JPH03132003A - 磁性薄膜およびこれを用いた磁気ヘッド - Google Patents

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】 【産業上の利用分野］ 本発明は低保磁力、高透磁率、高飽和磁束密度を有する
磁性薄膜に関し、特に磁気ディスク装置などに用いる磁
気ヘッドおよび磁気ヘッドのコア材料に適した磁性薄膜
に関する。

【従来の技術］ 近年、磁気記録技術の発展は著しく、記録密度の向上が
迫められている。記録密度を高くするためには高保磁力
の記録媒体を使用する必要があり、また高保磁力の記録
媒体を磁化するためには、高飽和磁束密度を有する磁極
材料が必要となる。

「電子情報通信学会技術研究報告ＭＲ８９−１２（１９
８９）Ｊにおいて論じられているように、Ｆｅ　　（Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）−Ｃ系合金は１．６Ｔ程度の高い飽和
磁束密度を有し、また比透磁率も３０００程度である。

（発明が解決しようとする課題１ しかし、Ｆｅ−（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）−Ｃ系合金で上記
のような優れた磁気特性を得るためには、４５０°Ｃ以
上の熱処理が必要であり、薄膜磁気ヘッド等の比較的低
温のプロセスで形成される磁気ヘッドには用いることが
できなかった。

本発明の目的は、上述の熱処理温度に関する問題を解消
し、低保磁力、高透磁率ならびに高飽和磁束密度を有す
る磁性薄膜およびこれを用いた磁気ヘッドを提供するこ
とにある。

【課題を解決するための手段１ 本発明者らはＦｅにＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ。

Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの少なくとも１種、Ｃ９Ｂ、Ｈ
の少なくとも１種、およびＣｕを添加した合金磁性薄膜
について、鋭意研究を行った結果、Ｃｕを０．１〜１０
ａｔ％添加することにより、軟磁気特性向上に要する熱
処理温度を下げることができることを明らかにし、本発
明を完成するに至った。

また上記磁性薄膜に他の非磁性の層を挿入することによ
り磁性薄膜を実際の磁気ヘッドの磁極の形状に近い形に
加工したときの軟磁気特性を向上させることができる。

またさらに、本発明の磁性ａ膜を磁気ヘッドの磁気回路
の少なくとも一部に用いることにより、優れた記録特性
を有する磁気ヘッドを得ることができる。

【作用１ 上述のように、ＦｅにＣｒ、ＭＯ，Ｗ、Ｖ。

Ｎ　ｂ　、　Ｔ　ａ　、　Ｔ　ｉ　、　Ｚ　ｒ　、　Ｈ
ｆの少なくとも１種、およびＣ，Ｂ、Ｎの少なくとも１
種を添加した合金に、Ｃｕを０．１〜１０ａｔ％添加す
ることにより、軟磁気特性向上に要する熱処理温度を下
げることができる。

また上記磁性薄膜に他の非磁性の層を挿入することによ
り磁性薄膜を実際の磁気ヘッドの磁極の形状に近い形に
加工したときの軟磁気特性を向」ニさせることができる
。

またさらに、本発明の磁性薄膜を磁気ヘッドの磁気回路
の少なくとも一部に用いることにより、優れた記録特性
を有する磁気ヘッドを得ることができる。

【実施例１ 以下に本発明の一実施例を挙げ、図表を参照しながらさ
らに具体的に説明する。

［実施例１コ まず、Ｆｅ−７，５ａｔ％Ｈｆ−８．７ａｔ％Ｃ合金の
保磁力の熱処理温度依存性に対するＣｕ添加の効果にに
ついて調べた。磁性薄膜の作製には高周波スパッタリン
グ装置を用いた。スパッタリングは以下の条件で行った
。

イオンガス・・・Ａｒ 装置内Ａｒガス圧力＝　５　Ｘ　１０−３Ｔｏｒｒタ一
ゲツト基板間距離・・・４５ｍｍ 膜厚・・・１μｍ Ｆｅ−７，５ａｔ％Ｈｆ−８．７ａｔ％Ｃ合金の保磁力
の熱処理温度依存性に対するＣｕ添加の効果を第１図に
示す。Ｆｅ−７，５ａｔ％Ｈｆ−８．７ａｔ％Ｃ合金は
スパッタリング直後はほぼ非晶質であった。電子情報通
信学会技術研究報告ＭＲ８９−１２（１９８９）におい
て論じられているように。

