JP2000150233A

JP2000150233A - 磁性膜とその製造方法

Info

Publication number: JP2000150233A
Application number: JP24938199A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Hiramoto; 雅祥平本; Nozomi Matsukawa; 望松川; Hiroshi Sakakima; 博榊間
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高周波特性にすぐれた高ＢＳ軟磁性材料とそ
の製造方法を提供する。【解決手段】磁性層と中間層とを備えた磁性膜であっ
て、前記磁性層は、（Ｍ ₁α₁Ｘ₁β₁）_100-δ₁Ａ₁δ
₁（但し、添え字のα₁，β₁，δ₁は原子量％を示し、ま
たＭ₁はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１種
の磁性金属、Ｘ₁はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記Ｍ₁をのぞく遷移金属
から選ばれた少なくとも１種、Ａ₁はＯ、Ｎの少なくと
も１種を表す）なる組成式で表され、０．１≦β₁≦１
２ α₁＋β₁＝１０００≦δ₁≦１０の組成範囲を有し、前記中間層は、（Ｍ₂α₂Ｘ₂β₂）
_100-δ₂Ａ₂δ₂（但し、添え字のα₂，β₂，δ₂は原子量
％を示し、Ｍ₂はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なく
とも１種の磁性金属、Ｘ₂はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、
Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記Ｍ₁をのぞく
遷移金属から選ばれた少なくとも１種、Ａ₂はＯ、Ｎの
少なくとも１種を表す）なる組成式で表される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク装
置（ＨＤＤ）の記録ヘッド、磁気再生ヘッド。磁気イン
ピーダンスセンサーを始めとする磁気センサーや、磁気
コイル、インダクター等の磁気回路部品などで用いられ
る高飽和磁束密度を有する磁性膜およびその製造方法、
およびこれを用いた薄膜ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年ＨＤＤの記録最高周波数ののびは著
しく２００ＭＨｚに近づいており、また高密度記録媒体
は高保磁力化に向かっている。このために、記録ヘッド
材料には高周波でも実効透磁率が高く、磁極飽和のしに
くい、すなわち材料値として一般に、高抵抗率（高ρ）
で強一軸異方性、さらに高飽和磁束密度（高Ｂｓ）を有
する材料が要求されている。

【０００３】これらの要求に応えるために、例えばＢｓ
が２Ｔ（テスラ）以上の材料としてスパッタリング法で
形成した、ＦｅＣｒＮ（ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ．８１
（８），１５Ａｐｒｉｌ１９９７）やＦｅＲｈＮ
（ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．ＶＶＯｌ１３３．
Ｎｏ．５１９９７）などＦ−Ｎ系材料が報告されてい
る。

【０００４】これら高Ｂｓ材料は本質的に抵抗率が低い
ために、高周波で使用することが困難であるが、Ａｌ₂
Ｏ₃ＳｉＯ₂などの非磁性絶縁体と積層し、渦電流損失
を抑制して使用する方法が提案されている（日本応用磁
気学会第１０３回研究会資料ｐ２１９９８）。

【０００５】図４０に示すように、米国特許第５、５４
３、９８９号、米国特許第５、６８６、１９３号は、セ
ンダストのシード層とセンダストのバルク層とを含む積
層構造を含む磁極先端領域１１９および１２３を備えた
薄膜磁性層を開示している。

【０００６】一方、単層膜で高ρを持つ材料としては、
Ｆｅ−Ｍ−Ｏ（Ｍ＝Ｈｆ、Ｚｒ）（日本金属学会講演概
要第１２２回Ｐ１７９（４２４）１９９８）が知ら
れているが、Ｂｓが低いのが難点である。このような高
Ｂｓ、あるいは、高ρ材料は、さらに一軸異方性を付与
し、強磁性共鳴損失を抑制できることが必要であるが、
これには、磁場中熱処や、磁場中成膜が行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の開発
した高Ｂｓ膜に一軸異方性をもうけた場合でも、薄膜ヘ
ッドに用いられる記録磁極形状は狭トラック化に伴う磁
極厚み／磁極幅のアスペクト比が大きくなるために、ギ
ャップ面垂直方向に反磁界による磁気異方性が生じる。

【０００８】このために、磁化容易軸方向が膜面垂直方
向にシフトし、磁極全体の磁区構造が複雑化し、その結
果、高周波での磁気特性が悪くなるという課題があっ
た。

【０００９】また従来の高Ｂｓ膜を絶縁抵抗層と積層し
た膜で磁極形成を行ったばあい、高Ｂｓ材料と、非磁性
材料を積層化する際に少なくとも２つの膜形成物質供給
源が必要となり、かつこれらを交互に成膜するために成
膜時間が長くなるという課題があった。

【００１０】また、磁極パターンに微細加工をドライエ
ッチング技術を用いて行う際に、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉと言
った遷移金属系の磁性体と、Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂などの
非磁性絶縁物質では、エッチングレイトが大きく異な
る。したがって、例えばエッチングレイトが早い、ラジ
カルエッチングや、ＲＩＥを行った場合、これらの反応
は等方的であるために、磁性層、非磁性絶縁物層断面に
凹凸を生じてしまう。またそれぞれの層に対して使用す
る反応性ガス種を変更すると、ガス置換などのために全
体としての加工速度が遅くなり、また装置が煩雑になる
という課題があった。

【００１１】またこれらの膜が高周波記録で使用される
場合、再生ヘッドとしてはスピンバルブ膜が用いられる
が、スピンバルブ膜を構成する磁性層のうちの少なくと
も一つが磁化が媒体磁界方向に固定されたピン層となっ
ており、この固定磁化の方向が、高周波化のために記録
磁極膜に必要な一軸異方性の方向と直交している。

【００１２】従来開発されてきた記録用磁性膜では、一
軸異方性を形成しながら成膜、あるいは成膜後、磁場中
熱処理で一軸異方性を形成しているために、スピンバル
ブ膜の固定層を好ましい固定磁化方向にピンするために
施す別の磁場中熱処理により、記録用磁性膜の異方性が
弱まるという課題があった。

【００１３】また、上部磁極形成時にスロープ部の膜質
が斜め成膜により膜質劣化が起こるという課題があっ
た。

【００１４】本発明の目的は、高周波特性にすぐれた高
ＢＳ軟磁性材料とその製造方法を提供する事にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁性膜は、
磁性層と中間層とを備えた磁性膜であって、前記磁性層
は、（Ｍ₁α₁Ｘ₁β₁）_100-δ₁Ａ₁δ₁（但し、添え字の
α₁，β₁，δ₁は原子量％を示し、またＭ₁はＦｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の磁性金属、Ｘ₁
はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、
Ｇａまたは前記Ｍ₁をのぞく遷移金属から選ばれた少な
くとも１種、Ａ₁はＯ、Ｎの少なくとも１種を表す）な
る組成式で表され、０．１≦β₁≦１２ α₁＋β₁＝１０００≦δ₁≦１０の組成範囲を有し、前記中間層は、（Ｍ₂α₂Ｘ₂β₂）
_100-δ₂Ａ₂δ₂（但し、添え字のα₂，β₂，δ₂は原子量
％を示し、Ｍ₂はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なく
とも１種の磁性金属、Ｘ₂はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、
Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記Ｍ₁をのぞく
遷移金属から選ばれた少なくとも１種、Ａ₂はＯ、Ｎの
少なくとも１種を表す）なる組成式で表され、０．１≦β₂≦８０ α₂＋β₂＝１００ δ₁＜δ₂≦６７の組成範囲を有し、前記磁性層と前記中間層とが交互に
積層され、そのことにより上記目的が達成される。

【００１６】少なくともＸ₁がＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖか
ら選ばれた少なくとも１種を含んでおよい。

【００１７】Ｍ₁＝Ｍ₂、かつＸ₁＝Ｘ₂であってもよい。

【００１８】Ａ₂がＯを含んでもよい。

【００１９】前記磁性層の平均厚みをＴ₁、前記中間層
の平均厚みをＴ₂とすると、２ｎｍ≦Ｔ₁≦１５０ｎｍ０．４ｎｍ≦Ｔ₂≦１５ｎｍ１≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足してもよい。

【００２０】前記磁性膜は、２０ｎｍ＜Ｔ₁≦１５０ｎｍ１ｎｍ＜Ｔ₂≦１５ｎｍ４≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足し、前記中間層を介して隣り合う前記
磁性層を構成する磁性結晶粒のうち少なくとも５０％が
前記中間層で分離されていてもよい。

【００２１】本発明に係る磁性膜は、磁性層と中間層と
を備えた磁性膜であって、前記磁性層は、（Ｍ₁α₁Ｘ₁
β₁）_100-δ₁Ａ₁δ₁（但し、添え字のα１，β１，δ１
は原子量％を示し、Ｍ₁はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれ
た少なくとも１種の磁性金属元素、Ｘ₁はＭｇ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｇａまたは遷移金属で
あるＩＶａ族またはＶａ族またはＣｒから選ばれた少な
くとも１種、Ａ₁はＯ、Ｎの少なくとも１種を表す）な
る組成式で表され、０．１≦β₁≦１２ α₁＋β₁＝１０００≦δ₁≦１０の組成範囲を有し、前記中間層は、（Ｍ₂α₂Ｘ₂β₂）
_100-δ₂Ａ₂δ₂（但し、添え字のα₂，β₂，δ₂は原子量
％を示し、Ｍ₂はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なく
とも１種の磁性金属元素、Ｘ₂はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、Ｓｉ、Ａｌ、ＧａまたはＧｅまたは遷移金属である
ＩＶａ族またはＶａ族またはＣｒから選ばれた少なくと
も１種、Ａ₂はＯ、Ｎの少なくとも１種を表す）なる組
成式で表され、０．１≦β₂≦８０ α₂＋β₂＝１００ δ₁＜δ₂≦６７の組成範囲を有し、前記磁性層と前記中間層とが交互に
積層され、そのことにより上記目的が達成される。

【００２２】少なくともＸ₁がＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖか
ら選ばれた少なくとも１種を含んでもよい。

【００２３】Ｍ₁＝Ｍ₂、かつＸ₁＝Ｘ₂であってもよい。

【００２４】Ａ₂がＯを含んでもよい。

【００２５】前記磁性層の平均厚みをＴ₁、前記中間層
の平均厚みをＴ₂とすると、２ｎｍ≦Ｔ₁≦１５０ｎｍ０．４ｎｍ≦Ｔ₂≦１５ｎｍ１≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足してもよい。

【００２６】前記磁性膜は、２０ｎｍ＜Ｔ₁≦１５０ｎｍ１ｎｍ＜Ｔ₂≦１５ｎｍ４≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足し、前記中間層を介して隣り合う前記
磁性層を構成する磁性結晶粒のうち少なくとも５０％が
前記中間層で分離されていてもよい。

【００２７】本発明に係る磁性膜は、磁性層と中間層と
を備えた磁性膜であって、前記磁性層は、（Ｍ₁α₁Ｘ₁
β₁Ｚ₁γ₁）_100-δ₁Ａ₁δ₁（但し、添え字のα₁，β₁，
γ₁、δ₁は原子量％を示し、Ｍ₁はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉか
ら選ばれた少なくとも１種の磁性金属元素、Ｘ₁はＭ
ｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ａｌ、ＧａまたはＧｅま
たは遷移金属であるＩＶａ族またはＶａ族またはＣｒか
ら選ばれた少なくとも１種、Ｚ₁はZｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐ
ｔから選ばれた少なくとも１種、Ａ₁はＯ、Ｎの少なく
とも１種を表す）なる組成式で表され、０．１≦β₁≦１２０．１≦γ₁≦８ α₁＋β₁＋γ₁＝１０００≦δ₁≦１０の組成範囲を有し、前記中間層は、（Ｍ₂α₂Ｘ₂β₂Ｚ₂
γ₂）_100-δ₂Ａ₂δ₂（但し、添え字のα₂，β₂，γ₂，
δ₂は原子量％を示し、Ｍ₂はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ば
れた少なくとも１種の磁性金属元素、Ｘ₂はＭｇ、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ａｌ、ＧａまたはＧｅまたは遷
移金属であるＩＶａ族またはＶａ族またはＣｒから選ば
れた少なくとも１種、Ｚ₂はＲｈ、Ｒｕ、Ｐｔから選ば
れた少なくとも１種、Ａ₂はＯ、Ｎの少なくとも１種を
表す）なる組成式で表され、０．１≦β₂≦８００．１≦γ₂≦８ α₂＋β₂＋γ₂＝１００ δ₁＜δ₂≦６７の組成範囲を有し、前記磁性層と前記中間層とが交互に
積層され、そのことにより上記目的が達成される。

【００２８】少なくともＸ₁がＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖか
ら選ばれた少なくとも１種を含んでもよい。

【００２９】Ｍ₁＝Ｍ₂、かつＸ₁＝Ｘ₂であってもよい。

【００３０】Ａ₂がＯを含んでもよい。

【００３１】前記磁性層の平均厚みをＴ₁、前記中間層
の平均厚みをＴ₂とすると、２ｎｍ≦Ｔ₁≦１５０ｎｍ０．４ｎｍ≦Ｔ₂≦１５ｎｍ１≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足してもよい。

【００３２】前記磁性膜は、２０ｎｍ＜Ｔ₁≦１５０ｎｍ１ｎｍ＜Ｔ₂≦１５ｎｍ４≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足し、前記中間層を介して隣り合う前記
磁性層を構成する磁性結晶粒のうち少なくとも５０％が
前記中間層で分離されていてもよい。

