JPH0269906A - 強磁性膜 - Google Patents

強磁性膜

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JPH0269906A
JPH0269906A JP22126288A JP22126288A JPH0269906A JP H0269906 A JPH0269906 A JP H0269906A JP 22126288 A JP22126288 A JP 22126288A JP 22126288 A JP22126288 A JP 22126288A JP H0269906 A JPH0269906 A JP H0269906A
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JP
Japan
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film
phase
coercive force
bcc
cofe alloy
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Pending
Application number
JP22126288A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Iwasaki
仁志 岩崎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は磁気ヘッド用の強磁性膜に関する。
(従来の技術) ところで、Fe系合金以外にも、CoFe合金は約10
%以上Feを含む広い組成範囲で19kG以上の高い飽
和磁束密度を有することが知られている。COを多く含
むCoFe合金はFe系合金に比べ耐食性に優れる利点
を有する。メツキ法により製作したfcc相から成るC
o−10%Fe合金膜(飽和磁束密度: 19kG)は
Fe系合金膜に匹敵する低い保磁力(〜20e)を示す
ことが報告されている(IEEE Trans、Mag
n、。
VOL MACr23(1987)2981)。 ここ
で、磁気ヘッドの各種薄膜パターンの製造プロセスにお
いては、半導体の分野同様、湿式プロセスであるメツキ
法に代わり、将来はスパッタや蒸着法等のドライプロセ
スが望ましいと考えられる。しかし、スパッタ法により
作製したCoを多く含むCoFe合金膜では、Co−約
15%Fe、 Co−約30%Fe、 Co−約40%
Faの3種類のCoFe合金膜が100e以上の比較的
大きな保磁力を示す結果から推定して、Fe系合金膜に
匹敵する低保磁力膜は製作困難とされている(J、 A
ppl。
Phys、 、43(1972)3542)。また、最
近Fe−(0−52)%Co合金膜をイオンビームスパ
ッタ法により作成したところ、やはり低保磁力の膜が作
製できないことが報告されている(日本応用磁気学会誌
、10(1986)315)。
(発明が解決しようとする課題) 上記の説明から、CoFe合金膜は約20kGの高い飽
和磁束密度を有するものの、スパッタ法や蒸着法ではF
e系の膜に匹敵する良好な軟磁性が得られていない現状
である。本発明は、良好な軟磁気特性を有する強磁性膜
を提供するものである。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は、CoFe合金からなる強磁性膜において、膜
面垂直方向に(110)面が優先成長したbcc相が他
の相に比べて最も多く、fcc相が含まれていることを
特徴とする強磁性膜である。
すなわち、CoFeの組成によらず、どの組成について
もbcc相(1,10)回折ピークを主とし僅かにfc
c相の回折ピーク(例えば(1,1,1)回折ピーク)
を含む結晶構造、すなわちbcc相(110)面が膜面
垂直方向に配向したI)CC相を主とし僅かにfcc相
を含む結晶構造を有するCoFe合金膜で低保磁力膜が
作製できる。
(作用) 本発明による強磁性膜は、Fe系合金膜やメツキCoF
e合金膜に匹敵する約20eの低保磁力を示す。
さらに、fcc相から成る低保磁カメツキCoFe合金
膜に比べて(飽和磁束密度: 19kG) 、Feを多
く含み主にbcc相から成るために20tGのさらに高
い飽和磁束密度を有する。また、Fe系合金膜に比べて
、Fe濃度が少なくCoを多く含むため耐食性が良好で
ある。その結果、本発明によるCoFe合金膜を磁気ヘ
ッド用磁性膜として使用すれば、高密度記録再生に極め
て有利な磁気ヘッドが期待される。
(実施例) 以下に本発明の幾つかの実施例を挙げ、図面や表を参照
しながらさらに其体的に説明する。
−刈施布」− CoFe合金膜は、2極高周波スパッタによりガラス基
板(コーニング社の0211基板)上に作製した。
ターゲットは00円板上に複数のFedを配置した複合
ターゲットとした。膜組成はFe線の数および形状によ
り変化させ、蛍光X線分析により評価した。
:3 膜作製中基板近傍に配置した永久磁石によりバイアス磁
界を付与する方法により、膜面内方向に一軸磁気異方性
を付与した。なお、スパッタリングは以下の条件で行な
った。
高周波電力密度 :  5W/d アルゴン圧力  :  5 X 1O−3Torr基板
温度    :110°C 電極間F11離   :  40nm 予備排気    :  I X 1O−6Torr以下
膜厚は0 、25−0 、371m とした。保磁力は
、最大250(leの磁界を困難軸方向(荊記バイアス
磁界の方向と直交する膜面内方向)に加えて測定した。
結晶構造はX線デイフラクトメータ法(CuKo線を使
用)により調べた。
一]−記条件により作製したCoFe合金膜について、
従来報告以」−に詳細に保磁力のFe濃度依存性を測定
したところ第十図に示す結果を得た。
Fefi度が30原子パ一セント以上またはI6原子パ
ーセン1−以下のCoFe合金膜では、保磁力は80e
以上の大きな値を示し、磁気ヘッド用磁性膜には不−4
= 適であった。これらの保磁力は、従来報告によるスパッ
タCoFe合金膜におよそ一致するうしかるに、18か
ら26原子パーセントまでのCoFe合金膜では、従来
報告例からの予想を覆し、保磁力は大幅に低下し約2.
