)、(200)面が膜面平行に強く配向して
いた。これは、堆積粒子の持つ高い運動エネルギー、−
様な方向性及び電荷の効果によるものと考えられる。
た結晶のうち、a−Fe、1’ −Fea N相は、夫
々(110)、(200)面が膜面平行に強く配向して
いた。これは、堆積粒子の持つ高い運動エネルギー、−
様な方向性及び電荷の効果によるものと考えられる。
(C)、膜の飽和磁化4πMsは、結晶構造がα+T′
+ U 、 K 、 (Unknown)混相状態か
らγ′単相に遷移する作製条件領域で、約25KGと純
鉄より高い値を示した。
+ U 、 K 、 (Unknown)混相状態か
らγ′単相に遷移する作製条件領域で、約25KGと純
鉄より高い値を示した。
(d)、高い4πMsが得られる基板温度は、全圧Pt
otalの減少にともなって低下し、Ptotalが5
X 10− ’Torr以下の場合、150〜250
°Cとなった。
otalの減少にともなって低下し、Ptotalが5
X 10− ’Torr以下の場合、150〜250
°Cとなった。
これから堆積粒子中のイオンの割合を増加させることに
より、低基板温度でも膜の秩序度を向上させ得ることが
わかった。
より、低基板温度でも膜の秩序度を向上させ得ることが
わかった。
このうち、(a)は本発明のイオンビームデポジション
法の良好な制御性が、(d)はイオン化の効果が現れた
ものであり、従来の作成法では形成困難な高品位膜を、
このイオンビームデポジション法を用いれば再現性良く
形成できることを示しており、イオンビームデポジショ
ン法が極めて優れた作製法であることの証左である。
法の良好な制御性が、(d)はイオン化の効果が現れた
ものであり、従来の作成法では形成困難な高品位膜を、
このイオンビームデポジション法を用いれば再現性良く
形成できることを示しており、イオンビームデポジショ
ン法が極めて優れた作製法であることの証左である。
また、上記のFexN膜は、窒素の含有によって耐食性
が充分となっており、この点でも優れたものである。
が充分となっており、この点でも優れたものである。
なお、上述した例は種々変形が可能である。
例えば、第3図において、グリッドGを複数枚セットし
、イオンビームの制御を種々に行うこともできる。また
、下部ターゲットT2に小孔11を形成せず、両ターゲ
ッ)T、 72間の側方に上述した如きスクリーングリ
ッドを(縦に)配し、ここからイオンビームを側方へ引
出すようにしてもよい、第3図の例では、基板S上に直
接Fexh膜を堆積せしめたが、基板Sの代わりに仮想
線で示す如くに第3のターゲットT、を配し、このター
ゲットT、にイオンビーム10を衝撃せしめ、叩き出さ
れた(スパッタされた)別のイオン化粒子を上記Fex
N粒子と一緒に基板S′上に導き、両者の混合膜を基板
S土に堆積させることができる0例えば、ターゲットT
、としてパーマロイ(Ni、。Fezo)を使用すれば
、基板S′上にはFexNとパーマロイとの混合物の薄
膜が得られる。
、イオンビームの制御を種々に行うこともできる。また
、下部ターゲットT2に小孔11を形成せず、両ターゲ
ッ)T、 72間の側方に上述した如きスクリーングリ
ッドを(縦に)配し、ここからイオンビームを側方へ引
出すようにしてもよい、第3図の例では、基板S上に直
接Fexh膜を堆積せしめたが、基板Sの代わりに仮想
線で示す如くに第3のターゲットT、を配し、このター
ゲットT、にイオンビーム10を衝撃せしめ、叩き出さ
れた(スパッタされた)別のイオン化粒子を上記Fex
N粒子と一緒に基板S′上に導き、両者の混合膜を基板
S土に堆積させることができる0例えば、ターゲットT
、としてパーマロイ(Ni、。Fezo)を使用すれば
、基板S′上にはFexNとパーマロイとの混合物の薄
膜が得られる。
へ1発明の効果
本発明は上述した如く、透磁層の少なくとも一部が窒化
鉄からなっている(即ち、窒化鉄特有の高磁化、低Hc
、耐食性を発揮する)高性能のヘッドを製造するに際し
、対向ターゲットスパッタで生じた窒化鉄イオンを加速
電界で加速し、更に制御電界(グリッド電圧)下で制御
してからプラズマ発生用真空槽外へ導出し、基体上に導
いているので、イオンをエネルギー制御しながら効率よ
く引き出すことができ、磁気特性及び耐食性の良好な窒
化鉄膜を形成できる。この場合、制御電界(グリッド電
圧)はイオンのエネルギーを適切にコントロールして真
空槽外へ引き出すのに寄与するため、基体に対するイオ
ンの衝撃を緩らげて結晶の成長を促進し、高磁気特性の
膜を形成することができる。
鉄からなっている(即ち、窒化鉄特有の高磁化、低Hc
、耐食性を発揮する)高性能のヘッドを製造するに際し
、対向ターゲットスパッタで生じた窒化鉄イオンを加速
電界で加速し、更に制御電界(グリッド電圧)下で制御
してからプラズマ発生用真空槽外へ導出し、基体上に導
いているので、イオンをエネルギー制御しながら効率よ
く引き出すことができ、磁気特性及び耐食性の良好な窒
化鉄膜を形成できる。この場合、制御電界(グリッド電
圧)はイオンのエネルギーを適切にコントロールして真
空槽外へ引き出すのに寄与するため、基体に対するイオ
ンの衝撃を緩らげて結晶の成長を促進し、高磁気特性の
膜を形成することができる。
また、プラズマ発生用真空槽の外部に基体を配している
ので、基体がプラズマに曝されることがなく、低い基体
温度での製膜が可能であると共に、基体温度の変動も生
じない。この結果、上記のエネルギー制御と共に基体温
度を適度に設定でき、結晶成長を十分に進行させて高磁
気特性の膜を再現性よく形成できる。
ので、基体がプラズマに曝されることがなく、低い基体
温度での製膜が可能であると共に、基体温度の変動も生
じない。この結果、上記のエネルギー制御と共に基体温
度を適度に設定でき、結晶成長を十分に進行させて高磁
気特性の膜を再現性よく形成できる。
図面は本発明の実施例を示すものであって、第1図、第
2図は磁気ヘッドの二側を示す各概略図、 第3図はイオンビーム発生装置の断面図、第4図は対向
ターゲットスパッタの原理図、第5図はイオンビーム導
出側のターゲット及びグリッドの平面図、 第6図は第5図のX−X線断面図、 第7図は上記装置の電気回路系を示す図、第8図は各部
のポテンシャル分布図、 第9図は堆積膜の結晶構造と窒素分圧、基板温度との関
