JPH02121312A - Manufacture of magnetic thin film - Google Patents
Manufacture of magnetic thin filmInfo
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- JPH02121312A JPH02121312A JP27470188A JP27470188A JPH02121312A JP H02121312 A JPH02121312 A JP H02121312A JP 27470188 A JP27470188 A JP 27470188A JP 27470188 A JP27470188 A JP 27470188A JP H02121312 A JPH02121312 A JP H02121312A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はたとえば薄膜磁気ヘッドの磁気コアや磁気セン
サなどに用いられる磁性薄膜の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method of manufacturing a magnetic thin film used for, for example, a magnetic core of a thin film magnetic head or a magnetic sensor.
（従来の技術）
薄膜磁気ヘッドの磁気コアとして用いられる磁性薄膜に
おいては、透磁率を高くするように、その膜面に平行で
磁化方向に垂直の方向に磁化容易軸を持つ誘導磁気異方
性を付与させることが必要である。(Prior art) In a magnetic thin film used as the magnetic core of a thin-film magnetic head, induced magnetic anisotropy with an axis of easy magnetization parallel to the film surface and perpendicular to the magnetization direction is used to increase magnetic permeability. It is necessary to give
このように誘導磁気異方性を付与させた磁性薄膜の製造
方法としては、第４図に示すような方法がある。As a method for manufacturing a magnetic thin film imparted with induced magnetic anisotropy in this manner, there is a method as shown in FIG. 4.
同図において、１はスパッタリング装置のターゲット、
２は永久磁石、３はその上面に磁性薄膜を形成すべき基
板である。In the figure, 1 is a target of a sputtering device;
2 is a permanent magnet, and 3 is a substrate on which a magnetic thin film is to be formed.
そして、基板３に永久磁石２の磁界を印加した状態で磁
性体をスパッタリングし、異方性を有する磁性薄膜を形
成する。Then, a magnetic material is sputtered while the magnetic field of the permanent magnet 2 is applied to the substrate 3 to form a magnetic thin film having anisotropy.
第５図にこのような製造方法により作製された薄膜磁気
ヘッドの磁気コアを示す。FIG. 5 shows a magnetic core of a thin film magnetic head manufactured by such a manufacturing method.
同図に示すように、磁気コア４には、矢印で示す容易軸
５が形成されている。As shown in the figure, the magnetic core 4 is formed with an easy axis 5 indicated by an arrow.
ところで、薄膜磁気ヘッドにおいては、磁気異方性の大
きさを示す量である異方性磁界Ｈｋが薄膜磁気ヘッドの
再生出力およびその周波数特性に大きな影響を及ぼす。Incidentally, in a thin film magnetic head, an anisotropic magnetic field Hk, which is a quantity indicating the magnitude of magnetic anisotropy, has a large influence on the reproduction output of the thin film magnetic head and its frequency characteristics.
しかしながら、上述した従来の磁性薄膜の製造方法では
、異方性磁界１１ｋを制御するのは非常に困難である。However, it is very difficult to control the anisotropic magnetic field 11k using the conventional magnetic thin film manufacturing method described above.
即ち、異方性磁界１１ｋを制御するためには、上述した
ように、基板に永久磁石の磁界を印加した状態で磁性体
をスパッタリングして磁性薄膜を形成した後、上述の磁
界を印加した状態で磁性薄膜をアニールする。That is, in order to control the anisotropic magnetic field 11k, as described above, a magnetic thin film is formed by sputtering a magnetic material while the magnetic field of a permanent magnet is applied to the substrate, and then the above-mentioned magnetic field is applied. anneal the magnetic thin film.
しかしながら、このアニール温度は、３００℃〜４５０
℃の比較的高温を要するため、薄膜磁気ヘッドを製造す
る場合、その基板、絶縁材料を耐熱性を有するものを使
用する必要があり、このため、使用する材料に制約があ
り、コスト上昇を招くという課題がある。However, this annealing temperature is between 300°C and 450°C.
Because it requires a relatively high temperature of °C, when manufacturing thin-film magnetic heads, it is necessary to use heat-resistant substrates and insulating materials, which limits the materials that can be used and increases costs. There is a problem.
