JP2002343637A - 軟磁性薄膜およびそれを用いた薄膜磁気ヘッド - Google Patents

軟磁性薄膜およびそれを用いた薄膜磁気ヘッド

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 飽和磁束密度が高く、酸素濃度の増加に伴う
異方性磁界の増大を抑制し、透磁率の低下を防止し、し
かも、保磁力が小さく薄膜磁気ヘッドの特性の向上が図
れる軟磁性薄膜を提供する。 【解決手段】 本発明の軟磁性薄膜は、組成式Fea
Cob・Mc・Cd・Oeで示され、Mは、Ti,V,T
a,Nb,Cr,Mo,W,Cu,Zn,Ga,Al,
Zr,Y,Si,Bから選ばれた少なくとも1種であ
り、上記a〜dの各原子%の値が、それぞれ、 51.0≦a≦95.0、 5.0≦b≦49.0、 0.5≦c≦15.0、 0.5≦d≦10.0、 0.5≦e≦20.0、 a+b+c+d+e=100 を満たしてなるように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は軟磁性薄膜およびそ
れを用いた薄膜磁気ヘッドに関するものであり、特に飽
和磁束密度が高く、異方性磁界の増大を抑制し透磁率の
低下を防止でき、しかも保磁力が小さく、薄膜磁気ヘッ
ドの特性の向上が図れる軟磁性薄膜に関する。
【0002】
【従来の技術】近年のハードディスク記録媒体への書き
込み記録の高密度化に伴い、磁気ヘッドの狭トラック化
や、書き込み媒体の高保磁力化が進んでいる。
【0003】このような高密度記録での書き込みヘッド
において、十分な磁束を発生させるためには、書き込み
磁極に従来使用されているパーマロイよりも飽和磁束密
度の高い材料を使用する必要がある。
【0004】このような要望に応じる先行技術の一例と
して、特開平5−148595号公報には、高飽和磁束
密度、熱的安定性を有する軟磁性合金薄膜を提供するこ
とを目的として、Fe−Co−M−O組成やFe−Co
−M−O−X組成からなる軟磁性合金薄膜(MはZr,
Hfの内の少なくとも一種の元素または混合物;Xは
Y,Al,Si,Bの内の少なくとも一種の元素または
混合物)の提案がなされている。この提案によれば、最
大で21.0kG程度の高い飽和磁束密度が得られてい
る。
【0005】しかしながら、上記のごとく酸素を含有さ
せたFe−Co系の薄膜では、膜中の酸素濃度の増加に
伴い、異方性磁界が増大してしまうという問題が生じて
しまう。これは膜の透磁率の低下を引き起こすことにも
なる。
【0006】また、本願と関連すると思われる先行技術
として、特開平10−25530号公報には、高周波な
どの磁性材料として高い比抵抗を有し、高周波数帯域で
透磁率が高い軟磁性合金を提供することを目的とし、具
体的実施例として、(Co0. 72Fe0.2859Hf1620
5が提示されている。しかしながら、このものはCo
リッチであるために、Feリッチと比較して飽和磁束密
度が低いという不都合がある。
【0007】また、特開平8−273930号公報に
は、適度の大きさの一軸磁気異方性を有し、かつ大きな
電気抵抗と高い飽和磁化とを有し、透磁率の高周波特性
の優れた磁性膜を提供することを目的とし、Fe−Co
系軟磁性薄膜において、種々の元素の添加を示唆する提
案がなされている。当該公報には、広く炭素と酸素の含
有の可能性を思わせる記載があるものの、好ましいの
は、ZrとSiの組み合わせ、ZrとGeの組み合わ
せ、ZrとSnの組み合わせ、HfとSiの組み合わせ
との記載があり、実際に開示されている実施例サンプル
は、ZrとSiの組み合わせのみであり、炭素と酸素の
含有による特異的な効果は実質的に明示されていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このような実状のもと
