JP2601056B2 - 軟磁性膜材料構造体および磁気ヘッド - Google Patents
軟磁性膜材料構造体および磁気ヘッドInfo
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- JP2601056B2 JP2601056B2 JP3119083A JP11908391A JP2601056B2 JP 2601056 B2 JP2601056 B2 JP 2601056B2 JP 3119083 A JP3119083 A JP 3119083A JP 11908391 A JP11908391 A JP 11908391A JP 2601056 B2 JP2601056 B2 JP 2601056B2
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- film
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- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軟磁性膜形成用セラミ
ック基板、磁気ヘッド材料、及び、磁気ヘッドに関す
る。
ック基板、磁気ヘッド材料、及び、磁気ヘッドに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、飽和磁化の大きいＦｅＳｉＡｌ系
膜，ＦｅＭＮ系膜を磁気ヘッドコア材料として用いる際
には、セラミック基板上に直接これらの軟磁性膜を成膜
していた。このセラミック基板は上記金属軟磁性膜と熱
膨張係数が近いことが必要である。そのため、ＮｉＯ，
ＭｎＯ，ＣｏＯなどの熱膨張係数の大きい酸化物を多く
含有させる必要がある。
膜，ＦｅＭＮ系膜を磁気ヘッドコア材料として用いる際
には、セラミック基板上に直接これらの軟磁性膜を成膜
していた。このセラミック基板は上記金属軟磁性膜と熱
膨張係数が近いことが必要である。そのため、ＮｉＯ，
ＭｎＯ，ＣｏＯなどの熱膨張係数の大きい酸化物を多く
含有させる必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＦｅＳｉＡｌ系膜，Ｆ
ｅＭＮ系膜はスパッタなどの気相成長法による成膜後、
５００℃以上の熱処理を施すことにより、軟磁気特性膜
となる。これらの膜を、磁気ヘッド化する際にセラミッ
ク基板上に直接成膜し、熱処理すると、軟磁性膜を構成
する元素の酸化物の生成エネルギーが、セラミック基板
を構成する金属、或は、半金属の酸化物の生成エネルギ
ーよりも低いと、セラミック中の酸素が磁性膜に奪わ
れ、磁性膜の軟磁気特性が劣化していた。特に、Ｎｉ
Ｏ，ＣｏＯなどは酸化物生成エネルギーが高いため、熱
処理の際の金属軟磁性膜への酸素の取り込みが顕著であ
った。
ｅＭＮ系膜はスパッタなどの気相成長法による成膜後、
５００℃以上の熱処理を施すことにより、軟磁気特性膜
となる。これらの膜を、磁気ヘッド化する際にセラミッ
ク基板上に直接成膜し、熱処理すると、軟磁性膜を構成
する元素の酸化物の生成エネルギーが、セラミック基板
を構成する金属、或は、半金属の酸化物の生成エネルギ
ーよりも低いと、セラミック中の酸素が磁性膜に奪わ
れ、磁性膜の軟磁気特性が劣化していた。特に、Ｎｉ
Ｏ，ＣｏＯなどは酸化物生成エネルギーが高いため、熱
処理の際の金属軟磁性膜への酸素の取り込みが顕著であ
った。
【０００４】例えば、ＭｎＯ，ＮｉＯからなるセラミッ
ク基板にＦｅＴａＮ系膜を成膜し、熱処理すると、図４
に示すように、Ｎｉの酸化物生成エネルギーがＦｅのそ
れよりも高いため、基板の酸素が磁性膜に奪われ、軟磁
気特性が劣化していた。
ク基板にＦｅＴａＮ系膜を成膜し、熱処理すると、図４
に示すように、Ｎｉの酸化物生成エネルギーがＦｅのそ
れよりも高いため、基板の酸素が磁性膜に奪われ、軟磁
気特性が劣化していた。
【０００５】結果として、磁気ヘッドの特性が劣化して
いた。
いた。
【０００６】本発明の目的は、いかなる軟磁性体膜に対
しても基板から酸素の侵入による磁気特性の劣化の起こ
らないセラミック基板構造体を提供することにある。
しても基板から酸素の侵入による磁気特性の劣化の起こ
らないセラミック基板構造体を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、セラミック基板上に
成膜した磁性膜の軟磁気特性劣化が抑制された軟磁性体
膜構造体を提供することにある。
成膜した磁性膜の軟磁気特性劣化が抑制された軟磁性体
膜構造体を提供することにある。
【０００８】本発明のさらに他の目的は、効率を向上さ
せた磁気ヘッドを提供することにある。
せた磁気ヘッドを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属あるいは
