JPH05234751A - 薄膜磁気ヘッド用高飽和磁束密度を有する軟磁性合金膜及び磁気ヘッド。 - Google Patents
薄膜磁気ヘッド用高飽和磁束密度を有する軟磁性合金膜及び磁気ヘッド。Info
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- JPH05234751A JPH05234751A JP3643492A JP3643492A JPH05234751A JP H05234751 A JPH05234751 A JP H05234751A JP 3643492 A JP3643492 A JP 3643492A JP 3643492 A JP3643492 A JP 3643492A JP H05234751 A JPH05234751 A JP H05234751A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 薄膜磁気ヘッド用の高飽和磁束密度を有する
軟磁性合金膜、並びに軟磁性合金膜を備えた薄膜磁気ヘ
ッドを提供する。 【構成】 原子比組成、即ち、Fe-N膜の一部をTiに置換
し、膜中Ti組成を、0.5〜3.0(at%)の範囲、膜中窒素量
を、2〜10(at%)に選ぶことにより、高飽和磁束密度の軟
磁性膜を成膜する。
軟磁性合金膜、並びに軟磁性合金膜を備えた薄膜磁気ヘ
ッドを提供する。 【構成】 原子比組成、即ち、Fe-N膜の一部をTiに置換
し、膜中Ti組成を、0.5〜3.0(at%)の範囲、膜中窒素量
を、2〜10(at%)に選ぶことにより、高飽和磁束密度の軟
磁性膜を成膜する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュ−タ−記憶装
置やVTR等の高密度磁気記録に用いられる薄膜磁気ヘ
ッド用の軟磁性合金膜並びに軟磁性合金膜を備えた薄膜
磁気ヘッドに関するものである。
置やVTR等の高密度磁気記録に用いられる薄膜磁気ヘ
ッド用の軟磁性合金膜並びに軟磁性合金膜を備えた薄膜
磁気ヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、コンピュ−タ−記憶装置やVTR
等の高密度磁気記録再生装置に用いられる薄膜磁気ヘッ
ドとしては、例えば図1に示す構造の磁気ヘッドが知ら
れている。
等の高密度磁気記録再生装置に用いられる薄膜磁気ヘッ
ドとしては、例えば図1に示す構造の磁気ヘッドが知ら
れている。
【0003】図1は薄膜磁気ヘッドの断面を示す図であ
り、1は非磁性基板或いは磁性基板、2は下部コア、3
は磁気ギャップ、4は上部コア、5はコイル、6はSiO2
等の絶縁膜である。
り、1は非磁性基板或いは磁性基板、2は下部コア、3
は磁気ギャップ、4は上部コア、5はコイル、6はSiO2
等の絶縁膜である。
【0004】本発明は、上述のような薄膜磁気ヘッドに
使用される下部コア2及び上部コア4としての軟磁性材
料の新規な提案である。
使用される下部コア2及び上部コア4としての軟磁性材
料の新規な提案である。
【0005】従来の薄膜磁気ヘッドにおいては、下部コ
ア2及び上部コア4に使用される軟磁性薄膜としては、
パ−マロイ(Fe-Ni合金)或いは、Co-Nb-Zr(-Ta)等のア
モルファス合金が使われている。主にその理由は、薄膜
磁気ヘッドにおける絶縁膜6の耐熱性に係わる問題であ
る。絶縁膜6の部分は、SiO2等の絶縁膜と記述したがそ
れは1例であり、その他にポリィミド系樹脂が使われた
り或いはフォトエッチングに使われるフォトレジストが
使用されることもある。
ア2及び上部コア4に使用される軟磁性薄膜としては、
パ−マロイ(Fe-Ni合金)或いは、Co-Nb-Zr(-Ta)等のア
モルファス合金が使われている。主にその理由は、薄膜
磁気ヘッドにおける絶縁膜6の耐熱性に係わる問題であ
る。絶縁膜6の部分は、SiO2等の絶縁膜と記述したがそ
れは1例であり、その他にポリィミド系樹脂が使われた
り或いはフォトエッチングに使われるフォトレジストが
使用されることもある。
【0006】ここで、ポリィミド系樹脂の耐熱温度は、
一般的には400℃以下であり、フォトレジストの耐熱温
度は250℃以下である。このことから、絶縁膜6に使う
材料としてポリィミド系樹脂を使う場合に、薄膜磁気ヘ
ッドの製造工程においては、少なくとも400℃以下の工
程でなくてはならないし、同じようにフォトレジストを
使う場合においては250℃以下でなければならない。
一般的には400℃以下であり、フォトレジストの耐熱温
度は250℃以下である。このことから、絶縁膜6に使う
