JPH05335169A - 磁性薄膜の形成方法 - Google Patents
磁性薄膜の形成方法Info
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- JPH05335169A JPH05335169A JP13821492A JP13821492A JPH05335169A JP H05335169 A JPH05335169 A JP H05335169A JP 13821492 A JP13821492 A JP 13821492A JP 13821492 A JP13821492 A JP 13821492A JP H05335169 A JPH05335169 A JP H05335169A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は薄膜磁気ヘッドの磁極等の製造に用
いる磁性薄膜の形成方法に関し、Fe-N等からなる磁性薄
膜の形成において、該磁性薄膜の透磁率等の磁気特性を
高めると内部応力が大きくなって剥離し易くなることか
ら、該磁気特性を高めても内部応力の小さい磁性薄膜を
容易に形成することを目的とする。 【構成】 基板１上にFe, Co, Niのうちの少なくとも一
つの元素からなる成膜材料に、Ｂ，Ｃ，Ｎのうちの少な
くとも一つの元素を含む磁性薄膜23を成膜する際に、成
膜中の磁性薄膜23の表面に磁場印加手段により磁場強度
が変化する磁場を印加して磁場強度の異なる磁場を印加
した第１磁性層22a と第２磁性層22b とを交互に積層形
成するように構成する。
いる磁性薄膜の形成方法に関し、Fe-N等からなる磁性薄
膜の形成において、該磁性薄膜の透磁率等の磁気特性を
高めると内部応力が大きくなって剥離し易くなることか
ら、該磁気特性を高めても内部応力の小さい磁性薄膜を
容易に形成することを目的とする。 【構成】 基板１上にFe, Co, Niのうちの少なくとも一
つの元素からなる成膜材料に、Ｂ，Ｃ，Ｎのうちの少な
くとも一つの元素を含む磁性薄膜23を成膜する際に、成
膜中の磁性薄膜23の表面に磁場印加手段により磁場強度
が変化する磁場を印加して磁場強度の異なる磁場を印加
した第１磁性層22a と第２磁性層22b とを交互に積層形
成するように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜磁気ヘッドの磁極等
の製造に用いる磁性薄膜の形成方法に係り、特にスパッ
タ法などにより磁性薄膜を成膜する際に、その薄膜内部
に生じる応力を小さく制御した磁性薄膜の形成方法に関
するものである。
の製造に用いる磁性薄膜の形成方法に係り、特にスパッ
タ法などにより磁性薄膜を成膜する際に、その薄膜内部
に生じる応力を小さく制御した磁性薄膜の形成方法に関
するものである。
【０００２】記録媒体に対して情報を記録・再生する薄
膜磁気ヘッドの磁極形成用の磁性薄膜としては、内部応
力が小さく、優れた軟磁気特性を有する磁性薄膜が要求
される。このため、そのような薄膜磁気ヘッドの磁極形
成用の磁性薄膜を容易に形成する方法が必要とされてい
る。
膜磁気ヘッドの磁極形成用の磁性薄膜としては、内部応
力が小さく、優れた軟磁気特性を有する磁性薄膜が要求
される。このため、そのような薄膜磁気ヘッドの磁極形
成用の磁性薄膜を容易に形成する方法が必要とされてい
る。
【０００３】
【従来の技術】従来の薄膜磁気ヘッドの磁極を形成する
に用いる磁性薄膜は、例えば基板の裏面側に永久磁石を
配置して該基板の表面に磁場を印加した状態でスパッタ
法等によりFeＮ等からなる磁性薄膜を形成している。
に用いる磁性薄膜は、例えば基板の裏面側に永久磁石を
配置して該基板の表面に磁場を印加した状態でスパッタ
法等によりFeＮ等からなる磁性薄膜を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に薄膜
形成法を利用して各種電子素子を形成する場合、形成さ
れた薄膜の内部応力が大きいと該薄膜が剥離し易くなる
現象があり、そのような現象を防止するために薄膜の内
部応力はできるだけ小さな値となるように制御すること
が望まれる。
形成法を利用して各種電子素子を形成する場合、形成さ
れた薄膜の内部応力が大きいと該薄膜が剥離し易くなる
現象があり、そのような現象を防止するために薄膜の内
部応力はできるだけ小さな値となるように制御すること
