JPH04285153A - 多層磁性体膜およびその形成方法 - Google Patents
多層磁性体膜およびその形成方法Info
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- JPH04285153A JPH04285153A JP4984391A JP4984391A JPH04285153A JP H04285153 A JPH04285153 A JP H04285153A JP 4984391 A JP4984391 A JP 4984391A JP 4984391 A JP4984391 A JP 4984391A JP H04285153 A JPH04285153 A JP H04285153A
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多層磁性体膜およびそ
の形成方法に関し、特に磁気ヘッド等の磁芯材料に用い
る軟磁性の多層磁性体膜およびその形成方法に係わる。
の形成方法に関し、特に磁気ヘッド等の磁芯材料に用い
る軟磁性の多層磁性体膜およびその形成方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術および課題】近年、コンピュータ等の情報
処理機器において取扱う情報量の増加に伴い、外部記憶
装置として用いられる磁気記録装置の記録容量の増大が
求められている。前記磁気記録装置の記録容量を増加さ
せるためには、記録密度の向上が不可欠であり、その目
的のために高保持力の記録媒体が採用されている。かか
る高保持力記録媒体に書き込みを行うためには、高磁束
密度でも飽和しない磁気ヘッドが必要であり、前記磁気
ヘッドの磁芯に高飽和磁束密度を有する軟磁性材料を用
いることが必要である。また、ヘッドの再生効率の面か
ら、低保磁力、高透磁率の特性を有する材料から形成す
ることがことも必要である。
処理機器において取扱う情報量の増加に伴い、外部記憶
装置として用いられる磁気記録装置の記録容量の増大が
求められている。前記磁気記録装置の記録容量を増加さ
せるためには、記録密度の向上が不可欠であり、その目
的のために高保持力の記録媒体が採用されている。かか
る高保持力記録媒体に書き込みを行うためには、高磁束
密度でも飽和しない磁気ヘッドが必要であり、前記磁気
ヘッドの磁芯に高飽和磁束密度を有する軟磁性材料を用
いることが必要である。また、ヘッドの再生効率の面か
ら、低保磁力、高透磁率の特性を有する材料から形成す
ることがことも必要である。
【０００３】従来の軟磁性材料としては、ソフトフェラ
イト、パーマロイ、センダスト、コバルト基アモルファ
ス合金等が知られている。しかしながら、これらの軟磁
性材料は飽和磁束密度が高々０．５〜１．０Ｔであり、
前記目的を達成するためには不十分である。より高飽和
磁束密度を有する磁性材料としては、鉄が知られている
。しかしながら、鉄はスパッタリング、蒸着等の通常の
成膜技術を用いて多結晶膜を形成させた場合には、保磁
力が大きく磁気ヘッドの磁芯材料として使用することが
できない。
イト、パーマロイ、センダスト、コバルト基アモルファ
ス合金等が知られている。しかしながら、これらの軟磁
性材料は飽和磁束密度が高々０．５〜１．０Ｔであり、
前記目的を達成するためには不十分である。より高飽和
磁束密度を有する磁性材料としては、鉄が知られている
。しかしながら、鉄はスパッタリング、蒸着等の通常の
成膜技術を用いて多結晶膜を形成させた場合には、保磁
力が大きく磁気ヘッドの磁芯材料として使用することが
できない。
【０００４】また、鉄の軟磁気特性の改善のために合金
元素の添加が試みられている。しかしながら、十分に軟
磁性が改善されるまで合金元素を添加すると、大幅な飽
和磁束密度の低下を招くため、１．８Ｔ以上の飽和磁束
密度を有する軟磁性材料は得られていない。
元素の添加が試みられている。しかしながら、十分に軟
磁性が改善されるまで合金元素を添加すると、大幅な飽
和磁束密度の低下を招くため、１．８Ｔ以上の飽和磁束
密度を有する軟磁性材料は得られていない。
【０００５】このようなことから、軟磁気特性を改善す
る方法としてＦｅと他の物質とを積層する方法が試みら
れている。しかしながら、非磁性であるか、もしくは磁
性を有していても鉄に比べてはるかに小さい飽和磁束密
度しか持たない他の物質との積層化は、飽和磁束密度の
低下を招くため、１．８Ｔ以上の飽和磁束密度を有する
軟磁性材料は得られていない。
る方法としてＦｅと他の物質とを積層する方法が試みら
れている。しかしながら、非磁性であるか、もしくは磁
性を有していても鉄に比べてはるかに小さい飽和磁束密
度しか持たない他の物質との積層化は、飽和磁束密度の
低下を招くため、１．８Ｔ以上の飽和磁束密度を有する
