JPH04305807A - Co基軟磁性薄膜及びこれを用いた磁気ヘッド - Google Patents

Co基軟磁性薄膜及びこれを用いた磁気ヘッド

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JPH04305807A
JPH04305807A JP6840991A JP6840991A JPH04305807A JP H04305807 A JPH04305807 A JP H04305807A JP 6840991 A JP6840991 A JP 6840991A JP 6840991 A JP6840991 A JP 6840991A JP H04305807 A JPH04305807 A JP H04305807A
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JP
Japan
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magnetic
film
magnetic head
thin film
soft magnetic
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JP6840991A
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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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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のコア材料にかかわり、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とそれ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に、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
金薄膜が用いられている。(特開昭60−74110号
参照)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61−2
34509号)、Fe−C多層膜(特開昭63−656
04号)、Co及びFe系組成変調窒化膜(特開昭62
−210607号)、Co−M−C膜(MはTi,Zr
,Hf,Nb,Ta,Mo,Wの群より選ばれた少なく
とも一種以上の元素を表す。)(特開平2−12350
7号)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。
【0003】特にCo系の膜の方が耐食性に優れており
、耐熱温度が700℃以上と高く、飽和磁束密度も1.
5T前後であり、実用的には有望であると考えられる。 これらの膜は、成膜後ではアモルファス状態であるが、
熱処理によって結晶化して結晶粒径が100〜200Å
の微結晶組織となる。このためCo結晶粒間の交換結合
力によって磁気異方性分散が低減され、軟磁性が得られ
ると考えられている。またMの炭化物あるいは窒化物な
どが、Coの粒成長を抑制することにより、600℃以
上の高い耐熱性が得られると考えられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、MIG
ヘッドへの応用を考えた場合、Co−M−C膜(MはT
i,Zr,Hf,Nb,Ta、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。)を用いると、
還元作用の強いCがフェライトと著しく反応し擬似ギャ
ップを生じたり、ガラスと反応し接合強度を低下させる
という問題があった。また、Co系の窒化膜では単層膜
で十分な軟磁性を得ることが難しく、窒化させた層と非
窒化層を積層した組成変調膜にすることにより軟磁性を
得ているが、この方法では窒素ガス量のコントロール等
が難しく、良好な特性を有する積層膜の作製が困難であ
った。Bを含むCo系の膜では、軟磁性の得られる組成
では飽和磁束密度が低いという問題があった。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、ガラスやフェライトとの反
応性の低い磁性膜及びそれを用いた磁気ヘッドを提供す
ることである。
【0005】
【問題点を解決するための手段】本発明は、CoxMy
CuZv(ただし,x,y,u,vは各々組成比を原子
%として表し,MはTi,Zr,Hf,Nb,Ta、M
o,Wよりなる群から選択された少なくとも一種類以上
の元素を表し、Cは炭素で、ZはB(ほう素)またはN
(窒素)の少なくとも一種類以上の元素を表す)で示さ
れる組成を有し、その組成範囲が 60≦x≦90 5≦y≦20 1.5≦u≦14 1.5≦v≦14 0.3≦u/(u+v)≦0.7 x+y+u+v=100 であることを特徴とするCo基軟磁性薄膜である。また
、本発明は前記組成比のCo基軟磁性薄膜の組織を平均
粒径200Å以下の微細な結晶粒に制御して、磁気異方
性の分散を低減して良好な軟磁性特性を有することを特
徴とするCo基軟磁性薄膜を、更に、上記のような組成
比、結晶粒径を有するCo基軟磁性薄膜を、磁気コアの
磁気ギャップ対向面に形成したことを特徴とする磁気ヘ
ッドを提供するものである。
【0006】
【作用】Co−M−C膜のC量を減らすことにより、膜
とフェライトおよびガラスとの反応が低減され、擬似ギ
ャップが無く、接合強度も十分なヘッドが形成できるよ
うになる。ただし、C量を減らしたためにCoの粒成長
を抑制するMの炭化物の生成が十分でなくなるので、C
の代わりにN及びBの少なくとも一方を加えることによ
り、Mの窒化物もしくはMのほう化物を生成させCoの
粒成長の抑制に寄与させる。Mの炭化物等が少なすぎる
とCoの粒成長が生じるので、Mは5at%以上必要で
ある。またMが多すぎるとCoの結晶粒界に存在する炭
化物等が多くなり、Co粒間の磁気的な交換結合力が低
下し軟磁性が劣化したり、飽和磁束密度が低下するとい
う問題があるのでMの上限は20at%である。良好な
軟磁性を得るためには、CとN、Bの量は合わせて5a
