JPH0553852B2 - - Google Patents
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- JPH0553852B2 JPH0553852B2 JP58188862A JP18886283A JPH0553852B2 JP H0553852 B2 JPH0553852 B2 JP H0553852B2 JP 58188862 A JP58188862 A JP 58188862A JP 18886283 A JP18886283 A JP 18886283A JP H0553852 B2 JPH0553852 B2 JP H0553852B2
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
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- 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
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、記録媒体に高密度で記録・再生を行
うに好適な薄膜磁気ヘツドおよび製造方法に関す
る。 〔発明の背景〕 近年、磁気記録分野における主要課題は記録の
高密度化である。そのため、磁気ヘツドは従来使
用されてきたバルク型から薄膜型に移行しつつあ
る。これは薄膜型の方が記録媒体の狭トラツク化
を容易にし、高周波動作の点で優れているからで
ある。 第７図は薄膜型の磁気ヘツドの一例を示す斜視
図であり、記録媒体と対向する磁気ヘツド先端面
（図中左）から後端までの中央切断面での構造を
含めて示している。この薄膜磁気ヘツドは、基板
２１と、その上に形成された下地膜２２と、下地
膜２２上に形成された下部磁性膜２３と、さらに
その上に絶縁膜２４，２５を介して形成された上
部磁性膜２７を有している。そして下部磁性膜２
３が平らに形成されているのに対し、上部磁性膜
２７は段差をもつて形成されている。なお図中２
６は導体膜である。 このように構成された薄膜磁気ヘツドの記録・
再生特性は上記磁性膜の特性に大いに依存してい
る。即ち、磁性膜は、薄膜磁気ヘツドの記録の高
密度化のためには飽和磁束の大きいことが必要で
あり、また記録の高周波動作化のためには大きな
透磁率を有する必要がある。さらに第７図の上部
磁性膜２７のごとく段差をもつて形成された場合
でも、その段差により磁気特性を影響の少ない薄
膜が要求される。 さて、薄膜磁気ヘツドの磁性薄膜に関する技術
として次のようなものがよく知られている。 従来から、約80％Ni−20％Feのパーマロイか
らなる磁性薄膜は、薄膜磁気ヘツドのコアとして
広く使用されている。このパーマロイの磁性薄膜
は高周波領域で高速のスイツチ動作をする点に特
徴がある。 ところで、薄膜磁気ヘツドのコア材料としては
従来から使用されているパーマロイ（飽和磁束密
度：１テスラ）より大きな飽和磁束密度の磁性薄
膜を用いた薄膜磁気ヘツドが開発できれば、記録
密度の向上、磁気ヘツドの信頼性向上あるいは周
波数特性の向上を期待できる。即ち、記録密度の
向上は高保磁力の記録媒体を適用できることか
ら、また信頼性の向上は磁気ヘツドの発生磁界が
高くなり磁気ヘツドと記録媒体間のスペースを広
くできることから、さらに周波数の向上は磁気コ
ア膜厚が薄くなり、うず電流損失を低減できるこ
とから期待できる。 従来のパーマロイの磁気的性質を改善させる方
法としては、パーマロイの基本組成であるNi−
Fe二元系合金に第３元素としてCoを添加して飽
和磁気密度を大きくすることが試みられている。
これらに関する技術は多くの公知文献に開示され
ている。 例えば、BradlyはNi−Co−Fe三元系合金薄膜
の磁気的性質について、磁歪定数が零になる組成
の薄膜は単なる二元系パーマロイ薄膜に比べてよ
り大きな飽和磁束密度を示すことを述べている。
一方、Coの添加を重量比で10％以上にすると異
方性磁界が10エルステツド（Oe）以上となり、
かえつて透磁率が小さくなることを開示している
（Jounal of Applied Physics，Supplement
Vol.33（1962）pp.1051〜1057）。これは、Co：10
％以上含有するNi−Co−Fe合金薄膜は磁気ヘツ
ドに適用するには異方性磁界が大きく透磁率が小
さい点で問題があることを示唆していることにな
る。 また、Tolmanは磁歪定数がゼロ近くになる組
成のNi−Co−Fe三元系合金薄膜において、一方
向の外部磁界を印加しながら薄膜を作製すると、
Fe−Ni系にCoを添加することにより異方性磁界
および保磁力が大きくなることを公知文献
（Jounal of Applied Physics，Vol.38（1967）
pp.3409〜3410）に開示している。これは、単に
一方向の磁界を印加してNi−Co−Fe三元系合金
薄膜を作製する方法では、異方性磁界おび保磁力
が大きくなる点で、磁気ヘツドに要求される性能
の薄膜が得られないことを示唆していることにな
る。 また、Sakakimaは非晶質のコバルト基合金膜
を作製した後、回転磁場中で熱処理を施すことに
