JPH0645146A - 軟磁性膜の製造方法 - Google Patents

軟磁性膜の製造方法

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JPH0645146A
JPH0645146A JP19733392A JP19733392A JPH0645146A JP H0645146 A JPH0645146 A JP H0645146A JP 19733392 A JP19733392 A JP 19733392A JP 19733392 A JP19733392 A JP 19733392A JP H0645146 A JPH0645146 A JP H0645146A
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JP
Japan
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soft magnetic
magnetic
film
magnetic field
magnetic film
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Application number
JP19733392A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Omori
広之 大森
Kenji Katori
健二 香取
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15341Preparation processes therefor

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】微結晶で高い透磁率を得るための成膜及び熱処
理方法を提供する。また、磁場中で成膜した磁性膜を特
定の温度で、回転磁場中で熱処理を行うことによって磁
気異方性の大きさを制御することができる。 【構成】Tx y z (但し、式中、Tは、Co、F
e、Niより選ばれた少なくとも1種、Mは、Nb、Z
r、Ta、Hf、Y、Mo、W、Cr、Ti、Si、A
l、B、Sn、Ga、Ge、Vの少なくとも1種、L
は、窒素または酸素の1種を表し、x、y、zはそれぞ
れ各元素の割合を原紙%で示す。)なる一般式で表さ
れ、その組成範囲が 60≦x≦95,1≦y≦20,2≦z≦20 である軟磁性膜の製造方法において、薄膜の作成を1k
A/m以上1000kA/m以下の磁場中で行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドのコア材等
として使用される軟磁性膜の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、VTR(ビデオテープレコーダ
ー)等の磁気記録再生装置においては、画質等を向上さ
せるために記録信号の高密度化が進められており、これ
に対応して磁性粉にFe、Co、Ni等の強磁性金属の
粉末を用いた所謂メタルテープや、強磁性金属材料を蒸
着等の手法により直接ベースフィルム上に被着した所謂
蒸着テープ等の高抗磁力媒体の開発が進められている。
【0003】ところで、磁気記録媒体の高抗磁力化が進
むにつれ、記録再生に使用する磁気ヘッドのヘッド材料
に高飽和磁束密度化が要求される。例えば、従来、ヘッ
ド材料として多用されるフェライト材では、飽和磁束密
度が低く、媒体の高抗磁力化に十分対処することはむず
かしい。また、記録再生兼用ヘッドでは、ヘッドの狭磁
気ギャップ化による再生出力の低下を抑えるために磁性
膜の高透磁率化が必要である。
【0004】このような状況から、磁気ヘッドを構成す
る磁気コアをフェライトやセラミックス等と高飽和磁束
密度を有する軟磁性膜との複合構造とし、軟磁性膜同士
を突き合わせ磁気ギャップを構成するようにした複合型
磁気ヘッドや、各磁気コアやコイル等を薄膜技術により
形成し、これらを絶縁膜を介して多層構造とした薄膜磁
気ヘッドが開発されている。
【0005】前記磁気ヘッドに使用される軟磁性材料と
しては、例えばFe−Al−Si合金所謂センダスト合
金やCo−Nb−Zr等の非晶質軟磁性膜が知られてお
り、これら軟磁性材料は10kガウス以上の高飽和磁束
密度を有し、適当な熱処理を行うことによって高い比透
磁率を得ることが出来る。
【0006】ところで、高密度磁気記録においては、複
合型磁気ヘッドのコア材に使用される軟磁性膜にさらに
高い飽和磁束密度が要求され、上記に示したような磁気
ヘッドのコア材では充分な記録が出来なくなってきてい
る。そのため、近年さらに飽和磁束密度の高い軟磁性材
料としてCoやFeの微結晶から構成された微結晶系の
軟磁性膜が検討されている。これらの軟磁性膜は、C
o、Fe、Niの強磁性金属を主な構成元素とし、窒素
との化学的な結合力の強いAl、Nb、Zr、Ta、H
