JP2001217125A - Soft magnetic film, planar-type magnetic element using soft magnetic film, filter and thin-film magnetic head - Google Patents

Soft magnetic film, planar-type magnetic element using soft magnetic film, filter and thin-film magnetic head

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JP2001217125A
JP2001217125A JP2000027559A JP2000027559A JP2001217125A JP 2001217125 A JP2001217125 A JP 2001217125A JP 2000027559 A JP2000027559 A JP 2000027559A JP 2000027559 A JP2000027559 A JP 2000027559A JP 2001217125 A JP2001217125 A JP 2001217125A
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JP
Japan
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soft magnetic
magnetic film
film
composition ratio
film according
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JP2000027559A
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Japanese (ja)
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Yoshito Sasaki
義人 佐々木
Takashi Hatauchi
隆史 畑内
Kiyoto Yamazawa
清人 山沢
Toshiro Sato
敏郎 佐藤
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/007Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure ultrathin or granular films

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a soft magnetic film, which shows high value in both its magnetic permeability μr' and its specific resistivity ρ and has superior high-frequency characteristics. SOLUTION: In the case, where an FeaMbOc film is used as a soft magnetic film (each of (a), (b) and (c) respectively shows at.%), if the conditions of (a), (b) and (c) are respectively assumed to be 44.5<=a<=57.5, 8<=b<=19 and 30.5<=c<=41 and the sum of the (a), (b) and the (c) is assumed to be a+b+c=100, μr'.ρ value (×103) which is shown by multiplying the magnetic permeability μr' of the film by a specific resistance ρ(μΩ.cm) of the film can be set at a value larger than 600. If the soft magnetic film is used for a planar-type magnetic element and the like, magnetic device having superior high-frequency characteristics can be manufactured.

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、例えば平面型磁気
素子(トランス、インダクタ)の磁心に用いられる軟磁
性膜に係わり、特に、前記軟磁性膜の透磁率μr′及び
比抵抗ρを従来に比べて高めることができ、高周波特性
に優れた軟磁性膜及び前記軟磁性膜を用いた平面型磁気
素子、フィルタ、及び薄膜磁気ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a soft magnetic film used, for example, for a magnetic core of a planar magnetic element (transformer, inductor). The present invention relates to a soft magnetic film that can be increased in comparison with the high frequency characteristics, and a flat magnetic element, a filter, and a thin film magnetic head using the soft magnetic film.

【0002】[0002]

【従来の技術】平面型磁気素子(トランス、インダク
タ)、フィルタ、及び薄膜磁気ヘッドなどの磁性層とし
て使用される軟磁性膜には、高周波領域において、高い
透磁率、飽和磁束密度、及び比抵抗を示し、しかも小さ
い保磁力を有するものが要求されている。
2. Description of the Related Art Soft magnetic films used as magnetic layers for planar magnetic elements (transformers, inductors), filters, thin-film magnetic heads and the like have high magnetic permeability, high saturation magnetic flux density, and high specific resistance in the high frequency range. And a material having a small coercive force is required.

【0003】上記した軟磁気特性のうち、高周波特性を
向上させるには、特にインダクタンスに寄与する透磁率
μr′と渦電流損失を抑制する比抵抗ρを高くする必要
がある。
In order to improve the high frequency characteristics among the above soft magnetic characteristics, it is necessary to increase the magnetic permeability μr ′ particularly contributing to the inductance and the specific resistance ρ for suppressing the eddy current loss.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】高周波特性を満足させ
るべく従来では、Fe−Hf−O膜などの軟磁性膜を使
用していた。前記Fe−Hf−O膜の組成の一例を挙げ
ると、例えばFe61Hf 1326の組成から成っている。
SUMMARY OF THE INVENTION
Conventionally, soft magnetic films such as Fe-Hf-O films have been used.
I was using An example of the composition of the Fe—Hf—O film will be described.
Then, for example, Fe61Hf 13O26Consists of the composition

【0005】前記Fe−Hf−O膜では、膜中に酸素を
含有することから、例えばNiFe系合金等の磁性材料
に比べて、比抵抗を向上させることができるものと考え
られていた。
It has been considered that the Fe—Hf—O film has a higher specific resistance than a magnetic material such as a NiFe alloy, for example, because the film contains oxygen.

【0006】しかしながら、上記した組成で製造された
Fe−Hf−O膜では、今後のさらなる高周波領域での
使用において、比抵抗はなおも低く、高周波特性を効果
的に向上させることができなかった。
[0006] However, the Fe-Hf-O film manufactured with the above-described composition has a still lower specific resistance in a future use in a further high-frequency region, and the high-frequency characteristics cannot be effectively improved. .

【0007】このように従来では、高い透磁率μr′と
比抵抗ρを併せ持つ軟磁性膜を製造することは困難であ
った。
As described above, conventionally, it has been difficult to manufacture a soft magnetic film having both high magnetic permeability μr ′ and specific resistance ρ.

【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するため
のものであり、特に、軟磁性膜に占める各元素の組成比
を適正に調節して、高い透磁率μr′及び比抵抗ρとを
併せ持つ高周波特性に優れた軟磁性膜及び前記軟磁性膜
を用いた平面型磁気素子、フィルタ、及び薄膜磁気ヘッ
ドを提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. In particular, the composition ratio of each element occupying the soft magnetic film is appropriately adjusted to obtain a high magnetic permeability μr ′ and a high specific resistance ρ. It is an object of the present invention to provide a soft magnetic film having excellent high frequency characteristics and a planar magnetic element, a filter, and a thin film magnetic head using the soft magnetic film.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明における軟磁性膜
は、組成式がFeabcで示され、元素Mは、Ti,
Zr,Hf,V,Nb,Ta,Mo,W,Al,Si,
Cr,P,C,B,Ga,Geと希土類元素から選ばれ
る1種または2種以上の元素であり、組成比はat%
で、44.5≦a≦57.5、8≦b≦19、30.5
≦c≦41、a+b+c=100を満足し、透磁率μ
r′と比抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′
・ρ値(×103)が、600以上であることを特徴と
するものである。
Soft magnetic film in the present invention In order to achieve the above object, according to the composition formula is represented by Fe a M b O c, element M, Ti,
Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Al, Si,
One or more elements selected from Cr, P, C, B, Ga, Ge and rare earth elements, and the composition ratio is at%
44.5 ≦ a ≦ 57.5, 8 ≦ b ≦ 19, 30.5
≦ c ≦ 41, a + b + c = 100, and the magnetic permeability μ
μr ′ represented by the power of r ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm)
The ρ value (× 10 3 ) is 600 or more.

【0010】また本発明では、前記組成比はat%で、
45.5≦a≦55、9≦b≦17.5、32.5≦c
≦40、a+b+c=100を満足し、透磁率μr′と
比抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ値
(×103)が、800以上であることが好ましい。
In the present invention, the composition ratio is at%,
45.5 ≦ a ≦ 55, 9 ≦ b ≦ 17.5, 32.5 ≦ c
It is preferable that satisfies ≦ 40 and a + b + c = 100, and the μr ′ · ρ value (× 10 3 ) expressed by the power of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm) is 800 or more.

【0011】また本発明では、前記組成比はat%で、
45.5≦a≦54、9.5≦b≦16.5、35≦c
≦40、a+b+c=100を満足し、透磁率μr′と
比抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ値
(×103)が、1000以上であることがより好まし
い。
In the present invention, the composition ratio is at%.
45.5 ≦ a ≦ 54, 9.5 ≦ b ≦ 16.5, 35 ≦ c
≦ 40, a + b + c = 100, and the μr ′ · ρ value (× 10 3 ) expressed by the power of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm) is more preferably 1000 or more. .

【0012】また本発明では、(前記軟磁性膜中に占め
る酸素の組成比)/(前記軟磁性膜中に占める元素Mの
組成比)が、元素Mの酸化物を分子式で表した場合にお
ける(O原子の数)/(M原子の数)よりも大きいこと
が好ましい。
In the present invention, (composition ratio of oxygen occupying in the soft magnetic film) / (composition ratio of element M occupying in the soft magnetic film) is expressed by a formula when an oxide of element M is represented by a molecular formula. It is preferably larger than (number of O atoms) / (number of M atoms).

【0013】また本発明では、前記軟磁性膜は、元素M
の酸化物を多量に含むアモルファス相に、Feを主体と
する微結晶相が混在した膜構造を有することが好まし
い。
Further, in the present invention, the soft magnetic film is formed of an element M
It is preferable to have a film structure in which a microcrystalline phase mainly composed of Fe is mixed with an amorphous phase containing a large amount of an oxide of the above.

【0014】なお前記アモルファス相には、元素Mの酸
化物の他に、Feの酸化物が含まれることが好ましい。
The amorphous phase preferably contains an oxide of Fe in addition to the oxide of the element M.

【0015】本発明では、Feと元素MとOとで構成さ
れた軟磁性膜において、Fe、元素M、及びOの組成比
を適正に調整して、透磁率μr′と比抵抗ρとの乗で表
されるμr′・ρ値(×103)を従来よりも向上さ
せ、これにより優れた高周波特性を有する軟磁性膜を製
造することができる。
According to the present invention, in the soft magnetic film composed of Fe, the elements M and O, the composition ratio of Fe, the elements M and O is appropriately adjusted so that the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ are different. The μr ′ · ρ value (× 10 3 ) expressed by the power can be improved as compared with the prior art, whereby a soft magnetic film having excellent high-frequency characteristics can be manufactured.

【0016】本発明では、Fe−M−O膜中に占める各
元素の組成比を変化させて、前記Fe−M−O膜の透磁
率μr′及び比抵抗ρを実験により測定し、前記各元素
の組成比と、前記透磁率μr′と比抵抗ρとの乗で表さ
れるμr′・ρ値との関係を三元図で表した。
In the present invention, the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ of the Fe—MO film are measured by experiment by changing the composition ratio of each element in the Fe—MO film. The relationship between the composition ratio of the elements and the value of μr ′ · ρ expressed by the power of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ is shown in a ternary diagram.

【0017】図6における三元図は、各辺が、Feの組
成比(at%)、元素Mの組成比(at%)、及びOの
組成比(at%)となっており、三元図内に示す数値
は、Fe−M−O膜の透磁率μr′と比抵抗ρとの乗で
表されるμr′・ρ値(×10 3μΩ・cm)の領域で
ある。
The ternary diagram in FIG. 6 shows that each side is a set of Fe.
Composition ratio (at%), composition ratio of element M (at%), and O
The composition ratio (at%) is shown in the ternary diagram.
Is the power of the magnetic permeability μr ′ of the Fe—MO film and the specific resistance ρ.
Μr ′ · ρ value (× 10 ThreeμΩcm)
is there.

【0018】ここで本発明では、前記μr′・ρ値が6
00以上、800以上、及び1000以上となるときの
各元素の組成比を三元図上から求めた。
Here, in the present invention, the μr ′ · ρ value is 6
The composition ratio of each element when the value was 00 or more, 800 or more, and 1000 or more was determined from the ternary diagram.

【0019】図6に示すように、Feの組成比を、4
4.5〜57.5(at%)、元素Mの組成比を、8〜
19(at%)、Oの組成比を、30.5〜41(at
%)とした場合、前記μr′・ρ値が600以上になる
ことがわかる。
As shown in FIG. 6, the composition ratio of Fe is 4
4.5 to 57.5 (at%), the composition ratio of the element M is 8 to
19 (at%), the composition ratio of O is 30.5-41 (at
%), The value of μr ′ · ρ becomes 600 or more.

【0020】またFeの組成比を、45.5〜55(a
t%)、元素Mを、9〜17.5(at%)、Oの組成
比を、32.5〜40(at%)とした場合、前記μ
r′・ρ値が800以上になることがわかる。
When the composition ratio of Fe is 45.5 to 55 (a
t), the element M is 9 to 17.5 (at%), and the composition ratio of O is 32.5 to 40 (at%).
It can be seen that the r ′ · ρ value is 800 or more.

【0021】またFeの組成比を、45.5〜54(a
t%)、元素Mを、9.5〜16.5(at%)、Oの
組成比を35〜40(at%)とした場合、前記μr′
・ρ値が1000以上になることがわかる。
When the composition ratio of Fe is 45.5 to 54 (a
t%), the element M is 9.5 to 16.5 (at%), and the composition ratio of O is 35 to 40 (at%).
-It turns out that a ρ value becomes 1000 or more.

【0022】なお前記Oの組成比は、35at%よりも
大きく40at%以下であることがより好ましく、36
〜40(at%)の範囲内であることが、さらに好まし
い。前記Oの組成比が上記範囲内であると確実にμr′
・ρ値を1000以上にできることが、図6から理解で
きる。
The composition ratio of O is more preferably more than 35 at% and 40 at% or less.
More preferably, it is within the range of 4040 (at%). When the composition ratio of O is within the above range, μr '
It can be understood from FIG. 6 that the ρ value can be made 1000 or more.

【0023】次にFe−M−O膜中に占める各元素の含
有量が、透磁率μr′及び比抵抗ρ等の軟磁気特性の向
上に如何に関与しているかについて説明することとす
る。
Next, it will be described how the content of each element in the Fe-MO film contributes to the improvement of the soft magnetic properties such as the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ.

【0024】軟磁性膜中に占める酸素は、比抵抗を向上
させるために必要な元素であり、本発明では、上記した
ように、Fe−Hf−O膜中に占める酸素量は、最低で
も30.5(at%)以上となっている。
Oxygen occupying the soft magnetic film is an element necessary for improving the specific resistance. In the present invention, as described above, the amount of oxygen occupying the Fe—Hf—O film is at least 30%. 0.5 (at%) or more.