より異方性磁界を低減でき、透磁率を高めること
ができることを公知文献（IEEE Transactions
on Magnetics，Vol.Mag−19，（1983）pp.131〜
135）で明らかにしている。しかし、これに関す
る公知技術においては、結晶質の合金膜を回転磁
場中で熱処理して得られる結晶の磁気特性につい
てはなんら開示されていない。 一方、飽和磁束密度の点からは、磁歪定数が零
近くになる組成（Ni：０〜80重量％、Co：０〜
90重量％およびFe：０〜20重量％の組成範囲内）
では、飽和磁束密度がパーマロイより大きくなる
ことが公知文献（Bojorth著、Van Nostrand社
刊、“Forromagnetism”第４刷、p165，1951）
に明らかにされている。 この他に、磁気デイスク装置に関連してNi−
Co−Fe合金が用いられた公知例として、特公昭
36−22230号公報には、Ni：40モル％以下、Co：
10モル％以上および残部Feからなり最大寸度３
ミクロン以下の磁性粉末を、非磁性担体上に被着
してなる磁気記録媒体が開示されている。この磁
気記録媒体は高い飽和磁束密度と高い保磁力の故
に磁気記録媒体が良好な記録・再生特性を示す。 また特開昭48−25664号公報には、永久磁石や
記録媒体（磁気テープ）用の磁性材料として、重
量比でCo：20〜50％、Ni：20％以下で残部Feか
らなるFe−Co−Ni合金微粒子が開示されてい
る。この微粒子は、表面に酸化被膜の薄層を形成
されたもので、飽和磁化の値ならびに保磁力の大
きな磁性材料となる。 この特公昭36−22230号、特開昭48−25664号の
各公報に示されているように、Ni−Co−Fe合金
薄膜は飽和磁束密度が高く、この点でパーマロイ
より優れているが、一方、保磁力が高く、この点
が磁気ヘツドに用いるには不適当なものであつ
た。 以上のごとく、Ni−Co−Fe三元系合金薄膜
は、特に磁歪定数がゼロ近くになる組成でパーマ
ロイより大きな飽和磁束密度を示し、飽和磁束密
度の点からいえば磁気ヘツドの薄膜に好ましいも
のであつたが、磁気ヘツドに必要な小さい異方性
磁界及び小さい保磁力を有するものが得られず、
しがたつて、より高記録密度を可能とする薄膜磁
気ヘツドをつくることができないという問題があ
つた。 〔発明の目的〕 本発明は、上記問題を解決するためになされた
ものであつて、パーマロイの磁性薄膜を備えた磁
気ヘツドよりも記録の高密度化を図ることがで
き、かつ高周波動作に優れた薄膜磁気ヘツド及び
その製造方法を提供することを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明者らは、前記のBradlyの報告（J.appl.
Phys.1962）、Tolmanの報告（J.appl.Phys.1967）
およびBojorth著“Ferromagnetism”（1951）か
らも知られているが、前記Ni−Co−Fe合金組成
では飽和磁束密度が高く、磁気ひずみ値が小さい
ことに着目し、異方性磁界を小さくするための膜
の生成方法と膜組成範囲を検討して、本発明を導
きだした。 上記目的を達成するために、本発明の薄膜磁気
ヘツドは、基板上に形成された磁性薄膜を有する
ものであつて、この磁性薄膜は重量比でNi：75
％以下、Co：10〜90％およびFe：15％以下を含
有するNi−Co−Fe系三元合金からなり、一軸磁
気異方性を有することを特徴としている。そして
このNi−Co−Fe三元系合金薄膜は、磁気ひずみ
が＋２×10-6〜−２×10-6の範囲を示すと共に、
異方性磁界が10エルステツド以下としたものであ
る。 このNi−Co−Fe系三元合金の組成範囲を限定
した理由は、飽和磁束密度が1.2テスラ以上でか
つ磁歪定数が＋２×10-6〜−２×10-6の範囲内に
あることを条件としたためである。1.2テスラ以
上の飽和磁束密度は記録の高密度化の点から決め
た値であり、＋２×10-6〜−２×10-6の磁歪定数
は磁性薄膜が段差をもつて形成されてもも磁気特
性上大きな変動がない点より決めた数値である。
また磁性薄膜の異方性磁界を10エルステツド以下
と限定した理由は、磁気ヘツドを高周波動作させ
るには透磁率（記録媒体から磁束を導き入れるに
必要な特性）を所定値以上とする必要があるため
である。即ち透磁率を1200以上とすることにより
薄膜磁気ヘツドの動作を安定にできる。そして透
磁率は主に飽和磁束密度に比例し、異方性磁界に
反比例する物理量であり、本発明における磁性薄
膜は飽和磁束密度1.2テスラ以上を有することを
条件とするため、透磁率1200以上を得るには、異
方性磁界を10エルステツド以下とする必要があ
る。 また、上記目的を達成するために、本発明の薄
膜磁気の製造方法は、基板上に上記組成のNi−
Co−Fe三元系合金を、その基板面に平行で互い
に直交する方向に所定の周波数で繰返して外部磁
場を交互に印加しながら、堆積して磁性薄膜を形
成することを特徴としている。 薄膜を形成する方法としては真空蒸着法、スパ
ツタリング法、めつき法をいずれか用いればよ
く、また磁場を交互に印加する周波数は１〜10Hz
とし、外部磁場の強さは20〜100エルステツドと
するのがよい。 このように、２方向に交互に磁場を印加しなが
