JPH07169620A - 磁性薄膜及びそれを用いた磁気ヘッド - Google Patents
磁性薄膜及びそれを用いた磁気ヘッドInfo
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- JPH07169620A JPH07169620A JP29834993A JP29834993A JPH07169620A JP H07169620 A JPH07169620 A JP H07169620A JP 29834993 A JP29834993 A JP 29834993A JP 29834993 A JP29834993 A JP 29834993A JP H07169620 A JPH07169620 A JP H07169620A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気特性を維持しながらＦｅ−Ｔａ−Ｃ系磁
性薄膜の耐食性を向上させる。 【構成】 Ｆｅを主成分とし、Ｔａ（５〜２０原子
％）、Ｃ（１〜２０原子％）、第１添加元素としてＣ
ｒ，Ａｌ，Ｎｂ，ＭｏおよびＲｕの中の少なくとも１種
（０．５〜８原子％）、第２添加元素としてＮを含む。
第１添加元素のみを添加した場合に生じる飽和磁束密度
および保磁力の変化と、第２添加元素のみを添加した場
合に生じる飽和磁束密度および保磁力の変化が、互いに
他を補償する関係にあるようにする。 【効果】 磁気特性を維持しながら耐食性が向上したＦ
ｅ−Ｔａ−Ｃ系磁性薄膜が得られる。磁気ヘッドの信頼
性が向上する。
性薄膜の耐食性を向上させる。 【構成】 Ｆｅを主成分とし、Ｔａ（５〜２０原子
％）、Ｃ（１〜２０原子％）、第１添加元素としてＣ
ｒ，Ａｌ，Ｎｂ，ＭｏおよびＲｕの中の少なくとも１種
（０．５〜８原子％）、第２添加元素としてＮを含む。
第１添加元素のみを添加した場合に生じる飽和磁束密度
および保磁力の変化と、第２添加元素のみを添加した場
合に生じる飽和磁束密度および保磁力の変化が、互いに
他を補償する関係にあるようにする。 【効果】 磁気特性を維持しながら耐食性が向上したＦ
ｅ−Ｔａ−Ｃ系磁性薄膜が得られる。磁気ヘッドの信頼
性が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁性薄膜及びその磁
性薄膜を用いた磁気ヘッドに関する。
性薄膜を用いた磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にともな
い、小型で高密度な記憶装置へのニーズが高まってい
る。このような状況の下、磁気記録装置も高密度記録お
よびダウンサイジングへの研究が急速に進められてい
る。
い、小型で高密度な記憶装置へのニーズが高まってい
る。このような状況の下、磁気記録装置も高密度記録お
よびダウンサイジングへの研究が急速に進められてい
る。
【０００３】磁気記録装置において高密度記録を実現す
るには、記録した微小磁区を安定に存在させるため、高
保磁力を有する磁気記録媒体とこの媒体に情報を記録で
きる高性能磁気ヘッドが必要となる。そして、高保磁力
の磁気記録媒体を十分に磁化して信号（情報）を記録す
るには、それに見合った強い磁界を発生できる磁気ヘッ
ド材料、すなわち高い飽和磁束密度を有する磁気ヘッド
材料が必要である。
るには、記録した微小磁区を安定に存在させるため、高
保磁力を有する磁気記録媒体とこの媒体に情報を記録で
きる高性能磁気ヘッドが必要となる。そして、高保磁力
の磁気記録媒体を十分に磁化して信号（情報）を記録す
るには、それに見合った強い磁界を発生できる磁気ヘッ
ド材料、すなわち高い飽和磁束密度を有する磁気ヘッド
材料が必要である。
【０００４】このような高い飽和磁束密度を有する材料
として現在までに提案されているものには、Ｆｅ−Ｃ系
やＦｅ−Ｎ系の材料がある。しかし、これらの材料は、
大気中の酸素や水と反応して水酸化物や酸化物を生成し
て磁気特性（特に保磁力や飽和磁束密度）の変動を生じ
やすいため、これらの材料で製作した磁気ヘッドでは使
用中に性能が低下する恐れがある。
として現在までに提案されているものには、Ｆｅ−Ｃ系
やＦｅ−Ｎ系の材料がある。しかし、これらの材料は、
大気中の酸素や水と反応して水酸化物や酸化物を生成し
て磁気特性（特に保磁力や飽和磁束密度）の変動を生じ
やすいため、これらの材料で製作した磁気ヘッドでは使
用中に性能が低下する恐れがある。
【０００５】そこで、これら磁気特性の変動を抑制する
ため、Ｆｅ−Ｃ系やＦｅ−Ｎ系の材料に耐食性を向上さ
せるための元素を添加することが提案されているが、そ
の一例として、特開平３−２０４４４号公報に開示され
ている軟磁性合金膜を挙げることができる。この軟磁性
合金膜は、組成式がＦｅxＭzＣw（Ｍ＝Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷの１種または２種以上）
で示され、その金属組織が基本的に平均粒径０．００８
μｍ以下の結晶粒からなり、その一部に元素Ｍの炭化物
