JP3132254B2 - 軟磁性膜および軟磁性多層膜の製造方法 - Google Patents
軟磁性膜および軟磁性多層膜の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気録画再生装置（Ｖ
ＴＲ）、磁気録音再生装置等の磁気記録再生装置におけ
る磁気ヘッド等に用いられる軟磁性膜および軟磁性多層
膜の製造方法に関するものである。
ＴＲ）、磁気録音再生装置等の磁気記録再生装置におけ
る磁気ヘッド等に用いられる軟磁性膜および軟磁性多層
膜の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の磁気記録分野における高密度記録
化の要求に対して、高性能磁気ヘッドの開発が進められ
ている。高密度記録を達成するためには、磁気ヘッドの
トラック幅やギャップ長を極力小さく設定し、高い飽和
磁束密度と高透磁率を有する軟磁性膜をコア材料に用い
た磁気ヘッドを作製することが必要となってきた。
化の要求に対して、高性能磁気ヘッドの開発が進められ
ている。高密度記録を達成するためには、磁気ヘッドの
トラック幅やギャップ長を極力小さく設定し、高い飽和
磁束密度と高透磁率を有する軟磁性膜をコア材料に用い
た磁気ヘッドを作製することが必要となってきた。
【０００３】このような要求に対して、磁気ヘッドとし
ては、軟磁性膜と非磁性絶縁膜とをトラック幅方向に交
互に積層したコア材料が基板で挟持され、前記コア材料
で磁気回路が形成される夕イプのリング型の積層型ヘッ
ドや、磁路の大部分がフェライトで構成され、磁気的に
飽和しやすい磁気ギャップ近傍にのみ軟磁性膜を設けた
磁気ヘッド（ＭＩＧヘッドと呼ばれている）が開発され
ている。また、磁気ヘッドの特性は、それに使用するコ
ア材料の材料特性に密接に関連しており、高密度記録を
達成するためには、磁気ヘッドのコア材料の特性とし
て、高い飽和磁束密度（主に記録特性に影響）と高透磁
率（主に再生特性に影響）が要求されている。
ては、軟磁性膜と非磁性絶縁膜とをトラック幅方向に交
互に積層したコア材料が基板で挟持され、前記コア材料
で磁気回路が形成される夕イプのリング型の積層型ヘッ
ドや、磁路の大部分がフェライトで構成され、磁気的に
飽和しやすい磁気ギャップ近傍にのみ軟磁性膜を設けた
磁気ヘッド（ＭＩＧヘッドと呼ばれている）が開発され
ている。また、磁気ヘッドの特性は、それに使用するコ
ア材料の材料特性に密接に関連しており、高密度記録を
達成するためには、磁気ヘッドのコア材料の特性とし
て、高い飽和磁束密度（主に記録特性に影響）と高透磁
率（主に再生特性に影響）が要求されている。
【０００４】この様な要求に対して、前記積層型ヘッド
のコア材料としては、等方的な高透磁率が要求され（磁
気ヘッドの形状によっては弱い異方性を有する方が良
い）、現在センダスト（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金）膜や
Ｃｏ基非晶質合金膜が実用化されている。また、前記Ｍ
ＩＧヘッドのコア材料としては、面内一軸異方性を誘導
させた高透磁率を有する軟磁性膜が好ましく、センダス
ト合金膜やＣｏ基非晶質合金膜が実用化されている。し
かしながら、センダスト合金膜やＣｏ基非晶質合金膜の
飽和磁束密度は約１Ｔ前後と低く、更に、高い保磁力を
有する媒体を用いて高密度記録を実現するためには、こ
れら従来の材料では飽和磁束密度に限界がある。
のコア材料としては、等方的な高透磁率が要求され（磁
気ヘッドの形状によっては弱い異方性を有する方が良
い）、現在センダスト（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金）膜や
Ｃｏ基非晶質合金膜が実用化されている。また、前記Ｍ
ＩＧヘッドのコア材料としては、面内一軸異方性を誘導
させた高透磁率を有する軟磁性膜が好ましく、センダス
ト合金膜やＣｏ基非晶質合金膜が実用化されている。し
かしながら、センダスト合金膜やＣｏ基非晶質合金膜の
飽和磁束密度は約１Ｔ前後と低く、更に、高い保磁力を
有する媒体を用いて高密度記録を実現するためには、こ
れら従来の材料では飽和磁束密度に限界がある。
【０００５】そこで、高い飽和磁束密度と高透磁率を有
する軟磁性膜の研究開発が盛んに行なわれている。その
一つとして、（Ｆｅ，Ｃｏ）−Ｍ−（Ｎ，Ｃ，Ｂ）系膜
（ただし、ＭはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａの少なく
とも１種以上の元素）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｎ系
膜等が研究されている。
する軟磁性膜の研究開発が盛んに行なわれている。その
一つとして、（Ｆｅ，Ｃｏ）−Ｍ−（Ｎ，Ｃ，Ｂ）系膜
（ただし、ＭはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａの少なく
とも１種以上の元素）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｎ系
膜等が研究されている。
【０００６】一方、センダスト合金膜やパーマロイ薄膜
等の軟磁性膜作製技術としては、電子ビーム蒸着法やス
パッタ法等が研究されてきた。特に、マグネトロンスパ
ッタ法は、薄膜の形成速度が電子ビーム蒸着法に比べ約
１桁遅いというスパッタ法の欠点を解決し、薄膜形成速
度の高速化を可能にした。また、矩形平板ターゲットを
有するマグネトロンスパッタリング電極を具備し、円筒
型の基板ホルダーを回転させながら薄膜形成を行なうカ
ルーセル型スパッタ装置やターゲットに対し基板を平行
移動させて薄膜形成を行なう大型のインラインスパッタ
装置等は、マグネトロンスパッタ法の特徴である薄膜形
成速度の高速化のみならず、均一な膜厚分布の大面積化
も可能にし、軟磁性膜形成の量産化を可能にした。
等の軟磁性膜作製技術としては、電子ビーム蒸着法やス
パッタ法等が研究されてきた。特に、マグネトロンスパ
ッタ法は、薄膜の形成速度が電子ビーム蒸着法に比べ約
１桁遅いというスパッタ法の欠点を解決し、薄膜形成速
度の高速化を可能にした。また、矩形平板ターゲットを
有するマグネトロンスパッタリング電極を具備し、円筒
型の基板ホルダーを回転させながら薄膜形成を行なうカ
ルーセル型スパッタ装置やターゲットに対し基板を平行
移動させて薄膜形成を行なう大型のインラインスパッタ
装置等は、マグネトロンスパッタ法の特徴である薄膜形
成速度の高速化のみならず、均一な膜厚分布の大面積化
も可能にし、軟磁性膜形成の量産化を可能にした。
【０００７】（図１８）は従来の矩形平板ターゲットを
有するマグネトロンスパッタリング電極の概略図であ
る。ターゲット１はインジウム等のハンダ剤によりバッ
キングプレート５に接着され、真空シール用のＯ−リン
グを介して電極本体６に設置される。前記ターゲット１
の裏側にはマグネトロン放電用磁気回路が具備され、閉
じた磁力線７を形成し、かつ少なくとも前記磁力線７の
一部が、前記ターゲット１の表面で平行になるように配
置される。その結果、前記ターゲット１の表面にはトロ
イダル型の閉じたトンネル状の磁界８が形成される。そ
して、前記矩形平板ターゲット１を取り付けたスパッタ
リング電極に直流あるいは交流電源により負の電圧を印
加すると、電界と磁界が直交するトロイダル型トンネル
状磁界８の周辺でマグネトロン放電が起こり、ターゲッ
ト１がスパッタされ、基板４上に軟磁性膜が形成され
る。
有するマグネトロンスパッタリング電極の概略図であ
る。ターゲット１はインジウム等のハンダ剤によりバッ
キングプレート５に接着され、真空シール用のＯ−リン
グを介して電極本体６に設置される。前記ターゲット１
の裏側にはマグネトロン放電用磁気回路が具備され、閉
じた磁力線７を形成し、かつ少なくとも前記磁力線７の
一部が、前記ターゲット１の表面で平行になるように配
置される。その結果、前記ターゲット１の表面にはトロ
イダル型の閉じたトンネル状の磁界８が形成される。そ
して、前記矩形平板ターゲット１を取り付けたスパッタ
リング電極に直流あるいは交流電源により負の電圧を印
加すると、電界と磁界が直交するトロイダル型トンネル
状磁界８の周辺でマグネトロン放電が起こり、ターゲッ
ト１がスパッタされ、基板４上に軟磁性膜が形成され
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高い飽
和磁束密度と高透磁率を有する前述の（Ｆｅ，Ｃｏ）−
Ｍ−（Ｎ，Ｃ，Ｂ）系膜（ただし、Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａの少なくとも１種以上の元素）、Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｎ系膜等を前述の従来の矩形平板
ターゲットを有するマグネトロンスパッタ法、または窒
化膜を作製する際に窒素ガスを導入する反応性スパッタ
法で作製する場合、飽和磁束密度の高い（Ｆｅ，Ｃｏ）
−Ｍ系（ただし、ＭはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａの
少なくとも１種以上の元素）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系、Ｆｅ
等の矩形平板ターゲットを放電させる必要があるが、タ
ーゲットを少し厚くすると、ターゲット表面に磁束が漏
れないため、マグネトロン放電が起こらず、スパッタリ
ングが不可能である。
和磁束密度と高透磁率を有する前述の（Ｆｅ，Ｃｏ）−
Ｍ−（Ｎ，Ｃ，Ｂ）系膜（ただし、Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａの少なくとも１種以上の元素）、Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｎ系膜等を前述の従来の矩形平板
ターゲットを有するマグネトロンスパッタ法、または窒
化膜を作製する際に窒素ガスを導入する反応性スパッタ
法で作製する場合、飽和磁束密度の高い（Ｆｅ，Ｃｏ）
−Ｍ系（ただし、ＭはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａの
少なくとも１種以上の元素）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系、Ｆｅ
等の矩形平板ターゲットを放電させる必要があるが、タ
ーゲットを少し厚くすると、ターゲット表面に磁束が漏
れないため、マグネトロン放電が起こらず、スパッタリ
ングが不可能である。
【０００９】そこで、ターゲットの厚みを薄くすると、
マグネトロン放電が起こり、スパッタリングは可能とな
る。しかしながら、前記従来のマグネトロンスパッタ法
では、スパッタされる領域（（図１８）の９、以下エロ
ージョン領域と記す）とスパッタされた粒子が再付着す
る領域が出来、ターゲットの侵食が不均一に進むため、
スパッタリングが進むとエロージョン領域が変化する。
その結果、膜厚分布が変化し、また、作製した膜の磁気
特性も変化する。従って、従来のマグネトロンスパッタ
法では、ターゲットの厚みを薄くすると、ターゲットの
利用効率が悪く、量産性に課題を生じる。
マグネトロン放電が起こり、スパッタリングは可能とな
る。しかしながら、前記従来のマグネトロンスパッタ法
では、スパッタされる領域（（図１８）の９、以下エロ
ージョン領域と記す）とスパッタされた粒子が再付着す
る領域が出来、ターゲットの侵食が不均一に進むため、
スパッタリングが進むとエロージョン領域が変化する。
その結果、膜厚分布が変化し、また、作製した膜の磁気
特性も変化する。従って、従来のマグネトロンスパッタ
法では、ターゲットの厚みを薄くすると、ターゲットの
利用効率が悪く、量産性に課題を生じる。
【００１０】一方、前述したように前記積層型ヘッドの
コア材料としては、膜面内の等方的な高透磁率が要求さ
れ（磁気ヘッドの形状によっては弱い異方性を有する方
が良い）、前記ＭＩＧヘッドや主磁極励磁型ヘッド等の
コア材料としては、面内一軸異方性を誘導させた高透磁
率を有する軟磁性膜が要求されるため、異方性の制御が
重要である。
コア材料としては、膜面内の等方的な高透磁率が要求さ
れ（磁気ヘッドの形状によっては弱い異方性を有する方
が良い）、前記ＭＩＧヘッドや主磁極励磁型ヘッド等の
コア材料としては、面内一軸異方性を誘導させた高透磁
率を有する軟磁性膜が要求されるため、異方性の制御が
重要である。
【００１１】本発明は、各種磁気ヘッドに要求される、
所望の異方性を有する高透磁率と高飽和磁束密度を示す
軟磁性膜、及び前記軟磁性膜をコア材料に使用した磁気
ヘッドを量産性高く製造する方法を提供せんとするもの
である。
所望の異方性を有する高透磁率と高飽和磁束密度を示す
軟磁性膜、及び前記軟磁性膜をコア材料に使用した磁気
ヘッドを量産性高く製造する方法を提供せんとするもの
である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、矩形平板ター
ゲットの表面に平行に磁力線が通り、かつ、前記磁力線
の強度が、前記磁力線の方向に略平行な方向のターゲッ
トの中心線に対し、左右対称で前記磁力線の方向が反対
であるように磁石を配置したスパッタリング電極を具備
したスパッタ装置を用いて、ＦｅまたはＣｏを主成分と
する軟磁性膜、特に、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２０
原子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を５〜１
５原子％含む組成を有するＦｅ−Ｍ−Ｎ系膜を形成する
基板に、小さなバイアス（無バイアスも含む）を印加し
ながら、前記軟磁性膜を形成することにより、各種磁気
ヘッドに要求される、所望の異方性を有する高透磁率と
高飽和磁束密度を示す軟磁性膜を量産性高く製造する方
法を提供することが出来る。
ゲットの表面に平行に磁力線が通り、かつ、前記磁力線
の強度が、前記磁力線の方向に略平行な方向のターゲッ
トの中心線に対し、左右対称で前記磁力線の方向が反対
であるように磁石を配置したスパッタリング電極を具備
したスパッタ装置を用いて、ＦｅまたはＣｏを主成分と
する軟磁性膜、特に、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２０
原子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を５〜１
５原子％含む組成を有するＦｅ−Ｍ−Ｎ系膜を形成する
基板に、小さなバイアス（無バイアスも含む）を印加し
ながら、前記軟磁性膜を形成することにより、各種磁気
ヘッドに要求される、所望の異方性を有する高透磁率と
高飽和磁束密度を示す軟磁性膜を量産性高く製造する方
法を提供することが出来る。
【００１３】また、前記軟磁性膜と非磁性膜を交互に積
層した軟磁性多層膜において、各層の軟磁性膜を、バイ
アス（無バイアスも含む）を印加しながら、または各層
の軟磁性膜の少なくとも１層の軟磁性膜を、異なった大
きさのバイアス（無バイアスも含む）を印加して形成す
ることにより、基板上に形成された軟磁性膜は、大面積
にわたって等方的、または弱い異方性を有する高透磁率
を示し、量産性高く、前記積層型ヘッドのコア材料とし
ての軟磁性膜を提供することが出来る。
層した軟磁性多層膜において、各層の軟磁性膜を、バイ
アス（無バイアスも含む）を印加しながら、または各層
の軟磁性膜の少なくとも１層の軟磁性膜を、異なった大
きさのバイアス（無バイアスも含む）を印加して形成す
ることにより、基板上に形成された軟磁性膜は、大面積
にわたって等方的、または弱い異方性を有する高透磁率
を示し、量産性高く、前記積層型ヘッドのコア材料とし
ての軟磁性膜を提供することが出来る。
【００１４】特に、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２０原
子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を５〜１５原
子％含む組成を有するＦｅ−Ｍ−Ｎ系軟磁性膜と非磁性
膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、各層の軟磁
性膜が、バイアス（無バイアスも含む）を印加しなが
ら、または各層の軟磁性膜の少なくとも１層の軟磁性膜
が、異なった大きさのバイアス（無バイアスも含む）を
印加して形成され、かつ、前記軟磁性膜、および非磁性
膜が特定の厚みである軟磁性多層膜は、大面積にわたっ
て高周波帯域で等方的、または弱い異方性を有する高透
磁率を示し、量産性高く、高周波帯域で駆動するシステ
ムに用いられる、前記積層型ヘッドのコア材料としての
軟磁性膜を提供することが出来る。
子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を５〜１５原
子％含む組成を有するＦｅ−Ｍ−Ｎ系軟磁性膜と非磁性
膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、各層の軟磁
性膜が、バイアス（無バイアスも含む）を印加しなが
ら、または各層の軟磁性膜の少なくとも１層の軟磁性膜
が、異なった大きさのバイアス（無バイアスも含む）を
印加して形成され、かつ、前記軟磁性膜、および非磁性
膜が特定の厚みである軟磁性多層膜は、大面積にわたっ
て高周波帯域で等方的、または弱い異方性を有する高透
磁率を示し、量産性高く、高周波帯域で駆動するシステ
ムに用いられる、前記積層型ヘッドのコア材料としての
軟磁性膜を提供することが出来る。
【００１５】また、前記Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系軟磁性膜が、Ｆ
ｅを主成分とし、Ｎを５〜２０原子％含むと共にＭ（た
だし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくと
も１種以上の元素）を５〜１５原子％含む組成を有し、
かつ、前記軟磁性膜が、Ｍ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）、
Ｎ（窒素）、Ｍの窒化物の少なくとも１種以上の元素、
あるいは化合物を固溶して格子が膨張したα−Ｆｅの微
結晶とＭの窒化物微粒子が混在した微細組織から成る材
料であり、前記α−Ｆｅの微結晶の平均粒径が１５ｎｍ
以下、Ｍの窒化物微粒子の平均粒径が５ｎｍ以下である
とき、更に優れた軟磁気特性を示す軟磁性膜を提供する
ことが出来る。
ｅを主成分とし、Ｎを５〜２０原子％含むと共にＭ（た
だし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくと
も１種以上の元素）を５〜１５原子％含む組成を有し、
かつ、前記軟磁性膜が、Ｍ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）、
Ｎ（窒素）、Ｍの窒化物の少なくとも１種以上の元素、
あるいは化合物を固溶して格子が膨張したα−Ｆｅの微
結晶とＭの窒化物微粒子が混在した微細組織から成る材
料であり、前記α−Ｆｅの微結晶の平均粒径が１５ｎｍ
以下、Ｍの窒化物微粒子の平均粒径が５ｎｍ以下である
とき、更に優れた軟磁気特性を示す軟磁性膜を提供する
ことが出来る。
【００１６】
【作用】（請求項１）の発明の構成によれば、Ｆｅまた
はＣｏを主成分とする軟磁性膜の製造方法において、矩
形平板ターゲットの表面に平行に磁力線が通り、かつ、
前記磁力線の強度が、前記磁力線の方向に略平行な方向
のターゲットの中心線に対し、左右対称で前記磁力線の
方向が反対であるように磁石を配置したスパッタリング
電極を具備したスパッタ装置を用いて、前記軟磁性膜を
基板上に形成するものであるから、高飽和磁束密度と高
透磁率を有する軟磁性膜が、量産性高く得られる。
はＣｏを主成分とする軟磁性膜の製造方法において、矩
形平板ターゲットの表面に平行に磁力線が通り、かつ、
前記磁力線の強度が、前記磁力線の方向に略平行な方向
のターゲットの中心線に対し、左右対称で前記磁力線の
方向が反対であるように磁石を配置したスパッタリング
電極を具備したスパッタ装置を用いて、前記軟磁性膜を
基板上に形成するものであるから、高飽和磁束密度と高
