JPH04168706A - 組成変調磁性膜 - 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】 〔概要〕 磁気記録装置用薄膜磁気ヘッドの磁極に適した組成変調
磁性膜に関し、 飽和磁束密度が大きく、かつ保持力が小さい薄膜磁気ヘ
ッドの磁極に適した組成変調磁性膜の提供を目的とし、 第１の形態では非晶質磁性膜、結晶化を誘導する物質か
ら成る膜、非晶質磁性膜、非結晶化を誘導する物質から
成る膜をこの順に、非結晶化を誘導する物質から成る膜
と非結晶化を誘導する物質から成る膜との距離を規定し
つつ繰り返して積層し、加熱して非結晶化を誘導する物
質から成る膜と非結晶化を誘導する物質から成る膜との
間に、鉄の結晶粒を析出させて組成変調磁性膜を構成す
る。また、第２の形態では、非晶質磁性物質に結晶化を
誘導する物質を含有させた結晶質磁性膜と、非晶質磁性
物質に非結晶化を誘導する物質を含有させた非晶質磁性
膜を、非晶質磁性膜と非晶質磁性膜との距離を規定しつ
つ交互に積層し、加熱して結晶質磁性膜内に鉄の結晶粒
を析出させて組成変調磁性膜を構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は組成変調磁性膜に関し、特に、磁気記録装置用
の薄膜磁気ヘッドの磁極に適した組成変調磁性膜に関す
る。

近年、コンピュータの外部記憶装置として磁気ディスク
装置が広く用いられるようになってきている。磁気ディ
スク装置は、高速で回転する磁気ディスクと呼ばれる記
憶媒体に、薄膜磁気ヘッドを用いて情報の記録、再生を
行うものである。この薄膜磁気ヘッド用磁極膜には、従
来、ＮｉＦｅにッケル、鉄）合金が用いられてきたが、
飽和磁束密度がＩＴ程度であるため、高保持力媒体に磁
化信号を記録することが困難になりつつある。

そこで、飽和磁束密度の高いＦｅ系の薄膜磁気ヘッド用
の磁性膜が必要となってきている。

〔従来の技術〕

近年、飽和磁束密度が高く、かつ、保磁力が小さいＦｅ
系金属として、非晶質磁性物質として鉄（Ｆｅ）とシリ
コン（Ｓｉ）とボロン（Ｂ）の合金であるＦｅ５ｉＢ合
金（アモルファス金属）が注目を浴びている。例えば、
Ｆｅ系金属として、Ｆｅ５ｉＢ合金に銅（Ｃｕ）とニオ
ブ（Ｎｂ）を約１〜３％程度混合させて、柱上トランス
等のコア材への利用が試みられている。この合金では、
結晶化を誘導するＣｕと非晶質を維持しようとするＮｂ
を混合させ、熱処理することにより、合金内に組成分布
が生じ、Ｆｅリッチ領域を核にして結晶化が進行する。

このため、この合金内が結晶粒径が非常に小さい組織に
なり、良好な軟磁気特性が得られると考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような飽和磁束密度が高く、かつ、
保磁力が小さいＦｅ５ｉＢ合金を薄膜磁気ヘッド用磁性
膜としてそのまま使用すると、良い軟磁気特性を示すＮ
ｂ添加量では、熱処理温度が６００°Ｃ〜８００°Ｃと
高く、磁気ヘッドの限界温度（約３００“Ｃ）よりも高
いため、実用化は困難であるという問題点があった。

そこで、本発明は前記従来のＦｅ５ｉＢ合金の有する課
題を解消し、Ｎｂの添加量を減らして熱処理温度を下げ
ると共に、非晶質磁性物質、結晶化を誘導する物質、非
結晶化を誘導する物質を組み合わせることにより、磁気
特性を制御できる組成変調磁性膜を提供することを目的
としている。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成する本発明の組成変調磁性膜の構成が第
１図に示される。第１図（ａ）は本発明の第１の形態の
組成変調磁性膜の原理構成を示すものであり、組成変調
磁性膜は非晶質磁性膜１、結晶化を誘導する物質から成
る膜２、非晶質磁性膜１、非結晶化を誘導する物質から
成る膜３がこの順に繰り返して積層され、非結晶化を誘
導する物質から成る膜３と非結晶化を誘導する物質から
成る膜３との距離が規定されている。そして、この組成
変調磁性膜を磁気ヘッドの磁極として使用する時は、積
層後加熱すれば良い。

第１図（ｂ）は本発明の第２の形態の組成変調磁性膜の
原理構成を示すものであり、組成変調磁性膜は、非晶質
磁性物質に結晶化を誘導する物質を含有させた結晶質磁
性膜５と、非晶質磁性物質に非結晶化を誘導する物質を
含有させた非晶質磁性膜６が交互に積層され、非晶質磁
性膜６と非晶質磁性膜６との距離が規定されている。こ
の組成変調磁性膜を磁気ヘッドの磁極として使用する時
は、積層後加熱すれば良い。

