JPH09326314A - Soft magnetic thin film, magnetic head and magnetic recording device using the same - Google Patents

Soft magnetic thin film, magnetic head and magnetic recording device using the same

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Publication number
JPH09326314A
JPH09326314A JP14396296A JP14396296A JPH09326314A JP H09326314 A JPH09326314 A JP H09326314A JP 14396296 A JP14396296 A JP 14396296A JP 14396296 A JP14396296 A JP 14396296A JP H09326314 A JPH09326314 A JP H09326314A
Authority
JP
Japan
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thin film
soft magnetic
magnetic
aln
nitrogen
Prior art date
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Pending
Application number
JP14396296A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumiyoshi Kirino
文良 桐野
Yoshitsugu Koiso
良嗣 小礒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】良好な軟磁気特性を有し、同時に熱安定性,耐
食性に優れた磁性膜を提供する。 【解決手段】Feを主体とする軟磁性薄膜で、少なくと
もNb,Zr,Ta,Hfの内より選ばれる少なくとも
1種類の元素と、窒素を含み、Feの結晶相と窒化物の
結晶相とを含み、その窒素成分のすべて或いはその一部
がAlNで構成される磁性膜とする。Feを主体とする
軟磁性薄膜で、その薄膜が少なくともFeとAlNの微
結晶から構成される薄膜でもよい。これらの軟磁性薄膜
は、薄膜中に存在するFeの結晶相中に窒素が侵入型固
溶体および/またはFeの窒化物として存在することが
好ましい。
(57) [PROBLEMS] To provide a magnetic film having good soft magnetic properties and at the same time excellent thermal stability and corrosion resistance. SOLUTION: This is a soft magnetic thin film mainly composed of Fe, and contains at least one element selected from at least Nb, Zr, Ta, and Hf, and a nitrogen-containing Fe crystal phase and a nitride crystal phase. A magnetic film containing all or part of its nitrogen component is made of AlN. It may be a soft magnetic thin film containing Fe as a main component, and the thin film is composed of at least Fe and AlN microcrystals. In these soft magnetic thin films, it is preferable that nitrogen is present as an interstitial solid solution and / or a nitride of Fe in the Fe crystal phase present in the thin film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高飽和磁束密度を
有する微結晶析出型のFe系の軟磁性薄膜及びその磁性
膜を用いて作製した磁気ヘッド,磁気記録装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microcrystalline precipitation type Fe-based soft magnetic thin film having a high saturation magnetic flux density, a magnetic head manufactured using the magnetic film, and a magnetic recording device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展に伴い、小
型でしかも高密度な情報記憶装置へのニーズが高まって
いる。この中で、磁気記録装置は、高密度記録,ダウン
サイジングへの研究が急速に進められている。高密度記
録を実現するために、記録した微小磁区が安定に存在す
るように高保磁力を有する媒体と、この媒体に記録でき
る高性能な磁気ヘッドが必要となる。
2. Description of the Related Art With the progress of advanced information society in recent years, there is an increasing need for a compact and high-density information storage device. Among them, in magnetic recording devices, researches on high-density recording and downsizing are being rapidly advanced. In order to realize high-density recording, a medium having a high coercive force so that recorded magnetic domains are stably present and a high-performance magnetic head capable of recording on this medium are required.

【0003】高保磁力媒体を十分に磁化して信号を記録
するためには、強い磁界が発生できる高飽和磁束密度を
有する磁気ヘッド材料が必要となる。現在、提案されて
いる高飽和磁束密度を有する材料は、Fe−C系やFe
−N系等が知られている。これらの材料は、軟磁気特性
を発現させるために、一定の温度で熱処理を行ってい
る。この熱処理温度は、軟磁気特性を発現させるために
必要な温度(結晶化温度)により決定される。この温度
は、用いる材料系及びその組成に依存している。
In order to record a signal by sufficiently magnetizing a high coercive force medium, a magnetic head material having a high saturation magnetic flux density capable of generating a strong magnetic field is required. Currently proposed materials having a high saturation magnetic flux density are Fe-C and Fe.
-N system and the like are known. These materials are heat-treated at a certain temperature in order to develop soft magnetic characteristics. The heat treatment temperature is determined by a temperature (crystallization temperature) required to develop soft magnetic characteristics. This temperature depends on the material system used and its composition.