【0025】前記酸素は、元素Mと結合することで軟磁
性膜内に入り込み、前記軟磁性膜中において前記元素M
の酸化物は、主にアモルファス相を形成する。
The oxygen enters the soft magnetic film by combining with the element M, and the oxygen is contained in the soft magnetic film.
Oxide mainly forms an amorphous phase.

【0026】すなわち前記元素Mの酸化物の含有量を適
正に調整することにより、比抵抗を高めることができ
る。
That is, by appropriately adjusting the content of the oxide of the element M, the specific resistance can be increased.

【0027】一方、軟磁性膜中に占めるFeは、飽和磁
束密度Msの向上に関与し、前記Fe量を増やせば、飽
和磁束密度を向上させることができる。
On the other hand, Fe occupying in the soft magnetic film contributes to the improvement of the saturation magnetic flux density Ms. If the amount of Fe is increased, the saturation magnetic flux density can be improved.

【0028】また透磁率μr′に関しては様々な要因が
関与して、前記透磁率μr′の大きさが決定される。前
記透磁率μr′を高めるには、飽和磁束密度Msが高い
ことが好ましいが、高周波帯域における前記透磁率μ
r′の安定性を図るには、比抵抗ρも高いことが必要で
ある。比抵抗ρが低いと高周波帯域において渦電流損失
が大きくなり、一般的に前記透磁率μr′は周波数の増
加とともに低下しやすいからである。
Various factors are involved in the magnetic permeability μr ′, and the magnitude of the magnetic permeability μr ′ is determined. In order to increase the magnetic permeability μr ′, it is preferable that the saturation magnetic flux density Ms is high.
In order to stabilize r ', it is necessary that the specific resistance ρ is also high. This is because, when the specific resistance ρ is low, the eddy current loss increases in a high frequency band, and the magnetic permeability μr ′ generally tends to decrease as the frequency increases.

【0029】なお透磁率μr′と比抵抗ρはトレードオ
フの関係にあることが一般的に知られており、したがっ
て比抵抗ρが高すぎても透磁率μr′の極端な低下を招
き、逆に透磁率μr′が高すぎても比抵抗ρの極端な低
下を招き好ましくない。
It is generally known that the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ are in a trade-off relationship. Therefore, even if the specific resistance ρ is too high, the magnetic permeability μr ′ may be extremely lowered, and conversely. On the other hand, if the magnetic permeability μr ′ is too high, the resistivity ρ is extremely lowered, which is not preferable.

【0030】したがって透磁率μr′と比抵抗ρの双方
を適正な値に設定するには、軟磁性膜中に占める酸素量
を適正に調整し、またFe量に関しては図6に示すよう
に50(at%)前後に設定することがよいことが理解
できる。
Therefore, in order to set both the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ to appropriate values, the amount of oxygen occupying in the soft magnetic film is appropriately adjusted, and the amount of Fe is set to 50 as shown in FIG. It can be understood that it is better to set around (at%).

【0031】ところでFe−M−O膜における元素M
が、例えばHf(ハフニウム)である場合、Hfの酸化
物の分子式はHfO2であるから、元素Mと結合する酸
素は、理論上、軟磁性膜中に占める元素Mの組成比に対
して、2倍の含有量が酸素として入り込むことになる。
The element M in the Fe—MO film
Is Hf (hafnium), for example, since the molecular formula of the oxide of Hf is HfO 2 , the oxygen bonded to the element M theoretically has the following composition ratio with respect to the composition ratio of the element M occupying in the soft magnetic film: Twice the content will enter as oxygen.

【0032】よって軟磁性膜中に占める酸素量を増やし
ていけば、それだけ元素Mの含有量は上昇するために、
逆にFeの含有量が減少し、したがって飽和磁束密度の
低下や透磁率μr′の低下を招きやすくなる。
Therefore, if the amount of oxygen occupying in the soft magnetic film is increased, the content of the element M increases accordingly.
Conversely, the Fe content is reduced, which tends to cause a decrease in the saturation magnetic flux density and a decrease in the magnetic permeability μr ′.

【0033】すなわちFe−M−O膜において、優れた
高周波特性を有するために必要な高い比抵抗ρと透磁率
μr′を得るには、前記Fe−M−O膜中に占める酸素
量を増やすと同時に、Fe量の急激な減少を抑制する必
要があり、そこで本発明では、後述する製造方法を用い
て、軟磁性膜中に占める酸素量を従来よりも増やす一方
で、Fe量を50(at%)前後、軟磁性膜中に入り込
ませることを可能とし、これによって高い比抵抗ρと透
磁率μr′を有する高周波特性に優れた軟磁性膜の製造
に成功したのである。
That is, in order to obtain a high specific resistance ρ and a magnetic permeability μr ′ required for the Fe—MO film to have excellent high-frequency characteristics, the amount of oxygen occupying the Fe—MO film must be increased. At the same time, it is necessary to suppress a sharp decrease in the amount of Fe. Therefore, in the present invention, the amount of oxygen in the soft magnetic film is increased by 50 ( (at%), it was possible to penetrate into the soft magnetic film, thereby successfully producing a soft magnetic film having high specific resistance ρ and magnetic permeability μr ′ and excellent in high frequency characteristics.

【0034】ここで、元素Oの軟磁性膜中に占める含有
量を、前記元素Mの酸化物を分子式で表した場合におけ
る理論上の含有量よりも多くすると、透磁率μr′と比
抵抗ρとの乗で表されるμr′・ρ値(×103μΩ・
cm)を、600以上、好ましくは800以上、より好
ましくは1000以上に設定しやすくできることは、図
6に示す三元図から容易に理解できる。
Here, if the content of the element O in the soft magnetic film is larger than the theoretical content when the oxide of the element M is represented by a molecular formula, the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ Μr '· ρ value (× 10 3 μΩ ·
cm) can be easily set to 600 or more, preferably 800 or more, more preferably 1000 or more, which can be easily understood from the ternary diagram shown in FIG.

【0035】図6の三元図に示す境界Aは、(軟磁性膜
中に占める酸素の組成比)/(前記軟磁性膜中に占める
元素Mの組成比)と、元素Mの酸化物を分子式で表した
場合における(O原子の数)/(M原子の数)とが一致
する部分であり、図面上、前記境界Aよりも下側の領域
(すなわちOの組成比が増える方向、元素Mの組成比が
低下する方向)に向かうと、(前記軟磁性膜中に占める
酸素の組成比)/(前記軟磁性膜中に占める元素Mの組
成比)が、元素Mの酸化物を分子式で表した場合におけ
る(O原子の数)/(M原子の数)よりも多くなる。
The boundary A shown in the ternary diagram of FIG. 6 is defined by (composition ratio of oxygen occupying in the soft magnetic film) / (composition ratio of element M occupying in the soft magnetic film) and oxide of element M. This is a portion where (the number of O atoms) / (the number of M atoms) in the molecular formula coincides, and in the drawing, a region below the boundary A (that is, the direction in which the composition ratio of O increases, the element When the composition ratio of M decreases, the composition ratio of oxygen in the soft magnetic film / (the composition ratio of element M in the soft magnetic film) is expressed by the formula: It is larger than (the number of O atoms) / (the number of M atoms) in the case of

【0036】前記境界Aよりも図示下側の領域における
各元素の組成比を適正に選択することで、μr′・ρ値
(×103μΩ・cm)を600以上、好ましくは80
0以上、より好ましくは1000以上に容易に設定する
ことができ、Fe−Hf−O膜の高周波特性を従来に比
べて向上させることが可能になるのである。
By appropriately selecting the composition ratio of each element in the region below the boundary A in the figure, the μr ′ · ρ value (× 10 3 μΩ · cm) can be set to 600 or more, preferably 80
It can be easily set to 0 or more, more preferably 1000 or more, and the high-frequency characteristics of the Fe—Hf—O film can be improved as compared with the related art.

【0037】また本発明における軟磁性膜は、組成式
が、(QdCo1-dxyzwで示され、元素Qは、F
e,Niのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素
で、元素Mは、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,M
o,W,Al,Si,Cr,P,C,B,Ga,Geと
希土類元素から選ばれる1種または2種以上の元素で、
Xは、Pt,Ru,Rh,Pd,Ir,Os,Sn,T
i,Au,Ag,Cuから選ばれる1種または2種以上
の元素であり、組成比を示すdは、0.5≦d≦1、
x,y,z,wはat%で、x≦59、28≦z、0≦
w≦20、残部がyであることを特徴とするものであ
る。
Further the soft magnetic film in the present invention, the composition formula is represented by (Q d Co 1-d) x M y O z X w, element Q is F
e, an element containing one or both of Ni, and the element M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, M
o, W, Al, Si, Cr, P, C, B, Ga, Ge and one or more elements selected from rare earth elements;
X is Pt, Ru, Rh, Pd, Ir, Os, Sn, T
one or more elements selected from i, Au, Ag, and Cu, and d indicating a composition ratio is 0.5 ≦ d ≦ 1,
x, y, z, w are at%, x ≦ 59, 28 ≦ z, 0 ≦
It is characterized in that w ≦ 20 and the balance is y.

【0038】本発明では、前記組成比を示すx,y,
z,wはat%で、x≦56、31.5≦z、0≦w≦
19、残部がyである関係を満足し、透磁率μr′と比
抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ値
(×103)が、600以上であることが好ましい。
In the present invention, x, y,
z and w are at%, x ≦ 56, 31.5 ≦ z, 0 ≦ w ≦
19. The value of μr ′ · ρ (× 10 3 ) expressed by the power of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm) satisfies the relationship of y being the balance, and is 600 or more. preferable.

【0039】また本発明では、前記組成比を示すx,
y,z,wはat%で、x≦53.5、33.5≦z、
0≦w≦19、残部がyである関係を満足し、透磁率μ
r′と比抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′
・ρ値(×103)が、800以上であることがより好
ましい。
In the present invention, x, which represents the above composition ratio,
y, z, w are at%, x ≦ 53.5, 33.5 ≦ z,
0 ≦ w ≦ 19, the balance being y, and the magnetic permeability μ
μr ′ represented by the power of r ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm)
-The ρ value (× 10 3 ) is more preferably 800 or more.

【0040】また本発明では、前記組成比を示すx,
y,z,wはat%で、x≦52、35≦z、0≦w≦
19、残部がyである関係を満足し、透磁率μr′と比
抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ値
(×103)が、1000以上であることがさらに好ま
しい。
In the present invention, x, which represents the above composition ratio,
y, z, w are at%, x ≦ 52, 35 ≦ z, 0 ≦ w ≦
19. The value of μr ′ · ρ (× 10 3 ) expressed by the product of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm) satisfies the relationship of y being the balance, and is 1000 or more. More preferred.

【0041】また本発明では、前記元素Qは、Feであ
ることが好ましい。また本発明では、(前記軟磁性膜中
に占める酸素の組成比)/(前記軟磁性膜中に占める元
素Mの組成比)が、元素Mの酸化物を分子式で表した場
合における(O原子の数)/(M原子の数)よりも大き
いことが好ましい。
In the present invention, the element Q is preferably Fe. In the present invention, (composition ratio of oxygen occupying in the soft magnetic film) / (composition ratio of element M occupying in the soft magnetic film) is expressed by (O atom) when an oxide of element M is represented by a molecular formula. (Number of M atoms) / (number of M atoms).

【0042】さらに本発明では、前記軟磁性膜は、元素
Mの酸化物を多量に含むアモルファス相に、元素Q及び
/またはCoを主体とする微結晶相が混在した膜構造を
有することが好ましい。
Further, in the present invention, the soft magnetic film preferably has a film structure in which an amorphous phase containing a large amount of an oxide of the element M and a microcrystalline phase mainly composed of the element Q and / or Co are mixed. .

【0043】上記の膜構造の場合、前記アモルファス相
には、元素Mの酸化物の他に、元素Qの酸化物、及び/
またはCoの酸化物を含むことが好ましい。
In the case of the above-mentioned film structure, in addition to the oxide of the element M, the oxide of the element Q and / or
Alternatively, it is preferable to include an oxide of Co.

【0044】また本発明では、前記軟磁性膜の組成wは
0at%であってもよい。この軟磁性膜は、Coを含有
しており、CoはFe,Niと同様に、強磁性を示す元
素である。したがってCo,Fe,Niは磁性を担う元
素である。特に高飽和磁束密度を得るには、Coと元素
Qの含有量は多いことが好ましいが、Coと元素Qの含
有量を少なくしすぎると飽和磁束密度が小さくなってし
まう。
In the present invention, the composition w of the soft magnetic film may be 0 at%. This soft magnetic film contains Co, and Co, like Fe and Ni, is an element exhibiting ferromagnetism. Therefore, Co, Fe, and Ni are elements that carry magnetism. In particular, in order to obtain a high saturation magnetic flux density, it is preferable that the contents of Co and the element Q are large. However, if the contents of Co and the element Q are too low, the saturation magnetic flux density decreases.

【0045】またCoは、一軸磁気異方性を大きくする
作用がある。Coを添加した軟磁性膜の一軸異方性は、
Fe−M−O膜の一軸異方性よりも数倍大きくなり、し
たがって本発明における軟磁性膜の透磁率の周波数特性
は、非常に良好なものとなる。
Co has the effect of increasing uniaxial magnetic anisotropy. The uniaxial anisotropy of the soft magnetic film to which Co is added is
The uniaxial anisotropy of the Fe-MO film is several times larger than the uniaxial anisotropy. Therefore, the frequency characteristic of the magnetic permeability of the soft magnetic film in the present invention is very good.

