JPS62128109A - 高透磁率積層膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ヘッド等の高周波用デバイスに使用され
る高透磁率積層膜の製造方法に関するものである。

〔従来技術〕

近年、スパッタ法および蒸着法等による非晶質磁性合金
薄膜の作製研究が盛んに行なわれて−る。

その中でも、磁歪が小さく飽和磁束密度の大きいｃｏ　
−Ｚｒ系非晶質合金薄膜は、ＶＴＲ用磁気ヘッド、垂直
記録用磁気ヘッド、薄膜磁気ヘッド等を形成する材料と
して注目されている（特開昭５７−５１２３６　、特開
昭５８−２７９４１）。また、上記磁性薄膜の透磁率を
改善するために、回転磁界中で熱処理を行なったり、更
には非晶質磁性薄膜をＳｉ０２等の絶縁体より成る中間
層を介して積層し、各磁性層の厚みを薄くすることによ
り渦電流損失を減少させ、高周波領域での透磁率を向上
させた高透磁率積層膜の作製も行われている（特開昭５
８−１８５７４２　）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このようにして得られた薄膜の透磁率は
、作製時よりも向上してはいるものの実用土まだ十分で
はなかった。一般に、スパッタ法や蒸着法により作製さ
れた薄膜は、基板と薄膜との間の熱膨張係数の差などに
よる歪が膜面内に残留しており、そのため透磁率が低下
すると言われているが、実際には磁歪がほぼ零の組成の
磁性薄膜においても、熱処理後の透磁率はあまり向上し
ていないのが現状である。この現象が生起する理由は、
作製時に誘起された磁気異方性が熱処理後もまだ残って
いるためと考えられる。また、この膜の膜面内に残留し
ている異方性は一軸磁気異方性であるので、垂直記録用
磁気ヘッドの主磁極膜としては適しているが、たとえば
ＶＴＲ用磁気ヘッド等のリング型ヘッドに用いる磁性薄
膜としては不適当である。

また、上記積層膜においても各磁性層の透磁率の周波数
特性は改善されてはいるが、この場合も膜面内に一軸磁
気異方性が存在するだけでなく、膜厚が薄いだめ透磁率
の絶対値は低下しているので、各磁性層の透磁率を向上
させなければ、実用上優れた高透磁率積層膜を得ること
は困難であつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記従来の問題点を解決し、高透磁率ならび
に高周波領域における透磁率特性を改善した高透磁率積
層膜の製造方法を提供することを目的とするものであり
、特許請求の範囲記載の方法を提供することによって、
前記目的を達成することができる。すなわち本発明は、
スパッタ法を用いて、非磁性体、磁性体のいずれか少な
くとも１種からなる基板上に非晶質軟磁性薄膜を、非磁
性体より成る中間層を介して、積層して形成される高透
磁率積層膜の製造方法において、前記非晶質薄膜の形成
時に上記基板面に平行な３０ｅ以上５０００以下の静磁
界を印加して各非晶質軟磁性膜の透磁率を向上させるこ
とにより透磁率が高くかつ周波数特性の改善された高透
磁率積層膜の製造方法に関し、更に、印加する静磁界の
方向を非晶質軟磁性薄膜の各層毎に変化させることによ
り高周波特性にも優れ、かつ等方的な高透磁率積層膜の
製造方法に関するものである。

次に本発明を実験データについて説明する。

非晶質軟磁性膜をＲＦスパッタ法により作製する場合、
基板材質、地磁気などの外部磁界、Ａｒガスの取り込み
の影響などにより膜面内に磁気異方性が誘起されること
は一般によく知られている。

このなかで磁性膜と基板間の応力による影響は熱処理に
よって取り除くことができるが、磁気的な影響は熱処理
のみによって十分には取り除くことは難かしいことを本
発明者らは確認した。

そこで本発明者らはまず、膜作製時において基板面に平
行に静磁界を印加してスパッタリングを行ない、印加磁
界の方向を磁化容易軸とする一軸磁気異方性を有する膜
を作製しその緒特性について検討した。

第１図（ａ）は、ＲＦスパッタ法によりガラス基板上に
作製した磁歪がほぼ零の組成である０Ｏ８ｓＮｂ１２Ｚ
ｒｓ非晶質磁性薄膜におけるＩ　ＭＨｚでの透磁率と印
加磁界方向との関係を示す図であり、同図（ｂ）は試料
に対する磁化容易軸の方向と透磁率測定方向との関係を
示す図である。ここで、薄膜作製中に印加した静磁界の
大きさは約６００Ｓ　また上記薄膜の膜厚は０．６μｍ
である。

