JPH0653038A - 軟磁性多層膜 - Google Patents
軟磁性多層膜Info
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- JPH0653038A JPH0653038A JP4204116A JP20411692A JPH0653038A JP H0653038 A JPH0653038 A JP H0653038A JP 4204116 A JP4204116 A JP 4204116A JP 20411692 A JP20411692 A JP 20411692A JP H0653038 A JPH0653038 A JP H0653038A
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- thin film
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- multilayer film
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は軟磁性多層膜に関し、飽和磁束密度
などの磁気特性の低下を抑えて、多層膜の厚さをより薄
くすることを可能とすることを目的とする。 【構成】 軟磁性特性を示すように微結晶化されたα鉄
結晶２１を含む第１の磁性薄膜１と、センダスト（登録
商標）などの結晶性磁性体からなり、α鉄結晶２１を所
定方向に配向させる第２の磁性薄膜２ａとを、交互に積
層化することによって軟磁性多層膜を構成する。
などの磁気特性の低下を抑えて、多層膜の厚さをより薄
くすることを可能とすることを目的とする。 【構成】 軟磁性特性を示すように微結晶化されたα鉄
結晶２１を含む第１の磁性薄膜１と、センダスト（登録
商標）などの結晶性磁性体からなり、α鉄結晶２１を所
定方向に配向させる第２の磁性薄膜２ａとを、交互に積
層化することによって軟磁性多層膜を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軟磁性多層膜に係り、特
に薄膜を利用した磁気ヘッドに用いて好適な軟磁性多層
膜に関する。
に薄膜を利用した磁気ヘッドに用いて好適な軟磁性多層
膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高い保磁力を有する磁気記録媒
体に対する磁気記録および磁気再生を行う磁気ヘッドに
おいては、記録するときには記録媒体を強く磁化させる
ために高い飽和磁束密度が必要とされ、再生するときに
は微弱な磁気記録を読み取るために特に高周波領域にお
ける高い透磁率が必要とされる。
体に対する磁気記録および磁気再生を行う磁気ヘッドに
おいては、記録するときには記録媒体を強く磁化させる
ために高い飽和磁束密度が必要とされ、再生するときに
は微弱な磁気記録を読み取るために特に高周波領域にお
ける高い透磁率が必要とされる。
【０００３】そして、高い飽和磁束密度を実現できる磁
性体材料として、センダスト（登録商標）などの金属磁
性体材料が知られている。金属磁性体材料は、高い透磁
率を有するフェライトなどからなる磁気ヘッドコアのギ
ャップ形成部にスパッタリングなどによって薄膜化され
て、ＭＩＧ（Metal In Gap）ヘッドとして一般的に利用
されている。
性体材料として、センダスト（登録商標）などの金属磁
性体材料が知られている。金属磁性体材料は、高い透磁
率を有するフェライトなどからなる磁気ヘッドコアのギ
ャップ形成部にスパッタリングなどによって薄膜化され
て、ＭＩＧ（Metal In Gap）ヘッドとして一般的に利用
されている。
【０００４】これによって、高い保磁力を有する磁気記
録媒体に対する磁気記録および磁気再生が可能となり、
記録密度が向上してきた。しかしながら、今日ではより
高い記録密度を実現するために、さらに高い保磁力を有
する磁気記録媒体に対する磁気記録および磁気再生を可
能とする磁性体材料の提供が要求されている。
録媒体に対する磁気記録および磁気再生が可能となり、
記録密度が向上してきた。しかしながら、今日ではより
高い記録密度を実現するために、さらに高い保磁力を有
する磁気記録媒体に対する磁気記録および磁気再生を可
能とする磁性体材料の提供が要求されている。
【０００５】このため、センダストよりも高い飽和磁束
密度を実現できる磁性体材料として、もともと軟磁性体
になりにくい性質を有するα鉄を10ｎｍ程度に微結晶化
し、これによってセンダストよりも高い飽和磁束密度を
有する軟磁性体材料としての特性を持たせる軟磁性膜が
研究され、実現されつつある。
密度を実現できる磁性体材料として、もともと軟磁性体
になりにくい性質を有するα鉄を10ｎｍ程度に微結晶化