半金属の酸化物の粒から成るセラミック基板であって、
前記セラミック基板がＮｉＯ粒あるいはＣｏＯ粒の少な
くとも一方を含み、前記基板表面に酸化物の薄膜を形成
し、前記酸化物の薄膜上に軟磁性膜を形成したことを特
徴とする軟磁性膜構造体であって、前記酸化物を形成す
る元素の酸化物生成エネルギーが、前記軟磁性膜を形成
する金属あるいは半金属の酸化物生成エネルギーに対し
て、同等もしくは小さいことを特徴とする。
半金属の酸化物の粒から成るセラミック基板であって、
前記セラミック基板がＮｉＯ粒あるいはＣｏＯ粒の少な
くとも一方を含み、前記基板表面に酸化物の薄膜を形成
し、前記酸化物の薄膜上に軟磁性膜を形成したことを特
徴とする軟磁性膜構造体であって、前記酸化物を形成す
る元素の酸化物生成エネルギーが、前記軟磁性膜を形成
する金属あるいは半金属の酸化物生成エネルギーに対し
て、同等もしくは小さいことを特徴とする。
【００１０】本発明は、前記軟磁性膜がＦｅＭＮから成
り、ＭはＴｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａの群から
選択される少なくとも１種類の元素であり、Ｎは窒素で
ある軟磁性膜であり、前記酸化物膜が、Ａｌ2 Ｏ3 、あ
るいはＭｇＯ、あるいはＣａＯ、あるいはＳｉＯ2 、あ
るいはＭｎＯであることを特徴とする。また本発明は、
前記軟磁性膜がＦｅＡｌＳｉから成る軟磁性膜であり、
前記酸化物膜が、Ａｌ2 Ｏ3 、あるいはＭｇＯ、あるい
はＣａＯであることを特徴とする。
り、ＭはＴｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａの群から
選択される少なくとも１種類の元素であり、Ｎは窒素で
ある軟磁性膜であり、前記酸化物膜が、Ａｌ2 Ｏ3 、あ
るいはＭｇＯ、あるいはＣａＯ、あるいはＳｉＯ2 、あ
るいはＭｎＯであることを特徴とする。また本発明は、
前記軟磁性膜がＦｅＡｌＳｉから成る軟磁性膜であり、
前記酸化物膜が、Ａｌ2 Ｏ3 、あるいはＭｇＯ、あるい
はＣａＯであることを特徴とする。
【００１１】以上の軟磁性膜構造体の軟磁性膜を磁気コ
アとして磁気ヘッドを作製する。
アとして磁気ヘッドを作製する。
【００１２】
実施例１ 図１に示すように、基板としてＭｎＯ，ＮｉＯから成る
セラミック板１１を用い、基板上にＡｌ2 Ｏ3 膜１２を
０．１μｍ成膜した場合（図１（ａ））と、しない場合
（図１（ｂ））について、図２（ａ），（ｂ）に示すよ
うにＦｅＴａＮ膜（軟磁性膜）を形成して、軟磁性膜構
造体を作り、５５０℃で熱処理を施した後の軟磁気特性
を評価した。その結果、Ａｌ2 Ｏ3 膜を形成した時の保
磁力（図３（ａ））は、Ａｌ2 Ｏ3 膜のない時の保磁力
（図３（ｂ））に較べて大きく減少し、軟磁気特性が改
善された。
セラミック板１１を用い、基板上にＡｌ2 Ｏ3 膜１２を
０．１μｍ成膜した場合（図１（ａ））と、しない場合
（図１（ｂ））について、図２（ａ），（ｂ）に示すよ
うにＦｅＴａＮ膜（軟磁性膜）を形成して、軟磁性膜構
造体を作り、５５０℃で熱処理を施した後の軟磁気特性
を評価した。その結果、Ａｌ2 Ｏ3 膜を形成した時の保
磁力（図３（ａ））は、Ａｌ2 Ｏ3 膜のない時の保磁力
（図３（ｂ））に較べて大きく減少し、軟磁気特性が改
善された。
【００１３】ＡＥＳ（オージェ電子分光法）による膜厚
方向での酸素の分布を調べた結果、Ａｌ2 Ｏ3 膜がない
場合は、熱処理によって酸素が磁性膜中に拡散している
ことが判った。これは、図４に示す酸化物の生成エネル
ギーが基板のＮｉよりも、磁性膜のＦｅの方が低いた
め、基板のＮｉＯの酸素が、熱処理によって磁性膜のＦ
ｅに奪われたためである。それに対し、Ａｌ2 Ｏ3 膜を
設けた時には、熱処理による酸素の磁性膜中への拡散は
認められなかった。これはＡｌの酸化物生成エネルギー
が低いため、磁性膜を構成する元素に酸素を奪われなか
ったためである。
方向での酸素の分布を調べた結果、Ａｌ2 Ｏ3 膜がない
場合は、熱処理によって酸素が磁性膜中に拡散している
ことが判った。これは、図４に示す酸化物の生成エネル
ギーが基板のＮｉよりも、磁性膜のＦｅの方が低いた
め、基板のＮｉＯの酸素が、熱処理によって磁性膜のＦ
ｅに奪われたためである。それに対し、Ａｌ2 Ｏ3 膜を
設けた時には、熱処理による酸素の磁性膜中への拡散は
認められなかった。これはＡｌの酸化物生成エネルギー
が低いため、磁性膜を構成する元素に酸素を奪われなか
ったためである。
【００１４】また、Ａｌ2 Ｏ3 の膜厚は０．０５μｍで
も有効であった。
も有効であった。
【００１５】実施例２ 基板としてＣａＯ，ＴｉＯ2 ，ＮｉＯからなるセラミッ
ク板を用い、基板上にＡｌ2 Ｏ3 を０．１μｍ成膜した
場合と、しない場合について、ＦｅＴａＮ膜を形成し、
５５０℃で熱処理を施した後の軟磁気特性を評価した。
