JPH0337849B2 - - Google Patents
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- JPH0337849B2 JPH0337849B2 JP12552485A JP12552485A JPH0337849B2 JP H0337849 B2 JPH0337849 B2 JP H0337849B2 JP 12552485 A JP12552485 A JP 12552485A JP 12552485 A JP12552485 A JP 12552485A JP H0337849 B2 JPH0337849 B2 JP H0337849B2
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜技術分野＞
本発明は薄膜磁気ヘツドの磁気コア等に使用さ
れるパーマロイ軟磁性膜の製造方法に関するもの
であり、特に不活性ガス雰囲気下で多極スパツタ
リング法を用いた成膜技術によりパーマロイ軟磁
性膜を製作する製造技術に関するものである。
れるパーマロイ軟磁性膜の製造方法に関するもの
であり、特に不活性ガス雰囲気下で多極スパツタ
リング法を用いた成膜技術によりパーマロイ軟磁
性膜を製作する製造技術に関するものである。
＜従来技術＞
オーデイオ、ビデオその他における磁気情報処
理分野の磁気記録再生手段として用いられている
薄膜磁気ヘツドの磁気コアに使用される材料とし
てパーマロイ合金の軟磁性膜がある。このパーマ
ロイ膜は、従来一般的にはメツキ法により膜形成
されていた。
理分野の磁気記録再生手段として用いられている
薄膜磁気ヘツドの磁気コアに使用される材料とし
てパーマロイ合金の軟磁性膜がある。このパーマ
ロイ膜は、従来一般的にはメツキ法により膜形成
されていた。
しかしながら、近年の半導体技術の発展に伴つ
て、成膜法にスパツタリング法を導入することが
積極的に検討されるようになつてきた。即ち、メ
ツキ法ではメツキ用の下地導電層を必要として膜
内の応力を緩和するために緩衝剤を付与すること
が要求されるが、スパツタリング法ではこれらを
必要とすることなく、緻密な膜を形成することが
できる。また、広範囲の材質の下地層上に緩衝剤
の如き添加物のない高純度の膜が得られる。
て、成膜法にスパツタリング法を導入することが
積極的に検討されるようになつてきた。即ち、メ
ツキ法ではメツキ用の下地導電層を必要として膜
内の応力を緩和するために緩衝剤を付与すること
が要求されるが、スパツタリング法ではこれらを
必要とすることなく、緻密な膜を形成することが
できる。また、広範囲の材質の下地層上に緩衝剤
の如き添加物のない高純度の膜が得られる。
成膜手段として通常用いられるスパツタリング
法は高周波２極スパツタリング法である。この高
周波２極スパツタリング法は電気的な条件の設定
が投入電力制御型であり、スパツタリング時のタ
ーゲツト電圧とターゲツト電流を各々独立して制
御することができない。一方、パーマロイ膜をア
ルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下でスパツタリ
ング法により成膜した場合の磁気特性は、スパツ
タリング時のアルゴンガス圧やターゲツト電圧等
の設定条件によつて鋭感に変化することが確めら
れており、従つて、高周波２極スパツタリング法
を用いた成膜方法においては、一定の優れた磁気
特性を有するパーマロイ膜を再現性よく得ること
が困難であつた。このような欠点を改良する方法
としてターゲツト電圧とターゲツト電流を独立に
制御することのできるスパツタリング法を用いて
不活性ガス圧を調整し、ターゲツト電圧値をパー
マロイ膜の抗磁力が急峻に立ち上る閾値電圧以下
の値に設定して成膜することにより、磁気特性の
優れたかつ再現性の良好な一軸異方性のパーマロ
イ膜を得る方法がすでに提案されている。
法は高周波２極スパツタリング法である。この高
周波２極スパツタリング法は電気的な条件の設定
が投入電力制御型であり、スパツタリング時のタ
ーゲツト電圧とターゲツト電流を各々独立して制
御することができない。一方、パーマロイ膜をア
ルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下でスパツタリ
ング法により成膜した場合の磁気特性は、スパツ
タリング時のアルゴンガス圧やターゲツト電圧等
の設定条件によつて鋭感に変化することが確めら
れており、従つて、高周波２極スパツタリング法
を用いた成膜方法においては、一定の優れた磁気
特性を有するパーマロイ膜を再現性よく得ること
が困難であつた。このような欠点を改良する方法
としてターゲツト電圧とターゲツト電流を独立に
制御することのできるスパツタリング法を用いて
不活性ガス圧を調整し、ターゲツト電圧値をパー
マロイ膜の抗磁力が急峻に立ち上る閾値電圧以下
の値に設定して成膜することにより、磁気特性の
優れたかつ再現性の良好な一軸異方性のパーマロ
イ膜を得る方法がすでに提案されている。
しかしながら、上記の方法を含む従来のパーマ
ロイ膜の製造方法は、いずれも平坦な基板上に成
膜する方法に関するものであるが、実際の薄膜磁
気ヘツドの磁気コア等に使用する場合には、例え
ば第１図で示すように、Ni−Znフエライト等の
磁性基板１上にSiO2等の絶縁物２を介して、Cu，
Al等で巻線用導体３を形成したのち、さらに
SiO2等の第２の絶縁層４を設け、この上にパー
マロイ膜で磁気コア５が形成されることとなる。
従つて、パーマロイ膜の形成される下地は平坦な
ものでなく、例えば第１図のａおよびｂで示した
部分のように、傾斜を有する部分上にもパーマロ
イ膜が形成されることになる。このような傾斜部
に蒸着法あるいはスパツタリング法でパーマロイ
膜を形成した場合には、基板に堆積する粒子の斜
め入射効果によりパーマロイ膜の軟磁気特性が劣
化することがよく知られている。従つて、磁気ヘ
ツドの磁気回路を形成する磁気コアの一部の磁気
抵抗が増加し、磁気ヘツドの効率が低下するとい
う問題が生じる。
ロイ膜の製造方法は、いずれも平坦な基板上に成
膜する方法に関するものであるが、実際の薄膜磁
気ヘツドの磁気コア等に使用する場合には、例え
ば第１図で示すように、Ni−Znフエライト等の
磁性基板１上にSiO2等の絶縁物２を介して、Cu，
Al等で巻線用導体３を形成したのち、さらに
SiO2等の第２の絶縁層４を設け、この上にパー
マロイ膜で磁気コア５が形成されることとなる。
従つて、パーマロイ膜の形成される下地は平坦な
ものでなく、例えば第１図のａおよびｂで示した
部分のように、傾斜を有する部分上にもパーマロ
イ膜が形成されることになる。このような傾斜部
に蒸着法あるいはスパツタリング法でパーマロイ
膜を形成した場合には、基板に堆積する粒子の斜
め入射効果によりパーマロイ膜の軟磁気特性が劣
化することがよく知られている。従つて、磁気ヘ
ツドの磁気回路を形成する磁気コアの一部の磁気
抵抗が増加し、磁気ヘツドの効率が低下するとい
う問題が生じる。
＜発明の目的＞
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもの
であり、スパツタリング法の改良と設定条件の選
択によつて傾斜部を有する基板上においても、優
れた磁気特性のパーマロイ膜を再現性良く得るこ
とができる新規有用なパーマロイ軟磁性膜の製造
方法を提供することを目的とする。
であり、スパツタリング法の改良と設定条件の選
択によつて傾斜部を有する基板上においても、優
れた磁気特性のパーマロイ膜を再現性良く得るこ
とができる新規有用なパーマロイ軟磁性膜の製造
方法を提供することを目的とする。
＜発明の構成＞
本発明は、不活性ガス雰囲気下でターゲツト電
圧とターゲツト電流を独立に制御し得るスパツタ
リング法において、不活性ガス圧およびターゲツ
ト電圧をパーマロイ膜の抗磁力が急峻に立ち上る
閾値電圧以下の値に設定し、かつ、膜が形成され
る基板の負のバイアス電圧を該基板上に有する段
差の傾斜角によつて決定される閾値以上に印加し
て膜成形することを特徴とするパーマロイ軟磁性
膜の製造方法に関する。
圧とターゲツト電流を独立に制御し得るスパツタ
リング法において、不活性ガス圧およびターゲツ
ト電圧をパーマロイ膜の抗磁力が急峻に立ち上る
閾値電圧以下の値に設定し、かつ、膜が形成され
る基板の負のバイアス電圧を該基板上に有する段
差の傾斜角によつて決定される閾値以上に印加し