の結晶相を含むものである。
ため、Ｆｅ−Ｃ系やＦｅ−Ｎ系の材料に耐食性を向上さ
せるための元素を添加することが提案されているが、そ
の一例として、特開平３−２０４４４号公報に開示され
ている軟磁性合金膜を挙げることができる。この軟磁性
合金膜は、組成式がＦｅxＭzＣw（Ｍ＝Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷの１種または２種以上）
で示され、その金属組織が基本的に平均粒径０．００８
μｍ以下の結晶粒からなり、その一部に元素Ｍの炭化物
の結晶相を含むものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の特開平３−２０
４４４号公報に開示されている軟磁性合金膜では、元素
の添加および組成調整により最適化した磁気特性と、耐
食性の向上に必要な添加元素濃度との間に両立が困難な
場合があるという問題がある。すなわち、耐食性を確保
すると磁気特性（特に飽和磁束密度および保磁力）が低
下し、逆に、磁気特性を確保すると耐食性が低下するの
である。磁気特性が低下すると、それを用いた磁気ヘッ
ドで情報の記録を行なった場合に、エラーやノイズが生
じる場合がある。
４４４号公報に開示されている軟磁性合金膜では、元素
の添加および組成調整により最適化した磁気特性と、耐
食性の向上に必要な添加元素濃度との間に両立が困難な
場合があるという問題がある。すなわち、耐食性を確保
すると磁気特性（特に飽和磁束密度および保磁力）が低
下し、逆に、磁気特性を確保すると耐食性が低下するの
である。磁気特性が低下すると、それを用いた磁気ヘッ
ドで情報の記録を行なった場合に、エラーやノイズが生
じる場合がある。
【０００７】そこで、この発明の目的は、磁気特性を維
持しながら耐食性を向上させることができるＦｅ−Ｔａ
−Ｃ系の磁性薄膜を提供することにある。
持しながら耐食性を向上させることができるＦｅ−Ｔａ
−Ｃ系の磁性薄膜を提供することにある。
【０００８】この発明の他の目的は、従来より高い信頼
性を有する磁気ヘッドを提供することにある。
性を有する磁気ヘッドを提供することにある。
【０００９】
（１） この発明の第１の磁性薄膜は、Ｆｅを主成分と
し、Ｔａを５原子％から２０原子％の範囲で、Ｃを１原
子％から２０原子％の範囲でそれぞれ含む磁性薄膜にお
いて、第１および第２の添加元素を含んでいて、前記第
１の添加元素のみを前記磁性薄膜に添加した場合に生じ
る飽和磁束密度および保磁力の変化と、前記第２の添加
元素のみを前記磁性薄膜に添加した場合に生じる飽和磁
束密度および保磁力の変化とが、互いに他を補償する関
係にあることを特徴とする。
し、Ｔａを５原子％から２０原子％の範囲で、Ｃを１原
子％から２０原子％の範囲でそれぞれ含む磁性薄膜にお
いて、第１および第２の添加元素を含んでいて、前記第
１の添加元素のみを前記磁性薄膜に添加した場合に生じ
る飽和磁束密度および保磁力の変化と、前記第２の添加
元素のみを前記磁性薄膜に添加した場合に生じる飽和磁
束密度および保磁力の変化とが、互いに他を補償する関
係にあることを特徴とする。
【００１０】前記第１の添加元素は、Ｃｒ，Ａｌ，Ｎ
ｂ，ＭｏおよびＲｕからなる群の中から選ばれる少なく
とも１種であって、その添加量が０．５原子％から８原
子％の範囲にあり、前記第２の添加元素はＮであるのが
好ましい。
ｂ，ＭｏおよびＲｕからなる群の中から選ばれる少なく
とも１種であって、その添加量が０．５原子％から８原
子％の範囲にあり、前記第２の添加元素はＮであるのが
好ましい。
【００１１】これら添加元素の中で特に効果が大きいの
は、前記第１の添加元素としてＣｒおよびＲｕの２元素
を用い、前記第２添加元素としてＮを用いた場合であ
る。
は、前記第１の添加元素としてＣｒおよびＲｕの２元素
を用い、前記第２添加元素としてＮを用いた場合であ
る。
【００１２】また、この発明の磁性薄膜では、飽和磁束
密度が前記第１および第２の添加元素を添加しない場合
の飽和磁束密度に等しくなっているのが好ましい。この
場合の前記飽和磁束密度は１．５テスラ以上であるのが
好ましい。この値は、前記第１および第２の添加元素を
含まない場合の飽和磁束密度と同じであるので、前記第
１および第２の添加元素を添加しない場合と同等の磁気
特性を維持しながら耐食性を向上できる利点がある。
密度が前記第１および第２の添加元素を添加しない場合
の飽和磁束密度に等しくなっているのが好ましい。この
場合の前記飽和磁束密度は１．５テスラ以上であるのが
好ましい。この値は、前記第１および第２の添加元素を
含まない場合の飽和磁束密度と同じであるので、前記第
１および第２の添加元素を添加しない場合と同等の磁気
特性を維持しながら耐食性を向上できる利点がある。
【００１３】（２） この発明の第１の磁性薄膜は、Ｆ
ｅを主成分とし、Ｔａを５原子％から２０原子％の範囲
で、Ｃを１原子％から２０原子％の範囲でそれぞれ含む
磁性薄膜において、第１および第２の添加元素を含んで
いて、前記第１の添加元素のみを前記磁性薄膜に添加し