透磁率を有する軟磁性膜が、量産性高く得られる。
【００１７】特に、（請求項２）または（請求項３）の
発明の構成によれば、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２０
原子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を５〜１
５原子％含む組成を有する軟磁性膜の製造方法におい
て、矩形平板ターゲットの表面に平行に磁力線が通り、
かつ、前記磁力線の強度が、前記磁力線の方向に略平行
な方向のターゲットの中心線に対し、左右対称で前記磁
力線の方向が反対であるように磁石を配置したスパッタ
リング電極を具備したスパッタ装置を用いて、前記軟磁
性膜を基板上に形成するものであるから、高飽和磁束密
度と高透磁率を有する軟磁性膜が、量産性高く得られ
る。
発明の構成によれば、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２０
原子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を５〜１
５原子％含む組成を有する軟磁性膜の製造方法におい
て、矩形平板ターゲットの表面に平行に磁力線が通り、
かつ、前記磁力線の強度が、前記磁力線の方向に略平行
な方向のターゲットの中心線に対し、左右対称で前記磁
力線の方向が反対であるように磁石を配置したスパッタ
リング電極を具備したスパッタ装置を用いて、前記軟磁
性膜を基板上に形成するものであるから、高飽和磁束密
度と高透磁率を有する軟磁性膜が、量産性高く得られ
る。
【００１８】（請求項４）の発明の構成によれば、（請
求項１）〜（請求項３）のいずれかに記載の軟磁性膜の
製造方法において、前記軟磁性膜を形成する基板に、バ
イアス（無バイアスも含む）を印加しながら、前記軟磁
性膜を形成するものであるから、基板上に形成された軟
磁性膜は、大面積にわたって透磁率の異方性の向きが一
方向に揃い、ＭＩＧヘッドや主磁極励磁型ヘッド等のコ
ア材料として最適であり、量産性高く、前記ＭＩＧヘッ
ド等のコア材料としての軟磁性膜を提供することが出来
る。
求項１）〜（請求項３）のいずれかに記載の軟磁性膜の
製造方法において、前記軟磁性膜を形成する基板に、バ
イアス（無バイアスも含む）を印加しながら、前記軟磁
性膜を形成するものであるから、基板上に形成された軟
磁性膜は、大面積にわたって透磁率の異方性の向きが一
方向に揃い、ＭＩＧヘッドや主磁極励磁型ヘッド等のコ
ア材料として最適であり、量産性高く、前記ＭＩＧヘッ
ド等のコア材料としての軟磁性膜を提供することが出来
る。
【００１９】（請求項５）または（請求項６）の発明の
構成によれば、（請求項１）〜（請求項３）のいずれか
に記載の軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多
層膜において、各層の軟磁性膜が、バイアス（無バイア
スも含む）を印加しながら、あるいは各層の軟磁性膜の
少なくとも１層の軟磁性膜が、異なった大きさのバイア
ス（無バイアスも含む）を印加して形成されるものであ
るから、基板上に形成された軟磁性膜は、大面積にわた
って等方的、または弱い異方性を有する高透磁率特性を
示し、量産性高く、前記積層型ヘッド等のコア材料とし
ての軟磁性膜を提供することが出来る。
構成によれば、（請求項１）〜（請求項３）のいずれか
に記載の軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多
層膜において、各層の軟磁性膜が、バイアス（無バイア
スも含む）を印加しながら、あるいは各層の軟磁性膜の
少なくとも１層の軟磁性膜が、異なった大きさのバイア
ス（無バイアスも含む）を印加して形成されるものであ
るから、基板上に形成された軟磁性膜は、大面積にわた
って等方的、または弱い異方性を有する高透磁率特性を
示し、量産性高く、前記積層型ヘッド等のコア材料とし
ての軟磁性膜を提供することが出来る。
【００２０】（請求項７）（請求項８）の発明の構成に
よれば、（請求項４）〜（請求項６）のいずれかに記載
のバイアスの大きさが、パワー密度で３７００Ｗ/ｍ2以
下であるから、量産性高く、前記ＭＩＧヘッド等のコア
材料としての軟磁性膜を提供することが出来る。
よれば、（請求項４）〜（請求項６）のいずれかに記載
のバイアスの大きさが、パワー密度で３７００Ｗ/ｍ2以
下であるから、量産性高く、前記ＭＩＧヘッド等のコア
材料としての軟磁性膜を提供することが出来る。
【００２１】（請求項９）の発明の構成によれば、（請
求項２）〜（請求項４）のいずれかに記載の軟磁性膜、
および（請求項５）〜（請求項８）のいずれかに記載の
軟磁性多層膜の軟磁性膜が、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５
〜２０原子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を
５〜１５原子％含む組成を有する軟磁性膜である場合、
前記軟磁性膜が、Ｍ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）、Ｎ（窒
素）、Ｍの窒化物の少なくとも１種以上の元素、あるい
は化合物を固溶して格子が膨張したα-Ｆｅの微結晶と
Ｍの窒化物微粒子が混在した微細組織から成る材料であ
り、前記α-Ｆｅの微結晶の平均粒径が１５ｎｍ以下、
Ｍの窒化物微粒子の平均粒径が５ｎｍ以下であるもので
あるとき、更に優れた軟磁気特性を示す軟磁性膜を提供
することが出来る。
求項２）〜（請求項４）のいずれかに記載の軟磁性膜、
および（請求項５）〜（請求項８）のいずれかに記載の
軟磁性多層膜の軟磁性膜が、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５
〜２０原子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を
５〜１５原子％含む組成を有する軟磁性膜である場合、
前記軟磁性膜が、Ｍ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）、Ｎ（窒
素）、Ｍの窒化物の少なくとも１種以上の元素、あるい
は化合物を固溶して格子が膨張したα-Ｆｅの微結晶と
Ｍの窒化物微粒子が混在した微細組織から成る材料であ
り、前記α-Ｆｅの微結晶の平均粒径が１５ｎｍ以下、
Ｍの窒化物微粒子の平均粒径が５ｎｍ以下であるもので
あるとき、更に優れた軟磁気特性を示す軟磁性膜を提供
することが出来る。
【００２２】
【００２３】
【実施例】（実施例１） （図１）は、本実施例で用いた量産用スパッタ装置の電
極部分と基板設置位置を示す概略図の一例である。以
下、（図１）について説明する。（図１８）に示した従
来例と同一物には共通の符号を付して示し、その説明は
省略する。
極部分と基板設置位置を示す概略図の一例である。以
下、（図１）について説明する。（図１８）に示した従
来例と同一物には共通の符号を付して示し、その説明は
省略する。
【００２４】矩形ターゲット１の側面に永久磁石２が配
置され磁場発生用の磁気回路を形成する。個々の永久磁
石２は、磁界強度を変化させることが出来るように、数
個の小片の磁石で構成されており、矩形ターゲット１の
表面に平行に通る磁力線３の強度が、前記磁力線の方向
に略平行な方向のターゲットの中心線Ａに対し、左右対
称で前記磁力線の方向が反対であるように配置されてい
る。そして、矩形ターゲット１を取り付けたスパッタリ
ング電極に直流あるいは交流電源により負の電圧を印加
する。矩形ターゲット１の上方には前記ターゲット１の
表面に平行に基板４が配置され、基板４には、バイアス
を印加することが出来るようになっている。
置され磁場発生用の磁気回路を形成する。個々の永久磁
石２は、磁界強度を変化させることが出来るように、数
個の小片の磁石で構成されており、矩形ターゲット１の
表面に平行に通る磁力線３の強度が、前記磁力線の方向
に略平行な方向のターゲットの中心線Ａに対し、左右対
称で前記磁力線の方向が反対であるように配置されてい
る。そして、矩形ターゲット１を取り付けたスパッタリ
ング電極に直流あるいは交流電源により負の電圧を印加
する。矩形ターゲット１の上方には前記ターゲット１の
表面に平行に基板４が配置され、基板４には、バイアス
を印加することが出来るようになっている。
【００２５】また、矩形ターゲットの表面に平行に通る
磁力線の方向が一方向になるように磁石を配置した場
合、磁場と電場による電子の螺旋運動が一方向に限られ
てしまうため、ターゲットの表面に平行に通る磁力線に
直行する方向にプラズマ密度の高低を生じ、その結果、
膜厚分布に極端な勾配を生じるという問題を生じる。
磁力線の方向が一方向になるように磁石を配置した場
合、磁場と電場による電子の螺旋運動が一方向に限られ
てしまうため、ターゲットの表面に平行に通る磁力線に
直行する方向にプラズマ密度の高低を生じ、その結果、
膜厚分布に極端な勾配を生じるという問題を生じる。
【００２６】縦１２７ｍｍ、横３８１ｍｍのＦｅ−Ｔａ
の矩形合金ターゲットを用い、（図１）に示したスパッ
タ装置を用いて、Ａｒガス中にＮ2ガスを導入する反応
性スパッタ法により、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜を作製
した。基板を設置する基板ホルダーの有効面積は、２.
７×１０-2ｍ2（縦１００ｍｍ、横２７０ｍｍで、基板
ホルダー全体に高周波（ＲＦ）バイアスを０〜１５０Ｗ
（パワー密度に換算すると０〜５５５６Ｗ／ｍ2）の範
囲で印加し、熱膨張係数１１５×１０-7／℃の水冷した
非磁性セラミックス基板上に、膜厚２.５μｍのＦｅ−
Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜を形成した。
の矩形合金ターゲットを用い、（図１）に示したスパッ
タ装置を用いて、Ａｒガス中にＮ2ガスを導入する反応
性スパッタ法により、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜を作製
した。基板を設置する基板ホルダーの有効面積は、２.
