JPH0540916A - 磁気ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 磁気ヘッドに用いられる強磁性金属薄膜の飽
和磁束密度を大きくし、且つ透磁率を高くする。 【構成】 磁気回路を構成するコア半体１ａ、１ｂの磁
気ギャップ３近傍に強磁性金属薄膜２、２を有する磁気
ヘッドにおいて、前記強磁性金属薄膜２、２を窒素の含
有率が０．５〜３．０ｗｔ％の範囲内、望ましく１．０
〜２．０ｗｔ％の範囲内であるＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｎ系
合金により形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオテープレコーダ、
ハードディスクドライブ装置等の高密度磁気記録装置に
用いられる磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオテープレコーダ、ハードデ
ィスクドライブ装置等の高密度磁気記録装置に用いられ
る磁気ヘッドとしては、記録密度の向上を図るために磁
気コアの少なくともギャップ近傍部に強磁性金属薄膜を
配した磁気ヘッドが提案されている。図９（ａ）（ｂ）
（ｃ）は夫々、この磁気ヘッドの媒体対向面を示す図で
ある。図中、１ａ、１ｂはフェライト等の強磁性酸化物
材料よりなるコア半体、２、２は強磁性金属薄膜、３は
磁気ギャップ、４、４はガラスである。

【０００３】上記強磁性金属薄膜としては、パーマロイ
（Ｆｅ−Ｎｉ合金）、センダスト（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合
金）、Ｃｏ系アモルファス合金、Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ合金
等が挙げられるが、磁気ヘッドの記録再生特性の向上の
為には、前記強磁性金属薄膜の飽和磁束密度及び透磁率
をより一層高くする必要がある。しかし乍ら、前述の磁
性材料では、表１に示すように飽和磁束密度Ｂｓが大き
く、且つ透磁率μが高い磁性材料は見当らなかった。即
ち、透磁率μの高いＣｏ系アモルファス合金は、飽和磁
束密度Ｂｓが他の磁性材料に比べて小さく、また、飽和
磁束密度Ｂｓが大きいＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ合金は、透磁率
μが他の磁性材料に比べて低い。

【０００４】

【表１】

【０００５】

【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、飽和磁束密度が大き
く、且つ透磁率が高い強磁性金属薄膜を磁気コアに用い
た磁気ヘッドを提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は磁気回路を構成
する磁気コアのうち少なくともギャップ近傍に強磁性金
属薄膜を有する磁気ヘッドにおいて、前記強磁性金属薄
膜を窒素の含有率が０．５〜３．０ｗｔ％の範囲内、望
ましくは１．０〜２．０ｗｔ％の範囲内であるＦｅ−Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｎ系合金により形成したことを特徴とする。

【０００７】更に、本発明は前記強磁性金属薄膜がＤＣ
対向ターゲット式マグネトロンスパッタリング装置によ
り形成されたものであることを特徴とする。

【０００８】

【作用】窒素の含有率が０．５〜３．０ｗｔ％の範囲
内、望ましくは１．０〜２．０ｗｔ％の範囲内であるＦ
ｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｎ系合金よりなる強磁性金属薄膜は、
飽和磁束密度が大きく、透磁率が高く、且つ保磁力が小
さく、しかも耐熱性に優れている。

【０００９】更に、上記強磁性金属薄膜をＤＣ対向ター
ゲット式マグネトロンスパッタリング装置を用いて形成
した場合、該強磁性金属薄膜は透磁率が一層高くなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について詳細に説
明する。

【００１１】第１実施例では、磁気ヘッドの磁気コアに
使用される強磁性金属薄膜として、センダスト合金薄膜
に微量の窒素を添加したものを用いた。上記強磁性金属
薄膜の形成は、アルゴンガスに窒素ガスを混入した雰囲
気中でセンダスト薄膜を成膜する、所謂反応性スパッタ
リングにより行った。尚、この第１実施例では、上記反
応性スパッタリングをＲＦ２極マグネトロンスパッタリ
ング装置を用いて行った。

【００１２】上述の反応性スパッタリングにおいて、窒
素ガスの分圧を種々変化させることにより、上記強磁性
金属薄膜中の窒素の含有率を変化させて種々の試料を作
成し、各試料について強磁性金属薄膜の磁気特性（飽和
磁束密度Ｂｓ、透磁率μ、保磁力Ｈｃ）を測定する。そ
の結果を図１に示す。尚、上記磁気特性は強磁性金属薄
膜に６００°Ｃで熱処理を施した後の値である。