た場合に生じる飽和磁束密度および保磁力の変化と、前
記第２の添加元素のみを前記磁性薄膜に添加した場合に
生じる飽和磁束密度および保磁力の変化とが、互いに他
を補償する関係にあり、前記第１の添加元素がＣｒ，Ａ
ｌ，Ｎｂ，ＭｏおよびＲｕからなる群の中から選ばれる
少なくとも１種であって、その添加量が０．５原子％か
ら８原子％の範囲にあり、また、前記第２の添加元素が
Ｎであり、さらに、当該磁性薄膜の組織が平均粒径が１
０ｎｍ以下の結晶粒を含んでいることを特徴とする。
ｅを主成分とし、Ｔａを５原子％から２０原子％の範囲
で、Ｃを１原子％から２０原子％の範囲でそれぞれ含む
磁性薄膜において、第１および第２の添加元素を含んで
いて、前記第１の添加元素のみを前記磁性薄膜に添加し
た場合に生じる飽和磁束密度および保磁力の変化と、前
記第２の添加元素のみを前記磁性薄膜に添加した場合に
生じる飽和磁束密度および保磁力の変化とが、互いに他
を補償する関係にあり、前記第１の添加元素がＣｒ，Ａ
ｌ，Ｎｂ，ＭｏおよびＲｕからなる群の中から選ばれる
少なくとも１種であって、その添加量が０．５原子％か
ら８原子％の範囲にあり、また、前記第２の添加元素が
Ｎであり、さらに、当該磁性薄膜の組織が平均粒径が１
０ｎｍ以下の結晶粒を含んでいることを特徴とする。
【００１４】前記結晶粒は、主としてαＦｅの結晶であ
るが、ＴａＣの結晶も含まれる。平均粒径を１０ｎｍ以
下とするのは、この範囲で良好な磁気特性が得られるか
らである。
るが、ＴａＣの結晶も含まれる。平均粒径を１０ｎｍ以
下とするのは、この範囲で良好な磁気特性が得られるか
らである。
【００１５】前記結晶粒は、例えば、成膜後に加熱処理
を行なうことにより容易に析出させることができるが、
同じ効果が得られれば他の方法でもよい。前記結晶粒を
析出させるのは、当該磁性薄膜を用いた磁気ヘッドの組
立ての際にガラスボンディングが行なわれることを考慮
したものである。
を行なうことにより容易に析出させることができるが、
同じ効果が得られれば他の方法でもよい。前記結晶粒を
析出させるのは、当該磁性薄膜を用いた磁気ヘッドの組
立ての際にガラスボンディングが行なわれることを考慮
したものである。
【００１６】この第２の磁性薄膜では、前記第２の添加
元素としてのＮは通常、侵入型の固溶体もしくは窒化物
として当該薄膜全体にほぼ均一に分布し、あるいは、前
記結晶の粒界に偏析する。このＮにより、前記結晶粒の
成長が抑制される。
元素としてのＮは通常、侵入型の固溶体もしくは窒化物
として当該薄膜全体にほぼ均一に分布し、あるいは、前
記結晶の粒界に偏析する。このＮにより、前記結晶粒の
成長が抑制される。
【００１７】前記窒化物は、前記第１添加元素の窒化物
であり、例えば、ＡｌＮ、Ｃｒ2Ｎ、ＴａＮ、Ｔａ2Ｎ、
ＭｏＮ2、ＮｂＮ、Ｆｅ2Ｎ、Ｆｅ4Ｎ、Ｍｏ2Ｎ、Ｎｂ2
Ｎである。
であり、例えば、ＡｌＮ、Ｃｒ2Ｎ、ＴａＮ、Ｔａ2Ｎ、
ＭｏＮ2、ＮｂＮ、Ｆｅ2Ｎ、Ｆｅ4Ｎ、Ｍｏ2Ｎ、Ｎｂ2
Ｎである。
【００１８】また、膜厚方向にＮの濃度勾配があるのが
好ましい。この場合、当該薄膜中を酸素が拡散するのを
いっそう抑制できる効果がある。
好ましい。この場合、当該薄膜中を酸素が拡散するのを
いっそう抑制できる効果がある。
【００１９】前記膜厚方向のＮの濃度勾配は、当該薄膜
の内部から表面に向かって濃度が増加しているのが好ま
しい。腐食抑制効果が最も大きくなるからである。
の内部から表面に向かって濃度が増加しているのが好ま
しい。腐食抑制効果が最も大きくなるからである。
【００２０】当該薄膜の内部に複数種の窒化物が存在し
てもよい。これら窒化物は通常、前記結晶粒析出時の拡
散能が異なるので、濃度勾配を持っている。その濃度勾
配は膜中の酸素の拡散を抑制する作用を持つので、腐食
反応の進行がいっそう抑制される利点がある。この窒化
物としては、例えば、ＴａＮ、Ｎ−Ｔａ−Ｃ、（ＴａＮ
ｂ）Ｎ、ＮｂＮなどがある。
てもよい。これら窒化物は通常、前記結晶粒析出時の拡
散能が異なるので、濃度勾配を持っている。その濃度勾
配は膜中の酸素の拡散を抑制する作用を持つので、腐食
反応の進行がいっそう抑制される利点がある。この窒化
物としては、例えば、ＴａＮ、Ｎ−Ｔａ−Ｃ、（ＴａＮ
ｂ）Ｎ、ＮｂＮなどがある。
【００２１】好ましくは、Ｆｅ、Ｔａおよび前記第１の
添加元素の一部は、炭化物として前記結晶の粒界に偏析
している。換言すれば、すべてのＣが炭化物を構成して
いてＦｅとは結合していない。これにより良好な磁気特
性が得られるからである。
添加元素の一部は、炭化物として前記結晶の粒界に偏析
している。換言すれば、すべてのＣが炭化物を構成して
いてＦｅとは結合していない。これにより良好な磁気特
性が得られるからである。
【００２２】前記炭化物は、例えばＴａＣ、Ｆｅ3Ｃ、
Ｃｒ3Ｃ2、Ｍｏ2Ｃ、ＭｏＣ、Ｃｒ7Ｃ3、Ｃｒ4Ｃ、Ｎｂ
Ｃ、Ｎｂ2Ｃ、ＡｌＣである。
Ｃｒ3Ｃ2、Ｍｏ2Ｃ、ＭｏＣ、Ｃｒ7Ｃ3、Ｃｒ4Ｃ、Ｎｂ
Ｃ、Ｎｂ2Ｃ、ＡｌＣである。
【００２３】Ｆｅ，Ｔａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｎｂ，Ｍｏおよ