ら、Ni−Co−Fe合金薄膜を形成することによ
り、この薄膜の異方性磁界を10エルステツド以下
にすることができ、その結果透磁率を向上させる
ことができ、薄膜磁気ヘツドの磁気コアとして良
好な磁気特性を有する磁性薄膜を基板上に形成す
ることができる。また、このような方法で作成さ
れた磁性薄膜では、個々の結晶粒がいろいろな方
向を向くために磁化もいろいろな方向を向き、薄
膜全体として平均的に保磁力が小さくなる。 通常、薄膜磁気ヘツドにおいて、第７図に示す
ように、上部磁性膜は段差のある部分に形成され
る。磁性薄膜を平坦部に膜形成する場合と段差部
に膜形成する場合とで膜全体の平均の透磁率値が
異なる。即ち、第１図に示すようにガラス基板２
の平坦部で磁性膜１を形成すると磁歪定数が少々
異なつても高周波1MHzの透磁率値は変化しない。
しかし、第２図に示すようにガラス基板２面に
5μmの段差（絶縁物３）を有し、200μmピツチで
磁性膜１を形成すると、磁歪定数の大きさにより
高周波1MHzの透磁率値は大きく変化する。この
関係を示したのが第３図である。 第３図において、磁歪定数λの値が＋２×10-6
〜−２×10-6の範囲では、（段差部のμ）／（平
坦部のμ）の値が１に近く、段差部で膜形成され
た時の高周波1MHzでの透磁率値は殆ど変化しな
くなるのが判る。従つて透磁率値は膜形成部分に
段差部が有ると大きく変化するが、磁歪定数λの
絶対値を＋２×10-6〜−２×10-6の範囲とすると
要求特性値を満足することが期待できる。 そこでNi−Co−Fe三元系合金について磁歪定
数を＋２×10-6〜−２×10-6の範囲に維持するこ
とができると共に、異方性磁界が10エルステツド
以下になる合金組成はNi：75％以下、Co：10〜
90％、Fe：15％以下の範囲であることを見出し
た。 このような磁気特性を有するNi−Co−Fe三元
系合金の薄膜を製造するには、一つの方法として
真空蒸着法を用い、基板の蒸着面に平行に直交す
る方向に所定の周波数の外部磁界を加えながら
Ni−Co−Fe三元系合金の微粉子を蒸着して膜を
堆積するようにすればよい。 さらに第４図に示す蒸着装置を用いて薄膜を製
造する方法を詳細に説明する。 第４図は本発明の製造方法を具現化するための
蒸着装置の一例を示す説明模式図であつて、４は
密閉状にしたチヤンバーである。チヤンバー４の
上部には第２図に示した段差部を有するガラス基
板５が保持されており、このガラス基板５に対向
して抵抗加熱るつぼ６がシヤツター７を介してチ
ヤンバー４の下部に載置されている。さらにガラ
ス基板５の左右端側および前後端側には薄膜を堆
積する際に、基板の蒸着面に平行にかつ直交して
外部磁界を印加できるように２対のヘルムホルツ
コイル８が配設されている。またガラス基板５の
上面側にはガラス基板５を加熱できるようにヒー
タ９が取り付けられ、さらにガラス基板５の一端
部にはガラス基板５の温度を測定する熱電対１０
が接続され加熱温度をコントロールできるように
なつている。またチヤンバー４の底部側面には排
気口１１が開口され、この排気口１１には図示し
ない真空ポンプが連結され、真空ポンプを作動す
ることによりチヤンバー４内を真空にすることが
できる。なお１２はガラス基板５に形成した薄膜
の厚さを確認する薄膜モニターである。 このような蒸着装置において、抵抗加熱るつぼ
６内に充填したNi−Co−Fe三元系合金４３を加
熱気化させ、気化した金属微粒子を直交するヘル
ムホルツコイル８によつて外部磁界を交互にスイ
ツチングさせて印加しているガラス基板５上に蒸
着することにより一軸異方性を有する磁性薄膜を
製造することができる。 ところで、膜形成に際し、地磁気下および一方
向の外部磁場下では一軸異方性を有する膜を得る
ことができるが、異方性磁界が大きくなり好まし
くない。本発明のように膜堆積用基板上に直交す
る方向に互いに所定の周波数で繰り返して外部磁
場を印加すると、一軸異方性を示すと共に、異方
性磁界の小さな磁性薄膜を得ることができる。さ
らに、繰り返し周波数を高くすればより好ましい
傾向を示す。また数十エルステツドの外部磁界を
基板の蒸着面内に直交方向にスイツチングさせて
印加させながら、0.05μm以上の磁性薄膜を形成
した場合には膜の異方性磁界を10エルステツド以
下にすることができる。磁性薄膜を第２図に示す
ごとく絶縁膜を磁性膜と基板の間に介在させる多
層構造にすれば、さらに小さな異方性磁界にする
ことができる。 本発明法において、Ni−Co−Feの三元系合金
の膜は所定の配合組成の一つの蒸着源から蒸着し
てえられる。この際の蒸着用加熱源としては、抵
抗加熱を用いているが、電子ビーム加熱その他の
加熱方法を用いるのも適宜である。蒸着の際の真
空度は５×10-6Torr以下がよく、特にバラツキ
が少なく且つ異方性磁界の小さい換言すれば高透
磁率の合金膜をうるには１×10-6Torr以下にす
るのが好ましい。また蒸着は基板の温度を200〜
400℃の範囲にして膜形成するのが普通であり、
特にバラツキが少なく且つ異方性磁界の小さい合
金膜をうるには約350℃が望ましい。 〔発明の実施例〕 この実施例は本発明に係る磁性薄膜を第４図に
示した製造装置を用いて製造した一例である。 製造条件は第１表に示す通りである。
うに好適な薄膜磁気ヘツドおよび製造方法に関す
