JPH056834A - 積層磁性体膜の形成方法 - Google Patents
積層磁性体膜の形成方法Info
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- JPH056834A JPH056834A JP1887891A JP1887891A JPH056834A JP H056834 A JPH056834 A JP H056834A JP 1887891 A JP1887891 A JP 1887891A JP 1887891 A JP1887891 A JP 1887891A JP H056834 A JPH056834 A JP H056834A
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、高飽和磁束密度、低保磁力の特性を
有し、磁気ヘッドのコア材等に適した積層磁性膜の形成
方法を提供しようとするものである。 【構成】１００〜５００ＡのＦｅ薄膜またはＦｅを主成
分とする合金薄膜を成膜した後に前記薄膜の表面層にＮ
2 プラズマまたはＮ2 イオンを照射して窒化し、１０〜
２００Ａの窒化層を形成する工程を繰り返すことを特徴
としている。
有し、磁気ヘッドのコア材等に適した積層磁性膜の形成
方法を提供しようとするものである。 【構成】１００〜５００ＡのＦｅ薄膜またはＦｅを主成
分とする合金薄膜を成膜した後に前記薄膜の表面層にＮ
2 プラズマまたはＮ2 イオンを照射して窒化し、１０〜
２００Ａの窒化層を形成する工程を繰り返すことを特徴
としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層磁性体膜の形成方
法に関し、特に磁気ディスク装置、ＶＴＲ等に用いられ
る磁気ヘッド、磁気ヘッドのコア材料に適した積層磁性
体膜の形成方法に係わる。
法に関し、特に磁気ディスク装置、ＶＴＲ等に用いられ
る磁気ヘッド、磁気ヘッドのコア材料に適した積層磁性
体膜の形成方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術および課題】磁気ヘッドは、その記録時に
おける磁気飽和を防止するために高飽和磁束密度を有す
る材料により形成することが必要である。また、ヘッド
の再生効率の面から、低保磁力、高透磁率の特性を有す
る材料から形成することがことも必要である。
おける磁気飽和を防止するために高飽和磁束密度を有す
る材料により形成することが必要である。また、ヘッド
の再生効率の面から、低保磁力、高透磁率の特性を有す
る材料から形成することがことも必要である。
【０００３】高飽和磁束密度を有する磁性材料として
は、鉄が知られている。しかしながら、鉄はスパッタリ
ング、蒸着等の通常の成膜技術を用いて多結晶膜を形成
させた場合には、保磁力が大きく磁気ヘッド材料として
使用することが難しい。
は、鉄が知られている。しかしながら、鉄はスパッタリ
ング、蒸着等の通常の成膜技術を用いて多結晶膜を形成
させた場合には、保磁力が大きく磁気ヘッド材料として
使用することが難しい。
【０００４】また、Ｆｅの軟磁気特性の改善のためにＦ
ｅを主成分とする合金の開発が進められている。しかし
ながら、これらの合金の中で飽和磁束密度が１．８Ｔ以
上の材料の多くは保磁力が大きく、磁気ヘッド材料とし
ては特性的に十分満足するものではない。
ｅを主成分とする合金の開発が進められている。しかし
ながら、これらの合金の中で飽和磁束密度が１．８Ｔ以
上の材料の多くは保磁力が大きく、磁気ヘッド材料とし
ては特性的に十分満足するものではない。
【０００５】このようなことから、軟磁気特性を改善す
る方法としてＦｅと他の化合物、金属とを積層する方法
が試みられている。例えば、Ｆｅ薄膜と積層される薄膜
としてＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 などの非磁性化合物、Ａ
ｌ、Ａｇ、Ｃｕなどの非磁性金属、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ−
Ｎｉ合金などの磁性金属が用いられている。
る方法としてＦｅと他の化合物、金属とを積層する方法
