JPH05109572A - 軟磁性薄膜およびその製造方法 - Google Patents
軟磁性薄膜およびその製造方法Info
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- JPH05109572A JPH05109572A JP26588491A JP26588491A JPH05109572A JP H05109572 A JPH05109572 A JP H05109572A JP 26588491 A JP26588491 A JP 26588491A JP 26588491 A JP26588491 A JP 26588491A JP H05109572 A JPH05109572 A JP H05109572A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
- H01F41/30—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE]
- H01F41/302—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE] for applying spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気ヘッド用メッキ膜を平滑に且つ、磁気的
に分離した多層膜を形成させる。 【構成】 メッキを進行させる電流方向に対して逆方向
の直流バイアス電流をメッキ進行電流の大きさより電気
量として小さく設定し、被メッキ物にパルス電流による
電気メッキを行なう。これによって少なくとも磁気的に
分離された多層膜構造を有する軟磁性薄膜を得る。
に分離した多層膜を形成させる。 【構成】 メッキを進行させる電流方向に対して逆方向
の直流バイアス電流をメッキ進行電流の大きさより電気
量として小さく設定し、被メッキ物にパルス電流による
電気メッキを行なう。これによって少なくとも磁気的に
分離された多層膜構造を有する軟磁性薄膜を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高密度記録用薄膜磁気ヘ
ッド用の軟磁性薄膜およびその製造方法に関するもので
ある。
ッド用の軟磁性薄膜およびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ＨＤＤ用の高密度磁気記録薄膜磁気ヘッ
ドの薄膜磁気コア軟磁性層としては従来から電気メッキ
法によるパーマロイ磁性薄膜が最も一般的に用いられて
きた。
ドの薄膜磁気コア軟磁性層としては従来から電気メッキ
法によるパーマロイ磁性薄膜が最も一般的に用いられて
きた。
【０００３】電気メッキ法による製法は軟磁性薄膜磁気
コアパターンのパターン精度を高く出来ることから利用
されてきたが、薄膜磁気ヘッドコアに実用されているも
のとしては合金メッキの困難さからこれまではパーマロ
イ（Ni-Fe合金）のみにかぎられてきた。しかし大電流
による合金メッキによれば例えばCo-Fe-Cr やFe-Co-Ni-
Cr合金のように多元系でかつ高密度記録用磁気ヘッドに
適した飽和磁束密度の高い軟磁性合金薄膜が電気メッキ
法で得られることがわかってきた。
コアパターンのパターン精度を高く出来ることから利用
されてきたが、薄膜磁気ヘッドコアに実用されているも
のとしては合金メッキの困難さからこれまではパーマロ
イ（Ni-Fe合金）のみにかぎられてきた。しかし大電流
による合金メッキによれば例えばCo-Fe-Cr やFe-Co-Ni-
Cr合金のように多元系でかつ高密度記録用磁気ヘッドに
適した飽和磁束密度の高い軟磁性合金薄膜が電気メッキ
法で得られることがわかってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電気メッキ法で作成で
きるパーマロイ合金や特に大電流の電着による上記のよ
うな多元系の高飽和磁束密度軟磁性合金薄膜では薄膜表
面に水素発泡などによる微細な陥没や突起状の異常成長
箇所などがあり、これが磁気コア薄膜層の抗磁力などを
あげたり、磁壁の移動を妨げたりするなどの悪影響を及
ぼすなどの問題点があった。また、一方において磁気コ
アの磁区構造を薄膜面内で細分化させないための方法と
して薄膜の膜厚方向に少なくとも磁気的に分離された多
層膜構造が有効であることがパーマロイなどの軟磁性膜
膜と蒸着法などによる薄い非磁性層との積層膜コアの磁
区評価などから知られているが、多層の積層膜全体が電
気メッキ法で作成できる実用的な方法が知られていなか
った。
きるパーマロイ合金や特に大電流の電着による上記のよ
うな多元系の高飽和磁束密度軟磁性合金薄膜では薄膜表
面に水素発泡などによる微細な陥没や突起状の異常成長
箇所などがあり、これが磁気コア薄膜層の抗磁力などを
あげたり、磁壁の移動を妨げたりするなどの悪影響を及
ぼすなどの問題点があった。また、一方において磁気コ
アの磁区構造を薄膜面内で細分化させないための方法と