し、これによってセンダストよりも高い飽和磁束密度を
有する軟磁性体材料としての特性を持たせる軟磁性膜が
研究され、実現されつつある。
【０００６】図４は従来の軟磁性多層膜の一例を示す。
同図中、１はα鉄の微結晶を含む第１の磁性薄膜を、２
は酸化スズ（ZnＯ）や窒化アルミニウム（AlＮ）などの
結晶性非磁性体で構成される第２の非磁性薄膜を、それ
ぞれ示す。
同図中、１はα鉄の微結晶を含む第１の磁性薄膜を、２
は酸化スズ（ZnＯ）や窒化アルミニウム（AlＮ）などの
結晶性非磁性体で構成される第２の非磁性薄膜を、それ
ぞれ示す。
【０００７】図４においては、非結晶状態の鉄原子を含
むFe-Ta-ＮやFe-Ta-Ｃなどを、第２の非磁性薄膜で挟ん
で第１の磁性薄膜とし、これに対して熱処理を行って鉄
原子を結晶化させることにより、α鉄原子の結晶成長を
抑制して微結晶化するとともに、隣接する第２の非磁性
薄膜の結晶配列に合わせてα鉄結晶を規則的に配向させ
ていた。
むFe-Ta-ＮやFe-Ta-Ｃなどを、第２の非磁性薄膜で挟ん
で第１の磁性薄膜とし、これに対して熱処理を行って鉄
原子を結晶化させることにより、α鉄原子の結晶成長を
抑制して微結晶化するとともに、隣接する第２の非磁性
薄膜の結晶配列に合わせてα鉄結晶を規則的に配向させ
ていた。
【０００８】したがって、形成された多層膜は、均一で
良好な軟磁気特性を有する軟磁性薄膜として利用するこ
とができた。
良好な軟磁気特性を有する軟磁性薄膜として利用するこ
とができた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の軟磁性多層膜においては、軟磁性特性を有する第１の
磁性薄膜１が、非磁性体である第２の磁性薄膜２によっ
て分断されていたため、飽和磁束密度などの磁気特性が
低下するという問題点があった。
の軟磁性多層膜においては、軟磁性特性を有する第１の
磁性薄膜１が、非磁性体である第２の磁性薄膜２によっ
て分断されていたため、飽和磁束密度などの磁気特性が
低下するという問題点があった。
【００１０】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、多層膜全体として飽和磁束密度などの磁気特性
が低下することがなく、多層膜の厚さをより薄くするこ
とのできる軟磁性多層膜を提供することを目的とする。
であり、多層膜全体として飽和磁束密度などの磁気特性
が低下することがなく、多層膜の厚さをより薄くするこ
とのできる軟磁性多層膜を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明になる軟磁性多層膜では、微結晶化されるこ
とによって軟磁性特性を示す第１の磁性薄膜と、軟磁性
体からなり、前記第１の磁性薄膜を微結晶化させて所定
方向に配向させる第２の磁性薄膜とを交互に積層化し
た。
めに本発明になる軟磁性多層膜では、微結晶化されるこ
とによって軟磁性特性を示す第１の磁性薄膜と、軟磁性
体からなり、前記第１の磁性薄膜を微結晶化させて所定
方向に配向させる第２の磁性薄膜とを交互に積層化し
た。
【００１２】
【作用】上記の構成によれば、第１の磁性薄膜を微結晶
化させて、これを所定方向に配向させる第２の磁性薄膜
を軟磁性体で構成したため、多層膜を構成するすべての
薄膜が磁性体となった。したがって、多層膜全体におけ
る飽和磁束密度などの磁気特性が低下することがなくな
った。
化させて、これを所定方向に配向させる第２の磁性薄膜
を軟磁性体で構成したため、多層膜を構成するすべての
薄膜が磁性体となった。したがって、多層膜全体におけ
る飽和磁束密度などの磁気特性が低下することがなくな
った。
【００１３】
【実施例】図１は本発明になる軟磁性多層膜の一例を示
す。同図中、１はα鉄の微結晶を含む第１の磁性薄膜
を、２ａは結晶性軟磁性材料によって構成され、α鉄原
子を軟磁性特性を示す結晶状態とするとともに所定方向
に配向させる第２の磁性薄膜を、それぞれ示す。また、
図中では３層のみ示しているが、積層化する層の数は必
要に応じて決めてよい。
す。同図中、１はα鉄の微結晶を含む第１の磁性薄膜
を、２ａは結晶性軟磁性材料によって構成され、α鉄原
子を軟磁性特性を示す結晶状態とするとともに所定方向
に配向させる第２の磁性薄膜を、それぞれ示す。また、
図中では３層のみ示しているが、積層化する層の数は必
要に応じて決めてよい。
【００１４】図１において、第１の磁性薄膜１の膜厚は
数十〜数百ｎｍ程度、第２の磁性薄膜２ａの膜厚は数〜
数十ｎｍ程度とされており、第１の磁性薄膜１を第２の
磁性薄膜２ａによって分断する構成とされている。
数十〜数百ｎｍ程度、第２の磁性薄膜２ａの膜厚は数〜
数十ｎｍ程度とされており、第１の磁性薄膜１を第２の