50eの低い値を示す。第1−表に、第2[関に示した
CoFe合金膜の各組成における、保磁力tlc、飽和
磁束密度Bs、およびbcc相(11,0)回折ピーク
強度S bccとfcc相(il、]−)回折ピーク強
度S fccの比S bee/ S feeを示す。ま
た、第1図に第1表に示したCoFe膜の幾つかについ
て、X線回折曲線を示す。なお、Fe濃度が35i子パ
ーセン1−以上の膜では、この他に僅かなりCC相(2
00)回折ピークが認められたが、この他の組成の膜で
は、他の回折ピークは認められなかった。第1表および
第1図から、bcc相とfcc相の2相共存領域で、か
つ、bcc相からの回折強度が強いCoFe合金膜が、
第2図に示した低保磁力CoFe合金膜の組成に対応す
ることが判る。メツキ法によりfeeCC相のCo−1
0%Fe合金膜でBs = 19kGの低保磁力(〜2
0e)膜が作製できることが報告されているが、本発明
による低保磁カスバッタCoFe合金膜は前記低保磁カ
メツキCoFe合金膜と異なる組成を示すこを特徴とす
る。さらに、本発明によるCoFe合金膜は、bcc相
を主とするためfcc相を主とするメツキCoFe合金
膜の飽和磁束密度19kGに比べて飽和磁束密度(21
kG)が高い利点を有する。なお、18原子パーセント
から26原子パーセントまでのFe濃度を有するCoF
e合膜でも基板温度などのスパッタ条件が適切でないと
前記低保磁力が得られない一例を第2表に示す。この表
は、同組成のCoFe合金膜を異なるアルゴン圧力で作
製した場合の、保磁力tlcと前記S bee/ S 
fccの関係を示す。2 X 10−”Torrや3 
X 1O−3Torrのアルゴン圧力で作製したCoF
e合金膜は、 5bcc/S fccが1−以下に低下
し、保磁力が増加したことが判る。
(以下余白) 第  1  表 第  2  表 第  3  表 実施例2 アルゴン圧力を2 X 1O−2Torrに変えて、他
の実施例1と同条件にて作製したスパッタCoFe合金
膜について、詳細に保磁力のFe1度依存性を測定した
ところ第3図に示す結果を得た。Fe濃度が32原子パ
一セント以上または11原子パーセント以下のCoFe
合金膜では、保磁力は80e以上の大きな値を示し、磁
気ヘッド用磁性膜には不適であった。しかるに13から
35原子パーセントまでのCoFe合金膜では、従来報
告例からの予想を覆し、保磁力は大幅に低下し実施例1
の場合と同様約2.50eの低保磁力を示した。実施例
1に比べてアルゴン圧力を高めるとより低いFe濃度で
も低保磁力が得られることが判る。第3表に、第3図に
示したCoFe合金膜の各組成における、保磁力Hc、
飽和磁束密度Bs、およびbcc相(110)回折ピー
ク強度S bccとfcc相(111)回折ピーク強度
S fccの比S bee/ S feeを示す。この
表から、実施例1に比べてより低いFe5度でもS b
ee/ S fee) 1、すなわちbcc相(1,1
0)回折ピークが主の膜が作製可能であり、実施例1の
場合と同様、低保磁力の得られるCoFe合金膜の組成
はbcc相(110)回折ピークが主でありfcc相(
11−1)回折ピークは僅かである結晶構造を有する組
成に対応することが判る。以上の結果から、スパッタ作
製条件を変えると低保磁力を得る組成範囲が変動した原
因は、低保磁力を得る結晶構造を示す組成範囲が変動す
るためである。
実施例3 基板温度を80℃に設定、Fe濃度やアルゴン圧力をパ
ラメータとして、他は実施例1や2と同条件のスパッタ
法によりCoFe合金膜を作製した結果の一例を第4表
に示す。この表は、各Fe濃度アルゴン圧力における保
磁力Hcとbcc相(11,0)回折ピーク強度S1.
