JPH06325312A - 誘導磁気ヘッド用ＦｅＲｈＧａＳｉ軟磁性材料 - Google Patents
誘導磁気ヘッド用ＦｅＲｈＧａＳｉ軟磁性材料Info
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- JPH06325312A JPH06325312A JP6070564A JP7056494A JPH06325312A JP H06325312 A JPH06325312 A JP H06325312A JP 6070564 A JP6070564 A JP 6070564A JP 7056494 A JP7056494 A JP 7056494A JP H06325312 A JPH06325312 A JP H06325312A
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- magnetic
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- 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
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/147—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive with cores being composed of metal sheets, i.e. laminated cores with cores composed of isolated magnetic layers, e.g. sheets
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
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- H01F10/14—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing iron or nickel
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた透磁率、保持力、及び高飽和磁性を有
する、磁気ヘッド用磁性材料を提供する。 【構成】 １．０から６．０原子パーセントの密度でロ
ジウムを含むＦｅＲｈＧａＳｉから成る磁性材料を形成
する。この磁性材料は薄膜形状でスパッタされたＦｅＲ
ｈＧａＳｉを３５０℃から６００℃の間で磁気アニーリ
ングすることにより形成され、飽和磁性及び透磁率が改
良される。このＦｅＲｈＧａＳｉ材料はＦｅＧａＳｉ材
料に比べて高いキュリー温度を有する。
する、磁気ヘッド用磁性材料を提供する。 【構成】 １．０から６．０原子パーセントの密度でロ
ジウムを含むＦｅＲｈＧａＳｉから成る磁性材料を形成
する。この磁性材料は薄膜形状でスパッタされたＦｅＲ
ｈＧａＳｉを３５０℃から６００℃の間で磁気アニーリ
ングすることにより形成され、飽和磁性及び透磁率が改
良される。このＦｅＲｈＧａＳｉ材料はＦｅＧａＳｉ材
料に比べて高いキュリー温度を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モダンロータリーレコ
ーダー（モダン回転記録装置）などの、高密度、高デー
タ率記録システムに関する。より詳細には、誘導性金属
積層（ＭＬ）磁気ヘッドの製造に用いられる磁性合金に
関する。
ーダー（モダン回転記録装置）などの、高密度、高デー
タ率記録システムに関する。より詳細には、誘導性金属
積層（ＭＬ）磁気ヘッドの製造に用いられる磁性合金に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオレコーダ及びデータレコーダなど
の、高密度、高データ率の記録システムには、高飽和磁
性（high saturation magnetization ）（４πＭＳ）、
メガヘルツ（ＭＨｚ）周波数範囲における高透磁率
（μ）、高耐摩耗性（high wear resistance) 及び高耐
食性などに優れた摩擦特性を備えたヘッド材料が要求さ
れる。
の、高密度、高データ率の記録システムには、高飽和磁
性（high saturation magnetization ）（４πＭＳ）、
メガヘルツ（ＭＨｚ）周波数範囲における高透磁率
（μ）、高耐摩耗性（high wear resistance) 及び高耐
食性などに優れた摩擦特性を備えたヘッド材料が要求さ
れる。
【０００３】記録媒体の保持力が７００エルステッド
（Ｏｅ）であり、最高周波数が約１０メガヘルツ（ＭＨ
ｚ）の場合、モノリシックフェライトが記録ヘッドの材
料として、磁気ディスクと磁気テープ装置のいずれにも
使用されてきた。しかしながら、高飽和磁性及び高周波
数レスポンスに対する要求が高まったことにより、フェ
ライトは新しい応用においては適当な選択肢とはいえな
い。
（Ｏｅ）であり、最高周波数が約１０メガヘルツ（ＭＨ
ｚ）の場合、モノリシックフェライトが記録ヘッドの材
料として、磁気ディスクと磁気テープ装置のいずれにも
使用されてきた。しかしながら、高飽和磁性及び高周波
数レスポンスに対する要求が高まったことにより、フェ
ライトは新しい応用においては適当な選択肢とはいえな
い。
【０００４】従来は、薄膜タイプの記録ヘッドの磁性材
料には、パーマロイ（商標）（ＮｉＦｅ）が用いられて
きた。しかしながら、ＮｉＦｅは耐摩耗性に乏しく、さ
らに抵抗率も比較的低いため、渦電流の損失により、高
い周波数においては透磁率が急速に減少する。
料には、パーマロイ（商標）（ＮｉＦｅ）が用いられて
きた。しかしながら、ＮｉＦｅは耐摩耗性に乏しく、さ