軟磁性材料は得られていない。
【０００６】本発明は、前記従来の問題点を解消するた
めになされたもので、良好な軟磁気特性と高飽和磁束密
度を有する多層磁性膜およびその製造方法を提供しよう
とするものである。
めになされたもので、良好な軟磁気特性と高飽和磁束密
度を有する多層磁性膜およびその製造方法を提供しよう
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる多層磁性
体膜は、基板上に鉄薄膜又は鉄を主成分とする合金薄膜
と窒素を含有する鉄又は鉄を主成分とする合金の薄層と
を２層以上積層した多層磁性体膜であって、前記鉄薄膜
又は鉄を主成分とする合金薄膜と前記窒素を含有する薄
層との間の一部又は全部が組成的に漸次変化しているこ
とを特徴とするものである。前記鉄を主成分とする合金
としては、例えばＦｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金等を
挙げることができる。前記鉄薄膜または鉄を主成分とす
る合金薄膜は、一層当たりの厚さが５〜２００ｎｍとす
ることが望ましい。
体膜は、基板上に鉄薄膜又は鉄を主成分とする合金薄膜
と窒素を含有する鉄又は鉄を主成分とする合金の薄層と
を２層以上積層した多層磁性体膜であって、前記鉄薄膜
又は鉄を主成分とする合金薄膜と前記窒素を含有する薄
層との間の一部又は全部が組成的に漸次変化しているこ
とを特徴とするものである。前記鉄を主成分とする合金
としては、例えばＦｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金等を
挙げることができる。前記鉄薄膜または鉄を主成分とす
る合金薄膜は、一層当たりの厚さが５〜２００ｎｍとす
ることが望ましい。
【０００８】また、本発明に係わる多層磁性体膜の形成
方法は基板上に鉄薄膜又は鉄を主成分とする合金薄膜を
堆積する工程と、前記鉄薄膜又は鉄薄膜又は鉄を主成分
とする合金薄膜の表面を窒化する工程を交互に少なくと
も１回以上繰り返すことを特徴とするものである。
方法は基板上に鉄薄膜又は鉄を主成分とする合金薄膜を
堆積する工程と、前記鉄薄膜又は鉄薄膜又は鉄を主成分
とする合金薄膜の表面を窒化する工程を交互に少なくと
も１回以上繰り返すことを特徴とするものである。
【０００９】前記基板上に鉄薄膜又は鉄を主成分とする
合金薄膜を堆積する方法としては、種々の方法を採用す
ることができるが、特に加熱による真空蒸着法、スパッ
タリング法、ＣＶＤ法が好適である。前記窒化処理とし
ては、Ｎ２ プラズマ照射法、Ｎ２ イオン注入法、熱
窒化法が好適である。
合金薄膜を堆積する方法としては、種々の方法を採用す
ることができるが、特に加熱による真空蒸着法、スパッ
タリング法、ＣＶＤ法が好適である。前記窒化処理とし
ては、Ｎ２ プラズマ照射法、Ｎ２ イオン注入法、熱
窒化法が好適である。
【００１０】
【作用】本発明によれば、基板上に鉄薄膜又は鉄を主成
分とする合金薄膜と窒素を含有する鉄又は鉄を主成分と
する合金の薄層とを２層以上積層した多層磁性体膜であ
って、前記鉄薄膜又は鉄を主成分とする合金薄膜と前記
窒素を含有する薄層との間の一部又は全部が組成的に漸
次変化している、つまり明瞭な界面を有さない構成とす
ることによって、良好な軟磁性を有する多層磁性体膜を
得ることができる。これは、前記鉄薄膜又は鉄を主成分
とする合金薄膜と前記窒素を含有する薄膜との間の一部
又は全部が明瞭な界面を有さないため、膜形成過程で界
面に生じる歪みや、膜が磁化した時に界面に生じる磁気
歪みに起因する特性劣化を回避できることによるものと
考えられる。しかも、大きな飽和磁束密度を有する前記
鉄薄膜又は鉄を主成分とする合金薄膜と前記窒化物薄層
を２層以上積層しているため、多層構造とすることによ
る飽和磁束密度の低下を防止しつつ軟磁気特性を改善で
きる。
分とする合金薄膜と窒素を含有する鉄又は鉄を主成分と
する合金の薄層とを２層以上積層した多層磁性体膜であ
って、前記鉄薄膜又は鉄を主成分とする合金薄膜と前記
窒素を含有する薄層との間の一部又は全部が組成的に漸
次変化している、つまり明瞭な界面を有さない構成とす
ることによって、良好な軟磁性を有する多層磁性体膜を
得ることができる。これは、前記鉄薄膜又は鉄を主成分
とする合金薄膜と前記窒素を含有する薄膜との間の一部
又は全部が明瞭な界面を有さないため、膜形成過程で界
面に生じる歪みや、膜が磁化した時に界面に生じる磁気
歪みに起因する特性劣化を回避できることによるものと
考えられる。しかも、大きな飽和磁束密度を有する前記
鉄薄膜又は鉄を主成分とする合金薄膜と前記窒化物薄層
を２層以上積層しているため、多層構造とすることによ
る飽和磁束密度の低下を防止しつつ軟磁気特性を改善で
きる。
【００１１】また、本発明方法によれば基板上に鉄薄膜