（発明が解決しようとする課題）
上述したように従来の磁性薄膜の製造方法では、所望の
異方性磁界１１ｋを得るようアニールする必要があり、
このため、磁性薄膜を形成すべき基板の材料が限定され
、コスト上昇を招くという課題がある。(Problem to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional method for manufacturing a magnetic thin film, it is necessary to perform annealing to obtain the desired anisotropic magnetic field 11k.
Therefore, there is a problem that the material of the substrate on which the magnetic thin film is formed is limited, leading to an increase in cost.
本発明は上述した従来の課題を解決するためのもので、
アニール処理を行うことなく所望とする異方性磁界１１
ｋを得ることのできる磁性薄膜の製造方法を提供するこ
とを目的としている。The present invention is intended to solve the above-mentioned conventional problems,
Desired anisotropic magnetic field 11 without annealing treatment
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a magnetic thin film that can obtain k.
Ｅ発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は、回転テーブルの回転軸外上に磁性薄膜を形成
すべき基板を配置してこの基板に負バイアスを印加し、
前記回転テーブルの回転軸に対して異軸的に配置された
ターゲットを有するスパッタリング装置により前記基板
に磁性体をスパッタリングすることにより逆磁歪効果に
よって１軸性の磁気異方性を有するように磁性薄膜を形
成する。E Configuration of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention arranges a substrate on which a magnetic thin film is to be formed on the outside of the rotation axis of a rotary table, applies a negative bias to this substrate,
By sputtering a magnetic material onto the substrate using a sputtering device having a target disposed different from the axis of rotation of the rotary table, a magnetic thin film is formed to have uniaxial magnetic anisotropy due to an inverse magnetostriction effect. form.
また、本発明では、回転テーブルの回転により前記基板
に２ｘ １０ａｄｙｎ ／ ０１１２以上５ｘ ｔｏ’
ｄｙｎ／ｃｏ＋２以下の異方的な応力を与えることを
特徴とする。Further, in the present invention, by rotating the rotary table, the substrate is coated with 2x 10adyn/0112 or more and 5x to'
It is characterized by giving an anisotropic stress of dyn/co+2 or less.
さらに、本発明では、磁性体の磁歪定数の絶対値がｌＸ
ｌ０’以上１０ＸＩＯ−６以下であることを特徴とする
。Furthermore, in the present invention, the absolute value of the magnetostriction constant of the magnetic material is lX
It is characterized by being 10' or more and 10XIO-6 or less.
また、本発明では、磁性体が、７６重量％以上９０重量
％以下のＮｌを含むＦｅ−Ｎ ｉ合金であることを特徴
とする。Further, the present invention is characterized in that the magnetic material is an Fe-Ni alloy containing Nl of 76% by weight or more and 90% by weight or less.
（作 用）
本発明では、回転テーブルにより基板に異方的な応力を
付与しつつ負バイアスを印加した状態で磁性体をスパッ
タリングして磁性薄膜を形成するので、アニール処理を
行うことなく所望とする異方性磁界１１ｋを得ることが
できる。(Function) In the present invention, a magnetic thin film is formed by sputtering a magnetic material while applying an anisotropic stress to the substrate using a rotary table and a negative bias. An anisotropic magnetic field 11k can be obtained.
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例の磁性薄膜の製造方法を説明
するための製造装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing apparatus for explaining a method of manufacturing a magnetic thin film according to an embodiment of the present invention.
同図において、１１は矢印方向に回転される回転テーブ
ルを示している。この回転テーブル１１上には、その回
転軸から外れた箇所に磁性薄膜を形成すべき基板１２が
配置されている。そしてこの基板１２には、負バイアス
が印加されるようになっている。また、回転テーブル１
１の上方には、回転テーブルの回転中心から外れた位置
にスパッタリング装置のターゲット１３が配置されてい
る。In the figure, reference numeral 11 indicates a rotary table that is rotated in the direction of the arrow. On this rotary table 11, a substrate 12 on which a magnetic thin film is to be formed is arranged at a location away from the rotation axis. A negative bias is applied to this substrate 12. In addition, rotary table 1
A target 13 of a sputtering device is arranged above the rotary table at a position away from the center of rotation of the rotary table.
