JPH04252008A - Co基軟磁性薄膜およびこれを用いた磁気ヘッド - Google Patents
Co基軟磁性薄膜およびこれを用いた磁気ヘッドInfo
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- JPH04252008A JPH04252008A JP2051491A JP2051491A JPH04252008A JP H04252008 A JPH04252008 A JP H04252008A JP 2051491 A JP2051491 A JP 2051491A JP 2051491 A JP2051491 A JP 2051491A JP H04252008 A JPH04252008 A JP H04252008A
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Landscapes
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- Magnetic Heads (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置、VT
Rなどに用いる磁気ヘッドのコア材料に係り、特に高飽
和磁束密度、高透磁率、低磁歪定数、耐熱性、耐食性を
有する磁性膜とそれを用いた磁気ヘッドに関するもので
ある。
Rなどに用いる磁気ヘッドのコア材料に係り、特に高飽
和磁束密度、高透磁率、低磁歪定数、耐熱性、耐食性を
有する磁性膜とそれを用いた磁気ヘッドに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気記録技術の進歩は著しく、家
庭用VTRの分野では小型、軽量化のために、また磁気
ディスク装置の分野では大容量化のために、記録密度の
高密度化が進められている。
庭用VTRの分野では小型、軽量化のために、また磁気
ディスク装置の分野では大容量化のために、記録密度の
高密度化が進められている。
【0003】特に、磁気ディスク装置を考えてみた場合
、記録の高密度化を実現するためには、磁気ヘッドは高
周波領域で使用されるため、コアのインダクタンスの低
減が必要であり、また、狭トラック化が必要である。 しかしながら、従来の図11に示すようなモノリシック
型の磁気ヘッドでは、インダクタンス低減が困難であり
、10μm前後の狭トラック化も加工性を考えると非常
に難しい。
、記録の高密度化を実現するためには、磁気ヘッドは高
周波領域で使用されるため、コアのインダクタンスの低
減が必要であり、また、狭トラック化が必要である。 しかしながら、従来の図11に示すようなモノリシック
型の磁気ヘッドでは、インダクタンス低減が困難であり
、10μm前後の狭トラック化も加工性を考えると非常
に難しい。
【0004】これらの欠点を補うものとして、磁気コア
とセラミックスのスライダーを組み合わせて構成される
コンポジット型のヘッドが開発されてきた。さらに、現
在では、高保磁力の媒体に記録可能な強い記録磁界を発
生させるために、コアのギャップ近傍に高飽和磁束密度
を有する磁性膜を付着させたメタルインギャップ型のコ
ンポジットヘッドも実用化されている。図7は、メタル
インギャップ型コンポジットヘッドの磁気コアの一例を
示す外観斜視図であり、磁気コア半対1,2はガラス(
A)5によりボンディングされた磁気回路を構成する。 図8はその記録媒体対向面を示す拡大平面図であり、3
は磁性膜、4は磁気ギャップである。この磁気コア6を
図9に示すような、例えばCaTiO3からなるスライ
ダーにガラス(B)8で固定し、磁気ヘッドを構成する
。
とセラミックスのスライダーを組み合わせて構成される
コンポジット型のヘッドが開発されてきた。さらに、現
在では、高保磁力の媒体に記録可能な強い記録磁界を発
生させるために、コアのギャップ近傍に高飽和磁束密度
を有する磁性膜を付着させたメタルインギャップ型のコ
ンポジットヘッドも実用化されている。図7は、メタル
インギャップ型コンポジットヘッドの磁気コアの一例を
示す外観斜視図であり、磁気コア半対1,2はガラス(
A)5によりボンディングされた磁気回路を構成する。 図8はその記録媒体対向面を示す拡大平面図であり、3
は磁性膜、4は磁気ギャップである。この磁気コア6を
図9に示すような、例えばCaTiO3からなるスライ
ダーにガラス(B)8で固定し、磁気ヘッドを構成する
。
【0005】磁気ヘッドの信頼性において、ガラスの耐
食性、耐水性は極めて重要な点であるが、高い信頼性を
維持するためには、できるだけ高融点のガラスを使用す
る必要がある。ボンディング温度としては少なくとも5
50℃程度が必要である。
食性、耐水性は極めて重要な点であるが、高い信頼性を
維持するためには、できるだけ高融点のガラスを使用す
る必要がある。ボンディング温度としては少なくとも5
50℃程度が必要である。
【0006】コンポジット型のヘッドを作製する場合、