らに抵抗率も比較的低いため、渦電流の損失により、高
い周波数においては透磁率が急速に減少する。
【０００５】モノリシックフェライトに比較すると、ス
パッタにより堆積されたセンダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合
金膜は、約１０キロガウス（ｋＧ）のより高い飽和磁性
を提供する。さらに、センダスト合金はパーマロイに比
べ、比較的高い抵抗率及びより優れた耐摩耗性を有す
る。
パッタにより堆積されたセンダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合
金膜は、約１０キロガウス（ｋＧ）のより高い飽和磁性
を提供する。さらに、センダスト合金はパーマロイに比
べ、比較的高い抵抗率及びより優れた耐摩耗性を有す
る。
【０００６】さらに最近になって、センダストに比べて
飽和磁性もさらに高く（約１３ｋＧ）、保持力も低い
（約０．１Ｏｅ）結晶磁性合金としてＦｅＧａＳｉが開
示された（「応用物理ジャーナル」６１巻、Ｎｏ．８、
３５１４−３５１９ページ参照）。しかし、センダスト
と同様に、ＦｅＧａＳｉ合金膜にも、その透磁率が、１
から１０ＭＨｚの範囲ではほぼ一定であるにも関わら
ず、それ以上の周波数になると渦電流損失により急速に
減少してしまうという不都合がある。
飽和磁性もさらに高く（約１３ｋＧ）、保持力も低い
（約０．１Ｏｅ）結晶磁性合金としてＦｅＧａＳｉが開
示された（「応用物理ジャーナル」６１巻、Ｎｏ．８、
３５１４−３５１９ページ参照）。しかし、センダスト
と同様に、ＦｅＧａＳｉ合金膜にも、その透磁率が、１
から１０ＭＨｚの範囲ではほぼ一定であるにも関わら
ず、それ以上の周波数になると渦電流損失により急速に
減少してしまうという不都合がある。
【０００７】これらの開発に従い、ルテリウム（Ｒｕ）
を添加物として加えたＦｅＧａＳｉベースの合金膜が当
業界では周知である。ＦｅＲｕＧａＳｉは、その飽和磁
性がＦｅＧａＳｉよりはわずかに低いが、ＦｅＳｉＡｌ
（センダスト）に比べて高く、さらに、優れた軟磁気特
性（soft magnetic property）（低保持力）及び優れた
耐摩耗性を有する。このＦｅＲｕＧａＳｉ合金は、１０
０ＭＨｚ付近の高周波数における記録に適していること
が示された（応用物理ジャーナル、６４巻、Ｎｏ．２、
７７２−７７９ページ）。
を添加物として加えたＦｅＧａＳｉベースの合金膜が当
業界では周知である。ＦｅＲｕＧａＳｉは、その飽和磁
性がＦｅＧａＳｉよりはわずかに低いが、ＦｅＳｉＡｌ
（センダスト）に比べて高く、さらに、優れた軟磁気特
性（soft magnetic property）（低保持力）及び優れた
耐摩耗性を有する。このＦｅＲｕＧａＳｉ合金は、１０
０ＭＨｚ付近の高周波数における記録に適していること
が示された（応用物理ジャーナル、６４巻、Ｎｏ．２、
７７２−７７９ページ）。
【０００８】したがって、現在入手可能なものと同質、
あるいはそれに優る軟磁気特性（つまり、透磁率及び保
持力）を有し、さらにより高い飽和磁性を有する磁気コ
ア（magnetic core) 材料が求められている。
あるいはそれに優る軟磁気特性（つまり、透磁率及び保
持力）を有し、さらにより高い飽和磁性を有する磁気コ
ア（magnetic core) 材料が求められている。
【０００９】本発明は、優れた透磁率、保持力及び高飽
和磁性を有する磁気ヘッド用磁性材料を提供することを
目的とする。
和磁性を有する磁気ヘッド用磁性材料を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は前記の
諸問題を解決するためのものである。簡単に要約する
と、本発明の一態様によれば、より高い飽和磁性及び優
れた軟磁気特性を有するＦｅＲｈＧａＳｉ合金膜が開発
された。この合金はＦｅｉＲｈｊＧａｋＳｉｌの混合物
であり、ｉ、ｊ、ｋ、ｌが原子パーセントで表すそれぞ
れの密度は、６９．０≦ｉ≦８０．０； １．０≦ｊ≦
６； ４．０≦ｋ≦８．０； １３．０≦ｌ≦１８．０
である。
諸問題を解決するためのものである。簡単に要約する
と、本発明の一態様によれば、より高い飽和磁性及び優
れた軟磁気特性を有するＦｅＲｈＧａＳｉ合金膜が開発
された。この合金はＦｅｉＲｈｊＧａｋＳｉｌの混合物
であり、ｉ、ｊ、ｋ、ｌが原子パーセントで表すそれぞ
れの密度は、６９．０≦ｉ≦８０．０； １．０≦ｊ≦
６； ４．０≦ｋ≦８．０； １３．０≦ｌ≦１８．０
である。
【００１１】この材料は、適当な摩擦特性に加え、高飽
和磁性、及び２００ＭＨｚまでの周波数範囲における優
れた透磁率を提供するという利点を有する。
和磁性、及び２００ＭＨｚまでの周波数範囲における優
れた透磁率を提供するという利点を有する。
【００１２】本発明のこれら及びその他の態様、目的、
特徴、利点は、以下に示す好適な実施例の詳細な説明及
びクレーム（請求項の範囲）を、添付の図面を参照して
検討することにより理解される。
特徴、利点は、以下に示す好適な実施例の詳細な説明及
びクレーム（請求項の範囲）を、添付の図面を参照して
検討することにより理解される。
【００１３】
【実施例】高い線形記録密度（high linear recording
density ）及び高データ転送速度を有するためには、誘
導ヘッド材料の２つのパラメータ、つまり飽和磁性と高
周波透磁率、が特に重要となる。ＦｅＧａＳｉ合金膜
は、その混合がＦｅ７８．５Ｇａ６．８Ｓｉ
１４．７（原子パーセント）であり、前述の「応用物理
ジャーナル」（６１巻、Ｎｏ．８）により、高飽和磁気
誘導（high saturation magneticinduction）及び軟磁
性特性を有するが、渦電流の損失により高周波数におい