して薄膜の膜厚方向に少なくとも磁気的に分離された多
層膜構造が有効であることがパーマロイなどの軟磁性膜
膜と蒸着法などによる薄い非磁性層との積層膜コアの磁
区評価などから知られているが、多層の積層膜全体が電
気メッキ法で作成できる実用的な方法が知られていなか
った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記のような軟磁性メッ
キ薄膜の表面異常を解消するための手段として、本発明
ではパルス電流を用いた電気メッキ法を用いて被メッキ
物をカソードとして設置させたとき、メッキを進行させ
る電流方向に対して逆方向の直流バイアス電流をメッキ
進行電流値の大きさより小さな大きさで設定し、被メッ
キ物にパルス状で任意のデューティー比のパルス電流に
よる電気メッキを行なうものである。また、このメッキ
法において、メッキを進行させる電流方向に対して逆方
向の直流バイアス電流をメッキ進行電流値の大きさより
小さな大きさで設定し、被メッキ物にパルス状で任意の
デューティー比のパルス電流による電気メッキを行なう
ことによって得られたメッキ成長層と逆バイアスによる
溶解等の影響層からなる少なくとも磁気的に分離された
多層膜構造を有すること特徴とする軟磁性薄膜がえられ
るものである
キ薄膜の表面異常を解消するための手段として、本発明
ではパルス電流を用いた電気メッキ法を用いて被メッキ
物をカソードとして設置させたとき、メッキを進行させ
る電流方向に対して逆方向の直流バイアス電流をメッキ
進行電流値の大きさより小さな大きさで設定し、被メッ
キ物にパルス状で任意のデューティー比のパルス電流に
よる電気メッキを行なうものである。また、このメッキ
法において、メッキを進行させる電流方向に対して逆方
向の直流バイアス電流をメッキ進行電流値の大きさより
小さな大きさで設定し、被メッキ物にパルス状で任意の
デューティー比のパルス電流による電気メッキを行なう
ことによって得られたメッキ成長層と逆バイアスによる
溶解等の影響層からなる少なくとも磁気的に分離された
多層膜構造を有すること特徴とする軟磁性薄膜がえられ
るものである
【０００６】
【作用】大電流による電気メッキにより合金薄膜を得よ
うとする場合、同時にカソードに発生する水素ガスの発
泡は電流モードをパルス状にさせることですくなくとも
大きな気泡への成長は妨げられ、通常成長した気泡がカ
ソード薄膜面に付着して成長が妨げられたりするなどの
メッキ面荒れにつながるという問題を避けられるものと
考えられる。また、メッキ電流のＯＦＦのときにその逆
方向の直流電流が流れることによって、突起などにつな
がる突出したメッキ成長部分は逆に優先的に溶解すると
考えられるので突起の成長が抑えられた平滑な薄膜が得
られる。パルスの大きさは逆電流の大きさがメッキ電流
の大きさより電気量として小さくなければメッキ膜は成
長させられない。この正逆量電流の電気量のおおきさの
が設定されればパルス電流のデューティー比、およびパ
ルス周波数は任意であっても同じ効果が期待できる。
うとする場合、同時にカソードに発生する水素ガスの発
泡は電流モードをパルス状にさせることですくなくとも
大きな気泡への成長は妨げられ、通常成長した気泡がカ
ソード薄膜面に付着して成長が妨げられたりするなどの
メッキ面荒れにつながるという問題を避けられるものと
考えられる。また、メッキ電流のＯＦＦのときにその逆
方向の直流電流が流れることによって、突起などにつな
がる突出したメッキ成長部分は逆に優先的に溶解すると
考えられるので突起の成長が抑えられた平滑な薄膜が得
られる。パルスの大きさは逆電流の大きさがメッキ電流
の大きさより電気量として小さくなければメッキ膜は成
長させられない。この正逆量電流の電気量のおおきさの
が設定されればパルス電流のデューティー比、およびパ
ルス周波数は任意であっても同じ効果が期待できる。
【０００７】一方、メッキ電流が流れたときに成長した
メッキ膜が逆電流が流れ一部が再溶解することでメッキ
成長層の次に逆電流による再溶解の影響層が生じること
があり、この影響層によってメッキ成長層は１-パルス
毎に成長した膜厚で少なくとも磁気的に分離されること
になる。この分離されたメッキ成長層が再溶解の影響層
によって磁気的に分離されることで薄膜面内の磁区構造
は大きく影響をうけ、たとえば多層の積層膜間で膜厚方
向で静磁気的に結合することで薄膜面内の磁区構造が単
磁区となることも条件によっては可能であると考えられ
る。
メッキ膜が逆電流が流れ一部が再溶解することでメッキ
成長層の次に逆電流による再溶解の影響層が生じること
があり、この影響層によってメッキ成長層は１-パルス
毎に成長した膜厚で少なくとも磁気的に分離されること
になる。この分離されたメッキ成長層が再溶解の影響層
によって磁気的に分離されることで薄膜面内の磁区構造
は大きく影響をうけ、たとえば多層の積層膜間で膜厚方
向で静磁気的に結合することで薄膜面内の磁区構造が単
磁区となることも条件によっては可能であると考えられ
る。
【０００８】
