JP3677137B2 - 磁気デバイス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟性磁化合金のフィルムに関し、特にこのような軟性磁化合金を含む装置と、その装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軟性磁化合金製フィルムは、現在の高周波電気磁気デバイス内で、フィールド増幅要素、例えばコンピュータ内の磁気ディスクメモリ用の書き込み−読み出しヘッド内の磁界増幅要素として、あるいはマイクロトランスフォーマおよびインダクタ内のコアとして用いられている。これらの軟性磁化フィルムの好ましい特徴は、高い飽和磁化レベル（４πＭ_s）と、低い保磁力（Ｈ_c）と、高い透磁率と、高い電気抵抗と耐腐食性である。
【０００３】
軟性磁化合金製フィルムの様々な応用例が、例えば、Magnetic Thin Films（R.F.Soohoo, Harper and Row, 著 1965）と、Thin Ferromagnetic Films1964（M. Prutton 著, Butterworth, 1964）および C. R. Sullivan, S. R. Sanders 著の論文「IEEE Trans. on Power Electronics, Proc. 24th Annual Power Electronics Specialists Conf., p.33-40, June 1993」と、T. Yachi et al.著の論文「IEEE Trans. Magn. 28, 1969-1973 (1992)」と、R. F. Soohoo 著の論文「IEEE Trans. Magn. 15, 1103 (1979)」に記載されている。
【０００４】
公知の軟性磁化フィルムの中でも、例えば８０％Ｎｉ−２０％Ｆｅ（パーマロイ）のようなＮｉ−Ｆｅのフィルムが最も広く使われているが、その理由は、優れた磁気特性と磁気歪がゼロである特徴があるからである。Ｆｅ系のフィルム例えば、Ｆｅ−Ｔａ合金、Ｆｅ−Ｚｒ合金、Ｆｅ−Ｈｆ合金は、８０％Ｎｉパーマロイフィルムの飽和磁化が１０ｋＧであるのに対し、１５−２０ｋＧのより優れた飽和磁化を示す。（これに関しては、N. Kataoka et al. 著の 「Japanese J. Appl. Phys. 28, L462-L464, 1989, Trans. Jap. Inst. Metals 31, 429, 1990」を参照のこと。）しかしこれらの鉄系フィルムは、軟性磁気特性があまり良くなくそして、堆積後の熱処理を必要とする。
【０００５】
優れた軟性磁気特性を得るために例えば、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎのような鉄系合金のＮ含有フィルムが提案された。例えば、E. Haftek et al.著の「IEEE Trans. Magn. 30, 3915-3917 (1994)」と、N. Ishiwata et al.著の「J. Appl. Phys. 69, 5616 (1991)」と、J. Lin et al.著の「IEEE Trans. Magn. 30, 3912-3914 (1994)」と、G. Qiu et al.著の「J. Appl. Phys. 73. 6573 (1993)」を参照のこと。マイクロトランスフォーマのアプリケーションでは、好ましい約２エルステッド（Ｏｅ）以下の保磁力Ｈ_c を有する好ましい磁気軟性度をこのＮ含有フィルムで得ることはできるが、前述の論文から明らかなように、このような好ましい軟性磁気特性は、堆積したままのフィルムでは得るのが難しいが、堆積後の高温度の熱処理によって初めて得られるものである。
【０００６】
しかしこのような堆積フィルムの熱処理は、余分な処理ステップを必要とし、できれば製造コストの観点からのみならず、高温に曝すことによりデバイス内の様々な他の構成成分および材料が複雑に絡み合うために避ける必要がある。このような高温に曝した結果、これらの構成成分のあるものは損傷を受けされ、例えばポリマーあるいはポリイミドの絶縁フィルムが分解したり、拡散により引き起こされる化学変化あるいは損傷、歪の問題が様々な材料の膨張率の不適合により引き起こされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そのために堆積したままの状態で、フィルム内で軟性の磁気特性を得ることが望ましく、そして最悪の場合でもポリイミドのようなポリマーが損傷を受けない約１５０℃以下の温度で低温熱処理することが望ましい。本発明はこのような望ましい特性を有する新規な軟性磁気フィルムを開示するものである。さらにまた酸化鉄リッチの合金およびＦｅリッチの合金が通常低減した磁気飽和を示すが、Ｆｅリッチのフィルムの腐食／酸化抵抗を改善するのが望ましい。本発明はこのような腐食抵抗を改良したフィルムを開示する。