【0046】一方、元素Mは上記したように、酸素と結
合しやすく、結合することで酸化物を形成し、膜中では
アモルファス相として存在する。酸素と結合する元素M
は、軟磁気特性と高抵抗を両立するために必要なもので
ある。
On the other hand, as described above, the element M is easily bonded to oxygen, and forms an oxide by bonding, and exists as an amorphous phase in the film. Element M that combines with oxygen
Is necessary to achieve both soft magnetic characteristics and high resistance.

【0047】Pt,Ru,Rh,Pd,Ir,Os,S
n,Ti,Au,Ag,Cuから選ばれる1種または2
種以上の元素である元素Xは、本発明における軟磁性膜
の耐食性、及び周波数特性を向上させるが、その含有量
が20(at%)を越えると軟磁気特性、特に飽和磁化
が低下しすぎて好ましくない。
Pt, Ru, Rh, Pd, Ir, Os, S
one or two selected from n, Ti, Au, Ag, and Cu
The element X, which is one or more elements, improves the corrosion resistance and frequency characteristics of the soft magnetic film in the present invention, but if the content exceeds 20 (at%), the soft magnetic characteristics, especially the saturation magnetization, is too low. Is not preferred.

【0048】本発明では良好な軟磁気特性を確保しつつ
高い飽和磁化を維持するために、組成比を示すdは、
0.5≦d≦1、x,y,z,wはat%で、0.5≦
d≦1、x,y,z,wはat%で、x≦59、28≦
z、0≦w≦20、残部がyであることが好ましい。
In the present invention, in order to maintain high saturation magnetization while maintaining good soft magnetic characteristics, d indicating the composition ratio is:
0.5 ≦ d ≦ 1, x, y, z and w are at%, and 0.5 ≦ d
d ≦ 1, x, y, z, w are at%, x ≦ 59, 28 ≦
It is preferable that z, 0 ≦ w ≦ 20, and the balance be y.

【0049】また本発明では、優れた高周波特性を得る
ために透磁率μr′と比抵抗ρを高くする必要性があ
り、本発明では、前記透磁率μr′と比抵抗ρとの乗で
表されるμr′・ρ値(×103μΩ・cm)が、好ま
しくは600以上、より好ましくは800以上、さらに
好ましくは1000以上となる各元素の組成比を図7に
示す三元図から求めた。
Further, in the present invention, it is necessary to increase the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ in order to obtain excellent high-frequency characteristics. In the present invention, the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ are expressed as a power. The composition ratio of each element that gives a μr ′ · ρ value (× 10 3 μΩ · cm) of preferably 600 or more, more preferably 800 or more, and still more preferably 1000 or more is determined from the ternary diagram shown in FIG. Was.

【0050】図7は、CoとFeとを足した組成比(a
t%)、元素Mの組成比(at%)、及びOの組成比
(at%)の三元図であり、三元図内に示す数値は、C
o−Fe−M−O膜の透磁率μr′と比抵抗ρとの乗で
表されるμr′・ρ値(×10 3μΩ・cm)である。
FIG. 7 shows a composition ratio (a) obtained by adding Co and Fe.
t%), composition ratio of element M (at%), and composition ratio of O
(At%) is a ternary diagram, and the numerical values shown in the ternary diagram are C
The power of the magnetic permeability μr 'of the o-Fe-MO film and the specific resistance ρ
Μr ′ · ρ value (× 10 ThreeμΩ · cm).

【0051】ここで本発明では、前記μr′・ρ値が6
00以上、800以上、及び1000以上になるCoと
Fe、元素M及びOの組成比を三元図上から求めた。な
おFeとCoの割合は9:1である。
Here, in the present invention, the μr ′ · ρ value is 6
The composition ratios of Co and Fe, the elements M and O to be 00 or more, 800 or more, and 1000 or more were determined from the ternary diagram. The ratio of Fe to Co is 9: 1.

【0052】図7に示すように、FeとCoの組成比x
を、56(at%)以下、酸素の組成比zを31.5
(at%)以上、0≦w≦19、残部を元素Mの組成比
yとした場合、前記μr′・ρ値が600以上になるこ
とがわかる。
As shown in FIG. 7, the composition ratio x of Fe and Co
Is not more than 56 (at%), and the oxygen composition ratio z is 31.5
(At%) or more, when 0 ≦ w ≦ 19 and the remainder is the composition ratio y of the element M, the μr ′ · ρ value is found to be 600 or more.

【0053】またFeとCoの組成比xを、53.5
(at%)以下、酸素の組成比zを33.5(at%)
以上、0≦w≦19、残部を元素Mの組成比yとした場
合、前記μr′・ρ値が800以上になることがわか
る。
When the composition ratio x of Fe and Co is 53.5
(At%) or less, the composition ratio z of oxygen is 33.5 (at%)
As described above, when 0 ≦ w ≦ 19 and the remainder is the composition ratio y of the element M, the μr ′ · ρ value is 800 or more.

【0054】またFeとCoの組成比xを、52(at
%)以下、酸素の組成比zを35(at%)以上、0≦
w≦19、残部を元素Mの組成比yとした場合、前記μ
r′・ρ値が1000以上になることがわかる。
When the composition ratio x of Fe and Co is 52 (at
%) Or less, the composition ratio z of oxygen is 35 (at%) or more, and 0 ≦
When w ≦ 19 and the balance is the composition ratio y of the element M, the μ
It can be seen that the r ′ · ρ value is 1000 or more.

【0055】上記Q−Co−M−O−X膜においても、
Fe−M−O膜と同様に、高い透磁率μr′と比抵抗ρ
を得るに、軟磁性膜中に占める酸素量を多くし、一方、
Coと元素Qの含有量を相当量確保する必要性がある。
また元素Qの割合を、元素QとCoの組成比を足し合わ
せた含有量に対し半分以上にすることで、透磁率μr′
と飽和磁束密度Msを向上させることができる。
In the above-mentioned Q-Co-MOX film,
As in the case of the Fe-MO film, high permeability μr ′ and specific resistance ρ
In order to obtain, the amount of oxygen occupying in the soft magnetic film is increased, while
It is necessary to ensure a considerable content of Co and the element Q.
Further, by setting the ratio of the element Q to be at least half the content of the composition ratio of the element Q and Co, the permeability μr ′
And the saturation magnetic flux density Ms can be improved.

【0056】図7に示す三元図に表示された境界Bは、
(軟磁性膜中に占める酸素の組成比)/(前記軟磁性膜
中に占める元素Mの組成比)と、元素Mの酸化物を分子
式で表した場合における(O原子の数)/(M原子の
数)とが一致する部分であり、図面上、前記境界Bより
も下側の領域(すなわちOの組成比が増える方向、元素
Mの組成比が低下する方向)に向かうと、(前記軟磁性
膜中に占める酸素の組成比)/(前記軟磁性膜中に占め
る元素Mの組成比)が、元素Mの酸化物を分子式で表し
た場合における(O原子の数)/(M原子の数)よりも
多くなる。
The boundary B displayed in the ternary diagram shown in FIG.
(Composition ratio of oxygen in soft magnetic film) / (composition ratio of element M in the soft magnetic film) and (number of O atoms) / (M) when oxide of element M is represented by a molecular formula. (The number of atoms), and in a region below the boundary B in the drawing (that is, a direction in which the composition ratio of O increases and a direction in which the composition ratio of the element M decreases), The composition ratio of oxygen in the soft magnetic film) / (the composition ratio of element M in the soft magnetic film) is (number of O atoms) / (M atoms) when an oxide of element M is represented by a molecular formula. Number).

【0057】前記境界Bよりも図示下側の領域での各元
素の組成比を適正に選択することで、従来に比べて軟磁
性膜中における酸素量を増やすことができ、同時にCo
と元素Qの含有量を相当量確保することができ、透磁率
μr′と比抵抗ρとの乗で表されるμr′・ρ値(×1
3μΩ・cm)を600以上、好ましくは800以
上、より好ましくは1000以上に容易に規制すること
ができ、高い透磁率μr′と比抵抗ρを有する高周波特
性に優れた軟磁性膜を製造することができるのである。
By appropriately selecting the composition ratio of each element in the region below the boundary B in the figure, the amount of oxygen in the soft magnetic film can be increased as compared with the conventional case,
And the content of the element Q can be secured in a considerable amount, and the μr ′ · ρ value (× 1) represented by the power of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ is obtained.
0 3 μΩ · cm) can be easily regulated to 600 or more, preferably 800 or more, more preferably 1000 or more, and produce a soft magnetic film having high magnetic permeability μr ′ and excellent high-frequency characteristics having high specific resistance ρ. You can do it.

【0058】さらに本発明における軟磁性膜は、主成分
のFe、Co、Niから選ばれる1種または2種以上の
元素Tと、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Mo,
W,Al,Si,Cr,P,C,B,Ga,Geと希土
類元素から選ばれる1種または2種以上の元素Mと、元
素Oとを含有し、膜構造としては、元素Mの酸化物を多
量に含むアモルファス相に、元素Tを主体とする微結晶
相が混在し、(軟磁性膜中に占める酸素の組成比)/
(軟磁性膜中に占める元素Mの組成比)が、元素Mの酸
化物を分子式で表した場合における(O原子の数)/
(M原子の数)よりも大きく、前記アモルファス相に
は、元素Mの酸化物の他に元素Tの酸化物が含まれるこ
とを特徴とするものである。
Further, the soft magnetic film of the present invention comprises one or more elements T selected from the main components Fe, Co and Ni, and Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo,
It contains one or more elements M selected from W, Al, Si, Cr, P, C, B, Ga, Ge and rare earth elements, and an element O, and the film structure is oxidation of the element M An amorphous phase containing a large amount of a substance is mixed with a microcrystalline phase mainly composed of the element T, and (composition ratio of oxygen occupying in the soft magnetic film) /
(The composition ratio of the element M in the soft magnetic film) is (number of O atoms) / when the oxide of the element M is represented by a molecular formula.
(The number of M atoms), wherein the amorphous phase contains an oxide of the element T in addition to the oxide of the element M.

【0059】上記したように、(軟磁性膜中に占める酸
素の組成比)/(軟磁性膜中に占める元素Mの組成比)
を、元素Mの酸化物を分子式で表した場合における(O
原子の数)/(M原子の数)よりも大きくすることで、
軟磁性膜中に占める酸素の含有量を増やすことができる
と同時に、元素Tを相当量含有させることができ、よっ
て高い透磁率μr′と比抵抗ρを有する高周波特性に優
れた軟磁性膜を製造することが可能である。
As described above, (composition ratio of oxygen in soft magnetic film) / (composition ratio of element M in soft magnetic film)
In the case where an oxide of the element M is represented by a molecular formula (O
By making it larger than (number of atoms) / (number of M atoms),
The content of oxygen in the soft magnetic film can be increased, and at the same time, a considerable amount of the element T can be contained. Thus, a soft magnetic film having high magnetic permeability μr ′ and excellent high-frequency characteristics having specific resistance ρ can be obtained. It is possible to manufacture.

【0060】また本発明では、前記軟磁性膜の透磁率μ
r′と比抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′
・ρ値(×103)は、600以上であることが好まし
く、より好ましくは、800以上であり、さらに好まし
くは、1000以上である。
Further, in the present invention, the magnetic permeability μ of the soft magnetic film
μr ′ represented by the power of r ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm)
The ρ value (× 10 3 ) is preferably 600 or more, more preferably 800 or more, and further preferably 1000 or more.

【0061】また、前記アモルファス相に、元素Mの酸
化物以外に元素Tの酸化物が含まれていると、軟磁性膜
中に占める酸素の含有量を増やすことができ、比抵抗ρ
を向上させることが可能である。
When the amorphous phase contains an oxide of the element T in addition to the oxide of the element M, the content of oxygen in the soft magnetic film can be increased, and the resistivity ρ
Can be improved.

【0062】また本発明では、前記微結晶相は、さらに
元素Mの酸化物を含んでいることが好ましい。これによ
り微結晶相の比抵抗は向上し、膜全体の比抵抗を高める
ことができる。
In the present invention, it is preferable that the microcrystalline phase further contains an oxide of the element M. Thereby, the specific resistance of the microcrystalline phase is improved, and the specific resistance of the entire film can be increased.

【0063】また本発明では、前記微結晶相の結晶構造
は、bcc構造、hcp構造、fcc構造のうち1種あ
るいは2種以上の混成構造からなることが好ましく、前
記微結晶相の結晶構造は、主にbcc構造から成ること
がより好ましい。
In the present invention, the crystal structure of the microcrystalline phase is preferably composed of one or more of a bcc structure, an hcp structure and an fcc structure, and the crystal structure of the microcrystalline phase is preferably , And more preferably a bcc structure.

【0064】また前記微結晶相の平均結晶粒径は、30
nm以下であることが好ましい。さらに本発明では、前
記元素Mは、Zr,Hfのうち一方あるいは両方を含む
元素であることが好ましい。
The average crystal grain size of the microcrystalline phase is 30
nm or less. Further, in the present invention, the element M is preferably an element containing one or both of Zr and Hf.

【0065】また本発明では、前記軟磁性膜を構成する
一元素として、Oの代わりにNが、あるいはOと共にN
が用いられてもよい。元素Nを含有させた場合も、Oを
含有させた場合と同様に、軟磁性膜の透磁率μr′と比
抵抗ρを高めることができ、高周波特性に優れた軟磁性
膜を製造することができる。
In the present invention, as one element constituting the soft magnetic film, N instead of O, or N together with O
May be used. When the element N is contained, the permeability μr ′ and the specific resistance ρ of the soft magnetic film can be increased as in the case of containing O, and a soft magnetic film having excellent high-frequency characteristics can be manufactured. it can.

【0066】また本発明は、前述した軟磁性膜によっ
て、平面型磁気素子、及びフィルタの磁心が形成されて
いることを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that the magnetic core of a planar magnetic element and a filter is formed by the above-mentioned soft magnetic film.