【実施例】以下、具体例について詳細に述べる。（表
１）は本発明の実施例として、薄膜磁気ヘッド上部磁気
コアパターン（ハ゜ターン面積＝0.5 cm2）のパーマロイまた
はCo-Fe-Cr３元合金メッキにおいて、パルスモードの電
流（矩形波、周波数10Hz,テ゛ューティー比1:1）を用いてメッ
キを進行させる方向の一定値のメッキ進行電流Ｉ1に大
してその逆方向の直流バイアス電流Ｉ2 を加えた場合に
おけるメッキ膜表面の状態と磁区構造等についてまとめ
たものである。
１）は本発明の実施例として、薄膜磁気ヘッド上部磁気
コアパターン（ハ゜ターン面積＝0.5 cm2）のパーマロイまた
はCo-Fe-Cr３元合金メッキにおいて、パルスモードの電
流（矩形波、周波数10Hz,テ゛ューティー比1:1）を用いてメッ
キを進行させる方向の一定値のメッキ進行電流Ｉ1に大
してその逆方向の直流バイアス電流Ｉ2 を加えた場合に
おけるメッキ膜表面の状態と磁区構造等についてまとめ
たものである。
【０００９】パルス電流の大きさＩ（振幅）は，（図
１）に示すようにＩ＝Ｉ1＋Ｉ2 の関係をもつことにな
る。
１）に示すようにＩ＝Ｉ1＋Ｉ2 の関係をもつことにな
る。
【００１０】
【表１】
【００１１】（表１）の結果からパーマロイおよびCo-F
e-Cr３元合金メッキのいずれの場合ともパルスモードの
電流を用いてメッキをさせる場合、メッキを進行させる
方向のみのパルスメッキよりもメッキ進行電流Ｉ1に大
してその逆方向の直流バイアス電流 Ｉ2 をわずかでも
加えたほうがメッキ膜表面の状態は平滑になることがわ
かった。また、逆バイアス直流電流の大きさが電気量で
メッキ成長電流を上まわった場合にはメッキ膜は成長せ
ず、軟磁性薄膜はえられなかった。さらにまた（図２）
に示したように逆方向の直流バイアス電流による再溶解
が加わった際、この再溶解による影響層２がメッキ進行
電流で成長した層１とで多数の積層膜を形成してすくな
くとも磁気的に分離された多層膜構造構成をもつことに
よると考えられる磁区構造の大きな違いがＩ2＝0 の通
常のパルスメッキと比べたときに生じていることがわか
り、薄膜面内にまったくの単磁区構造も実現することが
できた。
e-Cr３元合金メッキのいずれの場合ともパルスモードの
電流を用いてメッキをさせる場合、メッキを進行させる
方向のみのパルスメッキよりもメッキ進行電流Ｉ1に大
してその逆方向の直流バイアス電流 Ｉ2 をわずかでも
加えたほうがメッキ膜表面の状態は平滑になることがわ
かった。また、逆バイアス直流電流の大きさが電気量で
メッキ成長電流を上まわった場合にはメッキ膜は成長せ
ず、軟磁性薄膜はえられなかった。さらにまた（図２）
に示したように逆方向の直流バイアス電流による再溶解
が加わった際、この再溶解による影響層２がメッキ進行
電流で成長した層１とで多数の積層膜を形成してすくな
くとも磁気的に分離された多層膜構造構成をもつことに
よると考えられる磁区構造の大きな違いがＩ2＝0 の通
常のパルスメッキと比べたときに生じていることがわか
り、薄膜面内にまったくの単磁区構造も実現することが
できた。
【００１２】
【発明の効果】以上の様に本発明の軟磁性膜およびその
製造方法によって大電流を用いる必要がある多元合金メ
ッキや従来のパーマロイ合金メッキなどに発生する表面
の凹凸や挟雑物の巻き込みなどによるメッキ膜の欠陥を
少なくすることができ、薄膜ヘッドコアなどの製法に用
いた場合の磁気コアの透磁率向上や、磁壁のピンニング
などの改善による出力向上やノイズ改善が実現できた。
また磁気的に分離独立させたメッキ層および逆電流によ
る影響層との多層膜構造を実現させることで薄膜の膜厚
方向に磁気的に結合させた単磁区構造膜を実現させるこ
とができた。
製造方法によって大電流を用いる必要がある多元合金メ
ッキや従来のパーマロイ合金メッキなどに発生する表面
の凹凸や挟雑物の巻き込みなどによるメッキ膜の欠陥を
少なくすることができ、薄膜ヘッドコアなどの製法に用
いた場合の磁気コアの透磁率向上や、磁壁のピンニング
などの改善による出力向上やノイズ改善が実現できた。
また磁気的に分離独立させたメッキ層および逆電流によ
る影響層との多層膜構造を実現させることで薄膜の膜厚
方向に磁気的に結合させた単磁区構造膜を実現させるこ
とができた。
【図１】本発明の軟磁性メッキ薄膜製法のメッキパルス
電流の加わり方を示す図
電流の加わり方を示す図
【図２】本発明の軟磁性メッキ薄膜の製造方法によって
えられる多層膜構成を表わした図
えられる多層膜構成を表わした図
【符号の説明 】１ メッキ電流が加わったときに成層
したメッキ層 ２ 逆バイアス電流が加わったときの再溶解の影響層 ３ 基板
したメッキ層 ２ 逆バイアス電流が加わったときの再溶解の影響層 ３ 基板
Claims (4)
- 【請求項１】 パルス電流を用いた電気メッキ法で作製
する軟磁性薄膜の製法であって、メッキを進行させる電
流方向に対して逆方向の直流バイアス電流をメッキ進行
電流の大きさより電気量として小さく設定し、被メッキ