【０００８】
本発明と同時に出願した出願人整理番号９７００１１Ｂを参照されたい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特許請求の範囲に記載された通りであり、軟性磁気フィルムで具体化される。特に本発明の軟性磁気フィルムは、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ合金からなり、そしてこれらの合金は、堆積したままの状態で高い飽和磁化レベル（例、１５ｋＧ以上）と、低い保磁力（例、２．０エルステッド以下）の特性を有し、あるいは製造方法として比較的低い熱処理（１５０℃以下）でよい。本発明の軟性磁気フィルムは、電子磁気デバイス、例えばマイクロトランスフォーマのコア、インダクタのコア、および磁気の読み取り−書き込みヘッドに適したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に本発明によりＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ軟性磁気フィルムの製造方法が示されている。第１ステップ１１０は、合金ターゲットあるいは複数のターゲットを用意し、このターゲットから本発明の磁気フィルムが、例えば化学堆積あるいは物理堆積（スパッタリング，蒸着）、分子ビームエピタキシャル成長、イオンビーム堆積、レーザアブレーション等により堆積される。
【００１１】
例えば、スパッタリングの堆積は、大量の工業生産に適用できる。図２Ａのスパッタリングターゲット２１０として示すスパッタリングターゲットは、円盤プレートの形態であるが、一実施例では、所望のフィルム成分に類似の合金成分を有し、他の実施例では、スパッタリングにより取り除かれるターゲットの表面上の様々な金属あるいは合金の合成物である。別の例としてはこのフィルム堆積は、複数のターゲットを用いて、例えば異なる成分を有する１つあるいは複数のターゲットから同時スパッタリングにより行われ、そしてその結果基板上に堆積したフィルムの最終成分が所望の成分に対応することになる。例えば図３，４に示したデータでは、２個のターゲット（一方の側にＦｅ−５．３％Ｃｒで、他方の側にＴａのターゲットでそれらは約６インチ（１５．２４ｃｍ）だけ離れており）を用いた同時スパッタリングが利用された。
【００１２】
本発明の一実施例においては、窒素が反応性堆積により合金フィルム内に含入された、即ちスパッタリングプロセスの間、背景であるＡｒガスキャリア内に特定の分厚の窒素ガスを連続的に供給することにより含有された。現在考えられることは、窒素原子の薄い合金フィルム構造体への含入は、例えばＴａ窒化物，Ｃｒ窒化物および／またはＦｅ窒化物のような窒化物の形態で、あるいは合金結晶格子内の浸入型溶質原子の形態で１つあるいは複数の金属元素との反応により行われる。他の実施例においては、反応性スパッタリングの変わりに窒素をスパッタリングターゲット内に直接合金化することにより供給される。別の方法として窒素は、堆積後、フィルム内に例えば、イオン注入あるいは窒化加熱処理により付加される。このようにしてＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ合金のフィルムは適切な方法により用意され、それを適切なドーズ量と処理温度でもって窒素注入処理される。
【００１３】
スパッタリング用に１個の合金ターゲットを用いる場合には、本発明のフィルム堆積用のターゲットの所望の組成は、鉄を残りとしてＣｒを０．５−２０．０原子％で、好ましくは１．０−１２．０原子％で、さらに好ましくは２．０−８．０原子％で、Ｔａは０．１−１０．０原子％で、好ましくは０．１−５．０原子％で、さらに好ましくは０．１−３．０原子％である。窒素原子がターゲット内に含入された場合には、所望の組成は、窒素が１．０−３０．０原子％で、好ましくは２．０−２０．０原子％で、さらに好ましくは２．０−１５．０原子％である。窒素が反応性スパッタリングにより含入される場合には、合金ターゲットの窒素は０．０−２０．０原子％の範囲内にあり、これはスパッタリングの過程で用いられる窒素ガスの濃度に依存する。