【0004】この他に、この材料を用いた磁気ヘッドを
作製する場合、特に、そのヘッドがメタル・イン・ギャ
ップ(MIG)型ヘッドでは、ヘッド製造工程にガラス
ボンディング工程を含むために、一定温度以上でのアニ
ールが必要である。その場合のボンディング温度は、用
いる溶着ガラスの材質により決定される。この温度は溶
着ガラスの融解温度で決定される。
In addition to this, when manufacturing a magnetic head using this material, especially when the head is a metal-in-gap (MIG) type head, a glass bonding step is included in the head manufacturing step, so that a constant temperature is maintained. The above annealing is necessary. The bonding temperature in that case is determined by the material of the welding glass used. This temperature is determined by the melting temperature of the fused glass.

【0005】一般に、ボンディング温度は結晶化温度よ
り高くするのが普通である。それは、ボンディング温度
が高いとガラスの強度は優れ、逆に低い温度ではガラス
は十分な強度を有していないからである。そのために、
通常用いられているガラスでは、軟磁気特性が発現する
温度より高い場合が多い。従って、磁性膜は少なくとも
ガラスの融解温度で耐えるだけの熱安定性を有していな
ければならない。特に、軟磁気特性は析出してくる微結
晶粒子サイズに依存していることから、良好な軟磁気特
性を有する磁性膜を得るためには、この結晶粒子サイズ
を制御しなければならない。
Generally, the bonding temperature is usually higher than the crystallization temperature. This is because when the bonding temperature is high, the strength of the glass is excellent, and when the temperature is low, the glass does not have sufficient strength. for that reason,
In the case of commonly used glass, the temperature is often higher than the temperature at which soft magnetic properties are exhibited. Therefore, the magnetic film must have sufficient thermal stability to withstand at least the melting temperature of glass. In particular, since the soft magnetic characteristics depend on the size of the precipitated fine crystal particles, it is necessary to control the crystal particle size in order to obtain a magnetic film having good soft magnetic characteristics.

【0006】さらに、これらの材料は、Feを主体とし
ているために、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、磁気特性、特に、保磁力や飽和磁束密
度の変動を生じるために、磁気ヘッドの性能が低下する
場合があった。そこで、この材料を用いた磁気ヘッドを
実用化するのに当り、磁性膜を使用環境中へ放置したと
きの腐食による磁気特性の変動を抑制するとともに、ガ
ラスボンディング工程を経ても磁気特性の変動をなくす
ることが課題であった。
Further, since these materials are mainly composed of Fe, they react with oxygen and water in the atmosphere to form hydroxides and oxides, and their magnetic properties, particularly coercive force and saturation magnetic flux density Due to the fluctuation, the performance of the magnetic head may be deteriorated. Therefore, in putting a magnetic head using this material into practical use, fluctuations in magnetic characteristics due to corrosion when the magnetic film is left in an environment of use are suppressed, and fluctuations in magnetic characteristics are suppressed even after a glass bonding process. The problem was to get rid of it.

【0007】これらの課題を解決するために、磁性元素
以外に、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。その場合、軟磁気特性と耐食性を両
立させることは困難であった。これらの点について検討
した公知例として、特開平3−20444号公報をあげること
ができる。
In order to solve these problems, it has been proposed to add an element for improving corrosion resistance in addition to the magnetic element. In that case, it was difficult to achieve both soft magnetic properties and corrosion resistance. As a publicly known example in which these points have been examined, there is JP-A-3-20444.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記公知例では、軟磁
気特性の向上,熱安定性の向上、或いは、耐食性の向上
のいずれか1つの特性を向上させるには有効な方法が開
示されていた。しかしながら、これらの特性を同時に向
上させる方法については、十分な開示はなされていなか
った。特に、飽和磁束密度が1.5T 以上の軟磁性膜に
ついては、皆無と言っても良い。そこで、良好な軟磁気
特性,高熱安定性、及び、高耐食性を同時に満足できる
材料が見出されていないことが課題であった。
In the above-mentioned publicly known examples, an effective method is disclosed for improving any one of the soft magnetic characteristics, the thermal stability and the corrosion resistance. . However, a method for simultaneously improving these characteristics has not been sufficiently disclosed. In particular, it can be said that there is no soft magnetic film having a saturation magnetic flux density of 1.5 T or more. Therefore, it has been a problem that no material has been found that can simultaneously satisfy good soft magnetic properties, high thermal stability, and high corrosion resistance.