磁性薄膜２ａによって分断する構成とされている。
【００１５】第１の磁性薄膜１は、10ｎｍ程度の微結晶
状態のα鉄原子と、多層膜の形成時にα鉄原子の結晶成
長を制御する窒化タンタル（TaＮ）または炭化タンタル
（TaＣ）などによって構成されている。
状態のα鉄原子と、多層膜の形成時にα鉄原子の結晶成
長を制御する窒化タンタル（TaＮ）または炭化タンタル
（TaＣ）などによって構成されている。
【００１６】元来、鉄族は軟磁性体になりにくい性質を
有するが、α鉄原子を10ｎｍ程度の大きさの微結晶とす
ることによって、軟磁性体としての特性を示すようにな
る。したがって、その集合体である第１の磁性薄膜１も
軟磁性体としての特性を示す。
有するが、α鉄原子を10ｎｍ程度の大きさの微結晶とす
ることによって、軟磁性体としての特性を示すようにな
る。したがって、その集合体である第１の磁性薄膜１も
軟磁性体としての特性を示す。
【００１７】第２の磁性薄膜２ａは、センダスト（登録
商標）やパーマロイ（商品名）などの結晶性軟磁性材料
によって構成されている。このため、第２の磁性薄膜２
ａは上記合金の構成原子の規則的な結晶配列によって形
成され、均一化された良質な軟磁性特性を示す。
商標）やパーマロイ（商品名）などの結晶性軟磁性材料
によって構成されている。このため、第２の磁性薄膜２
ａは上記合金の構成原子の規則的な結晶配列によって形
成され、均一化された良質な軟磁性特性を示す。
【００１８】また、多層膜の形成時において、第１の磁
性薄膜１に含まれるα鉄の微結晶は第２の磁性薄膜２ａ
の構成材料の結晶配列にならって規則的に配向されるの
で、第１の磁性薄膜１の磁気特性も均一化されて、良質
な軟磁性特性を示すようになる。
性薄膜１に含まれるα鉄の微結晶は第２の磁性薄膜２ａ
の構成材料の結晶配列にならって規則的に配向されるの
で、第１の磁性薄膜１の磁気特性も均一化されて、良質
な軟磁性特性を示すようになる。
【００１９】これによって、軟磁性多層膜のすべての部
分が良質な軟磁性特性を示す磁性体によって構成される
こととなり、多層膜全体における飽和磁束密度などの磁
気特性が低下することがなくなった。したがって、軟磁
性多層膜の厚さを従来より薄くしても、従来と同様また
はそれ以上の飽和磁束密度などの磁気特性を得ることが
できる。
分が良質な軟磁性特性を示す磁性体によって構成される
こととなり、多層膜全体における飽和磁束密度などの磁
気特性が低下することがなくなった。したがって、軟磁
性多層膜の厚さを従来より薄くしても、従来と同様また
はそれ以上の飽和磁束密度などの磁気特性を得ることが
できる。
【００２０】また、従来より高い保磁力を有する磁気記
録媒体に対する磁気記録および磁気再生が可能となり、
これによって磁気記録媒体に対する記録密度の高密度化
などに対応することができる。
録媒体に対する磁気記録および磁気再生が可能となり、
これによって磁気記録媒体に対する記録密度の高密度化
などに対応することができる。
【００２１】図２は本発明になる軟磁性多層膜の薄膜形
成工程の一例を示す。同図中、１０は装置内部を外気か
ら遮蔽するチャンバを、１１は隔壁を、１２は積層化用
回転円板を、１３は薄膜が形成される基板を、１４は第
１の試料を、１５は第２の試料を、それぞれ示す。
成工程の一例を示す。同図中、１０は装置内部を外気か
ら遮蔽するチャンバを、１１は隔壁を、１２は積層化用
回転円板を、１３は薄膜が形成される基板を、１４は第
１の試料を、１５は第２の試料を、それぞれ示す。
【００２２】図２において、チャンバ１０の内部は隔壁
１１によってさらに２つのスパッタ室に分かれている。
チャンバ１０の天井部分には一定速度で回転する積層化
用回転円板１２が設けられ、基板１３が固定されてい
る。したがって、積層化用回転円板１２の回転にともな
って、基板１３は２つのスパッタ室内を往復する。
１１によってさらに２つのスパッタ室に分かれている。
チャンバ１０の天井部分には一定速度で回転する積層化
用回転円板１２が設けられ、基板１３が固定されてい
る。したがって、積層化用回転円板１２の回転にともな
って、基板１３は２つのスパッタ室内を往復する。
【００２３】一方のスパッタ室には、鉄原子を含むFe-T
a-ＮやFe-Ta-Ｃなどの磁性材料にてなる第１の試料１４
が置かれている。また、他方のスパッタ室には、センダ
スト（登録商標）やパーマロイ（商品名）などの結晶性
軟磁性材料にてなる第２の試料１５が置かれている。
a-ＮやFe-Ta-Ｃなどの磁性材料にてなる第１の試料１４
が置かれている。また、他方のスパッタ室には、センダ
スト（登録商標）やパーマロイ（商品名）などの結晶性
軟磁性材料にてなる第２の試料１５が置かれている。
【００２４】そして、スパッタリングによって、第１の
