JPH06338410A - 軟磁性多層膜と磁気ヘッド - Google Patents
軟磁性多層膜と磁気ヘッドInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高飽和磁束密度と高透磁率を示す軟磁性多層
膜と高周波帯域において優れた記録再生特性を示す磁気
ヘッドを提供することを目的とする。 【構成】 特定の組成範囲、特定の膜構造、特定の膜厚
を有するＦe-Ｍ-(Ｂ)-Ｎ系軟磁性膜１（ただし、Ｍは、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの
少なくとも１種以上の元素）と非磁性膜２、３を交互に
積層した軟磁性多層膜において、前記軟磁性多層膜の各
層の軟磁性膜１、または各層の非磁性膜２、３が少なく
とも２種以上の膜厚で構成する。前記軟磁性多層膜をコ
ア材料に使用した磁気ヘッドは、高周波帯域において優
れた記録再生特性を示す。
膜と高周波帯域において優れた記録再生特性を示す磁気
ヘッドを提供することを目的とする。 【構成】 特定の組成範囲、特定の膜構造、特定の膜厚
を有するＦe-Ｍ-(Ｂ)-Ｎ系軟磁性膜１（ただし、Ｍは、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの
少なくとも１種以上の元素）と非磁性膜２、３を交互に
積層した軟磁性多層膜において、前記軟磁性多層膜の各
層の軟磁性膜１、または各層の非磁性膜２、３が少なく
とも２種以上の膜厚で構成する。前記軟磁性多層膜をコ
ア材料に使用した磁気ヘッドは、高周波帯域において優
れた記録再生特性を示す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気録画再生装置（Ｖ
ＴＲ）、磁気録音再生装置、コンピューター用磁気記録
装置等の磁気記録再生装置に用いられる磁気ヘッド、お
よびコア材料としての軟磁性多層膜に関するものであ
る。
ＴＲ）、磁気録音再生装置、コンピューター用磁気記録
装置等の磁気記録再生装置に用いられる磁気ヘッド、お
よびコア材料としての軟磁性多層膜に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年の磁気記録分野における高密度記録
化の要求に対して、高保磁力媒体に対応した高性能磁気
ヘッドの開発が進められている。磁気ヘッドとしては、
（図１０）に示すような軟磁性膜１７と非磁性絶縁膜１
８をトラック幅方向に各層均等な膜厚で交互に積層した
コア材料が非磁性基板１９で挟持され、前記コア材料で
磁気回路が形成されるリング型の積層型ヘッドや、（図
１２）に示すような磁路の大部分がフェライト２２で構
成され、磁気的に飽和しやすい磁気ギャップ２３近傍に
のみ軟磁性膜２４を設けた磁気ヘッド（ＭＩＧヘッドと
呼ばれている）が開発されている。また、（図１０）に
示した積層型ヘッドの媒体との摺動面を（図１１）に示
し、（図１２）に示したＭＩＧヘッドの媒体との摺動面
を（図１３）に示した。磁気ヘッドの特性は、それに使
用するコア材料の材料特性に密接に関連しており、高密
度記録を達成するためには、磁気ヘッドのコア材料の特
性として、高い飽和磁束密度（主に記録特性に影響）と
高透磁率（主に再生特性に影響）が要求されている。
化の要求に対して、高保磁力媒体に対応した高性能磁気
ヘッドの開発が進められている。磁気ヘッドとしては、
（図１０）に示すような軟磁性膜１７と非磁性絶縁膜１
８をトラック幅方向に各層均等な膜厚で交互に積層した
コア材料が非磁性基板１９で挟持され、前記コア材料で
磁気回路が形成されるリング型の積層型ヘッドや、（図
１２）に示すような磁路の大部分がフェライト２２で構
成され、磁気的に飽和しやすい磁気ギャップ２３近傍に
のみ軟磁性膜２４を設けた磁気ヘッド（ＭＩＧヘッドと
呼ばれている）が開発されている。また、（図１０）に
示した積層型ヘッドの媒体との摺動面を（図１１）に示
し、（図１２）に示したＭＩＧヘッドの媒体との摺動面
を（図１３）に示した。磁気ヘッドの特性は、それに使
用するコア材料の材料特性に密接に関連しており、高密
度記録を達成するためには、磁気ヘッドのコア材料の特
性として、高い飽和磁束密度（主に記録特性に影響）と
高透磁率（主に再生特性に影響）が要求されている。
【０００３】このような要求に対して、軟磁性膜として
は、従来のパーマロイ、センダスト、Ｃｏ基非晶質合金
では、飽和磁束密度は約１Ｔ前後と低く、更に、高密度
記録を実現するためには、これら従来の組成制御型の合
金系材料では飽和磁束密度に限界がある。
は、従来のパーマロイ、センダスト、Ｃｏ基非晶質合金
では、飽和磁束密度は約１Ｔ前後と低く、更に、高密度
記録を実現するためには、これら従来の組成制御型の合
金系材料では飽和磁束密度に限界がある。
【０００４】そこで、高い飽和磁束密度と高透磁率を有
する微結晶軟磁性膜の研究開発が盛んに行なわれてい
る。その一つとして、Ｆｅ-Ｍ-Ｎ系膜（ただし、Ｍは、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗの少なく
とも１種以上の元素）（特開平２-２７５６０５号公
報）や、Ｆｅ-Ｍ-Ｂ-Ｎ系膜（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔiの少なくとも１種以上の元素）
（特開平４-３６７２０５号公報）が研究されている。
する微結晶軟磁性膜の研究開発が盛んに行なわれてい
る。その一つとして、Ｆｅ-Ｍ-Ｎ系膜（ただし、Ｍは、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗの少なく
とも１種以上の元素）（特開平２-２７５６０５号公
報）や、Ｆｅ-Ｍ-Ｂ-Ｎ系膜（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔiの少なくとも１種以上の元素）
（特開平４-３６７２０５号公報）が研究されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この高飽和
磁束密度を有するＦｅ-Ｚｒ-Ｎ系等の微結晶軟磁性膜
は、Ｃｏ基非晶質合金膜に比べて、高周波帯域における
透磁率の損失が大きいことが報告されている（日本応用
磁気学会誌、Ｖｏｌ.１４、Ｎｏ.３）。磁気ヘッドの高
周波における再生効率を向上させるためには、高周波帯
域における透磁率を向上させる必要がある。
磁束密度を有するＦｅ-Ｚｒ-Ｎ系等の微結晶軟磁性膜
は、Ｃｏ基非晶質合金膜に比べて、高周波帯域における
透磁率の損失が大きいことが報告されている（日本応用
磁気学会誌、Ｖｏｌ.１４、Ｎｏ.３）。磁気ヘッドの高
周波における再生効率を向上させるためには、高周波帯
域における透磁率を向上させる必要がある。
【０００６】一般に、センダスト合金膜や、Ｃｏ基非晶
質合金膜等では、磁性膜の膜厚を薄くすると、高周波帯
域における透磁率が改善することが知られており、磁性
層（３〜８μｍ）と非磁性絶縁層（約０.２μｍ）を各
層均等な膜厚で交互に積層し、軟磁性多層膜にすること
により、渦電流損失を低減して透磁率の広帯域化を図る
方法が知られている。
質合金膜等では、磁性膜の膜厚を薄くすると、高周波帯
域における透磁率が改善することが知られており、磁性
層（３〜８μｍ）と非磁性絶縁層（約０.２μｍ）を各
層均等な膜厚で交互に積層し、軟磁性多層膜にすること
により、渦電流損失を低減して透磁率の広帯域化を図る
方法が知られている。
【０００７】しかしながら、前記微結晶軟磁性膜と非磁
性絶縁膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、各層
の微結晶軟磁性膜の膜厚を均等に薄くし、非磁性絶縁膜
の厚みを均等に約０.２μｍと厚くすると、軟磁性多層
膜全体に占める磁性層の総厚みの減少に伴い、実効的な