【００３３】本発明に係る高抵抗磁性膜は、ＭαＸβ
（ＮδＯε）γ（但し、添え字のα、β、γ、δ、εは
原子量％を示し、ＭはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少
なくとも１種の磁性金属、ＸはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記Ｍをのぞ
く遷移金属から選ばれた少なくとも１種）なる組成式で
表される高抵抗磁性膜であって、前記Ｘが、窒素化物生
成自由エネルギーが最も低い窒化物となるときの化学式
をＸＮ_m、酸化物生成自由エネルギーが最も低い酸化物
となるときの化学式をＸＯ_n、とすると、前記高抵抗磁
性膜は、 α＋β＋γ＝１００４５≦α≦７８ δ＋ε＝１００１＜１００×γ／β／（ｍ×δ＋ｎ×ε）＜２．５の組成範囲を有し、前記高抵抗磁性膜は、結晶粒を含
み、前記結晶粒の最短径が２０ｎｍ以下であり、そのこ
とにより上記目的が達成される。

【００３４】本発明に係る高抵抗磁性積層膜は、磁性層
と中間層とを備えた高抵抗磁性積層膜であって、前記磁
性層は、高抵抗磁性膜を含み、前記高抵抗磁性膜がＭ
_1m1Ｘ₁ _n1Ａ_1q1、前記中間層がＭ_2m2Ｘ_2n2Ａ_2q2、（但
し、添え字のｍ１、ｎ１、ｑ１、ｍ２、ｎ２、ｑ２は原
子量％を示し、Ｍ₁、Ｍ₂はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれ
た少なくとも１種の磁性金属、Ｘ₁、Ｘ₂はＭｇ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記
磁性金属をのぞく遷移金属から選ばれた少なくとも１
種、Ａ₁、Ａ₂はＯ、Ｎの少なくとも１種を表す）なる組
成式で表され、前記高抵抗磁性膜と前記中間層とは、Ｍ₁＝Ｍ₂、Ｘ₁＝Ｘ₂ ｑ１＜ｑ２なる関係を満足し、前記高抵抗磁性膜と前記中間層とが
交互に積層され、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００３５】本発明に係る高抵抗層の製造方法は、磁性
薄膜あるいは磁性層上に、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記Ｍ₁をのぞく遷
移金属から選ばれた少なくとも１種以上の元素を１０原
子量％以上含む低抵抗層を形成するステップと、前記低
抵抗層を酸素雰囲気化、窒素雰囲気化、酸素プラズマ雰
囲気化および窒素プラズマ雰囲気化のいずれかで、酸化
あるいは窒化させるステップとを包含し、そのことによ
り上記目的が達成される。

【００３６】前記磁性薄膜あるいは前記磁性層は、酸素
親和性元素を含んでもよい。

【００３７】本発明に係る磁性積層膜は、磁性薄膜と高
抵抗層とが交互に積層される磁性積層膜であって、前記
磁性薄膜の平均厚みをＴ₃、前記高抵抗層の平均厚みを
Ｔ₄とすると、１００ｎｍ≦Ｔ₃≦１０００ｎｍ２ｎｍ＜Ｔ₄≦５０ｎｍ１０≦Ｔ₃／Ｔ₄≦５００なる関係式を満足し、そのことにより上記目的が達成さ
れる。

【００３８】前記磁性薄膜は、磁性層と中間層とを含
み、前記磁性層がＭ₁Ｘ₁Ａ₁、前記中間層がＭ₂Ｘ₂Ａ₂、
前記高抵抗層がＭ₃Ｘ₃Ａ₃（Ｍ₁〜Ｍ₃はＦｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉから選ばれた少なくとも１種の磁性金属、Ｘ₁、Ｘ₂、
Ｘ₃はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａ
ｌ、Ｇａまたは前記磁性金属をのぞく遷移金属から選ば
れた少なくとも１種、Ａ₁、Ａ₂、Ａ₃はＯ、Ｎの少なく
とも１種を表す）なる組成式で表され、前記磁性層と前
記中間層と前記高抵抗層とは、少なくともＭ₁＝Ｍ₂＝Ｍ
₃、Ｘ₁＝Ｘ₂＝Ｘ₃なる条件を満たしてもよい。

【００３９】本発明に係る薄膜ヘッドは、上部磁極と下
部磁極とを備え、少なくとも前記上部磁極は、比抵抗が
８０μΩｃｍ以上である高抵抗磁性膜または高抵抗磁性
積層膜と、磁性薄膜または磁性積層膜とを含み、前記上
部磁極と前記下部磁極とは、記録ギャップを形成し、少
なくとも前記上部磁極の先端部の記録ギャップの近傍に
は、前記磁性薄膜または前記磁性積層膜が形成され、そ
のことにより上記目的が達成される。

【００４０】少なくとも前記記録ギャップ上に前記磁性
薄膜または前記磁性積層膜が形成され、前記磁性薄膜ま
たは前記磁性積層膜上に比抵抗が８０μΩｃｍ以上であ
る高抵抗磁性膜または高抵抗磁性積層膜が形成されても
よい。

【００４１】本発明に係る薄膜の製造方法は、披膜形成
物と膜形成物質供給源とを相対的に移動させる第１ステ
ップと、磁性薄膜と磁性積層膜と高抵抗磁性膜と高抵抗
磁性積層膜との少なくとも１つを成膜する第２ステップ
とを包含し、前記披膜形成物と前記膜形成物質供給源と
が互いに相対的に移動する移動方向に磁性薄膜と磁性積
層膜と高抵抗磁性膜と高抵抗磁性積層膜との少なくとも
１つの磁化困難軸が形成され、そのことにより上記目的
が達成される。

【００４２】移動方向は、薄膜ヘッドの上部磁極のデプ
ス方向を含んでもよい。

【００４３】前記第１ステップは、前記移動方向に略直
角で、かつ前記被膜形成物上の、成膜面内に略平行に、
５０（Ｏｅ）以上の略一様でかつ略一方向の磁場を形成
する気相成膜法を用いて成膜するステップを包含しても
よい。

【００４４】前記第１ステップは、気相成膜装置内での
酸素または酸素プラズマあるいは窒素または窒素プラズ
マの濃度を変化させることで成膜するステップを包含し
てもよい。

【００４５】成膜中の前記披膜形成物の実質的な温度が
３００℃以下であってもよい。

【００４６】本発明に係るハードディスク装置は、本発
明に係る磁性膜を少なくとも磁極あるいはシールドの一
部に用い、そのことにより上記目的が達成される。

【００４７】本発明に係るハードディスク装置は、本発
明に係る高抵抗磁性膜を少なくとも磁極あるいはシール
ドの一部に用い、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００４８】本発明に係るハードディスク装置は、本発
明に係る磁性積層膜を少なくとも磁極あるいはシールド
の一部に用い、そのことにより上記目的が達成される。

【００４９】本発明に係るハードディスク装置は、本発
明に係る薄膜ヘッドを用い、そのことにより上記目的が
達成される。

【００５０】本発明のある局面に従えば、高周波での軟
磁気特性に優れ、かつ高Ｂｓを持つ磁性膜を得ることが
できる。これは磁性層を中間層で磁気的にほぼ分断する
ことで、中間層を介する磁性層同士が静磁結合によって
磁壁エネルギーを減少すること、あるいは中間層により
磁性結晶粒の粒成長を抑制し、微細にすることで、見か
けの結晶磁気異方性が低下する、いわゆる微細化効果に
より軟磁気特性が向上することによると思われる。

【００５１】また、何れの場合でも、膜微細加工時に、
膜厚／膜幅が、高アスペクト比を持つ場合でも、膜垂直
方向の形状磁気異方性エネルギーが抑制されるために、
優れた高周波特性を示すことができるが、特に薄膜ヘッ
ドの上部磁極のギャップ近傍に静磁結合タイプの磁性膜
を用いた場合、中間層で分離された異なる磁性層同士の
磁化が、磁極部の側面において静磁結合を行い、見かけ
上一軸異方性を形成したことと同様の好ましい磁化方向
を向く傾向があるために、磁場中の熱処理や磁場中成膜
を行わずとも、高周波特性が向上する。

【００５２】Ｍ₁はＦｅ、ＦｅＣｏ合金、ＦｅＣｏＮｉ
合金の何れでもよく、また磁性層中に含まれるＸ₁は少
なくとも０．１％以上あれば材料の耐食性をたかめる、
あるいは磁性金属の結晶粒径を微細化する、磁性結晶粒
の結晶磁気異方性を下げる、磁歪を小さくするなどの少
なくとも一つ以上の効果があり、例えばＭ₁がＦｅの場
合それぞれの添加量にもよるが、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒ
ｕ等は耐食性を高め、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｖ、Ａｌ、Ｓ
ｉ、Ｔｉ、Ｍｏは結晶磁気異方性をさげ、Ｔｉ、Ｓｉ、
Ｓｎは磁歪を下げるなどの効果が見られる。Ｍ₁は１種
類でも効果があるが、２種以上の複合添加でも、さらに
結晶粒径を下げる働きが顕著になる。またＡ１が添加さ
れることでさらに結晶粒径が微細化され、軟磁気特性が
向上する効果がある。ここでβ₁が１２％、δ₁が１０％
より多くなるとになるとＢｓが低下するために好ましく
ない。

【００５３】また、中間層に遷移金属が含まれるため
に、例えば遷移金属のカルボニル生成を伴うＲＩＥ法な
どを用いても、微細パターン形状を比較的容易に作成す
ることができる。加工性の点からは例えばＣｒ、Ｐｔな
どの遷移金属単体を中間層に用いることが好ましく、ま
た層間の渦電流損失を抑制することからは、ＳｉＯ₂Ａ
ｌ₂Ｏ₃など高抵抗酸化物を用いることも好ましいが、本
発明の中間層では、比較的乖離エネルギーが小さい、酸
化物、窒化物、あるいは酸窒化物であるために、比較的
加工性がよく、かつ渦電流を十分抑制できる程度の高抵
抗を両立できる。

【００５４】また中間層に含まれるＸ₂はＡ₂と反応生成
物を形成することで磁性層との分離を促す効果があり、
たとえ本発明の中間層が渦電流を抑制しない組成あるい
は厚みにおいても、静磁結合や、結晶粒の微細化に優れ
た働きを持つ。このときＸ₂は０．１％以上で効果が見
られ、８０％よりも多くなると、微細形状にパターン化
する場合に加工性が悪い、あるいは内部応力歪みによる
磁気劣化が起こるなどの問題がある。

【００５５】またδ₂は磁性層の分離を充分にするため
にはδ₁よりもＯまたはＮ濃度が高いことが必要であ
る。δ₂濃度が６７％を超えると、成膜温度以上の温度
で熱処理した場合に過剰な酸素、あるいは窒素がガス離
脱し、膜に損傷を与えることがあるために６７％以下で
あることが必要である。

【００５６】また前記構成において、Ｍ₁＝Ｍ₂、かつＸ
₁＝Ｘ₂である磁性薄膜では磁性層と同元素を共有する中
間層を用いることで、異種界面に発生する界面エネルギ
ーを抑制でき、そのために界面に発生する内部応力によ
る磁気弾性エネルギーが小さく、膜内部の異方性エネル
ギーを低めることができる。またその結果として軟磁気
特性に優れ、かつ高Ｂｓを持つ磁性膜を得ることができ
る。さら本発明の構成を持つ磁性薄膜の中間層が静磁結
合を可能にするに充分な厚みを持つ場合、界面の歪みに
より発生する垂直磁化を抑制できるために、静磁結合が
より有効に働く磁区構造が実現される。

【００５７】また比較的界面エネルギーが低いために成
膜時、あるいは成膜後に歪みエネルギーを除去するため
の高温成膜、あるいは高温での歪み取り熱処理が不要で
あり、３００℃以下の低温プロセスで容易に軟磁性を生
じることができる。さらに通常異種材料同士の積層膜に
おいては、界面エネルギーの低い材料同士の組み合わせ
では、層間剥離が生じやすくなるが本発明の構成を持つ
異性膜では、共通する元素がノリの働きを持つために強
度も高い。またさらにＭ₁＝Ｍ₂、かつＸ₁＝Ｘ₂であるた
めに、例えば気相成膜法を用いて作製する場合、膜形成
物質供給源が一つでも簡便に成膜できる利点がある。ま
た本構成の場合、各磁性層と中間層は組成が連続的に変
調した構造になっていても同様の効果がある。

【００５８】本発明の他の局面に従えば、中間層に含ま
れるＸ₂が何れも酸化物生成自由エネルギーが低いため
にＡ₂と反応生成物を容易に形成でき、比較的薄い中間
層厚においても磁性層同士の適度な分離効果が高い。

【００５９】本発明のさらに他の局面に従えば、磁性
層、中間層のそれぞれに、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔから選ばれ
た少なくとも１種が添加されることで、薄膜材料の耐食
性が顕著に向上する。ここでこれらの元素の含有量は、
０．１％以上で効果があるが８％以上になると飽和磁束
密度の低下とともに、軟磁気特性の劣化が起こる。

【００６０】また前記構成において、少なくともＸ₁が
Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖから選ばれた少なくとも１種であ
る磁性薄膜においては、磁性層を構成する結晶粒内に、
Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖが僅かに含まれる場合は結晶磁気
異方性エネルギーが小さくなるために、磁壁エネルギー
の低下や、微細化効果が顕著に起こり、軟磁気特性がさ
らに優れた値を示す。またこれらの元素が磁性層内のＯ
あるいはＮと反応した場合は、結晶粒の成長を抑制し、
微細化効果を促進させる働きがある。あるいはさらに中
間層にこれらの元素が含まれる場合は、何れの元素も酸
化物、あるいは窒化物生成自由エネルギーが大きく、ま
た拡散定数が大きいために比較的薄い厚みで有効な中間
層を形成することができる。この比較的薄い中間層は、
これを介した磁性層間の静磁結合が強まるために、磁壁
エネルギーの減少が大きく、また中間層による膜全体の
飽和磁束密度の低下が少ない。

【００６１】また前記構成において、中間層に含まれる
Ａ₂がＯである磁性薄膜では、中間層の熱安定が特に高
く、例えばスピンバルブ膜の反強磁性膜をＨＤＤの動作
環境温度で、固定する際に必要な磁場中熱処理温度が比
較的高い場合においても、軟磁気特性の劣化が起こらな
い。

