JPH10134313A - 磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フェライトコアと磁性合金膜との界面部での
相互拡散を防止して疑似ギャップを安定的に実用レベル
以下とし、かつ低コストで歩留りの良い磁気ヘッド及び
その製造方法を提供する。 【解決手段】 ＭＩＧヘッドの磁性合金膜２に膜全体の
平均組成が、ＴｘＭｙＮｚ（ＴはＦｅあるいはＣｏ、Ｍ
はＮｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏよりなる群
から選択された少なくとも１種の金属、Ｎは窒素であっ
て、ｘ、ｙ、ｚは原子パーセントを表し、それぞれ６５
≦ｘ≦９４、５≦ｙ≦２５、０＜ｚ≦２０、ｘ＋ｙ＋ｚ
＝１００）で示されるものを用い、フェライトコア１表
面から０．５μｍ以内の磁性合金膜の酸素拡散防止部５
の窒素濃度を磁性合金膜２全体の窒素濃度の２〜１０倍
とすることにより、界面部での相互拡散がほぼ防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＶＴＲ等の磁気記録
再生装置などに使用する磁気ヘッドおよびその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、ＶＴＲに代表される磁気記録再生
装置の磁気ヘッドとしては、フェライトヘッドのギャッ
プ近傍に飽和磁束密度の高い磁性合金膜（Ｆｅ−Ｓｉ−
ＡｌやＦｅ−Ｔａ−Ｎ等）を設けた、いわゆるＭｅｔａ
ｌ−Ｉｎ−Ｇａｐヘッド（以下、「ＭＩＧヘッド」と記
す。）が主流となっている。これは、磁性合金膜をスパ
ッタリング等の薄膜形成法によりフェライトコア上に形
成するもので、従来からあるフェライトヘッドの再生特
性の良さを生かしつつ、記録特性の改善を図ろうとする
ものである。このようなＭＩＧヘッドの一例として最も
単純な構成の磁気ヘッドの構成を図５（ａ）に示す。同
図において、１はフェライトコア、２は磁性合金膜、３
はＳｉＯ_２等よりなる磁気ギャップ、４はコア接合用ガ
ラスである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の磁気ヘッドの磁性合金膜２にＦｅ−Ｓｉ−Ａ
ｌやＦｅ−Ｔａ−Ｎ等の合金を用いると磁気ヘッド製造
工程での熱処理により、フェライトコア１と磁性合金膜
２との界面部で相互拡散（特にフェライトコア中の酸素
の磁性合金膜中への拡散）が起こり、著しく透磁率の低
下した非磁性に近い層が形成されてしまうという問題が
ある。

【０００４】図５（ｂ）にオージェ電子分光法による熱
処理（５００℃、１時間）後のフェライトコアとＦｅ−
Ｔａ−Ｎ合金膜との界面拡散状態のデプスプロファイル
（Ｆｅ、Ｎ、Ｏの信号のみ抜粋）を示す。同図から酸素
（Ｏ）が磁性合金膜（Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ）中に拡散してい
ることが分かる。その結果、上記界面部が磁気ギャップ
３と平行である構成のＭＩＧヘッド（以下、「平行ＭＩ
Ｇヘッド」と記す。）では、本来の磁気ギャップ３とは
別に見掛上のギャップ（以下、「疑似ギャップ」と記
す。）が上記界面部で形成されてしまい、ヘッドの特性
を損なうことになる。疑似信号レベルは５〜１０ｄＢ程
度、実用レベルは１ｄＢ以下である。そこで、現在、こ
の問題を解決するため、図６および図７に示すような構
成の磁気ヘッドが考案され実用化されている。

【０００５】図６の磁気ヘッドは、フェライトコア１と
磁性合金膜２の界面部を磁気ギャップ３に対して傾ける
ことで疑似ギャップの問題を避けている。すなわち、た
とえ上記傾斜した界面部に見掛け上のギャップが形成さ
れても、このギャップは上記本来の磁気ギャップ３に対
して傾斜しているため、上記疑似ギャップとはみなされ
ないようにしている。しかし、このような構成では、磁
性合金膜２の部分が斜めになっているため、ヘッドトラ
ック幅の規制が難しく、高コスト、低歩留りにつながる
という問題がある。

【０００６】図７の磁気ヘッドは、フェライトコア１と
磁性合金膜２の界面部を波状とすることで、界面部に形
成され得る疑似ギャップが本来の磁気ギャップ３とは明
確に区別できるようにして、疑似ギャップの問題を避け
ている。しかしながら、フェライトコア１に波状の加工
をする工程が増える欠点と、狭トラックに対して加工が
困難になるという問題を有している。