飽和磁束密度が低下し、本来、飽和磁束密度の高い前記
微結晶軟磁性膜の特徴を充分に生かせず、前記積層型磁
気ヘッドの記録特性を劣化させるという課題を生じる。
また、前記微結晶軟磁性膜は、膜厚の低減化と共に等方
的高透磁率が得難くなるため、前記積層型ヘッドの再生
特性を劣化させるという課題を生じる。
性絶縁膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、各層
の微結晶軟磁性膜の膜厚を均等に薄くし、非磁性絶縁膜
の厚みを均等に約０.２μｍと厚くすると、軟磁性多層
膜全体に占める磁性層の総厚みの減少に伴い、実効的な
飽和磁束密度が低下し、本来、飽和磁束密度の高い前記
微結晶軟磁性膜の特徴を充分に生かせず、前記積層型磁
気ヘッドの記録特性を劣化させるという課題を生じる。
また、前記微結晶軟磁性膜は、膜厚の低減化と共に等方
的高透磁率が得難くなるため、前記積層型ヘッドの再生
特性を劣化させるという課題を生じる。
【０００８】また、前記微結晶軟磁性膜を前記ＭＩＧヘ
ッドや主磁極励磁型ヘッド等のコア材料として使用する
場合、前記微結晶軟磁性膜は約１０μｍ幅のストライプ
形状で用いられることになり、還流磁区の発生により、
透磁率が減少するという課題を生じる。しかしながら、
前記微結晶軟磁性膜に非磁性絶縁膜を挿入した軟磁性多
層膜にすることにより、磁化が非磁性膜の上下で還流す
るようになり、膜面内では単磁区構造となって透磁率が
増加することが期待される。
ッドや主磁極励磁型ヘッド等のコア材料として使用する
場合、前記微結晶軟磁性膜は約１０μｍ幅のストライプ
形状で用いられることになり、還流磁区の発生により、
透磁率が減少するという課題を生じる。しかしながら、
前記微結晶軟磁性膜に非磁性絶縁膜を挿入した軟磁性多
層膜にすることにより、磁化が非磁性膜の上下で還流す
るようになり、膜面内では単磁区構造となって透磁率が
増加することが期待される。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決し、高飽和磁束密度と低磁歪を有すると共に高透
磁率、特に、高周波帯域において高透磁率を示す軟磁性
多層膜を提供すると共に、前記軟磁性多層膜をコア材料
に使用し、特に高周波帯域において優れた記録再生特性
を示す磁気ヘッドを提供するものである。本発明者は、
特定の組成範囲、特定の膜構造、特定の膜厚のＦe-Ｍ-
Ｎ系軟磁性膜（ただし、Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの少なくとも１種以上の
元素）またはＦe-Ｍ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜と非磁性絶縁膜を
交互に積層した軟磁性多層膜において、前記軟磁性多層
膜の各層の軟磁性膜、または各層の非磁性絶縁膜が少な
くとも２種以上の膜厚で形成した軟磁性多層膜におい
て、高飽和磁束密度と高透磁率を併せ持つことを見い出
した。特に、特定の組成範囲、特定の膜構造、特定の膜
厚のＦe-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜、またはＦe-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系
軟磁性膜と非磁性絶縁膜を交互に積層した軟磁性多層膜
において、前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜、または
各層の非磁性絶縁膜が少なくとも２種以上の膜厚で形成
された軟磁性多層膜において、高飽和磁束密度と低周波
から高周波まで（特に、高周波帯域において）高透磁率
を示すことを見い出した。また、前記軟磁性多層膜にお
いて、非磁性膜を介して隣合う軟磁性膜の膜面内におけ
る高透磁率を示す方向が異なる層を有する軟磁性多層膜
であるから、各層の軟磁性膜の膜厚を薄くしても、前記
軟磁性多層膜は等方的な高透磁率を呈することが出来
る。特に、前記軟磁性多層膜において、非磁性膜を介し
て隣合う軟磁性膜が異なった大きさのバイアス（無バイ
アスも含む）を印加して形成された層を有するものであ
るとき、各層の軟磁性膜の膜厚を薄くしても、前記軟磁
性多層膜は等方的な高透磁率を呈することが出来る。
を解決し、高飽和磁束密度と低磁歪を有すると共に高透
磁率、特に、高周波帯域において高透磁率を示す軟磁性
多層膜を提供すると共に、前記軟磁性多層膜をコア材料
に使用し、特に高周波帯域において優れた記録再生特性
を示す磁気ヘッドを提供するものである。本発明者は、
特定の組成範囲、特定の膜構造、特定の膜厚のＦe-Ｍ-
Ｎ系軟磁性膜（ただし、Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの少なくとも１種以上の
元素）またはＦe-Ｍ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜と非磁性絶縁膜を
交互に積層した軟磁性多層膜において、前記軟磁性多層
膜の各層の軟磁性膜、または各層の非磁性絶縁膜が少な
くとも２種以上の膜厚で形成した軟磁性多層膜におい
て、高飽和磁束密度と高透磁率を併せ持つことを見い出
した。特に、特定の組成範囲、特定の膜構造、特定の膜
厚のＦe-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜、またはＦe-Ｔａ-Ｂ-Ｎ系
軟磁性膜と非磁性絶縁膜を交互に積層した軟磁性多層膜
において、前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜、または
各層の非磁性絶縁膜が少なくとも２種以上の膜厚で形成
された軟磁性多層膜において、高飽和磁束密度と低周波
から高周波まで（特に、高周波帯域において）高透磁率
を示すことを見い出した。また、前記軟磁性多層膜にお
いて、非磁性膜を介して隣合う軟磁性膜の膜面内におけ
る高透磁率を示す方向が異なる層を有する軟磁性多層膜
であるから、各層の軟磁性膜の膜厚を薄くしても、前記
軟磁性多層膜は等方的な高透磁率を呈することが出来
る。特に、前記軟磁性多層膜において、非磁性膜を介し
て隣合う軟磁性膜が異なった大きさのバイアス（無バイ
アスも含む）を印加して形成された層を有するものであ
るとき、各層の軟磁性膜の膜厚を薄くしても、前記軟磁
性多層膜は等方的な高透磁率を呈することが出来る。
【００１０】また、前記軟磁性多層膜で磁気回路の一
部、または磁気回路全体を形成する磁気ヘッドは、低周
波から高周波まで（特に、高周波帯域において）優れた
記録再生特性を示す。
部、または磁気回路全体を形成する磁気ヘッドは、低周
波から高周波まで（特に、高周波帯域において）優れた
記録再生特性を示す。
【００１１】
【作用】請求項１の発明の構成によれば、特定の組成を
有するＦe-Ｍ-Ｎ系軟磁性膜（ただし、Ｍは、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの少なくと
も１種以上の元素）またはＦe-Ｍ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜と非
磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、前記軟
磁性多層膜の各層の軟磁性膜、または各層の非磁性膜が
少なくとも２種以上の膜厚で形成されているものである
から、高飽和磁束密度と高透磁率を示す（特に、高周波
帯域において高透磁率を示す）軟磁性多層膜である。請
求項２の発明の構成によれば、特に、特定の組成を有す
るＦe-Ｔa-Ｎ系軟磁性膜、またはＦe-Ｔa-Ｂ-Ｎ系軟磁
性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜におい
て、前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜、または各層の
非磁性膜が少なくとも２種以上の膜厚で形成されている
ものであるから、高飽和磁束密度と更に優れた高透磁率
を示す（特に、高周波帯域において高透磁率を示す）軟
磁性多層膜である。請求項３の発明の構成によれば、請
求項１または２のいずれかに記載の軟磁性多層膜におい
て、各層の軟磁性膜の膜厚が０.０５〜５μｍの範囲で
あり、各層の非磁性膜の膜厚が５〜３００ｎｍの範囲に
あるものであるから、低周波から高周波まで優れた高透
磁率を呈することが出来る。請求項４の発明の構成によ
れば、請求項１〜３のいずれかに記載の軟磁性多層膜に
おいて、非磁性膜を介して隣合う軟磁性膜の膜面内にお
ける高透磁率を示す方向が異なる層を有する軟磁性多層
膜であるから、各層の軟磁性膜の膜厚を薄くしても、前
記軟磁性多層膜は等方的な高透磁率を呈することが出来
る。請求項５の発明の構成によれば、請求項４に記載の
軟磁性多層膜において、非磁性膜を介して隣合う軟磁性
膜が異なった大きさのバイアス（無バイアスも含む）を
印加して形成された層を有するものであるから、各層の
軟磁性膜の膜厚を薄くしても、前記軟磁性多層膜は等方
的な高透磁率を呈することが出来る。請求項６の発明の
構成によれば、請求項１〜５のいずれかに記載の軟磁性
多層膜で磁気回路の一部、または磁気回路全体を形成し
た磁気ヘッドであるから、高保磁力媒体に対し、低周波
から高周波まで（特に、高周波帯域において）優れた記
録再生特性を実現することができる。
有するＦe-Ｍ-Ｎ系軟磁性膜（ただし、Ｍは、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの少なくと
も１種以上の元素）またはＦe-Ｍ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜と非
磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、前記軟
磁性多層膜の各層の軟磁性膜、または各層の非磁性膜が
少なくとも２種以上の膜厚で形成されているものである
から、高飽和磁束密度と高透磁率を示す（特に、高周波
帯域において高透磁率を示す）軟磁性多層膜である。請
求項２の発明の構成によれば、特に、特定の組成を有す
るＦe-Ｔa-Ｎ系軟磁性膜、またはＦe-Ｔa-Ｂ-Ｎ系軟磁
性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜におい
て、前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜、または各層の
非磁性膜が少なくとも２種以上の膜厚で形成されている
ものであるから、高飽和磁束密度と更に優れた高透磁率
を示す（特に、高周波帯域において高透磁率を示す）軟
磁性多層膜である。請求項３の発明の構成によれば、請
求項１または２のいずれかに記載の軟磁性多層膜におい
て、各層の軟磁性膜の膜厚が０.０５〜５μｍの範囲で
あり、各層の非磁性膜の膜厚が５〜３００ｎｍの範囲に
あるものであるから、低周波から高周波まで優れた高透
磁率を呈することが出来る。請求項４の発明の構成によ
れば、請求項１〜３のいずれかに記載の軟磁性多層膜に
おいて、非磁性膜を介して隣合う軟磁性膜の膜面内にお
ける高透磁率を示す方向が異なる層を有する軟磁性多層
膜であるから、各層の軟磁性膜の膜厚を薄くしても、前
記軟磁性多層膜は等方的な高透磁率を呈することが出来
る。請求項５の発明の構成によれば、請求項４に記載の
軟磁性多層膜において、非磁性膜を介して隣合う軟磁性
膜が異なった大きさのバイアス（無バイアスも含む）を
印加して形成された層を有するものであるから、各層の
軟磁性膜の膜厚を薄くしても、前記軟磁性多層膜は等方
的な高透磁率を呈することが出来る。請求項６の発明の
構成によれば、請求項１〜５のいずれかに記載の軟磁性
多層膜で磁気回路の一部、または磁気回路全体を形成し
た磁気ヘッドであるから、高保磁力媒体に対し、低周波
から高周波まで（特に、高周波帯域において）優れた記
録再生特性を実現することができる。
【００１２】
（実施例１）成膜中、基板にＲＦバイアスが印加できる
方式のＲＦスパッタ法により、Ｆｅ-Ｔａ（Ｆｅ８７原
子％、Ｔａ１３原子％）の合金ターゲットを用い、Ａｒ
ガス中にＮ2ガスを導入し、水冷した非磁性セラミック
ス基板１４上に、膜厚１μｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜
を作製し、真空中、無磁界中で５５０℃、１時間の熱処
理を行った。
方式のＲＦスパッタ法により、Ｆｅ-Ｔａ（Ｆｅ８７原
子％、Ｔａ１３原子％）の合金ターゲットを用い、Ａｒ
ガス中にＮ2ガスを導入し、水冷した非磁性セラミック
ス基板１４上に、膜厚１μｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜
を作製し、真空中、無磁界中で５５０℃、１時間の熱処
理を行った。
【００１３】作製したＦｅ-Ｔａ-Ｎ膜の組成は、ＲＢＳ
（ラザフォード後方散乱）分析の結果、Ｆｅ７８.５原
子％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１１原子％であった。な
お、不可避的に膜中に微量の不純物元素として、酸素、
アルゴン等を混入することもある。
（ラザフォード後方散乱）分析の結果、Ｆｅ７８.５原
子％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１１原子％であった。な
お、不可避的に膜中に微量の不純物元素として、酸素、
アルゴン等を混入することもある。
【００１４】一例として、成膜中、基板にＲＦバイアス
を２０Ｗ印加して作製したＦｅ-Ｔａ-Ｎ膜、及び無バイ
アスで作製したＦｅ-Ｔａ-Ｎ膜の膜面内の複素透磁率の
実数部μ’(１ＭＨｚ、及び２０ＭＨｚ）の変化を（図
３）に示す。（図３）より、無バイアス膜、及びＲＦバ
イアス２０Ｗで作製した膜ともに、一軸異方性を示し、
高透磁率を示す方向はバイアス０ＷとＲＦバイアス２０
Ｗで９０゜回転していることが分かる。
を２０Ｗ印加して作製したＦｅ-Ｔａ-Ｎ膜、及び無バイ
アスで作製したＦｅ-Ｔａ-Ｎ膜の膜面内の複素透磁率の
実数部μ’(１ＭＨｚ、及び２０ＭＨｚ）の変化を（図
３）に示す。（図３）より、無バイアス膜、及びＲＦバ
イアス２０Ｗで作製した膜ともに、一軸異方性を示し、
高透磁率を示す方向はバイアス０ＷとＲＦバイアス２０
Ｗで９０゜回転していることが分かる。
【００１５】次に、この膜厚１μｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟
磁性膜１５を、膜厚０.０５μｍのＳiＯ2絶縁膜２、お
よび０.１５μｍのＳiＯ2絶縁膜３を介して交互に積層
した軟磁性多層膜を総厚み約２０μｍで作製した。熱処
理は真空中、無磁界中、５５０℃で１時間行った。この
軟磁性多層膜の断面の概略図を（図７）に示す。
磁性膜１５を、膜厚０.０５μｍのＳiＯ2絶縁膜２、お
よび０.１５μｍのＳiＯ2絶縁膜３を介して交互に積層
した軟磁性多層膜を総厚み約２０μｍで作製した。熱処
理は真空中、無磁界中、５５０℃で１時間行った。この
軟磁性多層膜の断面の概略図を（図７）に示す。
【００１６】この（図７）に示すＦｅＴａＮ/ＳiＯ2軟
磁性多層膜において、バイアス０Ｗで作製したＦｅＴａ
Ｎ膜とＲＦバイアス２０Ｗで作製したＦｅＴａＮ膜をＳ
iＯ2絶縁膜を介して交互に積層した軟磁性多層膜の複素
透磁率の実数部μ’、及び虚数部μ”の周波数依存性を
（図４）に示す。比較として、（図７）に示すＦｅＴａ
Ｎ/ＳiＯ2軟磁性多層膜において、バイアス０Ｗで作製
したＦｅＴａＮ膜をＳiＯ2絶縁膜を介して積層した軟磁