て膜成形することを特徴とするパーマロイ軟磁性
膜の製造方法に関する。
＜実施例＞
第２図はターゲツト電圧とターゲツト電流を独
立に制御することのできるスパツタリング法を用
いて得られるパーマロイ膜の磁気特性とターゲツ
ト電圧の関係を示す特性図である。ターゲツト電
圧とターゲツト電流を各々独立に制御することの
できるスパツタリング法としては、例えば直流３
極スパツタリング法や直流４極スパツタリング法
がある。これらのスパツタリング法を用い、かつ
不活性ガスとしてアルゴンガスを流してパーマロ
イ膜を製作しその磁気特性を調べると、ターゲツ
ト電圧の変化により抗磁力Hcは著しく変化する
ことがわかる。
立に制御することのできるスパツタリング法を用
いて得られるパーマロイ膜の磁気特性とターゲツ
ト電圧の関係を示す特性図である。ターゲツト電
圧とターゲツト電流を各々独立に制御することの
できるスパツタリング法としては、例えば直流３
極スパツタリング法や直流４極スパツタリング法
がある。これらのスパツタリング法を用い、かつ
不活性ガスとしてアルゴンガスを流してパーマロ
イ膜を製作しその磁気特性を調べると、ターゲツ
ト電圧の変化により抗磁力Hcは著しく変化する
ことがわかる。
第２図中の曲線l1はアルゴンガス圧を2.5ｍ
Torr、l2はアルゴンガス圧を6.0ｍTorr、l3はア
ルゴンガス圧を9.5ｍTorrにそれぞれ設定した場
合の磁気特性曲線である。曲線l1及びl2はターゲ
ツト電圧の上昇に対して明瞭な閾値特性を示し、
閾値電圧以上で急峻な立ち上り曲線となる。曲線
l3はl2やl1に対して高い抗磁力Hc値を示す。抗磁
力Hcは低い方がパーマロイ膜の軟磁気特性とし
て良好であり、従つて、ターゲツト電圧値はアル
ゴンガス圧によつて定まる磁気特性曲線、例えば
l1及びl2の閾値電圧以下の値に設定する。ターゲ
ツト電圧を閾値電圧以下の値に限定した場合、タ
ーゲツト電圧の変動に対して抗磁力Hcはほとん
ど変化せず、一定した磁気特性のパーマロイ膜が
得られる。
Torr、l2はアルゴンガス圧を6.0ｍTorr、l3はア
ルゴンガス圧を9.5ｍTorrにそれぞれ設定した場
合の磁気特性曲線である。曲線l1及びl2はターゲ
ツト電圧の上昇に対して明瞭な閾値特性を示し、
閾値電圧以上で急峻な立ち上り曲線となる。曲線
l3はl2やl1に対して高い抗磁力Hc値を示す。抗磁
力Hcは低い方がパーマロイ膜の軟磁気特性とし
て良好であり、従つて、ターゲツト電圧値はアル
ゴンガス圧によつて定まる磁気特性曲線、例えば
l1及びl2の閾値電圧以下の値に設定する。ターゲ
ツト電圧を閾値電圧以下の値に限定した場合、タ
ーゲツト電圧の変動に対して抗磁力Hcはほとん
ど変化せず、一定した磁気特性のパーマロイ膜が
得られる。
第３図はスパツタリング時のターゲツト電圧を
300Vに設定した場合のアルゴンガス圧と抗磁力
Hcの関係を示す特性図である。アルゴンガス圧
の変化に対しても得られるパーマロイ膜の抗磁力
Hcは顕著な閾値をもつて変化する。従つて、良
好な磁気特性を得るためにはアルゴンガス圧は、
この閾値以上になると磁気特性曲線は急峻な立ち
上り現象を示しているため、スパツタリング時の
アルゴンガス圧は6.5ｍTorr以下とすることが望
ましい。また、この範囲であればアルゴンガス圧
の変動に対しても得られるパーマロイ膜の抗磁力
Hcはほぼ一定となる。
300Vに設定した場合のアルゴンガス圧と抗磁力
Hcの関係を示す特性図である。アルゴンガス圧
の変化に対しても得られるパーマロイ膜の抗磁力
Hcは顕著な閾値をもつて変化する。従つて、良
好な磁気特性を得るためにはアルゴンガス圧は、
この閾値以上になると磁気特性曲線は急峻な立ち
上り現象を示しているため、スパツタリング時の
アルゴンガス圧は6.5ｍTorr以下とすることが望
ましい。また、この範囲であればアルゴンガス圧
の変動に対しても得られるパーマロイ膜の抗磁力
Hcはほぼ一定となる。
なお、ターゲツト電圧およびアルゴンガス圧を
それぞれ磁気特性曲線の閾値以下に設定してスパ
ツタリングする場合に、パーマロイ膜の磁気特性
はターゲツト電流に依存しないことが知られてい
る。ターゲツト電圧を低く設定し、かつターゲツ
ト電流を増加することによつて投入電力のパワー
