JPH0555036A

JPH0555036A - 軟磁性薄膜およびその製造方法、軟磁性多層膜およびその製造方法ならびに磁気ヘツド

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Publication number: JPH0555036A
Application number: JP23876691A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kawashima; 宏明川島; Tetsuya Mino; 哲哉箕野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1991-08-26
Publication date: 1993-03-05

Abstract

(57)【要約】【構成】（Ｎｉ_1-a Ｆｅ_a ）_x Ｍ_yＮ_z （ただし、
Ｍは、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ
およびＷから選ばれる１種以上の元素であり、４０≦ｘ
≦９８．５、１≦ｙ≦３０、０．５≦ｚ≦３０、０．０
３≦ａ≦０．３、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００である。）で表わ
される組成を有する軟磁性薄膜。前記軟磁性薄膜を有す
る磁気ヘッド。【効果】前記軟磁性薄膜は優れた耐熱性を有するの
で、磁気ヘッド製造の際に耐環境性が良好で機械的強度
の高い溶着ガラスが使え、信頼性が高く製造歩留りの高
い磁気ヘッドが実現する。また、前記軟磁性薄膜を、Ｍ
ＩＧ型やＥＤＧ型磁気ヘッドの軟磁性薄膜の下地膜とし
て用いることにより、擬似ギャップ効果を著しく低減す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟磁性薄膜およびその
製造方法と、前記軟磁性薄膜を含む軟磁性多層膜および
その製造方法と、前記軟磁性薄膜および／または前記軟
磁性多層膜を有する磁気ヘッドとに関する。

【０００２】

【従来の技術】一対のフェライト製コアの少なくとも一
方のギャップ部対向面に、コアよりも飽和磁束密度Ｂ_S
の高いセンダスト等の高Ｂ_S 軟磁性薄膜を有する、いわ
ゆるＭＩＧ（メタル・イン・ギャップ）型磁気ヘッドが
知られている。このような構成の磁気ヘッドでは、高Ｂ
_S 軟磁性薄膜から強力な磁束を磁気記録媒体に印加でき
るため、高い保磁力を有する媒体に有効な記録が行え
る。

【０００３】また、コアよりもＢ_S の低い低Ｂ_S 軟磁性
薄膜を少なくとも一方のギャップ部対向面に設けた、い
わゆるＤＧＬ（デュアル・ギャップ・レングス）型の磁
気ヘッドも知られている。このような構成の磁気ヘッド
では、記録時に低Ｂ_S 軟磁性薄膜が飽和し、一方、再生
時には飽和しないため、記録時には広ギャップとして再
生時には狭ギャップとして使用が可能である。このた
め、ＤＧＬ型の記録再生兼用ヘッドでは、記録専用ヘッ
ドおよび再生専用ヘッドと同等の性能を得ることができ
る。さらに、ＤＧＬ型磁気ヘッドにおいて、低Ｂ_S 軟磁
性薄膜に対向するコアのギャップ部に、コアよりも高い
Ｂ_S を有する高Ｂ_S 軟磁性薄膜を形成したＥＤＧ（エン
ハンスト・デュアル・ギャップ・レングス）型の磁気ヘ
ッドでは、ＤＧＬ型磁気ヘッドの特長に加え、上記した
ＭＩＧ型磁気ヘッドの特長も具える。なお、ＤＧＬ型磁
気ヘッドおよびＥＤＧ型磁気ヘッドは、広義のＭＩＧ型
磁気ヘッドに含まれるが、本明細書では高Ｂ_S 軟磁性薄
膜だけを有する磁気ヘッドをＭＩＧ型磁気ヘッドと称す
る。

【０００４】上記各種磁気ヘッドは、ＦＤＤ（フロッピ
ーディスクドライブ）や、ＨＤＤ（ハードディスクドラ
イブ）、ＶＴＲ、ＤＡＴ（デジタルオーディオテープレ
コーダ）などに用いられている。

【０００５】これらの磁気ヘッドは、上記した各種軟磁
性薄膜をコアのギャップ部対向面に形成した後、一対の
コアをガラスにより溶着して製造される。低Ｂ_S 軟磁性
薄膜には、高透磁率で低飽和磁束密度が得られることか
ら、従来、Ｃｏ系アモルファス材料が用いられている。
しかし、この材料は６００℃以上で熱処理を施すと膜の
結晶化によって軟磁気特性が著しく劣化することから、
上記ガラス溶着工程における溶着温度は６００℃未満に
制限されている。

【０００６】溶着温度が６００℃未満のいわゆる低融点
ガラスとするためには、鉛やアルカリ金属などを多量に
添加する必要があるため、耐湿性等の耐環境性が不十分
となり、また、機械的強度も低くなる。従って、従来、
溶着ガラスとして用いられているガラスは、耐環境性が
低く、機械的強度も劣る。このため、Ｃｏ系アモルファ
ス材料の軟磁性薄膜を用いる磁気ヘッドでは、信頼性お
よび製造歩留りが共に低いものであった。

【０００７】ところで、これらの磁気ヘッドでは、コア
と軟磁性薄膜との境界が擬似ギャップとなり、偽信号を
生じることがある。例えば、フェライトコアのギャップ
部に高Ｂ_S のセンダスト薄膜を形成した磁気ヘッドで
は、ガラス溶着工程などにおける熱処理の際にセンダス
ト薄膜とフェライトコアの境界で反応が生じ、これによ
り擬似ギャップ効果が生じる。このような擬似ギャップ
効果を低減するために、センダスト薄膜とフェライトコ
アとの間にＮｉ−Ｆｅ（パーマロイ）薄膜を下地膜とし
て設ける試みがなされている。しかし、Ｎｉ−Ｆｅ薄膜
に６００℃以上の熱処理を施すと、Ｎｉがセンダスト中
に拡散し、透磁率が著しく低下してしまう（日本応用磁
気学会誌13,277-280(1989)）。このため、Ｎｉ−Ｆｅ下
地膜を用いる場合は、溶着温度が６００℃以上となるガ
ラスを使用できず、擬似ギャップ効果低減と信頼性およ
び製造歩留り向上とを共に実現することはできなかっ
た。

【０００８】また、センダストやＦｅ−ＳｉなどはＢ_S
が高いため、磁気ヘッドの高Ｂ_S 軟磁性薄膜の材料とし
て有望であるが、これらのＦｅ系材料は結晶磁気異方性
が大きいため、結晶粒径が大きいと異方性分散の影響を
強く受け、良好な軟磁気特性を得ることが困難である。
このため、多層化して結晶粒の成長を抑えることによっ
て軟磁気特性の向上が試みられている。例えば、第１４
回日本応用磁気学会学術講演概要集（１９９０）第４３
ページには、Ｆｅ−Ｓｉ／Ｎｉ−Ｆｅ多層膜に関する報
告が記載されている。同報告のTable １に示されるよう
に、多層化により結晶粒径が小さくなり、保磁力が減少
して透磁率が向上している。

【０００９】しかし、同報告のFig.１に示されるよう
に、３００℃以上の温度で熱処理を施すと、結晶粒が成
長し、また、層間において元素が拡散して、透磁率が劣
化している。このため、磁気ヘッドの高Ｂ_S 軟磁性薄膜
としてこの多層膜を用いる場合、ガラス溶着時の加熱に
より軟磁気特性が劣化し、所期の性能が得られない。

【００１０】なお、薄膜磁気ヘッドの磁極層に用いられ
る軟磁性薄膜についても、製造工程における熱処理温度
が高い場合には上記と同様な問題が生じる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、ＭＩＧ型、ＤＧＬ型、ＥＤ
Ｇ型等の各種磁気ヘッドの軟磁性薄膜やその下地膜に好
適な軟磁性薄膜および軟磁性多層膜ならびにこれらの製
造方法と、これらの軟磁性薄膜および／または軟磁性多
層膜を有する磁気ヘッドとを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１４）の本発明により達成される。（１）下記式で表わされる原子比組成を有することを特
徴とする軟磁性薄膜。式（Ｎｉ_1-a Ｆｅ_a ）_x Ｍ_yＮ_z （上記式においてＭは、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷから選ばれる１種以上の元素
であり、４０≦ｘ≦９８．５、１≦ｙ≦３０、０．５≦ｚ≦３０、０．０３≦ａ≦０．３、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００である。）