性多層膜の複素透磁率の実数部μ’、及び虚数部μ”の
周波数依存性を（図５）に示す。（図４）、及び（図
５）に示す透磁率の測定は、（図３）に示したものと対
応して、膜面内の０゜、４５゜、９０゜、及び１３５゜
方向で行った。
磁性多層膜において、バイアス０Ｗで作製したＦｅＴａ
Ｎ膜とＲＦバイアス２０Ｗで作製したＦｅＴａＮ膜をＳ
iＯ2絶縁膜を介して交互に積層した軟磁性多層膜の複素
透磁率の実数部μ’、及び虚数部μ”の周波数依存性を
（図４）に示す。比較として、（図７）に示すＦｅＴａ
Ｎ/ＳiＯ2軟磁性多層膜において、バイアス０Ｗで作製
したＦｅＴａＮ膜をＳiＯ2絶縁膜を介して積層した軟磁
性多層膜の複素透磁率の実数部μ’、及び虚数部μ”の
周波数依存性を（図５）に示す。（図４）、及び（図
５）に示す透磁率の測定は、（図３）に示したものと対
応して、膜面内の０゜、４５゜、９０゜、及び１３５゜
方向で行った。
【００１７】（図５）に示すように、無バイアスで作製
したＦｅＴａＮ/ＳiＯ2軟磁性多層膜は、一軸異方性を
示し、磁化困難軸方向（０゜方向）のμ’は１ＭＨｚで
５０００以上の高い値を示すが、磁化容易軸方向（９０
゜方向）のそれは５００程度の低い値を示す。
したＦｅＴａＮ/ＳiＯ2軟磁性多層膜は、一軸異方性を
示し、磁化困難軸方向（０゜方向）のμ’は１ＭＨｚで
５０００以上の高い値を示すが、磁化容易軸方向（９０
゜方向）のそれは５００程度の低い値を示す。
【００１８】しかしながら、（図４）に示すように、膜
厚１μｍの各層のＦｅＴａＮ膜の高透磁率を示す方向を
変化させて作製したＦｅＴａＮ/ＳiＯ2軟磁性多層膜
は、膜面内で等方的な高透磁率を示すと共に、その周波
数特性は、（図５）に示す一軸異方性膜の磁化困難軸方
向のμ’に類似した優れた高周波特性を示すことが分か
る。
厚１μｍの各層のＦｅＴａＮ膜の高透磁率を示す方向を
変化させて作製したＦｅＴａＮ/ＳiＯ2軟磁性多層膜
は、膜面内で等方的な高透磁率を示すと共に、その周波
数特性は、（図５）に示す一軸異方性膜の磁化困難軸方
向のμ’に類似した優れた高周波特性を示すことが分か
る。
【００１９】尚、本実施例では、ＦｅＴａＮ/ＳiＯ2軟
磁性多層膜において、各層のＦｅＴａＮ膜の高透磁率を
示す方向を変化させる手段として、基板へのバイアス印
加を行ったが、斜め蒸着等により、各層のＦｅＴａＮ膜
の異方性方向を変化させてもよい。
磁性多層膜において、各層のＦｅＴａＮ膜の高透磁率を
示す方向を変化させる手段として、基板へのバイアス印
加を行ったが、斜め蒸着等により、各層のＦｅＴａＮ膜
の異方性方向を変化させてもよい。
【００２０】（実施例２）（実施例１）と同様のＲＦス
パッタ法により、Ｆｅ-Ｔａ（Ｆｅ８７原子％、Ｔａ１
３原子％）の合金ターゲットを用い、Ａｒガス中にＮ2
ガスを導入し、水冷した非磁性セラミックス基板１４上
に、Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜とＳiＯ2絶縁膜を交互に積
層した軟磁性多層膜を作製し、真空中、無磁界中で５５
０℃、１時間の熱処理を行った。作製したＦｅ-Ｔａ-Ｎ
膜の組成は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）分析の結
果、Ｆｅ７６.５原子％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原
子％であった。なお、不可避的に膜中に微量の不純物元
素として、酸素、アルゴン等を混入することもある。
パッタ法により、Ｆｅ-Ｔａ（Ｆｅ８７原子％、Ｔａ１
３原子％）の合金ターゲットを用い、Ａｒガス中にＮ2
ガスを導入し、水冷した非磁性セラミックス基板１４上
に、Ｆｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜とＳiＯ2絶縁膜を交互に積
層した軟磁性多層膜を作製し、真空中、無磁界中で５５
０℃、１時間の熱処理を行った。作製したＦｅ-Ｔａ-Ｎ
膜の組成は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）分析の結
果、Ｆｅ７６.５原子％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原
子％であった。なお、不可避的に膜中に微量の不純物元
素として、酸素、アルゴン等を混入することもある。
【００２１】一例として、総厚み約２０μｍで作製した
軟磁性多層膜の断面の概略図を（図６）、（図７）、及
び（図８）に示す。（図６）には、膜厚０.６μｍのＦ
ｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜１と膜厚０.０５μｍのＳiＯ2絶
縁膜２、および０.１５μｍのＳiＯ2絶縁膜３を交互に
積層した軟磁性多層膜（Ａ）、（図７）には、膜厚１μ
ｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜１５と膜厚０.０５μｍの
ＳiＯ2絶縁膜２、および０.１５μｍのＳiＯ2絶縁膜３
を交互に積層した軟磁性多層膜（Ｂ）、（図８）には、
各層のＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜１６の膜厚を均等に２.
７μｍとし、ＳiＯ 2絶縁膜３の膜厚を均等に０.１５μ
ｍとした軟磁性多層膜（Ｃ）の断面概略図を示す。
軟磁性多層膜の断面の概略図を（図６）、（図７）、及
び（図８）に示す。（図６）には、膜厚０.６μｍのＦ
ｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜１と膜厚０.０５μｍのＳiＯ2絶
縁膜２、および０.１５μｍのＳiＯ2絶縁膜３を交互に
積層した軟磁性多層膜（Ａ）、（図７）には、膜厚１μ
ｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜１５と膜厚０.０５μｍの
ＳiＯ2絶縁膜２、および０.１５μｍのＳiＯ2絶縁膜３
を交互に積層した軟磁性多層膜（Ｂ）、（図８）には、
各層のＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜１６の膜厚を均等に２.
７μｍとし、ＳiＯ 2絶縁膜３の膜厚を均等に０.１５μ
ｍとした軟磁性多層膜（Ｃ）の断面概略図を示す。
【００２２】上記軟磁性多層膜（Ａ）、（Ｂ）、及び
（Ｃ）はすべて等方性膜である。また、軟磁性多層膜
（Ａ）、及び（Ｂ）は一層のＦｅＴａＮ膜の膜厚が各々
０.６μｍ、１μｍと薄い為、単に積層するだけでは、
等方性膜は得られず、各層のＦｅＴａＮ膜の高透磁率を
示す方向を変化させて作製した。
（Ｃ）はすべて等方性膜である。また、軟磁性多層膜
（Ａ）、及び（Ｂ）は一層のＦｅＴａＮ膜の膜厚が各々
０.６μｍ、１μｍと薄い為、単に積層するだけでは、
等方性膜は得られず、各層のＦｅＴａＮ膜の高透磁率を
示す方向を変化させて作製した。
【００２３】これらの軟磁性多層膜の複素透磁率の実数
部μ’、及び虚数部μ”の周波数依存性を（図９）に示
す。各層の軟磁性膜の膜厚を均等に２.７μｍとし、Ｓi
Ｏ2絶縁膜の膜厚を均等に０.１５μｍとした軟磁性多層
膜（Ｃ）と比較して、軟磁性多層膜（Ａ）及び（Ｂ）
は、複素透磁率の虚数部μ”が最大値を示す周波数が高
周波側にシフトし、高周波帯域における実数部μ’の値
が大きくなっていることが分かる。
部μ’、及び虚数部μ”の周波数依存性を（図９）に示
す。各層の軟磁性膜の膜厚を均等に２.７μｍとし、Ｓi
Ｏ2絶縁膜の膜厚を均等に０.１５μｍとした軟磁性多層
膜（Ｃ）と比較して、軟磁性多層膜（Ａ）及び（Ｂ）
は、複素透磁率の虚数部μ”が最大値を示す周波数が高
周波側にシフトし、高周波帯域における実数部μ’の値
が大きくなっていることが分かる。
【００２４】また、これらの膜の飽和磁束密度は約１.