磁気コアのガラスボンディング(I)と、スライダーに
そのコアを固定するガラスボンディング(II)の2回
のガラスボンディング工程を必要とする。ボンディング
(II)の工程で磁気コアのガラス(A)の軟化やそれ
に伴うゆるみによる磁気コアの位置のずれ等を防止する
ためには、ボンディング(I)とボンディング(II)
の温度差は、少なくとも100〜150℃程度必要とな
ってくる(例えば、特開昭63−12343号公報参照
)。従って、ガラスボンディング工程(I)は、ガラス
(B)の信頼性を確保するため約700℃程度で行う必
要が出てくる。このような観点から、コンポジット型の
ヘッドにおける磁性膜には耐熱性が要求される。従来、
このような耐熱性を有する磁性膜材料としてはFe−A
l−Si系合金(センダスト)薄膜が、磁気ヘッドに適
用されている(特開昭60−74110号公報参照)。 しかしながら、記録媒体保磁力の向上に伴い、より高い
飽和磁束密度を有する磁気ヘッド用磁性膜が必要となっ
てきた。
磁気コアのガラスボンディング(I)と、スライダーに
そのコアを固定するガラスボンディング(II)の2回
のガラスボンディング工程を必要とする。ボンディング
(II)の工程で磁気コアのガラス(A)の軟化やそれ
に伴うゆるみによる磁気コアの位置のずれ等を防止する
ためには、ボンディング(I)とボンディング(II)
の温度差は、少なくとも100〜150℃程度必要とな
ってくる(例えば、特開昭63−12343号公報参照
)。従って、ガラスボンディング工程(I)は、ガラス
(B)の信頼性を確保するため約700℃程度で行う必
要が出てくる。このような観点から、コンポジット型の
ヘッドにおける磁性膜には耐熱性が要求される。従来、
このような耐熱性を有する磁性膜材料としてはFe−A
l−Si系合金(センダスト)薄膜が、磁気ヘッドに適
用されている(特開昭60−74110号公報参照)。 しかしながら、記録媒体保磁力の向上に伴い、より高い
飽和磁束密度を有する磁気ヘッド用磁性膜が必要となっ
てきた。
【0007】近年、Fe−Ga−Si膜(特開昭61−
234509号公報,特開昭62−104108号公報
ほか)、Fe−C系多層膜(特開昭63−65604号
公報,特開昭63−80509号公報)、Co系および
Fe系組成変調窒化膜(特開昭62−210607号公
報,特開昭63−57758,特開昭63−25470
8号公報)、Co−(Ta,Ti,Zr,Hf,Nb,
Mo)−C膜(特開平2−123507号公報,「日本
金属学会春季大会1989年一般講演概要」講演番号1
28、「日本金属学会秋季大会1989年一般講演概要
」講演番号252および253)、Fe−(Ti,Zr
,Hf,V,Nb,Ta)−C膜(「信学技報」MR−
89−12,P9(1989)、第13回日本応用磁気
学会学術講演概要集(1989),P484〜485)
等、高飽和磁束密度を有し、かつ耐熱性にすぐれる磁性
膜の探索がすすめられている。
234509号公報,特開昭62−104108号公報
ほか)、Fe−C系多層膜(特開昭63−65604号
公報,特開昭63−80509号公報)、Co系および
Fe系組成変調窒化膜(特開昭62−210607号公
報,特開昭63−57758,特開昭63−25470
8号公報)、Co−(Ta,Ti,Zr,Hf,Nb,
Mo)−C膜(特開平2−123507号公報,「日本
金属学会春季大会1989年一般講演概要」講演番号1
28、「日本金属学会秋季大会1989年一般講演概要
」講演番号252および253)、Fe−(Ti,Zr
,Hf,V,Nb,Ta)−C膜(「信学技報」MR−
89−12,P9(1989)、第13回日本応用磁気
学会学術講演概要集(1989),P484〜485)
等、高飽和磁束密度を有し、かつ耐熱性にすぐれる磁性
膜の探索がすすめられている。
【0008】特に、Co−M−C膜(M=Ta,Zr,
Hf…)は、耐熱性が高く、飽和磁束密度も1.5T前
後であり有望であるとされている。「日本金属学会秋季
大会一般講演概要1989年」講演番号252および2
53によれば、550℃の熱処理後において、Bs1.
26〜1.63T、Hc<1Oeの良好な特性を得てい
る。これらの膜で前述したような良好な軟磁性が得られ
ている組成は、M(すなわち、Hf,Zr,Ta等)の
量が2.8〜13.7at%、C量が7.4〜13.5
at%のものであり、この材料においては、熱処理によ
って生成される微細なM(Hf,Zr,Ta等)の炭化
物の結晶が、Coの粒成長を抑制するため、高い熱安定
性と良好な軟磁性を示すことが知られている。また、こ
の組成の膜に数at%のFe,Ni,Mn,Pdを添加
することにより磁歪定数をほぼ0とすることもできると
されている。
Hf…)は、耐熱性が高く、飽和磁束密度も1.5T前
後であり有望であるとされている。「日本金属学会秋季
大会一般講演概要1989年」講演番号252および2
53によれば、550℃の熱処理後において、Bs1.