が望まれる。
【０００５】特に、薄膜磁気ヘッドの磁極を形成する軟
磁性薄膜等の磁性薄膜においては該膜の内部応力が大き
いと、剥離し易くなると共に、透磁率等の軟磁気特性が
損なわれるという傾向があり、磁性薄膜の形成時にその
内部応力を小さくして軟磁気特性が損なわれないように
制御することが重要な課題となっている。
磁性薄膜等の磁性薄膜においては該膜の内部応力が大き
いと、剥離し易くなると共に、透磁率等の軟磁気特性が
損なわれるという傾向があり、磁性薄膜の形成時にその
内部応力を小さくして軟磁気特性が損なわれないように
制御することが重要な課題となっている。
【０００６】スパッタ法により薄膜を形成する場合、そ
の薄膜の内部応力はスパッタ時のガス圧に大きく依存す
る。即ち、スパッタガス圧を上げると薄膜の内部応力は
引っ張り応力となり、下げると圧縮応力となることか
ら、この現象を利用して薄膜の内部応力を制御すること
は可能であるが、スパッタガス圧を適度に上げて成膜し
た薄膜の内部応力値が剥離を生じない望ましい値となっ
ても、その薄膜の他の性質、例えば薄膜の力学的強度や
耐食性が低下し、その薄膜を用いる上での一つの問題と
なっていた。
の薄膜の内部応力はスパッタ時のガス圧に大きく依存す
る。即ち、スパッタガス圧を上げると薄膜の内部応力は
引っ張り応力となり、下げると圧縮応力となることか
ら、この現象を利用して薄膜の内部応力を制御すること
は可能であるが、スパッタガス圧を適度に上げて成膜し
た薄膜の内部応力値が剥離を生じない望ましい値となっ
ても、その薄膜の他の性質、例えば薄膜の力学的強度や
耐食性が低下し、その薄膜を用いる上での一つの問題と
なっていた。
【０００７】また、スパッタ法により膜面内に一軸異方
性を付与した磁性薄膜を形成する場合、膜形成面に磁場
を印加した状態で成膜しているが、この方法で形成され
た磁性薄膜は一軸異方性が付与され、大きな透磁率を示
すが、内部応力は圧縮応力となる。一方、膜形成時に磁
場を印加しなかった場合には形成された磁性薄膜に一軸
異方性は付与されないために透磁率は低く、その内部応
力は引っ張り応力となる。
性を付与した磁性薄膜を形成する場合、膜形成面に磁場
を印加した状態で成膜しているが、この方法で形成され
た磁性薄膜は一軸異方性が付与され、大きな透磁率を示
すが、内部応力は圧縮応力となる。一方、膜形成時に磁
場を印加しなかった場合には形成された磁性薄膜に一軸
異方性は付与されないために透磁率は低く、その内部応
力は引っ張り応力となる。
【０００８】従って、このような現象から軟磁気特性と
内部応力のどちらをも満足する磁性薄膜を得ることが困
難であった。本発明は上記した従来の問題点に鑑み、磁
気特性を高めると共に、内部応力を低減した新規な磁性
薄膜の形成方法を提供することを目的とするものであ
る。
内部応力のどちらをも満足する磁性薄膜を得ることが困
難であった。本発明は上記した従来の問題点に鑑み、磁
気特性を高めると共に、内部応力を低減した新規な磁性
薄膜の形成方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基材上にFe,Co,Niのうちの少なくとも一
つの元素からなる成膜材料に、Ｂ，Ｃ，Ｎのうちの少な
くとも一つの元素を含む磁性薄膜を成膜する際に、成膜
中の磁性薄膜の表面に電磁石、若しくは永久磁石からな
る磁場印加手段により磁場強度が不連続的、或いは連続
的に変化する磁場を印加して、磁場強度の異なる磁場を
印加した層を交互に積層形成する構成とする。
達成するため、基材上にFe,Co,Niのうちの少なくとも一
つの元素からなる成膜材料に、Ｂ，Ｃ，Ｎのうちの少な
くとも一つの元素を含む磁性薄膜を成膜する際に、成膜
中の磁性薄膜の表面に電磁石、若しくは永久磁石からな
る磁場印加手段により磁場強度が不連続的、或いは連続
的に変化する磁場を印加して、磁場強度の異なる磁場を
印加した層を交互に積層形成する構成とする。
【００１０】
【作用】本発明では、基板上にスパッタ法によって Fe-
Ｎ等からなる磁性薄膜を形成する場合に、図１の原理説
明図に示すように基板１の表面に電磁石、或いは永久磁
石を用いて、例えば磁場を印加した状態で形成した第１
磁性層2aと磁場を印加しない状態で形成した第２磁性層
2bとを交互に連続して積層状に形成して多層構造の磁性
薄膜３を成膜することにより、前記磁場を印加した状態