５〜１.６Ｔであり、飽和磁歪は絶対値で１×１０-6以
下であった。しかしながら、例えば、各層のＦｅ-Ｔａ-
Ｎ系軟磁性膜の膜厚を均等に０.６μｍとし、ＳiＯ2絶
縁膜の膜厚を均等に０.１５μｍとし、総厚み約２０μ
ｍで作製した軟磁性多層膜の飽和磁束密度は約１.３Ｔ
に低下し、（図６）に示した軟磁性多層膜（Ａ）と比較
すると、飽和磁束密度が大きく減少し、磁気ヘッドコア
材料として使用した場合、高保磁力媒体に対し、高周波
帯域において記録特性が劣化する。
５〜１.６Ｔであり、飽和磁歪は絶対値で１×１０-6以
下であった。しかしながら、例えば、各層のＦｅ-Ｔａ-
Ｎ系軟磁性膜の膜厚を均等に０.６μｍとし、ＳiＯ2絶
縁膜の膜厚を均等に０.１５μｍとし、総厚み約２０μ
ｍで作製した軟磁性多層膜の飽和磁束密度は約１.３Ｔ
に低下し、（図６）に示した軟磁性多層膜（Ａ）と比較
すると、飽和磁束密度が大きく減少し、磁気ヘッドコア
材料として使用した場合、高保磁力媒体に対し、高周波
帯域において記録特性が劣化する。
【００２５】また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によ
り、電子線回折像を調べた結果、α-Ｆｅの回折線およ
びＴａＮの回折線が観測された。またα-Ｆｅの（１１
０）回折線およびＴａＮの（１１１）回折線からとった
暗視野像からα-Ｆｅの微結晶の平均粒径が約５nm、Ｔ
ａＮの微粒子の平均粒径が約２nmであることが分かっ
た。同様のＴＥＭ観察の結果から、α-Ｆｅの微結晶の
平均粒径が１０nm以下、Ｔａの窒化物微粒子の平均粒径
が５nm以下であるときに、優れた軟磁気特性を示すこと
が確認された。
り、電子線回折像を調べた結果、α-Ｆｅの回折線およ
びＴａＮの回折線が観測された。またα-Ｆｅの（１１
０）回折線およびＴａＮの（１１１）回折線からとった
暗視野像からα-Ｆｅの微結晶の平均粒径が約５nm、Ｔ
ａＮの微粒子の平均粒径が約２nmであることが分かっ
た。同様のＴＥＭ観察の結果から、α-Ｆｅの微結晶の
平均粒径が１０nm以下、Ｔａの窒化物微粒子の平均粒径
が５nm以下であるときに、優れた軟磁気特性を示すこと
が確認された。
【００２６】なお、本実施例においては、Ｆｅ７６.５
原子％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有
するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜とＳiＯ2絶縁膜を交互に積
層した軟磁性多層膜について説明したが、Ｆｅを主成分
とし、Ｎを６〜１７原子％含むと共にＴａを７〜１５原
子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜に於いて
も、同様の効果を有した。
原子％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有
するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜とＳiＯ2絶縁膜を交互に積
層した軟磁性多層膜について説明したが、Ｆｅを主成分
とし、Ｎを６〜１７原子％含むと共にＴａを７〜１５原
子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜に於いて
も、同様の効果を有した。
【００２７】また、Ｆe-Ｍ-Ｎ系軟磁性膜（ただし、Ｍ
は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ
ｒの少なくとも１種以上の元素で、Ｆeを主成分とし、
Ｎを６〜１７原子％含むと共にＭを７〜１５原子％含む
組成を有する）と非磁性絶縁膜を交互に積層した軟磁性
多層膜において、前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜の
膜厚が０.０５〜５μｍの範囲にあり、各層の非磁性膜
の膜厚が５〜３００ｎｍの範囲にあり、かつ前記各層の
軟磁性膜、または非磁性膜が少なくとも２種以上の膜厚
で形成されている軟磁性多層膜においても同様の効果を
有する。Ｎが６原子％以下、Ｍが７原子％以下、Ｆｅが
８７原子％以上の組成範囲では、良好な軟磁気特性は得
られなかった。また、Ｎが１７原子％以上、Ｍが１５原
子％以上、Ｆｅが６８原子％以下の組成範囲では、膜中
Ｆｅ含有量の低下により、飽和磁束密度が１Ｔ以下に減
少した。
は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ
ｒの少なくとも１種以上の元素で、Ｆeを主成分とし、
Ｎを６〜１７原子％含むと共にＭを７〜１５原子％含む
組成を有する）と非磁性絶縁膜を交互に積層した軟磁性
多層膜において、前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜の
膜厚が０.０５〜５μｍの範囲にあり、各層の非磁性膜
の膜厚が５〜３００ｎｍの範囲にあり、かつ前記各層の
軟磁性膜、または非磁性膜が少なくとも２種以上の膜厚
で形成されている軟磁性多層膜においても同様の効果を
有する。Ｎが６原子％以下、Ｍが７原子％以下、Ｆｅが
８７原子％以上の組成範囲では、良好な軟磁気特性は得
られなかった。また、Ｎが１７原子％以上、Ｍが１５原
子％以上、Ｆｅが６８原子％以下の組成範囲では、膜中
Ｆｅ含有量の低下により、飽和磁束密度が１Ｔ以下に減
少した。
【００２８】また、Ｆe-Ｍ-Ｂ-Ｎ系（ただし、Ｍは、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの少
なくとも１種以上の元素で、Ｆeを主成分とし、Ｎを６
〜１５原子％、Ｍを７〜１５原子％含むと共に、Ｂを
０.５〜１３原子％含む組成を有する）と非磁性膜を交
互に積層した軟磁性多層膜において、前記軟磁性多層膜
の各層の軟磁性膜の膜厚が０.０５〜５μｍの範囲にあ
り、各層の非磁性膜の膜厚が５〜３００ｎｍの範囲にあ
り、かつ前記各層の軟磁性膜、または非磁性膜が少なく
とも２種以上の膜厚で形成されている軟磁性多層膜にお
いては同様の効果を有すると共に、Ｆｅ-Ｍ-Ｎ系軟磁性
膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜に比べて、
更に高い熱処理温度で、高飽和磁束密度と低磁歪の良好
な軟磁性を実現することが出来る。また、Ｎが６原子％
以下、Ｍが７原子％以下、Ｂが０.５原子％以下、Ｆｅ
が８６.５原子％以上の組成範囲では、良好な軟磁気特
性は得られなかった。また、Ｎが１５原子％以上、Ｍが
１５原子％以上、Ｂが１３原子％以上、Ｆｅが５７原子
％以下の組成範囲では、膜中Ｆｅ含有量の低下により、
飽和磁束密度が１Ｔ以下に減少した。
ｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの少
なくとも１種以上の元素で、Ｆeを主成分とし、Ｎを６
〜１５原子％、Ｍを７〜１５原子％含むと共に、Ｂを
０.５〜１３原子％含む組成を有する）と非磁性膜を交
互に積層した軟磁性多層膜において、前記軟磁性多層膜
の各層の軟磁性膜の膜厚が０.０５〜５μｍの範囲にあ
り、各層の非磁性膜の膜厚が５〜３００ｎｍの範囲にあ
り、かつ前記各層の軟磁性膜、または非磁性膜が少なく
とも２種以上の膜厚で形成されている軟磁性多層膜にお
いては同様の効果を有すると共に、Ｆｅ-Ｍ-Ｎ系軟磁性
膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜に比べて、
更に高い熱処理温度で、高飽和磁束密度と低磁歪の良好
な軟磁性を実現することが出来る。また、Ｎが６原子％
以下、Ｍが７原子％以下、Ｂが０.５原子％以下、Ｆｅ
が８６.５原子％以上の組成範囲では、良好な軟磁気特
性は得られなかった。また、Ｎが１５原子％以上、Ｍが
１５原子％以上、Ｂが１３原子％以上、Ｆｅが５７原子
％以下の組成範囲では、膜中Ｆｅ含有量の低下により、
飽和磁束密度が１Ｔ以下に減少した。
【００２９】また、前記Ｆｅ-Ｍ-Ｎ系、及びＦｅ-Ｍ-Ｂ
-Ｎ系軟磁性膜の膜構造をＸ線回折、及び透過型電子顕
微鏡（ＴＥＭ）により調べた。その結果、Ｍ、Ｎ（窒
素）、Ｂ（ホウ素）、Ｍの窒化物、Ｍのホウ化物の少な
くとも１種以上の元素、あるいは化合物を固溶し、格子
が膨張したα-Ｆｅの微結晶とＭの窒化物微粒子または
Ｍのホウ化物微粒子が混在した微細組織から成る材料で
あり、前記α-Ｆｅの微結晶の平均粒径が１０nm以下、
Ｍの窒化物微粒子または、Ｍのホウ化物微粒子の平均粒
径が５nm以下であるときに、特に優れた軟磁気特性が得
られた。
-Ｎ系軟磁性膜の膜構造をＸ線回折、及び透過型電子顕