係を示す図、 第10図は堆積膜のX線解析図、 第11図は堆積膜の飽和磁化及び抗磁力と窒素分圧との
関係を示すグラフ、 第12図は堆積膜の飽和磁化と基板温度との関係を示す
グラフ、 第13図は堆積膜の飽和磁化と加速電圧との関係を示す
グラフ である。 なお、図面に示した符号において、 2・・・・・・・・・ガス導入管 3・・・・・・・・・マグネットコイル10・・・・・
・・・・イオンビーム 11.12・・・・・・・・・小孔 13・・・・・・・・・陽極(加速電極)14・・・・
・・・・・磁性(化)膜 TI、T!・・・・・・・・・ターゲットG・・・・・
・・・・スクリーングリッドA・・・・・・・・・スパ
ッタ部 日・・・・・・・・・イオンビーム導出部S・・・・・
・・・・基板 である。
2図は磁気ヘッドの二側を示す各概略図、 第3図はイオンビーム発生装置の断面図、第4図は対向
ターゲットスパッタの原理図、第5図はイオンビーム導
出側のターゲット及びグリッドの平面図、 第6図は第5図のX−X線断面図、 第7図は上記装置の電気回路系を示す図、第8図は各部
のポテンシャル分布図、 第9図は堆積膜の結晶構造と窒素分圧、基板温度との関
係を示す図、 第10図は堆積膜のX線解析図、 第11図は堆積膜の飽和磁化及び抗磁力と窒素分圧との
関係を示すグラフ、 第12図は堆積膜の飽和磁化と基板温度との関係を示す
グラフ、 第13図は堆積膜の飽和磁化と加速電圧との関係を示す
グラフ である。 なお、図面に示した符号において、 2・・・・・・・・・ガス導入管 3・・・・・・・・・マグネットコイル10・・・・・
・・・・イオンビーム 11.12・・・・・・・・・小孔 13・・・・・・・・・陽極(加速電極)14・・・・
・・・・・磁性(化)膜 TI、T!・・・・・・・・・ターゲットG・・・・・
・・・・スクリーングリッドA・・・・・・・・・スパ
ッタ部 日・・・・・・・・・イオンビーム導出部S・・・・・
・・・・基板 である。
Claims (1)
- 1、鉄からなる複数のターゲットをプラズマ発生用真空
槽内において互いに対向せしめ、これらの対向ターゲッ
ト間に窒素含有ガスを供給し、前記ターゲットをスパッ
タするプラズマを発生させ、このプラズマによって発生
した窒化鉄イオンを加速電界で加速した後に制御電界で
エネルギー制御して前記プラズマ発生用真空槽よりその
外部へ導出し、この導出された窒化鉄イオンを前記プラ
ズマ発生用真空槽の外部に配された磁気ヘッド用基体に
導き、透磁層の少なくとも一部を形成する窒化鉄として
前記基体上に堆積させる、磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23116490A JPH0648526B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 磁気ヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23116490A JPH0648526B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 磁気ヘッドの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13303283A Division JPS6025012A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 垂直磁気記録用磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03150709A true JPH03150709A (ja) | 1991-06-27 |
| JPH0648526B2 JPH0648526B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=16919316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23116490A Expired - Lifetime JPH0648526B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 磁気ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648526B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001052244A1 (en) * | 2000-01-07 | 2001-07-19 | Storage Technology Corporation | Nitrided elements and method of making same |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP23116490A patent/JPH0648526B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001052244A1 (en) * | 2000-01-07 | 2001-07-19 | Storage Technology Corporation | Nitrided elements and method of making same |
| US6473960B1 (en) | 2000-01-07 | 2002-11-05 | Storage Technology Corporation | Method of making nitrided active elements |
| US6915559B1 (en) | 2000-01-07 | 2005-07-12 | Storage Technology Corporation | Method of manufacturing a read head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0648526B2 (ja) | 1994-06-22 |
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