アツプを図り、成膜速度を上げることができる。
それぞれ磁気特性曲線の閾値以下に設定してスパ
ツタリングする場合に、パーマロイ膜の磁気特性
はターゲツト電流に依存しないことが知られてい
る。ターゲツト電圧を低く設定し、かつターゲツ
ト電流を増加することによつて投入電力のパワー
アツプを図り、成膜速度を上げることができる。
以上述べたように、ターゲツト電圧を独立して
制御することのできるスパツタリング法を用いる
ことにより、アルゴンガス圧を調整し、ターゲツ
ト電圧値を抗磁力Hcが急峻に立ち上がる閾値電
圧以下の値に設定して成膜し、磁気特性の優れた
かつ再現性の良好な一軸異方性のパーマロイ膜が
得られる。しかしながら、上記の結果は平坦な基
板上に形成されたパーマロイ膜の特性に関するも
のであり、第１図のａおよびｂで示した部分のよ
うに傾斜を有する部分の上に形成されたパーマロ
イ膜の特性に関するものではない。上記のような
傾斜を有する部分の上に形成されたパーマロイ膜
の特性が測定可能となるように、フオトリソグラ
フイーを用いて50〜100μｍピツチで溝を形成し
た多くの傾斜部を有する基板上にパーマロイ膜を
形成する。
制御することのできるスパツタリング法を用いる
ことにより、アルゴンガス圧を調整し、ターゲツ
ト電圧値を抗磁力Hcが急峻に立ち上がる閾値電
圧以下の値に設定して成膜し、磁気特性の優れた
かつ再現性の良好な一軸異方性のパーマロイ膜が
得られる。しかしながら、上記の結果は平坦な基
板上に形成されたパーマロイ膜の特性に関するも
のであり、第１図のａおよびｂで示した部分のよ
うに傾斜を有する部分の上に形成されたパーマロ
イ膜の特性に関するものではない。上記のような
傾斜を有する部分の上に形成されたパーマロイ膜
の特性が測定可能となるように、フオトリソグラ
フイーを用いて50〜100μｍピツチで溝を形成し
た多くの傾斜部を有する基板上にパーマロイ膜を
形成する。
第４図はこのような基板上に形成されたパーマ
ロイ膜の磁気特性を示すものであり、ターゲツト
電圧およびアルゴンガス圧は上記の条件を満足す
るように設定されており、さらに基板に負のバイ
アス電圧を印加した時のパーマロイ膜の抗磁力
Hcの変化を示している。バイアス電圧＝０は、
従来のスパツタリング法に対応するものであり、
傾斜部のない平坦な基板上のパーマロイ膜の磁気
特性に比して著しく抗磁力Hcが増加する。しか
しながら、基板バイアス電圧を増加していくにつ
れて抗磁力Hcは次第に低下し、ある値以上で一
定となり、傾斜部のない平坦な基板上のパーマロ
イ膜の抗磁力Hcと同じ特性が得られる。上記タ
ーゲツト電圧、アルゴンガス圧および基板バイア
ス電圧の閾値は使用する装置によつて異なるた
め、装置毎にその閾値を求める必要がある。
ロイ膜の磁気特性を示すものであり、ターゲツト
電圧およびアルゴンガス圧は上記の条件を満足す
るように設定されており、さらに基板に負のバイ
アス電圧を印加した時のパーマロイ膜の抗磁力
Hcの変化を示している。バイアス電圧＝０は、
従来のスパツタリング法に対応するものであり、
傾斜部のない平坦な基板上のパーマロイ膜の磁気
特性に比して著しく抗磁力Hcが増加する。しか
しながら、基板バイアス電圧を増加していくにつ
れて抗磁力Hcは次第に低下し、ある値以上で一
定となり、傾斜部のない平坦な基板上のパーマロ
イ膜の抗磁力Hcと同じ特性が得られる。上記タ
ーゲツト電圧、アルゴンガス圧および基板バイア
ス電圧の閾値は使用する装置によつて異なるた
め、装置毎にその閾値を求める必要がある。
なお、上記実施例はスパツタリング時の不活性
ガスとしてアルゴンガスを用いた場合について説
明したが、本発明はアルゴンガス以外にもネオン
ガス等の他の不活性ガスを用いることができる。
また、スパツタリングターゲツトとしてNiとFe
の二元パーマロイ合金を使用しているが、本発明
はNiとFeさらにMo、Ti、Cr、Ｖ、Nb等を添加
した多元パーマロイ合金のターゲツトあるいは、
これらの複合ターゲツトを用いることができる。
ガスとしてアルゴンガスを用いた場合について説
明したが、本発明はアルゴンガス以外にもネオン
ガス等の他の不活性ガスを用いることができる。
また、スパツタリングターゲツトとしてNiとFe
