JPH03208311A - 磁性体膜積層体およびその製造方法 - Google Patents
磁性体膜積層体およびその製造方法Info
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- JPH03208311A JPH03208311A JP435890A JP435890A JPH03208311A JP H03208311 A JPH03208311 A JP H03208311A JP 435890 A JP435890 A JP 435890A JP 435890 A JP435890 A JP 435890A JP H03208311 A JPH03208311 A JP H03208311A
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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
-
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- 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
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3254—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the spacer being semiconducting or insulating, e.g. for spin tunnel junction [STJ]
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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、ビデオテープレコーダやフレキシブルディス
ク装置に使用する磁気ヘッドに好適な磁性体膜積層体お
よびその製造方法に関する。
ク装置に使用する磁気ヘッドに好適な磁性体膜積層体お
よびその製造方法に関する。
〔従来の技術］
ビデオテープレコーダやフレキシブルディスク装置に搭
載される磁気ヘッドは、磁気記録の高密度化に伴い、記
録媒体の保磁力が大きくなってきており、この記録媒体
に情報を記録するためには、飽和磁化が大きく、しかも
保磁力の小さな高透磁率の軟磁性体が要求される。また
、磁気ヘッドの信頼性の向上を図る上から、高耐食性、
高硬度の材料が要求されている。従来は、磁気ヘッド材
としてフェライト、パーマロイ、センダスト等の磁性材
が使用されている。
載される磁気ヘッドは、磁気記録の高密度化に伴い、記
録媒体の保磁力が大きくなってきており、この記録媒体
に情報を記録するためには、飽和磁化が大きく、しかも
保磁力の小さな高透磁率の軟磁性体が要求される。また
、磁気ヘッドの信頼性の向上を図る上から、高耐食性、
高硬度の材料が要求されている。従来は、磁気ヘッド材
としてフェライト、パーマロイ、センダスト等の磁性材
が使用されている。
上記したように磁気へ、ド材は、磁気記録の高密度化に
伴い、高飽和磁化を有する優れた磁気特性を備えるとと
もに、高耐食性、高硬度のものが要求されている。しか
し、上記した磁気ヘッド材であるフェライトは、飽和磁
化（４πＭりが５〜６ ｋＧ［、、かなく、またセンダ
ストにしても、飽和磁化が１０ｋＧ程度であり、高密度
記録に充分対応できるような１５ｋＧ以上の飽和磁化を
得ることができない。
伴い、高飽和磁化を有する優れた磁気特性を備えるとと
もに、高耐食性、高硬度のものが要求されている。しか
し、上記した磁気ヘッド材であるフェライトは、飽和磁
化（４πＭりが５〜６ ｋＧ［、、かなく、またセンダ
ストにしても、飽和磁化が１０ｋＧ程度であり、高密度
記録に充分対応できるような１５ｋＧ以上の飽和磁化を
得ることができない。
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、磁気特性に優れ、高耐食性、高硬度を有する
磁性体膜積層体を提供することを目的とし、またこの磁
性体膜積層体を得るための製造方法を提供することを目
的としている。
たもので、磁気特性に優れ、高耐食性、高硬度を有する
磁性体膜積層体を提供することを目的とし、またこの磁
性体膜積層体を得るための製造方法を提供することを目
的としている。
ＣＭｌ、Ｎを解決するための手段および作用〕上記の目
的を達成するために、本発明に係る磁性体膜積層体は、
ＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とを交互に積層した磁性体膜積層体
において、前記ＦｅＮ膜中でＦｅ（３１０）面または（
２００）面が膜面と平行に配向していることを特徴とし
ている。
的を達成するために、本発明に係る磁性体膜積層体は、
ＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とを交互に積層した磁性体膜積層体
において、前記ＦｅＮ膜中でＦｅ（３１０）面または（
２００）面が膜面と平行に配向していることを特徴とし
ている。
このように構成した本発明の磁性体膜積層体は、保磁力
Ｈｃ ＜ １０ ｅ以下となる。ＦｅＮ膜のＮを５．０
〜１５．０ａｔ％にすることにより、磁気特性を低下さ
せることなく耐食性、硬度の向上がはかれる。
Ｈｃ ＜ １０ ｅ以下となる。ＦｅＮ膜のＮを５．０
〜１５．０ａｔ％にすることにより、磁気特性を低下さ
せることなく耐食性、硬度の向上がはかれる。
ＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とを積層する場合、ＦｅＮ膜の厚さ
は、充分な磁気特性が得られる０、１μｍ以上であって
、熱処理をしても微細な結晶粒の状態を保持できる１、
０μｍ以下がよい。そして、ＳｉＮ膜の厚さは、磁性体
膜の耐食性、硬度の向上が図れ、かつ積層膜全体の４π
Ｍ、の低下がない０．０１〜０，０５μｍが適当である
。
は、充分な磁気特性が得られる０、１μｍ以上であって
、熱処理をしても微細な結晶粒の状態を保持できる１、
０μｍ以下がよい。そして、ＳｉＮ膜の厚さは、磁性体
膜の耐食性、硬度の向上が図れ、かつ積層膜全体の４π
Ｍ、の低下がない０．０１〜０，０５μｍが適当である
。
また、本発明に係る磁性体膜積層体の製造方法は、Ｆｅ
Ｎ膜とＳｉＮ膜とを交互に成膜して薄膜積層体を形成し
た後、この薄膜積層体を真空中または還元雰囲気中にお
いて、３００℃〜６００゛Ｃまで温度を段階的に順次上
昇させ、複数の異なった温度で熱処理をし、前記ＦｅＮ
膜中でＦｅ（３１０）面または（２００）面を膜面と平
行に配向させることを特徴としている。
Ｎ膜とＳｉＮ膜とを交互に成膜して薄膜積層体を形成し
た後、この薄膜積層体を真空中または還元雰囲気中にお
いて、３００℃〜６００゛Ｃまで温度を段階的に順次上
昇させ、複数の異なった温度で熱処理をし、前記ＦｅＮ
膜中でＦｅ（３１０）面または（２００）面を膜面と平
行に配向させることを特徴としている。
ＦｅＮ膜とＳｉＮ膜との積層は、通常のマグネトロンス
パンタリングや対向ターゲットスパンタリング等によっ
て、ＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とを交互に成膜して行うことが
でる。
パンタリングや対向ターゲットスパンタリング等によっ
て、ＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とを交互に成膜して行うことが
でる。
また、熱処理は、３００℃〜６００℃の範囲で行うこと
が望ましく、例えば真空中または窒素ガス等の還元ガス
や希ガスの雰囲気中で、３００℃，４００’ Ｃ，５０
０℃および６００℃の各温度において、それぞれ０．５
〜３時間ずつ保持する。３００℃よりも低い温度で熱処
理をしても、歪みの除去や磁気特性の向上への寄与が小
さい、また、６００℃より高い温度において熱処理を行
うと、磁気特性が低下するおそれがある。
が望ましく、例えば真空中または窒素ガス等の還元ガス
や希ガスの雰囲気中で、３００℃，４００’ Ｃ，５０
０℃および６００℃の各温度において、それぞれ０．５
〜３時間ずつ保持する。３００℃よりも低い温度で熱処
理をしても、歪みの除去や磁気特性の向上への寄与が小
さい、また、６００℃より高い温度において熱処理を行
うと、磁気特性が低下するおそれがある。
ある。
なお、昇温時間は、室温から３００”Ｃまでが３０分以
上、また３００℃から４００℃，４００℃から５００ａ
Ｃ１５０ｏａＣがら６００℃へが１５分以上であること
が望ましく、各温度において昇温時間よりも長い一定時
間保つことが望ましい。
上、また３００℃から４００℃，４００℃から５００ａ
Ｃ１５０ｏａＣがら６００℃へが１５分以上であること
が望ましく、各温度において昇温時間よりも長い一定時
間保つことが望ましい。
〔実施例］
以下、本発明に係る磁性体膜の製造方法の好ましい実施
例を詳説する。
例を詳説する。
厚さ２．５ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＦｅタ
ーゲットとＳｉＮ膜用の厚さ５ｍｍ、ｌ１１００ｍｍ、
長さ１００ｍｍのＳｉＮターゲットとを真空容器内に配
置し、真空容器内を排気してｌＸｌ０−’Ｔｏｒｒ以下
にした後、真空容器内に窒素ガスとアルゴンガスを導入
し、窒素ガス圧を０．０６Ｘ１０−３Ｔｏｒｒ、窒素ガ
ス＋アルゴンガスのガス圧を２ＸＩＯ−’Ｔｏｒｒとし
た。その後、Ｆｅターゲットに２５０Ｗの電力を投入し
て、対向スパッタリングにより基板上にＦｅＮ膜を０゜
８μｍ成膜した０次に、ＳｉＮターゲットに５００Ｗの
電力を投入し、対向スパッタリングによってＦｅＮ膜の
上にＳｉＮ膜を０．０１μｍ形成した。さらに、このＳ