又は鉄を主成分とする合金薄膜を堆積する工程と、前記
鉄薄膜又は鉄薄膜又は鉄を主成分とする合金薄膜の表面
を窒化する工程を交互に少なくとも１回以上繰り返すこ
とにより、窒素を含有する鉄または鉄を主成分とする合
金の薄層を初めから形成する場合と異なり、前記鉄薄膜
又は鉄を主成分とする合金薄膜と前記窒化処理により形
成された窒素を含有する薄層との間に明瞭な組成的変化
が生じるのを回避できるため、既述したように多層構造
とすることによる飽和磁束密度の低下を防止しつつ軟磁
気特性を改善した多層磁性体膜を製造できる。
又は鉄を主成分とする合金薄膜を堆積する工程と、前記
鉄薄膜又は鉄薄膜又は鉄を主成分とする合金薄膜の表面
を窒化する工程を交互に少なくとも１回以上繰り返すこ
とにより、窒素を含有する鉄または鉄を主成分とする合
金の薄層を初めから形成する場合と異なり、前記鉄薄膜
又は鉄を主成分とする合金薄膜と前記窒化処理により形
成された窒素を含有する薄層との間に明瞭な組成的変化
が生じるのを回避できるため、既述したように多層構造
とすることによる飽和磁束密度の低下を防止しつつ軟磁
気特性を改善した多層磁性体膜を製造できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例１
【００１３】同一真空槽中にスパッタリング用カソード
とＥＣＲ型プラズマ源が設けられた薄膜製造装置を用い
、ガラス基板上に厚さ１０ｎｍの鉄薄膜をスパッタリン
グ蒸着する毎に前記鉄薄膜表面に窒素のＥＣＲプラズマ
を１０秒間照射する工程を５０回繰り返して厚さ５２０
ｎｍの多層磁性体膜を形成した。 実施例２
とＥＣＲ型プラズマ源が設けられた薄膜製造装置を用い
、ガラス基板上に厚さ１０ｎｍの鉄薄膜をスパッタリン
グ蒸着する毎に前記鉄薄膜表面に窒素のＥＣＲプラズマ
を１０秒間照射する工程を５０回繰り返して厚さ５２０
ｎｍの多層磁性体膜を形成した。 実施例２
【００１４】同一真空槽中にスパッタリング用カソード
とＥＣＲ型プラズマ源が設けられた薄膜製造装置を用い
、アルミナ基板上に厚さ１００ｎｍの３０ｗｔ％コバル
ト含有鉄合金薄膜をスパッタリング蒸着する毎に前記鉄
合金薄膜表面に窒素のＥＣＲプラズマを５０秒間照射す
る工程を１０回繰り返して厚さ１０５０ｎｍの多層磁性
体膜を形成した。 実施例３
とＥＣＲ型プラズマ源が設けられた薄膜製造装置を用い
、アルミナ基板上に厚さ１００ｎｍの３０ｗｔ％コバル
ト含有鉄合金薄膜をスパッタリング蒸着する毎に前記鉄
合金薄膜表面に窒素のＥＣＲプラズマを５０秒間照射す
る工程を１０回繰り返して厚さ１０５０ｎｍの多層磁性
体膜を形成した。 実施例３
【００１５】同一真空槽中に電子銃型蒸着源とイオン源
が設けられた薄膜製造装置を用い、ガラス基板上に厚さ
２０ｎｍの鉄薄膜を蒸着する毎に前記鉄薄膜表面に窒素
イオンを５０秒間照射する工程を５０回繰り返して厚さ
１０７０ｎｍの多層磁性体膜を形成した。 実施例４
が設けられた薄膜製造装置を用い、ガラス基板上に厚さ
２０ｎｍの鉄薄膜を蒸着する毎に前記鉄薄膜表面に窒素
イオンを５０秒間照射する工程を５０回繰り返して厚さ
１０７０ｎｍの多層磁性体膜を形成した。 実施例４
【００１６】ＥＣＲ型プラズマ源を組込んだプラズマＣ
ＶＤ装置を用い、ガラス基板上にフェロセンを原料ガス
として厚さ５０ｎｍの鉄薄膜を蒸着する毎に前記鉄薄膜
表面に窒素のＥＣＲプラズマを３０秒間照射する工程を
１０回繰り返して厚さ５２５ｎｍの多層磁性体膜を形成
した。 比較例１
ＶＤ装置を用い、ガラス基板上にフェロセンを原料ガス
として厚さ５０ｎｍの鉄薄膜を蒸着する毎に前記鉄薄膜
表面に窒素のＥＣＲプラズマを３０秒間照射する工程を
１０回繰り返して厚さ５２５ｎｍの多層磁性体膜を形成
した。 比較例１
【００１７】スパッタリング装置を用い、ガラス基板上
に厚さ６ｎｍの鉄薄膜をスパッタリング蒸着する工程と
窒素雰囲気中で鉄を反応性スパッタ蒸着して厚さ５ｎｍ
の窒化鉄薄膜を成膜する工程を交互に５０回繰り返して
厚さ５５０ｎｍの多層磁性体膜を形成した。 比較例２
に厚さ６ｎｍの鉄薄膜をスパッタリング蒸着する工程と
窒素雰囲気中で鉄を反応性スパッタ蒸着して厚さ５ｎｍ
の窒化鉄薄膜を成膜する工程を交互に５０回繰り返して
厚さ５５０ｎｍの多層磁性体膜を形成した。 比較例２
【００１８】同一真空槽中に電子銃加熱型蒸発源とイオ
ン源が設けられた薄膜製造装置を用い、ガラス基板上に
厚さ１５ｎｍの鉄薄膜を蒸着する工程と窒素イオンを照
射しながら鉄を蒸着して厚さ６ｎｍの窒化鉄薄膜を成膜
する工程を交互に５０回繰り返して厚さ１０５０ｎｍの
多層磁性体膜を形成した。得られた実施例１〜４および
比較例１、２の多層磁性体膜について飽和磁束密度およ
び保磁力を測定した。その結果を下記表１に示す。
表１
飽和磁束密度 保
磁力
（Ｔ） （Ａ／
ｍ） 実施例１
２．０ ３０