の二元パーマロイ合金を使用しているが、本発明
はNiとFeさらにMo、Ti、Cr、Ｖ、Nb等を添加
した多元パーマロイ合金のターゲツトあるいは、
これらの複合ターゲツトを用いることができる。
＜発明の効果＞
以上詳述した如く、本発明によれば、スパツタ
リング時のターゲツト電圧と不活性ガス圧を所定
の範囲内に制御し、さらに基板に負のバイアス電
圧を印加することにより優れた磁気特性を有する
パーマロイ膜を再現性良く作成することができ
る。また、スパツタリングの条件制御も精度を要
するものではなく、従つて、量産にも適する。
リング時のターゲツト電圧と不活性ガス圧を所定
の範囲内に制御し、さらに基板に負のバイアス電
圧を印加することにより優れた磁気特性を有する
パーマロイ膜を再現性良く作成することができ
る。また、スパツタリングの条件制御も精度を要
するものではなく、従つて、量産にも適する。
第１図は薄膜磁気ヘツドの構造例を示す。第２
図は本発明の一実施例の説明に供するパーマロイ
膜の抗磁力Hcとターゲツト電圧の関係を示す説
明図である。第３図は同じく抗磁力Hcとアルゴ
ンガス圧の関係を示す説明図である。第４図は傾
斜部を有する基板上に形成したパーマロイ膜の抗
磁力Hcと基板バイアス電圧の関係を示す説明図
である。 １……磁気基板、２……絶縁物、３……巻線用
導体、４……絶縁層、５……磁気コア。
図は本発明の一実施例の説明に供するパーマロイ
膜の抗磁力Hcとターゲツト電圧の関係を示す説
明図である。第３図は同じく抗磁力Hcとアルゴ
ンガス圧の関係を示す説明図である。第４図は傾
斜部を有する基板上に形成したパーマロイ膜の抗
磁力Hcと基板バイアス電圧の関係を示す説明図
である。 １……磁気基板、２……絶縁物、３……巻線用
導体、４……絶縁層、５……磁気コア。
Claims (1)
- １ 不活性ガス雰囲気下でターゲツト電圧とター
ゲツト電流を独立に制御し得るスパツタリング法
において、不活性ガス圧およびターゲツト電圧を
パーマロイ膜の抗磁力が急峻に立ち上る閾値電圧
以下の値に設定し、かつ、膜が形成される基板の
負のバイアス電圧を該基板上に有する段差の傾斜
角によつて決定される閾値以上に印加して膜成形
することを特徴とするパーマロイ軟磁性膜の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12552485A JPS61283107A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | パ−マロイ軟磁性膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12552485A JPS61283107A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | パ−マロイ軟磁性膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61283107A JPS61283107A (ja) | 1986-12-13 |
| JPH0337849B2 true JPH0337849B2 (ja) | 1991-06-06 |
Family
ID=14912296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12552485A Granted JPS61283107A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | パ−マロイ軟磁性膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61283107A (ja) |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP12552485A patent/JPS61283107A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61283107A (ja) | 1986-12-13 |
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