【００６２】本発明のさらに他の局面に従えば、優れた
軟磁気特性とともに高Ｂｓを持つことができる。これは
磁性結晶粒の微細化効果の一種によって軟磁気特性が現
れているものと思われる。

【００６３】ここで磁性層は、結晶粒あるいは非晶質を
僅かに含む結晶粒で構成され、隣り合う磁性層同士は、
中間層で完全に分離されている必要はない。中間層を挟
む磁性層の結晶粒が部分的には結晶学的に連続している
ように観察されても、膜面内と中間層を通る膜垂直方向
では結晶粒の磁気的なつながりの強さが変わる。

【００６４】このために、例えば薄膜ヘッドの磁極とし
て微細形状の加工しても、垂直方向の形状異方性の影響
を受けず高周波で優れた軟磁気特性を示す。とくに中間
層が非晶質または非晶質を含む微結晶であるときに優れ
ている。磁性層は２ｎｍより小さいと磁気特性が劣化
し、２０ｎｍ以上では粒成長しすぎている。また中間層
は０．４ｎｍ以上でないと効果的な結晶粒の微細化がで
きず、また２ｎｍ以下でないと磁性層間を通じた交換結
合が弱まるためか、軟磁気特性に劣化が見られる。ま
た、Ｂｓの点から、膜厚比は１≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０である
ことが好ましい。

【００６５】本発明のさらに他の局面に従えば、高Ｂｓ
であるとともにさらに軟磁気特性の高周波特性が優れて
いる。この構成の範囲の膜は主として静磁結合効果の一
種によるものと思われる。ここで磁性層は、結晶粒ある
いは非晶質相を僅かに含む結晶粒で構成される。

【００６６】両磁性層が中間層により電気的に絶縁され
ている必要はない。磁性層は２０ｎｍ以下、あるいは１
５０ｎｍより大きいと静磁結合が効果的でなくなる。ま
た中間層が２ｎｍ以下では磁性層間を充分に分離でき
ず、交換結合が支配的となる。

【００６７】また１５ｎｍを超える場合では、磁性層間
の距離が遠く充分な静磁結合を起こしにくい。これらの
静磁結合に加え、磁性層を構成する結晶粒子の最短径
が、微細化効果を起こすのに充分な２０ｎｍ程度以下で
あればさらに軟磁気特性は向上する。これら好ましい層
厚は本発明の組成範囲の磁性薄膜の静磁結合により減少
する静磁エネルギーと、積層化の結果生じる磁区構造に
関係する諸エネルギーの合計が最小になるバランスの結
果決定されてたものと思われる。またＢｓの点から、膜
厚比は４≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０であることが好ましい。

【００６８】本発明のさらに他の局面に従えば、高抵抗
層による渦電流抑制効果効果のほか、磁性層、中間層お
よび高抵抗層の組成構成が近いために、異種界面に発生
する界面エネルギーを抑制でき、そのために界面に発生
する内部応力による磁歪×歪エネルギーが小さく、膜内
部の異方性エネルギーを低めることができる。

【００６９】その結果、総膜厚が比較的厚い場合におい
ても軟磁気特性に優れ、かつ高Ｂｓを持つ磁性膜を得る
ことができる。また界面エネルギーが低いために成膜
時、あるいは成膜後に歪みエネルギーを除去するための
高温成膜、あるいは高温での歪み取り熱処理が不要であ
り、３００℃以下の低温プロセスで容易に軟磁性を生じ
ることができる。

【００７０】さらに本発明の磁性膜の組成構成によって
は、気相成膜法を用いて作製する場合、膜形成物質供給
源が一つでも作製が可能であり、このために装置が簡便
でかつ量産性に優れた高速成膜が行える。さらに通常異
種材料同士の積層膜においては、界面エネルギーの低い
材料同士の組み合わせでは、層間剥離が生じやすくなる
が本発明の構成を持つ異性膜では、共通する元素がノリ
の働きを持つために強度も高い。

【００７１】また前記構成の磁性積層膜の高抵抗層を、
まず、磁性薄膜、あるいは磁性層上に、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒから選ばれた少なく
とも１種以上の元素を１０原子量％以上含む低抵抗層を
形成し、次に、前記低抵抗層を酸素または窒素あるいは
酸素プラズマ、窒素プラズマ雰囲気化で、酸化あるいは
窒化させることで形成する製造方法では、比較的薄く絶
縁性に優れてた高抵抗層を作製できる。低抵抗層は、Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒのそれぞれの単一組成でもよく、
またこれらの合金膜でも良い。また例えばＦｅをはじめ
とする磁性遷移金属との合金であってもＭｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒが１０原子量％以上
あれば、優れた高抵抗膜を作製できる。比較的薄い絶縁
層は、静磁結合特性に優れるために、高い軟磁気特性を
優れた高周波特性が両立できる。

【００７２】また本発明の、少なくとも上部磁極が比抵
抗が８０μΩｃｍ以上である高抵抗磁性膜または高抵抗
磁性積層膜と前記構成の磁性薄膜または磁性積層膜から
なり、少なくとも前記上部磁極の先端部の記録ギャップ
近傍部には、前記磁性薄膜または前記磁性積層膜が形成
された構成を持つ薄膜ヘッドでは、高周波においても比
較的低い記録電流で優れたオーバーライト特性を示す。
これは、上部磁極の中でも、コア幅が狭く絞り込まれた
磁束の飽和が起こりやすい記録ヘッドのギャップ先端部
に本発明の高Ｂｓ材料を用い、またこのギャップ先端部
に磁束を誘導する他の上部磁極部には、渦電流損失の少
ない高抵抗磁性膜あるいは高抵抗磁性積層膜を用いるこ
とによる。

【００７３】高抵抗膜は、高抵抗層と磁性層の積層膜で
もよく、またグラニュラーと見なせる微結晶粒の粒界が
高抵抗非晶質物質でほぼ囲まれた、高抵抗単層膜でもよ
く、比抵抗が８０μΩｃｍ以上である軟磁性膜であるこ
とが重要である。また上部磁極と同様に、下部磁極にお
いても本発明の構成を用いることでさらに記録電流が少
なくなる。

【００７４】また、少なくとも記録ギャップ上に前記構
成の磁性薄膜または磁性積層膜が形成され、前記磁性薄
膜または前記磁性積層膜上に比抵抗が８０μΩｃｍ以上
である高抵抗磁性膜または高抵抗磁性積層膜が形成され
た構成を持つ前記構成の薄膜ヘッドでは、比較的低い記
録電流で優れたオーバーライト特性を示す薄膜ヘッド
を、容易なプロセスで作製することが可能である。ここ
で先と同じように高抵抗膜とは、比抵抗が８０μΩｃｍ
以上である軟磁性膜であれば良い。

【００７５】本発明のさらに他の局面に従えば、高周波
特性に優れたヘッドが作製できる。

【００７６】これは、本発明の組成と構造を持つ高抵抗
材料では、渦電流損失を押さえることができるために、
高周波での記録能力を著しく改善できるためである。８
０μｃｍ以上の比抵抗は、磁性結晶粒界に形成された、
高抵抗のＸ−ＯまたはＮ化合物による。

【００７７】また、Ｏ、Ｎは上式の表される範囲のよう
に、Ｘ−ＯまたはＮ化合物を形成するのに必要な量以上
含まれていることが重要である。軟磁気特性は最短径が
２０ｎｍ以下の微結晶粒による。この微結晶粒は、針状
に近い粒構造をもつかあるいは、粒状に近い形状を持
つ。

【００７８】本発明のさらに他の局面に従えば、さらに
高周波特性に優れたヘッドが作製できる。先の高抵抗薄
膜では最短径が２０ｎｍ以下である微結晶あるいは微結
晶と非晶質から構成されるため、結晶粒界が多くなり、
その結果、局所的に、磁壁移動がスムーズでなくなり磁
壁共鳴損失が大きいことがある。

【００７９】しかしながら、本発明のように積層化する
事により、膜全体の静磁エネルギーが減少するように、
磁壁構造が変化した結果、磁壁エネルギーが低下し、高
周波における磁壁共鳴損失が低下したものと思われる。
また、高抵抗磁性膜からの漏れ磁界を高抵抗磁性膜内お
よび上部磁極を構成する磁性薄膜または磁性積層膜の間
で静磁結合が行われた場合、ヘッド全体の静磁エネルギ
ーが減少し高周波特性が向上する。

【００８０】また、磁性層、中間層の組成構成が近いた
めに、異種界面に発生する界面エネルギーを抑制でき、
そのために界面に発生する内部応力による磁歪×歪エネ
ルギーが小さく、膜内部の異方性エネルギーを低めるこ
とができる。さらに本発明の高抵抗磁性膜の構成によっ
ては、気相成膜法を用いて作製する場合、膜形成物質供
給源が一つでも作製が可能であり、このために装置が簡
便でかつ量産性に優れた高速成膜が行える等の利点があ
る。

【００８１】また前記構成で、磁性薄膜および磁性積層
膜および高抵抗磁性膜および高抵抗磁性積層膜を披膜形
成物と膜形成物質供給源が膜形成時に互いの位置関係が
相対的に移動する気相成膜法を用いて成膜され、かつ前
記相対的な移動を行う移動方向に薄膜の磁化困難軸が形
成される薄膜の製造方法では膜に生じた一軸磁気異方性
が、主に磁性膜を構成する磁性結晶粒子の成長方向と微
細な結晶粒径によって決定されるために、例えばスピン
バルブ膜の反強磁性膜をＨＤＤの動作環境温度で、固定
する際に必要な、磁性薄膜および磁性積層膜および高抵
抗磁性膜の磁化容易軸方向に対して直角方向に磁界をか
けて熱処理を施しても、異方性が乱れることが少ない。

【００８２】また前記構成の相対的な移動を行う移動方
向が、薄膜ヘッドの上部磁極のデプス方向である薄膜ヘ
ッドの薄膜製造方法では、上部磁極のデプス方向に熱処
理に対して安定な磁化困難磁区が形成されるとともに、
上部磁極のスロープ面の膜質も改善されるために、優れ
た記録特性を持つ薄膜ヘッドが作製できる。

【００８３】また相対的な移動を行う移動方向に略直角
で、かつ被膜形成物上の、成膜面内に略平行に、５０
（Ｏｅ）以上の略一様でかつ略一方向の磁場を形成した
気相成膜法を用いて成膜する前記構成の磁性薄膜および
磁性積層膜および高抵抗磁性膜および薄膜ヘッドでは、
磁性膜あるいは磁性積層膜と、高抵抗磁性膜ありは高抵
抗磁性積層膜の一軸異方性の強度を揃える働きがあり、
ヘッド全体としての高周波特性が安定する。

【００８４】本発明のさらに他の局面に従えば、磁性薄
膜の磁性層と中間層、磁性積層膜の磁性層と中間層およ
び高抵抗層また高抵抗磁性膜や高抵抗磁性積層膜の磁性
層および中間層を同一の膜形成物質供給源を用いて作製
することが可能で、成膜装置が小型で、かつ高速に成膜
できる。

【００８５】また、成膜中の披膜形成物の実質的な温度
が３００℃以下である前記構成の磁性薄膜および磁性積
層膜および高抵抗磁性膜および高抵抗磁性積層膜および
薄膜ヘッドの製造方法では、比較的低温であるために、
熱拡散による構造緩和などが行われにくいものの、本来
熱安定性の悪いために、５００℃近い高温では使用でき
ない極薄中間層を用いることができる。この極薄中間層
は、磁性薄膜が、前記構成の静磁結合タイプであれば、
中間層を介して隣り合う磁性層間に、最も強い静磁結合
を行うことができ、またＢｓを低下させない極薄高抵抗
層も容易に実現できる。また本来、高Ｂｓ組成で、つま
り金属磁性元素比が高い組成では、熱処理により粒成長
しやすい。しかしながら製造温度が比較的低温であるた
めに、結晶粒を微細に保つことが容易であるために、前
記構成の微細化効果が用いた磁性薄膜や磁性積層膜が容
易に実現できる。このため高Ｂｓ、高抵抗、優れた高周
波特性を両立し、さらに微結晶や非晶質に由来する高耐
食性を備えた薄膜ヘッドが実現できる。

【００８６】また前記構成の磁性薄膜または磁性積層膜
または高抵抗磁性膜または高抵抗磁性積層膜を少なくと
も磁極あるいはシールドの一部に用いたハードディスク
装置および前記ハードディスク装置を用いた情報処理装
置では１００ＭＨｚ以上の周波数での高記録密度が達成
できるために、装置の小型化、軽量化ができる。

【００８７】また前記構成の薄膜ヘッドを用いたハード
ディスク装置および前記ハードディスク装置を用いた情
報処理装置では、高記録密度の達成による装置の小型
化、軽量化に加え、記録電流が少ないために、省電力化
が行え、その結果例えばハードディスクを装備した携帯
用の情報処理装置のバッテリーの小型化や装置の連続使
用時間の長時間化ができる。

【００８８】

【発明の実施の形態】本発明の構造、組成を持つ磁性薄
膜は、低ガス圧雰囲気で蒸着法により形成することが最
良である。蒸着法の中で特に優位な手法としての差異は
ないが、例えば高周波マグネトロンスパッタリング、直
流スパッタリング、対向ターゲットスパッタリング、イ
オンビームスパッタリング等に代表されるスパッタリン
グ法や、基板付近に反応性ガスを導入部と、蒸着材料を
溶解する溶解部をもった反応性蒸着法等で実現できる。
スパッタリング法で本発明を実施するには、まず本発明
の磁性膜を構成する磁性層、中間層、あるいは磁性積層
膜を構成する磁性層、中間層、高抵抗層、あるいは高抵
抗磁性膜のそれぞれ成膜後の組成を考慮して組成決定し
た合金ターゲットを不活性ガス中でスパッタし基板上に
成膜させる、あるいは金属ターゲット上に、添加元素ペ
レットを配置してスパッタする、あるいは添加物の一部
をガス状態で装置内にドーピングする反応性スパッタを
する等して、各層を必要な厚みだけ順次成膜をすればよ
い。ここで放電を行う電極は組成によっては、最小１基
でも可能である。