26〜1.63T、Hc<1Oeの良好な特性を得てい
る。これらの膜で前述したような良好な軟磁性が得られ
ている組成は、M(すなわち、Hf,Zr,Ta等)の
量が2.8〜13.7at%、C量が7.4〜13.5
at%のものであり、この材料においては、熱処理によ
って生成される微細なM(Hf,Zr,Ta等)の炭化
物の結晶が、Coの粒成長を抑制するため、高い熱安定
性と良好な軟磁性を示すことが知られている。また、こ
の組成の膜に数at%のFe,Ni,Mn,Pdを添加
することにより磁歪定数をほぼ0とすることもできると
されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Co−
M−C(ただし、Mは、Hf,Zr,Ta他)膜におい
て、良好な軟磁性が得られる組成範囲での耐熱温度は、
「日本金属学会1989年春季大会一般講演概要,講演
番号128」によれば、650℃程度であり、コンポジ
ット型のヘッドへの応用を考えた場合には約50℃程度
の耐熱性の向上が必要である。本発明の目的は、上述し
た従来技術の欠点を解消し、高飽和磁束密度、高透磁率
、低磁歪定数をもち、700℃以上の耐熱温度を有する
磁性膜及びそれを用いた磁気ヘッドを提供することであ
る。
M−C(ただし、Mは、Hf,Zr,Ta他)膜におい
て、良好な軟磁性が得られる組成範囲での耐熱温度は、
「日本金属学会1989年春季大会一般講演概要,講演
番号128」によれば、650℃程度であり、コンポジ
ット型のヘッドへの応用を考えた場合には約50℃程度
の耐熱性の向上が必要である。本発明の目的は、上述し
た従来技術の欠点を解消し、高飽和磁束密度、高透磁率
、低磁歪定数をもち、700℃以上の耐熱温度を有する
磁性膜及びそれを用いた磁気ヘッドを提供することであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、CoXTYM
ZCW(ただし、X、Y、Z、Wは各々組成比を原子%
として表わし、TはFe、Ni、Mn、Pdよりなる群
から選ばれた少なくとも一種の元素、MはTi、Zr、
Hf、V、Nb、Ta、Mo、Wよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種の元素、Cは炭素を表す)で示される
組成を有し、その組成範囲が、0≦Y≦10,5≦Z≦
13,20<W≦25,X+Y+Z+W=100である
ことを特徴とするCo基軟磁性薄膜である。
ZCW(ただし、X、Y、Z、Wは各々組成比を原子%
として表わし、TはFe、Ni、Mn、Pdよりなる群
から選ばれた少なくとも一種の元素、MはTi、Zr、
Hf、V、Nb、Ta、Mo、Wよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種の元素、Cは炭素を表す)で示される
組成を有し、その組成範囲が、0≦Y≦10,5≦Z≦
13,20<W≦25,X+Y+Z+W=100である
ことを特徴とするCo基軟磁性薄膜である。
【0011】
【作用】Co−T−M−C膜をスパッタ法により作製し
た場合、上述した組成範囲においてはas−depos
ited(成膜したままの状態)では、アモルファス状
態である。これを結晶化温度以上で熱処理すると、M(
=Hf,Zr,Ta他)の炭化物の生成エネルギーが低
いため、すなわちMとCの親和力が強いため、Co−T
−M−Cのアモルファスは、Tを微量に含んだCoと、
Mの炭化物(HfC,ZrC,TaC,Ta2C等)の
微結晶からなる組織に変化する。
た場合、上述した組成範囲においてはas−depos
ited(成膜したままの状態)では、アモルファス状
態である。これを結晶化温度以上で熱処理すると、M(
=Hf,Zr,Ta他)の炭化物の生成エネルギーが低
いため、すなわちMとCの親和力が強いため、Co−T
−M−Cのアモルファスは、Tを微量に含んだCoと、
Mの炭化物(HfC,ZrC,TaC,Ta2C等)の
微結晶からなる組織に変化する。
【0012】一般に、Co系のアモルファスの軟磁性膜