材料としてポリィミド系樹脂を使う場合に、薄膜磁気ヘ
ッドの製造工程においては、少なくとも400℃以下の工
程でなくてはならないし、同じようにフォトレジストを
使う場合においては250℃以下でなければならない。
【0007】また、絶縁膜6にSiO2等の耐熱性を備えた
材料を使う場合においても、導電性コイル5の性能維持
のためにはやはりせめて400℃程度の熱処理工程で行な
うことが必要である。
材料を使う場合においても、導電性コイル5の性能維持
のためにはやはりせめて400℃程度の熱処理工程で行な
うことが必要である。
【0008】このように、薄膜磁気ヘッドの製造工程中
の熱処理工程(例えばガラスボンディングや磁性膜の特
性を出すための熱処理等)においては、400℃以下の熱
処理温度に留めておくことが必要で、それは性能或いは
歩留りに大きく影響する。
の熱処理工程(例えばガラスボンディングや磁性膜の特
性を出すための熱処理等)においては、400℃以下の熱
処理温度に留めておくことが必要で、それは性能或いは
歩留りに大きく影響する。
【0009】磁性膜においては、上述の理由から成膜後
の状態で良い軟磁気特性を示すか或いは、400℃以下の
熱処理によって良い軟磁気特性を示すことが必要であ
り、500,600℃の熱処理を加えないと特性が出ないもの
は使えないことになる。
の状態で良い軟磁気特性を示すか或いは、400℃以下の
熱処理によって良い軟磁気特性を示すことが必要であ
り、500,600℃の熱処理を加えないと特性が出ないもの
は使えないことになる。
【0010】先に述べた、パ−マロイ薄膜やアモルファ
ス薄膜は、これらの条件を満たすことから良く使われて
いる。
ス薄膜は、これらの条件を満たすことから良く使われて
いる。
【0011】一方、磁気記録においては、高密度化が進
んでおり、これに伴い記録媒体である磁気ディスクや磁
気テ−プの高保磁力化が図られている。これに対応する
為に薄膜磁気ヘッドに要求されるのは、特性面において
は高い保磁力を有する記録媒体を磁化するだけの強い記
録能力を有することと、HDD等のようなオ−バ−ライ
ト方式においては優れたオ−バ−ライト特性を有するこ
と等が要求される。
んでおり、これに伴い記録媒体である磁気ディスクや磁
気テ−プの高保磁力化が図られている。これに対応する
為に薄膜磁気ヘッドに要求されるのは、特性面において
は高い保磁力を有する記録媒体を磁化するだけの強い記
録能力を有することと、HDD等のようなオ−バ−ライ
ト方式においては優れたオ−バ−ライト特性を有するこ
と等が要求される。
【0012】このような特性改善の為には、上部コア、
下部コアに使われる磁性膜の飽和磁束密度を大きくする
ことが有効な手段である。
下部コアに使われる磁性膜の飽和磁束密度を大きくする
ことが有効な手段である。
【0013】ところが、前述のパ−マロイ、アモルファ
ス合金膜の飽和磁束密度は0.8〜1.0(T)であるため不十
分である。
ス合金膜の飽和磁束密度は0.8〜1.0(T)であるため不十
分である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来例
の欠点に鑑み為されたものであり、薄膜磁気ヘッド用の
高飽和磁束密度を有し、且つ成膜後から400℃以下程度
の熱処理により充分な 軟磁気特性を有する磁性膜を提
供することを目的とするものである。
の欠点に鑑み為されたものであり、薄膜磁気ヘッド用の
高飽和磁束密度を有し、且つ成膜後から400℃以下程度
の熱処理により充分な 軟磁気特性を有する磁性膜を提
供することを目的とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】Fe膜は単体で大きな飽和
磁束密度2.15(T)を有しているが、軟磁性に関しては不
十分である。これに対してFe膜を窒化したFe-N膜は、Fe
膜に比べ優れた軟磁気特性を有することが多く報告され
ている。 例えば、第11回日本応用磁気学会学術講演
会概要集(1987年11月)3pB-8「窒素添加軟磁気性Fe
スパッタ膜の構造と磁気特性」を参照。
磁束密度2.15(T)を有しているが、軟磁性に関しては不
十分である。これに対してFe膜を窒化したFe-N膜は、Fe
膜に比べ優れた軟磁気特性を有することが多く報告され
ている。 例えば、第11回日本応用磁気学会学術講演
会概要集(1987年11月)3pB-8「窒素添加軟磁気性Fe
スパッタ膜の構造と磁気特性」を参照。
【0016】本発明者においてもスパッタ成膜時の雰囲
気をAr+N2にすることによる反応性スパッタでFe-N膜を