【0009】本発明の目的は、良好な軟磁気特性を有す
ると同時に、高熱安定性を有し、さらに高信頼性を有す
る磁性膜を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a magnetic film having good soft magnetic properties, high thermal stability and high reliability.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題は、Feを主体
とする軟磁性薄膜で、Nb,Zr,Ta,Hfの内より
選ばれる少なくとも1種類の元素と、窒素を含み、少な
くともFeの結晶相と窒化物の結晶相から構成され、さ
らに、その窒素成分のすべて或いはその一部がAlNで
構成される磁性膜とすることによりを解決できる。もう
一つの材料系として、Feを主体とする軟磁性薄膜で、
その薄膜が少なくともFeとAlNの微結晶から構成さ
れる薄膜でもよい。ここで、これらの軟磁性薄膜は、薄
膜中に存在するFeの結晶相中に窒素が侵入型固溶体お
よび/またはFeの窒化物として存在することが好まし
い。ところで、この軟磁性薄膜の作製で、ソース源にAl
Nを含み、薄膜中の窒素源の一部を窒素ガスもしくは材
料ガスにより供給すればよい。さらに具体的には、前述
の軟磁性薄膜の作製で、用いる材料ガスとしてアンモニ
ア,ヒドラジンの内より選ばれる1種類のガスをキャリ
アガスに含ませればよい。
The above problem is a soft magnetic thin film mainly composed of Fe, containing at least one element selected from Nb, Zr, Ta and Hf, and nitrogen, and at least a crystal of Fe. This can be solved by using a magnetic film composed of a phase and a crystalline phase of a nitride, and further, all or part of the nitrogen component thereof is composed of AlN. As another material system, a soft magnetic thin film mainly composed of Fe,
The thin film may be a thin film composed of at least Fe and AlN microcrystals. Here, in these soft magnetic thin films, it is preferable that nitrogen is present as an interstitial solid solution and / or a nitride of Fe in the Fe crystal phase present in the thin film. By the way, in making this soft magnetic thin film,
A part of the nitrogen source in the thin film containing N may be supplied by nitrogen gas or material gas. More specifically, in the production of the above-mentioned soft magnetic thin film, one kind of gas selected from ammonia and hydrazine may be contained in the carrier gas as a material gas to be used.

【0011】その結果、得られた軟磁性薄膜で、Feの
結晶粒子サイズは15nm以下であり、AlNの結晶粒
子サイズは5nm以下であればよく、より好ましくは、
Feの結晶粒子サイズが10nm以下であり、AlNの
結晶粒子サイズが3nm以下である必要がある。ところ
で、この軟磁性薄膜の製造で、先のFeの結晶粒子サイ
ズを制御するのにFe結晶相中に窒素を含ませるかおよ
び/またはAlN粒子を薄膜中へ分散させることにより
行い、AlNの結晶粒子サイズを制御するのに製膜時の
雰囲気ガス中に含まれる窒素濃度を制御するかおよび/
または製膜方法にスパッタリング法を用いることにより
行えばよい。
As a result, in the obtained soft magnetic thin film, the crystal grain size of Fe is 15 nm or less, and the crystal grain size of AlN is 5 nm or less, and more preferably,
It is necessary that the crystal grain size of Fe is 10 nm or less and the crystal grain size of AlN is 3 nm or less. By the way, in the production of this soft magnetic thin film, in order to control the crystal grain size of Fe, the Fe crystal phase contains nitrogen and / or AlN grains are dispersed in the thin film to obtain AlN crystal grains. Whether to control the concentration of nitrogen contained in the atmospheric gas during film formation to control the particle size, and /
Alternatively, a sputtering method may be used as a film forming method.

【0012】ところで、このようにして作製した薄膜
は、製膜直後ではFeは非晶質および/または微細な粒
子であり、一定の加熱処理を行うことにより結晶析出さ
せ、AlNは製膜直後の結晶粒子サイズが5nm以下で
あり、加熱処理を行ってもその粒子サイズが一定である
ことが好ましい。AlNの結晶粒子サイズを制御するに
は、製膜時の雰囲気ガス中の窒素成分濃度を制御すれば
良い。或いは、膜中の窒素濃度を制御しても良い。その
結果、得られた軟磁性膜の特性は、飽和磁束密度が1.
5T 以上であり、保磁力が1.0Oe 以下でり、か
つ、1MHzで測定した透磁率が1000以上であるこ
とが最も好ましい。
By the way, in the thin film thus produced, Fe is amorphous and / or fine particles immediately after film formation, and crystallized by performing a certain heat treatment, and AlN immediately after film formation. It is preferable that the crystal grain size is 5 nm or less, and that the grain size is constant even if heat treatment is performed. In order to control the crystal grain size of AlN, the nitrogen component concentration in the atmosphere gas at the time of film formation may be controlled. Alternatively, the nitrogen concentration in the film may be controlled. As a result, the obtained soft magnetic film has a saturation magnetic flux density of 1.
Most preferably, it is 5 T or more, the coercive force is 1.0 Oe or less, and the magnetic permeability measured at 1 MHz is 1000 or more.