で形成された第１磁性層2aの内部応力は圧縮応力とな
り、また磁場を印加しない状態で形成された第２磁性層
2bの内部応力は引張り応力となるので、これらの各層か
らなる多層膜構造の磁性薄膜３の内部応力は、該第１磁
性層2a内の圧縮応力と第２磁性層2b内の引張り応力とが
相互に作用し合って小さい値に制御され、しかも軟磁気
特性（特に透磁率）の比較的高い磁性薄膜３を容易に得
ることができる。
Ｎ等からなる磁性薄膜を形成する場合に、図１の原理説
明図に示すように基板１の表面に電磁石、或いは永久磁
石を用いて、例えば磁場を印加した状態で形成した第１
磁性層2aと磁場を印加しない状態で形成した第２磁性層
2bとを交互に連続して積層状に形成して多層構造の磁性
薄膜３を成膜することにより、前記磁場を印加した状態
で形成された第１磁性層2aの内部応力は圧縮応力とな
り、また磁場を印加しない状態で形成された第２磁性層
2bの内部応力は引張り応力となるので、これらの各層か
らなる多層膜構造の磁性薄膜３の内部応力は、該第１磁
性層2a内の圧縮応力と第２磁性層2b内の引張り応力とが
相互に作用し合って小さい値に制御され、しかも軟磁気
特性（特に透磁率）の比較的高い磁性薄膜３を容易に得
ることができる。
【００１１】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例について詳
細に説明する。図２は本発明に係る磁性薄膜の形成方法
に用いる薄膜形成装置の一実施例を示す概略構成図であ
る。
細に説明する。図２は本発明に係る磁性薄膜の形成方法
に用いる薄膜形成装置の一実施例を示す概略構成図であ
る。
【００１２】本実施例では図示のような薄膜形成装置、
例えばスパッタ装置のスパッタ室11内に、Feターゲット
13を支持したターゲット電極12と、薄膜形成用の基板１
を支持し、かつ回転モータ16と連結された水冷式の基板
ホルダー14とを対向配置し、その基板ホルダー14の背面
の一部に対向して該基板１の表面に磁場を印加する電磁
石、或いは永久磁石からなる磁場印加手段15を配置す
る。
例えばスパッタ装置のスパッタ室11内に、Feターゲット
13を支持したターゲット電極12と、薄膜形成用の基板１
を支持し、かつ回転モータ16と連結された水冷式の基板
ホルダー14とを対向配置し、その基板ホルダー14の背面
の一部に対向して該基板１の表面に磁場を印加する電磁
石、或いは永久磁石からなる磁場印加手段15を配置す
る。
【００１３】次に、前記スパッタ室11内を一旦、真空排
気系により高真空に排気した後、そのスパッタ室11内に
20sccm (標準cc/min) の流量のアルゴン(Ar)ガスと、１
sccm(標準cc/min) の流量のN2ガスとを流入して、該ス
パッタ室11内のガス圧が５mTorr となるように制御し、
前記基板１を回転モータ16により回転させた状態でター
ゲット電極12に高周波電源17より600 Ｗの高周波電力を
供給してスパッタリングを行う。
気系により高真空に排気した後、そのスパッタ室11内に
20sccm (標準cc/min) の流量のアルゴン(Ar)ガスと、１
sccm(標準cc/min) の流量のN2ガスとを流入して、該ス
パッタ室11内のガス圧が５mTorr となるように制御し、
前記基板１を回転モータ16により回転させた状態でター
ゲット電極12に高周波電源17より600 Ｗの高周波電力を
供給してスパッタリングを行う。
【００１４】このスパッタリング中に、回転する基板１
が前記磁場印加手段15と対向する位置と対向しない位置
の間で移動し、該基板１の表面に前記磁場印加手段15か
らの磁場が非連続的 (周期的) に印加され、図３に示す
ように前記基板１の表面に、該磁場印加手段15により約
100 Oeの磁場が印加された状態で形成される第１磁性層
22a と磁場が印加されない状態で形成される第２磁性層
22b とが交互に連続して10層ずつ積層状に形成されて全
膜厚が 0.4μｍの多層膜構造の磁性薄膜23を成膜する。
が前記磁場印加手段15と対向する位置と対向しない位置
の間で移動し、該基板１の表面に前記磁場印加手段15か
らの磁場が非連続的 (周期的) に印加され、図３に示す
ように前記基板１の表面に、該磁場印加手段15により約
100 Oeの磁場が印加された状態で形成される第１磁性層
22a と磁場が印加されない状態で形成される第２磁性層
22b とが交互に連続して10層ずつ積層状に形成されて全