ｉＮ膜上に前記と同様にしてＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とを交
互に成膜して積層し、厚さが約５μｍの積層体を得た。
ーゲットとＳｉＮ膜用の厚さ５ｍｍ、ｌ１１００ｍｍ、
長さ１００ｍｍのＳｉＮターゲットとを真空容器内に配
置し、真空容器内を排気してｌＸｌ０−’Ｔｏｒｒ以下
にした後、真空容器内に窒素ガスとアルゴンガスを導入
し、窒素ガス圧を０．０６Ｘ１０−３Ｔｏｒｒ、窒素ガ
ス＋アルゴンガスのガス圧を２ＸＩＯ−’Ｔｏｒｒとし
た。その後、Ｆｅターゲットに２５０Ｗの電力を投入し
て、対向スパッタリングにより基板上にＦｅＮ膜を０゜
８μｍ成膜した０次に、ＳｉＮターゲットに５００Ｗの
電力を投入し、対向スパッタリングによってＦｅＮ膜の
上にＳｉＮ膜を０．０１μｍ形成した。さらに、このＳ
ｉＮ膜上に前記と同様にしてＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とを交
互に成膜して積層し、厚さが約５μｍの積層体を得た。
上記の如くして得たＦｅＮ膜とＳｉＮ膜との積層体を、
ｌＸ１０−’ＴｏｒｒからｌＸｌ０−６Ｔ。
ｌＸ１０−’ＴｏｒｒからｌＸｌ０−６Ｔ。
ｒｒの真空中に配置し、約１時間かけて室温から３００
℃に昇温しで３００℃において３時間保持した。その後
、約３０分かけて４００℃に昇温し、４００℃において
２時間保持、次に３０分かけて５００℃に昇温しで５０
０″′Ｃにおいて２時間保持、さらに３０分かけて６０
０℃に昇温しで６００６Ｃにおいて２時間保持するアニ
ール処理を施したのち、放冷した。
℃に昇温しで３００℃において３時間保持した。その後
、約３０分かけて４００℃に昇温し、４００℃において
２時間保持、次に３０分かけて５００℃に昇温しで５０
０″′Ｃにおいて２時間保持、さらに３０分かけて６０
０℃に昇温しで６００６Ｃにおいて２時間保持するアニ
ール処理を施したのち、放冷した。
このようにして温度を段階的に順次上げ、異なる温度で
連続的にアニール処理をしたＦｅＮ膜とＳｉＮ膜との積
層体の磁気特性を測定したところ、４πＭ、≧１８ｋＧ
、保磁力Ｈｅ ＜ １０ ｅの高磁気特性を有していた
。そして、上記の如くして熱処理をしたＦｅＮ膜Ｘ膜面
線回折パターンべたところ、第１図に示したように、熱
処理前にはＦｅ（１１０）面のところに強度のピークが
現れ、（１１０）面が膜面と平行していたのが、熱処理
後は（２００）面のところにピークが現れ、Ｆｅ（２０
０）面が膜面と平行に配向していることを示した。また
、第１図に図示をしていないが、２θが約１１６度のと
ころにＦｅ（３１０）面を示すピークが現れ、ＦｅＮ膜
は、Ｆ ｅ （２００）面が膜面と平行に配向した結晶
粒と、（３１０）面が膜面と平行に配向した結晶粒とが
混在していることがわかった。
連続的にアニール処理をしたＦｅＮ膜とＳｉＮ膜との積
層体の磁気特性を測定したところ、４πＭ、≧１８ｋＧ
、保磁力Ｈｅ ＜ １０ ｅの高磁気特性を有していた
。そして、上記の如くして熱処理をしたＦｅＮ膜Ｘ膜面
線回折パターンべたところ、第１図に示したように、熱
処理前にはＦｅ（１１０）面のところに強度のピークが
現れ、（１１０）面が膜面と平行していたのが、熱処理
後は（２００）面のところにピークが現れ、Ｆｅ（２０
０）面が膜面と平行に配向していることを示した。また
、第１図に図示をしていないが、２θが約１１６度のと
ころにＦｅ（３１０）面を示すピークが現れ、ＦｅＮ膜
は、Ｆ ｅ （２００）面が膜面と平行に配向した結晶
粒と、（３１０）面が膜面と平行に配向した結晶粒とが
混在していることがわかった。
第２図は、窒素ガスの濃度と成膜したＦｅＮ膜の硬度と
の関係を示したものである。すなわち、アルゴンガス＋
窒素ガスの圧力ヲ２ Ｘ １０−３Ｔ。
の関係を示したものである。すなわち、アルゴンガス＋
窒素ガスの圧力ヲ２ Ｘ １０−３Ｔ。
ｒｒに保ち、窒素ガスの分圧を変化させて対向スパッタ
リングによってＦｅＮ膜を成膜したところ、窒素ガス分
圧が０．ｌＸｌ０”３Ｔｏｒｒの付近で最も大きな硬度
が得られ、センダストにほぼ匹敵する硬さを有していた
。
リングによってＦｅＮ膜を成膜したところ、窒素ガス分
圧が０．ｌＸｌ０”３Ｔｏｒｒの付近で最も大きな硬度
が得られ、センダストにほぼ匹敵する硬さを有していた
。
以上に説明したように、本発明の磁性体膜積層体によれ
ば、ＦｅＮ膜中のＦｅ（３１０）面または（２００）面
が膜面と平行に配向させたことにより、保磁力Ｈｃ＜１
０ｅ以下となり、磁気特性の向上が図れ、耐食性に優れ
た硬度の大きい磁性体膜積層体が得られる。
ば、ＦｅＮ膜中のＦｅ（３１０）面または（２００）面
が膜面と平行に配向させたことにより、保磁力Ｈｃ＜１
０ｅ以下となり、磁気特性の向上が図れ、耐食性に優れ
た硬度の大きい磁性体膜積層体が得られる。
また、０．１〜１．０μｍのＦｅＮ膜と０．０１〜０．
０５μｍのＳｉＮ膜とを積層すると、磁気特性の向上と
ともにＦｅＮ膜単独よりも耐食性、硬度の向上が図れる
。