作成し、その軟磁気特性を評価したが、確かにFe膜に比
べれば良い軟磁気特性を示すものの、保磁力の最小値で
2〜4エルステッドであり、且つ2エルステッドを示す
ものは、成膜直後では7エルステッドとなった。
気をAr+N2にすることによる反応性スパッタでFe-N膜を
作成し、その軟磁気特性を評価したが、確かにFe膜に比
べれば良い軟磁気特性を示すものの、保磁力の最小値で
2〜4エルステッドであり、且つ2エルステッドを示す
ものは、成膜直後では7エルステッドとなった。
【0017】これでは、軟磁気特性として不十分である
ばかりか、本発明の主旨の一つである成膜直後の状態か
ら400℃程度まで安定した軟磁気特性を示すことにはな
らない。
ばかりか、本発明の主旨の一つである成膜直後の状態か
ら400℃程度まで安定した軟磁気特性を示すことにはな
らない。
【0018】そこで本発明においては、薄膜磁気ヘッド
用の高飽和磁束密度を有する軟磁性合金膜として、Fe-N
膜にTiを添加することを特徴とし、具体的には以下の原
子比組成とすることを特徴とする。
用の高飽和磁束密度を有する軟磁性合金膜として、Fe-N
膜にTiを添加することを特徴とし、具体的には以下の原
子比組成とすることを特徴とする。
【0019】
【数5】
【0020】において、
【0021】
【数6】
【0022】とする。
【0023】
【作用】上記組成を満たす磁性合金膜は、成膜直後の状
態から400℃程度まで略フラットな軟磁気特性を示し且
つその飽和磁束密度は1.9〜2.0(T)と大きな値を有す
る。このため、薄膜磁気ヘッド用の磁性合金膜として有
効である。
態から400℃程度まで略フラットな軟磁気特性を示し且
つその飽和磁束密度は1.9〜2.0(T)と大きな値を有す
る。このため、薄膜磁気ヘッド用の磁性合金膜として有
効である。
【0024】
【実施例】以下、本発明を実施例とともに詳細に説明す
る。
る。
【0025】磁性合金膜の作成にはスパッタ法を用い、
非磁性基板上に膜厚1μm形成した。
非磁性基板上に膜厚1μm形成した。
【0026】タ−ゲットには、4インチ¢×3mmtの99.99
%のFeに5mm角×1mmtのTiのチップを 配置した複合タ−
ゲットを用い、また、Ar+N2雰囲気で成膜する反応性ス
パッタ 装置により、基板温度150°C設定の基で結晶化
ガラス基板上に窒化膜を成膜した。また、熱処理は真空
中(1×10-5Torr以下)で約1時間目標温度で保持して
行った。
%のFeに5mm角×1mmtのTiのチップを 配置した複合タ−
ゲットを用い、また、Ar+N2雰囲気で成膜する反応性ス
パッタ 装置により、基板温度150°C設定の基で結晶化
ガラス基板上に窒化膜を成膜した。また、熱処理は真空
中(1×10-5Torr以下)で約1時間目標温度で保持して
行った。
【0027】保磁力(以下、Hcと称する)、飽和磁束密
度(以下、Bsと称する)はVSMで測定した。
度(以下、Bsと称する)はVSMで測定した。
【0028】図2は、Ar〜100%雰囲気で作成したFe膜
のHcの熱処理温度依存性を示す図であり、Fe膜は、成膜
直後においてHc=15エルステッドを示し、450℃の熱処
理後にHc=8エルステッドで、それ以上の熱処理後にお
いては略この特性を維持している。
のHcの熱処理温度依存性を示す図であり、Fe膜は、成膜
直後においてHc=15エルステッドを示し、450℃の熱処
理後にHc=8エルステッドで、それ以上の熱処理後にお
いては略この特性を維持している。
【0029】このようにFe膜は、Bs=2.15(T)を持つもの
の、軟磁気特性としては不充分であることが分かる。
の、軟磁気特性としては不充分であることが分かる。
【0030】図3(a)は、Ar+N2雰囲気でFe膜を作成
した時の窒素流量比2.4%及び4.8%の場合におけるHcの
熱処理温度依存性を示し、図3(b)は、Ar+N2雰囲気
でFe膜を作成した時の窒素流量比6.0%及び10.0%の場
合におけるHcの熱処理温度依存性を示す。
した時の窒素流量比2.4%及び4.8%の場合におけるHcの
熱処理温度依存性を示し、図3(b)は、Ar+N2雰囲気
でFe膜を作成した時の窒素流量比6.0%及び10.0%の場
合におけるHcの熱処理温度依存性を示す。
【0031】窒素流量比は、[N2流量/(N2流量+Ar流
量(40sccm一定))]×100(%)で表す。
量(40sccm一定))]×100(%)で表す。
【0032】図2と比較すれば分かるように成膜直後〜
450℃においては、Fe膜に比べ小さなHcを示しているい
ることが分かる。しかし、最も良いHcは、窒素流量比6.