る。 〔発明の背景〕 近年、磁気記録分野における主要課題は記録の
高密度化である。そのため、磁気ヘツドは従来使
用されてきたバルク型から薄膜型に移行しつつあ
る。これは薄膜型の方が記録媒体の狭トラツク化
を容易にし、高周波動作の点で優れているからで
ある。 第７図は薄膜型の磁気ヘツドの一例を示す斜視
図であり、記録媒体と対向する磁気ヘツド先端面
（図中左）から後端までの中央切断面での構造を
含めて示している。この薄膜磁気ヘツドは、基板
２１と、その上に形成された下地膜２２と、下地
膜２２上に形成された下部磁性膜２３と、さらに
その上に絶縁膜２４，２５を介して形成された上
部磁性膜２７を有している。そして下部磁性膜２
３が平らに形成されているのに対し、上部磁性膜
２７は段差をもつて形成されている。なお図中２
６は導体膜である。 このように構成された薄膜磁気ヘツドの記録・
再生特性は上記磁性膜の特性に大いに依存してい
る。即ち、磁性膜は、薄膜磁気ヘツドの記録の高
密度化のためには飽和磁束の大きいことが必要で
あり、また記録の高周波動作化のためには大きな
透磁率を有する必要がある。さらに第７図の上部
磁性膜２７のごとく段差をもつて形成された場合
でも、その段差により磁気特性を影響の少ない薄
膜が要求される。 さて、薄膜磁気ヘツドの磁性薄膜に関する技術
として次のようなものがよく知られている。 従来から、約80％Ni−20％Feのパーマロイか
らなる磁性薄膜は、薄膜磁気ヘツドのコアとして
広く使用されている。このパーマロイの磁性薄膜
は高周波領域で高速のスイツチ動作をする点に特
徴がある。 ところで、薄膜磁気ヘツドのコア材料としては
従来から使用されているパーマロイ（飽和磁束密
度：１テスラ）より大きな飽和磁束密度の磁性薄
膜を用いた薄膜磁気ヘツドが開発できれば、記録
密度の向上、磁気ヘツドの信頼性向上あるいは周
波数特性の向上を期待できる。即ち、記録密度の
向上は高保磁力の記録媒体を適用できることか
ら、また信頼性の向上は磁気ヘツドの発生磁界が
高くなり磁気ヘツドと記録媒体間のスペースを広
くできることから、さらに周波数の向上は磁気コ
ア膜厚が薄くなり、うず電流損失を低減できるこ
とから期待できる。 従来のパーマロイの磁気的性質を改善させる方
法としては、パーマロイの基本組成であるNi−
Fe二元系合金に第３元素としてCoを添加して飽
和磁気密度を大きくすることが試みられている。
これらに関する技術は多くの公知文献に開示され
ている。 例えば、BradlyはNi−Co−Fe三元系合金薄膜
の磁気的性質について、磁歪定数が零になる組成
の薄膜は単なる二元系パーマロイ薄膜に比べてよ
り大きな飽和磁束密度を示すことを述べている。
一方、Coの添加を重量比で10％以上にすると異
方性磁界が10エルステツド（Oe）以上となり、
かえつて透磁率が小さくなることを開示している
（Jounal of Applied Physics，Supplement
Vol.33（1962）pp.1051〜1057）。これは、Co：10
％以上含有するNi−Co−Fe合金薄膜は磁気ヘツ
ドに適用するには異方性磁界が大きく透磁率が小
さい点で問題があることを示唆していることにな
る。 また、Tolmanは磁歪定数がゼロ近くになる組
成のNi−Co−Fe三元系合金薄膜において、一方
向の外部磁界を印加しながら薄膜を作製すると、
Fe−Ni系にCoを添加することにより異方性磁界
および保磁力が大きくなることを公知文献
（Jounal of Applied Physics，Vol.38（1967）
pp.3409〜3410）に開示している。これは、単に
一方向の磁界を印加してNi−Co−Fe三元系合金
薄膜を作製する方法では、異方性磁界おび保磁力
が大きくなる点で、磁気ヘツドに要求される性能
の薄膜が得られないことを示唆していることにな
る。 また、Sakakimaは非晶質のコバルト基合金膜
を作製した後、回転磁場中で熱処理を施すことに
より異方性磁界を低減でき、透磁率を高めること
ができることを公知文献（IEEE Transactions
on Magnetics，Vol.Mag−19，（1983）pp.131〜
135）で明らかにしている。しかし、これに関す
る公知技術においては、結晶質の合金膜を回転磁
場中で熱処理して得られる結晶の磁気特性につい
てはなんら開示されていない。 一方、飽和磁束密度の点からは、磁歪定数が零
近くになる組成（Ni：０〜80重量％、Co：０〜
90重量％およびFe：０〜20重量％の組成範囲内）
では、飽和磁束密度がパーマロイより大きくなる
ことが公知文献（Bojorth著、Van Nostrand社
刊、“Forromagnetism”第４刷、p165，1951）
に明らかにされている。 この他に、磁気デイスク装置に関連してNi−
Co−Fe合金が用いられた公知例として、特公昭
36−22230号公報には、Ni：40モル％以下、Co：
10モル％以上および残部Feからなり最大寸度３
ミクロン以下の磁性粉末を、非磁性担体上に被着
してなる磁気記録媒体が開示されている。この磁
気記録媒体は高い飽和磁束密度と高い保磁力の故
に磁気記録媒体が良好な記録・再生特性を示す。 また特開昭48−25664号公報には、永久磁石や
記録媒体（磁気テープ）用の磁性材料として、重