【０００７】さらに、図８（ａ）に示すような構成の磁
気ヘッドも実用化されている。同図の磁気ヘッドは、図
５（ａ）の単純なＭＩＧヘッドにおけるフェライトコア
１と磁性合金膜２との界面部にＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３等
よりなる拡散防止膜６を介在させている。この拡散防止
膜６は、ＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３等の薄膜をスパッタリン
グ等の薄膜形成法により形成している。この構成では、
あえてフェライトコア１と磁性合金膜２の界面部に非磁
性層を形成することになるが、層厚が〜１０ｎｍ程度で
界面の相互拡散を防止することができ、疑似ギャップは
実用上問題にならないレベルに抑制できる。図８（ｂ）
にフェライトコアとＦｅ−Ｔａ−Ｎ膜の界面部にＳｉＯ
_２を約７ｎｍの膜厚で、拡散防止膜として形成し、熱処
理（５００℃、１時間）を行なったときのオージェ電子
分光法によるデプスプロファイル（Ｆｅ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ
の信号のみ抜粋）を示す。図５（ｂ）と比較して、拡散
が防止できていることがわかる。しかしながら、このよ
うな構成の磁気ヘッドは、拡散防止膜６の膜厚や形成条
件による応力、付着力あるいは膜構造の微妙な変化が疑
似信号のばらつき（〜２ｄＢ程度）発生の原因となり、
安定した製品が得られないという問題がある。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、フェ
ライトコアと磁性合金膜との界面部での酸素の相互拡散
を防止し、疑似ギャップを安定的に実用レベル以下とす
ることができ、かつ低コストで歩留りの良い磁気ヘッド
およびその製造方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成している。すなわち、本
発明の第１態様によれば、磁気ヘッドは、バックコアが
フェライトよりなるＭＩＧヘッドであって、磁気ギャッ
プ近傍に膜全体の平均組成が次式 ＴｘＭｙＮｚ （ただし、ＴはＦｅあるいはＣｏ、ＭはＮｂ、Ｚｒ、Ｔ
ａ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏよりなる群から選択された少
なくとも１種の金属、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、ｚは原子パ
ーセントを表し、それぞれ ６５≦ｘ≦９４、 ５≦ｙ≦２５、 ０＜ｚ≦２０、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜を有する磁気ヘッドに
おいて、上記フェライトコアとの界面部の上記磁性合金
膜に、磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度より高
い酸素拡散防止部を設けるようにしている。ここで、ｘ
≦９４、ｙ≧５の条件は、上記磁性合金膜が軟磁性を示
すのに必要な条件である。また、ｘ≧６５、ｙ≦２５の
条件は、上記磁性合金膜が充分に高い飽和磁束密度を示
すのに必要な条件である。また、ｚ＞０の条件は、疑似
ギャップ抑制に必要な条件である。また、ｚ≦２０の条
件は、飽和磁束密度を低下させないため、及び、上記磁
性合金膜の内部応力をあまり大きくしないために必要な
条件である。

【００１０】本発明の第２態様にかかる磁気ヘッドはコ
バルト系のものであって、バックコアがフェライトより
なり、磁気ギャップ近傍に膜全体の平均組成が次式 ＴｘＭｙＮｚ （ただし、ＴはＣｏ、ＭはＮｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃ
ｒ、Ｗ、Ｍｏよりなる群から選択された少なくとも１種
の金属、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、ｚは原子パーセントを表
し、それぞれ ６５≦ｘ≦８５、 １０≦ｙ≦２５、 ０＜ｚ≦１５、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜を有する磁気ヘッドに
おいて、上記フェライトコアとの界面部の上記磁性合金
膜に、磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度より高
い酸素拡散防止部を設けるようにしている。

【００１１】本発明の第３態様にかかる磁気ヘッドは鉄
系のものであって、バックコアがフェライトよりなり、
磁気ギャップ近傍に膜全体の平均組成が次式 ＴｘＭｙＮｚ （ただし、ＴはＦｅ、ＭはＮｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃ
ｒ、Ｗ、Ｍｏよりなる群から選択された少なくとも１種
の金属、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、ｚは原子パーセントを表
し、それぞれ ７０≦ｘ≦９４、 ５≦ｙ≦２０、 ５≦ｚ≦２０、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜を有する磁気ヘッドに
おいて、上記フェライトコアとの界面部の上記磁性合金
膜に、磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度より高
い酸素拡散防止部を設けるようにしている。

【００１２】本発明の第４態様にかかる磁気ヘッドの磁
性合金膜がＦｅ−Ｔａ−Ｎのものであって、バックコア
がフェライトよりなり、磁気ギャップ近傍に膜全体の平
均組成が次式 ＴｘＭｙＮｚ （ただし、ＴはＦｅ、ＭはＴａ、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、
ｚは原子パーセントを表し、それぞれ ７５≦ｘ≦８５、 ８≦ｙ≦１３、 ８≦ｚ≦１３、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜を有する磁気ヘッドに
おいて、上記フェライトコアとの界面部の上記磁性合金
膜に、磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度より高
い酸素拡散防止部を設けるようにしている。本発明の第
５態様においては、上記態様において、上記フェライト
コアとの界面部の上記磁性合金膜に、磁性合金膜全体に
含まれる窒素の平均濃度より２倍以上１０倍以下だけ高
い酸素拡散防止部を設けている。