微鏡（ＴＥＭ）により調べた。その結果、Ｍ、Ｎ（窒
素）、Ｂ（ホウ素）、Ｍの窒化物、Ｍのホウ化物の少な
くとも１種以上の元素、あるいは化合物を固溶し、格子
が膨張したα-Ｆｅの微結晶とＭの窒化物微粒子または
Ｍのホウ化物微粒子が混在した微細組織から成る材料で
あり、前記α-Ｆｅの微結晶の平均粒径が１０nm以下、
Ｍの窒化物微粒子または、Ｍのホウ化物微粒子の平均粒
径が５nm以下であるときに、特に優れた軟磁気特性が得
られた。
【００３０】（実施例３）（実施例２）と同様のＲＦス
パッタ法により、熱膨張係数１１５×１０-7／℃の水冷
した非磁性セラミックス基板上に、Ｆｅ７６.５原子
％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有する
膜厚０.６μｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜１と膜厚０.０
５μｍのＳiＯ2絶縁膜２、および０.１５μｍのＳiＯ2
絶縁膜３を交互に積層した軟磁性多層膜（（図９）に示
した軟磁性多層膜（Ａ））を作製し、真空中、無磁界中
で５５０℃、１時間の熱処理を行った。この軟磁性多層
膜を使用して、無磁界中の磁気ヘッド加工熱処理工程に
より積層型ヘッドを作製した。作製した磁気ヘッドの媒
体との摺動面を（図１）に示す。作製した磁気ヘッドの
トラック幅は２０μｍ、ギャップ長０.２μｍ、ギャッ
プ深さ２０μｍ、コイル巻数は２０ターンとした。ヘッ
ド出力の測定は、エンドレス・ヘッドテスター、及びド
ラムテスターを用い、保磁力１１９４００Ａ／ｍのＭＰ
テープを使用して、相対速度２１ｍ／ｓでの自己録再特
性を測定した。各層の軟磁性膜の膜厚を均等に２.７μ
ｍとし、ＳiＯ2絶縁膜の膜厚を均等に０.１５μｍとし
た軟磁性多層膜（（図９）に示した軟磁性多層膜
（Ｃ））を使用して作製した従来の積層型ヘッドと比較
して、３０ＭＨzで約５dＢ以上Ｃ/Ｎが向上した。
パッタ法により、熱膨張係数１１５×１０-7／℃の水冷
した非磁性セラミックス基板上に、Ｆｅ７６.５原子
％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有する
膜厚０.６μｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜１と膜厚０.０
５μｍのＳiＯ2絶縁膜２、および０.１５μｍのＳiＯ2
絶縁膜３を交互に積層した軟磁性多層膜（（図９）に示
した軟磁性多層膜（Ａ））を作製し、真空中、無磁界中
で５５０℃、１時間の熱処理を行った。この軟磁性多層
膜を使用して、無磁界中の磁気ヘッド加工熱処理工程に
より積層型ヘッドを作製した。作製した磁気ヘッドの媒
体との摺動面を（図１）に示す。作製した磁気ヘッドの
トラック幅は２０μｍ、ギャップ長０.２μｍ、ギャッ
プ深さ２０μｍ、コイル巻数は２０ターンとした。ヘッ
ド出力の測定は、エンドレス・ヘッドテスター、及びド
ラムテスターを用い、保磁力１１９４００Ａ／ｍのＭＰ
テープを使用して、相対速度２１ｍ／ｓでの自己録再特
性を測定した。各層の軟磁性膜の膜厚を均等に２.７μ
ｍとし、ＳiＯ2絶縁膜の膜厚を均等に０.１５μｍとし
た軟磁性多層膜（（図９）に示した軟磁性多層膜
（Ｃ））を使用して作製した従来の積層型ヘッドと比較
して、３０ＭＨzで約５dＢ以上Ｃ/Ｎが向上した。
【００３１】次に、（実施例２）と同様のＲＦスパッタ
法により、水冷したＭn-Ｚnフェライト基板上に、Ｆｅ
７６.５原子％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組
成を有する、膜厚１μｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜７お
よび膜厚２μｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜８と膜厚５n
ｍのＳiＯ2絶縁膜９、および１０nｍのＳiＯ2絶縁膜１
０を交互に積層した総膜厚約４μｍの軟磁性多層膜を作
製し、真空中、無磁界中で５５０℃、１時間の熱処理を
行った。この軟磁性多層膜を使用して、無磁界中の磁気
ヘッド加工熱処理工程により、ＭＩＧヘッドを作製し
た。作製した磁気ヘッドの媒体との摺動面を（図２）に
示す。作製した磁気ヘッドのトラック幅は２０μｍ、ギ
ャップ長０.２μｍ、ギャップ深さ２０μｍ、コイル巻
数は２０ターンとした。ヘッド出力の測定は、エンドレ
ス・ヘッドテスター、及びドラムテスターを用い、保磁
力１１９４００Ａ／ｍのＭＰテープを使用して、自己録
再特性を測定した。（図２）の軟磁性多層膜の部分を膜
厚約４μｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜を用いて作製した
従来のＭＩＧヘッドと比較すると、１０ＭＨzで約２dＢ
以上Ｃ/Ｎが向上した。
法により、水冷したＭn-Ｚnフェライト基板上に、Ｆｅ
７６.５原子％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組
成を有する、膜厚１μｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜７お
よび膜厚２μｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜８と膜厚５n
ｍのＳiＯ2絶縁膜９、および１０nｍのＳiＯ2絶縁膜１
０を交互に積層した総膜厚約４μｍの軟磁性多層膜を作
製し、真空中、無磁界中で５５０℃、１時間の熱処理を
行った。この軟磁性多層膜を使用して、無磁界中の磁気
ヘッド加工熱処理工程により、ＭＩＧヘッドを作製し
た。作製した磁気ヘッドの媒体との摺動面を（図２）に
示す。作製した磁気ヘッドのトラック幅は２０μｍ、ギ
ャップ長０.２μｍ、ギャップ深さ２０μｍ、コイル巻
数は２０ターンとした。ヘッド出力の測定は、エンドレ
ス・ヘッドテスター、及びドラムテスターを用い、保磁
力１１９４００Ａ／ｍのＭＰテープを使用して、自己録
再特性を測定した。（図２）の軟磁性多層膜の部分を膜
厚約４μｍのＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜を用いて作製した
従来のＭＩＧヘッドと比較すると、１０ＭＨzで約２dＢ
以上Ｃ/Ｎが向上した。
【００３２】なお、本実施例においては、Ｆｅ７６.５
原子％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有
するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜とＳiＯ2絶縁膜を交互に積
層した軟磁性多層膜について説明したが、Ｆｅを主成分
とし、Ｎを６〜１７原子％含むと共にＴａを７〜１５原
子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜に於いて
も、同様の効果を有した。
原子％、Ｔａ１０.５原子％、Ｎ１３原子％の組成を有
するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜とＳiＯ2絶縁膜を交互に積
層した軟磁性多層膜について説明したが、Ｆｅを主成分
とし、Ｎを６〜１７原子％含むと共にＴａを７〜１５原
子％含む組成を有するＦｅ-Ｔａ-Ｎ系軟磁性膜に於いて
も、同様の効果を有した。
【００３３】また、Ｆe-Ｍ-Ｎ系軟磁性膜（ただし、Ｍ
は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ
ｒの少なくとも１種以上の元素で、Ｆeを主成分とし、
Ｎを６〜１７原子％含むと共にＭを７〜１５原子％含む
組成を有する）と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層
膜において、前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜の膜厚
が０.０５〜５μｍの範囲にあり、各層の非磁性膜の膜
厚が５〜３００ｎｍの範囲にあり、かつ前記各層の軟磁
性膜、または非磁性膜が少なくとも２種以上の膜厚で形
成されている軟磁性多層膜において、同様の効果を有す
る。
は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ
ｒの少なくとも１種以上の元素で、Ｆeを主成分とし、
Ｎを６〜１７原子％含むと共にＭを７〜１５原子％含む
組成を有する）と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層