【0013】上述の軟磁性膜を磁気ヘッド用の軟磁性膜
として用いるが、特に、メタル・イン・ギャップ型の磁
気ヘッドが最も好適である。さらに、この磁気ヘッドを
用いて、移動する情報記録媒体に磁気的性質を用いて情
報を記録するのに最も適している。そして、記録する情
報が画像情報および/または音声情報であることが最も
好ましい。そして、移動する情報記録媒体として、テー
プもしくは円板上に磁気記録媒体層が形成されたものを
用いるのが最も好ましい。
The above-mentioned soft magnetic film is used as a soft magnetic film for a magnetic head, but a metal-in-gap type magnetic head is most preferable. Further, this magnetic head is most suitable for recording information on a moving information recording medium using magnetic properties. And it is most preferable that the information to be recorded is image information and / or audio information. It is most preferable to use a magnetic recording medium layer formed on a tape or a disk as a moving information recording medium.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の詳細を実施例を用いて説
明する。軟磁性薄膜の製造には、スパッタリング法を用
いた。励起には13.56MHz 程度の高周波を用いて
も、また、マイクロ波を用いても良い。スパッタのター
ゲットには、純Feを用い、その上にAlNチップを均
一に配置した複合体ターゲットを用いた。放電ガスに
は、Al/N2 標準混合ガス(混合比:98/2)を使
用した。ここで、N2 以外に、ソース源としてアンモニ
アやヒドラジンを用いても良く、これらの材料ガスは、
プラズマにより分解されて窒素源となる。特に、ヒドラ
ジンは、分解して窒素以外に水素を発生するので、雰囲
気中に存在している不純物の酸素を除去できるのでさら
に有効である。しかし、生産を考えると、窒素を用いる
ことが扱い易さや価格の面からは有利である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The details of the present invention will be described with reference to examples. The sputtering method was used for manufacturing the soft magnetic thin film. A high frequency of about 13.56 MHz or a microwave may be used for excitation. As a target for sputtering, pure Fe was used, and a composite target in which AlN chips were uniformly arranged was used. Al / N 2 standard mixed gas (mixing ratio: 98/2) was used as the discharge gas. Here, in addition to N 2 , ammonia or hydrazine may be used as a source source, and these source gases are
It is decomposed by plasma and becomes a nitrogen source. In particular, hydrazine is more effective because it decomposes to generate hydrogen in addition to nitrogen, and oxygen of impurities existing in the atmosphere can be removed. However, considering production, it is advantageous to use nitrogen in terms of ease of handling and price.

【0015】作製条件は、5mTorrの圧力で、投入RF
電力密度は400W/150mmφである。膜厚は、2μ
mである。このようにして作製した磁性膜の構造は、製
膜初期でX線的には非晶質であった。そして、この膜の
磁気特性は、飽和磁束密度がBs=0.05T ,保磁力
がHc=30Oeであり、磁気ヘッド用の軟磁性膜には
適していなかった。しかし、この膜を非酸化性雰囲気で
熱処理した。温度は590℃で、処理時間は30分であ
る。熱処理後の膜の磁気特性は、飽和磁束密度がBs=
1.6T,保磁力がHc=0.1Oe,1MHzで測定し
た透磁率は6500であり、磁気ヘッド用の軟磁性膜に
好適であることがわかる。
The manufacturing conditions are a pressure of 5 mTorr and an input RF.
The power density is 400 W / 150 mmφ. The film thickness is 2μ
m. The structure of the magnetic film thus produced was amorphous in the X-ray at the initial stage of film formation. The magnetic characteristics of this film were that the saturation magnetic flux density was Bs = 0.05T and the coercive force was Hc = 30Oe, which was not suitable for a soft magnetic film for a magnetic head. However, this film was heat treated in a non-oxidizing atmosphere. The temperature is 590 ° C. and the treatment time is 30 minutes. The magnetic characteristics of the film after the heat treatment show that the saturation magnetic flux density is Bs =
The magnetic permeability measured at 1.6 T, coercive force Hc = 0.1 Oe, and 1 MHz is 6500, which is suitable for a soft magnetic film for a magnetic head.

【0016】上記の熱処理後の磁性膜を0.5N NaC
laq中へ浸漬させることにより耐食性を評価すると、
1000時間以上浸漬させても、この軟磁性膜には腐食
の発生は見られず、また、飽和磁束密度等の磁気特性の
変化も見られなかった。
The magnetic film after the above heat treatment is treated with 0.5N NaC.
When the corrosion resistance is evaluated by immersing it in laq,
No corrosion was observed in this soft magnetic film even after immersion for 1000 hours or more, and no change in magnetic characteristics such as saturation magnetic flux density was observed.