この合金を熱処理すると微結晶が析出し、軟磁気特性が
向上する。同図のＣｕを添加していないＦｅ−７，５ａ
ｔ％Ｈｆ−８．７ａｔ％Ｃ合金の保磁力の熱処理温度依
存性１１に示すように、１０ｅ程度の保磁力とするため
には４５０℃の熱処理が必要である。

これにＣｕを０．ｌａｔ％以上添加すると、曲線１２の
ように保磁力低下に必要な温度が低下する。

Ｃｕを５．７ａｔ％添加すると、曲線１３のように３５
０℃の熱処理で１０ｅ程度の保磁力が得られるようにな
る。これはＣｕの添加が合金の微結晶析出を促進するた
めと考えられる。３５０℃の熱処理を行ったＦｅ−７，
５ａｔ％Ｈｆ−８．７ａｔ％Ｃ−５，７ａｔ％Ｃｕ合金
の比透磁率は２０００であった・ 第４図にこの合金の飽和磁束密度のＣｕｆｉ度依存性を
示す。同図のように、Ｃｕを添加していない合金の飽和
磁束密度は１．６Ｔであった。これにＣｕを添加すると
飽和磁束密度が減少し、Ｃｕを１ｏａｔ％添加すると飽
和磁束密度は１．４Ｔになる。またこれ以上Ｃｕを添加
すると飽和磁束密度は１．４Ｔ未満になる。第４図の結
果から、Ｆ　ｅ　−Ｈｆ　−Ｃ系合金に対するＣｕの添
加量は、０．１〜１Ｏａｔ％が好ましい。

以上述べたＣｕ添加による微結晶析出温度の低下は、Ｆ
ｅにＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ。

’ｌ”、ｉ、Ｚｒ、Ｈｆの少なくとも１種、およびＣ２
Ｂ、Ｎの少なくとも１種を添加した合金系において同様
に観測された。

［実施例２コ 実施例１と同様の条件でＦｅ−７，５ａｔ％Ｈｆ−５．
７ａｔ％Ｃｕ合金にＣを添加した合金を形成し、保磁力
のＣ濃度依存性を調べた。磁性膜は３５０℃で熱処理し
た。第２図に結果を示す。同図のようにＣを添加してい
ない合金の保磁力は８．５０ｅと大きかった。これにＣ
をｌａｔ％以上添加すると保磁力が減少する。さらにＣ
を添加すると保磁力はさらに減少する。Ｃを１０ａｔ％
以上添加すると保磁力は増加し始める。同図のように６
０ｅ以下の保磁力を得るためにはＣの添加量を１〜２０
ａｔ％にする必要がある。

またＦｅ−７，５ａｔ％Ｈｆ−５．７ａｔ％Ｃｕ合金に
おけるＢあるいはＮ添加の保磁力に与える効果を調べた
ところ、Ｃと同様にＢ、Ｈの添加量は１〜２０ａｔ％が
好ましいことがわかった。

［実施例３］ 実施例１と同様の条件でＦｅ−８，７ａｔ％Ｃ−５．７
ａｔ％Ｃｕ合金にＨｆを添加した合金を形成し、保磁力
のＨｆ濃度依存性を調べた。磁性膜は３５０°Ｃで熱処
理した。第３図に結果を示す。同図のようにＩ−Ｔ　ｆ
を添加していない合金の保磁力は９．３０ｅと大きかっ
た。これにＨｆをｌａｔ％以上添加すると保磁力が減少
する。さらにＨｆを添加すると保磁力はさらに減少する
。Ｈｆを１５ａｔ％以上添加すると保磁力は増加し始め
る。同図のように６０ｅ以下の保磁力を得るためにはＩ
Ｉｆの添加量をｆａｔ％〜１５ａｔ％にする必要がある
。