が試みられている。例えば、Ｆｅ薄膜と積層される薄膜
としてＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 などの非磁性化合物、Ａ
ｌ、Ａｇ、Ｃｕなどの非磁性金属、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ−
Ｎｉ合金などの磁性金属が用いられている。
【０００６】しかしながら、前記薄膜は飽和磁束密度が
磁性金属においてもＦｅの飽和磁束密度以下であるた
め、必然的に積層膜の飽和磁束密度がＦｅよりも低くな
り、保磁力を低下させることができるものの、磁気ヘッ
ド材料としては十分満足するものではない。
磁性金属においてもＦｅの飽和磁束密度以下であるた
め、必然的に積層膜の飽和磁束密度がＦｅよりも低くな
り、保磁力を低下させることができるものの、磁気ヘッ
ド材料としては十分満足するものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題点を解消するためになされたもので、低保磁力、高
透磁率および高飽和磁束密度の特性を有する積層磁性膜
の形成方法を提供しようとするものである。
問題点を解消するためになされたもので、低保磁力、高
透磁率および高飽和磁束密度の特性を有する積層磁性膜
の形成方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｆｅ薄膜また
はＦｅを主成分とする合金薄膜を成膜した後に前記薄膜
の表面層を窒化して窒化層を形成する工程とを繰り返す
ことを特徴とする積層磁性体膜の形成方法である。前記
Ｆｅを主成分とする合金としては、例えばＦｅ−Ｃｏ合
金、Ｆｅ−Ｎｉ合金等を挙げることができる。
はＦｅを主成分とする合金薄膜を成膜した後に前記薄膜
の表面層を窒化して窒化層を形成する工程とを繰り返す
ことを特徴とする積層磁性体膜の形成方法である。前記
Ｆｅを主成分とする合金としては、例えばＦｅ−Ｃｏ合
金、Ｆｅ−Ｎｉ合金等を挙げることができる。
【０００９】前記Ｆｅ薄膜またはＦｅを主成分とする合
金薄膜の厚さは、１００〜５００オングストローム
（Ａ）とすることが望ましい。この理由は、前記薄膜の
厚さを１００Ａ未満にすると飽和磁束密度が低下する恐
れがあり、一方前記薄膜の厚さが５００Ａを越えるＦｅ
薄膜等の結晶粒の粗大化などの原因によって保磁力が大
きくなる恐れがある。前記窒化処理としては、低温で窒
化層を形成することが可能なＮ2 プラズマまたはＮ2 イ
オンを前記薄膜表面に照射する方法を用いることが望ま
しい。
金薄膜の厚さは、１００〜５００オングストローム
（Ａ）とすることが望ましい。この理由は、前記薄膜の
厚さを１００Ａ未満にすると飽和磁束密度が低下する恐
れがあり、一方前記薄膜の厚さが５００Ａを越えるＦｅ
薄膜等の結晶粒の粗大化などの原因によって保磁力が大
きくなる恐れがある。前記窒化処理としては、低温で窒
化層を形成することが可能なＮ2 プラズマまたはＮ2 イ
オンを前記薄膜表面に照射する方法を用いることが望ま
しい。
【００１０】前記窒化層の厚さは、１０〜２００オング
ストローム（Ａ）とすることが望ましい。この理由は、
前記窒化層の厚さを１０Ａ未満にすると保磁力を低くす
る作用を十分達成することが困難となり、一方前記窒化
層の厚さが２００Ａを越えると飽和磁束密度の低下が大
きくなる恐れがある。
ストローム（Ａ）とすることが望ましい。この理由は、
前記窒化層の厚さを１０Ａ未満にすると保磁力を低くす
る作用を十分達成することが困難となり、一方前記窒化
層の厚さが２００Ａを越えると飽和磁束密度の低下が大
きくなる恐れがある。
【００１１】
【作用】本発明によれば、Ｆｅ薄膜またはＦｅを主成分
とする合金薄膜を成膜した後に前記薄膜の表面層を窒化
して窒化層を形成する工程を繰り返すことによって、Ｆ
ｅ単体の磁性体膜に比べて飽和磁束密度が高く、かつ低
保持力の軟磁気特性を有し、しかも内部応力が低減され
た積層磁性体膜を形成することができる。
とする合金薄膜を成膜した後に前記薄膜の表面層を窒化
して窒化層を形成する工程を繰り返すことによって、Ｆ
ｅ単体の磁性体膜に比べて飽和磁束密度が高く、かつ低
保持力の軟磁気特性を有し、しかも内部応力が低減され