【００１３】本発明の第６態様においては、上記各態様
において、好適には、上記酸素拡散防止部は、上記フェ
ライトコアの表面から０．０３μｍ以上の上記磁性合金
膜に設けられ、かつ、上記酸素拡散防止部の窒素濃度
は、上記磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度の２
倍以上１０倍以下であるようにしている。本発明の第７
態様において、第６態様において、上記酸素拡散防止部
は、上記フェライトコアの表面から０．０３μｍ以上
０．５μｍ以内の上記磁性合金膜に設けられ、かつ、上
記酸素拡散防止部の窒素濃度は、上記磁性合金膜全体に
含まれる窒素の平均濃度の２倍以上１０倍以下であるよ
うにしている。

【００１４】本発明の第８態様においては、上記各態様
において、上記フェライトコアと上記酸素拡散防止部と
の界面部に、ＳｉＯ_２あるいはＡｌ_２Ｏ_３よりなる酸素
拡散防止層を０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下有するように
している。

【００１５】また、本発明の第９態様においては、上記
各態様の磁気ヘッドの製造方法であって、磁性材ターゲ
ットを用い、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気中で反応
性スパッタリングにより磁性合金膜をフェライトコア上
に形成するとき、第１段階として、混合ガス雰囲気中の
窒素ガス分圧比を２０％以上に制御して初期膜厚０．０
２μｍ以上０．１μｍ以下の上記磁性合金膜の一部を形
成し、その後、第２段階として、窒素ガス分圧比を５％
以下に制御して上記磁性合金膜の残りの部分を形成する
ようにしている。ただし、窒素ガス分圧比：η＝Ｐ_N２
／Ｐ_Total×１００［％］であり、ここで、Ｐ_N2：窒素
ガス分圧、Ｐ_Total：スパッタ圧力である。本発明の第
１０態様においては、上記態様において、上記第１段階
として、混合ガス雰囲気中の窒素ガス分圧比を２０％以
上５０％以下に制御して初期膜厚０．０２μｍ以上０．
１μｍ以下の上記磁性合金膜の一部を形成するようにし
ている。また、本発明の第１１態様においては、上記態
様において、上記第２段階として、窒素ガス分圧比を５
％以下に制御して上記磁性合金膜の残りの部分として３
μｍ以上の厚さの膜を形成するようにしている。

【００１６】

【発明の効果】本発明の磁気ヘッドによれば、疑似ギャ
ップ対策として、フェライトコアと磁性合金膜との界面
部に窒素濃度の高い酸素拡散防止部を設けたことによ
り、フェライトコアと磁性合金膜との界面部を磁気ギャ
ップに対して傾けたり、あるいは波状にする必要がな
い。また、必ずしも上記界面部にＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３
等の拡散防止膜を形成する必要もなく、フェライトコア
と磁性合金膜との界面部での酸素の相互拡散が防止で
き、界面部が磁気ギャップと平行でも疑似ギャップを安
定的に実用レベル以下すなわち実用できない程度まで抑
制できる。さらに、磁性合金膜に窒素濃度の高い酸素拡
散防止部を形成するだけの単一の磁性合金膜からなるの
で量産に適し、磁性ギャップが問題にならない平行ＭＩ
Ｇヘッドを安定して低コストにて生産できる。また、上
記高窒素濃度の酸素拡散防止部をフェライトコア表面か
ら、少なくとも０．０３μｍ以上、好ましくは０．５μ
ｍ以内の磁性合金膜とし、かつ、その窒素濃度を磁性合
金膜全体の平均窒素濃度の例えば２倍以上１０倍以下と
すれば、上記界面部に透磁率の低下した非磁性に近い層
の形成を防止しながら、疑似ギャップの発生を確実に抑
制することができる。また、フェライトコアと磁性合金
膜との界面部にＳｉＯ_２あるいはＡｌ_２Ｏ_３よりなる拡
散防止膜を０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の膜厚で介在さ
せるようにすれば、さらにより確実に疑似ギャップの発
生を抑制することができる。また、本発明の磁気ヘッド
の製造方法によれば、スパッタリング中の窒素濃度を２
段階制御するだけの非常に簡単な方法で上記磁気ヘッド
を製造でき、低コストにて歩留り良く安定に上記磁気ヘ
ッドの量産が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態にかか
る磁気ヘッド及びその製造方法を添付図面に基づいて詳
細に説明する。以下、本発明の実施形態にかかる磁気ヘ
ッドおよびその製造方法について、図１〜図４を参照し
て説明する。