に本発明は創案されたものであり、その目的は、飽和磁
束密度が高く、酸素濃度の増加に伴う異方性磁界の増大
を抑制し、透磁率の低下を防止し、しかも、保磁力が小
さく薄膜磁気ヘッドの特性の向上が図れる軟磁性薄膜を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明の軟磁性薄膜は、組成式Fea・Cob
・Mc・Cd・Oeで示され、Mは、Ti,V,Ta,N
b,Cr,Mo,W,Cu,Zn,Ga,Al,Zr,
Y,Si,Bから選ばれた少なくとも1種であり、上記
a〜dの各原子%の値が、それぞれ、 51.0≦a≦95.0、 5.0≦b≦49.0、 0.5≦c≦15.0、 0.5≦d≦10.0、 0.5≦e≦20.0、 a+b+c+d+e=100 を満たしてなるように構成される。
【0010】また、本発明のより好ましい態様として、
前記Mは、Zr,Ti,Ta,Nb,Crから選ばれた
少なくとも1種として構成される。
【0011】また、本発明のより好ましい態様として、
前記炭素の含有量dは、0.5≦d≦7.0となるよう
に構成される。
【0012】また、本発明は、環状磁気回路を形成する
ための軟磁性薄膜からなる磁気コアと、環状磁気回路の
一部に形成された磁気的ギャップとを有する薄膜磁気ヘ
ッドにおいて、前記磁気コアを構成する全部または一部
の軟磁性薄膜は、組成式Fea・Cob・Mc・Cd・Oe
で示され、Mは、Ti,V,Ta,Nb,Cr,Mo,
W,Cu,Zn,Ga,Al,Zr,Y,Si,Bから
選ばれた少なくとも1種であり、上記a〜dの各原子%
の値が、それぞれ、 51.0≦a≦95.0、 5.0≦b≦49.0、 0.5≦c≦15.0、 0.5≦d≦10.0、 0.5≦e≦20.0、 a+b+c+d+e=100 を満たしてなるように構成される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的実施の形態
について詳細に説明する。
【0014】本発明における軟磁性薄膜は、いわゆる薄
膜磁気ヘッド用に組成設計されており、当該軟磁性薄膜
は、組成式Fea・Cob・Mc・Cd・Oeで示される。
【0015】上記組成式において、Mは、Ti,V,T
a,Nb,Cr,Mo,W,Cu,Zn,Ga,Al,
Zr,Y,Si,Bから選ばれた少なくとも1種以上を
示している。本発明において、Mとして上記元素を採択
することにより、少量の添加で膜の結晶粒を微細化でき
るため、飽和磁束密度の値を高レベルに維持した状態
で、保磁力を下げることができ、かつ所望の比抵抗値を
得ることができる。
【0016】上記M元素群の中で、特に好ましいのは、
Zr,Ti,Ta,Nb,Crである。
【0017】上記組成式におけるa〜eは、各原子の%
表示(原子%:at%)を示したものであり、これらの
値は、それぞれ、以下のような範囲に設定される。
【0018】51.0≦a≦95.0、 5.0≦b≦49.0、 0.5≦c≦15.0、 0.5≦d≦10.0、 0.5≦e≦20.0、 a+b+c+d+e=100
【0019】上記a値が95.0を超える、あるいは5
1.0未満となると、飽和磁束密度Bsが低下するとい
う不都合が生じる傾向がある。さらに、上記a値の好ま
しい範囲は、60.0≦a≦80.0である。
【0020】上記b値が49.0を超える、あるいは
5.0未満となると、飽和磁束密度Bsが低下するとい
う不都合が生じる傾向がある。さらに、上記b値の好ま
しい範囲は、10.0≦b≦35.0である。
【0021】上記c値が15.0を超えると、結晶粒が
微細化され過ぎるために飽和磁束密度Bsが低下すると
いう不都合が生じる傾向がある。また、上記c値が0.