【００１３】（２）さらにＣｕを含有し、Ｃｕの含有量
が０．５〜１５原子％である上記（１）に記載の軟磁性
薄膜。

【００１４】（３）さらにＯを含有し、Ｏの含有率が５
原子％以下である上記（１）または（２）に記載の軟磁
性薄膜。

【００１５】（４）前記式において、４０≦ｘ≦７５、５≦ｙ≦３０、５≦ｚ≦３０である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の軟磁
性薄膜。

【００１６】（５）上記（１）ないし（４）のいずれか
に記載の軟磁性薄膜を製造する方法であって、前記式で
表わされる組成を有する薄膜をスパッタ法により形成し
た後、３００〜７５０℃にて熱処理を施す工程を有する
ことを特徴とする軟磁性薄膜の製造方法。

【００１７】（６）上記（１）ないし（４）のいずれか
に記載の軟磁性薄膜と、他の軟磁性薄膜とを、交互に積
層したことを特徴とする軟磁性多層膜。

【００１８】（７）前記軟磁性薄膜と前記他の軟磁性薄
膜との間に非磁性薄膜を有する上記（６）に記載の軟磁
性多層膜。

【００１９】（８）前記他の軟磁性薄膜が前記軟磁性薄
膜よりも飽和磁束密度が大きい上記（６）または（７）
に記載の軟磁性多層膜。

【００２０】（９）上記（１）ないし（４）のいずれか
に記載の軟磁性薄膜と、非磁性薄膜とを、交互に積層し
たことを特徴とする軟磁性多層膜。

【００２１】（１０）上記（６）ないし（９）のいずれ
かに記載の軟磁性多層膜を製造する方法であって、スパ
ッタ法により多層膜を形成した後、３００〜７５０℃の
温度にて熱処理を施す工程を有することを特徴とする軟
磁性多層膜の製造方法。

【００２２】（１１）一対のコアを有し、少なくとも一
方のコアのギャップ部に、上記（１）ないし（４）のい
ずれかに記載の軟磁性薄膜および／または上記（６）な
いし（９）のいずれかに記載の軟磁性多層膜が形成され
ていることを特徴とする磁気ヘッド。

【００２３】（１２）前記軟磁性薄膜上に、前記コアよ
りも飽和磁束密度の高い高飽和磁束密度薄膜が形成され
ている上記（１１）に記載の磁気ヘッド。

【００２４】（１３）作業温度Ｔｗが３００〜７５０℃
の溶着ガラスにより前記一対のコアが溶着一体化されて
いる上記（１１）または（１２）に記載の磁気ヘッド。

【００２５】（１４）上記（１）ないし（４）のいずれ
かに記載の軟磁性薄膜および／または上記（６）ないし
（９）のいずれかに記載の軟磁性多層膜を磁極層として
有する薄膜磁気ヘッドであることを特徴とする磁気ヘッ
ド。

【００２６】

【作用】本発明の軟磁性薄膜は優れた耐熱性を有する。
すなわち、６００℃以上の温度で熱処理した場合でも低
保磁力および高透磁率が得られる。このため、本発明の
軟磁性薄膜を磁気ヘッドに適用した場合、ガラス溶着時
の加熱温度を６００℃以上とできるので、耐環境性が良
好で強度の高い溶着ガラスが使える。このため、信頼性
が高く製造歩留りの高い磁気ヘッドが実現する。

【００２７】また、本発明の軟磁性薄膜を磁気ヘッドの
軟磁性薄膜の下地膜として用いる場合、擬似ギャップ効
果の低減に極めて有効であり、しかも、上記した温度で
熱処理した場合でも擬似ギャップ効果の低減作用は影響
を受けない。

【００２８】本発明の軟磁性薄膜を磁気ヘッドに適用す
る場合、組成を選択することによりフェライトコアより
も低いＢ_S とすることも高いＢ_S とすることもできるの
で、ＤＧＬ型やＥＤＧ型の磁気ヘッドの低Ｂ_S 薄膜に適
用することもＥＤＧ型やＭＩＧ型などの高Ｂ_S 薄膜に適
用することもできる。

【００２９】本発明の軟磁性多層膜は、上記本発明の軟
磁性薄膜と他の軟磁性薄膜または非磁性薄膜とを積層し
たものである。多層化により本発明の軟磁性薄膜および
積層される他の軟磁性薄膜の結晶粒径を小さくすること
ができるので、優れた軟磁気特性が得られる。そして、
本発明の軟磁性多層膜を磁気ヘッドの軟磁性薄膜に適用
した場合、製造工程において上記したような温度にて熱
処理を施したときに各層間での拡散が殆ど生じないの
で、軟磁気特性が劣化しない。

【００３０】なお、本発明の軟磁性薄膜のＢ_S や他の軟
磁性薄膜のＢ_S を選択することにより多層膜のＢ_S を調
整することができるので、様々な用途に適用可能であ
る。

【００３１】ところで、特開昭６４−４８２１６号公報
には、コアのギャップ部にコアよりもＢ_S の低い合金薄
膜を形成した磁気ヘッド、すなわちＤＧＬ型の磁気ヘッ
ドが開示されている。この合金薄膜はＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ
を含有するものであるが、本発明の組成と異なるため耐
熱性が低い。このため、上記した温度でコアを溶着した
場合、軟磁気特性が著しく劣化してしまい、本発明の効
果は得られない。

【００３２】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。＜軟磁性薄膜＞本発明の軟磁性薄膜は、下記式で表わさ
れる原子比組成を有する。

【００３３】式（Ｎｉ_1-a Ｆｅ_a ）_x Ｍ_y Ｎ_z 上記式においてＭは、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍ
ｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷから選ばれる１種以上の元素で
ある。また、４０≦ｘ≦９８．５、１≦ｙ≦３０、０．５≦ｚ≦３０、０．０３≦ａ≦０．３、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００である。

【００３４】上記組成を有する軟磁性薄膜は、磁気ヘッ
ドの軟磁性薄膜やその下地膜として好適である。

【００３５】特に、７５≦ｘ≦９８．５、さらに８０≦ｘ≦９８．５とすれば、フェライトに比べ高いＢ_S 、例えば０．６Ｔ
程度以上、特に０．７Ｔ程度以上のＢ_S が得られるの
で、高Ｂ_S 軟磁性薄膜の下地膜として好適であり、ま
た、下地膜としてではなく高Ｂ_S 軟磁性薄膜としても用
いることができる。なお、この組成におけるＢ_S は、通
常、０．９５Ｔ程度以下である。

【００３６】また、４０≦ｘ≦７５、特に４０≦ｘ≦６５、５≦ｙ≦３０、５≦ｚ≦３０とすれば、フェライトに比べ低いＢ_S 、例えば０．６Ｔ
程度以下、特に０．４５Ｔ程度以下のＢ_S が得られるの
で、ＥＤＧ型やＤＧＬ型の磁気ヘッドの低Ｂ_S 軟磁性薄
膜として好適である。なお、この組成におけるＢ_S は、
通常、０．１Ｔ程度以上である。

【００３７】以下、組成の限定理由を説明する。Ｎｉお
よびＦｅの合計含有量を表わすｘを変更することによ
り、前述したようにＢ_S を変更することができる。ただ
し、ｘが４０未満となるとＢ_S が０．１Ｔを下回り、十
分な透磁率が得られない。また、ｘが９８．５を超える
と耐熱性が不十分となり、熱処理等により保磁力Ｈc が
大幅に増加する傾向にある。

【００３８】Ｍの含有量を表わすｙを前記範囲とするこ
とにより軟磁気特性が格段と向上し、また、耐熱性が向
上するが、ｙが５未満となるとＭの窒化物が不足して結
晶粒を微細化する効果が不十分となり、特に１未満とな
ると結晶粒径が著しく大きくなってＨc が増大してしま
う。また、ｙが３０を超えると、逆に窒化物の過剰生成
によりＨc が増大するとともにＢ_S が０．１Ｔを下回っ
てしまう。