膜厚が 0.4μｍの多層膜構造の磁性薄膜23を成膜する。
【００１５】このような形成方法により、該磁性薄膜23
を構成する磁場中成膜の各第１磁性層22a の内部応力は
圧縮応力であり、また無磁場中成膜の各第２磁性層22b
の内部応力が引張り応力であるので、それぞれ相互に接
する各第１磁性層22a 内の圧縮応力と各第２磁性層22b
内の引張り応力とが相互に作用し合って全体的な膜内の
応力は小さな引張り応力値になり、かつ軟磁気特性（特
に透磁率）の比較的高い７at％の窒素を含有するFe膜か
らなる磁性薄膜23を容易に得ることが可能となる。
を構成する磁場中成膜の各第１磁性層22a の内部応力は
圧縮応力であり、また無磁場中成膜の各第２磁性層22b
の内部応力が引張り応力であるので、それぞれ相互に接
する各第１磁性層22a 内の圧縮応力と各第２磁性層22b
内の引張り応力とが相互に作用し合って全体的な膜内の
応力は小さな引張り応力値になり、かつ軟磁気特性（特
に透磁率）の比較的高い７at％の窒素を含有するFe膜か
らなる磁性薄膜23を容易に得ることが可能となる。
【００１６】なお、以上の実施例では磁場印加手段とし
て電磁石を用いた場合、基板を回転させずに該電磁石と
対向配置し、その電磁石への励磁電流の通電を一定周期
でON・OFF した状態で前記スパッタ法により成膜する
か、該電磁石に通電する励磁電流値を一定周期で変化
し、基板面に印加する磁場の強度を連続的に変化させた
（正弦波のように変化する）状態で前記スパッタ法によ
り成膜するようにしても、前記図３による実施例と同様
に全膜内の応力が小さく、かつ軟磁気特性（特に透磁
率）の高い多層膜構造の磁性薄膜を容易に得ることが可
能となる。
て電磁石を用いた場合、基板を回転させずに該電磁石と
対向配置し、その電磁石への励磁電流の通電を一定周期
でON・OFF した状態で前記スパッタ法により成膜する
か、該電磁石に通電する励磁電流値を一定周期で変化
し、基板面に印加する磁場の強度を連続的に変化させた
（正弦波のように変化する）状態で前記スパッタ法によ
り成膜するようにしても、前記図３による実施例と同様
に全膜内の応力が小さく、かつ軟磁気特性（特に透磁
率）の高い多層膜構造の磁性薄膜を容易に得ることが可
能となる。
【００１７】また、以上の実施例では窒素(N) を含有す
るFe膜からなる磁性薄膜の形成について説明したが、本
発明はそのような例に限定されるものではなく、例えば
FeNbＮ膜、窒素(N) の替わりに硼素(B) 、または炭素
(C) を含有するFe膜、Co-Fe 膜等からなる磁性薄膜の形
成にも適用可能なことはいうまでもない。
るFe膜からなる磁性薄膜の形成について説明したが、本
発明はそのような例に限定されるものではなく、例えば
FeNbＮ膜、窒素(N) の替わりに硼素(B) 、または炭素
(C) を含有するFe膜、Co-Fe 膜等からなる磁性薄膜の形
成にも適用可能なことはいうまでもない。
【００１８】表１に、本発明の方法によって形成された
本実施例の磁性薄膜と、磁場中で成膜した従来の磁性薄
膜及び磁場なしで成膜した従来の他の磁性薄膜の内部応
力及び透磁率を比較すべく測定した結果を示している。
本実施例の磁性薄膜と、磁場中で成膜した従来の磁性薄
膜及び磁場なしで成膜した従来の他の磁性薄膜の内部応
力及び透磁率を比較すべく測定した結果を示している。
【００１９】
【表１】
【００２０】この表１によって示されるように、本発明
の方法により形成された磁性薄膜の内部応力は、従来の
磁性薄膜及び従来の他の磁性薄膜に比べて小さな引張り
応力になり、透磁率は磁場中で成膜した従来の磁性薄膜
よりは多少劣るが、磁場なしで成膜した従来の他の磁性
薄膜よりも十分に高い値が得られている。
の方法により形成された磁性薄膜の内部応力は、従来の
磁性薄膜及び従来の他の磁性薄膜に比べて小さな引張り
応力になり、透磁率は磁場中で成膜した従来の磁性薄膜
よりは多少劣るが、磁場なしで成膜した従来の他の磁性
薄膜よりも十分に高い値が得られている。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る磁性薄膜の形成方法によれば、剥離の恐れのない
内部応力が小さく、かつ軟磁気特性 (透磁率等) の優れ
た磁性薄膜を得ることが可能となり、薄膜磁気ヘッドの
磁極形成用の磁性薄膜、或いは同様な目的を要求される
磁性膜の形成に適用して優れた効果を奏する。