７×１０-2ｍ2（縦１００ｍｍ、横２７０ｍｍで、基板
ホルダー全体に高周波（ＲＦ）バイアスを０〜１５０Ｗ
（パワー密度に換算すると０〜５５５６Ｗ／ｍ2）の範
囲で印加し、熱膨張係数１１５×１０-7／℃の水冷した
非磁性セラミックス基板上に、膜厚２.５μｍのＦｅ−
Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜を形成した。
【００２７】（図２）にターゲット表面直上のターゲッ
ト表面に平行方向の磁界分布の一例を示した。（図２）
におけるターゲットの中心線Ａは、（図１）のターゲッ
トの中心線Ａと同一のものであり、磁界の符号は、（図
１）の左側磁石のＮ極から右側磁石のＳ極へと磁力線が
通るときを正、逆に右側磁石のＮ極から左側磁石のＳ極
へと磁力線が通るときを負としている。作製したＦｅ−
Ｔａ−Ｎ膜の組成分析は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散
乱）により行った。基板ホルダー全体に印加した高周波
（ＲＦ）バイアスと膜組成の関係を（図３）に示す。
（図３）より、バイアス０〜１００Ｗまで膜中Ｆｅ含有
量に変化は見られず、約７９原子％の一定値を示してい
る。
ト表面に平行方向の磁界分布の一例を示した。（図２）
におけるターゲットの中心線Ａは、（図１）のターゲッ
トの中心線Ａと同一のものであり、磁界の符号は、（図
１）の左側磁石のＮ極から右側磁石のＳ極へと磁力線が
通るときを正、逆に右側磁石のＮ極から左側磁石のＳ極
へと磁力線が通るときを負としている。作製したＦｅ−
Ｔａ−Ｎ膜の組成分析は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散
乱）により行った。基板ホルダー全体に印加した高周波
（ＲＦ）バイアスと膜組成の関係を（図３）に示す。
（図３）より、バイアス０〜１００Ｗまで膜中Ｆｅ含有
量に変化は見られず、約７９原子％の一定値を示してい
る。
【００２８】また、膜中Ｔａ、及びＮ含有量は、バイア
ス０〜２０Ｗまで変化せず、約１０原子％の一定値を示
し、バイアス１００Ｗにおいても大きな変化は見られ
ず、Ｔａ含有量が約１原子％増加し、Ｎ含有量が約２原
子％減少するだけである。また、膜中にＡｒが０.７〜
１.５原子％含有しているが、不可避的に数原子％のＡ
ｒ、または酸素が不純物として、膜中に含有することも
ある。
ス０〜２０Ｗまで変化せず、約１０原子％の一定値を示
し、バイアス１００Ｗにおいても大きな変化は見られ
ず、Ｔａ含有量が約１原子％増加し、Ｎ含有量が約２原
子％減少するだけである。また、膜中にＡｒが０.７〜
１.５原子％含有しているが、不可避的に数原子％のＡ
ｒ、または酸素が不純物として、膜中に含有することも
ある。
【００２９】作製した膜はすべて、真空中、無磁界中で
５５０℃の温度で１時間の熱処理を行った。これらの膜
の保磁力Ｈｃと基板ホルダー全体に印加した高周波バイ
アスの関係を（図４）に示す。（図４）に示すように、
バイアス０〜８０Ｗまでは、Ｈｃの値が２０Ａ／ｍ以下
の良好な軟磁気特性を有する軟磁性膜が得られる。しか
しながら、バイアスが１００Ｗ以上になると、急激にＨ
ｃが増加し（その値は約５００Ａ／ｍを示す）、軟磁気
特性は劣化する。この軟磁気特性の大きな変化は、（図
５）に示すように膜構造の変化によるものである。（図
５）は、膜のＸ線回折図形のバイアスによる変化を示し
たものである。（図５）から、０〜８０Ｗの範囲の高周
波バイアスを印加して作製した、良好な軟磁気特性を示
す膜は、格子が膨張したα−ＦｅとＴａの窒化物の混在
した微細構造を有するものであることが分かる。また、
電子顕微鏡観察の結果、これらの膜のα−Ｆｅの微結晶
の平均粒径は１５ｎｍ以下であり、Ｔａの窒化物微粒子
の平均粒径は５ｎｍ以下であった。また、良好な軟磁気
特性を示したこれらの膜の飽和磁束密度Ｂｓは、１.５
〜１.６Ｔであり、飽和磁歪λｓは絶対値で１０-6以下
であった。
５５０℃の温度で１時間の熱処理を行った。これらの膜
の保磁力Ｈｃと基板ホルダー全体に印加した高周波バイ
アスの関係を（図４）に示す。（図４）に示すように、
バイアス０〜８０Ｗまでは、Ｈｃの値が２０Ａ／ｍ以下
の良好な軟磁気特性を有する軟磁性膜が得られる。しか
しながら、バイアスが１００Ｗ以上になると、急激にＨ
ｃが増加し（その値は約５００Ａ／ｍを示す）、軟磁気
特性は劣化する。この軟磁気特性の大きな変化は、（図
５）に示すように膜構造の変化によるものである。（図
５）は、膜のＸ線回折図形のバイアスによる変化を示し
たものである。（図５）から、０〜８０Ｗの範囲の高周
波バイアスを印加して作製した、良好な軟磁気特性を示
す膜は、格子が膨張したα−ＦｅとＴａの窒化物の混在
した微細構造を有するものであることが分かる。また、
電子顕微鏡観察の結果、これらの膜のα−Ｆｅの微結晶
の平均粒径は１５ｎｍ以下であり、Ｔａの窒化物微粒子
の平均粒径は５ｎｍ以下であった。また、良好な軟磁気
特性を示したこれらの膜の飽和磁束密度Ｂｓは、１.５
〜１.６Ｔであり、飽和磁歪λｓは絶対値で１０-6以下
であった。
【００３０】（実施例２） （実施例１）と同様の方法で、０〜８０Ｗの範囲の高周
波バイアスを印加して作製した、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁
性膜の膜面内の透磁率の測定を行った。膜厚は２.５μ
ｍで、膜の保磁力、飽和磁束密度、飽和磁歪、膜組成、
及び膜構造は、（実施例１）と同じである。
波バイアスを印加して作製した、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁
性膜の膜面内の透磁率の測定を行った。膜厚は２.５μ
ｍで、膜の保磁力、飽和磁束密度、飽和磁歪、膜組成、
及び膜構造は、（実施例１）と同じである。
【００３１】作製した膜の膜面内の透磁率の異方性は、
斜め入射の影響で基板位置によって変化する。一例とし
て、基板位置の異なった膜の膜面内の１ＭＨｚにおける
複素透磁率の実数部μ′の変化を（図６）および（図
７）に示す。膜の作製は、無バイアス、及び２０Ｗ、８
０Ｗの高周波バイアスを印加して行った。（図６）に示
した基板位置で作製された膜は、無バイアスでは等方的
な高透磁率を示し、２０Ｗ、及び８０Ｗのバイアスで
は、一軸異方性を示している。一方、（図７）に示した
基板位置で作製された膜は、無バイアスで透磁率に異方
性を示すが、バイアス２０Ｗで比較的、等方的な透磁率
を示し、バイアス８０Ｗでは、一軸異方性を示すように
なる。８０Ｗのバイアスを印加して作製した膜は、すべ
ての基板位置において、高透磁率を示す方向が一方向に
揃い、前記ＭＩＧヘッド等に適したコア材料を量産性高
く作製することが出来る。
斜め入射の影響で基板位置によって変化する。一例とし
て、基板位置の異なった膜の膜面内の１ＭＨｚにおける
複素透磁率の実数部μ′の変化を（図６）および（図
７）に示す。膜の作製は、無バイアス、及び２０Ｗ、８
０Ｗの高周波バイアスを印加して行った。（図６）に示
した基板位置で作製された膜は、無バイアスでは等方的
な高透磁率を示し、２０Ｗ、及び８０Ｗのバイアスで
は、一軸異方性を示している。一方、（図７）に示した
基板位置で作製された膜は、無バイアスで透磁率に異方
性を示すが、バイアス２０Ｗで比較的、等方的な透磁率
を示し、バイアス８０Ｗでは、一軸異方性を示すように
なる。８０Ｗのバイアスを印加して作製した膜は、すべ
ての基板位置において、高透磁率を示す方向が一方向に
揃い、前記ＭＩＧヘッド等に適したコア材料を量産性高
く作製することが出来る。
【００３２】前述のように、無バイアスでＦｅ−Ｔａ−
Ｎ系軟磁性膜を作製した場合、（図６）に示した基板位
置では、等方的な高透磁率を示すが、（図７）に示した
基板位置では、透磁率に異方性を生じる。また、バイア
ス２０Ｗでは、（図７）に示した基板位置では、等方的
な高透磁率を示すが、（図６）に示した基板位置では、
透磁率に異方性を生じる。
Ｎ系軟磁性膜を作製した場合、（図６）に示した基板位
置では、等方的な高透磁率を示すが、（図７）に示した
基板位置では、透磁率に異方性を生じる。また、バイア
ス２０Ｗでは、（図７）に示した基板位置では、等方的
な高透磁率を示すが、（図６）に示した基板位置では、
透磁率に異方性を生じる。
【００３３】しかしながら、無バイアスで作製したＦｅ
−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加
して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜を非磁性膜を介
して交互に積層した軟磁性多層膜は、（図６）に示した
基板位置においても、（図７）に示した基板位置におい
ても、共に等方性膜化し、基板ホルダー内の等方性膜領
域が拡大する。これは、前記軟磁性多層膜の膜面内の透
磁率の変化が、各層の無バイアスで作製した膜とバイア
ス２０Ｗで作製した膜の相加平均値を示すのではなく、
各層磁性膜の面内において、透磁率の高い方にひっぱら
れる傾向を示し、等方性膜化するためである。
−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加
して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜を非磁性膜を介
して交互に積層した軟磁性多層膜は、（図６）に示した
基板位置においても、（図７）に示した基板位置におい
ても、共に等方性膜化し、基板ホルダー内の等方性膜領
域が拡大する。これは、前記軟磁性多層膜の膜面内の透
磁率の変化が、各層の無バイアスで作製した膜とバイア
ス２０Ｗで作製した膜の相加平均値を示すのではなく、
各層磁性膜の面内において、透磁率の高い方にひっぱら
れる傾向を示し、等方性膜化するためである。
【００３４】（実施例３） （実施例１）と同様の方法で、無バイアスで作製したＦ
ｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印
加して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2非
磁性膜を介して交互に積層した軟磁性多層膜を作製し
た。各層のＳｉＯ2非磁性膜の厚みは０.１５μｍとし、
各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みは２.５μｍと
し、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁姓膜の総厚みが１５μｍとな
るように軟磁性多層膜を作製した。
ｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印
加して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2非