た積層磁性体膜を形成することができる。
【００１２】すなわち、Ｆｅ窒化物層をＦｅ薄膜または
Ｆｅを主成分とする合金薄膜と共に積層した場合、高飽
和磁束密度で低保磁力の積層磁性体膜を作製することが
可能である。しかしながら、前記Ｆｅ窒化物層をＮ2 ガ
スを使用した反応性スパッタリングや反応性蒸着などの
方法で前記Ｆｅ薄膜またはＦｅを主成分とする合金薄膜
と共に積層した場合、得られた積層磁性体膜の内部応力
が大きくなるため、期待したほどの保磁力の低下が見ら
れないという問題がある。これに対し、本発明のように
成膜したＦｅ薄膜またはＦｅを主成分とする合金薄膜の
表面層を窒化して窒化層を形成することによって、窒化
層の形成に起因する内部応力の増大を防止できる。その
結果、前記薄膜の表面層を窒化して窒化層を形成する工
程を繰り返すことによって、Ｆｅ単体の磁性体膜に比べ
て飽和磁束密度が高く、かつ低保持力の軟磁気特性を有
し、内部応力を低減した積層磁性体膜を形成できる。
Ｆｅを主成分とする合金薄膜と共に積層した場合、高飽
和磁束密度で低保磁力の積層磁性体膜を作製することが
可能である。しかしながら、前記Ｆｅ窒化物層をＮ2 ガ
スを使用した反応性スパッタリングや反応性蒸着などの
方法で前記Ｆｅ薄膜またはＦｅを主成分とする合金薄膜
と共に積層した場合、得られた積層磁性体膜の内部応力
が大きくなるため、期待したほどの保磁力の低下が見ら
れないという問題がある。これに対し、本発明のように
成膜したＦｅ薄膜またはＦｅを主成分とする合金薄膜の
表面層を窒化して窒化層を形成することによって、窒化
層の形成に起因する内部応力の増大を防止できる。その
結果、前記薄膜の表面層を窒化して窒化層を形成する工
程を繰り返すことによって、Ｆｅ単体の磁性体膜に比べ
て飽和磁束密度が高く、かつ低保持力の軟磁気特性を有
し、内部応力を低減した積層磁性体膜を形成できる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例１
【００１４】まず、コーニング社製７０５９のガラスか
らなる基板上に、Ｆｅターゲットを用い直流マグネトロ
ンスパッタリングによりＦｅ薄膜を成膜した。この時、
Ａｒガス圧は、３×１０-3torr、成膜速度は３Ａ／ｓｅ
ｃとした。つづいて、前記Ｆｅ薄膜にＥＣＲＮ2 プラズ
マを照射してプラズマ窒化を行なった。この時、Ｎ2圧
力は０．５ｍtorr、マイクロ波圧力は４００Ｗとした。
このような処理により厚さ２００ＡのＦｅ薄膜に５０Ａ
のＦｅ窒化層が形成された。次いで、前記操作を繰り返
して全厚さが５０００Ａの積層膜を前記基板上に形成し
た。 比較例１
らなる基板上に、Ｆｅターゲットを用い直流マグネトロ
ンスパッタリングによりＦｅ薄膜を成膜した。この時、
Ａｒガス圧は、３×１０-3torr、成膜速度は３Ａ／ｓｅ
ｃとした。つづいて、前記Ｆｅ薄膜にＥＣＲＮ2 プラズ
マを照射してプラズマ窒化を行なった。この時、Ｎ2圧
力は０．５ｍtorr、マイクロ波圧力は４００Ｗとした。
このような処理により厚さ２００ＡのＦｅ薄膜に５０Ａ
のＦｅ窒化層が形成された。次いで、前記操作を繰り返
して全厚さが５０００Ａの積層膜を前記基板上に形成し
た。 比較例１
【００１５】実施例１と同様な基板上に、電子銃加熱方
式によりＦｅを真空蒸着した。この時のＦｅの成膜速度
は、３Ａ／ｓｅｃとした。つづいて、電子銃加熱方式に
よりＦｅを真空蒸着すると共に、Ｎ2 ガスを導入する反
応性蒸着によりＦｅ窒化膜を成膜した。この時、Ｎ2 ガ
ス圧力は２×１０-5torr、成膜速度は０．５Ａ／ｓｅｃ
とした。このような処理により厚さ２００ＡのＦｅ薄膜
と５０ＡのＦｅ窒化膜とが形成された。次いで、前記操
作を繰り返して全厚さが５０００Ａの積層膜を前記基板
上に形成した。 比較例２
式によりＦｅを真空蒸着した。この時のＦｅの成膜速度
は、３Ａ／ｓｅｃとした。つづいて、電子銃加熱方式に
よりＦｅを真空蒸着すると共に、Ｎ2 ガスを導入する反
応性蒸着によりＦｅ窒化膜を成膜した。この時、Ｎ2 ガ
ス圧力は２×１０-5torr、成膜速度は０．５Ａ／ｓｅｃ
とした。このような処理により厚さ２００ＡのＦｅ薄膜
と５０ＡのＦｅ窒化膜とが形成された。次いで、前記操