【0067】さらに本発明は、少なくとも下部コア層
と、記録媒体との対向部で前記下部コア層と磁気ギャッ
プを介して対向する上部コア層と、両コア層に記録磁界
を与えるコイル層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記下部コア層と上部コア層のうち少なくとも一方は、
前述した軟磁性膜により形成されていることを特徴とす
るものである。
Further, according to the present invention, at least a lower core layer, an upper core layer opposing the lower core layer via a magnetic gap at a portion facing the recording medium, and a coil layer for applying a recording magnetic field to both core layers are provided. A thin-film magnetic head having
At least one of the lower core layer and the upper core layer,
It is characterized by being formed of the soft magnetic film described above.

【0068】[0068]

【発明の実施の形態】図1、図2は、本発明におけるイ
ンダクタの構造を示すものであり、図1は平面図、図2
は図1の2−2線断面図である。
1 and 2 show the structure of an inductor according to the present invention. FIG. 1 is a plan view and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1.

【0069】図2に示すように、基板30上に取り出し
電極31が形成されている。この取り出し電極31は、
端子としての役割を有している。前記基板30上及び取
り出し電極31上に、絶縁膜32と磁性膜33と絶縁膜
34が順次積層され、絶縁膜34上にスパイラルコイル
状の平面コイル35が形成される。平面コイル35の中
心部は、絶縁膜32と磁性膜33と絶縁膜34に開けら
れたスルーホールを介して取り出し電極31と接続され
ている。さらに平面コイル35を覆う絶縁膜36が形成
され、絶縁膜36上に磁性膜37が形成されている。平
面コイル35の端からは取り出し電極38が基板30上
に延びている。前記取り出し電極38も、取り出し電極
31と同様に端子としての機能を有している。
As shown in FIG. 2, an extraction electrode 31 is formed on a substrate 30. This extraction electrode 31
It has a role as a terminal. An insulating film 32, a magnetic film 33, and an insulating film 34 are sequentially stacked on the substrate 30 and the extraction electrode 31, and a spiral coil-shaped planar coil 35 is formed on the insulating film 34. The center of the planar coil 35 is connected to the extraction electrode 31 via through holes formed in the insulating film 32, the magnetic film 33, and the insulating film 34. Further, an insulating film 36 covering the planar coil 35 is formed, and a magnetic film 37 is formed on the insulating film 36. An extraction electrode 38 extends from the end of the planar coil 35 onto the substrate 30. The extraction electrode 38 also has a function as a terminal similarly to the extraction electrode 31.

【0070】平面コイル35は、銅、銀、金、アルミニ
ウムあるいはこれらの合金などの良導電性金属材料から
なり、インダクタンス、直流重量特性、サイズなどに応
じて、電気的に直列に、または並列に、さらに縦にある
いは横に絶縁膜を介して適宜配置することができる。
The planar coil 35 is made of a highly conductive metal material such as copper, silver, gold, aluminum or an alloy thereof, and is electrically connected in series or in parallel according to inductance, DC weight characteristics, size, and the like. It can be further arranged vertically or horizontally with an insulating film interposed therebetween.

【0071】また平面コイル35を並列的に複数設け、
各平面コイル35を絶縁膜36を介して対向させること
で、トランスを構成できる。さらに、平面コイル35
は、導電層を基板上に形成後、フォトエッチングするこ
とにより各種の形状に作成できる。導電層の成膜方法と
しては、ブレス圧着、メッキ、金属溶射、真空蒸着、ス
パッタリング、イオンブレーティング、スクリーン印刷
焼成法などの適宜の方法を用いればよい。
A plurality of planar coils 35 are provided in parallel,
A transformer can be formed by facing the respective planar coils 35 via the insulating film 36. Further, the planar coil 35
Can be formed into various shapes by photo-etching after forming a conductive layer on a substrate. As a method for forming the conductive layer, an appropriate method such as breath press bonding, plating, metal spraying, vacuum evaporation, sputtering, ion plating, and screen printing firing may be used.

【0072】絶縁膜32,34,36は、ポリイミドな
どの高分子フィルム、SiO2、ガラス、硬質炭素膜な
どの無機質膜からなるものを用いることが好ましい。こ
の絶縁膜32,34,36は、ペースト印刷またはスピ
ンコート後に焼成する方法、溶融メッキ法、溶射、気相
メッキ、真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティ
ングなどの方法により形成される。
The insulating films 32, 34 and 36 are preferably made of a polymer film such as polyimide, or an inorganic film such as SiO 2 , glass or hard carbon film. The insulating films 32, 34, and 36 are formed by a method such as baking after paste printing or spin coating, a hot-dip plating method, thermal spraying, vapor phase plating, vacuum deposition, sputtering, or ion plating.

【0073】図3は、本発明の実施形態としての薄膜磁
気ヘッドの縦断面図である。図3に示す薄膜磁気ヘッド
は、浮上式ヘッドを構成するスライダのトレーリング側
端面に形成されたものであり、読み出しヘッド(再生ヘ
ッド)上に書込み用のインダクティブヘッドが積層され
た、いわゆるMR/インダクティブ複合型薄膜磁気ヘッ
ドである。なお図3に示す薄膜磁気ヘッドは、インダク
ティブヘッドである。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a thin-film magnetic head according to an embodiment of the present invention. The thin-film magnetic head shown in FIG. 3 is formed on the trailing side end surface of a slider constituting a floating head, and is a so-called MR / magnetic head in which a writing inductive head is stacked on a read head (reproducing head). This is an inductive composite type thin film magnetic head. The thin-film magnetic head shown in FIG. 3 is an inductive head.

【0074】図3に示す符号40は、磁性材料製の下部
コア層である。前記下部コア層40の上には、Al23
などの非磁性の絶縁材料で形成されたギャップ層41が
形成され、さらに前記ギャップ層41の上には、レジス
ト材料やその他の有機材料で形成された絶縁層42が形
成されている。
Reference numeral 40 shown in FIG. 3 is a lower core layer made of a magnetic material. On the lower core layer 40, Al 2 O 3
A gap layer 41 made of a non-magnetic insulating material such as a non-magnetic material is formed, and an insulating layer 42 made of a resist material or another organic material is formed on the gap layer 41.

【0075】前記絶縁層42上には、Cuなどの電気抵
抗の低い導電性材料により、コイル層43が螺旋状に形
成されている。なお前記コイル層43は、後述する上部
コア層45の基端部45bの周囲を周回するように形成
されているが、図3では前記コイル層43の一部のみが
現れている。そして前記コイル層43の上には、有機樹
脂材料などの絶縁層44が形成されている。
On the insulating layer 42, a coil layer 43 is spirally formed of a conductive material having a low electric resistance such as Cu. The coil layer 43 is formed so as to go around a base end 45b of an upper core layer 45 described later, but only a part of the coil layer 43 appears in FIG. An insulating layer 44 such as an organic resin material is formed on the coil layer 43.

【0076】前記絶縁層44の上には、磁性材料製の上
部コア層45が形成されている。上部コア層45の先端
部45aは、記録媒体との対向部において、下部コア層
40上に前記ギャップ層41を介して接合され、ギャッ
プ長Glの磁気ギャップが形成されている。また上部コ
ア層45の基端部45bは、ギャップ層41及び絶縁層
42に形成された穴を介して、下部コア層40に磁気的
に接合されている。
On the insulating layer 44, an upper core layer 45 made of a magnetic material is formed. The front end portion 45a of the upper core layer 45 is joined to the lower core layer 40 via the gap layer 41 at a portion facing the recording medium to form a magnetic gap having a gap length Gl. The base end 45b of the upper core layer 45 is magnetically joined to the lower core layer 40 through holes formed in the gap layer 41 and the insulating layer 42.

【0077】書込み用のインダクティブヘッドでは、コ
イル層43に記録電流が与えられると、下部コア層40
及び上部コア層45に記録磁界が誘導され、下部コア層
40と上部コア層45の先端部45aとの磁気ギャップ
部分からの洩れ磁界により、ハードディスクなどの記録
媒体に磁気信号が記録される。
In the inductive head for writing, when a recording current is applied to the coil layer 43, the lower core layer 40
In addition, a recording magnetic field is induced in the upper core layer 45, and a magnetic signal is recorded on a recording medium such as a hard disk by a leakage magnetic field from a magnetic gap portion between the lower core layer 40 and the tip 45a of the upper core layer 45.

【0078】本発明では、図1,2に示すインダクタの
軟磁性膜33,37、及び図3に示す薄膜磁気ヘッドの
下部コア層40、上部コア層45は、以下の組成を有す
る軟磁性膜によって形成されている。
In the present invention, the soft magnetic films 33 and 37 of the inductor shown in FIGS. 1 and 2 and the lower core layer 40 and the upper core layer 45 of the thin film magnetic head shown in FIG. Is formed by

【0079】(1)Fe−M−O膜 組成式がFeabcで示され、元素Mは、Ti,Z
r,Hf,V,Nb,Ta,Mo,W,Al,Si,C
r,P,C,B,Ga,Geと希土類元素[Sc、Yと
ランタノイド(La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,
Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,L
u)からなる17元素]から選ばれる1種または2種以
上の元素であり、組成比はat%で、44.5≦a≦5
7.5、8≦b≦19、30.5≦c≦41、a+b+
c=100を満足するものである。
(1) Fe-MO film The composition formula is represented by Fe a M b O c , and the element M is composed of Ti, Z
r, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Al, Si, C
r, P, C, B, Ga, Ge and rare earth elements [Sc, Y and lanthanoids (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm,
Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, L
u), and one or more elements selected from the group consisting of 44.5 ≦ a ≦ 5 at%.
7.5, 8 ≦ b ≦ 19, 30.5 ≦ c ≦ 41, a + b +
It satisfies c = 100.

【0080】上記した組成範囲内で、各元素の組成比を
適正に選択することで、本発明では、前記透磁率μr′
と比抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ
値(×103μΩ・cm)を600以上にすることがで
きる。
In the present invention, by appropriately selecting the composition ratio of each element within the above composition range, the magnetic permeability μr ′
Μr ′ · ρ expressed by the power of ρ and the specific resistance ρ (μΩ · cm)
The value (× 10 3 μΩ · cm) can be 600 or more.

【0081】軟磁性膜の高周波特性を向上させるには、
インダクタンスの向上に必要な透磁率μr′と、渦電流
損失を抑制するために必要な比抵抗ρの双方を高める必
要性がある。
In order to improve the high frequency characteristics of the soft magnetic film,
It is necessary to increase both the magnetic permeability μr ′ required for improving the inductance and the specific resistance ρ required for suppressing the eddy current loss.

【0082】そこで本発明では、Fe−M−O膜の各元
素の組成を変化させて、その際の透磁率μr′と比抵抗
ρを測定し、前記透磁率′と比抵抗ρの乗で表されるμ
r′・ρ値(×103μΩ・cm)が600以上となる
各元素の組成を調べたのである(図6参照)。
Therefore, in the present invention, the composition of each element of the Fe—MO film is changed, and the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ at that time are measured. Μ expressed
The composition of each element whose r ′ · ρ value (× 10 3 μΩ · cm) was 600 or more was examined (see FIG. 6).

【0083】そして上記した組成範囲内であると、前記
μr′・ρ値を600以上にすることができ、高周波特
性に優れたFe−M−O膜を製造でき、よって前記Fe
−M−O膜を図1に示すインダクタ等の平面型磁気素
子、あるいは図3に示す薄膜磁気ヘッドに使用すれば、
高周波特性に優れた磁気デバイスを製造することができ
る。
When the composition is within the above-mentioned composition range, the μr ′ · ρ value can be made 600 or more, and an Fe—MO film having excellent high-frequency characteristics can be manufactured.
If the -MO film is used for a planar magnetic element such as an inductor shown in FIG. 1 or a thin film magnetic head shown in FIG. 3,
A magnetic device excellent in high frequency characteristics can be manufactured.

【0084】また本発明では、前記組成比はat%で、
45.5≦a≦55、9≦b≦17.5、32.5≦c
≦40、a+b+c=100を満足し、透磁率μr′と
比抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ値
(×103μΩ・cm)が、800以上であることがよ
り好ましい。
In the present invention, the composition ratio is at%,
45.5 ≦ a ≦ 55, 9 ≦ b ≦ 17.5, 32.5 ≦ c
≦ 40, a + b + c = 100, and the μr ′ · ρ value (× 10 3 μΩ · cm) expressed by the power of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm) is 800 or more. Is more preferred.

【0085】これにより、Fe−M−O膜の透磁率μ
r′と比抵抗ρをより高めることができ、高周波特性に
優れた磁気デバイスを製造することができる。
As a result, the magnetic permeability μ of the Fe—MO film was
r ′ and the specific resistance ρ can be further increased, and a magnetic device having excellent high frequency characteristics can be manufactured.

【0086】さらに本発明では、前記組成比はat%
で、45.5≦a≦54、9.5≦b≦16.5、35
≦c≦40、a+b+c=100を満足し、透磁率μ
r′と比抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′
・ρ値(×103μΩ・cm)が、1000以上である
ことがより好ましい。また前記酸素の組成比cは、35
よりも大きいことがより好ましく、さらに36〜40
(at%)であることが、より確実に前記μr′・ρ値
を1000以上にできて好ましい。
Further, in the present invention, the composition ratio is at%
And 45.5 ≦ a ≦ 54, 9.5 ≦ b ≦ 16.5, 35
≦ c ≦ 40, a + b + c = 100, and the magnetic permeability μ
μr ′ represented by the power of r ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm)
-The ρ value (× 10 3 μΩ · cm) is more preferably 1000 or more. The oxygen composition ratio c is 35
More preferably, more preferably 36-40.
(At%) is preferable because the μr ′ · ρ value can be more reliably set to 1000 or more.