磁性膜を介して交互に積層した軟磁性多層膜を作製し
た。各層のＳｉＯ2非磁性膜の厚みは０.１５μｍとし、
各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みは２.５μｍと
し、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁姓膜の総厚みが１５μｍとな
るように軟磁性多層膜を作製した。
【００３５】比較として、無バイアスで作製した、Ｆｅ
−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜（膜厚２.５μｍ）とＳｉＯ2非磁
性膜（膜厚０.１５μｍ）を交互に積層した軟磁性多層
膜、及び２０Ｗの高周波バイアスを印加して作製したＦ
ｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜（膜厚２.５μｍ）とＳｉＯ2非
磁性膜（膜厚０.１５μｍ）を交互に積層した軟磁性多
層膜（Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の総厚みが１５μｍ）
を作製した。無バイアス、及び２０Ｗの高周波バイアス
を印加して作製した各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の
組成は、（実施例１）、（実施例２）と同様、Ｔａ１
０.５原子％、Ｎ１０原子％、Ｆｅ７９.５原子％であっ
た。また、各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の保磁力、
飽和磁束密度、飽和磁歪、及び膜構造も、（実施例
１）、（実施例２）と同じである。
−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜（膜厚２.５μｍ）とＳｉＯ2非磁
性膜（膜厚０.１５μｍ）を交互に積層した軟磁性多層
膜、及び２０Ｗの高周波バイアスを印加して作製したＦ
ｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜（膜厚２.５μｍ）とＳｉＯ2非
磁性膜（膜厚０.１５μｍ）を交互に積層した軟磁性多
層膜（Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の総厚みが１５μｍ）
を作製した。無バイアス、及び２０Ｗの高周波バイアス
を印加して作製した各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の
組成は、（実施例１）、（実施例２）と同様、Ｔａ１
０.５原子％、Ｎ１０原子％、Ｆｅ７９.５原子％であっ
た。また、各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の保磁力、
飽和磁束密度、飽和磁歪、及び膜構造も、（実施例
１）、（実施例２）と同じである。
【００３６】一例として、ひとつの基板位置における前
記３者の軟磁性多層膜の膜面内の１ＭＨｚにおける複素
透磁率の実数部μ′の変化を（図８）に示す。（図８）
において、（Ｐ）は無バイアスで作製したＦｅ−Ｔａ−
Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加して作製
したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2非磁性膜を介
して交互に積層した軟磁性多層膜、（Ｑ）は無バイアス
で作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜とＳｉＯ2非磁性
膜を交互に積層した軟磁性多層膜、（Ｒ）は２０Ｗのバ
イアスを印加して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と
ＳｉＯ2非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜であ
る。
記３者の軟磁性多層膜の膜面内の１ＭＨｚにおける複素
透磁率の実数部μ′の変化を（図８）に示す。（図８）
において、（Ｐ）は無バイアスで作製したＦｅ−Ｔａ−
Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加して作製
したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2非磁性膜を介
して交互に積層した軟磁性多層膜、（Ｑ）は無バイアス
で作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜とＳｉＯ2非磁性
膜を交互に積層した軟磁性多層膜、（Ｒ）は２０Ｗのバ
イアスを印加して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と
ＳｉＯ2非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜であ
る。
【００３７】（図８）に示すように、無バイアスで作製
したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜とＳｉＯ2非磁性膜を交
互に積層した軟磁性多層膜（Ｑ）、及び２０Ｗのバイア
スを印加して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜とＳｉ
Ｏ2非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜（Ｒ）は、
透磁率に異方性を生じるが、無バイアスで作製したＦｅ
−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加
して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2非磁
性膜を介して交互に積層した軟磁性多層膜（Ｐ）は等方
的な高透磁率を示すことが分かる。
したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜とＳｉＯ2非磁性膜を交
互に積層した軟磁性多層膜（Ｑ）、及び２０Ｗのバイア
スを印加して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜とＳｉ
Ｏ2非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜（Ｒ）は、
透磁率に異方性を生じるが、無バイアスで作製したＦｅ
−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加
して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2非磁
性膜を介して交互に積層した軟磁性多層膜（Ｐ）は等方
的な高透磁率を示すことが分かる。
【００３８】この結果は、すべての基板位置において確
認され、大面積にわたって等方的な高透磁率を示し、前
記積層型ヘッドのコア材料を量産性高く作製することが
出来る。
認され、大面積にわたって等方的な高透磁率を示し、前
記積層型ヘッドのコア材料を量産性高く作製することが
出来る。
【００３９】尚、本実施例では、無バイアスで作製した
軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加して作製した
軟磁性膜を非磁性膜を介して交互に積層した軟磁性多層
膜について述べたが、印加するバイアスは直流バイアス
でもよく、軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性
多層膜において、各層の軟磁性膜を、バイアス（無バイ
アスも含む）を印加しながら、または各層の軟磁性膜の
少なくとも１層の軟磁性膜を、異なった大きさのバイア
ス（無バイアスも含む）を印加して作製した場合であっ
ても、基板上に形成された軟磁性多層膜は、大面積にわ
たって等方的、または弱い異方性を有する高透磁率を示
し、前記積層型ヘッド等のコア材料を作 製することが出
来る。
軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加して作製した
軟磁性膜を非磁性膜を介して交互に積層した軟磁性多層
膜について述べたが、印加するバイアスは直流バイアス
でもよく、軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性
多層膜において、各層の軟磁性膜を、バイアス（無バイ
アスも含む）を印加しながら、または各層の軟磁性膜の
少なくとも１層の軟磁性膜を、異なった大きさのバイア
ス（無バイアスも含む）を印加して作製した場合であっ
ても、基板上に形成された軟磁性多層膜は、大面積にわ
たって等方的、または弱い異方性を有する高透磁率を示
し、前記積層型ヘッド等のコア材料を作 製することが出
来る。
【００４０】（実施例４） （実施例３）で説明した、無バイアスで作製したＦｅ−
Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加し
て作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2非磁性
膜を介して交互に積層した、等方的な高透磁率を示す軟
磁性多層膜（Ｐ）を使用して、無磁界中の磁気ヘッド加
工熱処理工程により積層型ヘッドを作製した。作製した
磁気ヘッドの概略図を（図９）に示す。また、前記磁気
ヘッドの媒体との摺動面を（図１０）に示す。作製した
磁気ヘッドのトラック幅は１５μｍ、ギャップ長０.２
μｍ、ギャップ深さ２０μｍ、コイル巻数は１８ターン
とした。ヘッド出力の測定は、ドラムテスターを用い、
保磁力１２０ｋＡ／ｍのＭＰ（メタル塗布型）テープを
使用して、相対速度４.５ｍ／ｓでの自己録再特性を測
定した。無バイアスで作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性
膜とＳｉＯ2非磁性膜を交互に積層した、透磁率に異方
性を生じる軟磁性多層膜（Ｑ）を使用して作製した同一
諸元の積層型ヘッドと比較して、３ＭＨｚから１０ＭＨ
ｚの高周波帯域で約５ｄＢ以上Ｃ／Ｎが向上した。
Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加し
て作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2非磁性
膜を介して交互に積層した、等方的な高透磁率を示す軟
磁性多層膜（Ｐ）を使用して、無磁界中の磁気ヘッド加
工熱処理工程により積層型ヘッドを作製した。作製した
磁気ヘッドの概略図を（図９）に示す。また、前記磁気
ヘッドの媒体との摺動面を（図１０）に示す。作製した
磁気ヘッドのトラック幅は１５μｍ、ギャップ長０.２