びＲｕなどの金属元素は、ＮやＣとの間に化学的な結合
が形成されていてもよいし、形成されていなくてもよ
い。
びＲｕなどの金属元素は、ＮやＣとの間に化学的な結合
が形成されていてもよいし、形成されていなくてもよ
い。
【００２４】前記第２添加元素としてのＮは、Ｎを含む
雰囲気中におけるスパッタリングにより成膜を行なえ
ば、容易に添加されることができる。また、成膜中にＮ
のガス濃度を変えれば、薄膜中にＮの濃度勾配を容易に
形成することができる。
雰囲気中におけるスパッタリングにより成膜を行なえ
ば、容易に添加されることができる。また、成膜中にＮ
のガス濃度を変えれば、薄膜中にＮの濃度勾配を容易に
形成することができる。
【００２５】（３）この発明の磁気ヘッドは、上記
（１）または（２）に記載の磁性薄膜を備えたことを特
徴とする。この磁性薄膜は磁気ヘッドのコアの全体また
は一部に使用される。
（１）または（２）に記載の磁性薄膜を備えたことを特
徴とする。この磁性薄膜は磁気ヘッドのコアの全体また
は一部に使用される。
【００２６】
【作用】一般に、磁性薄膜に元素を添加すると、磁気特
性、特に磁気ヘッドの特性として重要な飽和磁束密度お
よび保磁力が劣化する。
性、特に磁気ヘッドの特性として重要な飽和磁束密度お
よび保磁力が劣化する。
【００２７】この発明の磁性薄膜では、第１の添加元素
のみを前記磁性薄膜に添加した場合に生じる飽和磁束密
度および保磁力の変化と、第２の添加元素のみを前記磁
性薄膜に添加した場合に生じる飽和磁束密度および保磁
力の変化とが、互いに他を補償する関係にあるので、第
１および第２の添加元素の添加量を調整すると、所望の
磁気特性を確保したまま耐食性を向上させることができ
る。
のみを前記磁性薄膜に添加した場合に生じる飽和磁束密
度および保磁力の変化と、第２の添加元素のみを前記磁
性薄膜に添加した場合に生じる飽和磁束密度および保磁
力の変化とが、互いに他を補償する関係にあるので、第
１および第２の添加元素の添加量を調整すると、所望の
磁気特性を確保したまま耐食性を向上させることができ
る。
【００２８】この発明の磁気ヘッドでは、所望の磁気特
性を確保したまま耐食性を向上させた磁性薄膜を用いて
いるので、従来より高い信頼性が得られる。
性を確保したまま耐食性を向上させた磁性薄膜を用いて
いるので、従来より高い信頼性が得られる。
【００２９】
【実施例】以下、この発明を実施例を用いてさらに詳細
に説明する。
に説明する。
【００３０】［実施例１］この実施例の磁性薄膜は、第
１添加元素としてＣｒとＲｕの２元素を用い、第２添加
元素としてＮを用いたものであり、次のようにして製造
した。
１添加元素としてＣｒとＲｕの２元素を用い、第２添加
元素としてＮを用いたものであり、次のようにして製造
した。
【００３１】まず、ＦｅＴａＣ合金ターゲット上にＣｒ
とＲｕのターゲットを均一に配置した複合体ターゲット
を用い、Ｎ2ガスを０．５％含むＡｒガスを放電ガスと
して、放電ガス圧力：６ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ電力：４
００Ｗにてスパッタリングを行ない、合金薄膜を得た。
とＲｕのターゲットを均一に配置した複合体ターゲット
を用い、Ｎ2ガスを０．５％含むＡｒガスを放電ガスと
して、放電ガス圧力：６ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ電力：４
００Ｗにてスパッタリングを行ない、合金薄膜を得た。
【００３２】次に、この合金薄膜を５９０゜Ｃで１時
間、加熱処理しアニールを行なった。これは、磁気ヘッ
ドを作製する工程にガラスボンディング工程が含まれて
いることを考慮したものである。
間、加熱処理しアニールを行なった。これは、磁気ヘッ
ドを作製する工程にガラスボンディング工程が含まれて
いることを考慮したものである。
【００３３】アニールによって得られた磁性薄膜の組成
は、Ｆｅ73Ｔａ7Ｃ10Ｃｒ7Ｒｕ3Ｎxであった。Ｎの定量
は困難であったので、その含有量は不明であるが、定量
が不可能である点から考えると、ｘ≦０．１原子％と推
定される。
は、Ｆｅ73Ｔａ7Ｃ10Ｃｒ7Ｒｕ3Ｎxであった。Ｎの定量
は困難であったので、その含有量は不明であるが、定量
が不可能である点から考えると、ｘ≦０．１原子％と推
定される。
【００３４】この磁性薄膜の含有元素のＥＳＣＡスペク
トルを測定したところ、そのスペクトルには３種類のピ
ークが存在した。これらのピークはそれぞれ、Ｎが原子
状で存在するもの、第１添加元素であるＣｒおよびＲｕ
の窒化物として存在するもの、そして、ＮおよびＣと金
属元素（Ｆｅ，Ｔａ，ＣｒまたはＲｕ）とが結合したも
のに基づくものであると推定された。
トルを測定したところ、そのスペクトルには３種類のピ
ークが存在した。これらのピークはそれぞれ、Ｎが原子
状で存在するもの、第１添加元素であるＣｒおよびＲｕ
の窒化物として存在するもの、そして、ＮおよびＣと金