【００８９】ここで放電ガス圧、放電電力、あるいは基
板の温度、基板のバイアス状態やターゲット上、及び基
板近傍の磁場値、あるいはターゲット形状、基板へ入射
粒子の方向、放電ガス種類を制御することで、本発明の
磁性膜の構造とともに見かけの熱膨張係数、基板とター
ゲット位置による膜特性等が制御できる。

【００９０】

【実施例】以下の実施例中、薄膜はＲＦマグネトロンス
パッタリング、あるいはＤＣマグネトロンスパッタリン
グを用いて作製した。以下で基板温度として、室温から
１００℃程度に幅があるのは、成膜時のエネルギーによ
る自然昇温であり、実際には２５０℃以下程度であれば
本実施例の好ましい磁性薄膜を作製することが可能であ
る。膜構造はＸ線回折（ＸＲＤ）、透過型電子顕微鏡
（ＴＥＭ）を用いて観察した。また組成分析はＥＰＭＡ
（ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏａｎａｌ
ｙｓｉｓ）、また抗磁力はＢＨループトレーサー、飽和
磁束密度はＶＳＭ（Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓａｍｐｌｅ
ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ）で評価した。本実施例
中、中間層、磁性層をはじめとする各層の組成は、主に
それぞれの層を形成する条件で３μｍ程度の厚みに作製
した単層膜からの組成値で示している。

【００９１】以下本発明の実施例の詳細を記す。

【００９２】（実施例１）本実施例では磁性層をＦｅＳ
ｉ、中間層をＦｅＳｉＯとする磁性薄膜の磁性層厚と中
間層厚について調べた結果を示す。

【００９３】実験条件は次の通りである。

【００９４】基板：非磁性セラミックス基板基板温度：室温〜１００℃ 磁性膜ターゲット：ＦｅＳｉ合金ターゲットターゲットサイズ３インチ放電ガス圧８ｍＴｏｒｒ放電電力３００Ｗスパッタガス磁性層Ａｒ中間層Ａｒ＋Ｏ₂ 酸素分流比Ｏ₂／（Ａｒ＋Ｏ₂）３あるいは２５％尚、本実施例でＡｒのみで単層膜を作製した時の膜組成
は約Ｆｅ_94.0Ｓｉ_6.0であった。

【００９５】以下の表中の実施例ではＢｓが１．５
（Ｔ）以上、抗磁力が２．０（Ｏｅ）以下であること目
安としているが、用途によってはＢｓが１．５Ｔ以下、
あるいは抗磁力がより大きくても充分である。

【００９６】図１〜図４に同一のＦｅＳｉ合金ターゲッ
トを用いて、磁性層をＡｒガスのみで、また中間層を酸
素分流比２５％で作製した場合のＦｅＳｉ／ＦｅＳｉＯ
磁性薄膜について、磁性層と中間層の厚みを変化させた
ときの磁気特性を示す。

【００９７】図５に中間層の酸素分流比を３％として作
製した場合のＦｅＳｉ／ＦｅＳｉＯ磁性薄膜について、
磁性層の厚みを変化させた結果を示す。

【００９８】また図１に見られる（比較実施例ａｂ）と
（実施例ａａ）の膜の断面ＴＥＭの観察を行ったとこ
ろ、中間層が比較的薄い（比較実施例ａｂ）において
は、磁性層を構成する磁性結晶粒の５０％より多くの粒
子が、中間層を超えて隣の磁性層にまたがってることが
わかった。また中間層は比較的薄いが軟磁気特性の良好
な（図２）における（実施例ｂａ）の膜では、多くの結
晶粒子が中間層を超えて隣の磁性層にまたがってはいる
ものの、中間層と磁性層の周期が短いために、膜全体と
しての結晶粒の分断は（比較実施例ａｂ）より良好であ
った。これらのことから、比較的磁性層が厚い磁性薄膜
では、たんに中間層と磁性層の周期厚みだけでなく、少
なくとも５０％以上の結晶粒が中間層で分離されている
ことが重要であることがわかる。

【００９９】また図１〜４の磁性層は何れも１０ｎｍ以
上の結晶粒であったのに対し、中間層は、非晶質、ある
いは数ｎｍ程度の微結晶を含んだ非晶質となっていた。

【０１００】本実施例の磁性薄膜は、磁性層、中間層作
製時に十分プレスパッタして行った。また前記実施例の
他、Aｒガス雰囲気中で、ＲＦスパッタにより磁性層を
成膜中に、間欠的に酸素ガスを導入し中間層を形成する
ことで、中間層と磁性層を交互に連続して磁性薄膜を作
製した。この場合、チャンバー内の残留酸素ガスが充分
に排気されていないために、磁性層中には１％〜２％の
酸素ガスが添加されることが分かった。この連続作製し
た、磁性薄膜において、中間層と磁性層の厚みと磁気特
性の関係を調べたところ、実施例で記した好ましい厚み
の磁性層と中間層と同様の膜厚において、好ましい磁気
特性を得ることができた。

【０１０１】また本実施例では、磁性層として、ＦｅＳ
ｉ、中間層としてＦｅＳｉＯを用いたが、磁性層または
中間層のＦｅの代わりに、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉを用
いた場合、あるいはＳｉのかわりにＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、
Ａｌ、Ｇａ、あるいは遷移金属から選ばれた少なくとも
一種で置換した場合、とくに遷移金属の中でも、ＩＶａ
族またはＶａ族またはＣｒの何れかの元素で置換した場
合、磁性層中に、酸素あるいは窒素が適量以下添加され
た場合、あるいは中間層に磁性層中に含まれるより多く
の酸素あるいは窒素が適量含まれた場合であればいずれ
も、本実施例と同様の磁性層膜厚、中間層厚で、成膜直
後から３００℃の熱処理後にいたるまで優れた軟磁気特
性が得られた。

【０１０２】特にそのなかでも、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖで置換
したサンプルについては、軟磁気特性の他、高いＢｓが
えられた。また以上のサンプルの酸素あるいは窒素を除
く元素中にＰｔ、ＲｈまたＲｕの何れかが少なくとも８
原子量％以下含まれた場合には耐食性の改善がみられ
た。

【０１０３】以上の結果から、磁性層の平均厚みを
Ｔ₁、中間層の平均厚みをＴ₂とすると、２ｎｍ≦Ｔ₁≦１５０ｎｍ０．４ｎｍ≦Ｔ₂≦１５ｎｍ１≦Ｔ₁／Ｔ₂≦１５０なる式で表される請求項１〜６記載の磁性薄膜において
は優れた軟磁気特性とともに高Ｂｓを持つことができ
る。この膜のうち特に、磁性層の平均厚みをＴ₁、中間
層の平均厚みをＴ₂とすると、２０ｎｍ＜Ｔ₁≦１５０ｎｍ１ｎｍ＜Ｔ₂≦１５ｎｍ４≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる式で表され、中間層を介して隣り合う磁性層を構成
する磁性結晶粒のうち少なくとも５０％が中間層で分離
されている磁性薄膜は、特に静磁結合が効果的に起こ
り、高周波特性が優れた磁性薄膜となることがわかる。

【０１０４】（実施例２）本実施例は、磁性層をＦｅＳ
ｉ（Ｏ）（Ｎ）、中間層をＦｅＳｉＯとする磁性薄膜
の、磁性層中に含まれるＳｉ、Ｏ、Ｎ添加元素量につい
て調べた結果を示す。

【０１０５】実験条件は次の通りである。

【０１０６】基板：非磁性セラミックス基板基板温度：室温〜１００℃ ターゲットサイズ３インチＦｅあるいはＦｅＳ
ｉ合金放電ガス圧８ｍＴｏｒｒ放電電力３００Ｗ尚、図６の実施例ではＢｓが１．５（Ｔ）以上、抗磁力
が２．５（Ｏｅ）以下であること目安としているが、用
途によってはＢｓが１．５Ｔ以下である、あるいは、抗
磁力がより大きい場合でも充分である。

【０１０７】図６に同一のＳｉ添加量が異なるＦｅある
いはＦｅＳｉ合金ターゲットを用いて作製した、Ｆｅ／
Ｆｅ−Ｏ、ＦｅＳｉ／ＦｅＳｉＯ磁性薄膜の磁気特性を
示す。ここで、磁性層はＡｒガス雰囲気で、また中間層
は磁性層と同じターゲットを酸素分流比２５％の雰囲気
でのスパッタリングして作製した。ＦｅＳｉ磁性層は７
０ｎｍＦｅＳｉＯ中間層は５ｎｍに固定している。

【０１０８】図７に磁性層中の酸素、窒素添加量を変え
て作製した、ＦｅＳｉ（Ｏ）（Ｎ）／ＦｅＳｉＯ磁性薄
膜の結果を示す。ここで、磁性層はＡｒ＋（Ｏ₂）＋
（Ｎ₂）ガス雰囲気で、また中間層は磁性層と同じター
ゲットを酸素分流比２５％の雰囲気でのスパッタリング
して作製した。ＦｅＳｉ磁性層は１００ｎｍＦｅＳｉ
Ｏ中間層は７ｎｍに固定している。

【０１０９】以上は、すべて成膜直後の値であるが、本
実施例の膜は何れも３００℃で熱処理後も良好な軟磁気
特性を示した。図６の比較実施例ｆａと実施例ｆａから
少なくとも添加物が０．１原子量％あることで軟磁気特
性に大きな改善が見られることがわかる。また図７の実
施例と比較実施例から、Ｓｉ添加量が比較的少ない場
合、酸素、あるいは窒素含有量は１０原子％以下が好ま
しいことがわかる。

【０１１０】また本実施例では、磁性層として、ＦｅＳ
ｉ（Ｏ）（Ｎ）、中間層としてＦｅＳｉＯを用いたが、
磁性層または中間層のＦｅの代わりに、ＦｅＣｏ、Ｆｅ
ＣｏＮｉを用いた場合、あるいはＳｉのかわりにＳｉ、
Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａ、あるいは遷移金属から選ばれ
た少なくとも一種で置換した場合、とくに遷移金属の中
でも、ＩＶａ族またはＶａ族またはＣｒの何れかの元素
で置換した場合であればいづれの磁性薄膜も、磁性層
が、本実施例の好ましい酸素、あるいは窒素含有量の範
囲でかつ、磁性金属中に添加された金属あるいは半金属
の組成量が本実施例の好ましい範囲である限るにおい
て、成膜直後から３００℃の熱処理後にいたるまで優れ
た軟磁気特性が得られた。特にそのなかでも、Ａｌ、Ｔ
ｉ、Ｖで置換したサンプルについては、軟磁気特性の
他、高いＢｓがえられた。また以上のサンプルの酸素あ
るいは窒素を除く元素中にＰｔ、ＲｈまたＲｕの何れか
が少なくとも８原子量％以下含まれた場合には耐食性の
改善がみられた。

【０１１１】以上をまとめれば、磁性層の組成を、（Ｍ
₁α₁Ｘ₁β₁）_100-δ₁Ａ₁δ₁（但し、添え字のα₁，
β₁，δ₁は原子量％を示し、Ｍ₁はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉか
ら選ばれた少なくとも１種の磁性金属、Ｘ₁はＳｉ、Ｇ
ｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記Ｍ₁をのぞく遷移金属
から選ばれた少なくとも１種、Ａ１はＯ、Ｎの少なくと
も１種を表す）なる組成式で表され、０．１≦β₁≦１２ α₁＋β₁＝１０００≦δ₁≦１０の組成範囲であることがわかる。

【０１１２】（実施例３）本実施例は、中間層の種類を
様々に変えて調べた結果を示す。

【０１１３】図８に用いた中間層の組成と、作製した磁
性薄膜の磁気特性を示す。

【０１１４】ここで、磁性層はＡｒガス雰囲気で、また
中間層は磁性層と同じターゲットをＡｒ＋（Ｏ₂）＋
（Ｎ₂）ガス雰囲気でスパッタリングして作製した。Ｆ
ｅＳｉ磁性層の組成はＦｅ_96.5Ｓｉ_3.5、厚みは１０ｎ
ｍ、中間層は２ｎｍに固定している。

【０１１５】図８の値は真空中で２５０℃の熱処理を行
った結果である。酸素あるいは窒素を含んだ中間層で
は、Ｓｉ／Ｆｅ比が大きくなっている。比較実施例ｈａ
と比べ、実施例ｈａあるいは実施例ｈｄのように僅かな
ＯあるいはＮが入ることで軟磁気特性が向上することが
わかる。また比較実施例ｈｂは軟磁気特性そのものは悪
くないが熱処理後、膜表面あれが生じた。すなわち、中
間層に含まれる酸素、あるいは窒素量は、磁性層よりも
多く且つ６７％以下であることが必要であることがわか
った。

【０１１６】また図９に磁性層と異なるターゲットを用
いた中間層の組成と、作製した磁性薄膜の磁気特性を示
す。ここで、磁性層はＡｒガス雰囲気で作製し、組成は
Ｆｅ _96.5Ｓｉ_3.5、厚みは１００ｎｍである。また中間
層は表に示す組成になるように、Ａｒ＋（Ｏ₂）＋
（Ｎ₂）ガス雰囲気でスパッタリングして作製した。こ
こで、中間層の厚みは５ｎｍに固定している。また図９
中に、４００Ｗ、５ｍＴｏｒｒのＡｒ雰囲気下でスパッ
タエッチングしたときのエッチングレートを記す。