【００１３】この図１から判るように窒素の含有率が
０．５〜３．０ｗｔ％の範囲、望ましくは１．０〜２．
０ｗｔ％の範囲の強磁性金属薄膜は、窒素を含有してい
ない（窒素の含有率が０ｗｔ％）通常のセンダストより
なる強磁性金属薄膜に比べて、飽和磁束密度Ｂｓが大き
く、透磁率μが高く、保磁力Ｈｃが小さく、磁気特性に
優れている。

【００１４】次に、上述の試料のうち強磁性金属薄膜の
窒素の含有率が、０ｗｔ％、０．５ｗｔ％、１．５ｗｔ
％、３ｗｔ％、１０ｗｔ％の各試料について熱処理を行
った際の熱処理温度に対する強磁性金属薄膜の保磁力Ｈ
ｃの変化を図２、図３、図４、図５、図６に夫々示す。
尚、上記各試料の強磁性金属薄膜の組成比は下記の表２
に示す通りである。

【００１５】

【表２】

【００１６】図２〜図６から判るように窒素の含有率が
０．５ｗｔ％、１．５ｗｔ％、３ｗｔ％である強磁性金
属薄膜は、窒素の含有率が０ｗｔ％、１０ｗｔ％である
強磁性金属薄膜と比べて５００〜７００°Ｃの熱処理温
度における保磁力Ｈｃが小さく、耐熱性に優れている。

【００１７】以上の結果から判るように、窒素の含有率
が０．５〜３ｗｔ％である金属磁性薄膜は、飽和磁束密
度Ｂｓが大きく、透磁率μが高く、且つ保磁力Ｈｃが小
さく、磁気ヘッドの磁気コアに用いて好適な磁性材料で
ある。しかも、上記強磁性金属薄膜は、耐熱性にも優れ
ており、該薄膜を磁気ヘッドの磁気コアに用いた場合、
磁気ヘッド製造時において加熱溶融される溶着ガラスの
選択を広範囲に行うことが出来る。

【００１８】次に、本発明の第２実施例について詳細に
説明する。

【００１９】この第２実施例においても、上述の第１実
施例と同様に磁気ヘッドの磁気コアに使用される強磁性
金属薄膜として、センダスト合金薄膜に微量の窒素を添
加したものを用い、該強磁性金属薄膜の形成は反応性ス
パッタリングにより行った。尚、この第２実施例では、
上記反応性スパッタリングをＤＣ対向ターゲット式マグ
ネトロンスパッタリング装置を用いて行った。このＤＣ
対向ターゲット式マグネトロンスパッタリング装置は、
図７に示すように対向して配置した２枚のターゲット
８、９間に強磁界を発生させ、この領域に高密度プラズ
マ領域を形成して、側方に配置した基板１０の表面にス
パッタ粒子を入射させるものである。

【００２０】この第２実施例では、上述のスパッタリン
グ装置において、トータルのガス圧力（アルゴンガス＋
窒素ガス）を３．５ｍＴｏｒｒに一定、アルゴンガスの
流量を５０ＳＣＣＭ（ｃｃ／ｍ）に一定とし、窒素ガス
の流量を変えて、窒素ガスの分圧（＝窒素ガスの流量／
（アルゴンガスの流量＋窒素ガスの流量）×１００％）
を種々変化させることにより、上記強磁性金属薄膜中の
窒素の含有率を変化させて種々の試料を作成し、各試料
について強磁性金属薄膜の磁気特性を第１実施例と同様
に測定した。その結果を膜組成と合わせて表３及び図８
に示す。尚、上記磁気特性は強磁性金属薄膜に無磁界真
空中５５０°Ｃで１時間熱処理を施した後の値である。

【００２１】

【表３】

【００２２】また、参考までに、上述のスパッタリング
における窒素流量、窒素分圧、及び強磁性金属薄膜中の
窒素含有率の関係を表４に示す。尚、この時の強磁性金
属薄膜の膜厚は２μｍである。