属元素（Ｆｅ，Ｔａ，ＣｒまたはＲｕ）とが結合したも
のに基づくものであると推定された。
【００３５】また、この磁性薄膜の磁気特性を測定した
ところ、飽和磁束密度は１．７１Ｔ、保磁力は０．３０
Ｏｅ、比透磁率は４２００（１ＭＨｚ）、磁歪定数は５
×１０-7であった。
ところ、飽和磁束密度は１．７１Ｔ、保磁力は０．３０
Ｏｅ、比透磁率は４２００（１ＭＨｚ）、磁歪定数は５
×１０-7であった。
【００３６】この磁性薄膜の耐食性を次のようにして調
べた。当該磁性薄膜を６０゜Ｃの空気で曝気した市水
（水道水）および０．１Ｎの食塩水中に浸漬させ、磁気
特性の経時変化を測定した。ここで、磁気特性は、ヘッ
ド材料として重要なパラメータである飽和磁束密度によ
り評価した。
べた。当該磁性薄膜を６０゜Ｃの空気で曝気した市水
（水道水）および０．１Ｎの食塩水中に浸漬させ、磁気
特性の経時変化を測定した。ここで、磁気特性は、ヘッ
ド材料として重要なパラメータである飽和磁束密度によ
り評価した。
【００３７】併せて、磁性薄膜の表面の腐食面積（変色
領域）の経時変化を直接測定した。その結果を図１と図
２にそれぞれ示す。
領域）の経時変化を直接測定した。その結果を図１と図
２にそれぞれ示す。
【００３８】図１および図２より、この実施例の磁性薄
膜は、いずれの水を用いた場合でも、磁気特性および腐
食面積のいずれについても変化が見られなかった。よっ
て、優れた耐食性を有していることがわかる。
膜は、いずれの水を用いた場合でも、磁気特性および腐
食面積のいずれについても変化が見られなかった。よっ
て、優れた耐食性を有していることがわかる。
【００３９】次に、以上の構成の磁性薄膜をフェライト
基板上に形成し、図５に示すＭＩＧ（Metal In Gap）型
磁気ヘッドとして組み立てた。
基板上に形成し、図５に示すＭＩＧ（Metal In Gap）型
磁気ヘッドとして組み立てた。
【００４０】図５において、前記のようにして得た磁性
薄膜１は、フェライト基板２の表面に形成されている。
同じ構成を持つフェライト基板２の２個が、鉛ガラス４
を介して接合・一体化されている。２個の磁性薄膜１は
互いに対向して配置されており、磁気ヘッドの摺動面に
おいてそれら磁性薄膜１の間にギャップ３が形成されて
いる。この磁気ヘッドには、中央部の透孔５を介してコ
イル（図示省略）が巻き付けられる。
薄膜１は、フェライト基板２の表面に形成されている。
同じ構成を持つフェライト基板２の２個が、鉛ガラス４
を介して接合・一体化されている。２個の磁性薄膜１は
互いに対向して配置されており、磁気ヘッドの摺動面に
おいてそれら磁性薄膜１の間にギャップ３が形成されて
いる。この磁気ヘッドには、中央部の透孔５を介してコ
イル（図示省略）が巻き付けられる。
【００４１】図５の構成の磁気ヘッドを、８０゜Ｃと−
３０゜Ｃとの間を往復する環境中へ放置し、再生信号の
経時変化を調べた。この環境では、湿度の制御を行なっ
ていないので、磁気ヘッドには結露が見られた。その
際、ハイビジョンのディジタルＶＴＲとしての記録/再
生を行ない、信号出力の変化を調べた。
３０゜Ｃとの間を往復する環境中へ放置し、再生信号の
経時変化を調べた。この環境では、湿度の制御を行なっ
ていないので、磁気ヘッドには結露が見られた。その
際、ハイビジョンのディジタルＶＴＲとしての記録/再
生を行ない、信号出力の変化を調べた。
【００４２】その結果、このヒートサイクルの繰返しを
１００回以上行なっても、再生信号出力は４０ｄＢで一
定であり、変化は見られなかった。よって、この磁気ヘ
ッドは、耐食性に優れており、上記のような環境下でも
良好な磁気特性が維持されることが判明した。
１００回以上行なっても、再生信号出力は４０ｄＢで一
定であり、変化は見られなかった。よって、この磁気ヘ
ッドは、耐食性に優れており、上記のような環境下でも
良好な磁気特性が維持されることが判明した。
【００４３】この磁気ヘッドは、高飽和磁束密度を有し
ているので、高密度磁気記録に適しており、特にハイビ
ジョンのディジタルＶＴＲ用の磁気ヘッドに好適であ
る。
ているので、高密度磁気記録に適しており、特にハイビ
ジョンのディジタルＶＴＲ用の磁気ヘッドに好適であ
る。
【００４４】［比較例１］Ｎを含まない純Ａｒ雰囲気と
した以外は、上記実施例１と同じ条件で製造した場合、
その磁性薄膜の磁気特性は、飽和磁束密度が１．３８
Ｔ、保磁力が０．７８Ｏｅ、比透磁率が２９００（１Ｍ
Ｈｚ）、磁歪定数が１×１０−6であった。これは磁気
ヘッドとしては十分なものではない。そこで、この磁気
特性（特に飽和磁束密度）を向上して実施例１のそれと
同等にするには、ＣｒとＲｕの濃度を低下させればよ
い。そこで、組成調整により、組成がＦｅ75Ｔａ8Ｃ11
Ｃｒ4Ｒｕ2の磁性薄膜を比較例１として製造した。この
薄膜の磁気特性を測定したところ、飽和磁束密度は１．
５１Ｔ、保磁力は０．５１Ｏｅ、比透磁率は３５００
（１ＭＨｚ）、磁歪定数は８×１０-7であった。
した以外は、上記実施例１と同じ条件で製造した場合、
その磁性薄膜の磁気特性は、飽和磁束密度が１．３８