物にパルス電流による電気メッキを行なうことを特徴と
する軟磁性薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 パルス電流を用いた電気メッキ法で作製
された軟磁性薄膜であって、メッキを進行させる電流方
向に対して逆方向の直流バイアス電流をメッキ進行電流
の大きさより電気量として小さく設定し、被メッキ物に
パルス電流による電気メッキを行なうことによって得ら
れたメッキ成長層と逆電流による再溶解の影響層から構
成される少なくとも磁気的に分離された多層膜構造を有
することを特徴とする軟磁性薄膜。 - 【請求項３】 軟磁性薄膜が鉄、コバルト、クロムから
なる３元合金、またはパーマロイ合金であることを特徴
とする請求項１記載の軟磁性薄膜の製造方法。 - 【請求項４】 メッキ軟磁性薄膜が鉄、コバルト、クロ
ムからなる３元合金、またはパーマロイ合金であること
を特徴とする請求項２記載の軟磁性薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26588491A JPH05109572A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 軟磁性薄膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26588491A JPH05109572A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 軟磁性薄膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05109572A true JPH05109572A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17423442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26588491A Pending JPH05109572A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 軟磁性薄膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05109572A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0596448A2 (en) * | 1992-11-02 | 1994-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Soft-magnetic multilayer thin film for use in a thin-film magnetic head and a method of manufacturing the same |
| JP2008542552A (ja) * | 2005-06-07 | 2008-11-27 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 負の電流をパルスする電着を用いた合金堆積物の製造及びそのナノ構造の制御方法、並びにそのような堆積物を組み入れる物品 |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP26588491A patent/JPH05109572A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0596448A2 (en) * | 1992-11-02 | 1994-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Soft-magnetic multilayer thin film for use in a thin-film magnetic head and a method of manufacturing the same |
| EP0596448A3 (en) * | 1992-11-02 | 1995-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Soft-magnetic multilayer thin film for use in a thin-film magnetic head and a method of manufacturing the same. |
| JP2008542552A (ja) * | 2005-06-07 | 2008-11-27 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 負の電流をパルスする電着を用いた合金堆積物の製造及びそのナノ構造の制御方法、並びにそのような堆積物を組み入れる物品 |
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