【００３９】Ｎは、主としてＭの窒化物の形態で結晶粒
界に存在し、結晶粒の成長を抑制する作用を有する。Ｎ
の含有量を表わすｚが５未満となると窒化物が不足して
結晶粒成長を抑制する効果が不十分となり、特に０．５
未満となると耐熱性が不十分となる。また、ｚが３０を
超えると、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍの窒化物が必要以上に生成さ
れるため良好な軟磁気特性が得られない傾向にある。

【００４０】ＮｉとＦｅの合計中のＦｅの比率を示すａ
が前記範囲を超えると、磁歪定数λs が正方向に大きく
なり、十分な透磁率が得られない。また、ａが前記範囲
未満であると、λs が負方向に増大して透磁率が不十分
となる。なお、好ましくは０．０５≦ａ≦０．２５であ
る。

【００４１】また、本発明の軟磁性薄膜には、Ｃｕが含
有されていてもよい。Ｃｕは主として磁性結晶粒内に存
在し、Ｈc を下げ透磁率を上昇させる効果を示す。Ｃｕ
の含有量は、軟磁性薄膜全体の０．５〜１５原子％とす
ることが好ましい。含有量が前記範囲未満となると添加
による効果が小さくなり、前記範囲を超えると十分な軟
磁気特性が得られなくなる。

【００４２】また、本発明の軟磁性薄膜には、Ｏ（酸
素）が含有されていてもよい。Ｏの含有により、さらに
熱安定性が向上する。Ｏの含有量は軟磁性薄膜全体の５
原子％以下とすることが好ましい。含有量が前記範囲を
超えるとＨc が増大してしまう。

【００４３】なお、軟磁性薄膜の組成は、例えば、Elec
tron Probe Micro Analysis (EPMA)法により測定すれば
よい。

【００４４】また、軟磁性薄膜の膜厚は用途等に応じて
適宜選択すればよいが、通常、０．１〜２０μm 程度で
ある。

【００４５】本発明の軟磁性薄膜は、例えば膜厚１〜５
μm 程度の場合、３００℃以上の熱処理により下記の特
性が得られる。保磁力Ｈc （５０Hz）：１６０A/m 程度以下初透磁率μ_i （５MHz)：１０００程度以上

【００４６】特に、６００〜７００℃程度の熱処理を施
した場合には、下記の特性が得られる。保磁力Ｈc （５０Hz）：１〜８０A/m 程度初透磁率μ_i （５MHz)：１０００〜５０００程度なお、直流での飽和磁束密度Ｂ_S は、０．１〜０．９５
Ｔ程度である。

【００４７】＜軟磁性薄膜の製造方法＞本発明の軟磁性
薄膜を成膜するには、蒸着法、スパッタ法、イオンプレ
ーティング法、ＣＶＤ法等の各種気相法を用いればよ
い。これらのうち特にスパッタ法を用いることが好まし
く、例えば以下のように成膜すればよい。

【００４８】ターゲットには、合金鋳造体、焼結体、多
元ターゲット等を用いる。そして、Ａｒ等の不活性ガス
雰囲気下でスパッタを行なう。また、窒素含有雰囲気中
で反応性スパッタを行なう場合には、ターゲットの組成
は前述の式においてＮが含有されないものとほぼ同一と
すればよい。また、反応性スパッタは、Ａｒ中にＮ₂を
０．５〜２０体積％、特に１〜１５体積％含有する雰囲
気下で行なうことが好ましい。スパッタの方式および使
用するスパッタ装置に特に制限はなく、通常のものを用
いればよい。なお、動作圧力は通常０．１〜１．０ Pa
程度とすればよい。スパッタ投入電圧や電流等の諸条件
は、スパッタ方式等に応じ適宜決定すればよい。

【００４９】成膜後は、軟磁性薄膜に熱処理を施すこと
が好ましい。本発明の軟磁性薄膜は、厚さによっても異
なるが、通常、反応性スパッタによりアモルファス状の
薄膜として形成される。これに熱処理を施すことによ
り、Ｘ線回折チャートにはＮｉ−Ｆｅ（１１１）面のピ
ーク、Ｎｉ−Ｆｅ（２００）面のピークないしＮｉ−Ｆ
ｅ−Ｍ由来のピーク｛例えば、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｒの（１
１１）、（２００）、（２２０）など｝およびＭの窒化
物由来のピークが出現し、優れた軟磁気特性が得られ
る。

【００５０】熱処理は、下記の条件にて行なうことが好
ましい。昇温速度：２〜８℃／分程度保持温度：３００〜７５０℃、特に５００〜７００℃程
度温度保持時間：１０〜６０分程度冷却速度：２〜８℃／分程度なお、雰囲気はＡｒ等の不活性ガスでよい。前記条件に
て熱処理を行なうことにより、より一層優れた軟磁気特
性が得られる。

【００５１】＜軟磁性多層膜＞本発明の軟磁性多層膜
は、上記した本発明の軟磁性薄膜と、他の軟磁性薄膜お
よび／または非磁性薄膜とを交互に積層した構成を有す
る。本発明の軟磁性多層膜は、ＭＩＧ型やＥＤＧ型磁気
ヘッドの高Ｂ_S 軟磁性薄膜に適用することが好ましい
が、ＥＤＧ型やＤＧＬ型磁気ヘッドの低Ｂ_S 軟磁性薄膜
に適用することもできる。

【００５２】磁気ヘッドの高Ｂ_S 軟磁性薄膜に適用する
場合、前記他の軟磁性薄膜には、本発明の軟磁性薄膜よ
りもＢ_S の高いものを用いることが好ましい。このよう
な軟磁性薄膜としては、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉから選ば
れる１種以上を含有する合金薄膜、例えば、Ｆｅ系、Ｆ
ｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合金薄膜などが挙げら
れる。これらの合金薄膜では１．０〜２．４Ｔ程度のＢ
_S が得られるが、異方性の分散の影響により優れた軟磁
性を得ることは難しい。しかし、本発明の軟磁性薄膜と
積層することにより薄層化できて結晶粒径を小さくでき
るので、優れた軟磁性が得られる。

【００５３】軟磁性多層膜を高Ｂ_S 軟磁性薄膜に適用す
る場合には、多層膜中の本発明の軟磁性薄膜の組成を、
前記した式において７５≦ｘ≦９８．５の範囲から選択することが好ましい。

【００５４】なお、本発明の軟磁性薄膜に積層される他
の軟磁性薄膜は、１種に限らない。すなわち、前記他の
軟磁性薄膜として、組成の相異なる２種以上のものを用
いてもよい。また、本発明の軟磁性薄膜についても、前
記した本発明の組成内であれば、２種以上の組成を用い
てもよい。

【００５５】軟磁性多層膜中における本発明の軟磁性薄
膜の厚さと他の軟磁性薄膜の厚さとの比は特に限定され
ないが、高Ｂ_S 軟磁性薄膜に適用する場合、本発明の軟
磁性薄膜の膜厚ｄ₁ と、他の軟磁性薄膜の膜厚ｄ₂ との
比ｄ₁ ／ｄ₂ は、１０以下、特に０．１〜１０、さらに
０．５〜１０が好ましい。ｄ₁ ／ｄ₂ が前記範囲を超え
ると、Ｂ_S を向上させる他の軟磁性薄膜の効果が十分に
発現しない傾向にあり、前記範囲未満では良好な軟磁気
特性が得られず、耐熱性も低下する傾向にある。

【００５６】なお、前記他の軟磁性薄膜の膜厚は、０．
１μm 以下、特に０．００５〜０．１μm であることが
好ましい。厚さが前記範囲を超えると、成膜時あるいは
熱処理時に膜の結晶粒が大となり、軟磁気特性が劣化す
る傾向にある。

【００５７】軟磁性多層膜の積層数は特に限定されな
い。すなわち、本発明の軟磁性薄膜および他の軟磁性薄
膜がそれぞれ１層以上であればよく、目的や用途等に応
じて積層数を適宜決定すればよいが、作業性等の点か
ら、各軟磁性薄膜それぞれの積層数は、通常は３〜５０
層程度とすることが好ましい。