作を繰り返して全厚さが５０００Ａの積層膜を前記基板
上に形成した。 比較例２
【００１６】実施例１と同様な直流マグネトロンスパッ
タリングにより基板上に、Ｆｅ薄膜を成膜した。つづい
て、反応性スパッタリングにより前記Ｆｅ薄膜上にＦｅ
窒化膜を成膜した。この時、Ｆｅターゲットを使用し、
Ｎ2 流量／Ａｒ流量の比が０．２のＡｒとＮ2 の混合ガ
スを使用し、その全圧力を３×１０-3torrとした。この
ような処理により厚さ２００ＡのＦｅ薄膜と５０ＡのＦ
ｅ窒化膜とが形成された。次いで、前記操作を繰り返し
て全厚さが５０００Ａの積層膜を前記基板上に形成し
た。
タリングにより基板上に、Ｆｅ薄膜を成膜した。つづい
て、反応性スパッタリングにより前記Ｆｅ薄膜上にＦｅ
窒化膜を成膜した。この時、Ｆｅターゲットを使用し、
Ｎ2 流量／Ａｒ流量の比が０．２のＡｒとＮ2 の混合ガ
スを使用し、その全圧力を３×１０-3torrとした。この
ような処理により厚さ２００ＡのＦｅ薄膜と５０ＡのＦ
ｅ窒化膜とが形成された。次いで、前記操作を繰り返し
て全厚さが５０００Ａの積層膜を前記基板上に形成し
た。
【００１７】得られた各積層膜について、飽和磁束密
度、保磁力及び膜の応力を測定した。その結果を下記表
１に示す。なお、膜の応力は成膜前後の基板の反りを測
定することにより求めた。 前記表１から明らかなように実施例１により得られた
積層膜は、比較例１、２の積層膜に比べて低残留応力で
低保磁力であることがわかる。 実施例２
度、保磁力及び膜の応力を測定した。その結果を下記表
１に示す。なお、膜の応力は成膜前後の基板の反りを測
定することにより求めた。 前記表１から明らかなように実施例１により得られた
積層膜は、比較例１、２の積層膜に比べて低残留応力で
低保磁力であることがわかる。 実施例２
【００１８】実施例１と同様な方法により下記表２に示
すようにＦｅ薄膜の厚さおよびＦｅ窒化層の厚さを変化
させ、かつ全膜厚が約５０００Ａになるように積層数
（２種の膜を１層として計算）を変化させて１２種の積
層膜を前記ガラス基板上に形成した。
すようにＦｅ薄膜の厚さおよびＦｅ窒化層の厚さを変化
させ、かつ全膜厚が約５０００Ａになるように積層数
（２種の膜を１層として計算）を変化させて１２種の積
層膜を前記ガラス基板上に形成した。
【００１９】得られた各積層膜について、飽和磁束密度
および保磁力を測定した。その結果を下記表２に併記し
た。なお、下記表２のＮｏ１３は、Ｆｅのみからなる膜
である。
および保磁力を測定した。その結果を下記表２に併記し
た。なお、下記表２のＮｏ１３は、Ｆｅのみからなる膜
である。
【００２０】前記表２に明らかなようにＮｏ１３のＦｅ
単層膜の保磁力は、１０Ｏｅ以上であるが、Ｆｅ薄膜と
Ｆｅ窒化層を所定の膜厚比で積層することによって、保
磁力は３Ｏｅ以下に低下し、しかも軟磁気特性もＦｅ単
層膜より優れた積層膜を形成できることがわかる。
単層膜の保磁力は、１０Ｏｅ以上であるが、Ｆｅ薄膜と
Ｆｅ窒化層を所定の膜厚比で積層することによって、保
磁力は３Ｏｅ以下に低下し、しかも軟磁気特性もＦｅ単
層膜より優れた積層膜を形成できることがわかる。
【００２１】しかしながら、Ｆｅ窒化層の厚さが１０Ａ
未満のＮｏ１の積層膜では、飽和磁束密度の増加が見ら
れるが、保磁力の低下が少ない。また、Ｆｅ窒化層の厚
さが２００Ａを越えるＮｏ６の積層膜、Ｆｅ薄膜の厚さ
が１００Ａ未満のＮｏ７の積層膜では、飽和磁束密度の
低が著しく、保磁力の低かも少ない。更に、Ｆｅ薄膜の
厚さが５００Ａを越えるＮｏ１２の積層膜ではＦｅ薄膜
が厚くなり過ぎて積層の効果が低下し、保磁力の低下が
ほとんど見られなくなる。
未満のＮｏ１の積層膜では、飽和磁束密度の増加が見ら
れるが、保磁力の低下が少ない。また、Ｆｅ窒化層の厚
さが２００Ａを越えるＮｏ６の積層膜、Ｆｅ薄膜の厚さ
が１００Ａ未満のＮｏ７の積層膜では、飽和磁束密度の
低が著しく、保磁力の低かも少ない。更に、Ｆｅ薄膜の
厚さが５００Ａを越えるＮｏ１２の積層膜ではＦｅ薄膜
が厚くなり過ぎて積層の効果が低下し、保磁力の低下が
ほとんど見られなくなる。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば高飽
和磁束密度、低保磁力の特性を有し、磁気ヘッドのコア