【００１４】
次のステップ１２０は、本発明の磁気フィルムが堆積されるべき基板を用意する。清潔で平坦な非磁性基板表面がマイクロトランスフォーマ型のアプリケーションにおいては望ましい。望ましい基板材料は、例えばＳｉとＧａ−Ａｓのような半導体と他の材料、例えばガラス，水晶，セラミック，ポリマー，ポリイミド等を含む。シリコン基板は、他の半導体電子ＩＣ回路と相互接続構造が同一の基板の一部上に集積される場合には便利である。このＩＣ回路は、磁気フィルムの堆積の前あるいは後に形成される。
【００１５】
マイクロトランスフォーマあるいはインダクタのアプリケーションの場合には、特に高周波デバイス（例、ｆ＝１−１００ＭＨｚ）の場合には、本発明のＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムは一実施例では多層に形成され、スピンコートあるいはスプレーコートしたポリイミドフィルムのような誘電体製のスペーサ層のフィルムがその間に間挿された多層のパターン化構造に形成される。本発明の磁気フィルムの多層構成は、高周波で動作したときに渦電流損失を最小にするために、各フィルム層に高い電気抵抗を与えるのが望ましい。
【００１６】
この多層構成においては、複数の基板材料が含まれ、例えば第１基板はＳｉでその後第１のＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ磁気層とポリイミド絶縁層が堆積された後、ポリイミド層は、磁気材料の残りの層に対する次の基板を構成する。合金と化合物の磁気特性は、結晶構造組織と格子パラメータにより影響されるので基板材料は望ましくは格子パラメータ修正を伴うエピタキシャル成長を提供するか、あるいは成長組織を導入する（例えばコラム状構造）を導入するよう選択される。
【００１７】
次のステップ１３０は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムを例えば窒素含有雰囲気中で反応性スパッタリングにより堆積する。望ましい窒素量は、Ａｒ中で０．２−３．０体積％の範囲で、好ましくは０．５−１０．０体積％で、全体（Ａｒ＋Ｎ₂） ガス圧は１０^-2から１０^-4トールである。このスパッタリングターゲットには、好ましくは約２０−５００ボルトの範囲のバイアス電圧を掛けるのが望ましい。
【００１８】
多層堆積とポリイミドのような温度感受性の高い誘電体製スペーサ層を含むマイクロトランスフォーマあるいはインダクタのアプリケーションにおいては、基板の温度は、周囲温度近傍に維持するのが好ましい。別法として基板温度は、１５０℃以下に保持する（１５０℃以上になると多くのポリマーあるいはポリイミドは好ましくない化学的あるいは構造的変化により損傷を受け始める）。温度劣化材料を含まない他のデバイスのアプリケーションにおいては、より高温の基板温度を用いられる。
【００１９】
本発明の他の実施例では、所望の方向に磁気的異方性を導入するためにＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムの堆積の間磁界を掛ける。本発明のフィルムは、軟性磁気特性を有するために、比較的低い磁界が掛けられ、高い透磁率と低い保磁力とより矩形のＭ−Ｈループ形状を得るために、磁化の容易な方向を形成するために原子の選択的順序（preferential ordering） を導入する。好ましい磁界の強度は約２−５０００Ｏｅ（エルステッド）で、好ましくは１０−５００Ｏｅの範囲内である。本発明のフィルムの好ましい堆積温度は、大気温度近傍であるため、磁界はキュリー温度に加熱する際、ソレノイドワイヤの絶縁の損傷あるいは永久磁石の磁気の喪失の恐れなく基板の近傍に電磁石あるいは永久磁石を配置することにより磁界が掛けられる。
【００２０】
マグネトロンスパッタリングの場合には、堆積システム内の浮遊磁界そのものを用いて、磁気異方性を導入する。図２に示すように、磁界が後から付加されると、堆積の間基板２２０の側面あるいは下側のいずれかに磁界を配置するだけでよいために、１つあるいは複数の永久磁石を用いるのが好ましい。様々な永久磁石２４０を用いることが可能で、例えば高透磁率材料のＳｍ−Ｃｏ，Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏを用いることができ、これにより小さな即ち短い磁気構造になるように自己脱磁化が可能となる。図２Ｂに示すような複数の磁石列は、図２Ａの場合よりも磁石間の基板領域により強い磁界を掛けることが、より強い磁界を提供できる。