量比でCo：20〜50％、Ni：20％以下で残部Feか
らなるFe−Co−Ni合金微粒子が開示されてい
る。この微粒子は、表面に酸化被膜の薄層を形成
されたもので、飽和磁化の値ならびに保磁力の大
きな磁性材料となる。 この特公昭36−22230号、特開昭48−25664号の
各公報に示されているように、Ni−Co−Fe合金
薄膜は飽和磁束密度が高く、この点でパーマロイ
より優れているが、一方、保磁力が高く、この点
が磁気ヘツドに用いるには不適当なものであつ
た。 以上のごとく、Ni−Co−Fe三元系合金薄膜
は、特に磁歪定数がゼロ近くになる組成でパーマ
ロイより大きな飽和磁束密度を示し、飽和磁束密
度の点からいえば磁気ヘツドの薄膜に好ましいも
のであつたが、磁気ヘツドに必要な小さい異方性
磁界及び小さい保磁力を有するものが得られず、
しがたつて、より高記録密度を可能とする薄膜磁
気ヘツドをつくることができないという問題があ
つた。 〔発明の目的〕 本発明は、上記問題を解決するためになされた
ものであつて、パーマロイの磁性薄膜を備えた磁
気ヘツドよりも記録の高密度化を図ることがで
き、かつ高周波動作に優れた薄膜磁気ヘツド及び
その製造方法を提供することを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明者らは、前記のBradlyの報告（J.appl.
Phys.1962）、Tolmanの報告（J.appl.Phys.1967）
およびBojorth著“Ferromagnetism”（1951）か
らも知られているが、前記Ni−Co−Fe合金組成
では飽和磁束密度が高く、磁気ひずみ値が小さい
ことに着目し、異方性磁界を小さくするための膜
の生成方法と膜組成範囲を検討して、本発明を導
きだした。 上記目的を達成するために、本発明の薄膜磁気
ヘツドは、基板上に形成された磁性薄膜を有する
ものであつて、この磁性薄膜は重量比でNi：75
％以下、Co：10〜90％およびFe：15％以下を含
有するNi−Co−Fe系三元合金からなり、一軸磁
気異方性を有することを特徴としている。そして
このNi−Co−Fe三元系合金薄膜は、磁気ひずみ
が＋２×10-6〜−２×10-6の範囲を示すと共に、
異方性磁界が10エルステツド以下としたものであ
る。 このNi−Co−Fe系三元合金の組成範囲を限定
した理由は、飽和磁束密度が1.2テスラ以上でか
つ磁歪定数が＋２×10-6〜−２×10-6の範囲内に
あることを条件としたためである。1.2テスラ以
上の飽和磁束密度は記録の高密度化の点から決め
た値であり、＋２×10-6〜−２×10-6の磁歪定数
は磁性薄膜が段差をもつて形成されてもも磁気特
性上大きな変動がない点より決めた数値である。
また磁性薄膜の異方性磁界を10エルステツド以下
と限定した理由は、磁気ヘツドを高周波動作させ
るには透磁率（記録媒体から磁束を導き入れるに
必要な特性）を所定値以上とする必要があるため
である。即ち透磁率を1200以上とすることにより
薄膜磁気ヘツドの動作を安定にできる。そして透
磁率は主に飽和磁束密度に比例し、異方性磁界に
反比例する物理量であり、本発明における磁性薄
膜は飽和磁束密度1.2テスラ以上を有することを
条件とするため、透磁率1200以上を得るには、異
方性磁界を10エルステツド以下とする必要があ
る。 また、上記目的を達成するために、本発明の薄
膜磁気の製造方法は、基板上に上記組成のNi−
Co−Fe三元系合金を、その基板面に平行で互い
に直交する方向に所定の周波数で繰返して外部磁
場を交互に印加しながら、堆積して磁性薄膜を形
成することを特徴としている。 薄膜を形成する方法としては真空蒸着法、スパ
ツタリング法、めつき法をいずれか用いればよ
く、また磁場を交互に印加する周波数は１〜10Hz
とし、外部磁場の強さは20〜100エルステツドと
するのがよい。 このように、２方向に交互に磁場を印加しなが
ら、Ni−Co−Fe合金薄膜を形成することによ
り、この薄膜の異方性磁界を10エルステツド以下
にすることができ、その結果透磁率を向上させる
ことができ、薄膜磁気ヘツドの磁気コアとして良
好な磁気特性を有する磁性薄膜を基板上に形成す
ることができる。また、このような方法で作成さ
れた磁性薄膜では、個々の結晶粒がいろいろな方
向を向くために磁化もいろいろな方向を向き、薄
膜全体として平均的に保磁力が小さくなる。 通常、薄膜磁気ヘツドにおいて、第７図に示す
ように、上部磁性膜は段差のある部分に形成され
る。磁性薄膜を平坦部に膜形成する場合と段差部
に膜形成する場合とで膜全体の平均の透磁率値が
異なる。即ち、第１図に示すようにガラス基板２
の平坦部で磁性膜１を形成すると磁歪定数が少々
異なつても高周波1MHzの透磁率値は変化しない。
しかし、第２図に示すようにガラス基板２面に
5μmの段差（絶縁物３）を有し、200μmピツチで
磁性膜１を形成すると、磁歪定数の大きさにより
高周波1MHzの透磁率値は大きく変化する。この
関係を示したのが第３図である。 第３図において、磁歪定数λの値が＋２×10-6
〜−２×10-6の範囲では、（段差部のμ）／（平
坦部のμ）の値が１に近く、段差部で膜形成され
た時の高周波1MHzでの透磁率値は殆ど変化しな