【0017】X線回折法により磁性膜の構造を解析した
ところ、Feの(110)面が優先的に配向していた。
この他のピークは非常にブロードであり、微小な粒子か
或いは非晶質状態である。次に、この磁性膜の構造を透
過型電子顕微鏡により解析すると、Fe結晶相とAlN
相とからなり、そのサイズがFeが8nmであり、Al
Nが2nmであった。
When the structure of the magnetic film was analyzed by the X-ray diffraction method, the (110) plane of Fe was preferentially oriented.
The other peaks are very broad and are either fine particles or amorphous. Next, when the structure of this magnetic film was analyzed by a transmission electron microscope, Fe crystal phase and AlN
Phase, Fe having a size of 8 nm, Al
N was 2 nm.

【0018】各結晶粒子のサイズと耐食性との関係を調
べた結果を図1に示す。ここで、○は1000時間の浸
漬により飽和磁束密度の減少が見られない場合もしくは
その減少が10%以下の場合で、●は飽和磁束密度の減
少が10%を超える場合である。
The results of examining the relationship between the size of each crystal grain and the corrosion resistance are shown in FIG. Here, ◯ indicates that the saturation magnetic flux density did not decrease after dipping for 1000 hours or the decrease was 10% or less, and ● indicates that the saturation magnetic flux density decreased more than 10%.

【0019】この結果から、結晶粒子の上限は、Fe相
が10nm以下の場合は腐食の発生が見られず、10n
m〜15nmの間は、飽和磁束密度の減少が10%以下
であり、実用上問題が生じない限界である。また、Fe
相の結晶粒子サイズが2nm以下になると、軟磁気特性
及び飽和磁束密度が劣化してしまうので、実用上問題が
生じる。
From these results, it is found that the upper limit of the crystal grains is 10n when the Fe phase is 10 nm or less and no corrosion occurs.
In the range of m to 15 nm, the decrease of the saturation magnetic flux density is 10% or less, which is a limit at which practical problems do not occur. Also, Fe
If the crystal grain size of the phase is 2 nm or less, the soft magnetic characteristics and the saturation magnetic flux density are deteriorated, which causes a problem in practical use.

【0020】AlN粒子サイズは、3nm以下になる
と、飽和磁束密度の劣化は見られず良好な耐食性を示し
た。しかし、1nm程度のAlN粒子を作製することは
プロセス上困難である。また、3nm〜5nmの間で
は、飽和磁束密度の減少が10%以下であり、実用上問
題が生じない。そして、5nmを超えると、急激に飽和
磁束密度の劣化が大きくなる。
When the AlN particle size was 3 nm or less, the saturation magnetic flux density was not deteriorated and good corrosion resistance was exhibited. However, it is difficult to produce AlN particles of about 1 nm in terms of process. Further, in the range of 3 nm to 5 nm, the decrease of the saturation magnetic flux density is 10% or less, which causes no practical problem. When the thickness exceeds 5 nm, the saturation magnetic flux density deteriorates rapidly.

【0021】Fe結晶相とAlN相とからなり、そのサ
イズがFeが8nmであり、AlNが2nmである軟磁
性膜をマイクロオージェ分光及びESCA分析により窒
素の状態を調べたところ、化合物の窒素と結合性の窒素
とからなる。この結合性の窒素はFeの結晶中に存在し
ていることがマイクロオージェ分光による面分析の結果
から明らかになった。
When a soft magnetic film composed of an Fe crystal phase and an AlN phase and having a size of Fe of 8 nm and AlN of 2 nm was examined by micro Auger spectroscopy and ESCA for the state of nitrogen, it was found that It consists of associative nitrogen. It was revealed from the result of surface analysis by micro-Auger spectroscopy that this binding nitrogen was present in the Fe crystal.

【0022】ここで、製膜にあって、Al/N2 標準混
合ガスを用いないと、Feの結晶中に窒素は存在しない
で、かつ、結晶粒子サイズの制御ができなくなり、窒素
混入雰囲気で作製した場合がサイズが8nmであったも
のが、13nmとなり磁気特性及び耐食性が劣化した。
このように、Fe結晶中に窒素を固溶させることによ
り、磁気特性及び耐食性を向上させることができた。
Here, in the film formation, if the Al / N 2 standard mixed gas is not used, nitrogen does not exist in the Fe crystal, and the crystal grain size cannot be controlled. When the size was 8 nm when manufactured, it became 13 nm and the magnetic characteristics and corrosion resistance deteriorated.
Thus, the solid solution of nitrogen in the Fe crystal could improve the magnetic characteristics and the corrosion resistance.