μｍ、ギャップ深さ２０μｍ、コイル巻数は１８ターン
とした。ヘッド出力の測定は、ドラムテスターを用い、
保磁力１２０ｋＡ／ｍのＭＰ（メタル塗布型）テープを
使用して、相対速度４.５ｍ／ｓでの自己録再特性を測
定した。無バイアスで作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性
膜とＳｉＯ2非磁性膜を交互に積層した、透磁率に異方
性を生じる軟磁性多層膜（Ｑ）を使用して作製した同一
諸元の積層型ヘッドと比較して、３ＭＨｚから１０ＭＨ
ｚの高周波帯域で約５ｄＢ以上Ｃ／Ｎが向上した。
【００４１】この効果は、すべての基板位置において確
認され、大面積にわたって、前記積層型磁気ヘッドを量
産性高く作製することが出来る。
認され、大面積にわたって、前記積層型磁気ヘッドを量
産性高く作製することが出来る。
【００４２】尚、本実施例では、無バイアスで作製した
軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加して作製した
軟磁性膜を非磁性膜を介して交互に積層した軟磁性多層
膜について述べたが、印加するバイアスは直流バイアス
でもよく、軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性
多層膜において、各層の軟磁性膜を、バイアス（無バイ
アスも含む）を印加して作製した場合、特に、各層の軟
磁性膜の少なくとも１層の軟磁性膜を、異なった大きさ
のバイアス（無バイアスも含む）を印加して作製した場
合に、良好な記録再生特性を有する積層型ヘッド等を作
製することが出来る。
軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加して作製した
軟磁性膜を非磁性膜を介して交互に積層した軟磁性多層
膜について述べたが、印加するバイアスは直流バイアス
でもよく、軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性
多層膜において、各層の軟磁性膜を、バイアス（無バイ
アスも含む）を印加して作製した場合、特に、各層の軟
磁性膜の少なくとも１層の軟磁性膜を、異なった大きさ
のバイアス（無バイアスも含む）を印加して作製した場
合に、良好な記録再生特性を有する積層型ヘッド等を作
製することが出来る。
【００４３】（実施例５） （実施例１）と同様の方法で、膜厚約１０ｎｍのＳｉＯ
2を被覆したＭｎ−Ｚｎフェライト基板上に、８０Ｗの
高周波バイアスを印加して、膜厚約４μｍのＦｅ−Ｔａ
−Ｎ系軟磁性膜を形成し、無磁界中、５５０℃の磁気ヘ
ッド加工熱処理工程により、ＭＩＧヘッドを作製した。
作製した磁気ヘッドの概略図を（図１１）に示す。ま
た、前記磁気ヘッドの媒体との摺動面を（図１２）に示
す。８０Ｗの高周波バイアスを印加して作製した膜は、
すべての基板位置において、一軸異方性を示し、その異
方性の向きは一方向に揃っている。作製した磁気ヘッド
のトラック幅は１５μｍ、ギャップ長０.２μｍ、ギャ
ップ深さ２０μｍ、コイル巻数は２０ターンとした。ヘ
ッド出力の測定は、ドラムテスターを用い、保磁力１２
０ｋＡ／ｍのＭＰ（メタル塗布型）テープを使用して、
相対速度４.５ｍ／ｓでの自己録再特性を測定した。無
バイアスで作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜を使用し
て作製した同一諸元のＭＩＧヘッドは、成膜時の前記フ
ェライト基板設置位置の違いにより、ヘッド出力にばら
つきを生じたが、８０Ｗの高周波バイアスを印加して作
製した膜は、すべての基板位置において、高透磁率を示
す方向が一方向に揃うため、高周波バイアスを印加して
作製した軟磁性膜を用いたＭＩＧヘッドは量産性高く、
安定したヘッド出力を示すことが出来る。
2を被覆したＭｎ−Ｚｎフェライト基板上に、８０Ｗの
高周波バイアスを印加して、膜厚約４μｍのＦｅ−Ｔａ
−Ｎ系軟磁性膜を形成し、無磁界中、５５０℃の磁気ヘ
ッド加工熱処理工程により、ＭＩＧヘッドを作製した。
作製した磁気ヘッドの概略図を（図１１）に示す。ま
た、前記磁気ヘッドの媒体との摺動面を（図１２）に示
す。８０Ｗの高周波バイアスを印加して作製した膜は、
すべての基板位置において、一軸異方性を示し、その異
方性の向きは一方向に揃っている。作製した磁気ヘッド
のトラック幅は１５μｍ、ギャップ長０.２μｍ、ギャ
ップ深さ２０μｍ、コイル巻数は２０ターンとした。ヘ
ッド出力の測定は、ドラムテスターを用い、保磁力１２
０ｋＡ／ｍのＭＰ（メタル塗布型）テープを使用して、
相対速度４.５ｍ／ｓでの自己録再特性を測定した。無
バイアスで作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜を使用し
て作製した同一諸元のＭＩＧヘッドは、成膜時の前記フ
ェライト基板設置位置の違いにより、ヘッド出力にばら
つきを生じたが、８０Ｗの高周波バイアスを印加して作
製した膜は、すべての基板位置において、高透磁率を示
す方向が一方向に揃うため、高周波バイアスを印加して
作製した軟磁性膜を用いたＭＩＧヘッドは量産性高く、
安定したヘッド出力を示すことが出来る。
【００４４】（実施例６） （実施例３）と同様の方法で、無バイアスで作製したＦ
ｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗのバイアスを印加して
作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2 非磁性膜
を介して交互に積層した軟磁性多層膜を作製した。各層
のＳｉＯ2 非磁性膜の厚みは０.１５μｍとし、各層のＦ
ｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みは０.５〜２.５μｍの範
囲で変化させ、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の総厚みが５
μｍとなるように軟磁性多層膜を作製した。各層のＦｅ
−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の組成、及び構造は（実施例１）
と同じである。これらの膜は、（実施例３）と同様、大
面積の基板位置にわたって、等方的な高透磁率特性を示
した。各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みに対する
３０ＭＨｚ、及び８０ＭＨｚにおける複素透磁率の実数
部μ′の関係を（図１３）に示す。（図１３）に示すよ
うに、各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みが薄くな
るほど、高周波帯域（３０ＭＨｚ、及び８０ＭＨｚ）に
おける透磁率μ′は大きな値を示していることが分か
る。
ｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗのバイアスを印加して
作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2 非磁性膜
を介して交互に積層した軟磁性多層膜を作製した。各層
のＳｉＯ2 非磁性膜の厚みは０.１５μｍとし、各層のＦ
ｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みは０.５〜２.５μｍの範
囲で変化させ、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の総厚みが５
μｍとなるように軟磁性多層膜を作製した。各層のＦｅ
−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の組成、及び構造は（実施例１）
と同じである。これらの膜は、（実施例３）と同様、大
面積の基板位置にわたって、等方的な高透磁率特性を示
した。各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みに対する
３０ＭＨｚ、及び８０ＭＨｚにおける複素透磁率の実数
部μ′の関係を（図１３）に示す。（図１３）に示すよ
うに、各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みが薄くな
るほど、高周波帯域（３０ＭＨｚ、及び８０ＭＨｚ）に
おける透磁率μ′は大きな値を示していることが分か
る。
【００４５】次に、同様の方法で、無バイアスで作製し
たＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗのバイアスを印加
して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2 非磁
性膜を介して交互に積層した軟磁性多層膜を作製した。
各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みは０.５μｍと
し、各層のＳｉＯ2 非磁性膜の厚みを変化させ、Ｆｅ−
Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の総厚みが５μｍとなるように軟磁
性多層膜を作製した。
たＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜と２０Ｗのバイアスを印加
して作製したＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜をＳｉＯ2 非磁
性膜を介して交互に積層した軟磁性多層膜を作製した。
各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みは０.５μｍと
し、各層のＳｉＯ2 非磁性膜の厚みを変化させ、Ｆｅ−
Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の総厚みが５μｍとなるように軟磁
性多層膜を作製した。
【００４６】これらのＳｉＯ2 非磁性膜を介して作製し
た軟磁性多層膜は、（実施例３）と同様、大面積の基板
位置にわたって、等方的な高透磁率を示した。一例とし
て、各層のＳｉＯ2 非磁性膜の厚みを０、０.０５、０.
１、及び０.１５μｍとした場合の複素透磁率の実数部
μ′、及び虚数部μ″の周波数依存性を順に（図１
４）、（図１５）、（図１６）、及び（図１７）に示
す。（図１４）、（図１５）、（図１６）、及び（図１
７）から各層のＳｉＯ2非磁性膜の厚みを厚くするほ
ど、軟磁性多層膜の高周波帯域における複素透磁率の実
数部μ′の値は大きくなり、複素透磁率の虚数部μ″が
最大値を示す周波数が高周波側にシフトしていくことが
分かる。
た軟磁性多層膜は、（実施例３）と同様、大面積の基板
位置にわたって、等方的な高透磁率を示した。一例とし
て、各層のＳｉＯ2 非磁性膜の厚みを０、０.０５、０.