材等に適した積層磁性膜を形成することができる。した
がって、磁気ヘッドの主磁極膜として用いた場合、０．
２μｍ程度の薄膜にしても磁気飽和を起すことなく、磁
極の先端に強い磁束を発生することができ、超高密度磁
気記録を達成することができる。
和磁束密度、低保磁力の特性を有し、磁気ヘッドのコア
材等に適した積層磁性膜を形成することができる。した
がって、磁気ヘッドの主磁極膜として用いた場合、０．
２μｍ程度の薄膜にしても磁気飽和を起すことなく、磁
極の先端に強い磁束を発生することができ、超高密度磁
気記録を達成することができる。
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フロントページの続き
(72)発明者 海老沢 孝
東京都港区西新橋１丁目７番２号 株式会
社ライムズ内
(72)発明者 高橋 純三
東京都港区西新橋１丁目７番２号 株式会
社ライムズ内
(72)発明者 佐野 謙一
東京都港区西新橋１丁目７番２号 株式会
社ライムズ内
(72)発明者 宮川 亜夫
東京都港区西新橋１丁目７番２号 株式会
社ライムズ内
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｆｅ薄膜またはＦｅを主成分とする合金
薄膜を成膜した後に前記薄膜の表面層を窒化して窒化層
を形成する工程を繰り返すことを特徴とする積層磁性体
膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記窒化処理はＮ2 プラズマまたはＮ2
イオンを前記薄膜表面に照射することによりなされるこ
とを特徴とする請求項１記載の積層磁性体膜の形成方
法。 - 【請求項３】 Ｆｅ薄膜またはＦｅを主成分とする合金
薄膜の厚さは、１００〜５００オングストローム（Ａ）
であることを特徴とする請求項１記載の積層磁性体膜の
形成方法。 - 【請求項４】 前記窒化層の厚さは１０〜２００オング
ストローム（Ａ）であることを特徴とする請求項１記載
の積層磁性体膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1887891A JPH056834A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 積層磁性体膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1887891A JPH056834A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 積層磁性体膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH056834A true JPH056834A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=11983813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1887891A Pending JPH056834A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 積層磁性体膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH056834A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001052244A1 (en) * | 2000-01-07 | 2001-07-19 | Storage Technology Corporation | Nitrided elements and method of making same |
| WO2004055784A1 (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-01 | Fujitsu Limited | 磁性薄膜およびこれを用いた磁気ヘッド |
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