【0087】これにより、さらにFe−M−O膜の透磁
率μr′と比抵抗ρを高めることができ、高周波特性に
優れた磁気デバイスを製造することができる。
As a result, the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ of the Fe—MO film can be further increased, and a magnetic device having excellent high frequency characteristics can be manufactured.

【0088】なお本発明では、(Fe−M−O膜中に占
める酸素の組成比)/(Fe−M−O膜中に占める元素
Mの組成比)が、元素Mの酸化物を分子式で表した場合
における(O原子の数)/(M原子の数)よりも大きい
ことが好ましい。
In the present invention, (the composition ratio of oxygen occupying in the Fe-MO film) / (composition ratio of element M occupying in the Fe-MO film) is expressed by the formula: It is preferable to be larger than (number of O atoms) / (number of M atoms) in the case of expressing.

【0089】すなわち図6の三元図で説明すると、三元
図上に示されている境界Aよりも図示下側の領域内にお
いて、Fe、元素M及びOの組成比を適切に選択すれば
よいのである。
In other words, referring to the ternary diagram of FIG. 6, if the composition ratio of Fe, element M and O is appropriately selected in the region below the boundary A shown in the ternary diagram, It is good.

【0090】このように、(Fe−M−O膜中に占める
酸素の組成比)/(Fe−M−O膜中に占める元素Mの
組成比)を、元素Mの酸化物を分子式で表した場合にお
ける(O原子の数)/(M原子の数)よりも大きくする
ことにより、Fe−M−O膜中に含まれる酸素量を多く
することができ、一方、Feの含有量も相当量確保する
ことができる。
As described above, (the composition ratio of oxygen occupying in the Fe-MO film) / (composition ratio of element M occupying in the Fe-MO film) is expressed by the molecular formula of the oxide of the element M. By making the number larger than (the number of O atoms) / (the number of M atoms) in the above case, the amount of oxygen contained in the Fe-MO film can be increased, while the content of Fe is also considerable. Quantity can be secured.

【0091】上記したようにFe−M−O膜中に占める
酸素量は、少なくとも30.5(at%)以上含んでい
る。このように酸素を膜中に多量に含有させることがで
きるのは、後述する製造方法に起因するのであるが、本
発明では、このように膜中に多量の酸素を含有すること
で、前記Fe−M−O膜は、図4に示すように、元素M
の酸化物を多量に含むアモルファス相に、Feを主体と
する微結晶相が混在した膜構造を有するものとなってい
る。
As described above, the amount of oxygen occupying in the Fe—MO film contains at least 30.5 (at%). The reason that a large amount of oxygen can be contained in the film as described above is due to a manufacturing method described later. In the present invention, by including a large amount of oxygen in the film, the Fe content is reduced. -MO film, as shown in FIG.
It has a film structure in which an amorphous phase containing a large amount of the oxide of the above and a microcrystalline phase mainly composed of Fe are mixed.

【0092】元素Mは酸素と結合し、膜中ではアモルフ
ァス相として存在し、一方、Feは、微結晶相として前
記アモルファス相中に混在する。
The element M combines with oxygen and exists as an amorphous phase in the film, while Fe is mixed in the amorphous phase as a microcrystalline phase.

【0093】前記アモルファス相は、元素Mの酸化物で
形成されることで高い比抵抗ρを示し、膜全体に関して
も高い比抵抗を示す。一方、微結晶相は、飽和磁束密度
Msや透磁率μr′の向上に寄与し、膜全体としての飽
和磁束密度Ms及び透磁率μr′の向上に役立ってい
る。
The amorphous phase exhibits a high specific resistance ρ when formed of an oxide of the element M, and also exhibits a high specific resistance for the entire film. On the other hand, the microcrystalline phase contributes to the improvement of the saturation magnetic flux density Ms and the magnetic permeability μr ′, and contributes to the improvement of the saturation magnetic flux density Ms and the magnetic permeability μr ′ of the whole film.

【0094】ところで上記したように、(Fe−M−O
膜中に占める酸素の組成比)/(Fe−M−O膜中に占
める元素Mの組成比)を、元素Mの酸化物を分子式で表
した場合における(O原子の数)/(M原子の数)より
も大きくすると、透磁率μr′と比抵抗ρの乗で表され
るμr′・ρ値を向上させることができ、具体的には前
記μr′・ρ値を600以上、好ましくは800以上、
より好ましくは1000以上にできるが、この場合、膜
中に占める酸素には、元素Mと結合しないものが存在す
ることになる。
As described above, (Fe-MO)
The composition ratio of oxygen occupying in the film) / (composition ratio of element M in the Fe-MO film) is expressed by (number of O atoms) / (M atom in the case where an oxide of element M is represented by a molecular formula. ), The value of μr ′ · ρ expressed by the power of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ can be improved. Specifically, the value of μr ′ · ρ is 600 or more, preferably, 800 or more,
More preferably, it can be 1000 or more. In this case, oxygen which does not bond with the element M exists in the film.

【0095】このように本発明では、膜中に含まれる酸
素は、元素Mとのみ結合して膜中に入り込んでいるわけ
ではなく、前記元素Mと結合しない酸素はFeと結合し
てFe−Oの酸化物を形成し、アモルファス相に元素M
の酸化物とともに含まれるものと考えられる。
As described above, in the present invention, the oxygen contained in the film is not only bonded to the element M and enters the film, but the oxygen not bonded to the element M is bonded to Fe to form Fe- O oxides are formed, and the element M
It is considered to be included with the oxide of.

【0096】このように本発明におけるFe−M−O膜
では、アモルファス相中に元素Mと酸素とが結合したM
−Oや、さらにFeと酸素が結合したFe−Oが含まれ
るので、膜中に占める酸素量を増やすことができ、しか
もFeも相当量含有させることが可能になる。
As described above, in the Fe—MO film according to the present invention, the element M and oxygen are combined in the amorphous phase.
Since -O and Fe-O in which Fe and oxygen are combined are included, the amount of oxygen occupying in the film can be increased, and a considerable amount of Fe can be contained.

【0097】また本発明では、前記微結晶相の結晶構造
は、bcc構造(体心立方構造)、hcp構造(稠密六
方構造)、fcc構造(面心立方構造)のうち1種ある
いは2種以上の混成構造からなることが好ましく、より
好ましくは、前記微結晶相の結晶構造は、主にbcc構
造から成ることである。Feからなる微結晶相は、主と
してbcc構造からなることが確認されている。
In the present invention, the crystal structure of the microcrystalline phase is at least one of a bcc structure (body-centered cubic structure), an hcp structure (dense hexagonal structure), and an fcc structure (face-centered cubic structure). Preferably, the crystal structure of the microcrystalline phase mainly comprises a bcc structure. It has been confirmed that the microcrystalline phase composed of Fe mainly has a bcc structure.

【0098】また本発明では、前記微結晶相の平均結晶
粒径は、30nm以下であることが好ましい。また本発
明では、前記元素Mは、Zr,Hfのうち一方あるいは
両方を含む元素であることが好ましい。
In the present invention, the average crystal grain size of the microcrystalline phase is preferably 30 nm or less. In the present invention, the element M is preferably an element containing one or both of Zr and Hf.

【0099】また本発明では、前記軟磁性膜を構成する
一元素として、Oの代わりにNが、あるいはOと共にN
が用いられていてもよい。
In the present invention, as one element constituting the soft magnetic film, N instead of O, or N together with O
May be used.

【0100】Oの代わりに、あるいはOと共にNを膜中
に含有させても、前記軟磁性膜の透磁率μr′と比抵抗
ρとの乗で表されるμr′・ρ値(×103μΩ・c
m)を向上させることができ、高周波特性に優れた磁気
デバイスを製造することができる。
Even if N is contained in the film instead of or together with O, the μr ′ · ρ value (× 10 3) expressed by the power of the magnetic permeability μr ′ of the soft magnetic film and the specific resistance ρ. μΩ · c
m) can be improved, and a magnetic device having excellent high frequency characteristics can be manufactured.

【0101】(2)Q−Co−M−O 組成式が、(QdCo1-dxyzwで示され、元素Q
は、Fe,Niのうちどちらか一方あるいは両方を含む
元素で、元素Mは、Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Mo,W,Al,Si,Cr,P,C,B,Ga,
Geと希土類元素[Sc、Yとランタノイド(La,C
e,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,D
y,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)からなる17元
素]から選ばれる1種または2種以上の元素で、Xは、
Pt,Ru,Rh,Pd,Ir,Os,Sn,Ti,A
u,Ag,Cuから選ばれる1種または2種以上の元素
であり、組成比を示すdは、0.5≦d≦1、x,y,
z,wはat%で、x≦59、28≦z、0≦w≦2
0、残部がyである。
[0102] (2) Q-Co-M -O composition formula is shown in (Q d Co 1-d) x M y O z X w, element Q
Is an element containing one or both of Fe and Ni, and the element M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, T
a, Mo, W, Al, Si, Cr, P, C, B, Ga,
Ge and rare earth elements [Sc, Y and lanthanoids (La, C
e, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, D
17 elements consisting of y, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)], and X is
Pt, Ru, Rh, Pd, Ir, Os, Sn, Ti, A
u, Ag, or one or more elements selected from Cu, and d indicating the composition ratio is 0.5 ≦ d ≦ 1, x, y,
z and w are at%, x ≦ 59, 28 ≦ z, 0 ≦ w ≦ 2
0 and the remainder is y.

【0102】上記の軟磁性膜には、Coが含有されてお
り、これにより前記軟磁性膜の一軸異方性は、Fe−M
−O膜の一軸異方性よりも数倍大きくなり、透磁率の周
波数特性を非常に良好なものにすることができる。
The above soft magnetic film contains Co, whereby the uniaxial anisotropy of the soft magnetic film is Fe-M
It becomes several times larger than the uniaxial anisotropy of the -O film, and the frequency characteristics of the magnetic permeability can be made very good.

【0103】また上記の組成比の範囲内であれば、透磁
率μr′と比抵抗ρが向上し、前記透磁率μr′と比抵
抗ρとの乗で表されるμr′・ρ値は、400(×10
3μΩ・cm)以上になることが実験により確認されて
いる(図7参照)。
When the composition ratio is within the above range, the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ are improved, and the μr ′ · ρ value expressed by the power of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ is: 400 (× 10
It has been confirmed by experiment that it is 3 μΩ · cm) or more (see FIG. 7).

【0104】また上記軟磁性膜の膜構造としては、元素
Mの酸化物を多量に含むアモルファス相に、Fe及び/
またはCoを主体とする微結晶相が混在している。
The film structure of the soft magnetic film includes an amorphous phase containing a large amount of an oxide of the element M, Fe and / or
Alternatively, a microcrystalline phase mainly composed of Co is mixed.

【0105】前記アモルファス相は、主に元素Mの酸化
物で形成されるので、高い比抵抗ρを示し、膜全体に関
しても高い比抵抗を示す。
Since the amorphous phase is mainly formed of an oxide of the element M, it exhibits a high specific resistance ρ, and also shows a high specific resistance for the entire film.

【0106】また本発明では、(Q−Co−M−O膜中
に占める酸素の組成比)/(Q−Co−M−O膜中に占
める元素Mの組成比)が、元素Mの酸化物を分子式で表
した場合における(O原子の数)/(M原子の数)より
も大きいことが好ましい。
In the present invention, (the composition ratio of oxygen occupying in the Q-Co-MO film) / (composition ratio of element M occupying in the Q-Co-MO film) is determined by the following equation. It is preferable to be larger than (the number of O atoms) / (the number of M atoms) when the product is represented by a molecular formula.

【0107】またこれにより前記アモルファス相には、
元素Mの酸化物の他に、Q及び/またはCoの酸化物が
入り込み、よって軟磁性膜中に占める酸素量を増やすこ
とができ、比抵抗ρを向上させることが可能であると同
時に、Co及びQを相当量含有させることができ、飽和
磁束密度Ms及び透磁率μr′を高め、高周波特性に優
れた軟磁性膜を製造することができる。
[0107] Thereby, the amorphous phase includes:
In addition to the oxide of the element M, an oxide of Q and / or Co enters, so that the amount of oxygen occupying in the soft magnetic film can be increased, and the specific resistance ρ can be improved. And Q can be contained in a considerable amount, the saturation magnetic flux density Ms and the magnetic permeability μr ′ can be increased, and a soft magnetic film excellent in high frequency characteristics can be manufactured.

【0108】また本発明では、CoとQの組成比、元素
Mの組成比、及びOの組成比を変化させ、その際の軟磁
性膜の透磁率μr′と比抵抗ρを測定し、前記各元素の
組成比と、透磁率μr′と比抵抗ρとの乗で表されるμ
r′・ρ値(×103μΩ・cm)との関係を図7に示
す三元図上に表した。
In the present invention, the composition ratio of Co and Q, the composition ratio of the element M, and the composition ratio of O are changed, and the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ of the soft magnetic film at that time are measured. Μ represented by the composition ratio of each element and the power of magnetic permeability μr ′ and specific resistance ρ
The relationship with the r ′ · ρ value (× 10 3 μΩ · cm) is shown on the ternary diagram shown in FIG.

【0109】そして本発明では、前記μr′・ρ値が6
00以上、好ましくは800以上、より好ましくは10
00以上となる各元素の組成比を求めた。
In the present invention, the μr ′ · ρ value is 6
00 or more, preferably 800 or more, more preferably 10
The composition ratio of each element which became 00 or more was determined.