【００２１】
多層堆積の場合には、各Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ層の厚さは、約０．００１−１０．０μｍの範囲で、好ましくは０．０１−２．０μｍの範囲内である。より高い周波数動作の場合には、通常渦電流損失を低減するためにより薄い磁気フィルムが必要とされる。磁気層の間のポリイミドのような絶縁層（誘電体製）スペーサの厚さは、通常約０．００１−１．０μｍの範囲内にある。磁気層の必要な数は、必要とされる磁気フラックスの全体量と各層の厚さによるが通常１−１０００層の間である。
【００２２】
一実施例においては、本発明のＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムの組成は、Ｆｅを残りとして、Ｃｒは０．５−２０．０原子％の範囲で、好ましくは１．０−１５．０原子％で、さらに好ましくは２．０−１０．０原子％であり、Ｔａは０．１−１０原子％で、好ましくは０．１−６．０原子％で、さらに好ましくは０．１−３．０原子％で、Ｎは１．０−３０原子％の範囲で、好ましくは２．０−２０．０原子％で、さらに好ましくは２．０−１５．０原子％である。さらにまた遷移金属、例えばＴｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｚｒ，Ｍｏおよび稀土類金属、例えばＣｅ，Ｙ，Ｌａのような他の金属元素を不純物として２原子％、好ましくは０．５原子％以下含んでも良い。
【００２３】
構造上は本発明のフィルムは、平均結晶サイズ（粒子サイズ）が約１０００オングストローム以下、好ましくは５００オングストローム以下、さらに好ましくは２００オングストローム以下のナノ結晶構造体を有する。同時に本発明のフィルムは、堆積したままで優れた軟性磁気特性を有し、堆積後の熱処理を必要とはしない。保磁力Ｈ_c は約５Ｏｅで、好ましくは２Ｏｅ以下、磁気飽和４πＭ_s は１０ｋＧ以上で、好ましくは１５ｋＧ以上で、さらに好ましくは１８ｋＧ以上である。本発明のフィルムの処理と特性の一部を以下の実験例として示す。
【００２４】
実験例１
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ合金のフィルムを４インチ（１０．１６ｃｍ）直径の（１００）Ｓｉ基板上にトロイドＤＣマグネトロンスパッタリングでもって堆積した。その際に、２個の２．２５インチ（５．７１５ｃｍ）直径のＦｅ−５．３％Ｃｒ（原子％）のターゲットと、純粋なＴａのターゲットを用いて同時スパッタリングを用いて、あるいはＦｅ−８．５％ＣｒターゲットとＴａターゲットを用いて同時スパッタリングプロセスと、窒素含有雰囲気中での反応性プロセスを用いた。スパッタリングチャンバは、先ず２×１０^-7トールまで真空引きし、その後反応性スパッタリングを５×１０^-3トールのＡｒ＋Ｎ₂ の諸気圧のガス流速レートが５０ｃｍ³ ／分のガス雰囲気中で実行された。アルゴンガス中の窒素の量は０，２体積％，３．５体積％，５体積％のいずれかであった。１４０Ｖのバイアス電圧をＦｅ−Ｃｒターゲットに掛け、６０Ｖのバイアス電圧をＴａターゲットに掛けた。シリコン製基板は、スパッタリングプロセスの間、大気温度に維持した。堆積されるスパッタのレートは約１５オングストローム／分で、フィルムは１０００−２０００オングストロームの厚さであった。
【００２５】
Ｍ−Ｈループは、Vibrating Sample Magnetomer（ＶＳＭ）と、Helmholtz magnetizing coil を用いて測定された。このループは、磁化のやさしい軸と難しい軸の方向を決定するために、平面内の方向の関数として測定された。約６インチ（１５．２４ｃｍ）離して配置した２個のターゲットからの同時スパッタリングプロセスのために、この堆積したＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムは、一端から他端まで濃度が傾斜し、即ちＦｅ−Ｃｒリッチ端とＴａリッチ端とが形成される。小さなサンプル、例、０．１２５平方インチ（０．８０６４５ｃｍ²） を傾斜組成のスペクトラムを表すために基板の様々な場所から切りとった。表１は、数個のサンプルの磁気特性を示す。近似組成は、Rutherforedd backscattering analysisにより決定された。
【００２６】

* Ｆｅ−８．５％ＣｒのターゲットとＴａのターゲットから同時スパッタリングにより得られた