に係る磁性薄膜の形成方法によれば、剥離の恐れのない
内部応力が小さく、かつ軟磁気特性 (透磁率等) の優れ
た磁性薄膜を得ることが可能となり、薄膜磁気ヘッドの
磁極形成用の磁性薄膜、或いは同様な目的を要求される
磁性膜の形成に適用して優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の磁性薄膜の形成方法の原理を説明す
るための原理説明図である。
るための原理説明図である。
【図２】 本発明の磁性薄膜の形成方法に用いる薄膜形
成装置の一実施例を示す概略構成図である。
成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図３】 本発明の磁性薄膜の形成方法の一実施例を説
明するための要部断面図である。
明するための要部断面図である。
１ 基板 ２ａ，２２ａ 第１磁性層 ２ｂ、２２ｂ 第２磁性層 ３、２３ 磁性薄膜 １１ スパッタ室 １２ ターゲット電極 １３ Feターゲット １４ 基板ホルダー １５ 磁場印加手段 １６ 回転モータ １７ 高周波電源
Claims (3)
- 【請求項１】 基材(1) 上にFe, Co, Niのうちの少なく
とも一つの元素からなる成膜材料に、Ｂ，Ｃ，Ｎのうち
の少なくとも一つの元素を含む磁性薄膜(3)を成膜する
際に、成膜中の磁性薄膜(3) の表面に磁場印加手段によ
り磁場強度が変化する磁場を印加して、磁場強度の異な
る磁場を印加した層(2a)と(2b)とを交互に積層形成する
ことを特徴とする磁性薄膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記磁場強度の変化が不連続的であるこ
とを特徴とする請求項１の磁性薄膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記磁場強度の変化が連続的であること
を特徴とする請求項１の磁性薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13821492A JPH05335169A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 磁性薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13821492A JPH05335169A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 磁性薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335169A true JPH05335169A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15216754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13821492A Withdrawn JPH05335169A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 磁性薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335169A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20240341191A1 (en) * | 2021-08-06 | 2024-10-10 | Nitto Denko Corporation | Thermoelectric conversion element |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP13821492A patent/JPH05335169A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20240341191A1 (en) * | 2021-08-06 | 2024-10-10 | Nitto Denko Corporation | Thermoelectric conversion element |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990803 |