軟磁性膜構造体は図２（ａ），（ｂ）の通りである。そ
の結果、Ａｌ2 Ｏ3 膜を形成した時の保磁力は、Ａｌ2
Ｏ3 膜のない時の保磁力に較べて大きく減少し、軟磁気
特性が改善された。
ク板を用い、基板上にＡｌ2 Ｏ3 を０．１μｍ成膜した
場合と、しない場合について、ＦｅＴａＮ膜を形成し、
５５０℃で熱処理を施した後の軟磁気特性を評価した。
軟磁性膜構造体は図２（ａ），（ｂ）の通りである。そ
の結果、Ａｌ2 Ｏ3 膜を形成した時の保磁力は、Ａｌ2
Ｏ3 膜のない時の保磁力に較べて大きく減少し、軟磁気
特性が改善された。
【００１６】実施例３ ＣａＯ，ＴｉＯ2 ，ＮｉＯから成るセラミック基板にＡ
ｌ2 Ｏ3 膜を０．１μｍ形成し、更に、Ａｌ2 Ｏ3 上に
ＦｅＴａＮ膜を成膜し熱処理した軟磁性膜構造体を用
い、軟磁性膜５２がセラミック基板５１で挟まれた構造
の磁気コアを作成し、これを用いて図５に示す構造の磁
気ヘッドを作製した。ＦｅＴａＮ膜厚は５μｍ、ギャッ
プ幅は０．３μｍであった。
ｌ2 Ｏ3 膜を０．１μｍ形成し、更に、Ａｌ2 Ｏ3 上に
ＦｅＴａＮ膜を成膜し熱処理した軟磁性膜構造体を用
い、軟磁性膜５２がセラミック基板５１で挟まれた構造
の磁気コアを作成し、これを用いて図５に示す構造の磁
気ヘッドを作製した。ＦｅＴａＮ膜厚は５μｍ、ギャッ
プ幅は０．３μｍであった。
【００１７】Ａｌ2 Ｏ3 膜を形成しなかった磁気ヘッド
に較べ、図６に示すように、大きい出力が得られた。こ
れはＡｌ2 Ｏ3 膜によってＦｅＴａＮ膜へ基板から酸素
が侵入して来なかったために、ＦｅＴａＮの軟磁気特性
が良好であったことによる。
に較べ、図６に示すように、大きい出力が得られた。こ
れはＡｌ2 Ｏ3 膜によってＦｅＴａＮ膜へ基板から酸素
が侵入して来なかったために、ＦｅＴａＮの軟磁気特性
が良好であったことによる。
【００１８】以上の各実施例の他にも、基板としてＣｏ
Ｏを含む複合系でも本発明の効果があることは自明であ
る。また、Ａｌ2 Ｏ3 膜に代えて、ＣａＯ膜，ＭｇＯ
膜，ＳｉＯ 2 ，ＭｎＯ膜などを用いても同様である。磁
性膜として、Ｔａ以外のＦｅＭＮ（Ｍ＝Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ）系膜や、ＦｅＳｉＡｌ膜の場合
も同様に、磁性膜を構成する元素よりも酸化物の生成エ
ネルギーの低い元素の酸化物を基板表面に形成すること
によって、酸素の膜中への拡散を防止し、軟磁気特性の
劣化を抑制できる。
Ｏを含む複合系でも本発明の効果があることは自明であ
る。また、Ａｌ2 Ｏ3 膜に代えて、ＣａＯ膜，ＭｇＯ
膜，ＳｉＯ 2 ，ＭｎＯ膜などを用いても同様である。磁
性膜として、Ｔａ以外のＦｅＭＮ（Ｍ＝Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ）系膜や、ＦｅＳｉＡｌ膜の場合
も同様に、磁性膜を構成する元素よりも酸化物の生成エ
ネルギーの低い元素の酸化物を基板表面に形成すること
によって、酸素の膜中への拡散を防止し、軟磁気特性の
劣化を抑制できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明により、熱膨張係数を磁性体膜な
みに大きくするために酸化物生成エネルギーの高いＮｉ
Ｏ，ＣｏＯを多く含するセラミック基板であっても、い
かなる軟磁性体膜に対しても基板からの酸素の侵入によ
る磁気特性の劣化の起こらないセラミック基板構造体が
実現できた。また、この構造により、表面研磨の難しい
セラミックであっても、表面に形成した酸化物などの膜
を研磨することにより、表面平滑性の改善が可能であ
る。
みに大きくするために酸化物生成エネルギーの高いＮｉ
Ｏ，ＣｏＯを多く含するセラミック基板であっても、い
かなる軟磁性体膜に対しても基板からの酸素の侵入によ
る磁気特性の劣化の起こらないセラミック基板構造体が
実現できた。また、この構造により、表面研磨の難しい
セラミックであっても、表面に形成した酸化物などの膜
を研磨することにより、表面平滑性の改善が可能であ
る。
【００２０】更に、本発明により、セラミック基板上に
成膜した磁性膜の軟磁気特性劣化が抑制された軟磁性体
膜構造体が実現した。実施例の他にも、基板としてＣｏ
Ｏを含む複合系でも本発明の効果があることは自明であ
る。
成膜した磁性膜の軟磁気特性劣化が抑制された軟磁性体
膜構造体が実現した。実施例の他にも、基板としてＣｏ
Ｏを含む複合系でも本発明の効果があることは自明であ
る。
【００２１】以上の効果から、本発明による軟磁性体膜
構造体を磁気ヘッドコアとすることにより、磁気ヘッド
の効率を向上させることができる。
構造体を磁気ヘッドコアとすることにより、磁気ヘッド
の効率を向上させることができる。