【０１１７】図９の値は成膜後に真空中で２５０℃の熱
処理を行った結果である。比較実施例と実施例を比べれ
ばわかるように、Ｆｅに対する、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｓ
ｉ、Ａｌの量が高くなると、磁気特性は僅かに劣化して
おり、また、中間層の加工速度が顕著に低下しているこ
とがわかる。すなわち、Ｆｅに対して４倍より多い添加
を行うと、磁気特性の劣化と加工性の低下が見られた。

【０１１８】以上の図８および図９に示した本実施例で
は、磁性層として、ＦｅＳｉ、中間層としてＦｅＳｉ
（Ｏ）（Ｎ）を用いたが、磁性層が（実施例２）に示し
た好ましい組成範囲であれば、中間層のＦｅの代わり
に、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉを用いた場合、あるいはＳ
ｉのかわりにＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓ
ｎ、Ａｌ、Ｇａ、あるいは遷移金属から選ばれた少なく
とも一種で置換した場合、とくに遷移金属の中でも、Ｉ
Ｖａ族またはＶａ族またはＣｒの何れかの元素で置換し
た場合であっても、中間層が、本実施例と同様の酸素、
あるいは窒素含有量の範囲であること、あるいは中間層
内の金属および半金属の添加量が、本実施例と同様に磁
性金属の４倍以下の添加量範囲であることを満たす範囲
である何れの磁性薄膜においても、成膜直後から３００
℃の熱処理後にいたるまで優れた軟磁気特性が得られ、
加工性に優れることがわかった。

【０１１９】以上をまとめれば本発明の磁性薄膜の中間
層の組成を（Ｍ₂α₂Ｘ₂β₂）_100-δ ₂Ａ₂δ₂（但し、添
え字のα₂，β₂，δ₂は原子量％を示す）で表せば、Ｍ
２はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の磁
性金属、Ｘ₂はＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前
記Ｍ１をのぞく遷移金属から選ばれた少なくとも１種、
Ａ₂はＯ、Ｎの少なくとも１種を表す）なる組成式で表
され、０．１≦β₂≦８０ α₂＋β₂＝１００ δ₁＜δ₂≦６７の組成範囲であることが重要であることがわかる。

【０１２０】（実施例４）本実施例は、磁性層に含まれ
る添加元素について調べた結果を示す。

【０１２１】実験条件は次の通りである。

【０１２２】基板：非磁性セラミックス基板基板温度：室温〜１００℃ ターゲットＦｅあるいはＦｅターゲット上に、下記の
表中の金属あるいは半金属添加元素チップを配置した複
合ターゲット。ターゲットは、磁性層と中間層で同一で
ある。

【０１２３】放電ガス圧８ｍＴｏｒｒ放電電力３００Ｗスパッタガス磁性層Ａｒ＋（Ｏ₂）＋（Ｎ₂）酸素流量比Ｏ₂／（Ａｒ＋Ｏ₂）０〜１．５％窒素流量比Ｎ₂／（Ａｒ＋Ｎ₂）０〜５％（窒素が添加されたもののみ）中間層Ａｒ＋Ｏ₂＋（Ｎ₂）酸素流量比Ｏ₂／（Ａｒ＋Ｏ₂）２０％固定窒素流量比Ｎ₂／（Ａｒ＋Ｎ₂）０〜５％（磁性層での窒素流量比に同じ）スパッタリングガスは上記の流量比で、成膜中に交互に
切り替えた。

【０１２４】図１０〜１５に作製した磁性薄膜の磁気特
性と磁性薄膜を構成する磁性層の組成を示す。尚比較実
施例ｊａにＦｅ単層膜を併記する。磁性層は７０ｎｍ、
中間層は約５ｎｍである。尚、本実施例は、同一のター
ゲットを用いたスパッタリング中に反応性ガスの切り替
えにより磁性層、非磁性層の連続成膜を行った結果でオ
ージュデプスプロファイルの結果などから、上記作成条
件により、中間層中には磁性層に含まれる磁性元素およ
び添加元素、および磁性層中に含まれる以上の酸素が添
加されていることを確認しているが、正確な中間層組成
については不明である。

【０１２５】なお、反応ガスの切り替えは、プラズマ発
生源へのパワー供給の切り替えと、アルゴン不活性ガス
の混合比の切り替えと、スパッタ時の放電ガス圧の切り
替えと、スパッタのパワーの切り替えと、ガス流量比の
切り替えとを含む。

【０１２６】また図中の磁性層の元素量は、磁性層作製
条件で３μｍ程度作製した単層膜の値で、実際に連続成
膜した磁性層中には、中間層作製時の酸素の残留などの
影響により、単層膜の値より０〜３原子％程度の酸素を
余分に含む可能性が高い。

【０１２７】図１０〜１５に示したような添加物を加
え、酸素、あるいは窒素量を変化させて成膜すること
で、Ｆｅ単層膜よりも軟磁気特性が遙かに優れた磁性薄
膜をえることができる。

【０１２８】本実施例では、Ｆｅを母組成とした磁性薄
膜について調べたが、Ｆｅの代わりに、ＦｅＣｏ、Ｆｅ
ＣｏＮｉを用いた場合でも、成膜直後から３００℃の熱
処理後にいたるまで優れた軟磁気特性が得られた。

【０１２９】以上をまとめれば本発明の磁性薄膜の中間
層の組成を（Ｍ₂α₂Ｘ₂β₂）_100-δ ₂Ａ₂δ₂（但し、添
え字のα₂，β₂，δ₂は原子量％を示す）で表せば、Ｍ₂
はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の磁性
金属、Ｘ₂はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓ
ｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記Ｍ₁をのぞく遷移金属から選
ばれた少なくとも１種、Ａ₂はＯ、Ｎの少なくとも１種
を表す）なる組成式で表され、０．１≦β₂≦８０ α₂＋β₂＝１００ δ₁＜δ₂≦６７の組成範囲でさらに前記構成において、Ｍ₁＝Ｍ₂、かつ
Ｘ₁＝Ｘ₂である磁性薄膜では優れた軟磁気特性が得られ
ることがわかる。

【０１３０】また、本実施例のように、気相成膜装置内
での酸素または酸素プラズマあるいは窒素または窒素プ
ラズマの濃度を変化させることで成膜する前記構成の磁
性薄膜の製造方法では、磁性薄膜の磁性層と中間層、磁
性積層膜の磁性層、中間層および高抵抗層、高抵抗磁性
膜の磁性層および中間層を同一の膜形成物質供給源を用
いて作製することが可能で、成膜装置が小型でかつ高速
に成膜できる。

【０１３１】（実施例５）本実施例は、磁性薄膜を高抵
抗層と積層する事で作製した、磁性体積層膜について、
高抵抗層の組成、厚みについて調べた結果を示す。

【０１３２】まず磁性層、中間層、高抵抗層ともに同一
のターゲットを用いた場合について調べた。

【０１３３】実験条件は次の通りである。

【０１３４】基板：非磁性セラミックス基板基板温度：室温〜１００℃ 磁性積層膜ターゲット：ＦｅＳｉＡｌ合金ターゲット磁性層中間層高抵抗層とも同じ放電ガス圧８ｍＴｏｒｒ放電電力３００Ｗスパッタガス磁性層Ａｒ中間層Ａｒ＋Ｏ₂ 酸素分流比Ｏ₂／（Ａｒ＋Ｏ₂）２０％高抵抗層Ａｒ＋Ｏ₂ 酸素分流比Ｏ₂／（Ａｒ＋Ｏ₂）２０％１００（Ｏｅ）程度の一軸磁場中成膜尚、本実施例でＡｒのみで単層膜を作製した時の膜組成
は約Ｆｅ_96.5Ｓｉ_3.0Ａｌ_0.5であった。

【０１３５】図１６に磁性層厚みを４８．５ｎｍ、中間
層厚みを約１．５ｎｍとし、磁性薄膜厚みと、高抵抗層
厚みを変化させたときの磁気特性を示す。なお磁性積層
膜の総厚みは４μｍとしている。

【０１３６】図１６で実施例は、１００ＭＨｚで５００
以上、３００ＭＨｚで４００以上の透磁率を持ち、且つ
Ｂｓが１．７Ｔ以上の磁性積層膜を選んでいる。尚、磁
性積層膜には５（Ｏｅ）程度の一軸異方性が付与されて
いた。実施例ｑａ〜ｑｄのサンプルでは、僅かに１０ｎ
ｍの中間層でほぼ絶縁がとれているものと考えられる。
一方、比較実施例ｑｄの透磁率の周波数依存等から、作
製した磁性薄膜の約１．５ｎｍ中間層では磁性層間の絶
縁はされていないものと考えることができる。また、比
較実施例ｑｂ、ｑｃから、５０ｎｍの高抵抗層が十分絶
縁機能を果たしていることが容易にわかるが、厚い高抵
抗層を介する磁性薄膜間に充分な静磁結合が起こってい
ないなどの理由により、軟磁気特性そのものは悪く、Ｂ
ｓも低くなっている。

【０１３７】次に、磁性薄膜を構成する磁性層中間層
は同一で、高抵抗層をＡｌあるいはＳｉターゲットの併
用により作製した磁性積層膜について調べた。

【０１３８】実験条件は高抵抗層の作製条件以外は先と
同じである。以下相違点のみ記す。

【０１３９】比較実施例ｒａターゲット：ＦｅＳｉＡｌ合金ターゲット磁性層中間層高抵抗層とも同じ実施例ｒａターゲット：ＦｅＳｉＡｌ合金ターゲット磁性層中間層は同じＡｌ高抵抗層用実施例ｒｂターゲット：ＦｅＳｉＡｌ合金ターゲット磁性層中間層は同じＳｉ高抵抗層用実施例ｒｃターゲット：ＦｅＳｉＡｌ合金ターゲット磁性層中間層は同じＦｅＳｉＡｌ合金ターゲット＋Ａｌターゲット同時放電スパッタガス比較実施例ｒａの高抵抗層Ａｒ＋Ｏ₂ 酸素分流比Ｏ₂／（Ａｒ＋Ｏ₂）２０％実施例ｒａの高抵抗層Ａｌ層（低抵抗層）を酸素プラズマ雰囲気で酸化実施例ｒｂの高抵抗層Ｓｉ層（低抵抗層）を酸素プラズマ雰囲気で酸化実施例ｒｃの高抵抗層同時放電で作製したＦｅ₉₀Ｓｉ₃Ａ_l7層（低抵抗層）を酸素プラズマ雰囲気で酸化１００（Ｏｅ）の一様磁場中成膜。

【０１４０】図１７に磁性層厚みを４８．５ｎｍ、中間
層厚みを約１．５ｎｍとし、磁性薄膜厚みを５００ｎｍ
とし、磁性積層膜の総厚みを４μｍとしたときの、高抵
抗膜の種類による磁気特性を示す。

【０１４１】何れの膜も１３〜１４Ｏｅの一軸異方性が
付与されていた。比較実施例ｒａは、成膜中に酸素を導
入し作製した高抵抗膜であるが、透磁率の周波数特性か
ら、この高抵抗膜が、磁性薄膜間を充分に絶縁していな
いことがわかる。これはＦｅを母組成とする酸化膜のた
め、抵抗値が低いためであることが考えられる。また実
施例に示した磁性積層膜では何れも高抵抗層が、磁性薄
膜間を絶縁し、さらに透磁率そのものが高くなっている
ことがわかる。これは高抵抗膜が薄いために、静磁結合
効果が効果的に働いた結果であると思われる。また実施
例ｒｃでは、実施例ｒａ、ｒｂよりも軟磁気特性が優れ
ていることがわかる。

【０１４２】以上をまとめれば、磁性薄膜と高抵抗層が
交互に積層され、前記磁性薄膜の厚みをＴ₃、前記高抵
抗層の厚みをＴ₄とすると、１００ｎｍ≦Ｔ₃≦１０００ｎｍ２ｎｍ＜Ｔ₄≦５０ｎｍ１０≦Ｔ₃／Ｔ₄≦５００なる式で表される磁性積層膜では、優れた磁性膜の高周
波特性と高いＢｓを実現できることがわかる。

【０１４３】また前記磁性積層膜において、磁性層がＭ
₁Ｘ₁Ａ₁、中間層がＭ₂Ｘ₂Ａ₂、高抵抗層がＭ₃Ｘ₃Ａ
₃（Ｍ₁、Ｍ₂、Ｍ₃はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少な
くとも１種の磁性金属、Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃はＭｇ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記
磁性金属をのぞく遷移金属から選ばれた少なくとも１
種、Ａ₁〜Ａ₃はＯ、Ｎの少なくとも１種を表す）なる組
成式で表され、少なくともＭ ₁＝Ｍ₂＝Ｍ₃、Ｘ₁＝Ｘ₂＝
Ｘ₃なる条件を満たす磁性積層膜では総膜厚が比較的厚
い場合においても軟磁気特性に優れ、かつ高Ｂｓを持つ
磁性膜を得ることができる。

【０１４４】また前記構成の磁性積層膜の高抵抗層を、
まず、磁性薄膜、あるいは磁性層上に、Mg、Ca、Ｓｒ，
Ｂａ，Ｓｉ、Ｇｅ，Ｓｎ，Ａｌ、Ｇａまたはこれらを除
く遷移金属から選ばれた少なくとも１種以上の元素を１
０原子量％以上含む低抵抗層を形成し、次に、前記低抵
抗層を酸素または窒素あるいは酸素プラズマ、窒素プラ
ズマ雰囲気化で、酸化あるいは窒化させることで形成す
る製造方法では、比較的薄くても絶縁性に優れた高抵抗
層を作製できる。低抵抗層は、前記元素から選ばれた、
単一組成でも合金でも良く、AｌTｉ合金でもよく、さら
には、Fｅ₉₀Ｓｉ₁₀合金でもよい。また前記元素のうち
特にSｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｒから選ばれた元素では、磁
性金属と固溶しやすく、低抵抗層が磁性合金である場合
に好ましい。