また同様の条件でＦｅ−８，７ａｔ％Ｃ−５．７ａｔ％
Ｃｕ合金におけるＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ。

Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ添加の保磁力に与える効果を調べたと
ころ、Ｈｆと同様にＣｒ　＋　Ｍ　ｏ　ｒ　Ｗ　＋　Ｖ
　＋Ｎｂ、Ｔａ、Ｔ’ｉ、Ｚｒの添加量は１，１１％〜
１５ａｔ％にする必要があることがわかった。

［実施例４］ 実施例１と同様の条件で、Ｆｅ−６，５ａｔ％Ｔａ−１
２．２８ｔ％Ｂ−４．５ａｔ％Ｃｕ合金と非磁性中間層
を積層した多層磁性薄膜を形成した。

Ｆｅ−６，５ａｔ％Ｔａ−１２．２ａｔ％Ｂ−４．５ａ
ｔ％Ｃｕ合金層の１層当りの膜厚は２５０ｎｍ、非磁性
中間層ＩＮ当りの膜厚は１０ｎｍとした。また合計の膜
厚は約１μｍとした。また磁性膜をイオンミリング法で
、幅１０μｍの帯状の形に加工した。また磁性膜は４０
０℃で熱処理した。非磁性中間層の材料と磁性膜の比透
磁率との関係を第［表に示す。

第　　１　　表 第１表に示すように、非磁性中間層を挿入していない磁
性薄膜の比透磁率は低い。これは磁性薄膜を帯状に加工
すると還流磁区が生じるためである。また非磁性中間層
を挿入することにより比透磁率が増加する。これは非磁
性中間層の挿入により、還バε磁区の面積が減少したか
あるいは還流磁区が消失したためと考えられる。またＡ
Ｑ２０３．５ｉｎ２を用いた場合よりも、Ｃ，Ｂ、Ｓｉ
等を用いた場合の方が比透ｔｉ率が高い。ＡＱ、０３゜
Ｓｉｎ、を用いた場合に比透磁率の向とが不十分なのは
、ＡＱ２０．、ＳｉＯ２が多孔質であるため、その直上
に形成した磁性層に空孔等の欠陥を生じるためと思われ
る。

以上述べた非磁性中間層の挿入による比透磁率の向上は
、ＦｅにＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ。

Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの少なくとも１種、およびＣ，
Ｂ、Ｎの少なくとも１種を添加した合金系において同様
にｗ；ｔｉｉｌ’Ｊされた。

［実施例５コ 本発明のＦｅ−８，２ａｔ％Ｚｒ−１２，２ａｔ％Ｃ−
６，０ａｔ％Ｃｕ合金と従来のＦｅ−８，２ａｔ％Ｚｒ
−１２，２ａｔ％Ｃ合金を用いて第５図に示す薄膜磁気
ヘッド５１を作成した。

以下、薄膜磁気ヘッド５１の作製方法を簡単に説明する
。

まず、基板５２の上に磁性膜５３を形成し、フォトリン
グラフィ工程およびイオンミリング法により磁極形状に
パターニングした。この時、磁極先端の幅、すなわちト
ラック幅は１０μｍとした。

次に膜厚０．３μｍのＡｌ１．Ｏ，からなるギャップ層
５４をスパッタリング法で形成した。次にＣｕからなる
コイル５５を蒸着法とリフトオフ法で形成し、さらにそ
の上にポリイミド系樹脂５６を塗布することにより平坦
化し、その上に磁性膜５３を形成した。またさらにその
上にＡＱ２０．からなる保護膜を形成し、配線したのち
、スライダーに組み込み、薄膜磁気ヘッド５１を完成し
た。なお、上記工程によって磁性膜は最高３５０℃の熱
処理を受ける。