【0023】この磁性膜を用いて、MIG(メタルイン
ギャップ)型ヘッドを作製した。その構造を示す概略図
を図2に示す。磁気ヘッドの作製はこの軟磁性薄膜1を
単結晶のフェライト基板2上に形成した。ここで、用い
た磁性膜の組成は、Fe80Hf812 である。ギャップ
部3は、先のフェライト基板2上に形成した軟磁性薄膜
1上に、SiO2 を200nmの膜厚に形成した後、C
rを10nmの膜厚に形成した。これを窒素気流中にて
600℃で30分間熱処理し、同一形状のヘッド基板を
低融点ガラス4によりボンディングした。
Using this magnetic film, a MIG (metal in gap) type head was produced. A schematic diagram showing the structure is shown in FIG. To manufacture a magnetic head, the soft magnetic thin film 1 was formed on a single crystal ferrite substrate 2. The composition of the magnetic film used here is Fe 80 Hf 8 N 12 . The gap 3 is formed by forming SiO 2 to a thickness of 200 nm on the soft magnetic thin film 1 formed on the ferrite substrate 2 and then forming C
r was formed to have a film thickness of 10 nm. This was heat-treated in a nitrogen stream at 600 ° C. for 30 minutes, and head substrates of the same shape were bonded with the low melting point glass 4.

【0024】ここで、熱処理温度は、このガラスボンデ
ィング工程におけるガラス融着温度等のガラスの物性に
支配されるもので、この温度に限定されるものではな
い。さらに、基板と磁性膜の間に両者の接着性の向上の
ための接合層を設けても良い。この下地膜を磁性を有す
るものとすると、磁気ヘッドの性能をより向上させるこ
とができる。このようにして作製した磁気ヘッドでは、
膜剥離などは生じなかった。
Here, the heat treatment temperature is governed by the physical properties of the glass such as the glass fusing temperature in this glass bonding step, and is not limited to this temperature. Further, a bonding layer may be provided between the substrate and the magnetic film for improving the adhesion between the two. If the underlayer has magnetism, the performance of the magnetic head can be further improved. In the magnetic head manufactured in this way,
No film peeling occurred.

【0025】この磁気ヘッドを用いて、VTR装置を作
製し、テープを走行させ画像情報を記録した。ハイビジ
ョンのディジタル情報を記録したところ、S/Nは40
dB以上が得られた。相対速度は36m/s、データ転
送レートは46.1Mbps 、トラック幅は40μmであ
る。
Using this magnetic head, a VTR device was produced and a tape was run to record image information. High-definition digital information recorded, S / N is 40
dB or more was obtained. The relative speed is 36 m / s, the data transfer rate is 46.1 Mbps, and the track width is 40 μm.

【0026】このヘッドの耐食性を0.5 規定塩化ナト
リウム水溶液中への浸漬試験法、及び、高温高湿度環境
(60℃,相対湿度:95%)中での結露試験法により
評価した。
The corrosion resistance of this head was evaluated by an immersion test method in a 0.5N sodium chloride aqueous solution and a dew condensation test method in a high temperature and high humidity environment (60 ° C., relative humidity: 95%).

【0027】まず、MIG型ヘッドチップを0.5 規定
塩化ナトリウム水溶液中に500時間浸漬させた。その
後、このヘッドを再び装置にセットして記録再生特性を
測定した。その結果、浸漬前となんら記録再生特性に違
いは見られなかった。
First, the MIG type head chip was immersed in a 0.5N sodium chloride aqueous solution for 500 hours. Thereafter, the head was set in the apparatus again, and the recording / reproducing characteristics were measured. As a result, no difference was observed in the recording / reproducing characteristics from before the immersion.

【0028】また、高温高湿度環境(60℃,相対湿
度:95%)中での結露試験法による評価は、先のMI
Gヘッドをペルチェ素子上に固定して10℃に保ち、全
体を60℃,相対湿度:95%環境中へ放置した。その
結果、ヘッド全体に、結露が生じた。この状態で200
0時間以上この環境中へ放置したが、腐食の発生や記録
特性や再生信号の劣化は見られなかった。これまでVT
R用の磁気ヘッドを例に説明してきたが、本発明の効果
は磁気ディスクやヘリカルスキャンを用いた磁気テープ
装置等に対しても適用でき、装置等に左右されるもので
はない。
The evaluation by the dew condensation test method in a high temperature and high humidity environment (60 ° C., relative humidity: 95%) was conducted according to the above MI.
The G head was fixed on a Peltier device and kept at 10 ° C., and the whole was left in an environment of 60 ° C. and relative humidity: 95%. As a result, dew condensation occurred on the entire head. 200 in this state
After being left in this environment for 0 hours or more, no corrosion was observed and no deterioration in recording characteristics or reproduction signal was observed. So far VT
Although the magnetic head for R has been described as an example, the effect of the present invention can be applied to a magnetic disk device or a magnetic tape device using a helical scan, and does not depend on the device or the like.