【０１４５】図１８Ａ〜図１８Ｅおよび図１９Ａ〜図１
９Ｃを参照して、高抵抗層の製造方法を説明する。図１
８Ａ〜図１８Ｄは、高抵抗層の製造方法を説明する図で
ある。図１８Ｅは、高抵抗層の製造方法のフローチャー
トを示す。図１９Ａ〜図１９Ｃは、高抵抗層の他の製造
方法を説明する図である。

【０１４６】図１８Ａ〜図１８Ｄおよび図１８Ｅを参照
して、基板１８１上に磁性薄膜１８２が形成される（図
１８Ａ）。磁性薄膜１８２上に、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記Ｍ₁をの
ぞく遷移金属から選ばれた少なくとも１種以上の元素を
１０原子量％以上含む低抵抗層１８３が形成される（図
１８Ｂ、Ｓ１８１）。

【０１４７】低抵抗層１８３を酸素雰囲気化、窒素雰囲
気化、酸素プラズマ雰囲気化および窒素プラズマ雰囲気
化のいずれかで、酸化あるいは窒化させ、高抵抗層１８
３Ａを形成する（図１８Ｃ、Ｓ１８２）。

【０１４８】磁性薄膜１８２は、磁性層であってもよ
い。高抵抗層１８３Ａ上に磁性薄膜１８２と高抵抗層１
８３Ａとをくりかえし形成し、磁性薄膜１８２と高抵抗
層１８３Ａとを多層化してもよい（図１８Ｄ）。

【０１４９】図１９Ａ〜図１９Ｃを参照して、高抵抗層
の他の製造方法を説明する。磁性薄膜あるいは磁性層
は、酸素親和性元素を含んでもよい。基板１９１上にＳ
ｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ等の酸素親和性元素を含む磁性薄
膜１９２が形成される（図１９Ａ）。磁性薄膜１９２上
に、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａ
ｌ、Ｇａまたは前記Ｍ₁をのぞく遷移金属から選ばれた
少なくとも１種以上の元素を１０原子量％以上含む低抵
抗層１９３が形成される。低抵抗層１９３を酸素雰囲気
化、窒素雰囲気化、酸素プラズマ雰囲気化および窒素プ
ラズマ雰囲気化のいずれかで、酸化あるいは窒化させ、
高抵抗層を形成する（図１９Ｂ）。

【０１５０】磁性薄膜１９２は、磁性層であってもよ
い。高抵抗層１９３上に磁性薄膜１９２と高抵抗層１９
３とをくりかえし形成し、磁性薄膜１９２と高抵抗層１
９３とを多層化してもよい（図１９Ｃ）。

【０１５１】（実施例６）本実施例は、８０μΩｃｍ以
上の抵抗率をもつ高抵抗磁性膜の組成と高抵抗磁性膜を
積層した高抵抗磁性積層膜について調べた結果を示す。

【０１５２】実験条件は次の通りである。

【０１５３】基板：非磁性セラミックス基板基板温度：室温〜１００℃ ターゲットＦｅあるいはＦｅＣｏターゲット上に、下
記の表中の金属あるいは半金属あるいは酸化物チップを
配置した複合ターゲット。ターゲットは、磁性層と中間
層で同一放電ガス圧８ｍＴｏｒｒ放電電力３００Ｗスパッタガス高抵抗磁性膜Ａｒ＋（Ｏ₂）＋（Ｎ₂）酸素流量比Ｏ₂／（Ａｒ＋Ｏ₂）０〜５％窒素流量比Ｎ₂／（Ａｒ＋Ｎ₂）２０％（窒素が添加
されたもののみ）１００（Ｏｅ）の一様磁場中成膜高抵抗磁性積層膜磁性層：上に同じ中間層Ａｒ＋Ｏ₂ 酸素流量比Ｏ₂／（Ａｒ＋Ｏ₂）２０％固定磁界なし（スパッタリングガスは上記の流量比で、成膜
中に交互に切り替え）図２０に２５０℃の真空中で熱処理後の高抵抗磁性膜の
磁気特性と組成を示す。高抵抗磁性膜の厚みはすべて４
μｍとした。

【０１５４】高抵抗磁性膜は、成膜直後に比べ熱処理
後、僅かに抵抗率が減少したものの、図２０に示す実施
例は、すべて８０μΩｃｍ以上の高抵抗を示した。この
実施例からわかるように高抵抗磁性膜を組成式、ＭαＸ
β（ＮδＯε）γ（但し、添え字のα、β、γ、δ、ε
は原子量％を示す。またＭはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ば
れた少なくとも１種の磁性金属、ＸはＭｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記Ｍ
をのぞく遷移金属から選ばれた少なくとも１種）で表し
た場合、前記Ｘが、窒素化物生成自由エネルギーが最も
低い窒化物となるときの化学式をＸＮ_m、酸化物生成自
由エネルギーが最も低い酸化物となるときの化学式をＸ
Ｏ_n、とすると、 α＋β＋γ＝１００４５≦α≦７８ δ＋ε＝１００１＜１００×γ／β／（ｍ×δ＋ｎ×ε）＜２．５の範囲であることが重要であることがわかる。また実施
例の平均的な結晶粒の最短径は２０ｎｍ以下であった。

【０１５５】次に実施例として高抵抗磁性膜を磁性層と
し、また各高抵抗磁性膜と同じターゲットを酸素流量比
２０％で作製した中間層とし、これらを交互に約５００
ｎｍ積層した高抵抗磁性積層膜を、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓ
ｓｅｄＩｏｎＢｅａｍ）により幅１μｍ長さ１ｍ
ｍの短冊状に加工し、高周波での透磁率を測定した。ま
た比較実施例として高抵抗磁性膜を同様の形状に加工し
た。ここで磁性層厚は１００ｎｍ、また中間層厚は５ｎ
ｍである。２５０℃の熱処理後の磁気特性を図２１に示
す。

【０１５６】図２１の比較実施例に示したように、比較
的、微細な形状に加工された高抵抗磁性薄膜は、さらに
酸素濃度の高い中間層と積層する事で、高周波での透磁
率が高くなり、薄膜ヘッドなどの微細加工された磁気デ
バイスに有効であることがわかる。

【０１５７】以上より、前記構成の高抵抗磁性膜を磁性
層とし、前記磁性層が、Ｍ_1m1Ｘ_1n1Ａ_1q1、また中間層
がＭ_2m2Ｘ_2n2Ａ_2q2、（但し、添え字のｍ１、ｎ１、ｑ
１、ｍ２、ｎ２、ｑ２は原子量％を示す。Ｍ₁、Ｍ₂はＦ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の磁性金
属、Ｘ₁、Ｘ₂はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、
Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記磁性金属をのぞく遷移金属
から選ばれた少なくとも１種、Ａ₁、Ａ₂はＯ、Ｎの少な
くとも１種を表す）なる組成式で表され、Ｍ₁＝Ｍ₂、Ｘ₁＝Ｘ₂ ｑ１＜ｑ２なる関係にある前記磁性層と前記中間層が交互に積層さ
れた構造を持つ高抵抗磁性積層膜では、さらに高周波特
性に優れたヘッドが作製できる。なお、本実施例では、
スパッタリング法を用いたが、これらの膜は反応性蒸着
法を用いても作製することができる。

【０１５８】（実施例７）本実施例は、薄膜ヘッドの記
録磁極部に、前記本実施例の磁性薄膜を用いることで、
記録特性を調べたものである。

【０１５９】使用したヘッド構成を以下に示す。

【０１６０】記録媒体２２００（Ｏｅ）記録ギャップ０．２μｍ記録周波数１００ＭＨｚターン数４２上部磁極、下部磁極厚み各４μｍ記録電流５ｍＡ固定比較実施例の膜としてはメッキ法で堆積させたパーマロ
イ（ＮｉＦｅ）また実施例の磁性薄膜としては、磁性層Ｆｅ_94.0Ｓｉ_6.0 １層当たり１００ｎｍ中間層（Ｆｅ_0.93Ｓｉ_0.7）_XＯ_100-X １層当たり５ｎｍを用い、また高抵抗磁性薄膜としては、磁性層Ｆｅ₆₉Ｍｇ₁₃Ｏ₁₈ １層当たり１００ｎｍ中間層（Ｆｅ．_0.84Ｍｇ_0.16）_XＯ_100-X １層当たり５ｎｍ１８＜Ｘを用いている。

【０１６１】図２２〜図３０を参照して、実施例に係る
薄膜ヘッドを説明する。尚、以降の図面中、磁性薄膜
を高Ｂｓ、高抵抗磁性積層膜と高ρとして表記した。

【０１６２】図２２は、比較実施例ｕａを用いた薄膜ヘ
ッド２２０の構成を示す。薄膜ヘッド２２０は、上部磁
極２２１と下部磁極２２２とシールド膜２２３とコイル
２２４とを備える。上部磁極２２１と下部磁極２２２と
シールド膜２２３とは、Ｎｉ５０Ｆｅ５０を含む。

【０１６３】図２３は、実施例ｕａを用いた薄膜ヘッド
２３０の構成を示す。薄膜ヘッド２３０は、上部磁極２
３１と下部磁極２３２とシールド薄膜２３３とコイル２
２４とを備える。上部磁極２３１と下部磁極２３２とシ
ールド薄膜２３３とは、磁性薄膜を含む。

【０１６４】図２４は、実施例ｕｂを用いた薄膜ヘッド
２４０の構成を示す。薄膜ヘッド２４０は、上部磁極２
４１と下部磁極２４２とシールド薄膜２４３とコイル２
４４とを備える。上部磁極２４１と下部磁極２４２とシ
ールド薄膜２４３とは、高抵抗磁性積層膜を含む。

【０１６５】図２５は、実施例ｕｃを用いた薄膜ヘッド
２５０の構成を示す。薄膜ヘッド２５０は、上部磁極２
５１と下部磁極２５２とシールド膜２５３とコイル２５
４とを備える。上部磁極２５１は、０．５μｍの厚みを
有する磁性薄膜２５１Ｂと３．５μｍの厚みを有する高
抵抗磁性積層膜２５１Ａとを含む。下部磁極２５２は、
０．５μｍの厚みを有する磁性薄膜２５２Ｂと３．５μ
ｍの厚みを有する高抵抗磁性積層膜２５２Ａとを含む。
シールド膜２５３は、高抵抗磁性積層膜を含む。

【０１６６】図２６は、実施例ｕｄを用いた薄膜ヘッド
２６０の構成を示す。薄膜ヘッド２６０は、上部磁極２
６１と下部磁極２６２とシールド膜２６３とコイル２６
４とを備える。上部磁極２６１は、最大４μｍの厚みを
有する磁性薄膜２６１Ｂと最大４μｍの厚みを有する高
抵抗磁性積層膜２６１Ａを含む。下部磁極２６２は、
０．５μｍの厚みを有する磁性薄膜２６２Ｂと３．５μ
ｍの厚みを有する高抵抗磁性積層膜２６２Ａとを含む。
シールド膜２６３は、高抵抗磁性積層膜を含む。

【０１６７】図２７は、実施例ｕｅを用いた薄膜ヘッド
２７０の構成を示す。薄膜ヘッド２７０は、上部磁極２
７１と下部磁極２７２とシールド膜２７３とコイル２７
４とを含む。上部磁極２７１は、０．５μｍの厚みを有
する磁性薄膜２７１Ｂと３．５μｍの厚みを有する高抵
抗磁性積層膜２７１Ａとを含む。下部磁極２７２は、
０．５μｍの厚みを有する磁性薄膜２７２Ｂと３．５μ
ｍの厚みを有する高抵抗磁性積層膜２７２Ａとを含む。
シールド膜２７３は、高抵抗磁性積層膜で形成される。

【０１６８】図２８は、実施例ｕｆを用いた薄膜ヘッド
２８０の構成を示す。薄膜ヘッド２８０は、上部磁極２
８１と下部磁極２８２とシールド膜２８３とコイル２８
４とを備える。上部磁極２８１は、０．５μｍの厚みを
有する磁性薄膜２８１Ｂと３．５μｍの厚みを有する高
抵抗磁性積層膜２８１Ａとを含む。下部磁極２８２は、
４μｍの厚みを有する高抵抗磁性積層膜で形成される。
シールド膜２８３は、高抵抗磁性積層膜で形成される。

【０１６９】図２９は、実施例ｕｇを用いた薄膜ヘッド
２９０の構成を示す。薄膜ヘッド２９０は、上部磁極２
９１と下部磁極２９２とシールド膜２９３とコイル２９
４とを備える。上部磁極２９１は、最大４μｍの厚みを
有する磁性薄膜２９１Ｂと最大４μｍの厚みを有する高
抵抗磁性積層膜２９１Ａとを含む。下部磁極２９２は、
４μｍの厚みを有する高抵抗磁性積層膜で形成される。
シールド膜２９３は、高抵抗磁性積層膜で形成される。

【０１７０】図３０は、実施例ｕｈを用いた薄膜ヘッド
３００の構成を示す。薄膜ヘッド３００は、上部磁極３
０１と下部磁極３０２とシールド膜３０３とコイル３０
４とを備える。上部磁極３０１は、０．５μｍの厚みを
有する磁性薄膜３０１Ｂと３．５μｍの厚みを有する高
抵抗磁性積層膜３０１Ａとを含む。下部磁極３０２は、
４μｍの厚みを有する高抵抗磁性積層膜で形成される。
シールド膜３０３は、高抵抗磁性積層膜で形成される。

【０１７１】図３１は、膜作製に用いるマグネトロンス
パッタ３２０の構成を示す。ＤＣマグネトロンスパッタ
３２０は、中心軸３６１Ａを中心に回転する回転体３６
１を備える。回転体３６１には皮膜形成物２５０が搭載
される。ＤＣマグネトロンスパッタ３２０は、皮膜形成
物２５０に高Ｂｓ膜を蒸着する高Ｂｓ蒸着源２６１ＢＳ
と皮膜形成物２５０に高ρ膜を蒸着する高ρ蒸着源２６
１ＡＳとを備える。ターゲットサイズ５インチ放電ガ
ス圧５ｍＴｏｒｒ皮膜形成物温度（基板温度）を室温
とする。