１、及び０.１５μｍとした場合の複素透磁率の実数部
μ′、及び虚数部μ″の周波数依存性を順に（図１
４）、（図１５）、（図１６）、及び（図１７）に示
す。（図１４）、（図１５）、（図１６）、及び（図１
７）から各層のＳｉＯ2非磁性膜の厚みを厚くするほ
ど、軟磁性多層膜の高周波帯域における複素透磁率の実
数部μ′の値は大きくなり、複素透磁率の虚数部μ″が
最大値を示す周波数が高周波側にシフトしていくことが
分かる。
【００４７】また、各層のＳｉＯ2 非磁性膜の厚みを、
０.３μｍ以上にした場合、複素透磁率の実数部μ′、
及び虚数部μ″の周波数依存性は余り変化しなかった。
各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の少なくとも１層の軟
磁性膜を、異なった大きさのバイアス（無バイアスも含
む）を印加して作製した軟磁性多層膜において、各層の
Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みを薄くするほど、ま
た、ＳｉＯ2 非磁性膜の厚みを厚くするほど、高周波帯
域において等方的、または弱い異方性を有する高透磁率
を示すことから、前記軟磁性膜、および非磁性膜の厚み
を任意に設定することにより、任意の高周波帯域で駆動
するシステムに合わせて、前記積層型ヘッドのコア材料
としての軟磁性多層膜を、大面積にわたって、量産牲高
く作製することが出来る。
０.３μｍ以上にした場合、複素透磁率の実数部μ′、
及び虚数部μ″の周波数依存性は余り変化しなかった。
各層のＦｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の少なくとも１層の軟
磁性膜を、異なった大きさのバイアス（無バイアスも含
む）を印加して作製した軟磁性多層膜において、各層の
Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟磁性膜の厚みを薄くするほど、ま
た、ＳｉＯ2 非磁性膜の厚みを厚くするほど、高周波帯
域において等方的、または弱い異方性を有する高透磁率
を示すことから、前記軟磁性膜、および非磁性膜の厚み
を任意に設定することにより、任意の高周波帯域で駆動
するシステムに合わせて、前記積層型ヘッドのコア材料
としての軟磁性多層膜を、大面積にわたって、量産牲高
く作製することが出来る。
【００４８】なお、本実施例では、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ系軟
磁性膜について詳細に説明したが、Ｆｅを主成分とし、
Ｎを５〜２０原子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔ
ａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元
素）を５〜１５原子％含む組成を有する軟磁性膜におい
ても、また、これらの系に耐食性等を向上させる目的で
Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｒｕ等の元素を添加した軟磁性膜に
おいても同様の効果を有する。また、前記軟磁性膜が、
Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２０原子％含むと共にＭ
（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少な
くとも１種以上の元素）を５〜１５原子％含む組成を有
し、かつ、前記軟磁性膜が、Ｍ、Ｎ（窒素）、Ｍの窒化
物の少なくとも１種以上の元素、あるいは化合物を固溶
して格子が膨張したα−Ｆｅの微結晶とＭの窒化物微粒
子が混在した微細結晶組織から成る材料であり、前記α
−Ｆｅの微結晶の平均粒径が１５ｎｍ以下、Ｍの窒化物
微粒子の平均粒径が５ｎｍ以下であるとき、更に優れた
軟磁気特性を示す。
磁性膜について詳細に説明したが、Ｆｅを主成分とし、
Ｎを５〜２０原子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔ
ａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元
素）を５〜１５原子％含む組成を有する軟磁性膜におい
ても、また、これらの系に耐食性等を向上させる目的で
Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｒｕ等の元素を添加した軟磁性膜に
おいても同様の効果を有する。また、前記軟磁性膜が、
Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２０原子％含むと共にＭ
（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少な
くとも１種以上の元素）を５〜１５原子％含む組成を有
し、かつ、前記軟磁性膜が、Ｍ、Ｎ（窒素）、Ｍの窒化
物の少なくとも１種以上の元素、あるいは化合物を固溶
して格子が膨張したα−Ｆｅの微結晶とＭの窒化物微粒
子が混在した微細結晶組織から成る材料であり、前記α
−Ｆｅの微結晶の平均粒径が１５ｎｍ以下、Ｍの窒化物
微粒子の平均粒径が５ｎｍ以下であるとき、更に優れた
軟磁気特性を示す。
【００４９】尚、本実施例では、無バイアスで作製した
軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加して作製した
軟磁性膜を非磁性膜を介して交互に積層した軟磁性多層
膜について述べたが、印加するバイアスは直流バイアス
でもよく、軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性
多層膜において、各層の軟磁性膜を、バイアス（無バイ
アスも含む）を印加しながら、または各層の軟磁性膜の
少なくとも１層の軟磁性膜を、異なった大きさのバイア
ス（無バイアスも含む）を印加して作製した場合であっ
ても、同様の効果を奏する。また、一例として（図２）
に示したターゲット表面の磁界分布を変えると、プラズ
マ状態が変わり、基板位置による膜面内の透磁率の異方
性の変化の仕方も変わってくるが、その場合において
も、本実施例で説明したものと同様の効果を有する。
軟磁性膜と２０Ｗの高周波バイアスを印加して作製した
軟磁性膜を非磁性膜を介して交互に積層した軟磁性多層
膜について述べたが、印加するバイアスは直流バイアス
でもよく、軟磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性
多層膜において、各層の軟磁性膜を、バイアス（無バイ
アスも含む）を印加しながら、または各層の軟磁性膜の
少なくとも１層の軟磁性膜を、異なった大きさのバイア
ス（無バイアスも含む）を印加して作製した場合であっ
ても、同様の効果を奏する。また、一例として（図２）
に示したターゲット表面の磁界分布を変えると、プラズ
マ状態が変わり、基板位置による膜面内の透磁率の異方
性の変化の仕方も変わってくるが、その場合において
も、本実施例で説明したものと同様の効果を有する。
【００５０】なお、本実施例で詳細に説明した軟磁性膜
の製造方法は、ＦｅまたはＣｏを主成分とする材料、例
えば、センダスト（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金）膜やＣｏ
基非晶質合金膜、Ｆｅ−Ｍ−（Ｃ，Ｂ）系膜、Ｃｏ−Ｍ
−（Ｎ，Ｃ）系膜（ただし、ＭはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎ
ｂ、Ｔａの少なくとも１種以上の元素）等の磁性膜にも
適用出来るものである。
の製造方法は、ＦｅまたはＣｏを主成分とする材料、例
えば、センダスト（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金）膜やＣｏ
基非晶質合金膜、Ｆｅ−Ｍ−（Ｃ，Ｂ）系膜、Ｃｏ−Ｍ
−（Ｎ，Ｃ）系膜（ただし、ＭはＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎ
ｂ、Ｔａの少なくとも１種以上の元素）等の磁性膜にも
適用出来るものである。
【００５１】
【発明の効果】（請求項１）の発明によれば、Ｆｅまた
はＣｏを主成分とする軟磁性膜の製造方法において、矩
形平板ターゲットの表面に平行に磁力線が通り、かつ、
前記磁力線の強度が、前記磁力線の方向に略平行な方向
のターゲットの中心線に対し、左右対称で前記磁力線の
方向が反対であるように磁石を配置したスパッタリング
電極を具備したスパッタ装置を用いて、前記軟磁性膜を
基板上に形成するものであるから、高飽和磁束密度と高
透磁率特性を有する軟磁性膜が、量産性高く得られる。
はＣｏを主成分とする軟磁性膜の製造方法において、矩
形平板ターゲットの表面に平行に磁力線が通り、かつ、
前記磁力線の強度が、前記磁力線の方向に略平行な方向
のターゲットの中心線に対し、左右対称で前記磁力線の
方向が反対であるように磁石を配置したスパッタリング
電極を具備したスパッタ装置を用いて、前記軟磁性膜を
基板上に形成するものであるから、高飽和磁束密度と高
透磁率特性を有する軟磁性膜が、量産性高く得られる。
【００５２】特に、（請求項２）または（請求項３）の
発明によれば、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２０原子％
含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎ
ｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を５〜１５原子
％含む組成を有する軟磁性膜の製造方法において、矩形
平板ターゲットの表面に平行に磁力線が通り、かつ、前
記磁力線の強度が、前記磁力線の方向に略平行な方向の
ターゲットの中心線に対し、左右対称で前記磁力線の方
向が反対であるように磁石を配置したスパッタリング電
極を具備したスパッタ装置を用いて、前記軟磁性膜を基
板上に形成するものであるから、高飽和磁束密度と高透
磁率特性を有する軟磁性膜が、量産牲高く得られる。
発明によれば、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２０原子％
含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎ
ｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を５〜１５原子
％含む組成を有する軟磁性膜の製造方法において、矩形
平板ターゲットの表面に平行に磁力線が通り、かつ、前
記磁力線の強度が、前記磁力線の方向に略平行な方向の
ターゲットの中心線に対し、左右対称で前記磁力線の方
向が反対であるように磁石を配置したスパッタリング電
極を具備したスパッタ装置を用いて、前記軟磁性膜を基
板上に形成するものであるから、高飽和磁束密度と高透
磁率特性を有する軟磁性膜が、量産牲高く得られる。
【００５３】（請求項４）の発明によれば、（請求項
１）〜（請求項３）のいずれかに記載の軟磁性膜の製造
方法において、前記軟磁性膜を形成する基板に、バイア
ス（無バイアスも含む）を印加しながら、前記軟磁性膜
を形成するものであるから、基板上に形成された軟磁性
膜は、大面積にわたって透磁率の異方性の向きが一方向
に揃い、ＭＩＧヘッドや主磁極励磁型ヘッド等のコア材
料として最適であり、量産性高く、前記ＭＩＧヘッド等
のコア材料としての軟磁性膜を提供することが出来る。
また、（請求項５）または（請求項６）の発明によれ
ば、（請求項１）〜（請求項３）のいずれかに記載の軟
磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜におい
て、各層の軟磁性膜が、バイアス（無バイアスも含む）
を印加しながら、または各層の軟磁性膜の少なくとも１
層の軟磁性膜が、異なった大きさのバイアス（無バイア
スも含む）を印加して形成されるものであるから、基板
上に形成された軟磁性膜は、大面積にわたって等方的、
または弱い異方性を有する高透磁率特性を示し、量産性
高く、前記積層型ヘッドのコア材料としての軟磁性膜を
提供することが出来る。また、（請求項７）（請求項
