JPH04305806A - 磁気ヘッド - Google Patents

磁気ヘッド

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JPH04305806A
JPH04305806A JP6840891A JP6840891A JPH04305806A JP H04305806 A JPH04305806 A JP H04305806A JP 6840891 A JP6840891 A JP 6840891A JP 6840891 A JP6840891 A JP 6840891A JP H04305806 A JPH04305806 A JP H04305806A
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JP
Japan
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magnetic
film
magnetic head
ferrite
soft magnetic
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Pending
Application number
JP6840891A
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English (en)
Inventor
Shigekazu Suwabe
諏訪部 繁和
Fujio Tokida
常田 富士夫
Shunichi Nishiyama
俊一 西山
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置、VT
Rなどに用いる磁気ヘッドにかかわり、特に高飽和磁束
密度、高透磁率、低保磁力、低磁歪定数、耐熱性、耐食
性を有する磁性膜を用いた磁気ヘッドに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】この種の磁気ヘッドにおいては、記録媒
体の高保磁力化に対応しうる磁気特性を有し、耐食性、
耐摩耗性、耐熱性の面においても優れていることが要求
されている。これらの要求に対応するため、従来から磁
気ヘッド材料として多用されているフェライトの表面に
、フェライトよりも高い飽和磁束密度を有する軟磁性膜
を形成した複合型磁気ヘッド(以下、「MIGヘッド」
と称することがある。)が開発され、用いられている。 このMIGヘッドは、一般に、フェライトから成る一対
の磁気コア半体が、それらの間に軟磁性膜とギャップ部
を介在させてガラスボィンデングにより接合された構造
となっている。従って、軟磁性膜にはこのガラスボィン
デングの熱履歴(500℃以上)が加わっても軟磁気特
性が劣化しない耐熱性が要求される。従来、このような
耐熱性を有する材料としてはFe−Al−Si系合金薄
膜が知られており、(特開昭60−74110号参照)
実用化されている。
【0003】しかしながら、記録媒体保磁力の向上にと
もない、より高い飽和磁束密度を有する軟磁性薄膜が必
要となってきた。近年、Fe−Ga−Si膜(特開昭6
1−234509)、Fe−C多層膜(特開昭63−6
5604)、Co及びFe系組成変調窒化膜(特開昭6
2−210607)、  Fe−M−C、Co−M−C
膜(MはTi,Zr,Hf,Nb,Ta,Mo,Wのう
ち少なくても一種以上の元素)(特開平2−12350
7)等、高飽和磁束密度を有し、かつ耐熱性に優れる磁
性膜の探索がすすめられている。特に、Co−M−C膜
は耐熱性、耐食性、軟磁気特性を兼ね備えており有望で
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】Co−M−C膜(Mは
Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,Wの
群より選ばれた少なくとも一種類以上の元素を表す。)
は、熱処理前の状態ではアモルファス状態であり、熱処
理によってCoとMの炭化物の微結晶となる。Mの炭化
物がCoの結晶粒の成長を抑えることにより、高温での