【0029】上記の例は、Fe結晶相の中にAlNを分
散させた場合であるが、この材料系以外に、Fe−Hf
合金をターゲットにして、Fe−Hf−AlN系にして
も良い。この系を用いることにより、Fe結晶相中に窒
素が固溶させると同時にAlNを分散させ、しかも、結晶
粒界にHfが析出しているので、さらに、粒子サイズの
制御精度が向上すると同時に、Feの結晶粒子が微細化
するので、軟磁気特性と耐食性を同時に向上させること
ができる。Feの結晶粒子サイズの分布も小さくなり、
6nm±0.5nm 程度で、先の系の8nm±1nmよ
り小さくすることができる。この効果は、Hf以外にN
b,Zr,Ta等の元素を用いても得られ、複数種類の
元素を複合させても良い。
In the above example, AlN is dispersed in the Fe crystal phase. In addition to this material system, Fe--Hf
An Fe—Hf—AlN system may be used with the alloy as a target. By using this system, nitrogen is solid-dissolved in the Fe crystal phase and AlN is dispersed at the same time, and since Hf is precipitated at the crystal grain boundaries, the particle size control accuracy is further improved, and at the same time, Since the Fe crystal particles become finer, the soft magnetic characteristics and the corrosion resistance can be improved at the same time. The distribution of Fe crystal grain size also becomes smaller,
It is about 6 nm ± 0.5 nm, which can be smaller than 8 nm ± 1 nm of the previous system. This effect is
It can be obtained by using an element such as b, Zr, or Ta, and a plurality of kinds of elements may be combined.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、Bs≧1.5T 以上の
高飽和磁束密度を有し、かつ、良好な軟磁気特性を示
し、しかも、高熱安定性及び高耐食性を有する軟磁性膜
を得ることができる。これにより、高性能でしかも高信
頼性を有する磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録装置
が得られる。特に、VTR装置,磁気テープ装置や磁気
ディスク装置等の各種磁気記録装置で、高保磁力を有す
る磁気記録媒体を十分に磁化できるので、高密度記録が
可能になる。
According to the present invention, a soft magnetic film having a high saturation magnetic flux density of Bs ≧ 1.5T or more, good soft magnetic properties, high thermal stability and high corrosion resistance is obtained. Obtainable. As a result, a magnetic head having high performance and high reliability and a magnetic recording device using the same can be obtained. In particular, a magnetic recording medium having a high coercive force can be sufficiently magnetized in various magnetic recording devices such as a VTR device, a magnetic tape device, and a magnetic disk device, so that high density recording can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】Fe粒子とAlN粒子のサイズと耐食性の関係
の説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the relationship between the size of Fe particles and AlN particles and corrosion resistance.