t%以上必要であり、上限は20at%である。とくに
C量は、これら3つの元素のうちの30〜70%の範囲
にすることが軟磁性を得る上で望ましい。
【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とM
の炭化物や窒化物、あるいは、ほう化物の粉末を用いて
作製した焼結ターゲットを、Arガスを用いてスパッタ
リングすることにより薄膜を作製した。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/cm3A
rガス圧          4×10−3Torr基
板                結晶化ガラス基板
温度            加熱無し膜厚     
           2μm場合によっては、Arガ
スにCH4 ガスやN2 ガスを混合することにより、
膜中のC量及びN量を変化させた。 以上の条件で作製した磁性膜の組成は、EPMA及び燃
焼赤外分析法によって分析した。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1000以下となる
温度の高低により判定した。表1、表2に600℃回転
磁界中の熱処理を施した場合の透磁率μ(5MHz)、
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。
【0008】
【表1】
【0009】
【表2】
【0010】Co−M−C膜と同様に、N及びBを加え
た膜においても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、Co−M−C膜で
は−3〜−1×10−6の値を示したが、N、Bの添加
により−1〜1×10−6の範囲とすることもできる。
【0011】(実施例2)次に本発明によるCo82Z
r8C7N3(at%)膜を磁気ヘッドに応用した例を
示す。 図1は本発明の磁性膜を適用した磁気コアの一例を示す
外観の斜視図であり、図2はその記録媒体対向面を示す
拡大平面図である。この磁気コアを図3に示すようなC
aTiO3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
(KFCI)の関係を示す。Bsが1.6Tと大きいC
o82Zr8C7N3 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膜を用いた場合には、媒体保
磁力が1500Oe以上となるとD50が減少してしま
う。したがって、本発明のCo82Zr8C7N3 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、Co82Zr8C7
N3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、Co76Hf9C15
(at%)膜とCo76Hf9C10N4B1(at%
)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7に示す。従来のCo76Hf9C1
5膜の場合においては、図7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
、本発明によるCo76Hf9C10N4B1 膜を用
いた磁気ヘッドにおいては、図5のように、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。さらに磁性膜とフェライト間に100Åの
Cr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−C−Z膜は、高飽和磁束密度(最高1.6T)、
高透磁率(1000以上)、低保磁力(1Oe以下)、
低磁歪定数(−1〜1×10−6)、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コア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コアの記録媒体対向面を
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】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  Co−M−C−Z膜 4  磁気ギャップ 5  ガラス 6  磁気コア 7  スライダー 8  ガラス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  CoxMyCuZv(ただし、x,y
    ,u,vは、各々組成比を原子%として表し、MはTi
    ,Zr,Hf,Nb,Ta,Mo,Wよりなる群から選
    択された少なくとも一種類以上の元素、Cは炭素で、Z
    はB(ほう素)、またはN(窒素)の少なくとも一種類
    以上の元素を表す)で示される組成を有し、その組成範
    囲が60≦ x≦90 5≦ y≦20 1.5≦ u≦14 1.5≦ v≦14 0.3≦ u/(u+v)≦0.7 x+y+v+u=100 であることを特徴とするCo基軟磁性薄膜。
  2. 【請求項2】  請求項1に記載のCo基軟磁性薄膜に
    おいて、該軟磁性薄膜の組織が平均粒径200Å以下の
    微細な結晶粒よりなることを特徴とするCo基軟磁性薄
    膜。
  3. 【請求項3】  請求項1または2に記載のCo基軟磁
    性薄膜を、磁気コアの磁気ギャップ対向面に形成したこ
    とを特徴とする磁気ヘッド。
JP6840991A 1991-04-01 1991-04-01 Co基軟磁性薄膜及びこれを用いた磁気ヘッド Pending JPH04305807A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008252036A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Toshiba Corp 磁気抵抗素子及び磁気メモリ
JP2018076587A (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド Co系高強度アモルファス合金とその使用

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