膜において、前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜の膜厚
が０.０５〜５μｍの範囲にあり、各層の非磁性膜の膜
厚が５〜３００ｎｍの範囲にあり、かつ前記各層の軟磁
性膜、または非磁性膜が少なくとも２種以上の膜厚で形
成されている軟磁性多層膜において、同様の効果を有す
る。
【００３４】また、Ｆe-Ｍ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜（ただし、
Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｃｒの少なくとも１種以上の元素で、Ｆeを主成分と
し、Ｎを６〜１５原子％、Ｍを７〜１５原子％含むと共
に、Ｂを０.５〜１３原子％含む組成を有する）と非磁
性膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、前記軟磁
性多層膜の各層の軟磁性膜の膜厚が０.０５〜５μｍの
範囲にあり、各層の非磁性膜の膜厚が５〜３００ｎｍの
範囲にあり、かつ前記各層の軟磁性膜、または非磁性膜
が少なくとも２種以上の膜厚で形成されている軟磁性多
層膜においては同様の効果を有すると共に、Ｆｅ-Ｍ-Ｎ
系軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜に
比べて、更に高い熱処理温度で、高飽和磁束密度と低磁
歪の良好な軟磁性を実現することが出来、磁気ヘッドを
形成する際に高温でガラス接合が可能となり、ガラスの
選択範囲が広がり、接合強度が充分で、かつ耐摩耗特性
に優れた高温熱処理を必要とするガラスを用いることが
出来、磁気ヘッドの信頼性を高めることが出来た。ま
た、前記Ｆｅ-Ｍ-Ｎ系、及びＦｅ-Ｍ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜
の膜構造をＸ線回折、及び透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）
により調べた。その結果、Ｍ、Ｎ（窒素）、Ｂ（ホウ
素）、Ｍの窒化物、Ｍのホウ化物の少なくとも１種以上
の元素、あるいは化合物を固溶し、格子が膨張したα-
Ｆｅの微結晶とＭの窒化物微粒子またはＭのホウ化物微
粒子が混在した微細組織から成る材料であり、前記α-
Ｆｅの微結晶の平均粒径が１０nm以下、Ｍの窒化物微粒
子または、Ｍのホウ化物微粒子の平均粒径が５nm以下で
あるときに、特に優れた磁気ヘッド出力が得られた。
Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｃｒの少なくとも１種以上の元素で、Ｆeを主成分と
し、Ｎを６〜１５原子％、Ｍを７〜１５原子％含むと共
に、Ｂを０.５〜１３原子％含む組成を有する）と非磁
性膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、前記軟磁
性多層膜の各層の軟磁性膜の膜厚が０.０５〜５μｍの
範囲にあり、各層の非磁性膜の膜厚が５〜３００ｎｍの
範囲にあり、かつ前記各層の軟磁性膜、または非磁性膜
が少なくとも２種以上の膜厚で形成されている軟磁性多
層膜においては同様の効果を有すると共に、Ｆｅ-Ｍ-Ｎ
系軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜に
比べて、更に高い熱処理温度で、高飽和磁束密度と低磁
歪の良好な軟磁性を実現することが出来、磁気ヘッドを
形成する際に高温でガラス接合が可能となり、ガラスの
選択範囲が広がり、接合強度が充分で、かつ耐摩耗特性
に優れた高温熱処理を必要とするガラスを用いることが
出来、磁気ヘッドの信頼性を高めることが出来た。ま
た、前記Ｆｅ-Ｍ-Ｎ系、及びＦｅ-Ｍ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜
の膜構造をＸ線回折、及び透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）
により調べた。その結果、Ｍ、Ｎ（窒素）、Ｂ（ホウ
素）、Ｍの窒化物、Ｍのホウ化物の少なくとも１種以上
の元素、あるいは化合物を固溶し、格子が膨張したα-
Ｆｅの微結晶とＭの窒化物微粒子またはＭのホウ化物微
粒子が混在した微細組織から成る材料であり、前記α-
Ｆｅの微結晶の平均粒径が１０nm以下、Ｍの窒化物微粒
子または、Ｍのホウ化物微粒子の平均粒径が５nm以下で
あるときに、特に優れた磁気ヘッド出力が得られた。
【００３５】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、特定の組成を
有するＦe-Ｍ-Ｎ系軟磁性膜（ただし、Ｍは、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの少なくと
も１種以上の元素）またはＦe-Ｍ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜と非
磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、前記軟
磁性多層膜の各層の軟磁性膜、または各層の非磁性膜が
少なくとも２種以上の膜厚で形成されているものである
から、高飽和磁束密度と高透磁率を示す（特に、高周波
帯域において高透磁率を示す）軟磁性多層膜を提供する
ことが出来る。請求項２の発明によれば、特定の組成を
有するＦe-Ｔa-Ｎ系軟磁性膜、またはＦe-Ｔa-Ｂ-Ｎ系
軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜にお
いて、前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜、または各層
の非磁性膜が少なくとも２種以上の膜厚で形成されてい
るものであるから、高飽和磁束密度と更に優れた高透磁
率を示す（特に、高周波帯域において高透磁率を示す）
軟磁性多層膜を提供することが出来る。請求項３の発明
によれば、請求項１または２のいずれかに記載の軟磁性
多層膜において、各層の軟磁性膜の膜厚が０.０５〜５
μｍの範囲であり、各層の非磁性膜の膜厚が５〜３００
ｎｍの範囲にあるものであるから、低周波から高周波ま
で優れた高透磁率を呈することが出来る。請求項４の発
明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の軟磁性多
層膜において、非磁性膜を介して隣合う軟磁性膜の膜面
内における高透磁率を示す方向が異なる層を有する軟磁
性多層膜であるから、各層の軟磁性膜の膜厚を薄くして
も、前記軟磁性多層膜は等方的な高透磁率を呈すること
が出来る。請求項５の発明によれば、請求項４に記載の
軟磁性多層膜において、非磁性膜を介して隣合う軟磁性
膜が異なった大きさのバイアス（無バイアスも含む）を
印加して形成された層を有するものであるから、各層の
軟磁性膜の膜厚を薄くしても、前記軟磁性多層膜は等方
的な高透磁率を呈することが出来る。請求項６の発明に
よれば、請求項１〜５のいずれかに記載の軟磁性多層膜
で磁気回路の一部、または磁気回路全体を形成した磁気
ヘッドであるから、高保磁力媒体に対し、低周波から高
周波まで（特に、高周波帯域において）優れた記録再生
特性を実現する磁気ヘッドを提供することが出来る。
有するＦe-Ｍ-Ｎ系軟磁性膜（ただし、Ｍは、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの少なくと
も１種以上の元素）またはＦe-Ｍ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜と非
磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、前記軟
磁性多層膜の各層の軟磁性膜、または各層の非磁性膜が
少なくとも２種以上の膜厚で形成されているものである
から、高飽和磁束密度と高透磁率を示す（特に、高周波
帯域において高透磁率を示す）軟磁性多層膜を提供する
ことが出来る。請求項２の発明によれば、特定の組成を
有するＦe-Ｔa-Ｎ系軟磁性膜、またはＦe-Ｔa-Ｂ-Ｎ系
軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜にお
いて、前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜、または各層
の非磁性膜が少なくとも２種以上の膜厚で形成されてい