てはその透磁率が急速に減少することが知られている。
density ）及び高データ転送速度を有するためには、誘
導ヘッド材料の２つのパラメータ、つまり飽和磁性と高
周波透磁率、が特に重要となる。ＦｅＧａＳｉ合金膜
は、その混合がＦｅ７８．５Ｇａ６．８Ｓｉ
１４．７（原子パーセント）であり、前述の「応用物理
ジャーナル」（６１巻、Ｎｏ．８）により、高飽和磁気
誘導（high saturation magneticinduction）及び軟磁
性特性を有するが、渦電流の損失により高周波数におい
てはその透磁率が急速に減少することが知られている。
【００１４】ＦｅＧａＳｉに少量のロジウム（Ｒｈ）を
加えることにより、この材料の複数の重要な磁気特性
が、基礎となったＦｅＧａＳｉ合金の磁気特性に比べて
改良される。例えば、比較的少量のＲｈ（約６原子パー
セント以下）をＦｅ７８．５Ｇａ６．８Ｓｉ１４．７材
料に添加することにより、基本の合金に比べて改良され
た飽和磁性及び高周波数透磁率を有するＦｅＲｈＧａＳ
ｉ膜が生成される。特に重要な点として、ＦｅＲｈＧａ
Ｓｉ膜のこれらの特性（飽和磁性及び透磁率）は、その
改良された耐摩耗性及び耐食性のためにＦｅＧａＳｉに
比べ優れた材料であるＦｅＲｕＧａＳｉよりもはるかに
優れている。
加えることにより、この材料の複数の重要な磁気特性
が、基礎となったＦｅＧａＳｉ合金の磁気特性に比べて
改良される。例えば、比較的少量のＲｈ（約６原子パー
セント以下）をＦｅ７８．５Ｇａ６．８Ｓｉ１４．７材
料に添加することにより、基本の合金に比べて改良され
た飽和磁性及び高周波数透磁率を有するＦｅＲｈＧａＳ
ｉ膜が生成される。特に重要な点として、ＦｅＲｈＧａ
Ｓｉ膜のこれらの特性（飽和磁性及び透磁率）は、その
改良された耐摩耗性及び耐食性のためにＦｅＧａＳｉに
比べ優れた材料であるＦｅＲｕＧａＳｉよりもはるかに
優れている。
【００１５】ＦｅＲｕＧａＳｉ合金膜は、典型的な混合
物がＦｅ７２Ｒｕ４Ｇａ７Ｓｉ１７とＦｅ６８Ｒｕ８Ｇ
ａ７Ｓｉ１７（原子パーセント）の間で変化するが、当
業界では、比較的高い磁束密度及び優れた軟磁性特性を
有するとして知られている。しかし、以下に詳説するよ
うに、ＦｅＲｈＧａＳｉ材料は、特定の温度範囲におけ
る磁気アニーリングの後には、ＦｅＲｕＧａＳｉ材料に
比べ、より高い透磁率、同等の保持力、より高い飽和磁
性とキュリー温度を有することが示される。
物がＦｅ７２Ｒｕ４Ｇａ７Ｓｉ１７とＦｅ６８Ｒｕ８Ｇ
ａ７Ｓｉ１７（原子パーセント）の間で変化するが、当
業界では、比較的高い磁束密度及び優れた軟磁性特性を
有するとして知られている。しかし、以下に詳説するよ
うに、ＦｅＲｈＧａＳｉ材料は、特定の温度範囲におけ
る磁気アニーリングの後には、ＦｅＲｕＧａＳｉ材料に
比べ、より高い透磁率、同等の保持力、より高い飽和磁
性とキュリー温度を有することが示される。
【００１６】透磁率は、ヘッドの効率に影響を及ぼす最
も重要な磁気特性の１つである。まず、図１について説
明する。図１には、スパッタリング技術により生成され
たＦｅＲｈＧａＳｉ合金膜の、１０ＭＨｚにおける透磁
率μ１０に対する、アニール温度Ｔａの影響が示され
る。３５０℃から４７５℃の間の磁気アニーリング後、
ＦｅＲｈＧａＳｉ膜の透磁率μ１０は１５００から３０
００である。
も重要な磁気特性の１つである。まず、図１について説
明する。図１には、スパッタリング技術により生成され
たＦｅＲｈＧａＳｉ合金膜の、１０ＭＨｚにおける透磁
率μ１０に対する、アニール温度Ｔａの影響が示され
る。３５０℃から４７５℃の間の磁気アニーリング後、
ＦｅＲｈＧａＳｉ膜の透磁率μ１０は１５００から３０
００である。
【００１７】図２は、ＦｅＲｈＧａＳｉ膜の関数周波数
としての磁化困難軸（hard axis ）の透磁率を示す。比
較のためにＦｅＲｕＧａＳｉ膜材料の透磁率の周波数依
存性も図示されている。図２により、適当なアニール温
度を受けた後（図１参照）、１．６から５．５原子パー
セントのＲｈを含む合金膜は、２００ＭＨｚまでの周波
数範囲において、ＦｅＲｕＧａＳｉよりも高い透磁率を
示していることがわかる。
としての磁化困難軸（hard axis ）の透磁率を示す。比
較のためにＦｅＲｕＧａＳｉ膜材料の透磁率の周波数依
存性も図示されている。図２により、適当なアニール温
度を受けた後（図１参照）、１．６から５．５原子パー
セントのＲｈを含む合金膜は、２００ＭＨｚまでの周波
数範囲において、ＦｅＲｕＧａＳｉよりも高い透磁率を
示していることがわかる。
【００１８】高密度記録に用いられる高保持力媒体に記
録をするためには、ヘッド材料の高飽和磁性が必要であ
る。ＦｅＲｈＧａＳｉ膜、及びＦｅＲｕＧａＳｉ膜の飽
和磁性が図３に示される。Ｒｕを含んだ膜に比べ、Ｒｈ
を含む膜は飽和磁性が高い。特に重要な点として、調査
した密度範囲においては、ＦｅＧｅＳｉにＲｈを添加す
るとその４πＭＳ（飽和磁性）は増加するが、Ｒｕを添
加すると膜の４πＭＳは減少する。この点がＲｈ添加物
がＲｕ添加物に優る主な利点である。
録をするためには、ヘッド材料の高飽和磁性が必要であ
る。ＦｅＲｈＧａＳｉ膜、及びＦｅＲｕＧａＳｉ膜の飽
和磁性が図３に示される。Ｒｕを含んだ膜に比べ、Ｒｈ
を含む膜は飽和磁性が高い。特に重要な点として、調査
した密度範囲においては、ＦｅＧｅＳｉにＲｈを添加す
るとその４πＭＳ（飽和磁性）は増加するが、Ｒｕを添
加すると膜の４πＭＳは減少する。この点がＲｈ添加物
がＲｕ添加物に優る主な利点である。
【００１９】図４は、複数のＦｅＲｈＧａＳｉ膜及びＦ
ｅＲｕＧａＳｉ膜の抵抗率が全てほぼ同値の１３０μΩ
・ｃｍであることを示す。ここで、この抵抗率を得るた
めに、ＦｅＲｈＧａＳｉ膜のＲｈは最高でも５．５原子
パーセントしか添加されていないことがわかる。