【００５８】また、軟磁性多層膜の全厚にも特に制限は
なく、目的や用途等に応じて適宜決定すればよいが、通
常は０．１〜３０μm 程度とすることが好ましい。

【００５９】なお、軟磁性多層膜を構成する各薄膜は、
作業性等の点から通常は同じ膜厚で積層されるが、場合
によっては膜厚は互いに異なっていてもよく、この場
合、異なる膜厚の薄膜が規則的に積層されていてもよ
い。膜厚が異なる場合、本発明の軟磁性薄膜の全厚Ｄ₁
と、他の軟磁性薄膜の全厚Ｄ₂ との比Ｄ₁ ／Ｄ₂ は、Ｂ
_S向上等の点から１０以下、特に０．１〜１０、さらに
０．５〜１０が好ましい。

【００６０】また、本発明の軟磁性薄膜と他の軟磁性薄
膜との間には、非磁性薄膜を設けてもよい。この場合、
非磁性薄膜は全ての膜間に形成してもよく、場合によっ
ては必要とされる膜間のみに形成してもよい。非磁性薄
膜を介在させることにより軟磁性多層膜の透磁率が向上
し、しかもその周波数特性が向上する。従って、軟磁性
多層膜を磁気ヘッドに適用した場合、記録再生出力、周
波数特性等の電磁変換特性が向上する。

【００６１】使用する非磁性薄膜に特に制限はなく、従
来、軟磁性多層膜に使用されている各種非磁性薄膜、例
えば、Ｃ、ＮおよびＯから選ばれる１種以上を含有する
非磁性薄膜を用いればよい。具体的には、金属、半金属
および半導体の１種以上から選択される元素の炭化物、
窒化物、酸化物、またはこれらの混合物を含有する非磁
性薄膜を用いればよい。この場合、炭化物、窒化物、酸
化物は、化学量論組成であっても、それから偏奇してい
てもよい。非磁性薄膜に用いる金属元素、半金属元素お
よび半導体元素としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、
Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ等が好ましい。

【００６２】このような非磁性薄膜の膜厚は、用途等に
応じて適宜決定すればよいが、通常は０．００１〜０．
１μm 程度である。

【００６３】本発明の軟磁性多層膜は、積層される他の
軟磁性薄膜の特性や熱処理条件によっても異なるが、通
常、下記の磁気特性を有する。保磁力Ｈc （５０Hz）：１６０A/m 程度以下初透磁率μ_i （５MHz)：１２００程度以上直流での飽和磁束密度Ｂ_S ：１．０〜２．０Ｔ程度

【００６４】また、本発明の軟磁性薄膜と他の軟磁性薄
膜との間に非磁性薄膜を介在させることにより、Ｂ_S は
上記と同等のまま、初透磁率μ_i （５MHz ）が２０％程
度向上し、また、高周波におけるμ_i が向上する。

【００６５】本発明では、前記他の軟磁性薄膜を設け
ず、非磁性薄膜を介して本発明の軟磁性薄膜だけを積層
した軟磁性多層膜としてもよい。このような軟磁性多層
膜は、磁気ヘッドの低Ｂ_S 軟磁性薄膜に好適である。そ
して、このような多層膜とすることにより、上記した多
層膜と同様に透磁率が向上し、その周波数特性も向上す
る。この場合、本発明の軟磁性薄膜の組成は、前記した
式において４０≦ｘ≦７５の範囲から選択することが好ましい。

【００６６】この場合の軟磁性薄膜の厚さは、用途等に
応じて適宜決定すればよいが、通常は０．０１〜５μm
程度とすることが好ましい。軟磁性薄膜の厚さが前記範
囲未満となると均質な膜の形成が困難となり、前記範囲
を超えると多層膜としたことによる効果が不十分とな
る。また、この場合の非磁性薄膜の厚さは、通常、０．
００１〜０．１μm 程度とすることが好ましい。非磁性
薄膜の厚さが前記範囲未満となると非磁性薄膜を設けた
ことによる効果が不十分となり、前記範囲を超えるとＨ
c の増大をもたらす。また、軟磁性薄膜の膜厚ｄ₁ と非
磁性薄膜の膜厚ｄ₃ との比ｄ₁ ／ｄ₃ は、０．５〜５
０、特に１〜２０とすることが好ましい。ｄ₁ ／ｄ₃ が
前記範囲未満となるとＨc の増大を招き、前記範囲を超
えると非磁性薄膜を設けたことによる効果が不十分とな
る。

【００６７】なお、この場合の軟磁性多層膜の全厚、各
薄膜の積層数などは、前記した軟磁性多層膜と同様にし
て決定すればよい。

【００６８】また、軟磁性多層膜の磁気特性は、上記し
た軟磁性薄膜と同様にして測定すればよい。

【００６９】＜軟磁性多層膜の製造方法＞多層膜中の本
発明の軟磁性薄膜は、上記した方法により形成すればよ
い。また、前記他の軟磁性薄膜を成膜するには、蒸着
法、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等
の各種気相法を用いればよく、特にスパッタ法を用いる
ことが好ましい。非磁性薄膜を成膜するには、蒸着法、
スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の各
種気相法を用いればよい。

【００７０】また、軟磁性多層膜形成後、上記した本発
明の軟磁性薄膜と同様な熱処理を施すことが好ましい。

【００７１】＜磁気ヘッド＞本発明の磁気ヘッドは、本
発明の軟磁性薄膜および／または本発明の軟磁性多層膜
が、コアのギャップ部に形成されている磁気ヘッドであ
る。このような磁気ヘッドとしては、前述したＭＩＧ
型、ＥＤＧ型およびＤＧＬ型の磁気ヘッドが挙げられ
る。

【００７２】本発明の磁気ヘッドの好適実施例を、図１
〜図４に示す。図１に示される磁気ヘッドは、第１コア
１と、ギャップ部対向面に軟磁性薄膜４が形成されてい
る第２コア２とを有し、両コアがギャップ５を介して接
合され、溶着ガラス３により溶着一体化されている。

【００７３】図２に示される磁気ヘッドは、軟磁性薄膜
４を、第１コア１および第２コア２のそれぞれのギャッ
プ部対向面に形成したタイプのものである。

【００７４】図３および図４にそれぞれ示される磁気ヘ
ッドは、図１および図２にそれぞれ示される磁気ヘッド
の軟磁性薄膜４と第２コア２との間に、下地膜４１を設
けた構成の磁気ヘッドである。

【００７５】図１に示される構成の磁気ヘッドは、ＤＧ
Ｌ型またはＭＩＧ型の磁気ヘッドとして用いられるもの
であり、軟磁性薄膜４には本発明の軟磁性薄膜または軟
磁性多層膜を用いる。ＤＧＬ型の磁気ヘッドでは、軟磁
性薄膜４はコアよりもＢ_S の低い低Ｂ_S 軟磁性薄膜であ
る。また、ＭＩＧ型の磁気ヘッドでは、軟磁性薄膜４は
コアよりもＢ_S の高い高Ｂ_S 軟磁性薄膜である。

【００７６】図２に示される構成の磁気ヘッドは、ＥＤ
Ｇ型またはＭＩＧ型の磁気ヘッドとして用いられるもの
であり、少なくとも一方の軟磁性薄膜４に本発明の軟磁
性薄膜または軟磁性多層膜を用いる。ＥＤＧ型の磁気ヘ
ッドでは、一方の軟磁性薄膜４が高Ｂ_S 軟磁性薄膜であ
り、他方の軟磁性薄膜４が低Ｂ_S 軟磁性薄膜である。ま
た、ＭＩＧ型の磁気ヘッドでは、両方の軟磁性薄膜４が
高Ｂ_S 軟磁性薄膜である。