は結晶化することにより軟磁性が著しく劣化することが
知られている。しかしながら、本発明によるCo−T−
M−C膜ではMの炭化物がCo結晶粒の成長を抑えるた
め、Coの結晶粒径は100Å程度に保たれる。すなわ
ち、本発明においては、Coの結晶粒が微細化されるた
め、周囲との交換結合により、異方性の分散が小さくな
り、高透磁率、低保磁力の良好な軟磁気特性が得られる
ものと考えられる。さらに、Mの炭化物の微結晶がCo
の結晶粒の成長を抑制するため、ヘッドのガラス溶着時
に加わるような熱処理を施しても軟磁性は劣化しない。 この耐熱温度は、Mの炭化物の量と関係し、適量より少
ないと耐熱温度が低い。また、Mの炭化物が多すぎると
、Coの粒界に析出し、Coの微結晶間の静磁結合が劣
化してしまう。従って、700℃以上の高い温度での熱
処理後においても軟磁性を得るためには、上述した範囲
のMとCの量が望ましい。また、本発明においては、M
としてHfを用いた場合が、最も耐熱性が高く、かつ高
飽和磁束密度で良好な軟磁性が得られる。
は結晶化することにより軟磁性が著しく劣化することが
知られている。しかしながら、本発明によるCo−T−
M−C膜ではMの炭化物がCo結晶粒の成長を抑えるた
め、Coの結晶粒径は100Å程度に保たれる。すなわ
ち、本発明においては、Coの結晶粒が微細化されるた
め、周囲との交換結合により、異方性の分散が小さくな
り、高透磁率、低保磁力の良好な軟磁気特性が得られる
ものと考えられる。さらに、Mの炭化物の微結晶がCo
の結晶粒の成長を抑制するため、ヘッドのガラス溶着時
に加わるような熱処理を施しても軟磁性は劣化しない。 この耐熱温度は、Mの炭化物の量と関係し、適量より少
ないと耐熱温度が低い。また、Mの炭化物が多すぎると
、Coの粒界に析出し、Coの微結晶間の静磁結合が劣
化してしまう。従って、700℃以上の高い温度での熱
処理後においても軟磁性を得るためには、上述した範囲
のMとCの量が望ましい。また、本発明においては、M
としてHfを用いた場合が、最も耐熱性が高く、かつ高
飽和磁束密度で良好な軟磁性が得られる。
【0013】
【0014】(実施例1)本発明の磁性膜の形成には、
通常のRFマグネトロンスパッタ装置を用いた。Co(
純度99.99%)のターゲット上にT=Fe,Ni,
Mn,PdとM=Hf,Zr,Ta,Ti,Nb,Mo
,W(純度99.9%)のペレットを配置した複合ター
ゲットをAr(純度99.999%)とCH4(純度9
9.9%)の混合ガスを用いてスパッタを行なった。T
,M,Cの量は、T,Mのペレットの数及びCH4ガス
の分圧を変えることにより変化させた。 スパッタ条件は、以下の通りとした。 排気到達真空度 2×10−6Torr以下投入
電力 4.5W/cm2 ガ
ス圧(全圧) 4×10−3Torr基板
結晶化ガラス基板温度
加熱なし膜厚
2±0.2μm
通常のRFマグネトロンスパッタ装置を用いた。Co(
純度99.99%)のターゲット上にT=Fe,Ni,
Mn,PdとM=Hf,Zr,Ta,Ti,Nb,Mo
,W(純度99.9%)のペレットを配置した複合ター
ゲットをAr(純度99.999%)とCH4(純度9
9.9%)の混合ガスを用いてスパッタを行なった。T
,M,Cの量は、T,Mのペレットの数及びCH4ガス
の分圧を変えることにより変化させた。 スパッタ条件は、以下の通りとした。 排気到達真空度 2×10−6Torr以下投入
電力 4.5W/cm2 ガ
ス圧(全圧) 4×10−3Torr基板
結晶化ガラス基板温度
加熱なし膜厚
2±0.2μm
【0015】以上の条件で作製した磁
性膜の組成は、EPMAによって分析した。膜の飽和磁
束密度及び保磁力はVSM(印加磁場 50Oe)、
透磁率はベクトルインピーダンスメータ、磁歪定数は光
てこ法により測定した。また、この磁性膜の耐熱性はN
2雰囲気中で所定の温度に加熱後、室温で透磁率を測定
し、透磁率が1000以下となる温度の高低によって判
定した。
性膜の組成は、EPMAによって分析した。膜の飽和磁