Ｔ、保磁力が０．７８Ｏｅ、比透磁率が２９００（１Ｍ
Ｈｚ）、磁歪定数が１×１０−6であった。これは磁気
ヘッドとしては十分なものではない。そこで、この磁気
特性（特に飽和磁束密度）を向上して実施例１のそれと
同等にするには、ＣｒとＲｕの濃度を低下させればよ
い。そこで、組成調整により、組成がＦｅ75Ｔａ8Ｃ11
Ｃｒ4Ｒｕ2の磁性薄膜を比較例１として製造した。この
薄膜の磁気特性を測定したところ、飽和磁束密度は１．
５１Ｔ、保磁力は０．５１Ｏｅ、比透磁率は３５００
（１ＭＨｚ）、磁歪定数は８×１０-7であった。
【００４５】この比較例１の磁性薄膜を用いて図５の構
成の磁気ヘッドを製造し、その磁気ヘッドを用いて磁性
薄膜の耐食性を、実施例１と同様にして調べた。その結
果を図１および図２にそれぞれ示す。
成の磁気ヘッドを製造し、その磁気ヘッドを用いて磁性
薄膜の耐食性を、実施例１と同様にして調べた。その結
果を図１および図２にそれぞれ示す。
【００４６】図１および図２より分かるように、この比
較例１の磁性薄膜では、時間の経過と共に飽和磁束密度
が減少し、保磁力が増大している。また、腐食面積が時
間の経過と共に増大し、腐食が進行していることが分か
る。よって、比較例１は、実施例１に比べて耐食性が劣
っていることが明らかである。
較例１の磁性薄膜では、時間の経過と共に飽和磁束密度
が減少し、保磁力が増大している。また、腐食面積が時
間の経過と共に増大し、腐食が進行していることが分か
る。よって、比較例１は、実施例１に比べて耐食性が劣
っていることが明らかである。
【００４７】［実施例２］この実施例の磁性薄膜は、第
１添加元素としてＣｒとＮｂの２元素を用い、第２添加
元素としてＮを用いたものであり、次のようにして製造
した。
１添加元素としてＣｒとＮｂの２元素を用い、第２添加
元素としてＮを用いたものであり、次のようにして製造
した。
【００４８】まず、ＦｅＴａＣ合金上にＣｒとＮｂを均
一に配置した複合体ターゲットに用い、Ｎ2ガスを０．
５％含むＡｒガスを放電ガスとして、放電ガス圧力：６
ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ電力：４００Ｗにてスパッタリン
グを行なっい、合金薄膜を得た。次に、この合金薄膜を
５９０゜Ｃで１時間、加熱処理しアニールを行なった。
得られた磁性薄膜の組成は、Ｆｅ73Ｔａ7Ｃ10Ｃｒ7Ｎ
ｂ4Ｎxであった。この場合もＮの定量は困難であったの
で、その含有量は不明であるが、定量が不可能である点
から考えると、ｘ≦０．１原子％と推定される。
一に配置した複合体ターゲットに用い、Ｎ2ガスを０．
５％含むＡｒガスを放電ガスとして、放電ガス圧力：６
ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ電力：４００Ｗにてスパッタリン
グを行なっい、合金薄膜を得た。次に、この合金薄膜を
５９０゜Ｃで１時間、加熱処理しアニールを行なった。
得られた磁性薄膜の組成は、Ｆｅ73Ｔａ7Ｃ10Ｃｒ7Ｎ
ｂ4Ｎxであった。この場合もＮの定量は困難であったの
で、その含有量は不明であるが、定量が不可能である点
から考えると、ｘ≦０．１原子％と推定される。
【００４９】この磁性薄膜の含有元素のＥＳＣＡスペク
トルを測定したところ、そのスペクトルには３種類のピ
ークが存在した。これらのピークはそれぞれ、Ｎが原子
状で存在するもの、添加元素すなわちＣｒおよびＮｂの
窒化物として存在するもの、そして、ＮおよびＣと金属
元素（Ｆｅ，Ｔａ，ＣｒまたはＮｂ）とが結合したもの
に基づくものであると推定された。
トルを測定したところ、そのスペクトルには３種類のピ
ークが存在した。これらのピークはそれぞれ、Ｎが原子
状で存在するもの、添加元素すなわちＣｒおよびＮｂの
窒化物として存在するもの、そして、ＮおよびＣと金属
元素（Ｆｅ，Ｔａ，ＣｒまたはＮｂ）とが結合したもの
に基づくものであると推定された。
【００５０】また、この磁性薄膜の磁気特性を測定した
ところ、飽和磁束密度は１．６５Ｔ、保磁力は０．４０
Ｏｅ、比透磁率は３９００（１ＭＨｚ）、磁歪定数は６
×１０-7であった。
ところ、飽和磁束密度は１．６５Ｔ、保磁力は０．４０
Ｏｅ、比透磁率は３９００（１ＭＨｚ）、磁歪定数は６
×１０-7であった。
【００５１】この磁性薄膜の耐食性を実施例１と同様に
して調べた。飽和磁束密度に関する結果を図３に、膜表
面の腐食面積（変色領域）の経時変化に関する結果を図
４に示す。
して調べた。飽和磁束密度に関する結果を図３に、膜表
面の腐食面積（変色領域）の経時変化に関する結果を図
４に示す。
【００５２】図３および図４より、この実施例２の磁性
薄膜は、いずれの水を用いた場合でも、磁気特性および
腐食面積のいずれについても変化が見られなかった。よ
って、優れた耐食性を有していることがわかる。
薄膜は、いずれの水を用いた場合でも、磁気特性および
腐食面積のいずれについても変化が見られなかった。よ
って、優れた耐食性を有していることがわかる。
【００５３】次に、この磁性薄膜を用いて図５に示すＭ