同図かられかるように、上記非晶質薄膜にあっては膜面
内の異方性が大きく、透磁率の値は磁化困難軸方向が大
きい一軸異方性を有している。

第２図中の実線は、該薄膜の磁化困難軸方向の透磁率の
周波数依存性を示し、また、比較のため上記薄膜と同一
組成でスパッタ中に磁界を加えないで作製した非晶質薄
膜の透磁率についても同図中に点線によって示した。但
し、いずれの場合も作製後、回転磁界中熱処理を施した
後に透磁率を測定した。同図かられかるように磁歪が零
付近の磁性薄膜においては、作製時の印加磁界を６０ｅ
とした場合にはμ、　＝　１００００　（ａｔ　１０　
ｋＨｚ　）と透磁率が向キしており、またＩ　ＭＨｚに
おいてもμｍ＝８５００と高周波領域においても高い値
が得られた。

ここで、非晶質薄膜の作製時における印加磁界は３０ｅ
未満であれば効果はなく、また５　００ｅより大きい場
合にはスパッタ中にプラズマに影響を及ぼすので、３０
ｅ以上５００ｅ以下にする必要がある。

〔実施例〕

次に本発明者・らは、上記組成の非晶質磁性薄膜を０．
２μｍ、中間層として５ｉ０２を７０１の厚さに交互に
１０層ずつ積層して成る高透磁率積層膜を作製した。

本実施例では、等方的な磁性膜を作製するため、第３図
（ａ）　、　（ｂ）に示すように各磁性層毎に印加磁界
の方向を変化させ、同図（ａ）に示すように磁界の方向
が膜の上面からみて１８°ずつずれた１０方向を向くよ
うにして変化させてスパッタリングを行なった。ここで
印加磁界の大きさは６０ｅ、作製した膜の厚さは約２μ
ｍであった。なお同図（ｂ）は同図（ｍｌの断面を示す
図である。

第４図（ａ）は、上記積層膜の透磁率の面内各方向にお
ける分散を示した図であり、同図（ｂ）は透磁率が最大
、すなわちμｒ　（ｍａｘ）方向と透磁率測定方向との
関係を示す図である。同図（ａ）かられかるように、こ
の高透磁率積層膜においては、非晶質薄膜の各層毎の磁
化容易軸方向が異なるため第１図（ａ）に示したＱｏＮ
ｂＺｒ単層膜に比較して著しく等方的になっていること
がわかる。

また第５図中の実線は、上記積層膜の透磁率の周波数依
存性を示したもので、同図の点線で示した同一組成の単
層膜（作製時に印加磁界なし、膜厚０．６μｍ）の透磁
率特性と比べて透磁率も高く、またＩ　ＭＨｚ以上の高
周波特性においてもはるかに優れていることがわかる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、磁気ヘッド等の高周
波用デバイスに使用される透磁率が高くかつ高周波領域
における周波数特性が大きく改善された高透磁率積層膜
を作製することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は静磁界中でスパッタリングを行なって作
製した０ｏＮｂＺｒ非晶質磁性薄膜の膜面内の各方向に
おける透磁率の分散を示す図、同図（ｂ）は試料に対す
る磁化容易軸方向と透磁率測定方向との関係を示す図、
第２図は上記薄膜の透磁率の周波数依存性を示す図、第
３図（ａ）はＣ１ｏＮｂＺｒ　−ＳｉＯ２積層膜の作製
時における各磁性層の印加磁界の方向を示す図、同図（
ｂ）は同図（ａ）の断面を示す図、第４図（ａ）は積層
膜の膜面内の各方向における透磁率の分散を示す図、同
図（ｂ）は透磁率が最大すなわちμｒ（ｍａｘ）の方向
と透磁率測定方向との関係を示す図、第５図は上記積層
膜の透磁率の周波数依存性を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非磁性体、磁性体のいずれか少なくとも１種から成
   る基板上に、スパッタ法により非晶質軟磁性薄膜を、非
   磁性体より成る中間層を介して、積層して形成される高
   透磁率積層膜の製造方法において、前記非晶質薄膜の形
   成時に上記基板面に平行な３エルステッド以上５０エル
   ステッド以下の静磁界を印加して製造することを特徴と
   する高透磁率積層膜の製造方法。 ２、印加される前記静磁界の方向を、非晶質軟磁性薄膜
   の各層毎に変化させることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の高透磁率積層膜の製造方法。