表１から明らかなように、優れた軟性磁気特性は、堆積した状態のままの本発明のＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムから得られた。例えば、１９．７ｋＧの高い４πＭ_s と、例えば１．２Ｏｅのような低い保磁力の組み合わせは、マイクロトランスフォーマおよび記録ヘッドのような多くの電気磁気デバイスにとって魅力的なものである。本発明のフィルムのＭ−Ｈループの容易軸を図３に示す。Ｍ−Ｈループの矩形の特徴は明かである。
【００２７】
図４に本発明のＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムの保磁力と、Ａｒガススパッタリング雰囲気中の窒素の含有量（体積％）のプロット４１０を示す。一般的にＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルム内の窒素量は、スパッタリング雰囲気中のＮ₂ ガスの体積％につれて増加する。図３から明かなように本発明のフィルム内の窒素の量は、軟性磁気特性を決定するのに重要な役割を果たす。Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａベースの合金フィルムのＨ_c の値は窒素の量に依存し、３．５体積％の窒素ガス量でもってスパッタリングすることにより最低の保磁力Ｈ_c が得られる。窒素含有量が低すぎると、鉄マトリックスの粒子成長を阻止するのに有効でなく、その結果Ｈ_c が高くなる。一方、窒素含有量が高すぎると、飽和磁気レベルを減少させ、Ｈ_c もまた上昇させる。かくして低いＨ_c を達成するために、ある合金成分に対しては、最適の範囲の窒素含有量がある。
【００２８】
ＣｒをＦｅ−Ｔａ−Ｎフィルムに添加することにより、堆積した状態の軟性磁気特性（低いＨ_c と矩形のＭ−Ｈループ）の改良を達成でき、そして体積後の熱処理が必要なくなる。Ｃｒがこのような特性を引き起こす正確な理由は今のところ明ではないが、好ましいナノ結晶微細構造の形成が容易になることに関係しているか、あるいは堆積した状態のままのフィルム中に好ましい磁気歪が減少することに関係していると考えられる。図５には、堆積した状態のＦｅ−Ｃｒ−Ｔａフィルムと、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎフィルムと、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムで、似たような合金成分（約５％Ｃｒと、約１％Ｔａと、約７％Ｎと、残りがＦｅ）と、類似飽和モーメンとを有する堆積した状態のままのこの３種類のフィルムをＨ_c の観点から磁気軟性度を比較したグラフである。図５から明らかなようにＣｒをＦｅ−Ｔａ−Ｎに添加すること、およびＮをＦｅ−Ｃｒ−Ｔａに添加することは軟性磁気特性を著しく改良する。
【００２９】
Ｃｒが存在するために本発明のフィルムは、Ｃｒが存在しない従来の軟性磁気フィルムに比較して、腐食／酸化に対し（少なくとも５０％）改良された耐性を示す。この酸化に対する耐性は、実際のデバイスを使用している間、軟性磁気特性を維持する際に重要であり、このことはＦｅリッチの合金の酸化は、４πＭ_s を低くし保磁力を高くし、透磁力を悪くする原因となる。
【００３０】
本発明の他の実施例においては、本発明のフィルムに必要によっては低温熱処理を施し、さらに軟性磁気特性を改良することもできる。ポリイミドのような絶縁層に対する損傷を低減するために、１５０℃以下の低温熱処理が用いられる。この熱処理の間、表面酸化を最小にするために高真空雰囲気（例えば、１０^-4トール以下）が用いられる。フィルム層のフィルム表面を例えばＣｒフィルム，Ａｌフィルムあるいは酸化物フィルム，窒化物フィルムのような耐酸化物コーティングで保護する場合には、これよりも低い真空を用いることができる。例えば、前述した実施例においては、Ｆｅ−４％Ｃｒ−１．１％Ｔａ−６％Ｎの堆積したままのフィルム組成は、約１５００オングストロームの厚さで、４πＭ_s が１５．１ｋＧで、Ｈ_c が１．１Ｏｅであった。フィルムを１２５℃で約３時間１０^-4トールの真空中で熱処理すると、得られたフィルムの４πＭ_s は２０．２ｋＧで、Ｈ_c は０．９Ｏｅに改良された。
【００３１】