【００７７】図１および図２にそれぞれ示される磁気ヘ
ッドに本発明を適用する場合、本発明の軟磁性薄膜およ
び軟磁性多層膜は、低Ｂ_S 軟磁性薄膜としても高Ｂ_S 軟
磁性薄膜としても適用可能であるが、従来、耐熱性の良
好な低Ｂ_S 軟磁性薄膜が知られていないことから、特に
低Ｂ_S 軟磁性薄膜に本発明の軟磁性薄膜または軟磁性多
層膜を適用することが好ましい。この場合、高Ｂ_S 軟磁
性薄膜としては、耐熱性が良好で、フェライトなどのコ
ア材よりも高いＢ_S が得られる材質とすることが好まし
く、具体的には、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金（センダス
ト）、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｎｉ合金（スーパーセンダス
ト）などが好ましい。また、高Ｂ_S 軟磁性薄膜として、
本発明の軟磁性薄膜とセンダスト等の高Ｂ_S 材を積層し
た多層膜を用いれば、高いＢ_S が得られ、しかも良好な
周波数特性が得られ、さらに、コアとの境界における擬
似ギャップ効果を低減することができる。

【００７８】図１および図２に示される磁気ヘッドにお
いて、軟磁性薄膜４の膜厚は、好ましくは０．２〜１０
μm 、より好ましくは０．５〜５μm である。高Ｂ_S 軟
磁性薄膜において膜厚が前記範囲未満であると、体積が
不足して飽和し易くなり、強力な磁界を印加するという
機能が不十分となる。また、高Ｂ_S 軟磁性薄膜において
膜厚が前記範囲を超えると、特に単層膜の場合、渦電流
損失が大きくなり、高周波特性が不十分となる。一方、
低Ｂ_S 軟磁性薄膜において膜厚が前記範囲未満である
と、記録時と再生時の有効ギャップ長の差が小さくなり
過ぎ、ＤＧＬ型やＥＤＧ型の磁気ヘッドとしての機能が
不十分となる。また、低Ｂ_S 軟磁性薄膜において膜厚が
前記範囲を超えると、渦電流損失が大きくなり、また、
記録時と再生時の有効ギャップ長の差が大きくなり過ぎ
るため好ましくない。

【００７９】図３および図４にそれぞれ示される磁気ヘ
ッドの下地膜４１は、擬似ギャップ効果を低減するため
に設けられる。この場合、高Ｂ_S 軟磁性薄膜には、高Ｂ
_S で耐熱性も良好ではあるが擬似ギャップ効果が問題と
なる高Ｂ_S 材、例えば、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金（センダ
スト）、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｎｉなどを用い、この高Ｂ
_S 軟磁性薄膜とコアとの間に下地膜４１を設ける。一
方、低Ｂ_S 軟磁性薄膜には、本発明の軟磁性薄膜または
軟磁性多層膜を用いればよい。この場合、図３に示され
る磁気ヘッドはＭＩＧ型の磁気ヘッドであり、図４に示
される磁気ヘッドはＥＤＧ型の磁気ヘッドである。な
お、両方のコアに高Ｂ_S 軟磁性薄膜を有するＭＩＧ型磁
気ヘッドの場合、下地膜も両方のコアに設ける。

【００８０】下地膜４１の厚さは、通常、０．００３〜
０．１μm 、特に０．００５〜０．０５μm とすること
が好ましい。厚さが前記範囲未満であると下地膜として
の効果が不十分であり、前記範囲を超えると高Ｂ_S 軟磁
性薄膜の体積が不十分となってしまう。

【００８１】本発明において、各コアはフェライトから
構成されることが好ましい。この場合、用いるフェライ
トに特に制限はないが、Ｍｎ−ＺｎフェライトまたはＮ
ｉ−Ｚｎフェライトを目的に応じて用いることが好まし
い。Ｍｎ−Ｚｎフェライトとしては、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ５０〜
６０モル％程度、ＺｎＯ８〜２５モル％程度、残部が
実質的にＭｎＯのものが好ましい。また、Ｎｉ−Ｚｎフ
ェライトは特に高周波領域において優れた特性を示すも
のであり、好ましい組成としては、Ｆｅ₂ Ｏ₃が３０〜
６０モル％、ＮｉＯが１５〜５０モル％、ＺｎＯが５〜
４０モル％程度のものである。

【００８２】各コアの直流での飽和磁束密度Ｂ_S は、好
ましくは０．３〜０．６Ｔとする。飽和磁束密度が前記
範囲未満であると、オーバーライト特性が低下する他、
このような飽和磁束密度の組成では、キュリー温度が低
くなるため熱的安定性が低下してしまう。前記範囲を超
えると、磁歪が増加して磁気ヘッドとしての特性が悪化
したり、着磁し易くなる。

【００８３】各コアの直流での初透磁率μ_i は１，００
０以上、保磁力Ｈc は０．３ Oe 以下であることが好ま
しい。

【００８４】また、各コアのギャップ部対向面は、鏡面
研磨等により平滑化し、軟磁性薄膜４や下地膜４１等が
形成され易いようにすることが好ましい。

【００８５】ギャップ５は、非磁性材質から構成され
る。ギャップ５には、接着強度を高めるため接着ガラス
を用いることが好ましく、例えば、特願平１−７１５０
６号等に示されるガラスが好適である。また、ギャップ
５は接着ガラスのみで構成されていてもよいが、ギャッ
プ形成速度やギャップ強度を高めるため、図示のように
ギャップ５１とギャップ５３との２層で構成されること
が好ましい。この場合、ギャップ５１にはＳｉＯ₂ を用
い、ギャップ５３には接着ガラスを用いることが好まし
い。なお、後述する溶着ガラス３が、ギャップ両サイド
に流れ込むタイプの磁気ヘッドの場合は、ギャップ５を
酸化ケイ素のみで構成してもよい。ギャップ５の形成方
法には特に制限はないが、スパッタ法を用いることが好
ましい。ギャップ長は、通常０．２〜２．０μm 程度で
ある。

【００８６】本発明の磁気ヘッドは、図１〜図４に示さ
れるように、第１コア１と第２コア２とが、ギャップ５
を介して接合一体化されているものである。

【００８７】コアの接合は、通常、ギャップ５３の接着
ガラスにより熱圧着すると同時に溶着ガラス３を流し込
むことにより行なう。用いる溶着ガラス３の作業温度Ｔ
ｗは３００〜７５０℃、特に６００〜７００℃程度であ
ることが好ましく、この場合、ガラス溶着時の保持温度
は３００〜７５０℃、特に６００〜７００℃程度とな
る。なお、作業温度Ｔｗとは、周知のようにガラスの粘
度が１０⁴ poise となる温度である。

【００８８】本発明の磁気ヘッドでは、軟磁性薄膜４に
耐熱性の高い本発明の軟磁性薄膜や軟磁性多層膜を用い
るため、このようなＴｗのガラスを用いて溶着しても、
軟磁性薄膜４の保磁力Ｈc は前記した範囲に保持され
る。このため、鉛やアルカリ金属などの含有量が少ない
溶着ガラスを用いることができるので、耐環境性が良好
で機械的強度も高い磁気ヘッドが実現する。

【００８９】本発明の軟磁性薄膜および軟磁性多層膜に
は、前述したような熱処理が施されることが好ましい
が、溶着時の加熱を前述した熱処理の替わりとすること
ができるので、工数の減少が可能である。

【００９０】本発明の磁気ヘッドは、いわゆるラミネー
トタイプやバルクタイプ等のトンネルイレーズ型、ある
いはイレーズヘッドを有しないリードライト型などのオ
ーバーライト記録を行なうフロッピーヘッド、モノリシ
ックタイプやコンポジットタイプの浮上型の計算機用ヘ
ッド、回転型のＶＴＲ用ヘッドやＲ−ＤＡＴ用ヘッドな
どの各種磁気ヘッドとして用いられる。

【００９１】＜薄膜磁気ヘッド＞図５に、本発明の好適
実施例である浮上型の薄膜磁気ヘッドを示す。図５に示
される薄膜磁気ヘッドは、スライダ７上に、絶縁層８
１、下部磁極層９１、ギャップ層１０、絶縁層８３、コ
イル層１１、絶縁層８５、上部磁極層９５および保護層
１２を順次有する。