f、Y、B等の元素及び窒素から主に構成される。
【0007】しかし、これらの微結晶系の軟磁性膜にお
いて高い透磁率を得るためには磁気異方性を適当な大き
さにする必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、近年微結晶軟
磁性材料の磁気異方性の制御方法が検討されている。本
発明は、かかる従来の事情に鑑みて提案されたものであ
って、微結晶軟磁性薄膜で高い透磁率を得るための成膜
及び熱処理方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前述の目
的を達成せんものと鋭意研究を重ねた結果、微結晶軟磁
性薄膜を適当な強さの磁場中で成膜する事によって、あ
るいはそれらの軟磁性膜を適当な強度の回転磁場中で熱
処理する事によって高い透磁率が得られることを見いだ
した。本発明はかかる知見にもとずいて完成されたもの
であって、本願の発明にかかる軟磁性膜の成膜方法は、
TxMyLz(但し、式中TはCo、Fe、Niより選
ばれた少なくとも1種を表し、Mは、Nb、Zr、T
a、Hf、Y、Mo、W、Cr、Ti、Si、Al、
B、Sn、Ga、Ge、Vの少なくとも1種を表し、L
は、窒素または酸素の少なくとも1種を表し、x、y、
zはそれぞれ各元素の割合を原子%で示す。)なる一般
式で表され、その組成範囲が、 60≦x≦95 1≦y≦20 2≦z≦20 である軟磁性膜の製造方法において、薄膜の作成を磁場
中で行うことによって、磁性薄膜に一軸の磁気異方性を
生じさせることができ、磁化困難軸の方向に高い透磁率
を得ることができる。
【0010】成膜中に印加される磁場の強さが1kA/
m以下の場合十分な効果が得られず、反対に1000k
A/m以上では膜に必要以上の磁気異方性が生じてしま
い軟磁性膜の透磁率が減少してしまうため、成膜中に印
加される磁場の強さは1kA/m以上1000kA/m
以下が好ましい。また、磁場中で成膜した軟磁性膜を回
転磁場中で熱処理を行うことによって磁気異方性の大き
さを制御することができ、より高い透磁率を持った軟磁
性薄膜を得ることができる。熱処理の温度は300℃以
下では軟磁性膜の磁気異方性の変化がほとんど無く、ま
た700℃以上では軟磁性膜自体の軟磁気特性が劣化し
てしまうため、300℃以上700℃以下の温度で熱処
理をするのが好ましい。また、熱処理時に印加される磁
場の強さが1kA/m以下では十分な効果が得られず、
また、1000kA/m以上では装置が大がかりになる
ため有効でないので、回転磁場中熱処理の磁場の強さは
1kA/m以上1000kA/m以下が好ましい。
【0011】本発明の軟磁性膜は、スパッタリング等の
所謂気相メッキ技術によって製造される。スパッタリン
グは、所望の組成比となるように調整された合金ターゲ
ットを用いて行っても良いし、各原子のターゲットを個
別に用意し、その面積や印加出力等を調整して組成をコ
ントロールするようにして行っても良い。特に前者の方
法を採用した場合、膜組成はターゲット組成によってほ
ぼ一意に決まるので、例えば大量生産するうえで好適で
ある。
【0012】窒素を添加する方法としては、雰囲気中に
窒素またはアンモニアガスを導入して成膜を行う、また
は窒素を含んだターゲットを用いる方法等が考えられ
る。同様に酸素を添加する方法としては、雰囲気中に酸
素を導入して成膜する方法等が考えられる。成膜時の磁
場の印加方法は成膜を行う基板の側面に永久磁石を配置
し軟磁性材料で構成されたコアを用いて一方向に磁場が
印加される様にしてもよいし、電磁石で同様に磁場を印
加してもよい。
【0013】また、本発明を適用した軟磁性膜の成膜法
及び熱処理方法は、単層膜であってもよく、パーマロイ
等の強磁金属や、Ag、Cu等の非磁性金属、さらに
は、Si3 4 、SiO2 等のセラミック材料等で分断
して積層構造とした多層膜であってもよい。
【0014】
【作用】窒素を含む微結晶の磁性材料において適当な強
度の磁場中で成膜することによって軟磁性膜に一軸の磁
気異方性を付加する事によって高い透磁率を得ることが
出きる。また、磁場中で成膜した軟磁性膜を適当な強度
の回転磁場中で適当な温度での熱処理を加えることで磁
気異方性の大きさを制御することができ、より高い透磁
率を得ることが出きる。
【0015】
【実施例】成膜は合金ターゲット(直径100mm)を用
いたDCまたはRFマグネトロンスパッタにより行っ
た、窒素の添加はスパッタ中にAr、N2 混合ガスを導
入しながら成膜して行った。酸素はAr、O2 混合ガス
を導入しながら成膜して行った。成膜は下記の条件で行
った。 到達真空度 1×10-4Pa Arガス圧 0.5Pa 投入電力 300W
【0016】膜厚は、厚さ3μmで、透磁率は8の字コ
イル法により測定した。スパッタリングターゲットとし
てCo88Zr7 5 、Fe85Hf15、Fe85Ta15、F
85Al15、Fe98Al1 Nb1 を用いて窒素分圧を適