〔作用〕

本発明の第１の形態の組成変調磁性膜によれば、結晶化
誘導物質と非結晶化誘導物質の膜厚および積層周期を変
化させることにより、Ｆｅ結晶粒径、即ち、軟磁気特性
が制御される。また、本発明の第２の形態の組成変調磁
性膜によれば、非晶質磁性膜と結晶質磁性膜の膜厚、つ
まり積層周期を変化させることにより、Ｆｅ結晶粒、即
ち、軟磁気特性が制御される。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図は本発明の一実施例の組成変調磁性膜２０の成膜
時の膜構成を示す断面図である。図において、２１はＦ
ｅ系アモルファス金属層でＦｅ５ｉＢ等の非晶質磁性物
質であり、２２は結晶化誘導物質からなる膜で、例えば
、アモルファス金属に結晶化を誘導するＣｕからなり、
２３は非結晶化誘導物質からなる膜で、例えば、アモル
ファス金属をアモルファス状態のままで保とうとするＮ
ｂからなる。この実施例では、基板上に、Ｆｅ系アモル
ファス金属層２１、非結晶化誘導物質からなる膜２３、
Ｆｅ系アモルファス金属層２１、結晶化誘導物質からな
る膜２２をこの順に複数層繰り返して積層して組成変調
磁性膜を形成する。このとき、非結晶化誘導物質からな
る膜２３の膜厚は数人から数十入程度であり、非結晶化
誘導物質からなる膜２３と非結晶化誘導物質からなる膜
２３との距離は、百〜数百人の範囲で規定する。また、
基板冷却により、成膜時は膜全体を非晶質にする。この
ため、基板温度が必要以上に上がらないイオンビームス
パッタ法による成膜が有効である。

第３図は第２図のように形成された組成変調磁性膜２０
を加熱して熱処理した後にさました焼鈍後の膜３０の構
造を示す断面図である。第２図の構造の組成変調磁性膜
２０を熱処理すると、アモルファス金属に結晶化を誘導
するＣｕの効果により、Ｆｅは結晶化してＦｅ結晶粒２
４となるが、アモルファス金属をアモルファス状態のま
まで保とうとするＮｂのためにＦｅ結晶粒２４の粒径は
制限を受ける。

つまり、Ｆｅ結晶粒２４の粒径は非結晶化誘導物質から
なる膜２３と非結晶化誘導物質からなる膜２３との距離
によって制限を受け、百〜数百人の範囲で規定される。

このＦｅ結晶粒２４の粒径の大きさで軟磁気特性が制御
できる。また、ＣｕとＮｂの添加量を変えることにより
、結晶化温度が変化して、焼鈍温度を制御することもで
きる。

このように、この実施例の組成変調磁性膜は、非結晶化
誘導物質からなる膜２３と非結晶化誘導物質からなる膜
２３との距離を最適化することにより、高飽和磁束密度
で低保磁力の磁性膜を実現することができ、この組成変
調磁性膜を磁気ヘッド用磁極材料として使用することに
より、高保磁力媒体に高密度信号を記録することができ
る。

第４図は本発明の別の実施例の組成変調磁性膜４０の成
膜時の膜構成を示す断面図である。図において、４１は
Ｆｅ系アモルファス金属に非晶質磁性物質を含有させた
非晶質磁性膜であり、例えば、Ｆｅ５ｉＢＮｂ等であり
、４２はＦｅ系アモルファス金属に結晶化誘導物質を含
有させた結晶質磁性膜であり、例えば、ＦｅＳｉＢＣｕ
等である。この実施例では、基板上に、非晶質磁性膜４
１と結晶質磁性膜４２とを交互に繰り返して積層して組
成変調磁性膜を形成する、このとき、非晶質磁性膜４１
と非晶質磁性膜４１との距離は結晶質磁性膜４２の膜厚
と同じ百〜数百人の範囲で規定し、膜厚は数入から数十
人程度に規定する。また、基板冷却により、成膜時は膜
全体を非晶質にする。このため、基板温度が必要以上に
上がらないイオンビームスパッタ法による成膜が有効で
ある。

第５図は第４図のように形成された組成変調磁性膜４０
を加熱して熱処理した後にさました焼鈍後の膜５０の構
造を示す断面図である。第４図の構造の組成変調磁性膜
４０を熱処理すると、アモルファス金属に結晶化を誘導
するＣｕの効果により、Ｆｅは結晶化するが、アモルフ
ァス金属をアモルファス状態のままで保とうとするＮｂ
のためにＦｅの粒径は制限を受け、はぼ均一の大きさを
持つＦｅ結晶粒４３となる。つまり、Ｆｅの結晶粒４３
の粒径は非晶質磁性膜４１と非晶質磁性膜４１との距離
（即ち、結晶質磁性膜４２の膜厚）によって制限を受け
、百〜数百人の範囲で規定される。このＦｅ結晶粒４３
の粒径の大きさで軟磁気特性が制御できる。また、Ｃｕ
とＮｂの添加量を変えることにより、結晶化温度が変化
して、焼鈍温度を制御することもできる。