熱処理後においても軟磁性が得られるものと考えられて
いる。しかしながら、MIGヘッドへの適用を行った場
合には、熱処理により移動するCが酸素を多く含んでい
るフェライト及びガラスと反応しやすい。すなわち、フ
ェライト側ではCがフェライト中の酸素と反応し擬似ギ
ャップを生じ、一方ガラス側ではガラス中の酸素と結び
つき、ガラスボイドや膜の食われを生じるために接合強
度が低下する。したがって、これらの原因により、充分
な特性を示す磁気ヘッドを形成することができない。本
発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、磁気
特性に優れ、かつ耐熱温度が高く、耐摩耗性にもすぐれ
る磁性膜を用いた磁気ヘッドを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、フェライトよ
りなる磁気コア一対の少なくとも一方に軟磁性薄膜を付
着させ、該磁気コア半体同志を突き合わせて磁気ギャッ
プを構成してなる磁気ヘッドにおいて、上記軟磁性薄膜
が、CoxMyと(CoxMy)uCz(ただし、x,
y,zは各々組成比を原子%で表し、MはTi,Zr,
Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,Wより選ばれた少
なくとも一種類以上の元素を表し、その組成範囲が、8
0≦ x ≦95 5 ≦ y ≦20 5 ≦ z ≦20 x+y=100 u=(100−Z)/100 である)と表される磁性膜の多層膜によって構成される
ことを特徴とする磁気ヘッドに関するものである。また
、本発明の磁気ヘッドは、軟磁性多層膜のフェライトお
よびギャップと接する層がCoxMy(ただし、x,y
は各々組成比を原子%で表し、MはTi,Zr,Hf,
V,Nb,Ta,Cr,Mo,Wより選ばれた少なくと
も一種類以上の元素を表し、その組成範囲が、80≦ 
x ≦95 5 ≦ y ≦20 x+y=100 である。)と表される磁性膜であることを特徴とする磁
気ヘッドであり、軟磁性多層膜の1層の厚さtが、20
0Å≦t≦5000Åの範囲であることを特徴とする磁
気ヘッド、軟磁性多層膜とフェライト間に200Å以下
の厚みのCr膜を介在させたことを特徴とする磁気ヘッ
ド、磁性薄膜組織が平均粒径200Å以下の微細な結晶
粒よりなることを特徴とする磁気ヘッドである。
【0006】
【作用】MはCとの親和力が非常に強いため、熱処理に
よって移動したCは選択的にMと結合しMの炭化物を形
成する。しかしながら、Cは非常に移動しやすいため、
単層のCo−M−C膜ではMと結合しなかったCが、フ
ェライトやガラスとも反応した。この反応を防止するた
め、Co−M膜とCo−M−C膜を多層化することによ
り、Co−M−C膜中から移動したCをCo−M膜のM
でトラップすることによりフェライトやガラスまで到達
することを防ぎ、反応を防止する。Co−M膜はそれ自
身では通常のアモルファス薄膜と同様に耐熱温度が低い
が、移動してきたCにより生成されるMの炭化物がCo
の粒成長を抑制するために耐熱温度が向上する。特に、
フェライトおよびガラスと接する層はCを含まないCo
−M層としたほうが反応が少ない。1層の厚さは、Cと
フェライトおよびガラスの反応を防ぐために少なくとも
200Å必要であり、厚すぎるとCo−M膜の粒成長が
生じるため上限は5000Åである。膜の組成としては
、非晶質化させるために、y≧5at%である必要があ
り、かつ飽和磁束密度を小さくしないという点から上限
は、y≦20at%である。また、C量は500℃以上
の耐熱性を得るためには、z≧5at%である必要があ
り、飽和磁束密度をあまり小さくしないためには、z≦
20at%である必要がある。
【0007】
【実施例】(実施例1)本発明の磁性膜の形成には通常
のRFマグネトロンスパッタ装置を用いた。Co−Mの
ターゲットをArとCH4の混合ガスを用いてスパッタ
を行った。スパッタ条件は以下の通りである。 排気到達真空度      1×10−6Torr以下
投入電力            4.5W/cm3ガ
ス圧(全圧)      4×10−3Torr基板 
               結晶化ガラス基板温度