ｅＲｕＧａＳｉ膜の抵抗率が全てほぼ同値の１３０μΩ
・ｃｍであることを示す。ここで、この抵抗率を得るた
めに、ＦｅＲｈＧａＳｉ膜のＲｈは最高でも５．５原子
パーセントしか添加されていないことがわかる。
【００２０】図５には、直流（ＤＣ）スパッタリング技
術によりセラミック基板１２上に形成された本発明のＦ
ｅＲｈＧａＳｉ薄膜１０が示される。約２μｍの厚さに
スパッタで堆積した後、その合金膜を、１５０Ｏｅの磁
場（magnetic field）において、３５０℃から６００℃
の間を２５℃あるいは５０℃ごとにアニールすることに
より、軟磁気特性（透磁率及び保持力）が得られる。こ
のため、二酸化珪素（ＳｉＯ２）の保護層１４が、アニ
ーリングに先立ち、約０．１μｍの厚さに高周波（Ｒ
Ｆ）スパッタリング方法により堆積され、合金膜をアニ
ーリング中の酸化から保護する。
術によりセラミック基板１２上に形成された本発明のＦ
ｅＲｈＧａＳｉ薄膜１０が示される。約２μｍの厚さに
スパッタで堆積した後、その合金膜を、１５０Ｏｅの磁
場（magnetic field）において、３５０℃から６００℃
の間を２５℃あるいは５０℃ごとにアニールすることに
より、軟磁気特性（透磁率及び保持力）が得られる。こ
のため、二酸化珪素（ＳｉＯ２）の保護層１４が、アニ
ーリングに先立ち、約０．１μｍの厚さに高周波（Ｒ
Ｆ）スパッタリング方法により堆積され、合金膜をアニ
ーリング中の酸化から保護する。
【００２１】図６は、スパッタリングによりＦｅＲｈＧ
ａＳｉ薄膜１０を堆積するための装置１６を示す。この
目的のため、スパッタリングチャンバー１８には、電導
性ホルダ２０が含まれ、好適にはシリコンである基板２
２がこの電導性ホルダ２０に固定されている。前述のセ
ラミック基板１２が、好適には熱伝導性のグリースまた
はペーストにより、基板２２に固定される。
ａＳｉ薄膜１０を堆積するための装置１６を示す。この
目的のため、スパッタリングチャンバー１８には、電導
性ホルダ２０が含まれ、好適にはシリコンである基板２
２がこの電導性ホルダ２０に固定されている。前述のセ
ラミック基板１２が、好適には熱伝導性のグリースまた
はペーストにより、基板２２に固定される。
【００２２】ＦｅＲｈＧａＳｉは、ＦｅＧａＳｉ集合体
のターゲットと、同様にＲｈ集合体であるターゲットか
ら同時にスパッタリングされることにより、まずスパッ
タされた形で製造される。このため、所定の混合を有す
るＦｅＧａＳｉ合金から成る真空キャストターゲット
（vacuum-cast target）２４が電導性プラットフォーム
２６上に設けられる。さらに、２つ以上のＲｈの薄片タ
ーゲット２８が、好適にはスポット溶接により、ＦｅＧ
ａＳｉターゲット２４に固定される。ターゲット２８の
個数、及びＦｅＧａＳｉターゲット２４の混合は、結果
として形成されるＦｅＲｈＧａＳｉ合金のＲｈ、及びそ
の他の元素（すなわちＦｅ、Ｇａ、Ｓｉ）の所望の密度
によって決定する。
のターゲットと、同様にＲｈ集合体であるターゲットか
ら同時にスパッタリングされることにより、まずスパッ
タされた形で製造される。このため、所定の混合を有す
るＦｅＧａＳｉ合金から成る真空キャストターゲット
（vacuum-cast target）２４が電導性プラットフォーム
２６上に設けられる。さらに、２つ以上のＲｈの薄片タ
ーゲット２８が、好適にはスポット溶接により、ＦｅＧ
ａＳｉターゲット２４に固定される。ターゲット２８の
個数、及びＦｅＧａＳｉターゲット２４の混合は、結果
として形成されるＦｅＲｈＧａＳｉ合金のＲｈ、及びそ
の他の元素（すなわちＦｅ、Ｇａ、Ｓｉ）の所望の密度
によって決定する。
【００２３】本発明の好適な実施例においては、ＦｅＧ
ａＳｉターゲットは直径約５．７ｃｍ、厚さ約０．６ｃ
ｍの円盤形状であり、Ｒｈターゲットの各々は０．５ｃ
ｍ平方で、厚さ０．２５ｍｍの形状を有する。上記の寸
法を用いれば、各Ｒｈターゲット２８は、形成されるＦ
ｅＲｈＧａＳｉ合金の約１．６から１．８原子パーセン
トになる。ターゲット２４及び２８は、カリフォルニア
州サラトガのミツエコムテック社（Ｍｉｔｕｅ Ｃｏｍ
ｔｅｃ Ｃｏｍｐａｎｙ）及びモートンチオコール（Ｍ
ｏｒｔｏｎ Ｔｈｉｏｋｏｌ）で各々購入できる。
ａＳｉターゲットは直径約５．７ｃｍ、厚さ約０．６ｃ
ｍの円盤形状であり、Ｒｈターゲットの各々は０．５ｃ
ｍ平方で、厚さ０．２５ｍｍの形状を有する。上記の寸
法を用いれば、各Ｒｈターゲット２８は、形成されるＦ
ｅＲｈＧａＳｉ合金の約１．６から１．８原子パーセン
トになる。ターゲット２４及び２８は、カリフォルニア
州サラトガのミツエコムテック社（Ｍｉｔｕｅ Ｃｏｍ
ｔｅｃ Ｃｏｍｐａｎｙ）及びモートンチオコール（Ｍ
ｏｒｔｏｎ Ｔｈｉｏｋｏｌ）で各々購入できる。
【００２４】ＳｉＯ２（二酸化珪素）の薄片であるター
ゲット３０は、チャンバー１８内の電導性プラットフォ
ーム３２上に設けられ、ＦｅＲｈＧａＳｉがスパッタさ
れた状態の間に、これに上述のＳｉＯ２の保護層１４を
スパッタリングする。シャッター３４は、ＦｅＲｈＧａ
Ｓｉ及びＳｉＯ２膜をスパッタリングするターゲットに
関連し、メカニズム７１によってスパッタリングターゲ
ットを選択できる機能を有する。
ゲット３０は、チャンバー１８内の電導性プラットフォ
ーム３２上に設けられ、ＦｅＲｈＧａＳｉがスパッタさ
れた状態の間に、これに上述のＳｉＯ２の保護層１４を
スパッタリングする。シャッター３４は、ＦｅＲｈＧａ
Ｓｉ及びＳｉＯ２膜をスパッタリングするターゲットに
関連し、メカニズム７１によってスパッタリングターゲ
ットを選択できる機能を有する。
【００２５】装置１６はさらに陰極（熱電子放出器：th
ermionic emitter）３８及び陽極４０を含み、陽極４０
には図示のように直流（ＤＣ）プラズマ電源４２が接続