5未満となると、膜の結晶粒が微細にならないために保
磁力Hcが増大するという不都合が生じる傾向がある。
さらに、上記c値の好ましい範囲は、0.5≦c≦8.
0である。
【0022】上記d値が10.0を超えると、飽和磁束
密度Bsが低下したり、異方性磁界が小さくなり過ぎて
適度な一軸異方性が無くなってしまうという不都合が生
じる傾向がある。また、上記d値が0.5未満となる
と、異方性磁界が増大するという不都合が生じる傾向が
ある。さらに、上記d値の好ましい範囲は、0.5≦d
≦7.0である。
【0023】上記e値が20.0を超えると、飽和磁束
密度Bsが低下するとともに、異方性磁界が増大すると
いう不都合が生じる傾向がある。また、上記e値が0.
5未満となると、保磁力Hcが増大するという不都合が
生じる傾向がある。さらに、上記e値の好ましい範囲
は、0.5≦e≦18.0である。
【0024】本発明では、炭素と酸素の複合添加によ
り、特に、膜の飽和磁束密度を大きく低下させることな
く、保磁力を小さくすることができる。さらに、酸素濃
度に応じて、炭素の添加量を適宜調整することにより膜
の応力を制御することが可能となる。従って、歪に誘導
される異方性磁界を制御することが可能になる(異方性
磁界の増大を抑制し、透磁率の低下を防止することがで
きる)。
【0025】本発明の薄膜の製造に際しては、スパッ
タ、蒸着等の薄膜形成装置が用いられる。スパッタ装置
としては、例えば、RF2極スパッタ、DCスパッタ、
マグネトロンスパッタ、3極スパッタ、イオンビームス
パッタ、対向ターゲット式スパッタ等が挙げられる。本
発明において、酸素および炭素を膜中に含有させる方法
としては、Ar等の不活性ガス中にO2、CO2ガスを混
合した混合ガス雰囲気中でスパッタを行う反応性スパッ
タが好適例として例示できる。
【0026】また、所定の元素を含む合金ターゲット
(例えば、Fe、FeCo、FeCoM、FeCoM
C)の上にFeあるいはMの酸化物を配置した複合ター
ゲットを用いてスパッタ成膜してもよい。
【0027】このような本発明の薄膜(軟磁性薄膜)
は、薄膜磁気ヘッドに用いられる。すなわち、本発明の
薄膜磁気ヘッドは、環状磁気回路を形成するための軟磁
性薄膜からなる磁気コアと、環状磁気回路の一部に形成
された磁気的ギャップとを有し、前記磁気コアを構成す
る全部または一部の軟磁性薄膜が、上述した本発明の薄
膜組成から形成される。なお、薄膜磁気ヘッドの構造
は、一般によく知られており、ここでは特に図面を用い
た説明は省略する。
【0028】なお、上記薄膜磁気ヘッドの構成要件にお
いて、「磁気コアを構成する全部または一部」とした理
由は、次のとおりである。通常、磁気コアは、薄膜コイ
ルを挟持する形で上部磁性薄膜と下部磁性薄膜との組み
合わせから形成されるが、これらの上部または下部の磁
性薄膜のいずれか一方が少なくとも本発明の薄膜組成を
満足していればよい。一般的には、上部および下部の磁
性薄膜の双方が本発明の薄膜組成を満足することが望ま
しい。
【0029】
【実施例】以下に具体的実施例を示し、本発明をさらに
詳細に説明する。
【0030】〔実験例1〕以下の要領で、ガラス基板の
上に、下記表1に示されるような組成からなる磁性薄膜
(軟磁性薄膜)を形成した。
【0031】すなわち、Fe、FeCo、FeCoM、
FeCoMC(Mは表1に示されるごとく任意に選定)
のターゲットを、磁性薄膜形成用ターゲット材料として
用い、DCマグネトロンスパッタ装置(アネルバ社製;
形式7960FL)にて、ガラス基板上に磁性薄膜を成
膜した。
【0032】スパッタガスとしては、Ar、Ar+
2、Ar+CO2混合ガスを用いて、成膜中のガス圧力
は0.2Pa〜0.8Pa、投入電力は200〜200
0Wとした。成膜レートは5〜100nm/minの範
囲とした。
【0033】得られた磁性薄膜各サンプルについて、下