【０１７２】図３２Ａ〜図３２Ｃに示すように、例え
ば、実施例ｕｃを用いた薄膜ヘッド２５０の場合におい
ては、特に、コイル２５４上の上部磁極２５１を形成す
る際に、高Ｂｓ膜である磁性薄膜２５１Ｂと高ρ膜であ
る高抵抗磁性積層膜２５１Ａとを高Ｂｓ蒸着源２５１Ｂ
Ｓと高ρ蒸着源２５１ＡＳとにより順次形成する。

【０１７３】図３３Ａ〜図３３Ｃに示すように、実施例
ｕｄを用いた薄膜ヘッド２６０では、まず、テーパー部
側（ギャップのフロント側）高Ｂｓ膜である磁性薄膜２
６１Ｂを形成し、次に、ギャップのバック側から高ρ膜
である高抵抗磁性積層膜２６１Ａを成膜している。

【０１７４】図３４に示すように、従来のパーマロイ材
料を磁極に用いた場合と比べ、本発明の磁性薄膜、高抵
抗磁性積層膜を磁極に用いた薄膜ヘッドは、低い記録電
流でも優れたオーバーライト特性を示す。これは、本発
明の、高い飽和磁束密度あるいは高い比抵抗をもち、さ
らに磁区構造が制御された、優れた軟磁気特性を持つ磁
性材料によるものである。以上から、少なくとも上部磁
極が比抵抗が８０μΩｃｍ以上である高抵抗磁性膜と前
記構成の磁性薄膜または磁性積層膜からなり、少なくと
も前記上部磁極の先端部の記録ギャップ近傍部には、前
記磁性薄膜または前記磁性積層膜が形成された構成を持
つ薄膜ヘッド、また、少なくとも記録ギャップ上に前記
構成の磁性薄膜または磁性積層膜が形成され、前記磁性
薄膜または前記磁性積層膜上に比抵抗が８０μΩｃｍ以
上である高抵抗磁性膜が形成された構成を持つ前記構成
の薄膜ヘッドでは、比較的低い記録電流で優れたオーバ
ーライト特性を示す薄膜ヘッドを、比較的容易なプロセ
スで得ることができる。

【０１７５】（実施例８）本実施例は、薄膜ヘッドの記
録磁極部作製の際に、披膜形成物である薄膜ヘッドとタ
ーゲットとの相対位置を変化させた成膜法について調べ
た。

【０１７６】図３５Ａ〜図３５Ｃおよび図３６Ａ〜図３
６Ｃは、本発明の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を用いた
薄膜ヘッドのさらに他の製造方法の説明図である。図３
６Ｄは、本発明の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を用いた
薄膜ヘッドのさらに他の製造方法のフローチャートであ
る。ここで、膜作製には図３１で前述したマグネトロン
スパッタ３２０を用い、ターゲットサイズ５×１５イン
チ放電ガス圧５ｍＴｏｒｒ披膜形成物温度（基板温
度）を２０℃とした。

【０１７７】図３５Ａ〜図３５Ｃ、図３６Ａ〜図３６Ｃ
および図３６Ｄを参照して、用いたターゲット材質はＦ
ｅ₉₄Ｓｉ₆である。ターゲットを固定し、披膜形成物を
ターゲットの短手方向に一定の方向に往復運動させなが
ら（Ｓ３６１）、成膜を行った（Ｓ３６２）。一定の方
向とは、薄膜ヘッドの上部磁極のデプス方向ＤＤを意味
する（図３５Ａ）。移動速度は２ｒｐｍで、移動の変化
幅は、約±０度から４５度とした。ここで、使用した装
置では、披膜形成物の変化幅が２０度から３０度を超え
ると、成膜速度は変化幅が０度の時の１／５以下となっ
た。すなわち、変化幅が大きくなるに連れ、ターゲット
／披膜形成物の距離が増大し、披膜形成物に対して、タ
ーゲットから飛来するスパッタ粒子数が極端に減少する
条件でスパッタしていることになる。

【０１７８】作製した膜の磁気特性、およびＴＥＭによ
る膜の断面構造を調べた。結果を図３７に示す。

【０１７９】図３７に示すように、ターゲットを固定し
た場合に比べ、ターゲットを移動させた方向に膜の磁化
困難軸が形成され、さらに軟磁気特性が向上することが
わかる。この磁化困難軸の方向は、ターゲット上の漏れ
磁場などの方向とは関係なく、本実施例の成膜方法に依
存するものである。比較実施例ｖａの膜断面ＴＥＭを調
べると、柱状あるいは針状の結晶粒から構成されている
のに対し、実施例ｖｃの膜のＴＥＭ断面図を調べると、
３ｎｍ程度の微結晶質層と１〜２ｎｍ程度の非晶質層の
積層構造ができていることがわかった。すなわち、同一
スパッタ条件で成膜しているにもかかわらず、被膜形成
物（基板）とターゲットの位置関係を特定方向に変化さ
せることで、膜の成膜速度が周期的に変化すること、あ
るいは、入射するスパッタ粒子のエネルギー、や平均自
由行程を変化させたこと、あるいは入射するスパッタ粒
子の角度を変えたこと等により、自然に積層構造が形成
されたことがわかる。

【０１８０】またこのときの非晶質層の組成は、微結晶
質に比べ酸素含有量が多かった。また、膜の基板の反り
量から求めた、膜内部応力は、変化幅を大きく、したが
って同一移動速度で成膜しているために、膜に取っては
積層周期が短くなるに連れ、小さくなっていることがわ
かった。

【０１８１】（実施例９）図３８および図３９を参照し
て、本発明に係る薄膜ヘッドを用いたハードディスク装
置を説明する。

【０１８２】図３８は、本実施の形態に係る薄膜ヘッド
を用いたハードディスク装置１１０の側面図であり、図
３９は、その平面図である。

【０１８３】ハードディスク装置１１０は、本発明に係
る薄膜ヘッドを保持するスライダ１２０と、スライダを
支持するヘッド支持機構１３０と、ヘッド支持機構１３
０を介して薄膜ヘッドをトラッキングするアクチュエー
タ１１４とディスク１１６を回転駆動するディスク駆動
モータ１１２とを備える。ヘッド支持機構１３０は、ア
ーム１２２とサスペンジョン１２４とを含む。

【０１８４】ディスク駆動モータ１１２は、ディスク１
１６を所定の速度で回転駆動する。アクチュエータ１１
４は、薄膜ヘッドがディスク１１６の所定のデータトラ
ックにアクセスできるように、薄膜ヘッドを保持するス
ライダ１２０をディスク１１６の表面を横切って半径方
向に移動させる。アクチュエータ１１４は、代表的には
直線式または回転式のボイスコイルモータである。

【０１８５】薄膜ヘッドを保持するスライダ１２０は、
例えば空気ベアリングスライダである。この場合には、
スライダ１２０は、ハードディスク装置１１０の起動・
停止動作時にはディスク１１６の表面と接触する。ハー
ドディスク装置１１０の情報記録再生動作時には、スラ
イダ１２０は回転するディスク１１６とスライダ１２０
との間で形成される空気ベアリングによりディスク１１
６の表面上に維持される。スライダ１２０に保持された
薄膜ヘッドは、ディスク１１６に情報を記録再生する。

【０１８６】

【発明の効果】以上のように本発明の組成および構造を
持つ磁性薄膜、磁性積層膜、高抵抗磁性膜、高抵抗磁性
積層膜およびその製造方法を用いることで、微細形状に
加工後も、高周波での軟磁気特性に優れ、高い飽和磁束
密度あるい高比抵抗を有する磁性材料を、３００℃以下
の低温プロセスで提供できるという効果がある。またさ
らにこれらの磁性薄膜、および磁性積層膜は、微細形状
への加工性に優れ、膜形成速度が早く、また磁場中熱処
理などを用いずに、磁性膜の異方性を付与できるため
に、これを用いた磁気デバイスの量産性と信頼性を高
め、また加工装置、および成膜装置を簡便で安価である
いう効果もある。

【０１８７】またこれら本発明の、磁性薄膜、磁性積層
膜、高抵抗磁性膜、高抵抗磁性積層膜を用いた、本発明
の薄膜磁気ヘッドでは、量産性に優れた、高記録密度用
記録ヘッドを実現するばかりでなく、これを用いた、装
置を低消費電力化しうるために、情報処理装置の小型
化、軽量化、装置の連続使用時間の長時間化が達成でき
るという顕著な効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る磁性薄膜の磁気特性を示す図。