ＩＧ型磁気ヘッドを組み立て、実施例１と同様の条件で
信号出力の経時変化を求めた。その結果、このヒートサ
イクルの繰返しを１００回以上行なっても、再生信号出
力は３９ｄＢで一定であり、変化は見られなかった。よ
って、この磁気ヘッドも、耐食性に優れており、上記の
ような環境下でも良好な磁気特性が維持されることが判
明した。
ＩＧ型磁気ヘッドを組み立て、実施例１と同様の条件で
信号出力の経時変化を求めた。その結果、このヒートサ
イクルの繰返しを１００回以上行なっても、再生信号出
力は３９ｄＢで一定であり、変化は見られなかった。よ
って、この磁気ヘッドも、耐食性に優れており、上記の
ような環境下でも良好な磁気特性が維持されることが判
明した。
【００５４】［比較例２］Ｎを含まない純Ａｒ雰囲気と
した以外は、上記実施例２と同じ条件で製造した場合、
得られた磁性薄膜の磁気特性は、飽和磁束密度が１．２
９Ｔ、保磁力が０．６８Ｏｅ、比透磁率が２５００（１
ＭＨｚ）、磁歪定数が１．５×１０-6であった。これは
磁気ヘッドとしては十分なものではない。そこで、この
磁気特性（特に飽和磁束密度）を向上して実施例１のそ
れと同等にするには、ＣｒとＮｂの濃度を低下させれば
よい。そこで、組成調整により、組成がＦｅ75Ｔａ8Ｃ
11Ｃｒ4Ｎｂ2の磁性薄膜を比較例２として製造した。こ
の薄膜の磁気特性を測定したところ、飽和磁束密度は
１．５１Ｔ、保磁力は０．５１Ｏｅ、比透磁率は３５０
０（１ＭＨｚ）、磁歪定数は８×１０-7であった。
した以外は、上記実施例２と同じ条件で製造した場合、
得られた磁性薄膜の磁気特性は、飽和磁束密度が１．２
９Ｔ、保磁力が０．６８Ｏｅ、比透磁率が２５００（１
ＭＨｚ）、磁歪定数が１．５×１０-6であった。これは
磁気ヘッドとしては十分なものではない。そこで、この
磁気特性（特に飽和磁束密度）を向上して実施例１のそ
れと同等にするには、ＣｒとＮｂの濃度を低下させれば
よい。そこで、組成調整により、組成がＦｅ75Ｔａ8Ｃ
11Ｃｒ4Ｎｂ2の磁性薄膜を比較例２として製造した。こ
の薄膜の磁気特性を測定したところ、飽和磁束密度は
１．５１Ｔ、保磁力は０．５１Ｏｅ、比透磁率は３５０
０（１ＭＨｚ）、磁歪定数は８×１０-7であった。
【００５５】この比較例２の磁性薄膜を用いて図５の構
成の磁気ヘッドを製造し、その磁気ヘッドを用いて磁性
薄膜の耐食性を、実施例２と同様にして調べた。その結
果を図３および図４にそれぞれ示す。
成の磁気ヘッドを製造し、その磁気ヘッドを用いて磁性
薄膜の耐食性を、実施例２と同様にして調べた。その結
果を図３および図４にそれぞれ示す。
【００５６】図３および図４より分かるように、この比
較例２の磁性薄膜では、時間の経過と共に飽和磁束密度
が減少している。（図示していないが、比較例１と同様
に保磁力は増大した。）また、腐食面積が時間の経過と
共に増大し、腐食が進行していることが分かる。よっ
て、比較例２は、実施例２に比べて耐食性が劣っている
ことが明らかである。
較例２の磁性薄膜では、時間の経過と共に飽和磁束密度
が減少している。（図示していないが、比較例１と同様
に保磁力は増大した。）また、腐食面積が時間の経過と
共に増大し、腐食が進行していることが分かる。よっ
て、比較例２は、実施例２に比べて耐食性が劣っている
ことが明らかである。
【００５７】
【発明の効果】この発明によれば、磁気特性を維持しな
がら耐食性を向上させたＦｅ−Ｔａ−Ｃ系の磁性薄膜が
得られる。◆また、従来より高い信頼性を有する磁気ヘ
ッドが得られる。
がら耐食性を向上させたＦｅ−Ｔａ−Ｃ系の磁性薄膜が
得られる。◆また、従来より高い信頼性を有する磁気ヘ
ッドが得られる。
【図１】この発明の実施例１および比較例１の磁性薄膜
を水中に浸漬した時の磁気特性の経時変化を示すグラフ
である。
を水中に浸漬した時の磁気特性の経時変化を示すグラフ
である。
【図２】この発明の実施例１および比較例１の磁性薄膜
を水中に浸漬した時の腐食面積の経時変化を示すグラフ
である。
を水中に浸漬した時の腐食面積の経時変化を示すグラフ
である。
【図３】この発明の実施例２および比較例２の磁性薄膜
を水中に浸漬した時の磁気特性の経時変化を示すグラフ
である。
を水中に浸漬した時の磁気特性の経時変化を示すグラフ
である。
【図４】この発明の実施例２および比較例２の磁性薄膜
を水中に浸漬した時の腐食面積の経時変化を示すグラフ
である。
を水中に浸漬した時の腐食面積の経時変化を示すグラフ
である。
【図５】この発明の実施例１の磁性薄膜を用いた磁気ヘ
ッドを示す図である。
ッドを示す図である。
１ 磁性薄膜 ２ フェライト基板 ３ ギャップ ４ 鉛ガラス ５ 透孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森脇 英稔 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (15)
- 【請求項１】 Ｆｅを主成分とし、Ｔａを５原子％から
２０原子％の範囲で、Ｃを１原子％から２０原子％の範