【００１８】（第１実施形態）図１（ａ）に本発明の第
１実施形態にかかるのＭＩＧヘッドの正面図を示し、図
１（ｂ）に上記第１実施形態にかかるＭＩＧヘッドのフ
ェライトコアとＦｅ−Ｔａ−Ｎ合金膜との界面拡散状態
をオージェ電子分光法のデプスプロファイル（Ｆｅ、
Ｎ、Ｏの信号のみ抜粋）により分析した結果を示す。図
１（ａ）の磁気ヘッドにおいて、１はフェライトコア、
２は磁性合金膜、３はＳｉＯ_２等よりなる磁気ギャッ
プ、４はコア接合用ガラス、５は高窒素濃度の磁性合金
膜（酸素拡散防止部）である。バックコア１はフェライ
トよりなり、磁気ギャップ（３）近傍に膜全体の平均組
成が次式 ＴｘＭｙＮｚ （ただし、ＴはＦｅあるいはＣｏ、ＭはＮｂ、Ｚｒ、Ｔ
ａ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏよりなる群から選択された少
なくとも１種の金属、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、ｚは原子パ
ーセントを表し、それぞれ ６５≦ｘ≦９４、 ５≦ｙ≦２５、 ０＜ｚ≦２０、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜２を有する磁気ヘッド
において、上記フェライトコア１との界面部の上記磁性
合金膜２に、磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度
より高い酸素拡散防止部５を設けている。この高窒素濃
度の磁性合金膜である酸素拡散防止部５の膜厚は、磁性
合金膜２の膜厚が数μｍ程度であるのに対して０．０３
μｍ未満では実質上効果がないため、０．０３μｍ以上
とするのが好ましいとともに、さらに、０．５μｍ以下
であることが好ましく、本第１実施形態では０．０４μ
ｍ程度としている。図１（ｂ）から分かるように、本第
１実施形態ではＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３等の拡散防止膜を
使用しなくても、フェライトコア１と磁性合金膜２との
間の界面部での酸素の相互拡散がほぼ防止できている。
つまり、フェライトコア１上に形成される磁性合金膜２
の内、フェライトコア１の表面から０．５μｍ以内の磁
性合金膜の酸素拡散防止部５の窒素濃度を磁性合金膜全
体の平均窒素濃度の２倍以上１０倍以下の高濃度に調整
することで、界面部での透磁率の低下した非磁性に近い
層の形成を防止しながら、疑似ギャップの発生を抑制す
ることが可能となる。この構成で作成したＭＩＧヘッド
の疑似信号は０．７ｄＢ以下と良好な特性を示した。な
お、図１（ｂ）ではフェライトコア１の表面から０．２
μｍの範囲のデプスプロファイルを示している。ここ
で、上記第１実施形態において、ｘ≦９４、ｙ≧５の条
件は、上記磁性合金膜２が軟磁性を示すのに必要な条件
である。また、ｘ≧６５、ｙ≦２５の条件は、上記磁性
合金膜２が充分に高い飽和磁束密度を示すのに必要な条
件である。また、ｚ＞０の条件は、疑似ギャップ抑制に
必要な条件である。また、ｚ≦２０の条件は、飽和磁束
密度を低下させないため、及び、上記磁性合金膜２の内
部応力をあまり大きくしないために必要な条件である。
上記第１実施形態によれば、上記フェライトコア１と磁
性合金膜２との界面部での酸素の相互拡散を防止し、上
記界面部が磁気ギャップ３と平行でも疑似ギャップを抑
制するという作用を有する。

【００１９】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態にかかる磁気ヘッドは、上記第１実施形態の上記磁
気ヘッドがコバルト系のものである。この第２実施形態
では、上記バックコア１がフェライトよりなり、磁気ギ
ャップ３近傍に膜全体の平均組成が次式： ＴｘＭｙＮｚ （ただし、ＴはＣｏ、ＭはＮｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃ
ｒ、Ｗ、Ｍｏよりなる群から選択された少なくとも１種
の金属、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、ｚは原子パーセントを表
し、それぞれ ６５≦ｘ≦８５、 １０≦ｙ≦２５、 ０＜ｚ≦１５、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜２を有する磁気ヘッド
において、上記磁性合金膜２と上記フェライトコア１と
の界面部に磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度よ
り２倍以上１０倍以下だけ窒素濃度の高い磁性合金膜の
酸素拡散防止部５を設けるようにしている。ここで、上
記第２実施形態において、ｘ≦８５、ｙ≧１０の条件
は、上記磁性合金膜２が軟磁性を示すのに必要な条件で
ある。また、ｘ≧６５、ｙ≦２５の条件は、上記磁性合
金膜２が充分に高い飽和磁束密度を示すのに必要な条件
である。また、ｚ＞０の条件は、疑似ギャップ抑制に必
要な条件である。また、ｚ≦１５の条件は、飽和磁束密
度を低下させないため、及び、上記磁性合金膜２の内部
応力をあまり大きくしないために必要な条件である。上
記第２実施形態によれば、上記フェライトコア１と磁性
合金膜２との界面部での酸素の相互拡散を防止し、上記
界面部が磁気ギャップ３と平行でも疑似ギャップを抑制
するという作用を有する。