            加熱無し総膜厚      
        約2μm(単層膜、多層膜とも)CH
4ガスを間欠的に導入することにより、Co−M膜とC
o−M−C膜の多層膜を作製した。以上の条件で作製し
た磁性膜の組成は、EPMAによって分析した。膜の飽
和磁束密度および保磁力はVSM、透磁率はベクトルイ
ンピーダンスメ−タ、磁歪定数は光てこ法により測定し
た。また、この磁性膜の耐熱性はN2雰囲気中で所定の
温度に加熱後、室温で透磁率を測定し、透磁率が100
0以下となる温度の高低によって判定した。表1に60
0℃回転磁界中の熱処理を施した場合の透磁率μ(5M
Hz)、保磁力Hc、飽和磁束密度Bsと前述した定義
による耐熱性を示す。ここでは総膜厚を約2μmとして
いるので例えば一層の厚さ500ÅのCo85V15/
Co68V12C20膜では計40層を積層しているこ
とを意味している。また基板に接する層はCを含まない
層とした。この結果を表1、表2に示す。
【0008】
【表1】
【0009】
【表2】
【0010】表1、表2より、多層膜にした場合におい
ても、単層膜と同様に高い耐熱性を有しており磁気特性
も良好であることがわかる。磁歪定数は、単層膜、多層
膜にかかわらず−3〜−1×10−6の値を示したが、
1〜5at%程度のFe,Ni,Mn等を加えることに
よりほぼ零にすることもできる。
【0011】(実施例2)次に本発明によるCo−Ta
−Zr/Co−Ta−Zr−C多層膜を磁気ヘッドに応
用した例を示す。多層膜は一層の厚さを400Åとし4
9層積層した。ただし、フェライト及びガラスと接する
層は、Co−Ta−Zrとした。図1は本発明の磁性膜
を適用した磁気ヘッドコアの一例を示す外観斜視図であ
り、図2はその記録媒体対向面を示す拡大平面図である
。この磁気ヘッドコアを図3に示すようなCaTiO3
のスライダーにガラスで固定し、ジンバルに取付けハー
ドディスクドライブ用の磁気ヘッドとして評価した。 図4は、本発明による磁性膜を用いた磁気ヘッドを用い
て測定した媒体保磁力と限界記録密度、D50(KFC
I)の関係を示す。Bsが1.55Tと大きいCo−T
a−Zr/Co−Ta−Zr−C多層膜を用いた場合、
媒体保磁力が1500Oe以上と大きくなっても、磁気
コア先端が飽和せずに強い記録磁界が発生できるため十
分に記録することが可能であり、媒体保磁力の増加とと
もにD50も増加する。一方、Fe−Al−Si膜を用
いた場合、媒体保磁力が1500Oe以上となるとD5
0が減少してしまう。したがって、本発明のCo−Ta
−Zr/Co−Ta−Zr−C多層膜を用いた磁気ヘッ
ドを用いることにより、2000Oeの保磁力をもつ媒
体にも十分に書き込みが可能であることが確かめられた
。また、保磁力1000Oeの媒体を用い、再生出力を
比較したところ、Co−Ta−Zr/Co−Ta−Zr
−C多層膜とFe−Al−Si膜を用いた場合で差は見
られず、再生特性も良好であることを確認した。
【0012】(実施例3)次に、Co−Hf−C単層膜
とCo−Hf/Co−Hf−C多層膜を用いて図1ない
し図3に示したような磁気ヘッドを作製し、それらを用
いて測定した再生出力の周波数特性を図5ないし図8に
示す。従来のCo−Hf−C単層膜の場合においては、
図8のように、一定の周波数ごとに出力の低下が見られ
た。これは主ギャップと擬似ギャップとの干渉による出
力損失によるものと考えられ、その擬似ギャップノイズ
は4〜6dBであった。一方、Co−Hf/Co−Hf
−C多層膜(一層の厚さを500Åとし、39層積層)
を用いた磁気ヘッドにおいては、Co−Hf−C膜をフ
ェライト及びガラスに接する層とした場合でも、図5の
ように擬似ギャップノイズは2〜3dBまで低減された
。また図6のように、Co−Hfをフェライト及びガラ
スに接する層とした場合には、全周波数領域において滑
らかな出力が得られ、その擬似ギャップノイズは1dB
以内であり、大幅に改善できたことが明らかとなった。 さらにこれに加え、Co−Hfをフェライト及びガラス
に接する層とした多層膜とフェライト間に100ÅのC
r膜を介在させた場合には、図6のように擬似ギャップ
によるノイズは0.5dB以下にまで低減できることが