記の要領で、(1)飽和磁束密度(VSMで測定)、
(2)保磁力(B−Hトレーサで測定)、(3)比抵抗
(四端針法で測定)、(4)異方性磁界(B−Hトレー
サで測定)をそれぞれ測定した。上記の各評価結果を表
1に示した。
【0034】
【表1】
【0035】なお、表1に示されるM元素以外の本願の
他の元素を用いても表1の実施例サンプルと略同等な効
果が発現することが確認できた。
【0036】
【発明の効果】上記の結果より本発明の効果は明らかで
ある。すなわち、本発明の軟磁性薄膜は、組成式Fea
・Cob・Mc・Cd・Oeで示され、Mは、Ti,V,T
a,Nb,Cr,Mo,W,Cu,Zn,Ga,Al,
Zr,Y,Si,Bから選ばれた少なくとも1種であ
り、上記a〜dの各原子%の値が、それぞれ、 51.0≦a≦95.0、 5.0≦b≦49.0、 0.5≦c≦15.0、 0.5≦d≦10.0、 0.5≦e≦20.0、 a+b+c+d+e=100 を満たしてなるように構成されているので、飽和磁束密
度が高く、酸素濃度の増加に伴う異方性磁界の増大を抑
制し、透磁率の低下を防止し、しかも、保磁力が小さく
薄膜磁気ヘッドの特性の向上が図れる軟磁性薄膜を提供
することができる。
フロントページの続き (72)発明者 山口 淳 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 5D033 BA03 CA01 5E041 AA05 CA05 HB00 NN01 NN02 5E049 AA01 BA12 GC06 HC00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成式Fea・Cob・Mc・Cd・Oe
    示され、 Mは、Ti,V,Ta,Nb,Cr,Mo,W,Cu,
    Zn,Ga,Al,Zr,Y,Si,Bから選ばれた少
    なくとも1種であり、上記a〜dの各原子%の値が、そ
    れぞれ、 51.0≦a≦95.0、 5.0≦b≦49.0、 0.5≦c≦15.0、 0.5≦d≦10.0、 0.5≦e≦20.0、 a+b+c+d+e=100 を満たしてなることを特徴とする軟磁性薄膜。
  2. 【請求項2】 前記Mは、Zr,Ti,Ta,Nb,C
    rから選ばれた少なくとも1種である請求項1に記載の
    軟磁性薄膜。
  3. 【請求項3】 前記炭素の含有量dは、0.5≦d≦
    7.0、である請求項1または請求項2に記載の軟磁性
    薄膜。
  4. 【請求項4】 環状磁気回路を形成するための軟磁性薄
    膜からなる磁気コアと、環状磁気回路の一部に形成され
    た磁気的ギャップとを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記磁気コアを構成する全部または一部の軟磁性薄膜
    は、組成式Fea・Cob・Mc・Cd・Oeで示され、 Mは、Ti,V,Ta,Nb,Cr,Mo,W,Cu,
    Zn,Ga,Al,Zr,Y,Si,Bから選ばれた少
    なくとも1種であり、上記a〜dの各原子%の値が、そ
    れぞれ、 51.0≦a≦95.0、 5.0≦b≦49.0、 0.5≦c≦15.0、 0.5≦d≦10.0、 0.5≦e≦20.0、 a+b+c+d+e=100 を満たしてなることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007155477A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Fujikura Ltd 表面プラズモン共鳴センサ
KR20180011723A (ko) * 2016-07-25 2018-02-02 티디케이가부시기가이샤 고투자율 자성 시트
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