【００２０】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態にかかる磁気ヘッドは、上記第１実施形態の上記磁
気ヘッドが鉄系のものである。この第３実施形態では、
上記バックコア１がフェライトよりなり、磁気ギャップ
３近傍に膜全体の平均組成が次式： ＴｘＭｙＮｚ （ただし、ＴはＦｅ、ＭはＮｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃ
ｒ、Ｗ、Ｍｏよりなる群から選択された少なくとも１種
の金属、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、ｚは原子パーセントを表
し、それぞれ ７０≦ｘ≦９４、 ５≦ｙ≦２０、 ５≦ｚ≦２０、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜２を有する磁気ヘッド
において、上記磁性合金膜２と上記フェライトコア１と
の界面部に磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度よ
り２倍以上１０倍以下だけ窒素濃度の高い磁性合金膜の
酸素拡散防止部５を設けるようにしている。ここで、上
記第３実施形態において、ｘ≦９４、ｙ≧５の条件は、
上記磁性合金膜２が軟磁性を示すのに必要な条件であ
る。また、ｘ≧７０、ｙ≦２０の条件は、上記磁性合金
膜２が充分に高い飽和磁束密度を示すのに必要な条件で
ある。また、ｚ≧５の条件は、疑似ギャップ抑制に必要
な条件である。また、ｚ≦２０の条件は、飽和磁束密度
を低下させないため、及び、上記磁性合金膜２の内部応
力をあまり大きくしないために必要な条件である。上記
第３実施形態によれば、上記フェライトコア１と磁性合
金膜２との界面部での酸素の相互拡散を防止し、上記界
面部が磁気ギャップ３と平行でも疑似ギャップを抑制す
るという作用を有する。

【００２１】（第４実施形態）次に、本発明の第４実施
形態にかかる磁気ヘッドは、上記第１実施形態の上記磁
気ヘッドの磁性合金膜がＦｅ−Ｔａ−Ｎである場合であ
る。この第４実施形態では、上記バックコア１がフェラ
イトよりなり、磁気ギャップ３近傍に膜全体の平均組成
が次式： ＴｘＭｙＮｚ（ただし、ＴはＦｅ、ＭはＴ
ａ、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、ｚは原子パーセントを表し、
それぞれ ７５≦ｘ≦８５、 ８≦ｙ≦１３、 ８≦ｚ≦１３、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜２を有する磁気ヘッド
において、上記磁性合金膜２と上記フェライトコア１と
の界面部に磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度よ
り２倍以上１０倍以下だけ窒素濃度の高い磁性合金膜の
酸素拡散防止部５を設けるようにしている。ここで、上
記第４実施形態において、ｘ≦８５、ｙ≧８の条件は、
上記磁性合金膜２が軟磁性を示すのに必要な条件であ
る。また、ｘ≧７５、ｙ≦１３の条件は、上記磁性合金
膜２が充分に高い飽和磁束密度を示すのに必要な条件で
ある。また、ｚ≧８の条件は、疑似ギャップ抑制に必要
な条件である。また、ｚ≦１３の条件は、飽和磁束密度
を低下させないため、及び、上記磁性合金膜２の内部応
力をあまり大きくしないために必要な条件である。上記
第４実施形態によれば、上記フェライトコア１と磁性合
金膜２との界面部での酸素の相互拡散を防止し、上記界
面部が磁気ギャップ３と平行でも疑似ギャップを抑制す
るという作用を有する。

【００２２】次に、本発明の第４実施形態にかかるＦｅ
−Ｔａ−Ｎ合金膜を有する磁気ヘッドを製造する方法に
ついて図２、図３を参照して説明する。図２に磁性合金
膜を形成するための反応性スパッタリング装置の概略構
成を示し、図３はスパッタリング中のＡｒおよびＮ_２ガ
ス流量の制御方法を示す。なお、この製造方法は、ター
ゲットの材質、真空チャンバー内の圧力、窒素ガス分圧
比、スパッタ時間などを適宜選択することにより、他の
実施形態にも適用可能である。図２において、Ｆｅ−Ｔ
ａ製のターゲット１１は、絶縁材１２を介して真空チャ
ンバー１３に設置されたスパッタリング電極１４に取り
付けられている。スパッタリング電極１４には、直流あ
るいは交流のスパッタリング用電源１５が接続されてい
る。フェライトコア１６は、スパッタリング電極１４と
対向した位置に配設され、冷却水等による基板冷却機構
を備えた基板ホルダー１７に取り付けられている。スパ
ッタリング電極１４と基板ホルダー１７との間には、プ
リスパッタ中にフェライトコア１６に薄膜が形成される
のを防ぐためのシャッター１８が設置されている。上記
真空チャンバー１３には、真空ポンプ１９を中心とした
真空排気系が圧力調整バルブ２０を介して設置され、さ
らにはＡｒガス源２１およびＮ_２ガス源２２がそれぞれ
独立にガス流量制御器２３、２４を介して接続されてい
る。