束密度及び保磁力はVSM(印加磁場 50Oe)、
透磁率はベクトルインピーダンスメータ、磁歪定数は光
てこ法により測定した。また、この磁性膜の耐熱性はN
2雰囲気中で所定の温度に加熱後、室温で透磁率を測定
し、透磁率が1000以下となる温度の高低によって判
定した。
【0016】図1に、Co−Hf−C膜に600℃の熱
処理を施した場合の透磁率(5MHz)と膜組成の関係
を示す。図1より明らかなように、原子比でHf3〜1
3%,C10〜30%及び残部Coなる広い組成範囲で
μ5MHz>1000の特性が得られた。さらに望まし
くは、原子比でHf5〜13%,C20〜25%及び残
部Coなる組成とすれば、μ5MHzが2000〜30
00とさらに良好な軟磁性が得られる。
処理を施した場合の透磁率(5MHz)と膜組成の関係
を示す。図1より明らかなように、原子比でHf3〜1
3%,C10〜30%及び残部Coなる広い組成範囲で
μ5MHz>1000の特性が得られた。さらに望まし
くは、原子比でHf5〜13%,C20〜25%及び残
部Coなる組成とすれば、μ5MHzが2000〜30
00とさらに良好な軟磁性が得られる。
【0017】図2に、Co−Hf−C膜に700℃の熱
処理を施した場合のμ5MHzと膜組成の関係を示す。 上述した組成比でHf5〜13%,C20〜25%及び
残部Coなる組成は、耐熱性が良好であり、700℃の
熱処理後においてもμ5MHz>2000の軟磁性が得
られる。
処理を施した場合のμ5MHzと膜組成の関係を示す。 上述した組成比でHf5〜13%,C20〜25%及び
残部Coなる組成は、耐熱性が良好であり、700℃の
熱処理後においてもμ5MHz>2000の軟磁性が得
られる。
【0018】図3に、C量が10%と22%の場合のC
o−Hf−C膜の透磁率μ5MHzの熱処理温度依存性
を示す。図よりわかるように、C量が10%,22%の
場合とも、600℃までの熱処理においてはμ5MHz
>2000の特性を示すが、C22%の場合は、μ5M
Hzは温度上昇とともにゆるやかに減少するのに対し、
C10%では、μ5MHzは、急激に減少する。750
℃の熱処理後では、C22%ではμ5MHz=1500
℃に対し、C10%では、μ5MHz=300となって
しまう。以上述べたように、C量が20〜25%の組成
領域は、C量が10%前後の組成領域に比べて、耐熱性
が高いことがわかる。
o−Hf−C膜の透磁率μ5MHzの熱処理温度依存性
を示す。図よりわかるように、C量が10%,22%の
場合とも、600℃までの熱処理においてはμ5MHz
>2000の特性を示すが、C22%の場合は、μ5M
Hzは温度上昇とともにゆるやかに減少するのに対し、
C10%では、μ5MHzは、急激に減少する。750
℃の熱処理後では、C22%ではμ5MHz=1500
℃に対し、C10%では、μ5MHz=300となって
しまう。以上述べたように、C量が20〜25%の組成
領域は、C量が10%前後の組成領域に比べて、耐熱性
が高いことがわかる。
【0019】表1には、Co−M−Cの種々の組成の膜
の最適熱処理条件での磁気特性を示す。また、耐熱性と
してはμ5MHzが1000以下となる温度を示した。 尚、すべての温度範囲でμ5MHzが1000以上にな
らないものについては×印で示した。
の最適熱処理条件での磁気特性を示す。また、耐熱性と
してはμ5MHzが1000以下となる温度を示した。 尚、すべての温度範囲でμ5MHzが1000以上にな
らないものについては×印で示した。
【0020】
【0021】表1より、Mが5〜13%,C20〜25
%及び残部Coなる組成のもので、Bs=1.3〜1.
5T,μ5MHz>1000,Hc≦1Oe,λ=−3
〜−1×10−6の特性を示し、耐熱温度も700℃以
上の特性が得られることがわかる。
%及び残部Coなる組成のもので、Bs=1.3〜1.
5T,μ5MHz>1000,Hc≦1Oe,λ=−3
〜−1×10−6の特性を示し、耐熱温度も700℃以
上の特性が得られることがわかる。
【0022】図4に、Co68.4Hf3.5C22.