わかった。
【0013】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明によるCo
−M/Co−M−Cの多層膜は、高飽和磁束密度(最高
1.6T)、高透磁率(1000以上)、低保磁力(1
Oe以下)、低磁歪定数(−3〜−1×10−6)、高
耐熱性(600℃以上)という磁気ヘッド材料に必要な
特性を兼ね備えている。したがって、この磁性膜を磁気
ヘッド磁極として用いた場合、0.2μm程度の薄膜に
しても磁気飽和を起こすことなく、磁極の先端に強い磁
界を発生させることができ、超高密度磁気記録を達成す
ることができる。また、本発明の磁性膜は、通常のRF
マグネトロンスパッタ法で成膜可能であるため、製造方
法が簡単であり製造コストも安く、かつ高い信頼性も確
保できる利点がある。
【0014】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した磁気ヘッドの一例を示す外観
斜視図である。
【図2】本発明を適用した磁気ヘッドの録媒体対向面を
示す拡大平面図である。
【図3】本発明を適用した磁気コアを埋め込んだ磁気ヘ
ッドの外観斜視図である。
【図4】本発明の磁気ヘッドを用いて測定した媒体保磁
力と限界記録密度の関係を示す特性図である。
【図5】本発明による磁気ヘッドの再生出力と周波数の
関係を示す特性図を示す図である。
【図6】本発明による磁気ヘッドの再生出力と周波数の
関係を示す特性図である。
【図7】本発明による磁気ヘッドの再生出力と周波数の
関係を示す特性図である。
【図8】従来の磁気ヘッドの再生出力と周波数との関係
を示す特性図である。
【符号の説明】
1  磁気コア半体 2  磁気コア半体 3  軟磁性多層膜 4  磁気ギャップ 5  ガラス 6  Co−M膜 7  Co−M−C膜 8  磁気コア 9  スライダー 10  ガラス

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  フェライトよりなる磁気コア一対の少
    なくとも一方に軟磁性薄膜を付着させ、該磁気コア半体
    同志を突き合わせて磁気ギャップを構成してなる磁気ヘ
    ッドにおいて、上記軟磁性薄膜が、CoxMyと(Co
    xMy)uCz(ただし,x,y,zは各々組成比を原
    子%で表し、MはTi,Zr,Hf,V,Nb,Ta,
    Cr,Mo,Wより選ばれた少なくとも一種類以上の元
    素を表し、その組成範囲が 80≦ x ≦95 5 ≦ y ≦20 5 ≦ z ≦20 x+y=100 u=(100−Z)/100 である)と表される磁性膜の多層膜によって構成される
    ことを特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】  請求項1に記載の磁気ヘッドにおいて
    、軟磁性多層膜のフェライトおよびギャップと接する層
    がCoxMy(ただし、x,yは各々組成比を原子%で
    表し、MはTi,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,
    Mo,Wより選ばれた少なくとも一種類以上の元素を表
    し、その組成範囲が 80≦ x ≦95 5 ≦ y ≦20 x+y=100 である。)と表される磁性膜であることを特徴とする磁
    気ヘッド。
  3. 【請求項3】  請求項1または2に記載の磁気ヘッド
    において、軟磁性多層膜の1層の厚さtが、200Å≦
    t≦5000Åの範囲であることを特徴とする磁気ヘッ
    ド。
  4. 【請求項4】  請求項1ないし3に記載の磁気ヘッド
    において、軟磁性多層膜とフェライト間に200Å以下
    の厚みのCr膜を介在させたことを特徴とする磁気ヘッ
    ド。
  5. 【請求項5】  請求項1ないし4に記載の磁気ヘッド
    において、軟磁性薄膜組織が平均粒径200Å以下の微
    細な結晶粒よりなることを特徴とする磁気ヘッド。
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