【００２３】以上のように準備された反応性スパッタリ
ング装置において、まず真空ポンプ１９により真空チャ
ンバー１３内を１０^−７Ｔｏｒｒ程度まで排気する。次
に、ガス流量制御器２３を介してＡｒガス源２１からＡ
ｒガスを真空チャンバー１３内に導入し、圧力調整バル
ブ２０により真空チャンバー１３内の圧力を１０^−２〜
１０^−３Ｔｏｒｒ程度のスパッタ圧力に保つ。ここで、
スパッタリング電極１４に接続された直流あるいは交流
のスパッタリング用電源１５により、負の高圧または高
周波電圧を上記スパッタリング電極１４に印加すること
によりターゲット１１近傍でプラズマが発生し、スパッ
タリングが始まる。この状態ではシャッター１８は閉じ
られている。１０分程度、ターゲット１１表面の不純物
を除去するためのプリスパッタを行った後、スパッタ電
力を設定し、ガス流量制御器２４を介してＮ_２ガス源２
２からＮ_２ガスを真空チャンバー１３内に導入し、圧力
調整バルブ２０を併用して窒素ガス分圧比を２０％以
上、好ましくは５０％以下に保つ。２０％未満であれ
ば、拡散防止効果が不十分であり、５０％を越えると窒
素濃度が高すぎて膜の特性が失われる可能性があるから
である。ここで、シャッター１８を開くと、スパッタリ
ング現象によりターゲット１１から飛び出したＦｅおよ
びＴａが放電ガス中のＮと反応しフェライトコア１６上
にＦｅ−Ｔａ−Ｎ合金膜を形成する。

【００２４】実際の成膜工程は、図３に示すように、ま
ず第１段階として、シャッター１８を開き、窒素ガス分
圧比２０％〜５０％で拡散防止用の高窒素濃度のＦｅ−
Ｔａ−Ｎ合金膜を、スパッタ時間を管理して０．０２μ
ｍ〜０．１μｍだけフェライトコア１６上に形成して、
磁性合金膜の酸素拡散防止部５の一部を形成する。次
に、第２段階として軟磁性および高飽和磁束密度を得る
ため、窒素ガス分圧比を５％以下、例えば、３％〜５％
に保ち、やはりスパッタ時間を管理して規定の膜厚の薄
膜がフェライトコア１６に形成されるまでスパッタリン
グを行い、上記磁性合金膜の酸素拡散防止部５の残りの
部分、例えば、１μｍ程度では特性で発揮できないため
少なくとも３μｍ以上、例えば具体的な数値例としては
９μｍの厚さの膜を形成する。ただし、窒素ガス分圧比
は、η＝Ｐ_N2／Ｐ_Total×１００［％］で求められ、Ｐ
_N２は窒素ガス分圧、Ｐ_Totalはスパッタ圧力である。以
上のように、上記第１実施形態にかかるＭＩＧヘッドに
使用する高濃度の磁性合金膜の酸素拡散防止部５はスパ
ッタリング中に窒素濃度を２段階制御するだけの非常に
簡単な方法で得ることができる。

【００２５】（第５実施形態）本発明の第５実施形態に
おいては、上記第１〜４実施形態において、上記フェラ
イトコア１と上記窒素濃度の高い磁性合金膜の酸素拡散
防止部５との界面部に、ＳｉＯ_２あるいはＡｌ_２Ｏ_３よ
りなる酸素拡散防止膜６を０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下
有するようにしている。０．５ｎｍ未満では薄過ぎて拡
散防止の機能が不十分であり、また、非磁性であるＳｉ
Ｏ₂やＡｌ₂Ｏ₃が１０ｎｍを越えるときには厚過ぎてそ
れ自体が疑似ギャップの原因となるためである。すなわ
ち、図４（ａ）に本第５実施形態にかかるＭＩＧヘッド
の正面図を示し、図４（ｂ）に第５実施形態にかかるＭ
ＩＧヘッドのフェライトコアとＦｅ−Ｔａ−Ｎ合金膜と
の界面拡散状態をオージェ電子分光法のデプスプロファ
イル（Ｆｅ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉの信号のみ抜粋）により分析
した結果を示す。図４（ａ）において、１はフェライト
コア、２は磁性合金膜、３はＳｉＯ_２等よりなる磁気ギ
ャップ、４はコア接合用ガラス、５は高窒素濃度の磁性
合金膜の酸素拡散防止部、６はＳｉＯ_２あるいはＡｌ_２
Ｏ_３よりなる上記拡散防止膜であり、スパッタリング等
の薄膜形成法により形成される。高窒素濃度の磁性合金
膜の酸素拡散防止部５の膜厚は、磁性合金膜２の膜厚が
数μｍ程度であるのに対して、０．５μｍ以下であり、
本第５実施形態では０．０４μｍ程度としている。ま
た、フェライトコア１とＦｅ−Ｔａ−Ｎ膜２の界面部に
ＳｉＯ_２を約７ｎｍ、拡散防止膜６として介在させるこ
とにより、界面部での相互拡散の防止をさらに確実なも
のとして、疑似ギャップの発生を抑制している。