0%で且つ350℃の熱処理後であるが、それでもまだ2エ
ルステッドであり且つ本発明の目的の一つである成膜直
後から400℃程度までの範囲においてフラットな軟磁気
特性を示さず、変動が激しいことが分かる。
450℃においては、Fe膜に比べ小さなHcを示しているい
ることが分かる。しかし、最も良いHcは、窒素流量比6.
0%で且つ350℃の熱処理後であるが、それでもまだ2エ
ルステッドであり且つ本発明の目的の一つである成膜直
後から400℃程度までの範囲においてフラットな軟磁気
特性を示さず、変動が激しいことが分かる。
【0033】図4(a)は、本発明の膜組成を含む(Fe
99-XTi1.0NX(at%))組成の磁性膜の窒素流量比1.5%及び
3.0%の場合におけるHcの熱処理温度依存性を示し、図
4(b)は、本発明の膜組成を含む(Fe99-XTi1.0NX(at
%))組成の磁性膜の窒素流量比6.0%及び10.0%の場合に
おけるHcの熱処理温度依存性を示す図である。
99-XTi1.0NX(at%))組成の磁性膜の窒素流量比1.5%及び
3.0%の場合におけるHcの熱処理温度依存性を示し、図
4(b)は、本発明の膜組成を含む(Fe99-XTi1.0NX(at
%))組成の磁性膜の窒素流量比6.0%及び10.0%の場合に
おけるHcの熱処理温度依存性を示す図である。
【0034】また、図5は、本発明の(Fe94Ti1.0N5(at
%))組成の磁性膜(窒素流量比=3.0%におけるBsの熱処理
温度依存性を示す図である。
%))組成の磁性膜(窒素流量比=3.0%におけるBsの熱処理
温度依存性を示す図である。
【0035】図4から分かるように、Tiを1.0(at%)添加
することにより窒素流量比で1.5〜6(%)において、Hcは
大きく改善され且つ成膜直後から450℃において略フラ
ットな特性を維持する。特に窒素流量比3.0(%)において
は、Hc<1エルステッドと優れた軟磁気特性を有してい
る。
することにより窒素流量比で1.5〜6(%)において、Hcは
大きく改善され且つ成膜直後から450℃において略フラ
ットな特性を維持する。特に窒素流量比3.0(%)において
は、Hc<1エルステッドと優れた軟磁気特性を有してい
る。
【0036】上記の特性を示す窒素流量比1.5〜6.0(%)
の磁性膜の膜中窒素量は、2〜10(at%)であった。
の磁性膜の膜中窒素量は、2〜10(at%)であった。
【0037】次に、図5よりBsについては熱処理に伴い
緩やかに増加する傾向を示すが、成膜直後においてもお
よそ1.95(T)とパ−マロイ或いはアモルファス合金薄膜
の0.8〜1.0(T)に比べ大きな値を持つことが分かる。
緩やかに増加する傾向を示すが、成膜直後においてもお
よそ1.95(T)とパ−マロイ或いはアモルファス合金薄膜
の0.8〜1.0(T)に比べ大きな値を持つことが分かる。
【0038】図6には、Hcの膜中Ti組成量依存性を示し
ている。但し、窒素流量比は6%であり、350℃の熱処
理後の値である。
ている。但し、窒素流量比は6%であり、350℃の熱処
理後の値である。
【0039】これより膜中Ti組成は、0.5〜3.0(at%)の
範囲においてTiを添加しない膜より良い軟磁気特性を示
すことが分かる。更にこの図は、Fe-N膜の最良の条件
(図3に示す窒素流量比6%でかつ350℃熱処理後のHc
を取った。)でプロットしたが、図4でも説明したよう
に、Ti添加膜によって、成膜直後から450℃の範囲にお
いてフラットな特性を持つことは大きく異なる点であ
る。
範囲においてTiを添加しない膜より良い軟磁気特性を示
すことが分かる。更にこの図は、Fe-N膜の最良の条件
(図3に示す窒素流量比6%でかつ350℃熱処理後のHc
を取った。)でプロットしたが、図4でも説明したよう
に、Ti添加膜によって、成膜直後から450℃の範囲にお
いてフラットな特性を持つことは大きく異なる点であ
る。
【0040】以上のことから本発明の磁性合金膜は、高
飽和磁束密度[Bs=1.9〜2(T)]を有し且つ成膜直後から
450℃の範囲において優れた軟磁気特性を示すことから
薄膜磁気ヘッド用磁性膜として有効なものである。
飽和磁束密度[Bs=1.9〜2(T)]を有し且つ成膜直後から
450℃の範囲において優れた軟磁気特性を示すことから
薄膜磁気ヘッド用磁性膜として有効なものである。
【0041】
【発明の効果】本発明による原子比組成、即ち、Fe-N膜
の一部をTiに置換し、膜中Ti組成を、0.5〜3.0(at%)の
範囲、膜中窒素量を、2〜10(at%)に選ぶことにより、高
飽和磁束密度の軟磁性膜を成膜することができるので、