【0110】すなわち本発明における好ましい軟磁性膜
は、組成式が、(QdCo1-dxyzwで示され、前
記組成比を示すdは、0.5≦d≦1、x,y,z,w
はat%で、x≦56、31.5≦z、0≦w≦19、
残部がyである関係を満足し、透磁率μr′と比抵抗ρ
(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ値(×10
3μΩ・cm)が、600以上である。
[0110] That Preferred soft magnetic film in the present invention, the composition formula is represented by (Q d Co 1-d) x M y O z X w, d representing the composition ratio, 0.5 ≦ d ≦ 1, x, y, z, w
Is at%, x ≦ 56, 31.5 ≦ z, 0 ≦ w ≦ 19,
The balance satisfies the relationship of y, and the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ
(ΜΩ · cm) and μr ′ · ρ value (× 10
3 μΩ · cm) is 600 or more.

【0111】これにより、透磁率μr′と比抵抗ρを向
上させることができ、高周波特性に優れた軟磁性膜を製
造することができ、前記軟磁性膜を使用することによ
り、磁気デバイスの高周波特性を向上させることが可能
になる。
As a result, the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ can be improved, and a soft magnetic film having excellent high-frequency characteristics can be manufactured. The characteristics can be improved.

【0112】また本発明では、前記組成比を示すx,
y,z,wはat%で、x≦53.5、33.5≦z、
0≦w≦19、残部がyである関係を満足し、透磁率μ
r′と比抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′
・ρ値(×103μΩ・cm)が、800以上であるこ
とがより好ましい。
In the present invention, x, which represents the above composition ratio,
y, z, w are at%, x ≦ 53.5, 33.5 ≦ z,
0 ≦ w ≦ 19, the balance being y, and the magnetic permeability μ
μr ′ represented by the power of r ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm)
-The ρ value (× 10 3 μΩ · cm) is more preferably 800 or more.

【0113】また本発明では、前記組成比を示すx,
y,z,wはat%で、x≦52、35≦z、0≦w≦
19、残部がyである関係を満足し、透磁率μr′と比
抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ値
(×103μΩ・cm)が、1000以上であることが
さらに好ましい。
In the present invention, x, which represents the above composition ratio,
y, z, w are at%, x ≦ 52, 35 ≦ z, 0 ≦ w ≦
19. When the balance satisfies the relationship of y and the μr ′ · ρ value (× 10 3 μΩ · cm) expressed by the power of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm) is 1000 or more, It is more preferred that there be.

【0114】また本発明では、前記元素Qは、Feであ
ることが好ましい。なおQ−Co−M−O膜において
も、Fe−M−O膜と同様に、前記微結晶相の結晶構造
は、bcc構造、hcp構造、fcc構造のうち1種あ
るいは2種以上の混成構造からなることが好ましく、よ
り好ましくは前記微結晶相の結晶構造は、主にbcc構
造から成ることである。また前記微結晶相の平均結晶粒
径は、30nm以下であることが好ましい。
In the present invention, the element Q is preferably Fe. Also in the Q-Co-MO film, the crystal structure of the microcrystalline phase is one or more of a bcc structure, an hcp structure, and an fcc structure, similarly to the Fe-MO film. Preferably, the crystal structure of the microcrystalline phase mainly comprises a bcc structure. The average crystal grain size of the microcrystalline phase is preferably 30 nm or less.

【0115】(3)このように本発明では、図1,2に
示すインダクタの軟磁性膜33,37、及び図3に示す
薄膜磁気ヘッドの下部コア層40、上部コア層45に、
上記した組成範囲内で形成されたFe−M−O膜、ある
いはQ−Co−M−O膜を使用することにより、透磁率
μr′及び比抵抗ρを向上させることができ、高周波特
性に優れた磁気デバイスを製造することができるが、上
記した組成範囲外であっても、また他の元素を含有した
としても、以下の条件を満たす膜構造及び膜中に占める
酸素量を限定すれば、透磁率μr′及び比抵抗ρの高い
軟磁性膜を製造することが可能である。
(3) As described above, according to the present invention, the soft magnetic films 33 and 37 of the inductor shown in FIGS. 1 and 2 and the lower core layer 40 and the upper core layer 45 of the thin film magnetic head shown in FIG.
By using the Fe-MO film or the Q-Co-MO film formed within the above composition range, the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ can be improved, and the high frequency characteristics are excellent. Although it is possible to produce a magnetic device, even outside the above composition range, even if other elements are contained, if the film structure that satisfies the following conditions and the amount of oxygen in the film are limited, It is possible to manufacture a soft magnetic film having a high magnetic permeability μr ′ and a high specific resistance ρ.

【0116】すなわち本発明では、主成分のFe、C
o、Niから選ばれる1種または2種以上の元素Tと、
Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Mo,W,Al,
Si,Cr,P,C,B,Ga,Geと希土類元素[S
c、Yとランタノイド(La,Ce,Pr,Nd,P
m,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,T
m,Yb,Lu)からなる17元素]から選ばれる1種
または2種以上の元素Mと、元素Oとを含有し、膜構造
としては、元素Mの酸化物を多量に含むアモルファス相
に、元素Tを主体とする微結晶相が混在し、(軟磁性膜
中に占める酸素の組成比)/(軟磁性膜中に占める元素
Mの組成比)が、元素Mの酸化物を分子式で表した場合
における(O原子の数)/(M原子の数)よりも大き
く、前記アモルファス相には、元素Mの酸化物の他に元
素Tの酸化物が含まれていれば、透磁率μr′及び比抵
抗ρの双方を高めることができ、上記の膜構成を有する
軟磁性膜を使用することにより、高周波特性に優れた磁
気デバイスの製造が可能である。
That is, in the present invention, the main components Fe, C
o, one or more elements T selected from Ni,
Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Al,
Si, Cr, P, C, B, Ga, Ge and rare earth element [S
c, Y and lanthanoids (La, Ce, Pr, Nd, P
m, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, T
m, Yb, Lu)], containing one or two or more elements M and an element O, and forming a film structure into an amorphous phase containing a large amount of an oxide of the element M; The microcrystalline phase mainly composed of the element T is mixed, and the (composition ratio of oxygen occupying in the soft magnetic film) / (composition ratio of element M occupying in the soft magnetic film) is expressed by the molecular formula of the oxide of element M. When the amorphous phase contains an oxide of the element T in addition to the oxide of the element M, the magnetic permeability μr ′ And the specific resistance ρ can be increased, and by using a soft magnetic film having the above-described film configuration, a magnetic device having excellent high-frequency characteristics can be manufactured.

【0117】上記のように、まず(軟磁性膜中に占める
酸素の組成比)/(軟磁性膜中に占める元素Mの組成
比)が、元素Mの酸化物を分子式で表した場合における
(O原子の数)/(M原子の数)よりも大きいことが条
件とされる。これにより軟磁性膜中に占める酸素量を増
加させることができ、一方、元素Tを相当量含有させる
ことができる。
As described above, first, (composition ratio of oxygen occupying in the soft magnetic film) / (composition ratio of element M occupying in the soft magnetic film) is expressed by the following formula when the oxide of element M is represented by a molecular formula. It is required to be larger than the number of O atoms / (the number of M atoms). Thereby, the amount of oxygen occupying in the soft magnetic film can be increased, while the element T can be contained in a considerable amount.

【0118】また上記条件に加え本発明では、前記アモ
ルファス相には、元素Mの酸化物の他に元素Tの酸化物
が含まれていることが条件とされる。これにより酸素が
アモルファス相に入り込み易くなり、膜中に占める酸素
量を増加させることができる。
In the present invention, in addition to the above conditions, it is a condition that the amorphous phase contains an oxide of the element T in addition to the oxide of the element M. This makes it easier for oxygen to enter the amorphous phase, thereby increasing the amount of oxygen in the film.

【0119】また本発明では、前記軟磁性膜の透磁率μ
r′と比抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′
・ρ値(×103μΩ・cm)は、600以上であるこ
とが好ましく、より好ましくは、800以上であり、さ
らに好ましくは、1000以上である。これにより高周
波特性に優れた磁気デバイスを製造することが可能であ
る。
In the present invention, the soft magnetic film has a magnetic permeability μ.
μr ′ represented by the power of r ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm)
The ρ value (× 10 3 μΩ · cm) is preferably 600 or more, more preferably 800 or more, and even more preferably 1000 or more. This makes it possible to manufacture a magnetic device having excellent high-frequency characteristics.

【0120】また本発明では、前記微結晶相の結晶構造
は、bcc構造、hcp構造、fcc構造のうち1種あ
るいは2種以上の混成構造からなることが好ましく、よ
り好ましくは、前記微結晶相の結晶構造は、主にbcc
構造から成ることである。また前記微結晶相の平均結晶
粒径は、30nm以下であることが好ましい。
Further, in the present invention, the crystal structure of the microcrystalline phase preferably comprises one or more of a bcc structure, an hcp structure and an fcc structure, and more preferably the microcrystalline phase. Is mainly composed of bcc
It consists of a structure. The average crystal grain size of the microcrystalline phase is preferably 30 nm or less.

【0121】さらに前記元素Mは、Zr,Hfのうち一
方あるいは両方を含む元素であることが好ましい。
It is preferable that the element M is an element containing one or both of Zr and Hf.

【0122】また本発明では、前記軟磁性膜を構成する
一元素として、Oの代わりにNが、あるいはOと共にN
が用いられても、軟磁性膜の透磁率μr′及び比抵抗ρ
を向上させることができる。
In the present invention, as one element constituting the soft magnetic film, N instead of O or N together with O is used.
Is used, the permeability μr ′ of the soft magnetic film and the specific resistance ρ
Can be improved.

【0123】次に本発明における軟磁性膜の製造方法に
ついて以下に説明する。上記した(1)〜(3)におけ
る軟磁性膜を形成するには、スパッタ法や蒸着法、MB
E(モレキュラー−ビーム−エピタキシー)法またはI
CB(イオン−クラスター−ビーム)法などで形成可能
である。
Next, a method for manufacturing a soft magnetic film according to the present invention will be described below. In order to form the soft magnetic film in the above (1) to (3), a sputtering method, an evaporation method, MB
E (molecular-beam-epitaxy) method or I
It can be formed by a CB (ion-cluster-beam) method or the like.

【0124】またスパッタ装置としては、マグネトロン
スパッタ装置、RF2極スパッタ装置、RF3極スパッ
タ装置、イオンビームスパッタ装置、または対向ターゲ
ット式スパッタ装置などの既存の装置の使用が可能であ
る。なお本発明では、後述するようにターゲットとし
て、元素Sの酸化物、及び元素Mの酸化物を使用するた
めに、DC(直流電流)スパッタ装置を使用することは
できない。
As the sputtering device, an existing device such as a magnetron sputtering device, an RF bipolar sputtering device, an RF tripolar sputtering device, an ion beam sputtering device, or a facing target type sputtering device can be used. In the present invention, a DC (direct current) sputtering apparatus cannot be used because an oxide of the element S and an oxide of the element M are used as targets as described later.

【0125】図5は、マグネトロンスパッタ装置の内部
構造を示す構造図である。図5に示すように、マグネト
ロンスパッタ装置1のチャンバ12内には、ターゲット
3を取付けるための電極部4と、前記ターゲット3と対
向する位置に、基板保持部8とが設けられている。なお
前記基板保持部8上には、基板9が置かれている。
FIG. 5 is a structural diagram showing the internal structure of the magnetron sputtering apparatus. As shown in FIG. 5, an electrode section 4 for mounting a target 3 and a substrate holding section 8 at a position facing the target 3 are provided in a chamber 12 of the magnetron sputtering apparatus 1. A substrate 9 is placed on the substrate holding section 8.

【0126】図5に示すように電極部4内には、磁石5
が設けられており、この磁石5から発生する磁界によっ
て、前記ターゲット3の表面には、エロージョン領域が
形成される。
As shown in FIG. 5, a magnet 5 is
The erosion region is formed on the surface of the target 3 by the magnetic field generated from the magnet 5.

【0127】図5に示すように、前記チャンバ12内に
は、ガス導入口6と、ガス排気口7とが設けられてお
り、前記ガス導入口6からAr(アルゴン)ガスが導入
される。
As shown in FIG. 5, a gas inlet 6 and a gas outlet 7 are provided in the chamber 12, and Ar (argon) gas is introduced from the gas inlet 6.

【0128】前記電極部4に、高周波電源(RF電源)
10から高周波が印加されることによって、電場と磁場
の相互作用により、マグネトロン放電が発生し、前記タ
ーゲット3がスパッタされ、前記ターゲット3と対向す
る位置に配置された基板9上に、磁性膜11が形成され
る。
A high frequency power supply (RF power supply) is
When a high frequency is applied from 10, a magnetron discharge occurs due to the interaction between an electric field and a magnetic field, the target 3 is sputtered, and a magnetic film 11 is formed on a substrate 9 disposed at a position facing the target 3. Is formed.

【0129】本発明では、成膜装置内に使用されるター
ゲット3を以下に説明するように形成し、これによって
成膜された磁性膜11の膜厚、磁気的及び電気的な特性
等のばらつきを少なくでき、再現性良く前記磁性膜11
を形成することができる。
In the present invention, the target 3 used in the film forming apparatus is formed as described below, and the film thickness, magnetic and electrical characteristics, etc. of the formed magnetic film 11 are varied. Of the magnetic film 11 with good reproducibility.
Can be formed.

【0130】特に本発明におけるターゲット3を使用す
れば、磁性膜11内に酸素を多く取り込め、前記磁性膜
11を上記した組成範囲内で形成でき、比抵抗ρ及び透
磁率μr′が高く、高周波特性に優れた磁性膜11の製
造が可能である。
In particular, when the target 3 according to the present invention is used, a large amount of oxygen can be taken in the magnetic film 11, the magnetic film 11 can be formed within the above-mentioned composition range, the specific resistance ρ and the magnetic permeability μr ′ are high, It is possible to manufacture the magnetic film 11 having excellent characteristics.