【００２６】図４（ｂ）から分かるように、本第５実施
形態では、フェライトコア１の表面から０．５μｍ程度
の磁性合金膜の酸素拡散防止部５の窒素濃度を磁性合金
膜全体の平均窒素濃度の２倍以上１０倍以下に調整する
ことと、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の膜厚のＳｉＯ_２
あるいはＡｌ_２Ｏ_３よりなる拡散防止膜の併用により、
界面部での透磁率の低下した非磁性に近い層の形成を防
止しながら、さらに拡散防止膜の働きで、疑似ギャップ
の発生を、より確実に抑制することが可能となる。この
構成で作成したＭＩＧヘッドの疑似信号も、やはり０．
７ｄＢ以下と良好な特性を示した。なお、図４（ｂ）で
はフェライトコア１の表面から０．２μｍの範囲のデプ
スプロファイルを示している。尚、上記各実施形態にお
いて、上記窒素濃度の高い磁性合金膜の酸素拡散防止部
５は、上記フェライトコア１の表面から０．５μｍ以内
の上記磁性合金膜２に設けられ、かつ、上記磁性合金膜
の酸素拡散防止部５の窒素濃度は、上記酸素拡散防止部
５を含む上記磁性合金膜全体の窒素濃度の２倍以上１０
倍以下であることか好ましい。ここで、上記酸素拡散防
止部５が上記フェライトコア１の表面から０．５μｍを
越える場合には、磁性合金膜全体に対して窒素濃度の高
い領域が占める割合が大きくなり、膜全体での窒素濃度
が高くなり過ぎるため、磁気特性が損なわれる可能性が
あるため、酸素拡散防止部５はフェライトコア１の表面
から０．５μｍ以下とするのが好ましい。また、酸素拡
散防止部５の窒素濃度が２倍以上１０倍以下とするの
は、２倍未満では、拡散防止の機能が不十分であり、１
０倍を越えるときには、窒素濃度が高くなり過ぎるた
め、磁気特性が損なわれるためである。

【００２７】本発明の上記各実施形態によれば、ＭＩＧ
ヘッドの上記フェライトコア１と上記磁性合金膜２との
界面部に窒素濃度の高い窒化合金膜の酸素拡散防止部５
を設けることにより、フェライトコア１と磁性合金膜２
との界面部での酸素の相互拡散が抑制でき、界面部が磁
気ギャップ３と平行であるにもかかわらず疑似ギャップ
が生じにくくなる。また、磁性合金膜２に窒素濃度の高
い磁性合金膜の酸素拡散防止部５を形成するだけの単一
の磁性合金膜からなるので、量産に適し、磁気ギャップ
が問題にならない平行ＭＩＧヘッドを安定して低コスト
にて生産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態にかかる磁気ヘッドを
示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はそのフェライトコアと
磁性合金膜との界面のオージェ電子分光法によるデプス
プロファイルを示す図である。

【図２】 上記第１実施形態にかかる磁気ヘッドの製造
方法に使用する反応性スパッタリング装置の概略構成図
である。

【図３】 上記第１実施形態にかかる製造方法における
スパッタリング中のＡｒおよびＮ_２ガス流量の制御法の
説明図である。

【図４】 本発明の第５実施形態にかかる磁気ヘッドを
示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はそのフェライトコアと
磁性合金膜との界面のオージェ電子分光法によるデプス
プロファイルを示す図である。

【図５】 従来例の磁気ヘッドを示し、（ａ）は平行Ｍ
ＩＧヘッドの正面図、（ｂ）はそのフェライトコアと磁
性合金膜との界面のオージェ電子分光法によるデプスプ
ロファイルを示す図である。

【図６】 他の従来例のＭＩＧヘッドの正面図である。

【図７】 別の従来例のＭＩＧヘッドの正面図である。

【図８】 さらに別の従来例を示し、（ａ）はＭＩＧヘ
ッドの正面図、（ｂ）はそのフェライトコアと磁性合金
膜との界面のオージェ電子分光法によるデプスプロファ
イルを示す図である。