されている。以下に説明するように、別々のスパッタリ
ングメカニズムが、２４と２８のターゲット（ＦｅＧａ
ＳｉとＲｈ）の組み合わせからの原子、及びＳｉＯ２タ
ーゲット３０からの分子をそれぞれ叩きだす。ＦｅＲｈ
ＧａＳｉをスパッタリングする場合は、高圧直流電源６
９を用いて、アルゴンプラズマに対してプラットフォー
ム２６に強力な負のバイアスを印加する。
ermionic emitter）３８及び陽極４０を含み、陽極４０
には図示のように直流（ＤＣ）プラズマ電源４２が接続
されている。以下に説明するように、別々のスパッタリ
ングメカニズムが、２４と２８のターゲット（ＦｅＧａ
ＳｉとＲｈ）の組み合わせからの原子、及びＳｉＯ２タ
ーゲット３０からの分子をそれぞれ叩きだす。ＦｅＲｈ
ＧａＳｉをスパッタリングする場合は、高圧直流電源６
９を用いて、アルゴンプラズマに対してプラットフォー
ム２６に強力な負のバイアスを印加する。
【００２６】一方、ＳｉＯ２ターゲット３０からスパッ
タするために、高周波（ＲＦ）発生器４４がプラットフ
ォーム３２に接続される。
タするために、高周波（ＲＦ）発生器４４がプラットフ
ォーム３２に接続される。
【００２７】ＦｅＲｈＧａＳｉの薄膜をスパッタするた
めに、まず、真空ポンプ４６がチャンバー１８内を真空
にする。次に、バルブ４８からアルゴンガスがチャンバ
ー１８内に導入される。電源４２が陽極４０及び陰極３
８の間に電圧を印加すると、チャンバー１８内のアルゴ
ンはイオン化される。このガスのイオン化により、チャ
ンバー１８にアルゴンプラズマが生成される。
めに、まず、真空ポンプ４６がチャンバー１８内を真空
にする。次に、バルブ４８からアルゴンガスがチャンバ
ー１８内に導入される。電源４２が陽極４０及び陰極３
８の間に電圧を印加すると、チャンバー１８内のアルゴ
ンはイオン化される。このガスのイオン化により、チャ
ンバー１８にアルゴンプラズマが生成される。
【００２８】シャッター３４がターゲット２４及び２８
を覆っていない場合、正のアルゴンイオンが、負にバイ
アスをかけられた導電性プラットフォーム２６に向かっ
て加速され、これによりＦｅＧａＳｉターゲットとＲｈ
ターゲットに同時に衝突する。この衝突が各々のターゲ
ットから原子を放出し、これがいわゆるスパッタフォー
ムで、放出された原子がＦｅＲｈＧａＳｉの合金膜とし
て基板１２上に堆積される。永久磁石６２が、セラミッ
ク基板１２を横切る所定強度の磁場を生成するので、ス
パッタされた材料は、生成される合金膜の磁化容易軸
（easy axis ）を設定する方向に蒸着される。
を覆っていない場合、正のアルゴンイオンが、負にバイ
アスをかけられた導電性プラットフォーム２６に向かっ
て加速され、これによりＦｅＧａＳｉターゲットとＲｈ
ターゲットに同時に衝突する。この衝突が各々のターゲ
ットから原子を放出し、これがいわゆるスパッタフォー
ムで、放出された原子がＦｅＲｈＧａＳｉの合金膜とし
て基板１２上に堆積される。永久磁石６２が、セラミッ
ク基板１２を横切る所定強度の磁場を生成するので、ス
パッタされた材料は、生成される合金膜の磁化容易軸
（easy axis ）を設定する方向に蒸着される。
【００２９】所望の厚さの合金膜が形成されると、直流
電源４２及び６９は陽極４０、陰極３８、及び導電性プ
ラットフォーム２６から分離され、シャッター３４がタ
ーゲット２４及び２８を覆う。上記のスパッタリング技
術を用いて実行可能な膜の厚さの範囲は、約０．１μｍ
から１０μｍ（すなわち、薄膜から厚膜まで）である。
続いて、ホルダー２０がメカニズム７０によりプラット
フォーム３２上方の新たな位置に回転され、ＳｉＯ２の
保護層がＦｅＲｈＧａＳｉのスパッタ膜上に堆積され
る。このために、高周波発生器４４は導電性プラットフ
ォーム３２に高周波パワーを供給する。高周波発生器４
４はＳｉＯ２ターゲット３０と接地シールド（ground s
hield ）の間で、チャンバー１８内のプラズマを励起す
る。これにより、プラズマのアルゴン原子がターゲット
３０に衝突し、ＳｉＯ２分子を放出し、これが基板１２
を覆うＦｅＲｈＧａＳｉ合金膜上に蒸着される。
電源４２及び６９は陽極４０、陰極３８、及び導電性プ
ラットフォーム２６から分離され、シャッター３４がタ
ーゲット２４及び２８を覆う。上記のスパッタリング技
術を用いて実行可能な膜の厚さの範囲は、約０．１μｍ
から１０μｍ（すなわち、薄膜から厚膜まで）である。
続いて、ホルダー２０がメカニズム７０によりプラット
フォーム３２上方の新たな位置に回転され、ＳｉＯ２の
保護層がＦｅＲｈＧａＳｉのスパッタ膜上に堆積され
る。このために、高周波発生器４４は導電性プラットフ
ォーム３２に高周波パワーを供給する。高周波発生器４
４はＳｉＯ２ターゲット３０と接地シールド（ground s
hield ）の間で、チャンバー１８内のプラズマを励起す
る。これにより、プラズマのアルゴン原子がターゲット
３０に衝突し、ＳｉＯ２分子を放出し、これが基板１２
を覆うＦｅＲｈＧａＳｉ合金膜上に蒸着される。
【００３０】新たな位置にあるホルダー２０のチャンバ
ー１８内の上部に設けられた放射ランプ６６は、ＳｉＯ
２の高周波スパッタリングの間、基板１２を加熱するた
めの熱源として機能する。熱電対（thermocouple）など
の従来の温度測定装置６８が、基板１２の温度を常時モ
ニターする。
ー１８内の上部に設けられた放射ランプ６６は、ＳｉＯ
２の高周波スパッタリングの間、基板１２を加熱するた
めの熱源として機能する。熱電対（thermocouple）など
の従来の温度測定装置６８が、基板１２の温度を常時モ
ニターする。
【００３１】ＦｅＲｈＧａＳｉの薄膜、及びＳｉＯ２の
保護層を形成するためのスパッタリング条件は次の通り