【0131】つまり本発明では、前記ターゲット3が、
少なくともFe、Co、Niのうち一種以上の元素Sの
酸化物で形成される粉末aと、Ti,Zr,Hf,V,
Nb,Ta,Mo,W,Al,Si,Cr,P,C,
B,Ga,Geと希土類元素から選ばれる1種以上の元
素Mの酸化物で形成される粉末bを焼成したものから成
る。
That is, in the present invention, the target 3
A powder a formed of an oxide of at least one element S of at least one of Fe, Co, and Ni, and Ti, Zr, Hf, V,
Nb, Ta, Mo, W, Al, Si, Cr, P, C,
It is formed by firing powder b formed of an oxide of at least one element M selected from B, Ga, Ge and rare earth elements.

【0132】また本発明では、Fe、Co、及びNiの
うち一種以上からなる元素Sで形成された粉末cを、上
記2種類の粉末a,bと共に焼成し、前記ターゲット3
を形成することが好ましい。
Further, in the present invention, the powder c formed of the element S comprising at least one of Fe, Co and Ni is fired together with the two types of powders a and b to form the target 3.
Is preferably formed.

【0133】このように、上記した2種類または3種類
の粉末を混ぜ合わせ、焼成してターゲット3を形成する
ことで、前記ターゲット3がスパッタされることによっ
て形成される磁性膜11を、組成比や膜厚にばらつきが
なく再現性良く形成でき、歩留まりの向上を図ることが
できる。また組成比や膜厚のバラツキを少なくできるこ
とで、磁気的または電気的なばらつきをなくすことが可
能である。
As described above, by mixing and firing the above two or three kinds of powders to form the target 3, the magnetic film 11 formed by sputtering the target 3 is made to have a composition ratio of It can be formed with good reproducibility without variation in film thickness and film thickness, and the yield can be improved. Further, since variations in the composition ratio and the film thickness can be reduced, magnetic or electrical variations can be eliminated.

【0134】特に本発明では、上記したように粉末a
は、元素Sの酸化物であり、また粉末bは、元素Mの酸
化物であるから、焼成されたターゲット3内に占める、
元素Mに対する酸素の組成比の割合は、前記元素Mの酸
化物を分子式で示した場合における前記元素Mの原子数
に対する元素Oの原子数の割合よりも大きくなり、前記
ターゲット3内に酸素を多量に含めることができる。
In particular, in the present invention, the powder a
Is an oxide of the element S, and the powder b is an oxide of the element M.
The ratio of the composition ratio of oxygen to the element M is larger than the ratio of the number of atoms of the element O to the number of atoms of the element M when the oxide of the element M is represented by a molecular formula. Large amounts can be included.

【0135】なお、ターゲット3内に占める元素S、元
素M及びOの組成比を所定の組成範囲内で形成するに
は、前記粉末a及び粉末bを混ぜ合わせ焼成する前に、
前記粉末a及び粉末bの量を適正に調整することで行う
ことができる。
In order to form the composition ratio of the elements S, M and O in the target 3 within a predetermined composition range, the powders a and b must be mixed before firing.
It can be carried out by appropriately adjusting the amounts of the powder a and the powder b.

【0136】また粉末aと粉末bだけでは、ターゲット
3内に占める元素Sの組成比が小さくなりすぎる場合に
は、前記元素Sの粉末cを用意し、前記粉末a,b,c
の各量を適正に調整して混ぜ合わせ、焼成してターゲッ
ト3を形成すればよい。
When the composition ratio of the element S in the target 3 becomes too small with only the powder a and the powder b, the powder c of the element S is prepared and the powders a, b, c are prepared.
May be appropriately adjusted, mixed, and fired to form the target 3.

【0137】このようにして形成されたターゲット3か
らスパッタによって形成された磁性膜11の組成比は、
前記ターゲット3とほぼ同様の組成比を有し、所定の組
成範囲内で前記磁性膜11を形成することができる。
The composition ratio of the magnetic film 11 formed by sputtering from the target 3 thus formed is as follows:
The magnetic film 11 has substantially the same composition ratio as the target 3 and can be formed within a predetermined composition range.

【0138】また上記の方法に比べ、再現性は劣るもの
の、磁性膜11中に占める酸素を増加させる方法として
は、以下のようにターゲットを形成してもよい。
Although the reproducibility is inferior to the above method, as a method for increasing the oxygen occupying in the magnetic film 11, a target may be formed as follows.

【0139】すなわち、少なくともFe、Co、Niの
うち一種以上の元素Sの酸化物で形成されるターゲット
と、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Mo,W,A
l,Si,Cr,P,C,B,Ga,Geと希土類元素
から選ばれる1種以上の元素Mの酸化物で形成されるタ
ーゲットの2種類を用意し、さらには上記2種類のター
ゲットとともに前記元素Sのターゲットの3種類を用意
し、各ターゲットの面積比等を適正に調整する。そして
前記各ターゲットからスパッタにより磁性膜11を形成
する。
That is, a target formed of an oxide of at least one element S among Fe, Co, and Ni, and Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, A
Two types of targets formed of an oxide of at least one element M selected from the group consisting of 1, Si, Cr, P, C, B, Ga, Ge and rare earth elements are prepared. Three types of targets of the element S are prepared, and the area ratio and the like of each target are appropriately adjusted. Then, the magnetic film 11 is formed from each of the targets by sputtering.

【0140】上記の方法によっても、前記磁性膜11内
に占める酸素量を増やすことができ、前記磁性膜11を
構成する各元素の組成比を所定組成範囲内で形成するこ
とが可能である。
According to the above method, the amount of oxygen occupying the magnetic film 11 can be increased, and the composition ratio of each element constituting the magnetic film 11 can be formed within a predetermined composition range.

【0141】なお本発明における軟磁性膜を使用する具
体的な実施例として、インダクタ(図1,2)と薄膜磁
気ヘッド(図3)を挙げたが、例えば、一次側と二次側
のコイルを設けたトランスの軟磁性膜にも適用できる。
Although the inductor (FIGS. 1 and 2) and the thin-film magnetic head (FIG. 3) have been described as specific examples using the soft magnetic film in the present invention, for example, the primary and secondary coils are used. The present invention can also be applied to a soft magnetic film of a transformer provided with.

【0142】さらに近年では、移動通信機器が発達し、
例えば携帯電話機用のLCフィルタの構成要素の中で占
有面積の大きい空心インダクタに、前記軟磁性膜を用い
たインダクタを適用できる。
In recent years, mobile communication devices have been developed,
For example, an inductor using the soft magnetic film can be applied to an air-core inductor that occupies a large area among the components of an LC filter for a mobile phone.

【0143】[0143]

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、Fe−M
−O(MはHfやZr等)またはQ−Co−M−O(Q
はFe,Ni)で表される軟磁性膜の各元素の組成比を
適正に調整すれば、前記軟磁性膜の透磁率μr′と比抵
抗ρを向上させることができ、高周波特性に優れた軟磁
性膜を製造することができる。
According to the present invention, the Fe-M
-O (M is Hf, Zr, etc.) or Q-Co-MO (Q
By appropriately adjusting the composition ratio of each element of the soft magnetic film represented by Fe, Ni), the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ of the soft magnetic film can be improved, and the high frequency characteristics are excellent. A soft magnetic film can be manufactured.

【0144】特に本発明では、前記軟磁性膜中に占める
酸素量を従来よりも増やし、同時にFeあるいは元素Q
とCoの組成比を、相当量確保することで、透磁率μ
r′と比抵抗ρの双方を適切に向上させることができ、
本発明によれば、前記透磁率μr′と比抵抗ρとの乗で
表されるμr′・ρ値(×103)を600以上、好ま
しくは800以上、より好ましくは1000以上に設定
することが可能である。
In particular, in the present invention, the amount of oxygen occupying in the soft magnetic film is increased as compared with the prior art, and
By securing a considerable amount of the composition ratio of Co and Co, the magnetic permeability μ
It is possible to appropriately improve both r ′ and the specific resistance ρ,
According to the present invention, the μr ′ · ρ value (× 10 3 ) represented by the power of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ is set to 600 or more, preferably 800 or more, more preferably 1000 or more. Is possible.

【0145】また本発明では、組成比等に関わらず、
(軟磁性膜中に占める酸素の組成比)/(軟磁性膜中に
占める元素Mの組成比)を、元素Mの酸化物を分子式で
表した場合における(O原子の数)/(M原子の数)よ
りも大きくし、しかも主として元素Mの酸化物で形成さ
れるアモルファス相に、元素Mの酸化物の他に元素T
(Fe、Co、Ni)の酸化物を含ませることでも、透
磁率μr′と比抵抗ρの双方を適正に向上させることが
できる。
In the present invention, regardless of the composition ratio and the like,
(The composition ratio of oxygen occupying in the soft magnetic film) / (composition ratio of element M occupying in the soft magnetic film) is expressed by (number of O atoms) / (M atom in the case where an oxide of element M is represented by a molecular formula. ), And the amorphous phase mainly formed of the oxide of the element M has the element T in addition to the oxide of the element M.
By including an oxide of (Fe, Co, Ni), both the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ can be appropriately improved.

【0146】このように透磁率μr′と比抵抗ρの双方
の特性が優れた軟磁性膜を、平面型磁気素子、フィル
タ、あるいは薄膜磁気ヘッド等に使用すれば、高周波特
性に優れた磁気デバイスを製造することができる。
When a soft magnetic film having both excellent magnetic permeability μr ′ and specific resistance ρ is used for a planar magnetic element, a filter, a thin film magnetic head, or the like, a magnetic device having excellent high frequency characteristics can be obtained. Can be manufactured.

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

【図1】本発明の実施形態の構造を示す平面型磁気素子
(インダクタ)の拡大平面図、
FIG. 1 is an enlarged plan view of a planar magnetic element (inductor) showing a structure according to an embodiment of the present invention;

【図2】図1に示す2−2線の断面図、FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 shown in FIG. 1;

【図3】本発明の実施形態の構造を示す薄膜磁気ヘッド
の縦断面図、
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a thin-film magnetic head showing a structure according to an embodiment of the present invention;

【図4】本発明における軟磁性膜の膜構造を示す模式
図、
FIG. 4 is a schematic view showing a film structure of a soft magnetic film according to the present invention;

【図5】本発明における軟磁性膜の製造に使用するスパ
ッタ装置の内部構造を示す構造図、
FIG. 5 is a structural diagram showing an internal structure of a sputtering apparatus used for manufacturing a soft magnetic film according to the present invention;

【図6】Fe−M−O膜におけるFeと、元素MとOと
の組成比と、透磁率μr′と比抵抗ρとの乗で表される
μr′・ρ値(×103μΩ・cm)との関係を示す三
元図、
FIG. 6 shows a μr ′ · ρ value (× 10 3 μΩ ·) represented by a power of a composition ratio of Fe, an element M and O, a magnetic permeability μr ′ and a specific resistance ρ in the Fe—MO film. cm), a ternary diagram showing the relationship with

【図7】Co−Fe−M−O膜におけるCo及びFe
と、元素MとOとの組成比と、透磁率μr′と比抵抗ρ
との乗で表されるμr′・ρ値(×103μΩ・cm)
との関係を示す三元図、
FIG. 7 shows Co and Fe in a Co—Fe—MO film.
, The composition ratio of the elements M and O, the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ
Μr '· ρ value expressed by the power of (× 10 3 μΩ · cm)
Ternary diagram showing the relationship with

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マグネトロンスパッタ装置 3 ターゲット 4 電極部 5 磁石 6 ガス導入口 7 ガス排気口 8 基板保持部 9 基板 10 高周波電源 11 磁性膜 12 チャンバ 30 基板 31、38 取り出し電極 32、34、36 絶縁膜 33、37 磁性膜 35 平面コイル 40 下部コア層 41 ギャップ層 42、44 絶縁層 43 コイル層 45 上部コア層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetron sputtering apparatus 3 Target 4 Electrode part 5 Magnet 6 Gas introduction port 7 Gas exhaust port 8 Substrate holding part 9 Substrate 10 High frequency power supply 11 Magnetic film 12 Chamber 30 Substrate 31, 38 Extraction electrode 32, 34, 36 Insulating film 33, 37 Magnetic film 35 Planar coil 40 Lower core layer 41 Gap layer 42, 44 Insulating layer 43 Coil layer 45 Upper core layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 敏郎 長野県長野市若里186−1グランドハイツ 若里305号室 Fターム(参考) 5E049 AA01 AA09 AC01 BA11 BA12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshiro Sato 186-1 Wakasato, Nagano City, Nagano Pref.