高密度磁気記録用薄膜磁気ヘッドの下部コア並びに上部
コアの軟磁性薄膜に用いて最適な磁性材料を提供するこ
とができる。特に、高Hcを有する記録媒体に対して有効
な材料となるので、高密度磁気記録用に適した薄膜磁気
ヘッドを提供することができ極めて有益なものである。
の一部をTiに置換し、膜中Ti組成を、0.5〜3.0(at%)の
範囲、膜中窒素量を、2〜10(at%)に選ぶことにより、高
飽和磁束密度の軟磁性膜を成膜することができるので、
高密度磁気記録用薄膜磁気ヘッドの下部コア並びに上部
コアの軟磁性薄膜に用いて最適な磁性材料を提供するこ
とができる。特に、高Hcを有する記録媒体に対して有効
な材料となるので、高密度磁気記録用に適した薄膜磁気
ヘッドを提供することができ極めて有益なものである。
【図1】薄膜磁気ヘッドの一例を示す図である。
【図2】Fe膜のHcの熱処理温度依存性を示す図である。
【図3】Fe-N膜の窒素流量比が異なる場合のHcの熱処理
温度依存性を示す図である。
温度依存性を示す図である。
【図4】本発明の膜組成を含むFe99-XTi1.0NX(at%)膜の
窒素流量比の異なる場合のHcの熱処理温度依存性を示す
図である。
窒素流量比の異なる場合のHcの熱処理温度依存性を示す
図である。
【図5】本発明の磁性膜のBsの熱処理温度依存性を示す
図である。
図である。
【図6】本発明のHcの膜中Tiの組成量依存性を示す図で
ある。 1 非磁性或いは磁性基板 2 下部コア 3 磁気ギャップ 4 上部コア 5 コイル 6 絶縁膜
ある。 1 非磁性或いは磁性基板 2 下部コア 3 磁気ギャップ 4 上部コア 5 コイル 6 絶縁膜
Claims (2)
- 【請求項1】 下記の原子比組成を有することを特徴と
する薄膜磁気ヘッド用高飽和磁束密度を有する軟磁性合
金膜。 【数1】 上式において、 【数2】 - 【請求項2】 下記の原子比組成を有する軟磁性合金膜
をギャップ近傍に備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ド。 【数3】 上式において、 【数4】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3643492A JPH05234751A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 薄膜磁気ヘッド用高飽和磁束密度を有する軟磁性合金膜及び磁気ヘッド。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3643492A JPH05234751A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 薄膜磁気ヘッド用高飽和磁束密度を有する軟磁性合金膜及び磁気ヘッド。 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05234751A true JPH05234751A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12469708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3643492A Pending JPH05234751A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 薄膜磁気ヘッド用高飽和磁束密度を有する軟磁性合金膜及び磁気ヘッド。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05234751A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020078705A (ko) * | 2001-04-09 | 2002-10-19 | 한국과학기술연구원 | FeTiN계 연자성 박막합금 조성물 |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP3643492A patent/JPH05234751A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020078705A (ko) * | 2001-04-09 | 2002-10-19 | 한국과학기술연구원 | FeTiN계 연자성 박막합금 조성물 |
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