【００９２】スライダ７の構成材料としては、従来公知
の種々のものを用いればよく、例えばセラミックス、フ
ェライト等により構成すればよい。この場合、セラミッ
クス、特にＡｌ₂ Ｏ₃ −ＴｉＣを主成分とするセラミッ
クス、ＺｒＯ₂ を主成分とするセラミックス、ＳｉＣを
主成分とするセラミックスまたはＡｌＮを主成分とする
セラミックスが好適である。なお、これらには、添加物
としてＭｇ、Ｙ、ＺｒＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 等が含有されてい
てもよい。スライダ７の形状やサイズ等の諸条件は公知
の何れのものであってもよく、用途に応じ適宜選択され
る。

【００９３】スライダ７上には、絶縁層８１が形成され
る。絶縁層８１の材料としては従来公知のものは何れも
使用可能であり、例えば、薄膜作製をスパッタ法により
行なうときには、ＳｉＯ₂ 、ガラス、Ａｌ₂ Ｏ₃ 等を用
いることができる。絶縁層８１の膜厚やパターンは公知
の何れのものであってもよく、例えば膜厚は、５〜４０
μm 程度とする。

【００９４】磁極は、通常、図示のように、下部磁極層
９１と上部磁極層９５として設けられる。本発明では、
下部磁極層９１および／または上部磁極層９５に、本発
明の軟磁性薄膜または軟磁性多層膜を用いる。下部磁極
層９１および上部磁極層９５のパターン、膜厚等は公知
のいずれのものであってもよい。例えば両磁極層の厚さ
は１〜５μm 程度とすればよい。

【００９５】下部磁極層９１および上部磁極層９５の間
にはギャップ層１０が形成される。ギャップ層１０に
は、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 等公知の種々の材料を用いれ
ばよい。また、ギャップ層１０のパターン、膜厚等は公
知の何れのものであってもよく、例えば、膜厚は０．２
〜１．０μm 程度とすればよい。

【００９６】コイル層１１の材質には特に制限はなく、
通常用いられるＡｌ、Ｃｕ等の金属を用いればよい。コ
イルの巻回パターンや巻回密度についても制限はなく、
公知のものを適宜選択使用すればよい。例えば巻回パタ
ーンについては、図示のスパイラル型の他、積層型、ジ
グザグ型等何れであってもよい。また、コイル層１１の
形成にはスパッタ法等の各種気相被着法やめっき法等を
用いればよい。図示例ではコイル層１１は、いわゆるス
パイラル型としてスパイラル状に上部および下部磁極層
９１、９５間に配設されており、コイル層１１と上部お
よび下部磁極層９１、９５間には絶縁層８３、８５が設
層されている。

【００９７】絶縁層８３、８５の材料としては従来公知
のものは何れも使用可能であり、例えば、薄膜作製をス
パッタ法により行なうときには、ＳｉＯ₂、ガラス、Ａ
ｌ₂Ｏ₃ 等を用いることができる。

【００９８】また、上部磁極層９５上には保護層１２が
設層される。保護層１２の材料としては従来公知のもの
は何れも使用可能であり、例えばＡｌ₂ Ｏ₃ 等を用いる
ことができる。この場合、保護層１２のパターンや膜厚
等は従来公知のものはいずれも使用可能であり、例えば
膜厚は１０〜５０μm 程度とすればよい。

【００９９】なお、本発明ではさらに各種樹脂コート層
等を積層してもよい。

【０１００】このような薄膜磁気ヘッドの製造工程は、
通常、薄膜作製とパターン形成とによって行なわれる。
各層の薄膜作製には、上記したように、従来公知の技術
である気相被着法、例えば真空蒸着法、スパッタ法、あ
るいはめっき法等を用いればよい。薄膜磁気ヘッドの各
層のパターン形成は、従来公知の技術である選択エッチ
ングあるいは選択デポジションにより行なうことができ
る。エッチングには、各種のウエットエッチングやドラ
イエッチングを利用すればよい。

【０１０１】本発明の薄膜磁気ヘッドは、アーム等の従
来公知のアセンブリーと組み合わせて使用される。

【０１０２】なお、本発明の軟磁性薄膜や軟磁性多層膜
で構成される磁極層に施される前述した熱処理は、絶縁
層や保護層の形状加工の際のフォトリソグラフィー工程
中のレジスト加熱処理（３００〜４００℃程度）で代用
することができる。また、絶縁層や保護層の形成をスパ
ッタ法により行なう場合、プラズマや基板加熱により磁
極層を２００〜４００℃程度の温度にまで昇温できるの
で、これを前記熱処理に代えることもできる。本発明の
軟磁性薄膜および軟磁性多層膜は、この程度の温度で熱
処理した場合でも、良好な軟磁気特性が得られる。

【０１０３】本発明の軟磁性薄膜および軟磁性多層膜
は、上記した各種磁気ヘッドのほかにも、薄膜インダク
タ等の各種軟磁性部品等に適用することができる。

【０１０４】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をさらに詳細に説明する。［実施例１］＜軟磁性薄膜における熱処理温度と磁気特性との関係＞
｛（Ｎｉ_0.84Ｆｅ_0.16）_60.7（Ｍｏ_0.08Ｚｒ_0.54Ｃｒ
_0.38）_18.7Ｎ_20.6｝_0.92 ₅ Ｃｕ_0.075 （原子比）の組成
を有し、厚さが１μm である軟磁性薄膜No. １を、結晶
化ガラス基板上にスパッタ法を用いて作製した。スパッ
タターゲットには、Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀（原子比）合金ターゲ
ットにＭｏ、Ｚｒ、ＣｒおよびＣｕの各チップを貼り付
けた複合ターゲットを用い、Ｎ₂ を６体積％含有するＡ
ｒ雰囲気下でスパッタを行なった。動作圧力は、０．７
Pa とした。なお、組成分析にはＥＰＭＡを用いた。

【０１０５】この軟磁性薄膜No. １に熱処理を施し、熱
処理温度と５０Hzにおける保磁力Ｈc および５MHz にお
ける初透磁率μ_i との関係を調べた。なお、熱処理時間
は１時間とした。この結果を下記表１に示す。また、直
流での飽和磁束密度Ｂ_S を測定した。なお、Ｂ_S 測定に
はＶＳＭを、Ｈc 測定にはＢ−Ｈトレーサを、μ_i 測定
には８の字コイル透磁率測定器（印加磁界５ mOe）を用
いた。

【０１０６】また、（Ｎｉ_0.874 Ｆｅ_0.126 ）_86.8（Ｍ
ｏ_0.242 Ｃｒ_0.758 ）_13.2（原子比）の組成を有する厚
さ１μm の比較用軟磁性薄膜No. １０をスパッタ法によ
り形成し、これについても同様な測定を行なった。この
結果を下記表２に示す。

【０１０７】

【表１】

【０１０８】

【表２】

【０１０９】表１に示される結果から、本発明の効果が
明らかである。すなわち、６００〜７００℃で熱処理し
た場合、Ｈc ＝１０〜１８A/m 、μ_i ＝２３００〜２７
００であり、優れた軟磁気特性が得られている。また、
Ｂ_S は０．３２Ｔであり、磁気ヘッド用の低Ｂ_S 軟磁性
薄膜に好適であった。

【０１１０】一方、表２に示される比較用軟磁性薄膜で
は、Ｂ_S は０．４２Ｔであったが、熱処理温度が５５０
℃を上回ると急激にＨc が増加してμ_i が低下し、軟磁
性薄膜としての使用に耐えないものであった。

【０１１１】＜組成限定による効果＞上記軟磁性薄膜N
o. １に準じて、下記表３に示される組成を有する軟磁
性薄膜を作製した。厚さは上記軟磁性薄膜No. １と同じ
とした。これらの軟磁性薄膜について、Ｂ_S 、Ｈc およ
びμ_i を測定した。ただし、Ｈc およびμ_i は、熱処理
温度６００〜７００℃（温度保持時間１時間）における
最大のＨc および最小のμ_i を示す。なお、表３には、
上記軟磁性薄膜No. １および１０も併記する。