本発明の他の実施例においては、フィルムは異るタイプの磁気層を有する合成構造体として形成された。例えば、この合成構造体は、１つあるいは複数の交換バイアスフィルムを有し、これは反強磁性，強磁性あるいはフェリ磁性であり、軟磁性フィルム表面に直接形成される。具体的に述べると、Ｆｅ−５０％Ｍｎの反強磁性合金のフィルムがＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ軟性磁気層の一部あるいは全ての上に付与されると、Ｍ−Ｈループを（軟性磁気フィルムのＨ_c よりも例えば少なくとも２Ｏｅだけ）シフトさせ、最低磁気領域壁動作（minimal magnetic domain wall motion） でもって内部バイアスフィールドモード内での軟性磁気フィルムの高周波動作が可能となる。
【００３２】
図１の最後のステップ１４０は、例えばマイクロトランスフォーマインダクタ記録ヘッドのような電子磁気デバイス内に磁気フィルムを組み立てることである。このステップ１４０は、基板（堆積した単一層あるいは多層あるいは合成構造体の磁気フィルム）を所望のサイズに切り出し、必要によって相互接続あるいは導電回路を付与し、これを所望の電気磁気デバイス内に組み立てる。
【００３３】
図６には、本発明のＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムを含むポストコアタイプのマイクロトランスフォーマを表す。この実施例においては、複数の軟性磁気フィルム層６１０（ポリイミドあるいは他の絶縁層をその間に積層した）が先ず堆積され、パターン化された導体層６２０（Ｃｕラインを含む）が軟性磁気フィルム層６１０の上に形成され、その後複数の磁気フィルム積層体６３０が、図に示すように堆積された。
【００３４】
本発明の他の実施例は、図７に示すようにトロイダル型である。並列のセグメント形状の導体層７１０がまず用意され、その後Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ磁気フィルム積層体７２０がその上に堆積され、その後並列形状のトップの導体層７３０が付加されて、導体層７１０のセグメントと接続されてトロイダル状の巻回を構成している。ある種のアプリケーションにおいては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムは、磁化の容易方向の軸が巻回から加えられる磁界の方向と一致するように堆積される。超高周波のアプリケーションにおいては、領域壁動作（domain wall motion）により切り換えられる磁化は好ましくなく、そのため磁気的にハードな方向を用いてコヒーレントなスピン回転モードが動作するようになる。
【００３５】
図８は、電気磁気デバイスに組み込んだ本発明の実施例を示す。本発明のフィルムを含む記録用の読み出し−書き込みヘッドの断面を図８Ａに示す。軟性磁気フィルム８１０は、磁気ディスクまたは磁気テープ８２０内の記録された磁気メモリビット情報から磁気信号を増幅するよう機能し、誘導性センスコイル、即ち磁気抵抗性センサ８３０がより高い出力信号を生成する。基板８４０に軟性磁気フィルム８１０と磁気抵抗性センサ８３０とが固定されている。
【００３６】
別の構成例として、図８Ｂに示すように本発明のフィルムを金属インギャップ（metal-in-gap（ＭＩＧ））型のヘッド構成内の高磁化材料として用いられる。この実施例において書き込み−読み出しヘッド８５０は、フェライト製である。
【００３７】
【発明の効果】
以上本発明によれば、軟性磁気フィルムは、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ合金からなり、そしてこれらの合金は、堆積したままの状態で高い飽和磁化レベル（例、１５ｋＧ以上）と、低い保磁力（例、２．０エルステッド以下）の特性を有し、あるいは製造方法として比較的低い熱処理（１５０℃以下）でよい。本発明の軟性磁気フィルムは、電子磁気デバイス、例えばマイクロトランスフォーマのコア、インダクタのコア、および磁気の読み取り−書き込みヘッドに適したものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による軟性磁気フィルムの製造方法を示すブロック図
【図２】磁界が掛けられた状態でフィルムが堆積された形態を表す図
【図３】磁化が容易な方向に沿って堆積したままのＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ合金フィルム（厚さ１５００オングストローム）の磁気ヒステリシス（Ｍ−Ｈ）ループを表す図