1(at%)膜の熱処理によるCo−Kα線(波長λ=
1.79021Å)を用いて測定したX線回折パターン
の変化を示す。 熱処理前(as−depo)状態では、アモルファス状
態であるが、熱処理により、HfCとfcc−Coの回
折パターンが見られるようになる。しかしながら、Co
のX線回折ピークの半値幅より、Scherrerの式
D=0.94λ/Bcosθ 但し、Dは結晶粒径、λはX線の波長、Bは回折ピーク
の半値幅、 θは回折角 を用いて結晶粒径を求めてみると、100Å以下である
ことがわかった。また、HfCの結晶粒は、電子顕微鏡
観察の結果、Coよりもさらに小さいことがわかった。 このHfCの多くの微結晶が、Coの結晶粒の成長を抑
えることにより良好な軟磁性膜が得られるものと考えら
れる。
1(at%)膜の熱処理によるCo−Kα線(波長λ=
1.79021Å)を用いて測定したX線回折パターン
の変化を示す。 熱処理前(as−depo)状態では、アモルファス状
態であるが、熱処理により、HfCとfcc−Coの回
折パターンが見られるようになる。しかしながら、Co
のX線回折ピークの半値幅より、Scherrerの式
D=0.94λ/Bcosθ 但し、Dは結晶粒径、λはX線の波長、Bは回折ピーク
の半値幅、 θは回折角 を用いて結晶粒径を求めてみると、100Å以下である
ことがわかった。また、HfCの結晶粒は、電子顕微鏡
観察の結果、Coよりもさらに小さいことがわかった。 このHfCの多くの微結晶が、Coの結晶粒の成長を抑
えることにより良好な軟磁性膜が得られるものと考えら
れる。
【0023】図5に、種々の組成のCo−Hf−C膜の
700℃熱処理後のX線回折パターンを示す。C量が2
0〜25%の最適組成に対し、C量が少ない場合には、
fcc−Coの鋭いピークが見られ、Coが粒成長して
いるのがわかる。このときのCoの粒径は、Scher
rerの式より粒径を求めると、200〜300Åであ
る。Coは結晶磁気異方性が大きいため、この粒成長に
よって軟磁性は急激に劣化していると考えられる。
700℃熱処理後のX線回折パターンを示す。C量が2
0〜25%の最適組成に対し、C量が少ない場合には、
fcc−Coの鋭いピークが見られ、Coが粒成長して
いるのがわかる。このときのCoの粒径は、Scher
rerの式より粒径を求めると、200〜300Åであ
る。Coは結晶磁気異方性が大きいため、この粒成長に
よって軟磁性は急激に劣化していると考えられる。
【0024】一方、C量が多い場合においては、Coの
ピークが小さいことからHfCが十分にCoの粒成長を
抑制しているのがわかる。しかしながら、軟磁性が多少
劣化する原因は、HfCやCがCoの粒界に析出し、C
o微結晶間の静磁結合が弱まり、異方性分散が増大する
ためと推察される。Hfが少ない場合は、Hf−Cの生
成が十分行われず、Coのピークが明瞭に見られ、Sc
herrerの式より粒径を求めると、200Åより大
きくなっている。
ピークが小さいことからHfCが十分にCoの粒成長を
抑制しているのがわかる。しかしながら、軟磁性が多少
劣化する原因は、HfCやCがCoの粒界に析出し、C
o微結晶間の静磁結合が弱まり、異方性分散が増大する
ためと推察される。Hfが少ない場合は、Hf−Cの生
成が十分行われず、Coのピークが明瞭に見られ、Sc
herrerの式より粒径を求めると、200Åより大
きくなっている。
【0025】以上述べたように、Co−Hf−C膜には
、耐熱性700℃以上で、μ5MHz>2000の良好
な特性が得られるHfおよびCの最適量が存在し、その
組成はHf5〜13%,C20〜25%及び残部Coの
範囲であることがわかる。また、このときの結晶組織は
、CoとHfCの微結晶より構成されている。
、耐熱性700℃以上で、μ5MHz>2000の良好
な特性が得られるHfおよびCの最適量が存在し、その
組成はHf5〜13%,C20〜25%及び残部Coの
範囲であることがわかる。また、このときの結晶組織は
、CoとHfCの微結晶より構成されている。
【0026】(実施例2)表1で示したCo−M−C膜
(M=Ti,Zr,Hf,Ta…)で良好な軟磁性の得
られる組成領域においては、磁歪定数はすべて負の値(
−3〜−1×10−6)を示している。しかし、磁気ヘ
ッドを作製する場合、磁性膜には種々の応力が加わると
予想されるので、できれば磁歪定数を0に近づけること
が好ましい。図6は、Co−Hf−C膜にT=Fe,N
i,Mn,Pdを添加した場合の磁歪定数の変化を示し
ている。700℃の熱処理後の場合、Co−Hf−C膜
の磁歪定数は−1.7×10−6であるが、Tを添加す
ることにより正の方向に変化し、1.5〜5at%の添
加量でほぼ零となることがわかる。なお、Tが10at
%以下であれば、軟磁気特性が大きく変化することはな
い。
(M=Ti,Zr,Hf,Ta…)で良好な軟磁性の得
られる組成領域においては、磁歪定数はすべて負の値(
−3〜−1×10−6)を示している。しかし、磁気ヘ
ッドを作製する場合、磁性膜には種々の応力が加わると
予想されるので、できれば磁歪定数を0に近づけること
が好ましい。図6は、Co−Hf−C膜にT=Fe,N
i,Mn,Pdを添加した場合の磁歪定数の変化を示し