そして、回転テーブル１１を所定の回転で回転させると
ともに、所定の負バイアスを基板１２に印加した状態で
、基板１２に磁性体をスパッタリングすることにより磁
性薄膜が基板１２上に形成する。Then, a magnetic thin film is formed on the substrate 12 by sputtering a magnetic material onto the substrate 12 while rotating the rotary table 11 at a predetermined rotation and applying a predetermined negative bias to the substrate 12 .
次に、磁性体のスパッタリング条件について説明する。Next, the sputtering conditions for the magnetic material will be explained.
下表にスパッタリング条件を示す。The sputtering conditions are shown in the table below.
表
また、第２図に基板１２に印加するバイアス電力と基板
１２に発生させる内部応力との関係を示す。Also, FIG. 2 shows the relationship between the bias power applied to the substrate 12 and the internal stress generated in the substrate 12.
同図から明らかなように、バイアス電力を４８Ｗ程度に
することにより、半径方向、回転方向の内部応力にΔσ
−３Ｘ １．０” ｄｙｎ ／ ｃｍ２程度の異方性を
持たせることができる。As is clear from the figure, by setting the bias power to about 48W, the internal stress in the radial and rotational directions is reduced by Δσ.
Anisotropy of about -3X 1.0" dyn/cm2 can be provided.
ところで、磁性薄膜の異方性磁界１１には、磁歪定数λ
および内部応力σとの間に、
磁気異方性定数に−３／ ２λσで、
１１に＝ ２に／ Ｉｓ （Ｉｓは飽和磁束密度）の関
係がある。By the way, the anisotropic magnetic field 11 of the magnetic thin film has a magnetostriction constant λ
and the internal stress σ, there is a relationship of -3/2λσ to the magnetic anisotropy constant and 11=2/Is (Is is the saturation magnetic flux density).
そして磁性体として、Ｆｃ−Ｎｉ合金を用いた場合、そ
の成分比を変化させることで、上述の磁歪定数を変える
ことができる。When an Fc-Ni alloy is used as the magnetic material, the above-mentioned magnetostriction constant can be changed by changing its component ratio.
たとえば、磁性体であるＦｅ−Ｎ１合金の成分をＮｌを
８４重量％とすれば、磁歪定数λは、−４ＸＩＯ−’程
度となり、ｌｌｋ＝ ４．５ ｏｃ程度の磁気異方性を
持たせることができる。For example, if the component of a magnetic Fe-N1 alloy is 84% by weight of Nl, the magnetostriction constant λ will be about -4XIO-', and it will have a magnetic anisotropy of about llk = 4.5 oc. Can be done.
第３図に磁性体としてＦｅ−Ｎ１合金を用いた場合の組
成および磁歪定数と異方性磁界１１にとの関係を示す。FIG. 3 shows the relationship between the composition, magnetostriction constant, and anisotropic magnetic field 11 when Fe--N1 alloy is used as the magnetic material.
同図に示すように、Ｆｅ−Ｎ１合金の組成を変えて磁歪
定数を制御することにより、磁性薄膜における磁気異方
性定数の大きさを制御することが可能である。As shown in the figure, by controlling the magnetostriction constant by changing the composition of the Fe-N1 alloy, it is possible to control the magnitude of the magnetic anisotropy constant in the magnetic thin film.
したがって、この実施例の製造方法では、アニール処理
を行うことなく所望とする異方性磁界Ｈｋを得ることが
できる。Therefore, in the manufacturing method of this embodiment, the desired anisotropic magnetic field Hk can be obtained without performing annealing treatment.
［発明の効果コ
以上説明したように本発明の磁性薄膜の製造方法は、回
転テーブルにより基板に異方的な応力を付与しつつ負バ
イアスを印加した状態で磁性体をスパッタリングして磁
性薄膜を形成するので、アニール処理を行うことなく所
望とする異方性磁界１１ｋを得ることができる。[Effects of the Invention] As explained above, the method for manufacturing a magnetic thin film of the present invention involves sputtering a magnetic material while applying an anisotropic stress to a substrate using a rotary table and applying a negative bias to form a magnetic thin film. Therefore, the desired anisotropic magnetic field 11k can be obtained without performing annealing treatment.