くなるのが判る。従つて透磁率値は膜形成部分に
段差部が有ると大きく変化するが、磁歪定数λの
絶対値を＋２×10-6〜−２×10-6の範囲とすると
要求特性値を満足することが期待できる。 そこでNi−Co−Fe三元系合金について磁歪定
数を＋２×10-6〜−２×10-6の範囲に維持するこ
とができると共に、異方性磁界が10エルステツド
以下になる合金組成はNi：75％以下、Co：10〜
90％、Fe：15％以下の範囲であることを見出し
た。 このような磁気特性を有するNi−Co−Fe三元
系合金の薄膜を製造するには、一つの方法として
真空蒸着法を用い、基板の蒸着面に平行に直交す
る方向に所定の周波数の外部磁界を加えながら
Ni−Co−Fe三元系合金の微粉子を蒸着して膜を
堆積するようにすればよい。 さらに第４図に示す蒸着装置を用いて薄膜を製
造する方法を詳細に説明する。 第４図は本発明の製造方法を具現化するための
蒸着装置の一例を示す説明模式図であつて、４は
密閉状にしたチヤンバーである。チヤンバー４の
上部には第２図に示した段差部を有するガラス基
板５が保持されており、このガラス基板５に対向
して抵抗加熱るつぼ６がシヤツター７を介してチ
ヤンバー４の下部に載置されている。さらにガラ
ス基板５の左右端側および前後端側には薄膜を堆
積する際に、基板の蒸着面に平行にかつ直交して
外部磁界を印加できるように２対のヘルムホルツ
コイル８が配設されている。またガラス基板５の
上面側にはガラス基板５を加熱できるようにヒー
タ９が取り付けられ、さらにガラス基板５の一端
部にはガラス基板５の温度を測定する熱電対１０
が接続され加熱温度をコントロールできるように
なつている。またチヤンバー４の底部側面には排
気口１１が開口され、この排気口１１には図示し
ない真空ポンプが連結され、真空ポンプを作動す
ることによりチヤンバー４内を真空にすることが
できる。なお１２はガラス基板５に形成した薄膜
の厚さを確認する薄膜モニターである。 このような蒸着装置において、抵抗加熱るつぼ
６内に充填したNi−Co−Fe三元系合金４３を加
熱気化させ、気化した金属微粒子を直交するヘル
ムホルツコイル８によつて外部磁界を交互にスイ
ツチングさせて印加しているガラス基板５上に蒸
着することにより一軸異方性を有する磁性薄膜を
製造することができる。 ところで、膜形成に際し、地磁気下および一方
向の外部磁場下では一軸異方性を有する膜を得る
ことができるが、異方性磁界が大きくなり好まし
くない。本発明のように膜堆積用基板上に直交す
る方向に互いに所定の周波数で繰り返して外部磁
場を印加すると、一軸異方性を示すと共に、異方
性磁界の小さな磁性薄膜を得ることができる。さ
らに、繰り返し周波数を高くすればより好ましい
傾向を示す。また数十エルステツドの外部磁界を
基板の蒸着面内に直交方向にスイツチングさせて
印加させながら、0.05μm以上の磁性薄膜を形成
した場合には膜の異方性磁界を10エルステツド以
下にすることができる。磁性薄膜を第２図に示す
ごとく絶縁膜を磁性膜と基板の間に介在させる多
層構造にすれば、さらに小さな異方性磁界にする
ことができる。 本発明法において、Ni−Co−Feの三元系合金
の膜は所定の配合組成の一つの蒸着源から蒸着し
てえられる。この際の蒸着用加熱源としては、抵
抗加熱を用いているが、電子ビーム加熱その他の
加熱方法を用いるのも適宜である。蒸着の際の真
空度は５×10-6Torr以下がよく、特にバラツキ
が少なく且つ異方性磁界の小さい換言すれば高透
磁率の合金膜をうるには１×10-6Torr以下にす
るのが好ましい。また蒸着は基板の温度を200〜
400℃の範囲にして膜形成するのが普通であり、
特にバラツキが少なく且つ異方性磁界の小さい合
金膜をうるには約350℃が望ましい。 〔発明の実施例〕 この実施例は本発明に係る磁性薄膜を第４図に
示した製造装置を用いて製造した一例である。 製造条件は第１表に示す通りである。
【表】
なお、比較のために、直交スイツチング磁界中
で膜形成しないで、従来使用されている一方向の
磁界中で膜形成した。 このようにして得られた本発明の磁性薄膜およ
び従来の磁性薄膜についてのＢ−Ｈ特性を第５
図、第６図に示す。図において、１３は磁化容易
軸方向のＢ−Ｈ曲線、１４は磁化困難軸方向のＢ
−Ｈ曲線を示す。また、その他の磁気特性および
膜組成の結果は第２表に示す通りである。
で膜形成しないで、従来使用されている一方向の
磁界中で膜形成した。 このようにして得られた本発明の磁性薄膜およ
び従来の磁性薄膜についてのＢ−Ｈ特性を第５
図、第６図に示す。図において、１３は磁化容易
軸方向のＢ−Ｈ曲線、１４は磁化困難軸方向のＢ
−Ｈ曲線を示す。また、その他の磁気特性および
膜組成の結果は第２表に示す通りである。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、薄膜磁気ヘツドにおいて磁性薄膜をNi：75
％以下、Co：10〜90％、Fe：15％以下のNi−Co
−Fe合金からなり一軸異方性を有する膜で構成
したので、パーマロイより大きな飽和磁束密度
と、小さな異方性磁界を有すると共に高周波領域
で透磁率の大きな一軸異方性の膜とすることがで
き、また磁歪定数を小さくできて磁性薄膜に段差
をつけても透磁率の変化を小さくでき、従つてこ