【符号の説明】

１ フェライトコア ２ 磁性合金膜 ３ 磁気ギャップ ４ 接合ガラス ５ 高窒素濃度の磁性合金膜（酸素拡散防止部） ６ 拡散防止膜 １１ ターゲット １６ フェライトコア ２１ Ａｒガス源 ２２ Ｎ_２ガス源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 靖 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 酒井 典夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バックコア（１）がフェライトよりな
   り、磁気ギャップ（３）近傍に膜全体の平均組成が次式 ＴｘＭｙＮｚ （ただし、ＴはＦｅあるいはＣｏ、ＭはＮｂ、Ｚｒ、Ｔ
   ａ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏよりなる群から選択された少
   なくとも１種の金属、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、ｚは原子パ
   ーセントを表し、それぞれ ６５≦ｘ≦９４、 ５≦ｙ≦２５、 ０＜ｚ≦２０、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜（２）を有する磁気ヘ
   ッドにおいて、 上記フェライトコア（１）との界面部の上記磁性合金膜
   （２）に、磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度よ
   り高い酸素拡散防止部（５）を設けたことを特徴とする
   磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 バックコア（１）がフェライトよりな
   り、磁気ギャップ（３）近傍に膜全体の平均組成が次式 ＴｘＭｙＮｚ （ただし、ＴはＣｏ、ＭはＮｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃ
   ｒ、Ｗ、Ｍｏよりなる群から選択された少なくとも１種
   の金属、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、ｚは原子パーセントを表
   し、それぞれ ６５≦ｘ≦８５、 １０≦ｙ≦２５、 ０＜ｚ≦１５、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜（２）を有する磁気ヘ
   ッドにおいて、 上記フェライトコア（１）との界面部の上記磁性合金膜
   （２）に、磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度よ
   り高い酸素拡散防止部（５）を設けたことを特徴とする
   磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 バックコア（１）がフェライトよりな
   り、磁気ギャップ（３）近傍に膜全体の平均組成が次式 ＴｘＭｙＮｚ （ただし、ＴはＦｅ、ＭはＮｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃ
   ｒ、Ｗ、Ｍｏよりなる群から選択された少なくとも１種
   の金属、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、ｚは原子パーセントを表
   し、それぞれ ７０≦ｘ≦９４、 ５≦ｙ≦２０、 ５≦ｚ≦２０、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜（２）を有する磁気ヘ
   ッドにおいて、 上記フェライトコア（１）との界面部の上記磁性合金膜
   （２）に、磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度よ
   り高い酸素拡散防止部（５）を設けたことを特徴とする
   磁気ヘッド。
4. 【請求項４】 バックコア（１）がフェライトよりな
   り、磁気ギャップ（３）近傍に膜全体の平均組成が次式 ＴｘＭｙＮｚ （ただし、ＴはＦｅ、ＭはＴａ、Ｎは窒素で、ｘ、ｙ、
   ｚは原子パーセントを表し、それぞれ ７５≦ｘ≦８５、 ８≦ｙ≦１３、 ８≦ｚ≦１３、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ である。）で示される磁性合金膜（２）を有する磁気ヘ
   ッドにおいて、 上記フェライトコア（１）との界面部の上記磁性合金膜
   （２）に、磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度よ
   り高い酸素拡散防止部（５）を設けたことを特徴とする
   磁気ヘッド。
5. 【請求項５】 上記フェライトコア（１）との界面部の
   上記磁性合金膜（２）に、磁性合金膜全体に含まれる窒
   素の平均濃度より２倍以上１０倍以下だけ高い酸素拡散
   防止部（５）を設けた請求項１〜４のいずれかに記載の
   磁気ヘッド。
6. 【請求項６】 上記酸素拡散防止部は、上記フェライト
   コア（１）の表面から０．０３μｍ以上の上記磁性合金
   膜（２）に設けられ、かつ、上記酸素拡散防止部の窒素
   濃度は、上記磁性合金膜全体に含まれる窒素の平均濃度
   の２倍以上１０倍以下であるようにした請求項１〜５の
   いずれかに記載の磁気ヘッド。
7. 【請求項７】 上記酸素拡散防止部は、上記フェライト
   コア（１）の表面から０．０３μｍ以上０．５μｍ以内
   の上記磁性合金膜（２）に設けられ、かつ、上記酸素拡
   散防止部の窒素濃度は、上記磁性合金膜全体に含まれる
   窒素の平均濃度の２倍以上１０倍以下であるようにした
   請求項６に記載の磁気ヘッド。
8. 【請求項８】 上記フェライトコア（１）と上記酸素拡
   散防止部（５）との界面部に、ＳｉＯ_２あるいはＡｌ_２
   Ｏ_３よりなる酸素拡散防止膜（６）を０．５ｎｍ以上１
   ０ｎｍ以下有するようにした請求項１〜７のいずれかに
   記載の磁気ヘッド。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の磁気ヘ
   ッドを製造する方法であって、 磁性材ターゲット（１１）を用い、アルゴンと窒素の混
   合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングにより上記磁性
   合金膜（２）をフェライトコア（１）上に形成すると
   き、 第１段階として、混合ガス雰囲気中の窒素ガス分圧比を
   ２０％以上に制御して初期膜厚０．０２μｍ以上０．１
   μｍ以下の上記磁性合金膜の一部を形成し、その後、第
   ２段階として、窒素ガス分圧比を５％以下に制御して上
   記磁性合金膜の残りの部分を形成するようにしたことを
   特徴とする磁気ヘッドの製造方法。（ただし、窒素ガス
   分圧比：η＝Ｐ_N２／Ｐ_Total×１００［％］Ｐ_N2：窒素
   ガス分圧、Ｐ_Total：スパッタ圧力である。）
10. 【請求項１０】 上記第１段階として、混合ガス雰囲気
    中の窒素ガス分圧比を２０％以上５０％以下に制御して
    初期膜厚０．０２μｍ以上０．１μｍ以下の上記磁性合
    金膜の一部を形成するようにした請求項９に記載の磁気
    ヘッドの製造方法。
11. 【請求項１１】 上記第２段階として、窒素ガス分圧比
    を５％以下に制御して上記磁性合金膜の残りの部分とし
    て３μｍ以上の厚さの膜を形成するようにした請求項９
    又は１０に記載の磁気ヘッドの製造方法。