実施例２ ２．
３ ６０
実施例３ ２．０
７０ 実
施例４ １．９ ７０
比較例１
１．９ ８００
比較例２ １．８
１２００
ン源が設けられた薄膜製造装置を用い、ガラス基板上に
厚さ１５ｎｍの鉄薄膜を蒸着する工程と窒素イオンを照
射しながら鉄を蒸着して厚さ６ｎｍの窒化鉄薄膜を成膜
する工程を交互に５０回繰り返して厚さ１０５０ｎｍの
多層磁性体膜を形成した。得られた実施例１〜４および
比較例１、２の多層磁性体膜について飽和磁束密度およ
び保磁力を測定した。その結果を下記表１に示す。
表１
飽和磁束密度 保
磁力
（Ｔ） （Ａ／
ｍ） 実施例１
２．０ ３０
実施例２ ２．
３ ６０
実施例３ ２．０
７０ 実
施例４ １．９ ７０
比較例１
１．９ ８００
比較例２ １．８
１２００
【００１９】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば良好
な軟磁気特性と高飽和磁束密度を有し、磁気ヘッドの磁
芯等に有効な多層磁性体膜、およびかかる多層磁性体膜
を簡単に製造し得る方法を提供できる。
な軟磁気特性と高飽和磁束密度を有し、磁気ヘッドの磁
芯等に有効な多層磁性体膜、およびかかる多層磁性体膜
を簡単に製造し得る方法を提供できる。
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に鉄薄膜又は鉄を主成分とする
合金薄膜と窒素を含有する鉄又は鉄を主成分とする合金
の薄層とを２層以上積層した多層磁性体膜であって、前
記鉄薄膜又は鉄を主成分とする合金薄膜と前記窒素を含
有する薄層との間の一部又は全部が組成的に漸次変化し
ていることを特徴とする多層磁性体膜。 - 【請求項２】 基板上に鉄薄膜又は鉄を主成分とする
合金薄膜を堆積する工程と、前記鉄薄膜又は鉄薄膜又は
鉄を主成分とする合金薄膜の表面を窒化する工程を交互
に少なくとも１回以上繰り返すことを特徴とする多層磁
性体膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4984391A JPH04285153A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 多層磁性体膜およびその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4984391A JPH04285153A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 多層磁性体膜およびその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285153A true JPH04285153A (ja) | 1992-10-09 |
Family
ID=12842356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4984391A Pending JPH04285153A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 多層磁性体膜およびその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04285153A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5589221A (en) * | 1994-05-16 | 1996-12-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic thin film, and method of manufacturing the same, and magnetic head |
| JP2007231304A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Ｙｋｋ Ａｐ株式会社 | 薄膜の製造方法及び製造装置、並びに成形体の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62164868A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Hitachi Ltd | 鉄窒素化合物多層膜とその作製方法 |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP4984391A patent/JPH04285153A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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