０５μｍのＳｉＮ膜とを積層すると、磁気特性の向上と
ともにＦｅＮ膜単独よりも耐食性、硬度の向上が図れる
。
また、本発明に係る磁性体膜積層体の製造方法によれば
、ＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とを交互に成膜して薄膜積層体を
形成した後、この薄膜積層体を真空中または還元雰囲気
中において、３００℃〜６００℃まで温度を段階的に順
次上昇させ、複数の異なった温度で連続的に熱処理をす
ることにより、ＦｅＮ膜中のＦｅ（３１０）面または（
２００）面を膜面と平行に配向させることができる。
、ＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とを交互に成膜して薄膜積層体を
形成した後、この薄膜積層体を真空中または還元雰囲気
中において、３００℃〜６００℃まで温度を段階的に順
次上昇させ、複数の異なった温度で連続的に熱処理をす
ることにより、ＦｅＮ膜中のＦｅ（３１０）面または（
２００）面を膜面と平行に配向させることができる。
第１図は本発明の実施例に係る製造方法により成膜した
ＦｅＮ膜の熱処理前と熱処理後のＸ線回折の結果を示す
図、第２図は窒素ガス圧と成膜したＦｅＮ膜の硬度との
関係を示す図である。
ＦｅＮ膜の熱処理前と熱処理後のＸ線回折の結果を示す
図、第２図は窒素ガス圧と成膜したＦｅＮ膜の硬度との
関係を示す図である。
Claims (4)
- （１）ＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とを交互に積層した磁性体膜
積層体において、前記ＦｅＮ膜中でＦｅ（３１０）面ま
たは（２００）面が膜面と平行に配向していることを特
徴とする磁性体膜積層体。 - （２）前記ＦｅＮ膜は厚さが０．１〜１．０μｍであり
、前記ＳｉＮ膜は厚さが０．０１〜０．０５μｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の磁性体膜積層体。 - （３）ＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とを交互に積層した磁性体膜
積層体の製造方法において、ＦｅＮ膜とＳｉＮ膜とをス
パッタリングにより交互に成膜して薄膜積層体を形成し
た後、この薄膜積層体を真空中または還元雰囲気中にお
いて、３００℃〜６００℃まで温度を段階的に順次上昇
させ、複数の異なった温度で熱処理をして、前記ＦｅＮ
膜でＦｅ（３１０）面または（２００）面を膜面と平行
に配向させることを特徴とする磁性体膜積層体の製造方
法。 - （４）前記熱処理は、３００℃、４００℃、５００℃お
よび６００℃の各温度において、それぞれその温度に到
達するまでに要した時間よりも長時間保持することを特
徴とする請求項３に記載の磁性体膜積層体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP435890A JPH03208311A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 磁性体膜積層体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP435890A JPH03208311A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 磁性体膜積層体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03208311A true JPH03208311A (ja) | 1991-09-11 |
Family
ID=11582167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP435890A Pending JPH03208311A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 磁性体膜積層体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03208311A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0620836A (ja) * | 1991-10-18 | 1994-01-28 | Limes:Kk | 軟磁性多層膜の形成方法 |
-
1990
- 1990-01-10 JP JP435890A patent/JPH03208311A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0620836A (ja) * | 1991-10-18 | 1994-01-28 | Limes:Kk | 軟磁性多層膜の形成方法 |
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