第１図は本発明の一実施例の磁性薄膜の製造方法を説明
するための製造装置を示す図、第２図は第１図の製造方
法におけるバイアス電力と内部応力との関係を示す図、
第３図は第１図の製造方法における合金の組成および磁
歪定数と異方性磁界との関係を示す図、第４図は従来の
磁性薄膜の製造方法を説明するための図、第５図は従来
の磁性薄膜の製造方法により製造された磁気コアの一例
を示す図である。
１１・・・回転テーブル、１２・・・基板、１３・・・
ターゲット。
出願人 株式会社 東芝FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing apparatus for explaining a method of manufacturing a magnetic thin film according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between bias power and internal stress in the manufacturing method of FIG. 1,
Figure 3 is a diagram showing the relationship between the composition of the alloy, the magnetostriction constant, and the anisotropic magnetic field in the manufacturing method of Figure 1, Figure 4 is a diagram for explaining the conventional manufacturing method of magnetic thin films, and Figure 5 1 is a diagram showing an example of a magnetic core manufactured by a conventional magnetic thin film manufacturing method. 11...Rotary table, 12...Substrate, 13...
target. Applicant: Toshiba Corporation
Claims (4)
き基板を配置してこの基板に負バイアスを印加し、前記
回転テーブルの回転軸に対して異軸的に配置されたター
ゲットを有するスパッタリング装置により前記基板に磁
性体をスパッタリングすることにより逆磁歪効果によっ
て１軸性の磁気異方性を有するように磁性薄膜を形成す
ることを特徴とする磁性薄膜の製造方法。(1) A substrate on which a magnetic thin film is to be formed is arranged outside the rotation axis of the rotation table, a negative bias is applied to this substrate, and a target is arranged off-axis with respect to the rotation axis of the rotation table. A method for manufacturing a magnetic thin film, comprising forming a magnetic thin film so as to have uniaxial magnetic anisotropy due to an inverse magnetostriction effect by sputtering a magnetic material onto the substrate using a sputtering device.
０＾８ｄｙｎ／ｃｍ＾２以上５×１０＾８ｄｙｎ／ｃｍ
＾２以下の異方的な応力を与えることを特徴とする請求
項１記載の磁性薄膜の製造方法。(2) The rotation of the rotary table causes a 2×1
0^8dyn/cm^2 or more 5×10^8dyn/cm
2. The method of manufacturing a magnetic thin film according to claim 1, wherein an anisotropic stress of ^2 or less is applied.
６以上１０×１０＾−＾６以下であることを特徴とする
請求項１記載の磁性薄膜の製造方法。(3) The absolute value of the magnetostriction constant of the magnetic material is 1×10^-^
2. The method for producing a magnetic thin film according to claim 1, wherein the magnetic thin film has a diameter of 6 or more and 10×10^-^6 or less.
Ｎｉを含むＦｅ−Ｎｉ合金であることを特徴とする請求
項１記載の磁性薄膜の製造方法。(4) The method for manufacturing a magnetic thin film according to claim 1, wherein the magnetic material is an Fe-Ni alloy containing 76% by weight or more and 90% by weight or less of Ni.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27470188A JPH02121312A (en) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | Manufacture of magnetic thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27470188A JPH02121312A (en) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | Manufacture of magnetic thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02121312A true JPH02121312A (en) | 1990-05-09 |
Family
ID=17545355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27470188A Pending JPH02121312A (en) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | Manufacture of magnetic thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02121312A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06112045A (en) * | 1992-08-14 | 1994-04-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Magnetic multilayer film |
| US6313974B1 (en) | 1998-04-21 | 2001-11-06 | Fanuc Ltd. | Resistor for a servo amplifier and servo amplifier provided thereof |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP27470188A patent/JPH02121312A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06112045A (en) * | 1992-08-14 | 1994-04-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Magnetic multilayer film |
| US6313974B1 (en) | 1998-04-21 | 2001-11-06 | Fanuc Ltd. | Resistor for a servo amplifier and servo amplifier provided thereof |
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