【図2】試作した磁気ヘッドの構造を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the structure of a prototype magnetic head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…軟磁性薄膜、2…フェライト基板、3…ギャップ
部、4…低融点ガラス。
1 ... Soft magnetic thin film, 2 ... Ferrite substrate, 3 ... Gap part, 4 ... Low melting point glass.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】Feを主体とする軟磁性薄膜において、N
b,Zr,Ta,Hfの内より選ばれる少なくとも1種
類の元素と、窒素と、Feの結晶相と、窒化物の結晶相
とを含み、さらに、前記窒素成分のすべて或いはその一
部がAlNであることを特徴とする軟磁性薄膜。
1. In a soft magnetic thin film mainly composed of Fe, N
At least one element selected from b, Zr, Ta, and Hf, nitrogen, a crystal phase of Fe, and a crystal phase of a nitride, and all or part of the nitrogen component is AlN. Is a soft magnetic thin film.
【請求項2】Feを主体とする軟磁性薄膜において、前
記軟磁性薄膜がFeとAlNの微結晶から構成される薄
膜であることを特徴とする軟磁性薄膜。
2. A soft magnetic thin film mainly composed of Fe, wherein the soft magnetic thin film is a thin film composed of fine crystals of Fe and AlN.
【請求項3】請求項1または請求項2において、前記薄
膜中のFeの結晶相中に窒素が侵入型固溶体および/ま
たはFeの窒化物として存在した軟磁性薄膜。
3. The soft magnetic thin film according to claim 1, wherein nitrogen is present as an interstitial solid solution and / or a nitride of Fe in the Fe crystal phase in the thin film.
【請求項4】ソース源にAlNを含み、薄膜中の窒素源
の一部を窒素ガスもしくは材料ガスにより供給したこと
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の軟磁性薄
膜の製造方法。
4. The method for producing a soft magnetic thin film according to claim 1, wherein the source source contains AlN, and a part of the nitrogen source in the thin film is supplied by nitrogen gas or material gas. .
【請求項5】請求項4において、用いる材料ガスとして
アンモニア,ヒドラジンの内より選ばれる1種類のガス
をキャリアガスに含ませた軟磁性薄膜の製造法。
5. The method for manufacturing a soft magnetic thin film according to claim 4, wherein the carrier gas contains one kind of gas selected from ammonia and hydrazine as a material gas to be used.
【請求項6】請求項1,2または3において、Feの結
晶粒子サイズが15nm以下であり、AlNの結晶粒子
サイズが5nm以下であり、さらに、Feの結晶粒子サ
イズが10nm以下であり、AlNの結晶粒子サイズが
3nm以下である軟磁性薄膜。
6. The crystal grain size of Fe is 15 nm or less, the crystal grain size of AlN is 5 nm or less, and the crystal grain size of Fe is 10 nm or less. A soft magnetic thin film having a crystal grain size of 3 nm or less.
【請求項7】請求項6記載のFeの結晶粒子サイズを制
御するのに、Fe結晶相中に窒素を含ませるかおよび/
またはAlN粒子を薄膜中へ分散させることにより行
い、AlNの結晶粒子サイズを制御するのに製膜時の雰
囲気ガス中に含まれる窒素濃度を制御するかおよび/ま
たは製膜方法にスパッタリング法を用いることにより行
った軟磁性薄膜の製造法。
7. In order to control the crystal grain size of Fe according to claim 6, nitrogen is included in the Fe crystal phase and / or
Alternatively, the AlN particles are dispersed in a thin film, and the nitrogen concentration contained in the atmosphere gas at the time of film formation is controlled to control the crystal particle size of AlN, and / or the sputtering method is used as the film formation method. The method of manufacturing a soft magnetic thin film by the method.
【請求項8】請求項1,2,3または6において、製膜
直後の薄膜はFeは非晶質および/または微細な粒子で
あり、一定の加熱処理を行うことにより結晶析出させ、
AlNは製膜直後の結晶粒子サイズが5nm以下であり、
加熱処理を行ってもその粒子サイズが一定である軟磁性
薄膜。
8. The thin film immediately after film formation according to claim 1, 2, 3 or 6, wherein Fe is amorphous and / or fine particles, and is crystallized by performing a certain heat treatment.
AlN has a crystal grain size of 5 nm or less immediately after film formation,
A soft magnetic thin film whose particle size is constant even after heat treatment.
【請求項9】請求項1,2,3,6または8に記載の前
記軟磁性膜の飽和磁束密度が1.5T以上であり、保磁
力が1.0Oe 以下でり、かつ、1MHzで測定した透
磁率が1000以上である軟磁性薄膜。
9. The soft magnetic film according to claim 1, 2, 3, 6 or 8 has a saturation magnetic flux density of 1.5 T or more, a coercive force of 1.0 Oe or less, and a measurement at 1 MHz. A soft magnetic thin film having a magnetic permeability of 1000 or more.
【請求項10】請求項1,2,3,6,8または9に記
載の前記軟磁性膜を磁気ヘッド用の軟磁性膜として用い
た磁気ヘッド。
10. A magnetic head using the soft magnetic film according to claim 1, 2, 3, 6, 8 or 9 as a soft magnetic film for a magnetic head.
【請求項11】請求項10に記載の磁気ヘッドがメタル
・イン・ギャップ型である磁気ヘッド。
11. A magnetic head according to claim 10, which is a metal-in-gap type.
【請求項12】移動する情報記録媒体に磁気的性質を用
いて情報を記録する手段として、請求項11に記載の磁
気ヘッドを用いた磁気記録装置。
12. A magnetic recording apparatus using a magnetic head according to claim 11, as a means for recording information on a moving information recording medium by using magnetic properties.
【請求項13】記録する情報が、画像情報および/また
は音声情報である請求項12に記載の磁気記録装置。
13. The magnetic recording device according to claim 12, wherein the information to be recorded is image information and / or audio information.
【請求項14】テープもしくは円板上に磁気記録媒体層
が形成された移動する情報記録媒体を用いる請求項12
に記載の磁気記録装置。
14. A moving information recording medium having a magnetic recording medium layer formed on a tape or a disk is used.
The magnetic recording device according to 1.
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