である： １． チャンバーバックグランド圧力 ２．５×１
０−７ Ｔｏｒｒ ２． アルゴン圧力 ３×１０
−３ Ｔｏｒｒ ３． 直流電圧 ３００ Ｗ ４． ＦｅＲｈＧａＳｉ堆積速度 ２３０ Ａ
／ｍｉｎ（但し、Ａはオングストローム） ５． ＳｉＯ２堆積速度 １１ Ａ／
ｍｉｎ ６． セラミック基板 酸化ニッケ
ルマンガン ７． 基板温度 ＤＣスパッタリング 室温（周囲と同じ温
度） ＲＦスパッタリング ２００℃ ８． 磁場 ２００Ｏｅ ロジウムの元素は、プラチナ、ルテニウム、イリジウム
と同じ元素群に属する。これらの元素は、その物理的及
び化学的特性において多くの類似を示す。例えば、ロジ
ウムをＦｅ３Ｓｉタイプの合金に加えると、ロジウム元
素は、２つの鉄格子位置（two iron lattice sites）の
うち低い磁気モーメント（lower magnetic moment ）を
有する方の鉄原子と置換する。イリジウムと同様に、ロ
ジウムも電気的接触合金（electrical contace alloys
）の腐食及び摩耗特性を改良するとして知られる。我
々は、ロジウムの添加が、ＦｅＧａＳｉ合金膜の高周波
透磁率、飽和磁性、及び抵抗率を強化することを発見し
た。高電気抵抗（ρ＞１０２μΩ・ｃｍ）は、高周波数
における透磁率に弊害を与える渦電流のマイナス効果を
低減するので、高周波数材料にとって不可欠である。図
５に示すような、直流３極マグネトロン（triode-magne
ron ）スパッタリング技術によって形成されたＦｅＲｈ
ＧａＳｉ合金膜は１２９−１３２μΩ・ｃｍの抵抗を有
する。または、最適なＦｅＲｕＧａＳｉ膜においてほぼ
同等の抵抗を有する。
保護層を形成するためのスパッタリング条件は次の通り
である： １． チャンバーバックグランド圧力 ２．５×１
０−７ Ｔｏｒｒ ２． アルゴン圧力 ３×１０
−３ Ｔｏｒｒ ３． 直流電圧 ３００ Ｗ ４． ＦｅＲｈＧａＳｉ堆積速度 ２３０ Ａ
／ｍｉｎ（但し、Ａはオングストローム） ５． ＳｉＯ２堆積速度 １１ Ａ／
ｍｉｎ ６． セラミック基板 酸化ニッケ
ルマンガン ７． 基板温度 ＤＣスパッタリング 室温（周囲と同じ温
度） ＲＦスパッタリング ２００℃ ８． 磁場 ２００Ｏｅ ロジウムの元素は、プラチナ、ルテニウム、イリジウム
と同じ元素群に属する。これらの元素は、その物理的及
び化学的特性において多くの類似を示す。例えば、ロジ
ウムをＦｅ３Ｓｉタイプの合金に加えると、ロジウム元
素は、２つの鉄格子位置（two iron lattice sites）の
うち低い磁気モーメント（lower magnetic moment ）を
有する方の鉄原子と置換する。イリジウムと同様に、ロ
ジウムも電気的接触合金（electrical contace alloys
）の腐食及び摩耗特性を改良するとして知られる。我
々は、ロジウムの添加が、ＦｅＧａＳｉ合金膜の高周波
透磁率、飽和磁性、及び抵抗率を強化することを発見し
た。高電気抵抗（ρ＞１０２μΩ・ｃｍ）は、高周波数
における透磁率に弊害を与える渦電流のマイナス効果を
低減するので、高周波数材料にとって不可欠である。図
５に示すような、直流３極マグネトロン（triode-magne
ron ）スパッタリング技術によって形成されたＦｅＲｈ
ＧａＳｉ合金膜は１２９−１３２μΩ・ｃｍの抵抗を有
する。または、最適なＦｅＲｕＧａＳｉ膜においてほぼ
同等の抵抗を有する。
【００３２】さらに、ヘッドの製造及びその後の使用中
における磁気特性の熱安定性の観点から、高キュリー温
度Ｔｃもヘッド材料にとっては望ましい。さまざまなＦ
ｅＲｈＧａＳｉ膜、及びＦｅＧａＳｉ及びＦｅＲｕＧａ
Ｓｉ膜のＴｃが表１に示される。
における磁気特性の熱安定性の観点から、高キュリー温
度Ｔｃもヘッド材料にとっては望ましい。さまざまなＦ
ｅＲｈＧａＳｉ膜、及びＦｅＧａＳｉ及びＦｅＲｕＧａ
Ｓｉ膜のＴｃが表１に示される。
【００３３】
【表１】 表１からわかるように、ＦｅＧａＳｉ膜に約２．６原子
パーセントまでのＲｈを加えると、キュリー温度は上昇
する。さらに、ＦｅＲｈＧａＳｉ膜のＴｃは、ＦｅＲｕ
ＧａＳｉ膜のＴｃよりも高い。
パーセントまでのＲｈを加えると、キュリー温度は上昇
する。さらに、ＦｅＲｈＧａＳｉ膜のＴｃは、ＦｅＲｕ
ＧａＳｉ膜のＴｃよりも高い。
【００３４】原子パーセントに基づきＦｅを主要成分と
したＦｅＲｈＧａＳｉのさまざまな例が研究されてい
る。ＦｅｉＲｈｊＧａｋＳｉｌ（ただし、ｉ、ｊ、ｋ、
ｌは原子パーセントで密度を示す）で表した場合、本発
明のＦｅＲｈＧａＳｉは次の関係を満たすとされる。
したＦｅＲｈＧａＳｉのさまざまな例が研究されてい
る。ＦｅｉＲｈｊＧａｋＳｉｌ（ただし、ｉ、ｊ、ｋ、
ｌは原子パーセントで密度を示す）で表した場合、本発
明のＦｅＲｈＧａＳｉは次の関係を満たすとされる。
【００３５】６９．０ ≦ ｉ ≦ ８０．０ １．０ ≦ ｊ ≦ ６．０ ４．０ ≦ ｋ ≦ ８．０ １３．０ ≦ ｌ ≦ １８．０ ｉ ＋ ｊ ＋ ｋ ＋ ｌ＝１００ 前記の説明から明らかなように、発明の態様は、例示さ
れた特定の詳細に限定されるものではない。従って、当
業者にはその他の修正及び応用が可能である。それゆ
え、クレームにより、本発明の真の範囲を逸脱しないそ
のようなすべての修正及び応用が包含されることが意図
される。
れた特定の詳細に限定されるものではない。従って、当
業者にはその他の修正及び応用が可能である。それゆ
え、クレームにより、本発明の真の範囲を逸脱しないそ
のようなすべての修正及び応用が包含されることが意図
される。
【００３６】本発明は図を参照して詳説してきたが、発
明の範囲内における変更及び修正が可能であることが理
解されよう。
明の範囲内における変更及び修正が可能であることが理
解されよう。