当に選び成膜した。Fe98Al1 Nb1 のターゲットは
RFマグネトロンスパッタで窒素及び酸素を導入し成膜
し、それ以外はDCマグネトロンスパッタで窒素を導入
し成膜した。磁場中の成膜は、図1に示すように、基板
1面に一様な磁場を発生するように永久磁石2を組み込
んだ基板ホルダーを用いて行った。磁場の大きさは50
kA/mと10kA/mとした。表1に軟磁性膜の組成
と無磁場中成膜した膜と磁場中成膜した膜の5MHzで
の比透磁率示す。
【0017】次に、無磁場中で成膜を行い無磁場中で熱
処理をした膜と磁場中で成膜を行い回転磁場中で熱処理
を行った膜の比透磁率を表2に示す。回転磁場中の熱処
理は図2に示すような装置で行った。この装置では、基
板1に永久磁石2によって磁場が与えられる。3は永久
磁石2のヨークとなる鉄芯である。モータ4により永久
磁石2は回転し、永久磁石2は基板1に対して回転磁場
を作る。基板1の周囲には、ヒータ5が配設されてい
て、基板1を所定の温度まで熱する。6は熱伝対で基板
1の温度を測定する。
【0018】熱処理はいずれも550℃で1時間真空中
で行った。磁場中成膜の磁場の強度は50kA/m、回
転磁場中熱処理の磁場の強度は80kA/mで行った。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】以上の結果より、本発明によれば、窒素を
含む微結晶軟磁性材料を磁場中で成膜することによっ
て、無磁場中成膜に比べて飛躍的に軟磁性膜の透磁率を
向上させることができ、さらに回転磁場中の熱処理を加
えることでより高い透磁率を得ることができることが分
かった。
【0022】
【発明の効果】以上の説明からも明かなように、本願の
発明にかかる軟磁性膜の成膜方法は、TxMyLz(但
し、式中Tは、Co、Fe、Niより選ばれた少なくと
も1種を表し、Mは、Nb、Zr、Ta、Hf、Y、M
o、W、Cr、Ti、Si、Al、B、Sn、Ga、G
e、Vの少なくとも1種を表し、Lは、窒素または酸素
の少なくとも1種を表し、x、y、zはそれぞれ各元素
の割合を原子%で示す。)なる一般式で表され、その組
成範囲が、 60≦x≦95 1≦y≦20 2≦z≦20 である軟磁性膜の製造方法において、薄膜の作成を1k
A/m以上1000kA/m以下の磁場中で行うことに
よって、薄膜に一軸の磁気異方性が生じ磁化困難軸の方
向に高い透磁率を得ることができる。また、磁場中で成
膜した軟磁性膜を300℃以上700℃以下の温度で、
1kA/m以上1000kA/m以下の回転磁場中で熱
処理を行うことによって磁気異方性の大きさを制御する
ことができ、高い透磁率を持った軟磁性薄膜を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁場中成膜治具の説明図である。
【図2】本発明の回転磁場中熱処理装置の説明図であ
る。
【符号の説明】
1 基板 2 永久磁石 3 鉄芯 4 モータ 5 ヒータ 6 熱伝対

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Tx y z (但し、式中、Tは、C
    o、Fe、Niより選ばれた少なくとも1種を表し、M
    は、Nb、Zr、Ta、Hf、Y、Mo、W、Cr、T
    i、Si、Al、B、Sn、Ga、Ge、Vの少なくと
    も1種を表し、Lは、窒素または酸素の少なくとも1種
    を表し、x、y、zはそれぞれ各元素の割合を原子%で
    示す。)なる一般式で表され、その組成範囲が 60≦x≦95 1≦y≦20 2≦z≦20 である軟磁性膜の製造方法において、薄膜の作成を1k
    A/m以上1000kA/m以下の磁場中で行うことを
    特徴とする軟磁性膜の製造方法。
  2. 【請求項2】 軟磁性膜作成後300℃以上700℃以
    下の温度で、1kA/m以上1000kA/m以下の回
    転磁場中で熱処理を行うことを特徴とする請求項1記載
    の軟磁性膜の製造方法。
JP19733392A 1992-07-24 1992-07-24 軟磁性膜の製造方法 Pending JPH0645146A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100394331B1 (ko) * 1999-03-15 2003-08-06 가부시끼가이샤 도시바 자성박막 및 자기소자
JP4972164B2 (ja) * 2007-06-05 2012-07-11 株式会社メニコン 眼用レンズの製造方法及び装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100394331B1 (ko) * 1999-03-15 2003-08-06 가부시끼가이샤 도시바 자성박막 및 자기소자
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