このように、この実施例の組成変調磁性膜も、非晶質磁
性膜４１と非晶質磁性膜４１との距離（即ち、結晶質磁
性膜４２の膜厚）を最適化することにより、高飽和磁束
密度で低保磁力の磁性膜を実現することができ、この組
成変調磁性膜を磁気ヘッド用磁極材料として使用するこ
とにより、高保磁力媒体に高密度信号を記録することが
できる。

〔発明の効果〕

′　　以上説明したように、本発明の組成変調磁性膜に
よれば、非晶質磁性物質、結晶化を誘導する物質、非結
晶化を誘導する物質を組み合わせることにより、磁気特
性を制御できる組成変調磁性膜を提供することができ、
これを磁気ヘッド用磁極材料として使用することにより
、高保磁力媒体に高密度信号を記録することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）本発明の第１の形態の組成変調磁性膜の原
理構成図、 第１図（ｂ）本発明の第２の形態の組成変調磁性膜の原
理構成図、 第２図は本発明の組成変調磁性膜の一実施例の構成を示
す断面、図、 第３図は第２図の構成の組成変調磁性膜の焼鈍後の構成
を示す断面図、 第４図は本発明の組成変調磁性膜の別の実施例の構成を
示す断面図、 第５図は第４図の構成の組成変調磁性膜の焼鈍後の構成
を示す断面図である。 ２０・・・組成変調磁性膜（成膜時）、２１・・・非晶
質磁性物質（Ｆｅアモルファス金属層）、２２・・・結
晶化誘導物質からなる膜、２３・・・非結晶化誘導物質
からなる膜、２４・・・Ｆｅ結晶粒、 ３０・・・組成変調磁性膜（焼鈍後）、４０・・・組成
変調磁性膜（成膜時）、４１・・・非晶質磁性膜、 ４２・・・結晶質磁性膜、 ４３・・・Ｆｅ結晶粒、 ５０・・・組成変調磁性膜（焼鈍後）。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．非晶質磁性膜（１）、結晶化を誘導する物質から成
   る膜（２）、非晶質磁性膜（１）、非結晶化を誘導する
   物質から成る膜（３）をこの順に繰り返して積層した組
   成変調磁性膜であって、 非結晶化を誘導する物質から成る膜（３）と非結晶化を
   誘導する物質から成る膜（３）との距離を規定したこと
   を特徴とする組成変調磁性膜。
2. ２．前記組成変調磁性膜を加熱して、非結晶化を誘導す
   る物質から成る膜（３）と非結晶化を誘導する物質から
   成る膜（３）との間に、鉄の結晶粒（４）を析出させて
   なる請求項１に記載の組成変調磁性膜。
3. ３．前記組成変調磁性膜を薄膜磁気ヘッド用磁極材料と
   して使用したことを特徴とする請求項２に記載の組成変
   調磁性膜。
4. ４．前記非晶質磁性膜にＦｅＳｉＢ、結晶化を誘導する
   物質にＣｕ、非結晶化を誘導する物質にＮｂ、Ｎｏ、も
   しくはＴａを用いることを特徴とする請求項１から３の
   いずれかに記載の組成変調磁性膜。
5. ５．非晶質磁性物質に結晶化を誘導する物質を含有させ
   た結晶質磁性膜（５）と、非晶質磁性物質に非結晶化を
   誘導する物質を含有させた非晶質磁性膜（６）を交互に
   積層した組成変調磁性膜であって、非晶質磁性膜（６）
   と非晶質磁性膜（６）との距離を規定したことを特徴と
   する組成変調磁性膜。
6. ６．前記組成変調磁性膜を加熱して、結晶質磁性膜（５
   ）内に、鉄の結晶粒（７）を析出させてなる請求項５に
   記載の組成変調磁性膜。
7. ７．前記組成変調磁性膜を薄膜磁気ヘッド用磁極材料と
   して使用したことを特徴とする請求項６に記載の組成変
   調磁性膜。
8. ８．前記非晶質磁性膜にＦｅＳｉＢＮｂ、もしくはＦｅ
   ＳｉＭｏ、ＦｅＳｉＢＴａ、ＦｅＳｉＢＷ、結晶質磁性
   薄膜にＦｅＳｉＢＣｕを用いることを特徴とする請求項
   ５から７のいずれかに記載の組成変調磁性膜。