の薄膜磁気ヘツドによつて高記録密度化を図るこ
とができる。 また、本発明によれば、薄膜磁気ヘツドの製造
方法を、基板面上に平行に互いに直交する方向に
所定の周波数で磁界を印加しながら、基板面に上
記組成のNi−Co−Fe合金薄膜を形成する方法と
するので、磁気コアとして好適な異方性磁界の小
さな薄膜を有する薄膜磁気ヘツドを製造できる。
ば、薄膜磁気ヘツドにおいて磁性薄膜をNi：75
％以下、Co：10〜90％、Fe：15％以下のNi−Co
−Fe合金からなり一軸異方性を有する膜で構成
したので、パーマロイより大きな飽和磁束密度
と、小さな異方性磁界を有すると共に高周波領域
で透磁率の大きな一軸異方性の膜とすることがで
き、また磁歪定数を小さくできて磁性薄膜に段差
をつけても透磁率の変化を小さくでき、従つてこ
の薄膜磁気ヘツドによつて高記録密度化を図るこ
とができる。 また、本発明によれば、薄膜磁気ヘツドの製造
方法を、基板面上に平行に互いに直交する方向に
所定の周波数で磁界を印加しながら、基板面に上
記組成のNi−Co−Fe合金薄膜を形成する方法と
するので、磁気コアとして好適な異方性磁界の小
さな薄膜を有する薄膜磁気ヘツドを製造できる。
第１図は基板の平坦部に形成した膜を示す斜視
図、第２図は基板の段差部に形成した膜を示す斜
視図、第３図は磁気定数λと（段差部のμ）／
（平坦部のμ）の値との関係を示す線図、第４図
は本発明を実施するのに用いた作製装置の一例を
示す説明模式図、第５図は本発明に係るNi−Co
−Fe三元系合金膜のＢ−Ｈ曲線を示す線図、第
６図は従来法による合金膜のＢ−Ｈ曲線を示す線
図、第７図は薄膜磁気ヘツドの一例を示す概略斜
視図である。 １……薄膜、２……基板、３……絶縁物、５…
…ガラス基板、８……ヘルムホルツコイル、２１
……基板、２３……下部磁性膜、２７……上部磁
性膜。
図、第２図は基板の段差部に形成した膜を示す斜
視図、第３図は磁気定数λと（段差部のμ）／
（平坦部のμ）の値との関係を示す線図、第４図
は本発明を実施するのに用いた作製装置の一例を
示す説明模式図、第５図は本発明に係るNi−Co
−Fe三元系合金膜のＢ−Ｈ曲線を示す線図、第
６図は従来法による合金膜のＢ−Ｈ曲線を示す線
図、第７図は薄膜磁気ヘツドの一例を示す概略斜
視図である。 １……薄膜、２……基板、３……絶縁物、５…
…ガラス基板、８……ヘルムホルツコイル、２１
……基板、２３……下部磁性膜、２７……上部磁
性膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に形成された磁性薄膜を有する薄膜磁
気ヘツドにおいて、前記磁性薄膜は重量比で
Ni：75％以下、Co：10〜90％およびFe：15％以
下のNi−Co−Fe三元系合金からなり、磁歪定数
が＋２×10-6〜−２×10-6の範囲で一軸異方性を
有し、かつ前記磁性薄膜の異方性磁界が10エルス
テツド以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘツ
ド。 ２ 基板面に磁性薄膜を堆積して製造する薄膜磁
気ヘツドの製造方法において、前記基板面に平行
で互いに直交する方向に所定の周波数で外部磁界
を交互に印加しながら、前記基板面に重量比で
Ni：75％以下、Co：10〜90％およびFe：15％以
下のNi−Co−Fe三元系合金からなる磁性薄膜を
形成することを特徴とする薄膜磁気ヘツドの製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188862A JPS6082638A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | Νｉ−Ｃｏ−Ｆｅの三元系合金薄膜およびその製造方法 |
| US06/658,161 US4623439A (en) | 1983-10-07 | 1984-10-05 | Thin film of Ni-Co-Fe ternary alloy and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188862A JPS6082638A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | Νｉ−Ｃｏ−Ｆｅの三元系合金薄膜およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082638A JPS6082638A (ja) | 1985-05-10 |
| JPH0553852B2 true JPH0553852B2 (ja) | 1993-08-11 |
Family
ID=16231159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58188862A Granted JPS6082638A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | Νｉ−Ｃｏ−Ｆｅの三元系合金薄膜およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4623439A (ja) |