試料１４および第２の試料１５によってそれぞれのスパ
ッタ室が満たされるので、積層化用回転円板１２の回転
にともなって、基板１３には第１の試料１４および第２
の試料１５の構成物質が交互に成膜され、これによって
多層膜が形成される。
試料１４および第２の試料１５によってそれぞれのスパ
ッタ室が満たされるので、積層化用回転円板１２の回転
にともなって、基板１３には第１の試料１４および第２
の試料１５の構成物質が交互に成膜され、これによって
多層膜が形成される。
【００２５】上記によって形成された多層膜は非結晶状
態となっているため、まだ十分に軟磁性体として機能し
ない。したがって、次に示す熱処理工程によって、鉄原
子を結晶化させる。
態となっているため、まだ十分に軟磁性体として機能し
ない。したがって、次に示す熱処理工程によって、鉄原
子を結晶化させる。
【００２６】図３は本発明になる軟磁性多層膜の熱処理
工程の一例を示し、鉄原子を含むFe-Ta-Ｎを第１の試料
として成膜された第１の磁性薄膜における熱処理工程前
後の原子配列状態を模擬的に示す。同図中、２０はFe-T
a-Ｎを、２１はα鉄結晶を、２２は窒化タンタル（Ta
Ｎ）を、それぞれ示す。
工程の一例を示し、鉄原子を含むFe-Ta-Ｎを第１の試料
として成膜された第１の磁性薄膜における熱処理工程前
後の原子配列状態を模擬的に示す。同図中、２０はFe-T
a-Ｎを、２１はα鉄結晶を、２２は窒化タンタル（Ta
Ｎ）を、それぞれ示す。
【００２７】図３（Ａ）は成膜されたFe-Ta-Ｎ２０の状
態を示す。すなわち、Fe-Ta-Ｎ２０は非結晶状態であ
り、何の規則性もなくランダムに薄膜中に存在してい
る。
態を示す。すなわち、Fe-Ta-Ｎ２０は非結晶状態であ
り、何の規則性もなくランダムに薄膜中に存在してい
る。
【００２８】図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の状態の薄膜に
対して熱処理を行った後の状態を示す。すなわち、Fe-T
a-Ｎ２０は熱処理によってα鉄結晶２１と窒化タンタル
（TaＮ）２２とに分離する。
対して熱処理を行った後の状態を示す。すなわち、Fe-T
a-Ｎ２０は熱処理によってα鉄結晶２１と窒化タンタル
（TaＮ）２２とに分離する。
【００２９】そして、α鉄結晶２１は結晶成長を始める
が、周囲に分離した窒化タンタル（TaＮ）２２が散在
し、さらに第２の磁性薄膜２ａによって挟まれているた
め、ひとつの結晶が占有できる空間が限定される。した
がって、α鉄結晶２１の肥大化は抑制されて、多数の微
結晶が生成される。
が、周囲に分離した窒化タンタル（TaＮ）２２が散在
し、さらに第２の磁性薄膜２ａによって挟まれているた
め、ひとつの結晶が占有できる空間が限定される。した
がって、α鉄結晶２１の肥大化は抑制されて、多数の微
結晶が生成される。
【００３０】また、上記の微結晶が生成されるときに
は、隣接する磁性薄膜２ａを構成するセンダスト（登録
商標）やパーマロイ（商品名）などの規則的な結晶配列
にならってα鉄結晶２１が配向される。
は、隣接する磁性薄膜２ａを構成するセンダスト（登録
商標）やパーマロイ（商品名）などの規則的な結晶配列
にならってα鉄結晶２１が配向される。
【００３１】以上のようにして、本発明になる軟磁性多
層膜は形成される。
層膜は形成される。
【００３２】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、多層膜を
構成するすべての薄膜が磁性体となり、多層膜全体にお
ける飽和磁束密度などの磁気特性が低下することがなく
なったため、軟磁性多層膜の厚さを従来より薄くして
も、高和磁束密度とすることが可能となり、例えば磁気
ヘッドの材料として良好な磁気特性を得ることができる
という特長がある。
構成するすべての薄膜が磁性体となり、多層膜全体にお
ける飽和磁束密度などの磁気特性が低下することがなく
なったため、軟磁性多層膜の厚さを従来より薄くして
も、高和磁束密度とすることが可能となり、例えば磁気
ヘッドの材料として良好な磁気特性を得ることができる
という特長がある。
【００３３】また、高い保磁力を有する磁気記録媒体に
対する磁気記録および磁気再生が可能となり、これによ
って磁気記録媒体に対する記録密度の高密度化などに対
応することができるという特長がある。
対する磁気記録および磁気再生が可能となり、これによ
って磁気記録媒体に対する記録密度の高密度化などに対
応することができるという特長がある。
【図１】本発明になる軟磁性多層膜の一例を示す断層図
である。
である。
【図２】本発明になる軟磁性多層膜の薄膜形成工程の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】本発明になる軟磁性多層膜の熱処理工程の一例