【０１１２】

【表３】

【０１１３】表３に示される結果から、本発明の効果が
明らかである。すなわち、本発明の軟磁性薄膜は、６０
０℃以上の温度で熱処理を施した場合でも優れた軟磁気
特性を示し、また、フェライトコアのＢ_S （通常、０．
３５〜０．６０Ｔ程度）よりも低いＢ_S および高いＢ_S
が任意に得られる。このため、磁気ヘッドの低Ｂ_S 軟磁
性薄膜および高Ｂ_S 軟磁性薄膜に適用することができ
る。一方、本発明の組成範囲を外れた場合、耐熱性が不
十分となり、高温で熱処理したときの軟磁気特性が不十
分となっている。

【０１１４】なお、表３に示される組成において、Ｍと
して他の元素を用いた場合、あるいは他のＭを併用した
場合でも、表３に示される磁気特性とほぼ同等の磁気特
性が得られた。

【０１１５】軟磁性薄膜No. ９のスパッタ直後のＸ線回
折チャートと、６５０℃にて１時間熱処理後のＸ線回折
チャートとを、図６に示す。図６から、スパッタ直後で
はほぼアモルファス状態であるが、熱処理によりＮｉ−
Ｆｅ（１１１）ピーク、Ｎｉ−Ｆｅ（２００）ピークお
よびＺｒ−Ｎ（２００）ピークが出現することがわか
る。

【０１１６】また、表１に示される本発明の軟磁性薄膜
を透過型電子顕微鏡により観察したところ、結晶粒径が
３０nm以下の微細な結晶粒の集合体であることが確認さ
れた。

【０１１７】＜ＦＤＤ用ＥＤＧ型磁気ヘッド＞図２に示
されるような、第１コア１および第２コア２のそれぞれ
のギャップ部対向面に軟磁性薄膜４を有するＦＤＤ用Ｅ
ＤＧ型磁気ヘッドを作製した。第１コア１側の軟磁性薄
膜４を低Ｂ_S 軟磁性薄膜とし、第２コア２側の軟磁性薄
膜４を高Ｂ_S 軟磁性薄膜とした。

【０１１８】各コアの材質はＭｎ−Ｚｎフェライト（Ｂ
_s ＝０．５Ｔ、μ_i ＝３０００、Ｈc ＝８A/m ）とし
た。

【０１１９】低Ｂ_S 軟磁性薄膜４の形成方法および組成
は、上記軟磁性薄膜No. １と同じとした。ただし、熱処
理は施さなかった。また、膜厚は１μm とした。

【０１２０】高Ｂ_S 軟磁性薄膜は、厚さ２μm のセンダ
スト（Ｂ_s ＝１．１Ｔ、μ_i ＝１５００、Ｈc ＝３１A/
m ）とし、スパッタ法により形成した。

【０１２１】ギャップ５１にはＳｉＯ₂ を用い、スパッ
タ法により形成し、その膜厚は０．３μm とした。ギャ
ップ５３には、作業温度Ｔｗが８００℃の接着ガラスを
用いた。なお、ギャップ５３はスパッタ法により形成
し、その膜厚は０．１μm とした。

【０１２２】溶着ガラス３の組成は、重量比でＳｉＯ₂ ：２７．０、Ｂ₂ Ｏ₃ ：２．０、ＰｂＯ：５９．０、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：２．０、ＺｎＯ：４．０、Ｎａ₂ Ｏ：６．０であり、作業温度Ｔｗは６９０℃であった。そして、７
００℃にて１時間溶着を行なった。

【０１２３】溶着後の低Ｂ_S 軟磁性薄膜の磁気特性は、
Ｂ_s ＝０．３２Ｔ、μ_i ＝２４２０、Ｈc ＝１５．９A/
m であり、低Ｂ_S 軟磁性薄膜として好適なＢ_S と、良好
な軟磁気特性が得られた。なお、この磁気特性は、前記
した基板上に磁気ヘッド作製の際と同条件で軟磁性薄膜
を形成し、ガラス溶着の際の熱処理と同条件の熱処理を
施したものについて測定されたものである。

【０１２４】また、このＥＤＧ型磁気ヘッドのオーバー
ライト特性は−４０dB以下であり、十分な性能が得られ
た。オーバーライト特性とは、１．２５MHz の１ｆ信号
を記録し、次いでこの上から２．５MHz の２ｆ信号を重
ね書きしたときの、２ｆ信号の出力に対する１ｆ信号の
出力である。なお、記録は最適記録電流付近で行ない、
また、フロッピーディスクはＨc １５００ Oe のものを
用いた。

【０１２５】また、このＥＤＧ型磁気ヘッドは、作業温
度Ｔｗが５５０℃以下である従来の溶着ガラスを用いた
磁気ヘッドに比べ、歩留りが１０％以上向上した。

【０１２６】なお、表３に示される本発明の他の組成の
軟磁性薄膜を用いた場合でも、ほぼ同等の結果が得られ
た。

【０１２７】また、上記各軟磁性薄膜を、ＤＧＬ型磁気
ヘッドの低Ｂ_S 軟磁性薄膜として用いた場合にも、上記
ＥＤＧ型磁気ヘッドと同様に良好な特性が得られ、ま
た、歩留りが向上した。

【０１２８】＜ＨＤＤ用ＭＩＧ型磁気ヘッド＞図３に示
される構成のＨＤＤ用ＭＩＧ型磁気ヘッドを作製した。
コアおよび高Ｂ_S 軟磁性薄膜には、実施例１で作製した
磁気ヘッドと同じフェライトおよびセンダストを用い、
コアと高Ｂ_S 軟磁性薄膜との間には、下地膜を設けた。
下地膜は、実施例１において作製した軟磁性薄膜No. ８
と同様な方法で形成し、組成も同じとした。また、厚さ
は０．０５μm とした。そして、溶着時の熱処理条件は
７００℃にて１時間とした。このＭＩＧ型磁気ヘッドを
スライダと一体化し、コンポジットタイプの浮上型磁気
ヘッドとした。この磁気ヘッドにより、３．５インチの
ハードディスク（Ｈc １５００ Oe 、３６００rpm）に
０．５MHz で記録を行なった。その孤立再生波形を図７
に示す。

【０１２９】また、比較のために、下地膜をＮｉ_80.8Ｆ
ｅ_19.2（原子比）に替えたＭＩＧ型磁気ヘッドを作製し
た。ガラス溶着時の熱処理条件は、７００℃にて１時間
とした。この磁気ヘッドによる孤立再生波形を、図８に
示す。

【０１３０】図７と図８との比較から、本発明の効果が
明らかである。すなわち、本発明の軟磁性薄膜を下地膜
として用いた磁気ヘッドでは、擬似ギャップに起因する
副パルスの主パルスに対する割合（高さの比）が２％以
下であるのに対し、Ｎｉ−Ｆｅを下地膜として用いた磁
気ヘッドでは、主パルスに対する副パルスの割合が約１
０％と著しく大きい。

【０１３１】なお、表３に示される本発明の他の組成の
軟磁性薄膜を下地膜として用いた場合でも、ほぼ同等の
結果が得られた。

【０１３２】［実施例２］＜２種の軟磁性薄膜を積層した多層膜＞結晶化ガラス基
板上に、厚さ０．０２５μm の本発明の第１の軟磁性薄
膜と、厚さ０．０２５μm の高Ｂ_S の第２の軟磁性薄膜
とをスパッタ法により交互にそれぞれ１０層ずつ積層し
た後、６００℃で１時間熱処理を行なって、軟磁性多層
膜No. １を作製した。

【０１３３】第１の軟磁性薄膜組成：（Ｎｉ_0.798 Ｆｅ_0.202 ）_80.1Ｚｒ_14.0Ｎ_5.9 （原子比）Ｂ_S ：０．７５Ｔ

【０１３４】第２の軟磁性薄膜組成：Ｆｅ_94.8Ｓｉ_5.2 （原子比）Ｂ_S ：２．０５Ｔ

【０１３５】この軟磁性多層膜No. １について、上記し
た軟磁性薄膜と同様にして特性を測定した。この結果、
Ｂ_s ＝１．５Ｔ、μ_i＝１８００、Ｈc ＝５６A/m であ
った。また、第２の軟磁性薄膜の平均結晶粒径は１６０
A であった。