【００２３】

【表４】

【００２４】この図８から判るように、第２実施例にお
いても、窒素の含有率が０．５〜３．０ｗｔ％の範囲、
望ましくは１．０〜２．０ｗｔ％の範囲の強磁性金属薄
膜は、窒素を含有していない（窒素の含有率が０ｗｔ
％）通常のセンダストよりなる強磁性金属薄膜に比べ
て、飽和磁束密度Ｂｓが大きく、透磁率μが高く、保磁
力Ｈｃが小さく、磁気特性に優れている。また、ＲＦ２
極マグネトロンスパッタリング装置を用いて強磁性金属
薄膜を形成した第１実施例の場合、該強磁性金属薄膜の
透磁率μは３０００〜４５００であり、窒素を含有して
いない場合の１．５〜２．２５倍程度であるのに対し
て、ＤＣ対向ターゲット式マグネトロンスパッタリング
装置を用いて強磁性金属薄膜を形成した第２実施例の場
合、該強磁性金属薄膜の透磁率μは６０００〜１０００
０であり、窒素を含有していない場合の２〜３．３倍程
度と非常に高く、ＤＣ対向ターゲット式マグネトロンス
パッタリング装置を用いて形成した第２実施例の強磁性
金属磁性薄膜は、透磁率の点で第１実施例よりも磁気特
性が優れていることが判る。

【００２５】また、窒素の含有率が０．５〜３．０ｗｔ
％の第２実施例の強磁性金属磁性薄膜に、６００°Ｃま
での温度で無磁界真空中で熱処理を施した場合において
も、保磁力Ｈｃ、透磁率μとも大きな劣化は無く、耐熱
性にも優れていることが判る。

【００２６】尚、上述の第１、第２実施例における窒素
の含有率が０．５〜３．０ｗｔ％の強磁性金属薄膜にお
いて、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属元素を添加することにより、
膜の耐食性を向上させることも可能である。

【００２７】また、飽和磁束密度Ｂｓを更に大きくした
い場合には、例えば、Ｆｅ（８５．５ｗｔ％）−Ａｌ
（４．５ｗｔ％）−Ｓｉ（８．５ｗｔ％）−Ｎ（１．５
ｗｔ％）等のように、Ａｌ、Ｓｉの組成を若干減少させ
ればよい。

【００２８】尚、本発明の強磁性金属薄膜は図９
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す構造の磁気ヘッドに限ら
ず、図１０、図１１に示すような積層薄膜型の磁気ヘッ
ドや薄膜磁気ヘッド等の様々な構造の磁気ヘッドに用い
て有効であることは言うまでもない。尚、図１０、１１
において、５、５は非磁性基板、６、６は強磁性金属薄
膜２、２と絶縁薄膜７、７との積層薄膜である。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、高密度記録に適し、し
かも製造工程を幅広く選択出来る耐熱性に優れた磁気ヘ
ッドを提供し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】強磁性金属薄膜の窒素の含有率に対する磁気特
性の変化を示す図である。

【図２】熱処理温度に対する強磁性金属薄膜の保磁力Ｈ
ｃの変化を示す図である。

【図３】熱処理温度に対する強磁性金属薄膜の保磁力Ｈ
ｃの変化を示す図である。

【図４】熱処理温度に対する強磁性金属薄膜の保磁力Ｈ
ｃの変化を示す図である。

【図５】熱処理温度に対する強磁性金属薄膜の保磁力Ｈ
ｃの変化を示す図である。

【図６】熱処理温度に対する強磁性金属薄膜の保磁力Ｈ
ｃの変化を示す図である。

【図７】ＤＣ対向ターゲット式マグネトロンスパッタリ
ング装置の概略を示す図である。

【図８】強磁性金属薄膜の窒素の含有率に対する磁気特
性の変化を示す図である。

【図９】磁気ヘッドの媒体摺接面を示す図である。

【図１０】磁気ヘッドの外観を示す斜視図である。

【図１１】磁気ヘッドの外観を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ コア半体 ２ 強磁性金属薄膜 ３ 磁気ギャップ ６ 積層薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山野 孝雄 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 清水 司 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気回路を構成する磁気コアのうち少な
   くともギャップ近傍に強磁性金属薄膜を有する磁気ヘッ
   ドにおいて、前記強磁性金属薄膜を窒素の含有率が０．
   ５〜３．０ｗｔ％の範囲内であるＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｎ
   系合金により形成したことを特徴とする磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 前記強磁性金属薄膜の窒素の含有率が
   １．０〜２．０ｗｔ％の範囲内であることを特徴とする
   請求項１記載の磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 前記強磁性金属薄膜がＤＣ対向ターゲッ
   ト式マグネトロンスパッタリング装置により形成された
   ものであることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッ
   ド。