【図２】実施例１に係る磁性薄膜の磁気特性を示す図。

【図３】実施例１に係る磁性薄膜の磁気特性を示す図。

【図４】実施例１に係る磁性薄膜の磁気特性を示す図。

【図５】実施例１に係る磁性薄膜の磁気特性を示す図。

【図６】実施例２に係る磁性薄膜の磁気特性を示す図。

【図７】実施例２に係る磁性薄膜の磁気特性を示す図。

【図８】実施例３に係る磁性薄膜の磁気特性を示す図。

【図９】実施例３に係る磁性薄膜の磁気特性を示す図。

【図１０】実施例４に係る磁性薄膜の磁気特性を示す
図。

【図１１】実施例４に係る磁性薄膜の磁気特性を示す
図。

【図１２】実施例４に係る磁性薄膜の磁気特性を示す
図。

【図１３】実施例４に係る磁性薄膜の磁気特性を示す
図。

【図１４】実施例４に係る磁性薄膜の磁気特性を示す
図。

【図１５】実施例４に係る磁性薄膜の磁気特性を示す
図。

【図１６】実施例５に係る磁性薄膜の磁気特性を示す
図。

【図１７】実施例５に係る磁性薄膜の磁気特性を示す
図。

【図１８Ａ】実施例５に係る高抵抗層の製造方法を説明
する図。

【図１８Ｂ】実施例５に係る高抵抗層の製造方法を説明
する図。

【図１８Ｃ】実施例５に係る高抵抗層の製造方法を説明
する図。

【図１８Ｄ】実施例５に係る高抵抗層の製造方法を説明
する図。

【図１８Ｅ】実施例５に係る高抵抗層の製造方法のフロ
ーチャート。

【図１９Ａ】実施例５に係る高抵抗層の他の製造方法を
説明する図。

【図１９Ｂ】実施例５に係る高抵抗層の他の製造方法を
説明する図。

【図１９Ｃ】実施例５に係る高抵抗層の他の製造方法を
説明する図。

【図２０】実施例６に係る高抵抗磁性膜の磁気特性を示
す図。

【図２１】実施例６に係る高抵抗磁性膜の磁気特性を示
す図。

【図２２】従来の薄膜ヘッドの断面図.。

【図２３】実施例７に係る磁性薄膜を用いた薄膜ヘッド
の断面図略図。

【図２４】実施例７の高抵抗磁性積層膜を用いた薄膜ヘ
ッドの断面図略図。

【図２５】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を用
いた薄膜ヘッドの断面図略図。

【図２６】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を用
いた薄膜ヘッドの断面図略図。

【図２７】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を用
いた薄膜ヘッドの断面図略図。

【図２８】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を用
いた薄膜ヘッドの断面図略図。

【図２９】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を用
いた薄膜ヘッドの断面図略図。

【図３０】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を用
いた薄膜ヘッドの断面図略図。

【図３１】実施例７の薄膜の製造方法に用いるマグネト
ロンスパッタの構成図。

【図３２Ａ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドの製造方法の説明図。

【図３２Ｂ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドの製造方法の説明図。

【図３２Ｃ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドの製造方法の説明図。

【図３３Ａ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドの他の製造方法の説明図。

【図３３Ｂ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドの他の製造方法の説明図。

【図３３Ｃ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドの他の製造方法の説明図。

【図３４】実施例７の薄膜ヘッドのオーバーライト特性
を示す図。

【図３５Ａ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドのさらに他の製造方法の説明図。

【図３５Ｂ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドのさらに他の製造方法の説明図。

【図３５Ｃ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドのさらに他の製造方法の説明図。

【図３６Ａ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドのさらに他の製造方法の説明図。

【図３６Ｂ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドのさらに他の製造方法の説明図。

【図３６Ｃ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドのさらに他の製造方法の説明図。

【図３６Ｄ】実施例７の磁性薄膜と高抵抗磁性積層膜を
用いた薄膜ヘッドのさらに他の製造方法のフローチャー
ト。

【図３７】実施例８の薄膜ヘッドの磁気特性を示す図。

【図３８】本発明のハードディスク装置の側面図。

【図３９】本発明のハードディスク装置の平面図。

【図４０】従来の薄膜磁性層の説明図。

【符号の説明】

２５０皮膜形成物２６１BS 高BS蒸着源２６１AS 高ρ蒸着源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性層と中間層とを備えた磁性膜であっ
て、前記磁性層は、（Ｍ₁α₁Ｘ₁β₁）_100-δ₁Ａ₁δ₁（但
し、添え字のα₁，β₁，δ₁は原子量％を示し、またＭ₁
はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の磁性
金属、Ｘ₁はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓ
ｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記Ｍ₁をのぞく遷移金属から選
ばれた少なくとも１種、Ａ₁はＯ、Ｎの少なくとも１種
を表す）なる組成式で表され、０．１≦β₁≦１２ α₁＋β₁＝１０００≦δ₁≦１０の組成範囲を有し、前記中間層は、（Ｍ₂α₂Ｘ₂β₂）_100-δ₂Ａ₂δ₂（但
し、添え字のα₂，β₂，δ₂は原子量％を示し、Ｍ₂はＦ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の磁性金
属、Ｘ₂はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓ
ｎ、Ａｌ、Ｇａまたは前記Ｍ₁をのぞく遷移金属から選
ばれた少なくとも１種、Ａ₂はＯ、Ｎの少なくとも１種
を表す）なる組成式で表され、０．１≦β₂≦８０ α₂＋β₂＝１００ δ₁＜δ₂≦６７の組成範囲を有し、前記磁性層と前記中間層とが交互に積層される磁性膜。
【請求項２】少なくともＸ₁がＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ
から選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１記載の磁
性膜。
【請求項３】Ｍ₁＝Ｍ₂、かつＸ₁＝Ｘ₂である、請求項
１記載の磁性膜。
【請求項４】Ａ₂がＯを含む、請求項１記載の磁性
膜。
【請求項５】前記磁性層の平均厚みをＴ₁、前記中間
層の平均厚みをＴ₂とすると、２ｎｍ≦Ｔ₁≦１５０ｎｍ０．４ｎｍ≦Ｔ₂≦１５ｎｍ１≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足する、請求項１記載の磁性膜。
【請求項６】前記磁性膜は、２０ｎｍ＜Ｔ₁≦１５０ｎｍ１ｎｍ＜Ｔ₂≦１５ｎｍ４≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足し、前記中間層を介して隣り合う前記磁性層を構成する磁性
結晶粒のうち少なくとも５０％が前記中間層で分離され
ている、請求項５記載の磁性膜。
【請求項７】磁性層と中間層とを備えた磁性膜であっ
て、前記磁性層は、（Ｍ₁α₁Ｘ₁β₁）_100-δ₁Ａ₁δ₁（但
し、添え字のα１，β１，δ１は原子量％を示し、Ｍ₁
はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の磁性
金属元素、Ｘ₁はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ａｌ、Ｇａまたは遷移金属であるＩＶａ族またはＶ
ａ族またはＣｒから選ばれた少なくとも１種、Ａ₁は
Ｏ、Ｎの少なくとも１種を表す）なる組成式で表され、０．１≦β₁≦１２ α₁＋β₁＝１０００≦δ₁≦１０の組成範囲を有し、前記中間層は、（Ｍ₂α₂Ｘ₂β₂）_100-δ₂Ａ₂δ₂（但
し、添え字のα₂，β₂，δ₂は原子量％を示し、Ｍ₂はＦ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の磁性金属
元素、Ｘ₂はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇ
ａまたはＧｅまたは遷移金属であるＩＶａ族またはＶａ
族またはＣｒから選ばれた少なくとも１種、Ａ₂はＯ、
Ｎの少なくとも１種を表す）なる組成式で表され、０．１≦β₂≦８０ α₂＋β₂＝１００ δ₁＜δ₂≦６７の組成範囲を有し、前記磁性層と前記中間層とが交互に積層される磁性膜。
【請求項８】少なくともＸ₁がＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ
から選ばれた少なくとも１種を含む、請求項７記載の磁
性膜。
【請求項９】Ｍ₁＝Ｍ₂、かつＸ₁＝Ｘ₂である、請求項
７記載の磁性膜。
【請求項１０】Ａ₂がＯを含む、請求項７記載の磁性
膜。
【請求項１１】前記磁性層の平均厚みをＴ₁、前記中
間層の平均厚みをＴ₂とすると、２ｎｍ≦Ｔ₁≦１５０ｎｍ０．４ｎｍ≦Ｔ₂≦１５ｎｍ１≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足する、請求項７記載の磁性膜。
【請求項１２】前記磁性膜は、２０ｎｍ＜Ｔ₁≦１５０ｎｍ１ｎｍ＜Ｔ₂≦１５ｎｍ４≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足し、前記中間層を介して隣り合う前記磁性層を構成する磁性
結晶粒のうち少なくとも５０％が前記中間層で分離され
ている、請求項１１記載の磁性膜。
【請求項１３】磁性層と中間層とを備えた磁性膜であ
って、前記磁性層は、（Ｍ₁α₁Ｘ₁β₁Ｚ₁γ₁）_100-δ₁Ａ₁δ₁
（但し、添え字のα₁，β₁，γ₁、δ₁は原子量％を示
し、Ｍ₁はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１
種の磁性金属元素、Ｘ₁はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓ
ｉ、Ａｌ、ＧａまたはＧｅまたは遷移金属であるＩＶａ
族またはＶａ族またはＣｒから選ばれた少なくとも１
種、Ｚ₁はZｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔから選ばれた少なくと
も１種、Ａ₁はＯ、Ｎの少なくとも１種を表す）なる組
成式で表され、０．１≦β₁≦１２０．１≦γ₁≦８ α₁＋β₁＋γ₁＝１０００≦δ₁≦１０の組成範囲を有し、前記中間層は、（Ｍ₂α₂Ｘ₂β₂Ｚ₂γ₂）_100-δ₂Ａ₂δ₂
（但し、添え字のα₂，β₂，γ₂，δ₂は原子量％を示
し、Ｍ₂はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１
種の磁性金属元素、Ｘ₂はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓ
ｉ、Ａｌ、ＧａまたはＧｅまたは遷移金属であるＩＶａ
族またはＶａ族またはＣｒから選ばれた少なくとも１
種、Ｚ₂はＲｈ、Ｒｕ、Ｐｔから選ばれた少なくとも１
種、Ａ₂はＯ、Ｎの少なくとも１種を表す）なる組成式
で表され、０．１≦β₂≦８００．１≦γ₂≦８ α₂＋β₂＋γ₂＝１００ δ₁＜δ₂≦６７の組成範囲を有し、前記磁性層と前記中間層とが交互に積層される磁性膜。
【請求項１４】少なくともＸ₁がＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、
Ｖから選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１３記載
の磁性膜。
【請求項１５】Ｍ₁＝Ｍ₂、かつＸ₁＝Ｘ₂である、請求
項１３記載の磁性膜。
【請求項１６】Ａ₂がＯを含む、請求項１３記載の磁
性膜。
【請求項１７】前記磁性層の平均厚みをＴ₁、前記中
間層の平均厚みをＴ₂とすると、２ｎｍ≦Ｔ₁≦１５０ｎｍ０．４ｎｍ≦Ｔ₂≦１５ｎｍ１≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足する、請求項１３記載の磁性膜。
【請求項１８】前記磁性膜は、２０ｎｍ＜Ｔ₁≦１５０ｎｍ１ｎｍ＜Ｔ₂≦１５ｎｍ４≦Ｔ₁／Ｔ₂≦５０なる関係式を満足し、前記中間層を介して隣り合う前記磁性層を構成する磁性
結晶粒のうち少なくとも５０％が前記中間層で分離され
ている、請求項１７記載の磁性膜。
【請求項１９】ＭαＸβ（ＮδＯε）γ（但し、添え
字のα、β、γ、δ、εは原子量％を示し、ＭはＦｅ、
Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の磁性金属、Ｘ
はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、
Ｇａまたは前記Ｍをのぞく遷移金属から選ばれた少なく
とも１種）なる組成式で表される高抵抗磁性膜であっ
て、前記Ｘが、窒素化物生成自由エネルギーが最も低い窒化
物となるときの化学式をＸＮ_m、酸化物生成自由エネル
ギーが最も低い酸化物となるときの化学式をＸＯ_n、と
すると、前記高抵抗磁性膜は、 α＋β＋γ＝１００４５≦α≦７８ δ＋ε＝１００１＜１００×γ／β／（ｍ×δ＋ｎ×ε）＜２．５の組成範囲を有し、前記高抵抗磁性膜は、結晶粒を含み、前記結晶粒の最短径が２０ｎｍ以下である高抵抗磁性
膜。
【請求項２０】磁性層と中間層とを備えた高抵抗磁性
積層膜であって、前記磁性層は、高抵抗磁性膜を含み、前記高抵抗磁性膜
がＭ_1m1Ｘ_1n1Ａ_1q1、前記中間層がＭ_2m2Ｘ_2n2Ａ_2q2、
（但し、添え字のｍ１、ｎ１、ｑ１、ｍ２、ｎ２、ｑ２
は原子量％を示し、Ｍ₁、Ｍ₂はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選
ばれた少なくとも１種の磁性金属、Ｘ₁、Ｘ₂はＭｇ、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまたは
前記磁性金属をのぞく遷移金属から選ばれた少なくとも
１種、Ａ₁、Ａ₂はＯ、Ｎの少なくとも１種を表す）なる
組成式で表され、前記高抵抗磁性膜と前記中間層とは、Ｍ₁＝Ｍ₂、Ｘ₁＝Ｘ₂ ｑ１＜ｑ２なる関係を満足し、前記高抵抗磁性膜と前記中間層とが交互に積層される高
抵抗磁性積層膜。
【請求項２１】磁性薄膜あるいは磁性層上に、Ｍｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａまた
は前記Ｍ₁をのぞく遷移金属から選ばれた少なくとも１
種以上の元素を１０原子量％以上含む低抵抗層を形成す
るステップと、前記低抵抗層を酸素雰囲気化、窒素雰囲気化、酸素プラ
ズマ雰囲気化および窒素プラズマ雰囲気化のいずれか
で、酸化あるいは窒化させるステップとを包含する高抵
抗層の製造方法。
【請求項２２】前記磁性薄膜あるいは前記磁性層は、
酸素親和性元素を含む、請求項２１記載の高抵抗層の製
造方法。
【請求項２３】磁性薄膜と高抵抗層とが交互に積層さ
れる磁性積層膜であって、前記磁性薄膜の平均厚みをＴ₃、前記高抵抗層の平均厚
みをＴ₄とすると、１００ｎｍ≦Ｔ₃≦１０００ｎｍ２ｎｍ＜Ｔ₄≦５０ｎｍ１０≦Ｔ₃／Ｔ₄≦５００なる関係式を満足する磁性積層膜。
【請求項２４】前記磁性薄膜は、磁性層と中間層とを
含み、前記磁性層がＭ₁Ｘ₁Ａ₁、前記中間層がＭ₂Ｘ₂Ａ₂、前記
高抵抗層がＭ₃Ｘ₃Ａ₃（Ｍ₁〜Ｍ₃はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉか
ら選ばれた少なくとも１種の磁性金属、Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃
はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、
Ｇａまたは前記磁性金属をのぞく遷移金属から選ばれた
少なくとも１種、Ａ₁、Ａ₂、Ａ₃はＯ、Ｎの少なくとも
１種を表す）なる組成式で表され、前記磁性層と前記中間層と前記高抵抗層とは、少なくと
もＭ₁＝Ｍ₂＝Ｍ₃、Ｘ₁＝Ｘ₂＝Ｘ₃なる条件を満たす、請
求項２３記載の磁性積層膜。
【請求項２５】上部磁極と下部磁極とを備え、少なくとも前記上部磁極は、比抵抗が８０μΩｃｍ以上
である高抵抗磁性膜または高抵抗磁性積層膜と、磁性薄
膜または磁性積層膜とを含み、前記上部磁極と前記下部磁極とは、記録ギャップを形成
し、少なくとも前記上部磁極の先端部の記録ギャップの近傍
には、前記磁性薄膜または前記磁性積層膜が形成される
薄膜ヘッド。
【請求項２６】少なくとも前記記録ギャップ上に前記
磁性薄膜または前記磁性積層膜が形成され、前記磁性薄膜または前記磁性積層膜上に比抵抗が８０μ
Ωｃｍ以上である高抵抗磁性膜または高抵抗磁性積層膜
が形成される、請求項２５記載の薄膜ヘッド。
【請求項２７】披膜形成物と膜形成物質供給源とを相
対的に移動させる第１ステップと、磁性薄膜と磁性積層膜と高抵抗磁性膜と高抵抗磁性積層
膜との少なくとも１つを成膜する第２ステップとを包含
し、前記披膜形成物と前記膜形成物質供給源とが互いに相対
的に移動する移動方向に磁性薄膜と磁性積層膜と高抵抗
磁性膜と高抵抗磁性積層膜との少なくとも１つの磁化困
難軸が形成される薄膜の製造方法。
【請求項２８】移動方向は、薄膜ヘッドの上部磁極の
デプス方向を含む、請求項２７記載の薄膜の製造方法。
【請求項２９】前記第１ステップは、前記移動方向に
略直角で、かつ前記被膜形成物上の、成膜面内に略平行
に、５０（Ｏｅ）以上の略一様でかつ略一方向の磁場を
形成する気相成膜法を用いて成膜するステップを包含す
る、請求項２７記載の薄膜の製造方法。
【請求項３０】前記第１ステップは、気相成膜装置内
での酸素または酸素プラズマあるいは窒素または窒素プ
ラズマの濃度を変化させることで成膜するステップを包
含する、請求項２７記載の薄膜の製造方法。
【請求項３１】成膜中の前記披膜形成物の実質的な温
度が３００℃以下である、請求項２７記載の薄膜の製造
方法。
【請求項３２】請求項１記載の磁性膜を少なくとも磁
極あるいはシールドの一部に用いたハードディスク装
置。
【請求項３３】請求項７記載の磁性膜を少なくとも磁
極あるいはシールドの一部に用いたハードディスク装
置。
【請求項３４】請求項１３記載の磁性膜を少なくとも
磁極あるいはシールドの一部に用いたハードディスク装
置。
【請求項３５】請求項１９記載の高抵抗磁性膜を少な
くとも磁極あるいはシールドの一部に用いたハードディ
スク装置。
【請求項３６】請求項２０記載の高抵抗磁性積層膜を
少なくとも磁極あるいはシールドの一部に用いたハード
ディスク装置。
【請求項３７】請求項２３記載の磁性積層膜を少なく
とも磁極あるいはシールドの一部に用いたハードディス
ク装置。
【請求項３８】請求項１４記載の薄膜ヘッドを用いた
ハードディスク装置。
【請求項３９】請求項１５記載の薄膜ヘッドを用いた
ハードディスク装置。