８）の発明によれば、（請求項４）〜（請求項６）のい
ずれかに記載のバイアスの大きさが、パワー密度で３７
００Ｗ/ｍ2以下であるから、量産性高く、前記ＭＩＧヘ
ッド等のコア材料としての軟磁性膜を提供することが出
来る。
１）〜（請求項３）のいずれかに記載の軟磁性膜の製造
方法において、前記軟磁性膜を形成する基板に、バイア
ス（無バイアスも含む）を印加しながら、前記軟磁性膜
を形成するものであるから、基板上に形成された軟磁性
膜は、大面積にわたって透磁率の異方性の向きが一方向
に揃い、ＭＩＧヘッドや主磁極励磁型ヘッド等のコア材
料として最適であり、量産性高く、前記ＭＩＧヘッド等
のコア材料としての軟磁性膜を提供することが出来る。
また、（請求項５）または（請求項６）の発明によれ
ば、（請求項１）〜（請求項３）のいずれかに記載の軟
磁性膜と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜におい
て、各層の軟磁性膜が、バイアス（無バイアスも含む）
を印加しながら、または各層の軟磁性膜の少なくとも１
層の軟磁性膜が、異なった大きさのバイアス（無バイア
スも含む）を印加して形成されるものであるから、基板
上に形成された軟磁性膜は、大面積にわたって等方的、
または弱い異方性を有する高透磁率特性を示し、量産性
高く、前記積層型ヘッドのコア材料としての軟磁性膜を
提供することが出来る。また、（請求項７）（請求項
８）の発明によれば、（請求項４）〜（請求項６）のい
ずれかに記載のバイアスの大きさが、パワー密度で３７
００Ｗ/ｍ2以下であるから、量産性高く、前記ＭＩＧヘ
ッド等のコア材料としての軟磁性膜を提供することが出
来る。
【００５４】（請求項９）の発明によれば、（請求項
２）〜（請求項４）のいずれかに記載の軟磁性膜、およ
び（請求項５）〜（請求項８）のいずれかに記載の軟磁
性多層膜の軟磁性膜が、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２
０原子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を５〜１
５原子％含む組成を有し、かつ、前記軟磁性膜が、Ｍ、
Ｎ（窒素）、Ｍの窒化物の少なくとも１種以上の元素、
あるいは化合物を固溶して格子が膨張したα-Ｆｅの微
結晶とＭの窒化物微粒子が混在した微細組織から成る材
料であり、前記α-Ｆｅの微結晶の平均粒径が１５ｎｍ
以下、Ｍの窒化物微粒子の平均粒径が５ｎｍ以下である
ものであるから、更に優れた軟磁気特性を示す軟磁性膜
を提供することが出来る。
２）〜（請求項４）のいずれかに記載の軟磁性膜、およ
び（請求項５）〜（請求項８）のいずれかに記載の軟磁
性多層膜の軟磁性膜が、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２
０原子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を５〜１
５原子％含む組成を有し、かつ、前記軟磁性膜が、Ｍ、
Ｎ（窒素）、Ｍの窒化物の少なくとも１種以上の元素、
あるいは化合物を固溶して格子が膨張したα-Ｆｅの微
結晶とＭの窒化物微粒子が混在した微細組織から成る材
料であり、前記α-Ｆｅの微結晶の平均粒径が１５ｎｍ
以下、Ｍの窒化物微粒子の平均粒径が５ｎｍ以下である
ものであるから、更に優れた軟磁気特性を示す軟磁性膜
を提供することが出来る。
【００５５】
【図１】本発明の実施例で用いたスパッタ装置の概略図
【図２】ターゲット表面の磁界分布を示す図
【図３】軟磁性膜の組成と基板ホルダー全体に印加した
高周波バイアスの関係を示す図
高周波バイアスの関係を示す図
【図４】軟磁性膜の保磁力Ｈｃと基板ホルダー全体に印
加した高周波バイアスの関係を示す図
加した高周波バイアスの関係を示す図
【図５】軟磁性膜のＸ線回折図形
【図６】軟磁性膜の膜面内の透磁率の変化を示す図
【図７】軟磁性膜の膜面内の透磁率の変化を示す図
【図８】軟磁性多層膜の膜面内の透磁率の変化を示す図
【図９】本発明の積層型ヘッドの概略図
【図１０】本発明の積層型ヘッドの媒体との摺動面を示
す図
す図
【図１１】本発明のＭＩＧヘッドの概略図
【図１２】本発明のＭＩＧヘッドの媒体との摺動面を示
す図
す図
【図１３】軟磁性多層膜の各層の軟磁性膜の厚みと透磁
率の関係を示す図
率の関係を示す図
【図１４】軟磁性膜の透磁率の周波数依存性を示す図
【図１５】ＳｉＯ2 非磁性膜の厚みが０.０５μｍの軟磁
性多層膜の透磁率の周波数依存牲を示す図
性多層膜の透磁率の周波数依存牲を示す図
【図１６】ＳｉＯ2 非磁性膜の厚みが０.１μｍの軟磁性
多層膜の透磁率の周波数依存性を示す図
多層膜の透磁率の周波数依存性を示す図
【図１７】ＳｉＯ2 非磁性膜の厚みが０.１５μｍの軟磁
性多層膜の透磁率の周波数依存性を示す図
性多層膜の透磁率の周波数依存性を示す図
【図１８】従来のマグネトロンスパッタリング電極の概
略図
略図
１ ターゲット ２ 永久磁石 ３ 磁力線 ４ 基板 ５ バッキングプレート ６ 電極本体 ７ 磁力線 ８ トロイダル型の閉じたトンネル状の磁界 ９ エロージョン領域 １０、１７ 軟磁性膜 １１、１９ 非磁性膜（ＳｉＯ2） １２ 非磁性基板 １３、１８ 非磁性体（ガラス） １４、１６ 磁気ギャップ １５ フェライト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 5/31 Ｇ１１Ｂ 5/31 Ｍ Ｈ０１Ｆ 10/14 Ｈ０１Ｆ 10/14 (72)発明者 小佐野 浩一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 榊間 博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 41/18 G11B 5/127 G11B 5/147 G11B 5/23 G11B 5/31 H01F 10/14
Claims (9)
- 【請求項１】ＦｅまたはＣｏを主成分とする軟磁性膜の
製造方法において、矩形平板ターゲットの表面に平行に
磁力線が通り、かつ、前記磁力線の強度が、前記磁力線
の方向に略平行な方向のターゲットの中心線に対し、左
右対称で前記磁力線の方向が反対であるように磁石を配
置したスパッタリング電極を具備したスパッタ装置を用
いて、前記軟磁性膜を基板上に形成することを特徴とす
る軟磁性膜の製造方法。 - 【請求項２】Ｆｅを主成分とし、Ｎ（窒素）を５〜２０
原子％含むと共にＭ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種以上の元素）を５〜１
５原子％含む組成を有する軟磁性膜の製造方法におい
て、矩形平板ターゲットの表面に平行に磁力線が通り、
かつ、前記磁力線の強度が、前記磁力線の方向に略平行
な方向のターゲットの中心線に対し、左右対称で前記磁
力線の方向が反対であるように磁石を配置したスパッタ
リング電極を具備したスパッタ装置を用いて、前記軟磁
性膜を基板上に形成することを特徴とする軟磁性膜の製
造方法。 - 【請求項３】Ｆｅを主成分とし、Ｎ（窒素）を５〜２０
原子％含むと共にＴａを５〜１５原子％含む組成を有す
る軟磁性膜の製造方法において、矩形平板ターゲットの
表面に平行に磁力線が通り、かつ、前記磁力線の強度
が、前記磁力線の方向に略平行な方向のターゲットの中
心線に対し、左右対称で前記磁力線の方向が反対である
ように磁石を配置したスパッタリング電極を具備したス
パッタ装置を用いて、前記軟磁性膜を基板上に形成する
ことを特徴とする軟磁性膜の製造方法。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の軟磁性膜
の製造方法において、前記軟磁性膜を形成する基板に、
バイアス（無バイアスも含む）を印加しながら、前記軟
磁性膜を基板上に形成することを特徴とする軟磁性膜の
製造方法。 - 【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載の軟磁性膜
と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、各
層の軟磁性膜が、バイアス（無バイアスも含む）を印加
して形成されることを特徴とする軟磁性多層膜の製造方
法。 - 【請求項６】請求項１〜３のいずれかに記載の軟磁性膜
と非磁性膜を交互に積層した軟磁性多層膜において、各
層の軟磁性膜の少なくとも１層の軟磁性膜が、異なった
大きさのバイアス（無バイアスも含む）を印加して形成
されることを特徴とする軟磁性多層膜の製造方法。 - 【請求項７】請求項４に記載の軟磁性膜の製造方法にお
いて、バイアスの大きさは、パワー密度で３７００Ｗ/
ｍ2以下であることを特徴とする軟磁性膜の製造方法。 - 【請求項８】請求項５または６に記載の軟磁性多層膜の
製造方法において、バイアスの大きさは、パワー密度で
３７００Ｗ/ｍ 2 以下であることを特徴とする軟磁性多層
膜の製造方法。 - 【請求項９】請求項２〜８のいずれかに記載の軟磁性膜
が、Ｆｅを主成分とし、Ｎを５〜２０原子％含むと共に
Ｍ（ただし、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少
なくとも１種以上の元素）を５〜１５原子％含む組成を
有する軟磁性膜である場合、前記軟磁性膜が、Ｍ（ただ
し、Ｍは、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも
１種以上の元素）、Ｎ（窒素）、Ｍの窒化物の少なくと
も１種以上の元素、あるいは化合物を固溶して格子が膨
張したα-Ｆｅの微結晶とＭの窒化物微粒子が混在した
微細組織から成る材料であり、前記α-Ｆｅの微結晶の
平均粒径が１５ｎｍ以下、Ｍの窒化物微粒子の平均粒径
が５ｎｍ以下であることを特徴とする軟磁性膜の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05195860A JP3132254B2 (ja) | 1992-08-24 | 1993-08-06 | 軟磁性膜および軟磁性多層膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-223773 | 1992-08-24 | ||
| JP22377392 | 1992-08-24 | ||
| JP05195860A JP3132254B2 (ja) | 1992-08-24 | 1993-08-06 | 軟磁性膜および軟磁性多層膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124846A JPH06124846A (ja) | 1994-05-06 |
| JP3132254B2 true JP3132254B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=26509392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05195860A Expired - Fee Related JP3132254B2 (ja) | 1992-08-24 | 1993-08-06 | 軟磁性膜および軟磁性多層膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3132254B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7989095B2 (en) | 2004-12-28 | 2011-08-02 | General Electric Company | Magnetic layer with nanodispersoids having a bimodal distribution |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP05195860A patent/JP3132254B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06124846A (ja) | 1994-05-06 |
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