| JP (1) | JPS6082638A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6176642A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-19 | Hitachi Ltd | Ｃｏ―Ｎｉ―Ｆｅ合金の電気めっき浴及び電気めっき方法 |
| US4880514A (en) * | 1985-05-03 | 1989-11-14 | Akshic Memories Corporation | Method of making a thin film magnetic disk |
| JP2510679B2 (ja) * | 1987-10-05 | 1996-06-26 | 株式会社日立製作所 | 薄膜磁気ヘッド及び薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置 |
| EP0396227B1 (en) * | 1989-05-01 | 1995-05-17 | Quantum Corporation | Magnetic devices with enhanced poles |
| JP2688630B2 (ja) * | 1992-03-17 | 1997-12-10 | 株式会社日立製作所 | 磁性合金膜及びその製造方法 |
| JPH08212512A (ja) | 1995-02-03 | 1996-08-20 | Hitachi Ltd | 磁気記憶装置及びそれに用いる薄膜磁気ヘッドとその製造方法 |
| US5683568A (en) * | 1996-03-29 | 1997-11-04 | University Of Tulsa | Electroplating bath for nickel-iron alloys and method |
| JP5155755B2 (ja) * | 2008-07-10 | 2013-03-06 | 株式会社荏原製作所 | 磁性体膜めっき装置及びめっき処理設備 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4825664A (ja) * | 1971-08-06 | 1973-04-03 | ||
| JPS5964734A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-12 | Nippon Gakki Seizo Kk | Ｃｏ−Ｎｉ系磁性合金 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3095319A (en) * | 1958-05-28 | 1963-06-25 | Gen Electric Co Ltd | Manufacture of apparatuses including thin magnetic films |
| US3047423A (en) * | 1958-12-17 | 1962-07-31 | Ibm | Isotropic thin magnetic film |
| US3303117A (en) * | 1964-12-23 | 1967-02-07 | Ibm | Process for cathodically sputtering a ferromagnetic thin film of a nickeliron-molybdenum alloy |
| US3577326A (en) * | 1968-07-12 | 1971-05-04 | Ibm | Process for making a magnetic data storage element |
| GB1599161A (en) * | 1976-07-15 | 1981-09-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetic recording medium and method of making the same |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58188862A patent/JPS6082638A/ja active Granted
-
1984
- 1984-10-05 US US06/658,161 patent/US4623439A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4825664A (ja) * | 1971-08-06 | 1973-04-03 | ||
| JPS5964734A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-12 | Nippon Gakki Seizo Kk | Ｃｏ−Ｎｉ系磁性合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6082638A (ja) | 1985-05-10 |
| US4623439A (en) | 1986-11-18 |
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