【図４】反応性スパッタリングプロセスの間における本発明のＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ合金フィルムの保磁力対アルゴン（Ａｒ）のキャリアガス中の窒素の量との関係を表すグラフ
【図５】堆積したままのＦｅ−Ｃｒ−Ｔａフィルムと、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎフィルムと、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムの磁気軟性（Ｈ_c） の比較を示す図
【図６】本発明のＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムを含むポットコアタイプのマイクロトランスフォーマの構造を表す図
【図７】本発明のＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムを含むトロイドタイプのマイクロトランスフォーマの構造を表す図
【図８】本発明のＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムを含む磁気記録ヘッドの構造を表す図
【符号の説明】
２１０ スパッタリングターゲット
２２０ 基板
２４０ 永久磁石
２５０
６１０ 軟性磁気フィルム層
６２０ パターン化された導体層
６３０ 磁気フィルム積層体
７１０ 導体層
７２０ Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ磁気フィルム積層体
７３０ 導体層
８１０ 軟性磁気フィルム
８２０ 磁気ディスクまたは磁気テープ
８３０ 磁気抵抗性センサ
８４０ 基板
８５０ 書き込み−読み出しヘッド
１１０ フィルム堆積用のターゲットを用意する
１２０ 磁気フィルム堆積用の基板を用意する
１３０反応性スパッタリングによりＦｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎフィルムの堆積を行う
１４０ 磁気フィルムを磁気電子デバイスに組み込む

Claims (8)

1. 物品を製造するための方法であって、
   非磁性基板を提供するステップと、
   該非磁性基板上に鉄−クロム−タンタルム−窒素（Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ）合金を含む軟性磁気フィルムを形成するステップと、
   該軟性磁気フィルム上に少なくとも１つのポリイミド誘電体スペーサ層を形成するステップと、
   該軟性磁気フィルムを有する該物品を１５０℃以下の温度で加熱して、加熱処理前の合金と比べて改善された軟磁気特性を該合金に与えるようにするステップと、を含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ合金が、原子百分率で、Ｃｒを０．５％ないし２０％の範囲で、Ｔａを０．１％ないし１０％の範囲でＮを１％ないし３０％の範囲で含み、残りが本質的にＦｅから成り、Ｆｅ，Ｃｒ，ＴａおよびＮ以外の元素は、原子百分率でトータルを１００％として、最大２％含有するものである方法。
3. 請求項１に記載の方法において、さらに
   複数のフィルム層から成り、これらフィルム層の間に複数の誘電体スペーサ層が形成される、多層構造を形成するステップを含む方法。
4. 請求項１に記載の方法において、
   前記誘電体スペーサ層が、ポリイミドから成る方法。
5. 請求項１に記載の方法において、
   前記軟性磁性フィルムを、この軟性磁気フィルムの平均粒子構造サイズが５００オングストロームよりも小さくなるように、前記基板上に形成するようにした方法。
6. 請求項１に記載の方法において、さらに
   前記軟性磁気フィルム上に１つあるいは複数の交換バイアスフィルムを形成するステップを含み、この交換バイアスフィルムが、反強磁性体、強磁性体、およびフェリ磁性体から成るグループから選択される材料から成る方法。
7. 請求項１に記載の方法において、
   前記物品が、マイクロトランスフォーマコアと、インダクタコアと、磁気書き込み読出しヘッドから成るグループから選択された電気磁気デバイスの一部である方法。
8. 請求項１に記載の方法において、
   前記基板が、ケイ素、ガリウムヒ素、ガラス水晶、セラミックおよびポリイミドから成るグループから選択される材料から成る方法。

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