【０１３６】比較のために、膜厚０．５μm の第２の軟
磁性薄膜のみからなる単層膜の特性を測定したところ、
Ｂ_s ＝２．０５Ｔ、μ_i＝５５０、Ｈc ＝７２０A/m 、
平均結晶粒径３７０A であった。これらの結果から、多
層化による効果が明らかである。

【０１３７】なお、平均結晶粒径は、Ｘ線回折パターン
の主ピークの半値幅から算出した。

【０１３８】＜２種の軟磁性薄膜と非磁性薄膜とを積層
した多層膜＞軟磁性多層膜No. １において、第１の軟磁
性膜と第２の軟磁性薄膜との間に、スパッタ法により膜
厚０．０３μm の非磁性薄膜（ＳｉＯ₂ ）を設けた軟磁
性多層膜No. ２を作製した。軟磁性多層膜No. ２の初透
磁率の周波数特性は軟磁性多層膜No. １より良好であっ
た。具体的には、５MHz における初透磁率が軟磁性多層
膜No. １に対し１５％向上し、また、軟磁性多層膜No.
１では１０MHz における初透磁率が５MHz よりも２０％
低下したのに対し、軟磁性多層膜No.２における低下率
は１０％であった。

【０１３９】＜軟磁性薄膜と非磁性薄膜とを積層した多
層膜＞厚さを０．０５μm とした上記第１の軟磁性薄膜
を、厚さ０．０１μm の非磁性薄膜（ＳｉＯ₂ ）を介し
て１０層積層し、軟磁性多層膜No. ３を作製した。この
軟磁性多層膜No. ３は、第１の軟磁性薄膜だけからなる
同じ厚さの単層膜に比べ、初透磁率およびその周波数特
性が良好であった。具体的には、５MHz における初透磁
率が１０％向上し、また、単層膜では１０MHz における
初透磁率が５MHz よりも２５％低下したのに対し、多層
膜における低下率は１５％であった。

【０１４０】なお、上記各軟磁性多層膜に用いた非磁性
薄膜を、ＺｒＮ、ＢＮ、Ｓｉ₃ Ｎ₄、ＺｒＯ₂ 、Ａｌ₂
Ｏ₃ 、ＳｉＣ、Ｂ₄ Ｃ、ＴｉＣ、ＺｒＣ等に替えた場合
でも、上記とほぼ同等の結果が得られた。

【０１４１】上記各軟磁性多層膜を用いて、各種磁気ヘ
ッドを作製したところ、良好な記録再生特性が得られ、
特に高周波特性が良好であった。また、軟磁性多層膜N
o. １およびNo. ２を薄膜磁気ヘッドの磁極層に適用し
た場合にも、良好な記録再生特性が得られた。以上の実
施例から、本発明の効果が明らかである。

【０１４２】

【発明の効果】本発明の軟磁性薄膜は優れた耐熱性を有
するので、磁気ヘッド製造の際のガラス溶着時の保持温
度を６００℃以上と高くできる。このため、耐環境性が
良好で機械的強度の高い溶着ガラスが使え、信頼性が高
く製造歩留りの高い磁気ヘッドが実現する。

【０１４３】また、本発明の軟磁性薄膜を、磁気ヘッド
の軟磁性薄膜の下地膜として用いることにより、擬似ギ
ャップ効果を著しく低減することができる。

【０１４４】本発明の軟磁性多層膜では、上記本発明の
軟磁性薄膜と他の軟磁性薄膜または非磁性薄膜とを積層
することにより、各軟磁性薄膜の結晶粒径を小さくする
ことができ、優れた軟磁気特性が得られる。そして、上
記温度でガラス溶着した場合でも層間で拡散が殆ど生じ
ないので、軟磁気特性の劣化が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】軟磁性薄膜を有する本発明の磁気ヘッドの１例
を示す部分断面図である。

【図２】軟磁性薄膜を有する本発明の磁気ヘッドの１例
を示す部分断面図である。

【図３】軟磁性薄膜および下地膜を有する本発明の磁気
ヘッドの１例を示す部分断面図である。

【図４】軟磁性薄膜および下地膜を有する本発明の磁気
ヘッドの１例を示す部分断面図である。

【図５】本発明の薄膜磁気ヘッドの１例を示す部分断面
図である。

【図６】本発明の軟磁性薄膜のスパッタ直後におけるＸ
線回折チャートと、熱処理後におけるＸ線回折チャート
である。

【図７】本発明の軟磁性薄膜をセンダスト膜の下地膜と
して用いた磁気ヘッドによる孤立再生波形を示すグラフ
である。

【図８】Ｎｉ−Ｆｅをセンダスト膜の下地膜として用い
た磁気ヘッドによる孤立再生波形を示すグラフである。

【符号の説明】

１第１コア２第２コア３溶着ガラス４軟磁性薄膜４１下地膜５、５１、５３ギャップ７スライダ８１、８３、８５絶縁層９１下部磁極層９５上部磁極層１０ギャップ層１１コイル層１２保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記式で表わされる原子比組成を有する
ことを特徴とする軟磁性薄膜。式（Ｎｉ_1-a Ｆｅ_a ）_x Ｍ_yＮ_z （上記式においてＭは、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷから選ばれる１種以上の元素
であり、４０≦ｘ≦９８．５、１≦ｙ≦３０、０．５≦ｚ≦３０、０．０３≦ａ≦０．３、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００である。）
【請求項２】さらにＣｕを含有し、Ｃｕの含有量が
０．５〜１５原子％である請求項１に記載の軟磁性薄
膜。
【請求項３】さらにＯを含有し、Ｏの含有率が５原子
％以下である請求項１または２に記載の軟磁性薄膜。
【請求項４】前記式において、４０≦ｘ≦７５、５≦ｙ≦３０、５≦ｚ≦３０である請求項１ないし３のいずれかに記載の軟磁性薄
膜。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の軟
磁性薄膜を製造する方法であって、前記式で表わされる
組成を有する薄膜をスパッタ法により形成した後、３０
０〜７５０℃にて熱処理を施す工程を有することを特徴
とする軟磁性薄膜の製造方法。
【請求項６】請求項１ないし４のいずれかに記載の軟
磁性薄膜と、他の軟磁性薄膜とを、交互に積層したこと
を特徴とする軟磁性多層膜。
【請求項７】前記軟磁性薄膜と前記他の軟磁性薄膜と
の間に非磁性薄膜を有する請求項６に記載の軟磁性多層
膜。
【請求項８】前記他の軟磁性薄膜が前記軟磁性薄膜よ
りも飽和磁束密度が大きい請求項６または７に記載の軟
磁性多層膜。
【請求項９】請求項１ないし４のいずれかに記載の軟
磁性薄膜と、非磁性薄膜とを、交互に積層したことを特
徴とする軟磁性多層膜。
【請求項１０】請求項６ないし９のいずれかに記載の
軟磁性多層膜を製造する方法であって、スパッタ法によ
り多層膜を形成した後、３００〜７５０℃の温度にて熱
処理を施す工程を有することを特徴とする軟磁性多層膜
の製造方法。
【請求項１１】一対のコアを有し、少なくとも一方の
コアのギャップ部に、請求項１ないし４のいずれかに記
載の軟磁性薄膜および／または請求項６ないし９のいず
れかに記載の軟磁性多層膜が形成されていることを特徴
とする磁気ヘッド。
【請求項１２】前記軟磁性薄膜上に、前記コアよりも
飽和磁束密度の高い高飽和磁束密度薄膜が形成されてい
る請求項１１に記載の磁気ヘッド。
【請求項１３】作業温度Ｔｗが３００〜７５０℃の溶
着ガラスにより前記一対のコアが溶着一体化されている
請求項１１または１２に記載の磁気ヘッド。
【請求項１４】請求項１ないし４のいずれかに記載の
軟磁性薄膜および／または請求項６ないし９のいずれか
に記載の軟磁性多層膜を磁極層として有する薄膜磁気ヘ
ッドであることを特徴とする磁気ヘッド。