を示す図である。
を示す図である。
【図４】従来の軟磁性多層膜の一例を示す断層図であ
る。
る。
１ 第１の磁性薄膜 ２ａ 第２の磁性薄膜 １０ チャンバ １１ 隔壁 １２ 積層化用回転円板 １３ 基板 １４ 第１の試料 １５ 第２の試料 ２０ Fe-Ta-Ｎ ２１ α鉄結晶 ２２ 窒化タンタル（TaＮ）
Claims (1)
- 【請求項１】 微結晶化されることによって軟磁性特性
を示す第１の磁性薄膜と、 軟磁性体からなり、前記第１の磁性薄膜を微結晶化させ
て所定方向に配向させる第２の磁性薄膜とを交互に積層
化したことを特徴とする軟磁性多層膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4204116A JPH0653038A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 軟磁性多層膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4204116A JPH0653038A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 軟磁性多層膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653038A true JPH0653038A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16485085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4204116A Pending JPH0653038A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 軟磁性多層膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653038A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4827118A (en) * | 1986-07-10 | 1989-05-02 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Light-sensitive device having color filter and manufacturing method thereof |
| US5756201A (en) * | 1995-04-10 | 1998-05-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Magnetic thin film for magnetic head, method of manufacturing the same, and magnetic head |
| US7654174B2 (en) | 2005-06-28 | 2010-02-02 | Honda Motor Co., Ltd. | Tappet clearance adjustment device |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP4204116A patent/JPH0653038A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4827118A (en) * | 1986-07-10 | 1989-05-02 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Light-sensitive device having color filter and manufacturing method thereof |
| US5756201A (en) * | 1995-04-10 | 1998-05-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Magnetic thin film for magnetic head, method of manufacturing the same, and magnetic head |
| US7654174B2 (en) | 2005-06-28 | 2010-02-02 | Honda Motor Co., Ltd. | Tappet clearance adjustment device |
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