囲でそれぞれ含む磁性薄膜において、 第１および第２の添加元素を含んでいて、前記第１の添
加元素のみを前記磁性薄膜に添加した場合に生じる飽和
磁束密度および保磁力の変化と、前記第２の添加元素の
みを前記磁性薄膜に添加した場合に生じる飽和磁束密度
および保磁力の変化とが、互いに他を補償する関係にあ
ることを特徴とする磁性薄膜。 - 【請求項２】 前記第１の添加元素がＣｒ，Ａｌ，Ｎ
ｂ，ＭｏおよびＲｕからなる群の中から選ばれる少なく
とも１種であって、その添加量が０．５原子％から８原
子％の範囲にあり、前記第２の添加元素がＮである請求
項１に記載の磁性薄膜。 - 【請求項３】 前記第１の添加元素がＣｒおよびＲｕの
２元素である請求項２に記載の磁性薄膜。 - 【請求項４】 飽和磁束密度が、前記第１および第２の
添加元素をいずれも添加しない場合の飽和磁束密度に等
しい請求項１〜３のいずれかに記載の磁性薄膜。 - 【請求項５】 前記飽和磁束密度が１．５テスラ以上で
ある請求項４に記載の磁性薄膜。 - 【請求項６】 Ｆｅを主成分とし、Ｔａを５原子％から
２０原子％の範囲で、Ｃを１原子％から２０原子％の範
囲でそれぞれ含む磁性薄膜において、 第１および第２の添加元素を含んでいて、前記第１の添
加元素のみを前記磁性薄膜に添加した場合に生じる飽和
磁束密度および保磁力の変化と、前記第２の添加元素の
みを前記磁性薄膜に添加した場合に生じる飽和磁束密度
および保磁力の変化とが、互いに他を補償する関係にあ
り、 前記第１の添加元素がＣｒ，Ａｌ，Ｎｂ，ＭｏおよびＲ
ｕからなる群の中から選ばれる少なくとも１種であっ
て、その添加量が０．５原子％から８原子％の範囲にあ
り、また、前記第２の添加元素がＮであり、 さらに、当該磁性薄膜の組織が平均粒径が１０ｎｍ以下
の結晶粒を含んでいることを特徴とする磁性薄膜。 - 【請求項７】 前記第２の添加元素としてのＮが、侵入
型の固溶体および窒化物のいずれかとして当該磁性薄膜
の全体にわたってほぼ均一に存在している請求項６に記
載の磁性薄膜。 - 【請求項８】 前記第２の添加元素としてのＮが、侵入
型の固溶体および窒化物のいずれかとして前記結晶の粒
界に偏析している請求項６に記載の磁性薄膜。 - 【請求項９】 Ｆｅ、Ｔａおよび前記第１の添加元素の
一部が炭化物として、前記結晶の粒界に偏析している請
求項６〜８のいずれかに記載の磁性薄膜。 - 【請求項１０】 膜厚方向に前記第２の添加元素として
のＮの濃度勾配がある請求項６〜９のいずれかに記載の
磁性薄膜。 - 【請求項１１】 前記第２の添加元素としてのＮの膜厚
方向の濃度が、当該磁性薄膜の内部から表面に向かって
増加している請求項１０に記載の磁性薄膜。 - 【請求項１２】 前記第１の添加元素がＣｒおよびＲｕ
の２元素である請求項６に記載の磁性薄膜。 - 【請求項１３】 飽和磁束密度が、前記第１および第２
の添加元素をいずれも添加しない場合の飽和磁束密度に
等しい請求項６〜１２のいずれかに記載の磁性薄膜。 - 【請求項１４】 前記飽和磁束密度が１．５テスラ以上
である請求項１３に記載の磁性薄膜。 - 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれかに記載の磁
性薄膜を備えたことを特徴とする磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29834993A JPH07169620A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 磁性薄膜及びそれを用いた磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29834993A JPH07169620A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 磁性薄膜及びそれを用いた磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169620A true JPH07169620A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=17858534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29834993A Pending JPH07169620A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 磁性薄膜及びそれを用いた磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07169620A (ja) |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP29834993A patent/JPH07169620A/ja active Pending
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