【００３７】本発明は好適な実施例を特に参照して説明
してきたが、本発明を逸脱することなく、さまざまな変
更を行えること、さらに好適な実施例の要素をその等価
物に置き換えられることが、当業者には理解される。さ
らに、本発明の本質的な教示から逸脱することなく、本
発明の教示に特定の状況及び材料を適用することができ
る。
してきたが、本発明を逸脱することなく、さまざまな変
更を行えること、さらに好適な実施例の要素をその等価
物に置き換えられることが、当業者には理解される。さ
らに、本発明の本質的な教示から逸脱することなく、本
発明の教示に特定の状況及び材料を適用することができ
る。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、優れた透磁率、保持力
及び高飽和磁性を有する磁気ヘッド用磁性材料が提供で
きる。
及び高飽和磁性を有する磁気ヘッド用磁性材料が提供で
きる。
【図１】アニール温度Ｔａの関数としての、１０ＭＨｚ
におけるＦｅＲｈＧａＳｉ合金膜の磁化困難軸（hard a
xis ）の透磁率を示すグラフである。
におけるＦｅＲｈＧａＳｉ合金膜の磁化困難軸（hard a
xis ）の透磁率を示すグラフである。
【図２】ＦｅＲｈＧａＳｉ膜の実質部分の透磁率μの周
波数依存を示すグラフである。
波数依存を示すグラフである。
【図３】ロジウム密度の関数としての、ＦｅＲｈＧａＳ
ｉ合金膜の５．０ｋＯｅにおける飽和磁性（４πＭＳ）
を表すグラフである。
ｉ合金膜の５．０ｋＯｅにおける飽和磁性（４πＭＳ）
を表すグラフである。
【図４】Ｒｈ含有量の関数としてＦｅＲｈＧａＳｉ膜の
抵抗を示したグラフである。
抵抗を示したグラフである。
【図５】ＦｅＲｈＧａＳｉ材料の膜の断面図である。
【図６】スパッタリングによって薄膜を堆積するための
装置を表す図である。
装置を表す図である。
１０ 薄膜 １２ セラミック基板 １４ 保護層 １６ 薄膜堆積装置 １８ スパッタリングチャンバー ２０ ホルダー ２２ 基板 ２４、２８、３０ ターゲット ２６、３２ プラットフォーム ３４ シャッター ３６ シールド ３８ 陰極 ４０ 陽極 ４２ 電源 ４４ 発生器 ４６ 真空ポンプ ４８ バルブ ６２ 永久磁石 ６６ 放射ランプ ６８ 測定装置 ６９ 電源 ７１ メカニズム
Claims (3)
- 【請求項１】 次の一般式から成る混合物で構成され
る、厚さが０．１μｍから１０μｍの範囲である軟磁性
材料（soft magnetic material）。 ＦｅｉＲｈｊＧａｋＳｉｌ‥‥‥‥‥‥‥‥（一般式） 上式において、ｉ、ｊ、ｋ、ｌは原子パーセントでの密
度を表し、それぞれの密度は以下の通りである。 ６９．０ ≦ ｉ ≦ ８０．０ １．０ ≦ ｊ ≦ ６．０ ４．０ ≦ ｋ ≦ ８．０ １３．０ ≦ ｌ ≦ １８．０ ｉ ＋ ｊ ＋ ｋ ＋ ｌ＝１００ - 【請求項２】 Ｆｅ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｒｈを必要不可欠な
元素として含むＦｅＧａＳｉを基礎とした磁性材料で、
Ｒｈは１．０から６．０原子パーセントの密度、Ｆｅは
６９．０原子パーセントを超える密度、ＳｉはＧａの少
なくとも２倍の原子パーセントの密度で存在し、Ｒｈを
添加したことによりこの磁性材料の高周波透磁率及び飽
和磁性が向上することを特徴とする、ＦｅＧａＳｉを基
礎とした磁性材料。 - 【請求項３】 磁性材料のキュリー温度及び飽和磁性を
増加するためにＲｈを添加することを特徴とする、請求
項１記載のＦｅｉＲｈｊＧａｋＳｉｌ軟磁性膜材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/045,001 US5411813A (en) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Ferhgasi soft magnetic materials for inductive magnetic heads |
| US045001 | 1993-04-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06325312A true JPH06325312A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=21935475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6070564A Pending JPH06325312A (ja) | 1993-04-08 | 1994-04-08 | 誘導磁気ヘッド用ＦｅＲｈＧａＳｉ軟磁性材料 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5411813A (ja) |
| EP (1) | EP0619585A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06325312A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104465017A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-25 | 南京理工大学 | 一种Nd掺杂CoZr基高频软磁薄膜及其制备 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5858548A (en) * | 1994-08-12 | 1999-01-12 | Hitachi, Ltd. | Soft magnetic thin film, and magnetic head and magnetic recording device using the same |