るものであるから、高飽和磁束密度と更に優れた高透磁
率を示す（特に、高周波帯域において高透磁率を示す）
軟磁性多層膜を提供することが出来る。請求項３の発明
によれば、請求項１または２のいずれかに記載の軟磁性
多層膜において、各層の軟磁性膜の膜厚が０.０５〜５
μｍの範囲であり、各層の非磁性膜の膜厚が５〜３００
ｎｍの範囲にあるものであるから、低周波から高周波ま
で優れた高透磁率を呈することが出来る。請求項４の発
明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の軟磁性多
層膜において、非磁性膜を介して隣合う軟磁性膜の膜面
内における高透磁率を示す方向が異なる層を有する軟磁
性多層膜であるから、各層の軟磁性膜の膜厚を薄くして
も、前記軟磁性多層膜は等方的な高透磁率を呈すること
が出来る。請求項５の発明によれば、請求項４に記載の
軟磁性多層膜において、非磁性膜を介して隣合う軟磁性
膜が異なった大きさのバイアス（無バイアスも含む）を
印加して形成された層を有するものであるから、各層の
軟磁性膜の膜厚を薄くしても、前記軟磁性多層膜は等方
的な高透磁率を呈することが出来る。請求項６の発明に
よれば、請求項１〜５のいずれかに記載の軟磁性多層膜
で磁気回路の一部、または磁気回路全体を形成した磁気
ヘッドであるから、高保磁力媒体に対し、低周波から高
周波まで（特に、高周波帯域において）優れた記録再生
特性を実現する磁気ヘッドを提供することが出来る。
【図１】本発明の実施例で作製した積層型ヘッドの媒体
との摺接面を示す図
との摺接面を示す図
【図２】本発明の実施例で作製したＭＩＧヘッドの媒体
との摺接面を示す図
との摺接面を示す図
【図３】本発明の実施例で作製した軟磁性膜の膜面内の
複素透磁率の実数部μ’の変化を示す図
複素透磁率の実数部μ’の変化を示す図
【図４】本発明の実施例で作製した軟磁性多層膜の複素
透磁率の実数部μ’、および虚数部μ”の周波数依存性
を示す図
透磁率の実数部μ’、および虚数部μ”の周波数依存性
を示す図
【図５】無バイアスで作製した軟磁性多層膜の複素透磁
率の実数部μ’、および虚数部μ”の周波数依存性を示
す図
率の実数部μ’、および虚数部μ”の周波数依存性を示
す図
【図６】本発明の実施例で作製した軟磁性多層膜（Ａ）
の断面の概略図
の断面の概略図
【図７】本発明の実施例で作製した軟磁性多層膜（Ｂ）
の断面の概略図
の断面の概略図
【図８】本発明の実施例で作製した軟磁性多層膜（Ｃ）
の断面の概略図
の断面の概略図
【図９】軟磁性多層膜の複素透磁率の実数部μ’、およ
び虚数部μ”の周波数依存性を示す図
び虚数部μ”の周波数依存性を示す図
【図１０】従来提供されている積層型ヘッドの概略図
【図１１】従来提供されている積層型ヘッドの媒体との
摺動面を示す図
摺動面を示す図
【図１２】従来提供されているＭＩＧヘッドの概略図
【図１３】従来提供されているＭＩＧヘッドの媒体との
摺動面を示す図
摺動面を示す図
１、７、８、１５、１６、１７、２４ 軟磁性膜 ２、３、９、１０、１８ 非磁性絶縁膜 ４、１４、１９ 非磁性基板 ５、１１、２０、２５ 非磁性体（ガラス） １２、２２ フェライト ６、１３、２１、２３ 磁気ギャップ
Claims (6)
- 【請求項１】Ｆe-Ｍ-Ｎ系軟磁性膜（ただし、Ｍは、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｔi、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒの少
なくとも１種以上の元素）またはＦe-Ｍ-Ｂ-Ｎ系軟磁性
膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、
前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜、または各層の非磁
性膜が少なくとも２種以上の膜厚で形成され、前記Ｆe-
Ｍ-Ｎ系軟磁性膜はＦeを主成分とし、Ｎを６〜１７原子
％含むと共にＭを７〜１５原子％含む組成を有する軟磁
性膜であり、前記Ｆe-Ｍ-Ｂ-Ｎ系軟磁性膜はＦeを主成
分とし、Ｎを６〜１５原子％、Ｍを７〜１５原子％含む
と共に、Ｂを０.５〜１３原子％含む組成を有する軟磁
性膜であることを特徴とする軟磁性多層膜。 - 【請求項２】Ｆe-Ｔa-Ｎ系軟磁性膜、またはＦe-Ｔa-Ｂ
-Ｎ系軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層
膜において、前記軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜、また
は各層の非磁性膜が少なくとも２種以上の膜厚で形成さ
れ、前記Ｆe-Ｔa-Ｎ系軟磁性膜はＦeを主成分とし、Ｎ
を６〜１７原子％含むと共にＴaを７〜１５原子％含む
組成を有する軟磁性膜であり、前記Ｆe-Ｔa-Ｂ-Ｎ系軟
磁性膜はＦeを主成分とし、Ｎを６〜１５原子％、Ｔaを
７〜１５原子％含むと共に、Ｂを０.５〜１３原子％含
む組成を有する軟磁性膜であることを特徴とする軟磁性
多層膜。 - 【請求項３】請求項１または２のいずれかに記載の各層
の軟磁性膜の膜厚が０.０５〜５μｍの範囲であり、各
層の非磁性膜の膜厚が５〜３００ｎｍの範囲であること
を特徴とする軟磁性多層膜。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の軟磁性多
層膜において、非磁性膜を介して隣合う軟磁性膜の膜面
内における高透磁率を示す方向が異なる層を有すること
を特徴とする軟磁性多層膜。 - 【請求項５】請求項４に記載の軟磁性多層膜において、
非磁性膜を介して隣合う軟磁性膜が異なった大きさのバ
イアス（無バイアスも含む）を印加して形成された層を
有することを特徴とする軟磁性多層膜。 - 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の軟磁性多
層膜で磁気回路の一部、または磁気回路全体を形成する
ことを特徴とする磁気ヘッド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5250475A JPH06338410A (ja) | 1993-03-31 | 1993-10-06 | 軟磁性多層膜と磁気ヘッド |
| DE69428227T DE69428227T2 (de) | 1993-03-31 | 1994-03-31 | Weichmagnetischer Mehrschichtfilm für einen Magnetkopf |
| US08/220,482 US5452167A (en) | 1993-03-31 | 1994-03-31 | Soft magnetic multilayer films for magnetic head |
| EP94105117A EP0620571B1 (en) | 1993-03-31 | 1994-03-31 | Soft magnetic multilayer films for magnetic head |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-73205 | 1993-03-31 | ||
| JP7320593 | 1993-03-31 | ||
| JP5250475A JPH06338410A (ja) | 1993-03-31 | 1993-10-06 | 軟磁性多層膜と磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06338410A true JPH06338410A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=26414355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5250475A Pending JPH06338410A (ja) | 1993-03-31 | 1993-10-06 | 軟磁性多層膜と磁気ヘッド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5452167A (ja) |
| EP (1) | EP0620571B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06338410A (ja) |
| DE (1) | DE69428227T2 (ja) |
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