【図１】本発明および従来のセラミック基板構造体を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明および従来の軟磁性材料構造体を示す図
である。
である。
【図３】本発明および従来の軟磁性膜構造体による磁化
曲線を示す図である。
曲線を示す図である。
【図４】酸化物の標準生成自由エネルギーを示すグラフ
である。
である。
【図５】磁気ヘッドの斜視図である。
【図６】磁気ヘッドの規格化出力を示すグラフである。
１１，５１ セラミック基板 １２ Ａｌ2 Ｏ3 膜 １３，５２ 軟磁性膜
Claims (5)
- 【請求項１】金属あるいは半金属の酸化物の粒から成る
セラミック基板であって、前記セラミック基板がＮｉＯ
粒あるいはＣｏＯ粒の少なくとも一方を含み、前記基板
表面に酸化物の薄膜を形成し、前記酸化物の薄膜上に軟
磁性膜を形成したことを特徴とする軟磁性膜構造体であ
って、前記酸化物を形成する元素の酸化物生成エネルギ
ーが、前記軟磁性膜を形成する金属あるいは半金属の酸
化物生成エネルギーに対して、同等もしくは小さいこと
を特徴とする軟磁性膜材料構造体。 - 【請求項２】前記軟磁性膜がＦｅＭＮから成り、ＭはＴ
ｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａの群から選択される
少なくとも１種類の元素であり、Ｎは窒素である軟磁性
膜であり、前記酸化物膜が、Ａｌ2 Ｏ3 、あるいはＭｇ
Ｏ、あるいはＣａＯ、あるいはＳｉＯ2 、あるいはＭｎ
Ｏであることを特徴とする請求項１記載の軟磁性膜材料
構造体。 - 【請求項３】前記軟磁性膜がＦｅＡｌＳｉから成る軟磁
性膜であり、前記酸化物膜が、Ａｌ2 Ｏ3 、あるいはＭ
ｇＯ、あるいはＣａＯであることを特徴とする請求項１
記載の軟磁性膜材料構造体。 - 【請求項４】請求項２記載の軟磁性膜材料構造体を磁気
コアとしたことを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項５】請求項３記載の軟磁性膜材料構造体を磁気
コアとしたことを特徴とする磁気ヘッド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119083A JP2601056B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 軟磁性膜材料構造体および磁気ヘッド |
| EP92107074A EP0510699B1 (en) | 1991-04-24 | 1992-04-24 | Magnetic structure |
| DE69203029T DE69203029T2 (de) | 1991-04-24 | 1992-04-24 | Magnetische Struktur. |
| US08/155,185 US5572391A (en) | 1991-04-24 | 1993-11-22 | Magnetic head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119083A JP2601056B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 軟磁性膜材料構造体および磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04356711A JPH04356711A (ja) | 1992-12-10 |
| JP2601056B2 true JP2601056B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=14752467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3119083A Expired - Lifetime JP2601056B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 軟磁性膜材料構造体および磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2601056B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP3119083A patent/JP2601056B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04356711A (ja) | 1992-12-10 |
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| Date | Code | Title | Description |
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