ている。700℃の熱処理後の場合、Co−Hf−C膜
の磁歪定数は−1.7×10−6であるが、Tを添加す
ることにより正の方向に変化し、1.5〜5at%の添
加量でほぼ零となることがわかる。なお、Tが10at
%以下であれば、軟磁気特性が大きく変化することはな
い。
【0027】表2は、CoをT(Fe,Ni,Mn,P
d)で置換した例を示す。Tを加えることにより、、磁
歪定数は正の方向へ変化し、−0.5〜+0.5×10
−6という低磁歪定数を有するようになる。Tの量は<
10at%以下であるため、Bs,μ,Hc等の磁気特
性はほとんど変化していない。
d)で置換した例を示す。Tを加えることにより、、磁
歪定数は正の方向へ変化し、−0.5〜+0.5×10
−6という低磁歪定数を有するようになる。Tの量は<
10at%以下であるため、Bs,μ,Hc等の磁気特
性はほとんど変化していない。
【0028】
【0029】(実施例3)次に本発明によるCo−Fe
−Hf−C膜を磁気ヘッドに応用した例を示す。図7は
本発明の磁性膜を適用した磁気ヘッドコアの一例を示す
外観斜視図であり、図8はその記録媒体対向面を示す拡
大平面図である。この磁気ヘッドコアを、図9に示すよ
うなCaTiO3のスライダーにガラスで固定し、ジン
バルに取り付けハードディスクドライブ用の磁気ヘッド
として評価した。
−Hf−C膜を磁気ヘッドに応用した例を示す。図7は
本発明の磁性膜を適用した磁気ヘッドコアの一例を示す
外観斜視図であり、図8はその記録媒体対向面を示す拡
大平面図である。この磁気ヘッドコアを、図9に示すよ
うなCaTiO3のスライダーにガラスで固定し、ジン
バルに取り付けハードディスクドライブ用の磁気ヘッド
として評価した。
【0030】図10は、本発明による磁性膜を用いた磁
気ヘッドと、Fe−Al−Si膜を用いた磁気ヘッドを
用いて測定した媒体保磁力と限界記録密度、D50(K
FCI)の関係を示す。Bsが1.4Tと大きいCo−
Fe−Hf−C膜を用いた場合、媒体保磁力が1500
Oe以上と大きくなっても磁気コア先端が飽和せずに強
い記録磁界が発生できるため十分に記録が可能であり、
媒体保磁力の増加とともにD50も増加する。一方、F
e−Al−Si膜を用いた場合は、媒体保磁力が150
0Oe以上となるD50が減少してしまう。
気ヘッドと、Fe−Al−Si膜を用いた磁気ヘッドを
用いて測定した媒体保磁力と限界記録密度、D50(K
FCI)の関係を示す。Bsが1.4Tと大きいCo−
Fe−Hf−C膜を用いた場合、媒体保磁力が1500
Oe以上と大きくなっても磁気コア先端が飽和せずに強
い記録磁界が発生できるため十分に記録が可能であり、
媒体保磁力の増加とともにD50も増加する。一方、F
e−Al−Si膜を用いた場合は、媒体保磁力が150
0Oe以上となるD50が減少してしまう。
【0031】したがって、本発明のCo−Fe−C系磁
性膜を用いた磁気ヘッドを用いることにより、2000
Oeの保磁力をもつ媒体にも十分に書き込みが可能であ
ることが確かめられた。また、保磁力1000Oeの媒
体を用い、再生出力を比較したところ、Co−Fe−H
f−C膜とFe−Al−Si膜を用いた場合で差は見ら
れなかった。
性膜を用いた磁気ヘッドを用いることにより、2000
Oeの保磁力をもつ媒体にも十分に書き込みが可能であ
ることが確かめられた。また、保磁力1000Oeの媒
体を用い、再生出力を比較したところ、Co−Fe−H
f−C膜とFe−Al−Si膜を用いた場合で差は見ら
れなかった。
【0032】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明によるCo
を主成分とするCo−M−C(M=Hf,Zr,Ta)
膜は、高飽和磁束密度(1.3〜1.5T)、高透磁率
(1000以上)、低保磁力(1Oe以下)、低磁歪定
数(−3×10−6〜−1×10−6)、高耐熱性(7
00℃以上)という磁気ヘッド材料に必要な特性を兼ね
備えている。また、この材料にT(Fe,Ni,Mn,
Pd)を添加することにより、磁歪定数がほぼ零の磁性
膜を実現することができる。
を主成分とするCo−M−C(M=Hf,Zr,Ta)
膜は、高飽和磁束密度(1.3〜1.5T)、高透磁率
(1000以上)、低保磁力(1Oe以下)、低磁歪定
数(−3×10−6〜−1×10−6)、高耐熱性(7
00℃以上)という磁気ヘッド材料に必要な特性を兼ね
備えている。また、この材料にT(Fe,Ni,Mn,
Pd)を添加することにより、磁歪定数がほぼ零の磁性
膜を実現することができる。
【0033】したがって、この磁性膜を磁気ヘッド磁極
として用いた場合、0.2μm程度の薄膜にしても磁気
飽和を起こすことなく、磁極の先端に強い磁界を発生さ
せることができ、超高密度磁気記録を達成することがで
きる。また、本発明の磁性膜は、通常のRFマグネトロ
ンスパッタ法で成膜可能であるため、製造方法が簡単で
あり製造コストも安く、かつ高い信頼性も確保できる利
点がある。
として用いた場合、0.2μm程度の薄膜にしても磁気
飽和を起こすことなく、磁極の先端に強い磁界を発生さ
せることができ、超高密度磁気記録を達成することがで
きる。また、本発明の磁性膜は、通常のRFマグネトロ
ンスパッタ法で成膜可能であるため、製造方法が簡単で