上記工程により作成した薄膜磁気ヘッドに対し、保磁力
１５０００　ｅのＣｏ−Ｐｔ系磁気記録媒体を用いて記
録再生特性を測定した。その結果、磁性膜として従来の
Ｆｅ−８，２ａｔ％Ｚｒ−１２，２ａｔ％Ｃ合金を用い
た磁気ヘッドよりも、磁性膜として本発明のＦｅ−８，
２ａｔ％Ｚｒ−１２，２ａｔ％Ｃ−６，Ｏａｔ％Ｃｕ合
金を用いた磁気ヘッドの方が５ｄＢ出力が高かった。こ
れはＣｕを添加していない磁性膜は上記薄膜磁気ヘッド
の作製工程に含まれる３５０℃の熱処理では軟磁気特性
が［６ト■二せず、Ｃｕを添加した磁性膜は３５０℃の
熱処理で軟磁気特性が向上したためと考えられる。

【発明の効果］ 以上詳細に説明したごとく、ＦｅにＣｒ、Ｍｏ。

Ｗ、ＶＩ　Ｎｂ、Ｔａ、　Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの少なくと
も１種、およびＣ，Ｂ、Ｈの少なくとも１種を添加した
合金に、Ｃｕを０１〜１ｏａｔ％添加することにより、
軟磁気特性向上に要する熱処理温度を下げることができ
る。

また上記磁性薄膜に他の非磁性の層を挿入することによ
り磁性薄膜を実際の磁気ヘットの磁隠の形状に近い形に
加工したときの軟磁気特性を向上させることができる。

またさらに、本発明の磁性薄膜を磁気ヘッドの磁気回路
の少なくとも一部に用いることにより、優れた記録特性
を有する磁気ヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＦｅ−トＩｆ−Ｃ系合金の保磁力の熱処理温度
依存性に与えるＣｕ濃度の効果を示すグラフ、第２図は
Ｆｅ−トＩｆ−Ｃｕ系合金の保磁力に与えるＣＪ度の効
果を示すグラフ、第３図はＦｅ−Ｃ−Ｃｕ系合金の保磁
力に与えるＨｆａ度の効果を示すグラフ、第４図はＦｅ
−Ｈｆ−Ｃ系合金の飽和磁束密度に与えるＣｕａ度の効
果を示すグラフ、第５図は本発明の磁性薄膜を用いた薄
膜磁気ヘッドの断面図である。 符号の説明 １１＝４’ｅ−Ｈｆ７．、−Ｃ，、、合金の保磁力の熱
処理温度依存性、 １２−Ｆｅ−Ｈｆ７，５−Ｃ８，７−Ｃｕｏ、□合金の
保磁力の熱処理温度依存性、 １３−Ｆｅ−Ｈｆ７．、−Ｃ，、、−ＣｕＳ、７合金の
保磁力の熱処理温度依存性、 ２１・・保磁力のＣ濃度依存性、 ３１・・・保磁力のＨｆ濃度依存性、 ４１・・・飽和磁束密度のＣｕｌＱ度依存性。 ５１・・・薄膜磁気ヘッド、５２・・・ＺｒＯ２基板、
５３・・磁性膜、５４・・・ギャップ層、５５・・・コ
イル、５６・・・ポリイミド系樹脂。 不 図 第 囲 １ 枡チｊ酩濃麹拵イエ 第 図 ＣＩＡ護贋（パ幻 ３１　イカト購ツク１）ＨｔｌＬｔイ芥己ｔ７オエ４１
他和チね纒しオ贋力ｐ 図 ５１　　薄Ｈφ嬶先へ、、、に ５Ｚ↓級 ！５３　Ｊｉ枕族 ５４　　　　Ｔらワ・ンフＤ屑 ５５　　コイル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．ＦｅにＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚ
   ｒ，Ｈｆの少なくとも１種を１ａｔ％〜１５ａｔ％、Ｃ
   ，Ｂ，Ｎの少なくとも１種を１〜２０ａｔ％、Ｃｕを０
   ．１〜１０ａｔ％添加したことを特徴とする磁性薄膜。
2. ２．特許請求の範囲第１項に記載の磁性薄膜に他の非磁
   性の層を挿入したことを特徴とする磁性薄膜。
3. ３．特許請求の範囲第１項から第２項に記載の磁性薄膜
   を磁気回路の少なくとも一部に用いた磁気ヘッド。