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 組成式がFeabcで示され、元素M
は、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Mo,W,A
l,Si,Cr,P,C,B,Ga,Geと希土類元素
から選ばれる1種または2種以上の元素であり、組成比
はat%で、44.5≦a≦57.5、8≦b≦19、
30.5≦c≦41、a+b+c=100を満足し、透
磁率μr′と比抵抗ρ(μΩ・cm)との乗で表される
μr′・ρ値(×103)が、600以上であることを
特徴とする軟磁性膜。
The composition formula is represented by Fe a M b O c , and the element M
Are Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, A
l, at least one element selected from the group consisting of Si, Cr, P, C, B, Ga, Ge and rare earth elements. The composition ratio is at%, and 44.5 ≦ a ≦ 57.5, 8 ≦ b ≦ 19,
30.5 ≦ c ≦ 41, a + b + c = 100, and the μr ′ · ρ value (× 10 3 ) expressed by the power of the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ (μΩ · cm) is 600 or more. A soft magnetic film, comprising:
【請求項2】 前記組成比はat%で、45.5≦a≦
55、9≦b≦17.5、32.5≦c≦40、a+b
+c=100を満足し、透磁率μr′と比抵抗ρ(μΩ
・cm)との乗で表されるμr′・ρ値(×103
が、800以上である請求項1記載の軟磁性膜。
2. The composition ratio is at%, and 45.5 ≦ a ≦
55, 9 ≦ b ≦ 17.5, 32.5 ≦ c ≦ 40, a + b
+ C = 100, the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ (μΩ
Μr ′ · ρ value (× 10 3 ) expressed as the power of (cm)
2. The soft magnetic film according to claim 1, wherein the number is 800 or more.
【請求項3】 前記組成比はat%で、45.5≦a≦
54、9.5≦b≦16.5、35≦c≦40、a+b
+c=100を満足し、透磁率μr′と比抵抗ρ(μΩ
・cm)との乗で表されるμr′・ρ値(×103
が、1000以上である請求項1記載の軟磁性膜。
3. The composition ratio is at%, and 45.5 ≦ a ≦
54, 9.5 ≦ b ≦ 16.5, 35 ≦ c ≦ 40, a + b
+ C = 100, the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ (μΩ
Μr ′ · ρ value (× 10 3 ) expressed as the power of (cm)
2. The soft magnetic film according to claim 1, wherein
【請求項4】 (前記軟磁性膜中に占める酸素の組成
比)/(前記軟磁性膜中に占める元素Mの組成比)が、
元素Mの酸化物を分子式で表した場合における(O原子
の数)/(M原子の数)よりも大きい請求項1ないし3
のいずれかに記載の軟磁性膜。
4. The composition ratio of (oxygen occupying in the soft magnetic film) / (composition ratio of element M occupying in the soft magnetic film) is:
4. The value of (number of O atoms) / (number of M atoms) is larger than (number of O atoms) / (number of M atoms) when the oxide of the element M is represented by a molecular formula.
A soft magnetic film according to any one of the above.
【請求項5】 前記軟磁性膜は、元素Mの酸化物を多量
に含むアモルファス相に、Feを主体とする微結晶相が
混在した膜構造を有する請求項1ないし4のいずれかに
記載の軟磁性膜。
5. The soft magnetic film according to claim 1, wherein the soft magnetic film has a film structure in which an amorphous phase containing a large amount of an oxide of the element M and a microcrystalline phase mainly composed of Fe are mixed. Soft magnetic film.
【請求項6】 前記アモルファス相には、元素Mの酸化
物の他に、Feの酸化物が含まれる請求項5記載の軟磁
性膜。
6. The soft magnetic film according to claim 5, wherein the amorphous phase contains an oxide of Fe in addition to the oxide of the element M.
【請求項7】 組成式が、(QdCo1-dxyzw
示され、元素Qは、Fe,Niのうちどちらか一方ある
いは両方を含む元素で、元素Mは、Ti,Zr,Hf,
V,Nb,Ta,Mo,W,Al,Si,Cr,P,
C,B,Ga,Geと希土類元素から選ばれる1種また
は2種以上の元素で、Xは、Pt,Ru,Rh,Pd,
Ir,Os,Sn,Ti,Au,Ag,Cuから選ばれ
る1種または2種以上の元素であり、組成比を示すd
は、0.5≦d≦1、x,y,z,wはat%で、x≦
59、28≦z、0≦w≦20、残部がyであることを
特徴とする軟磁性膜。
7. A composition formula is shown in (Q d Co 1-d) x M y O z X w, element Q is, Fe, an element comprising one or both either of Ni, the element M , Ti, Zr, Hf,
V, Nb, Ta, Mo, W, Al, Si, Cr, P,
X is Pt, Ru, Rh, Pd, one or more elements selected from C, B, Ga, Ge and rare earth elements.
One or more elements selected from Ir, Os, Sn, Ti, Au, Ag, and Cu, and each of which has a composition ratio d
Is 0.5 ≦ d ≦ 1, x, y, z and w are at% and x ≦
59, 28 ≦ z, 0 ≦ w ≦ 20, and the balance y.
【請求項8】 前記組成比を示すx,y,z,wはat
%で、x≦56、31.5≦z、0≦w≦19、残部が
yである関係を満足し、透磁率μr′と比抵抗ρ(μΩ
・cm)との乗で表されるμr′・ρ値(×103
が、600以上である請求項7記載の軟磁性膜。
8. The composition ratio x, y, z, w is at
%, X ≦ 56, 31.5 ≦ z, 0 ≦ w ≦ 19, and the balance is y, and the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ (μΩ
Μr ′ · ρ value (× 10 3 ) expressed as the power of (cm)
Is 600 or more.
【請求項9】 前記組成比を示すx,y,z,wはat
%で、x≦53.5、33.5≦z、0≦w≦19、残
部がyである関係を満足し、透磁率μr′と比抵抗ρ
(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ値(×10
3)が、800以上である請求項7記載の軟磁性膜。
9. The composition ratio x, y, z, w is at
%, X ≦ 53.5, 33.5 ≦ z, 0 ≦ w ≦ 19, the balance being y, and the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ
(ΜΩ · cm) and μr ′ · ρ value (× 10
The soft magnetic film according to claim 7, wherein 3 ) is 800 or more.
【請求項10】 前記組成比を示すx,y,z,wはa
t%で、x≦52、35≦z、0≦w≦19、残部がy
である関係を満足し、透磁率μr′と比抵抗ρ(μΩ・
cm)との乗で表されるμr′・ρ値(×103)が、
1000以上である請求項7記載の軟磁性膜。
10. The composition ratio x, y, z, w is a
At t%, x ≦ 52, 35 ≦ z, 0 ≦ w ≦ 19, and the balance is y
And the magnetic permeability μr ′ and the specific resistance ρ (μΩ ·
cm) and the μr ′ · ρ value (× 10 3 ) expressed as a power of
The soft magnetic film according to claim 7, wherein the number is 1000 or more.
【請求項11】 前記元素Qは、Feである請求項7な
いし10のいずれかに記載の軟磁性膜。
11. The soft magnetic film according to claim 7, wherein said element Q is Fe.
【請求項12】 (前記軟磁性膜中に占める酸素の組成
比)/(前記軟磁性膜中に占める元素Mの組成比)が、
元素Mの酸化物を分子式で表した場合における(O原子
の数)/(M原子の数)よりも大きい請求項7ないし1
1のいずれかに記載の軟磁性膜。
12. The composition ratio of (oxygen occupying in the soft magnetic film) / (composition ratio of element M occupying in the soft magnetic film) is defined as:
2. The value of (number of O atoms) / (number of M atoms) is greater than (number of O atoms) / (number of M atoms) when the oxide of the element M is represented by a molecular formula.
2. The soft magnetic film according to any one of 1.
【請求項13】 前記軟磁性膜は、元素Mの酸化物を多
量に含むアモルファス相に、元素Q及び/またはCoを
主体とする微結晶相が混在した膜構造を有する請求項7
ないし12のいずれかに記載の軟磁性膜。
13. The soft magnetic film has a film structure in which an amorphous phase containing a large amount of an oxide of the element M and a microcrystalline phase mainly composed of the elements Q and / or Co are mixed.
13. The soft magnetic film according to any one of items 12 to 12.
【請求項14】 前記アモルファス相には、元素Mの酸
化物の他に、元素Qの酸化物、及び/またはCoの酸化
物を含む請求項13記載の軟磁性膜。
14. The soft magnetic film according to claim 13, wherein the amorphous phase contains an oxide of the element M and / or an oxide of Co in addition to the oxide of the element M.
【請求項15】 前記軟磁性膜の組成比wは0at%で
ある請求項7ないし14のいずれかに記載の軟磁性膜。
15. The soft magnetic film according to claim 7, wherein a composition ratio w of the soft magnetic film is 0 at%.
【請求項16】 主成分のFe、Co、Niから選ばれ
る1種または2種以上の元素Tと、Ti,Zr,Hf,
V,Nb,Ta,Mo,W,Al,Si,Cr,P,
C,B,Ga,Geと希土類元素から選ばれる1種また
は2種以上の元素Mと、元素Oとを含有し、膜構造とし
ては、元素Mの酸化物を多量に含むアモルファス相に、
元素Tを主体とする微結晶相が混在し、 (軟磁性膜中に占める酸素の組成比)/(軟磁性膜中に
占める元素Mの組成比)が、元素Mの酸化物を分子式で
表した場合における(O原子の数)/(M原子の数)よ
りも大きく、 前記アモルファス相には、元素Mの酸化物の他に元素T
の酸化物が含まれることを特徴とする軟磁性膜。
16. One or more elements T selected from the main components Fe, Co, and Ni, and Ti, Zr, Hf,
V, Nb, Ta, Mo, W, Al, Si, Cr, P,
It contains one or more elements M selected from C, B, Ga, Ge and rare earth elements, and an element O, and has a film structure in an amorphous phase containing a large amount of an oxide of the element M,
The microcrystalline phase mainly composed of the element T is mixed, and the (composition ratio of oxygen occupying in the soft magnetic film) / (composition ratio of element M occupying in the soft magnetic film) is expressed by the molecular formula of the oxide of the element M. Is larger than (the number of O atoms) / (the number of M atoms) in the case where
A soft magnetic film characterized by containing an oxide of:
【請求項17】 前記軟磁性膜の透磁率μr′と比抵抗
ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ値(×1
3)は、600以上である請求項16記載の軟磁性
膜。
17. A μr ′ · ρ value (× 1) expressed by a power of a magnetic permeability μr ′ of the soft magnetic film and a specific resistance ρ (μΩ · cm).
The soft magnetic film according to claim 16, wherein 0 3 ) is 600 or more.
【請求項18】 前記軟磁性膜の透磁率μr′と比抵抗
ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ値(×1
3)は、800以上である請求項16記載の軟磁性
膜。
18. A μr ′ · ρ value (× 1) expressed by a power of a magnetic permeability μr ′ of the soft magnetic film and a specific resistance ρ (μΩ · cm).
The soft magnetic film according to claim 16, wherein 0 3 ) is 800 or more.
【請求項19】 前記軟磁性膜の透磁率μr′と比抵抗
ρ(μΩ・cm)との乗で表されるμr′・ρ値(×1
3)は、1000以上である請求項16記載の軟磁性
膜。
19. A μr ′ · ρ value (× 1) expressed by a power of a magnetic permeability μr ′ of the soft magnetic film and a specific resistance ρ (μΩ · cm).
The soft magnetic film according to claim 16, wherein 0 3 ) is 1000 or more.
【請求項20】 前記微結晶相は、さらに元素Mの酸化
物を含んでいる請求項5、6、13、14あるいは16
ないし19のいずれかに記載の軟磁性膜。
20. The microcrystalline phase further contains an oxide of the element M.
20. The soft magnetic film according to any one of the above items.
【請求項21】 前記微結晶相の結晶構造は、bcc構
造、hcp構造、fcc構造のうち1種あるいは2種以
上の混成構造からなる請求項5、6、13、14、ある
いは16ないし20に記載の軟磁性膜。
21. The crystal structure according to claim 5, wherein the crystal structure of the microcrystalline phase comprises one or more of a bcc structure, an hcp structure and an fcc structure. The soft magnetic film according to the above.
【請求項22】 前記微結晶相の結晶構造は、主にbc
c構造から成る請求項21記載の軟磁性膜。
22. The crystal structure of the microcrystalline phase is mainly bc
22. The soft magnetic film according to claim 21, comprising a c structure.
【請求項23】 前記微結晶相の平均結晶粒径は、30
nm以下である請求項5、6、13、14、あるいは1
6ないし22のいずれかに記載の軟磁性膜。
23. The average crystal grain size of the microcrystalline phase is 30.
5, 6, 13, 14, 14 or 1 nm or less.
23. The soft magnetic film according to any one of 6 to 22.
【請求項24】 前記元素Mは、Zr,Hfのうち一方
あるいは両方を含む元素である請求項1ないし23のい
ずれかに記載の軟磁性膜。
24. The soft magnetic film according to claim 1, wherein the element M is an element containing one or both of Zr and Hf.
【請求項25】 前記軟磁性膜を構成する一元素とし
て、Oの代わりにNが、あるいはOと共にNが用いられ
る請求項1ないし24のいずれかに記載の軟磁性膜。
25. The soft magnetic film according to claim 1, wherein N is used instead of O, or N is used together with O, as one element constituting the soft magnetic film.
【請求項26】 請求項1ないし25のいずれかに記載
された軟磁性膜によって磁心が形成されていることを特
徴とする平面型磁気素子。
26. A planar magnetic element, wherein a magnetic core is formed by the soft magnetic film according to any one of claims 1 to 25.
【請求項27】 請求項1ないし25のいずれかに記載
された軟磁性膜によって磁心が形成されていることを特
徴とするフィルタ。
27. A filter, wherein a magnetic core is formed by the soft magnetic film according to claim 1. Description:
【請求項28】 少なくとも下部コア層と、記録媒体と
の対向部で前記下部コア層と磁気ギャップを介して対向
する上部コア層と、両コア層に記録磁界を与えるコイル
層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部コア層
と上部コア層のうち少なくとも一方は、請求項1ないし
25のいずれかに記載された軟磁性膜により形成されて
いることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
28. A thin-film magnetic layer comprising at least a lower core layer, an upper core layer facing the lower core layer via a magnetic gap at a portion facing the recording medium, and a coil layer for applying a recording magnetic field to both core layers. 26. A thin-film magnetic head, wherein at least one of the lower core layer and the upper core layer is formed of the soft magnetic film according to claim 1.
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