1. flとbcc相(200)回折ピーク強度の比5
t1o/52nnを示したものである。実施例1や2で
示した基板温度が110℃で作製した低保磁力CoFe
合金膜では、bcc相(200)回折ピーク強度は測定
されなかったが、基板温度を80℃に下げると、bcc
相(200)回折ピーク強度が出現する傾向にあった。
さらに、S11゜/5zooは組成やアルゴン圧力に応
じて変化するものの、S]、+[+/320[+≧10
の場合低保磁力CoFe合金膜が実現でき、逆に、S□
□。/S、o、(1,0の場合低保磁力の比較的大きな
CoFe合金膜しか実現できなかった。スパッタ前の到
達真空度が悪い場合にもS、、o/S、。。<10の結
晶構造を示す膜が得られる場合があり、この膜もやはり
保磁力は]、00e以上の値を示し、磁気ヘッド磁性膜
への応用は不適であった。以」―の結果から、bcc相
(1]−0)配向度の良好なCoFe合金膜で低保磁力
すなわち磁気ヘッド磁性膜に適する特性が実現できるこ
とが判る。
ところで、第4表におけるFe濃度が18原子パーセン
ト、アルゴン圧力が5 X 1.0−3Torrの条件
で作製したCoFe合金膜では、Fe濃度が22.5原
子バーセント、アルゴン圧力が5 X 1O−3Tor
rの条件で作製第4表 した膜と比べて、bcc相(11,0)配向度が良好で
ないにも拘らず低保磁力を示した。この場合、(110
)回折曲線の半値幅から推定した平均の結晶粒径は、後
者の膜(約480人)に比べて前者の膜(約280人)
で微細であった。Fe系合金膜では平均の結晶粒径を微
細化すると保磁力が低下することが知られているが、本
発明におけるCoFe合金膜でも同様に平均の結晶粒径
を微細化することで保磁力が低下することが判る。従っ
て、Fe系合金膜と同様、第4図(a)に示したように
、結晶粒径の成長を抑制する他の中間層3](例えば、
NjFe合金膜やCO系非晶質等の磁性膜、またはZn
O+ 5io21 AQ203等の非磁性膜)と本発明
におけるCoFe合金膜32とを交互に積層した多層構
造の磁性膜により、さらに平均の結晶粒径が微細化され
保磁力が低減できると予想される。なお第4図(b)に
は、第3図(a)の31と32から構成される前記多層
膜と基板との中間に、CoFe合金膜のbcc相(14
0)配向度を向上させる結果を有する下地層33(例え
ばZnO等)を設け、さらに保磁力を低減する多層構造
の磁性膜の実施例を示す。この下地層33は中間層31
と同材料である場合、異なる材料から成る場合が考えら
れる。
〔発明の効果〕
以−ヒ詳細に説明したごとく、本発明の強磁性薄膜は高
い飽和磁束密度を有し、且つ、低保磁力を有する。
の実施例2におけるCoFe合金膜の保磁力と組成の代
理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  松山光之 Feり阪バj(J平、3ペーセント) 第 図 第 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)CoFe合金からなる強磁性膜において、(11
    0)面が膜面垂直方向に優先成長したbcc相が他の相
    に比べて最も多く、fcc相が含まれていることを特徴
    とする強磁性膜。
  2. (2)前記CoFe合金のFe濃度が13から26原子
    パーセントであることを特徴とする請求項1記載の強磁
    性膜。
  3. (3)スパッタ法により作製されることを特徴とする請
    求項1記載の強磁性膜。
JP22126288A 1988-09-06 1988-09-06 強磁性膜 Pending JPH0269906A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6451000B1 (en) 1993-04-05 2002-09-17 Kao Corporation Disposable diaper
US6794063B2 (en) 2001-05-24 2004-09-21 Hitachi, Ltd. Thin film magnetic head and method of fabricating the head
US7397632B2 (en) * 2005-03-23 2008-07-08 Fujitsu Limited Soft magnetic thin film and magnetic recording head
US9101513B2 (en) 2010-07-05 2015-08-11 Livedo Corporation Disposable diaper

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