あり製造コストも安く、かつ高い信頼性も確保できる利
点がある。
【図1】図1は、本発明のCo−Hf−C膜の組成と透
磁率の関係を600℃熱処理後の場合について示す特性
図である。
磁率の関係を600℃熱処理後の場合について示す特性
図である。
【図2】図2はCo−Hf−C膜の組成と透磁率の関係
を700℃熱処理後の場合について示す特性図である。
を700℃熱処理後の場合について示す特性図である。
【図3】図3はC量の異なる2つのCo−Hf−C膜の
熱処理温度と透磁率の関係を示す特性図である。
熱処理温度と透磁率の関係を示す特性図である。
【図4】図4は最適組成のCo−Hf−C膜の熱処理に
よりX線回折パターンの変化を示す図である。
よりX線回折パターンの変化を示す図である。
【図5】図5は種々の組成のCo−Hf−C膜の700
℃熱処理後のX線回折パターンを示す図である。
℃熱処理後のX線回折パターンを示す図である。
【図6】図6は、Co−Hf−C膜に添加元素を加えた
場合の磁歪定数の変化を示す特性図である。
場合の磁歪定数の変化を示す特性図である。
【図7】図7は本発明による磁性膜を適用した磁気ヘッ
ドのコアの一例を示す外観斜視図である。
ドのコアの一例を示す外観斜視図である。
【図8】図8はその磁気記録媒体対向面を示す拡大平面
図である。
図である。
【図9】図9は磁気コアを埋め込んだ磁気ヘッドの外観
斜視図である。
斜視図である。
【図10】図10はCo−Fe−Hf−C膜を用いた磁
気ヘッドを用いて測定した媒体保磁力と限界記録密度の
関係を示す特性図、媒体保磁力と限界記録密度の関係を
示す特性図である。
気ヘッドを用いて測定した媒体保磁力と限界記録密度の
関係を示す特性図、媒体保磁力と限界記録密度の関係を
示す特性図である。
【図11】図11は従来のモノリシックヘッドの外観斜
視図である。
視図である。
1 磁気コア半体
2 磁気コア半体、
3 磁性膜、
4 磁気ギャップ、
5 ガラス(A)、
6 磁気コア、
7 スライダー、
8 ガラス(B)、
9 磁気コア、
10 磁気ギャップ、
11 スライダー、
12 コイル。
Claims (4)
- 【請求項1】CoXMZCW(ただし、X、Y、Z、W
は各々組成比を原子%として表し、MはTi、Zr、H
f、V、Nb、Ta、Mo、Wよりなる群から選ばれた
少なくとも一種の元素、Cは炭素を表す)で示される組
成を有し、その組成範囲が、5≦Z≦13,20<W≦
25,X+Z+W=100であることを特徴とするCo
基軟磁性薄膜。 - 【請求項2】CoXTYMZCW(ただし、X、Y、Z
、Wは各々組成比を原子%として表し、TはFe、Ni
、Mn、Pdよりなる群から選ばれた少なくとも一種の
元素、MはTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、
Wよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素、Cは
炭素を表す)で示される組成を有し、その組成範囲が、
0<Y≦10,5≦Z≦13,20<W≦25,X+Y
+Z+W=100であることを特徴とするCo基軟磁性
薄膜。 - 【請求項3】組織が平均粒径200Å以下の微細な結晶
粒よりなることを特徴とする請求項1または2に記載の
Co基軟磁性薄膜。 - 【請求項4】請求項1乃至3に記載のCo基軟磁性薄膜
を、磁気ギャップ対向面のいずれか一方若しくは双方に
有することを特徴とする磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2051491A JPH04252008A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | Co基軟磁性薄膜およびこれを用いた磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2051491A JPH04252008A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | Co基軟磁性薄膜およびこれを用いた磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04252008A true JPH04252008A (ja) | 1992-09-08 |
Family
ID=12029268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2051491A Pending JPH04252008A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | Co基軟磁性薄膜およびこれを用いた磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04252008A (ja) |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP2051491A patent/JPH04252008A/ja active Pending
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