| KR100260773B1 (ko) | 1998-06-11 | 2000-07-01 | 손욱 | 칼라 음극선관의 네크부 지자계 차폐 테이프 |
| US20040182701A1 (en) * | 2003-01-29 | 2004-09-23 | Aashi Glass Company, Limited | Sputtering apparatus, a mixed film produced by the sputtering apparatus and a multilayer film including the mixed film |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5922782B2 (ja) * | 1978-11-25 | 1984-05-29 | 財団法人電気磁気材料研究所 | 鉄基磁気ヘツド用高透磁率合金および磁気記録再生ヘツド |
| JPS57145963A (en) * | 1981-03-04 | 1982-09-09 | Hitachi Metals Ltd | Material for magnetic head and its manufacture |
| JPS60220913A (ja) * | 1984-04-18 | 1985-11-05 | Sony Corp | 磁性薄膜 |
| US4748000A (en) * | 1985-04-11 | 1988-05-31 | Sony Corporation | Soft magnetic thin film |
| JPH0777008B2 (ja) * | 1985-06-21 | 1995-08-16 | 株式会社日立製作所 | 非晶質合金膜を用いた磁気ヘツド |
| US4943879A (en) * | 1986-08-22 | 1990-07-24 | Hitachi, Ltd. | Thin film magnetic head including magnetic layers having high saturation magnetic flux density and metal film for avoiding deterioration during manufacturing |
| US4881989A (en) * | 1986-12-15 | 1989-11-21 | Hitachi Metals, Ltd. | Fe-base soft magnetic alloy and method of producing same |
| JP2513205B2 (ja) * | 1987-02-04 | 1996-07-03 | ソニー株式会社 | 複合磁気ヘツド |
| JP2611994B2 (ja) * | 1987-07-23 | 1997-05-21 | 日立金属株式会社 | Ｆｅ基合金粉末およびその製造方法 |
| KR920005044B1 (en) * | 1987-07-23 | 1992-06-25 | Hitachi Ltd | Magnetic head |
| US4939610A (en) * | 1987-10-05 | 1990-07-03 | Hitachi, Ltd. | Thin film magnetic head having magnetic core including a thin film of cobalt alloy |
| US4994320A (en) * | 1988-06-08 | 1991-02-19 | Eastman Kodak Company | Thin magnetic film having long term stabilized uniaxial anisotropy |
| US5029032A (en) * | 1988-10-19 | 1991-07-02 | Tdk Corporation | Magnetic head for high density recording |
| JP2971891B2 (ja) * | 1989-03-20 | 1999-11-08 | ソニー株式会社 | 磁気ヘッド |
| DE69201836T2 (de) * | 1991-07-01 | 1995-12-07 | Eastman Kodak Co | Auf FeGaSi basiertes magnetisches Material mit Ir als Zusatz. |
-
1993
- 1993-04-08 US US08/045,001 patent/US5411813A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-03-22 EP EP94420096A patent/EP0619585A1/en not_active Ceased
- 1994-04-08 JP JP6070564A patent/JPH06325312A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104465017A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-25 | 南京理工大学 | 一种Nd掺杂CoZr基高频软磁薄膜及其制备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0619585A1 (en) | 1994-10-12 |
| US5411813A (en) | 1995-05-02 |
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