JPH07166282A - 磁気ひずみが０の磁性材料 - Google Patents
磁気ひずみが０の磁性材料Info
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- JPH07166282A JPH07166282A JP6194437A JP19443794A JPH07166282A JP H07166282 A JPH07166282 A JP H07166282A JP 6194437 A JP6194437 A JP 6194437A JP 19443794 A JP19443794 A JP 19443794A JP H07166282 A JPH07166282 A JP H07166282A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/80—Constructional details
- H10N50/85—Materials of the active region
Landscapes
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明にかかる軟質の磁性材料であるニッケ
ル、鉄、及びロジウムからなるサーマル合金は、磁気ひ
ずみ及び消耗速度を最小限にすることができる。この合
金組成物は、次の数８を満足する。 【数８】 原子％ Ｒｈ＝１１．６３×（ＮｉＦｅの原
子比）−４９．５３ ここで全ての成分は原子のパーセント比率で示されてい
る。一つの応用技術においては、磁気抵抗効果型（Ｍ
Ｒ）読み取りトランスデューサに軟質のアクティブ層
（ＳＡＬ）が用いられている。ニッケル−鉄合金の消耗
速度及び磁気ひずみは、開示した方法によって最小限に
抑えられる。
ル、鉄、及びロジウムからなるサーマル合金は、磁気ひ
ずみ及び消耗速度を最小限にすることができる。この合
金組成物は、次の数８を満足する。 【数８】 原子％ Ｒｈ＝１１．６３×（ＮｉＦｅの原
子比）−４９．５３ ここで全ての成分は原子のパーセント比率で示されてい
る。一つの応用技術においては、磁気抵抗効果型（Ｍ
Ｒ）読み取りトランスデューサに軟質のアクティブ層
（ＳＡＬ）が用いられている。ニッケル−鉄合金の消耗
速度及び磁気ひずみは、開示した方法によって最小限に
抑えられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気トランスデューサ
ヘッドに用いる薄膜に関し、更に特定すると、実質的に
磁気ひずみが０のニッケル、鉄及びロジウムからなる薄
膜状三元合金に関する。
ヘッドに用いる薄膜に関し、更に特定すると、実質的に
磁気ひずみが０のニッケル、鉄及びロジウムからなる薄
膜状三元合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果型（ＭＲ）トランスデュー
サは、例えば磁気ディスク等の磁気媒体上に貯えられて
いるデータ信号を読み取るために用いられる。ＭＲで用
いられる軟質の磁気材料は、種々の組成のものが用いら
れる。なかでも、約８０％のニッケル（Ｎｉ）と約２０
％の鉄（Ｆｅ）からなる合金が好んで用いられる。適切
なＮｉ／Ｆｅの組成を持つ合金としては、商品名パーマ
ロイ（Permalloy）なる合金を商業的に入手することが
できる。パーマロイ類似の合金ではその消耗を減少させ
る目的で、他の成分がそのＮｉ／Ｆｅ合金中に混入され
ている。Ｎｉ／Ｆｅ合金の消耗抵抗を高めることができ
る点で特に有効な添加成分はロジウム（Ｒｈ）である。
サは、例えば磁気ディスク等の磁気媒体上に貯えられて
いるデータ信号を読み取るために用いられる。ＭＲで用
いられる軟質の磁気材料は、種々の組成のものが用いら
れる。なかでも、約８０％のニッケル（Ｎｉ）と約２０
％の鉄（Ｆｅ）からなる合金が好んで用いられる。適切
なＮｉ／Ｆｅの組成を持つ合金としては、商品名パーマ
ロイ（Permalloy）なる合金を商業的に入手することが
できる。パーマロイ類似の合金ではその消耗を減少させ
る目的で、他の成分がそのＮｉ／Ｆｅ合金中に混入され
ている。Ｎｉ／Ｆｅ合金の消耗抵抗を高めることができ
る点で特に有効な添加成分はロジウム（Ｒｈ）である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ロジウムをＮｉ／Ｆｅ
合金に混入させると、その合金の磁気ひずみに対しては
不利となる可能性がある。特に、ロジウムをＮｉ／Ｆｅ
（パーマロイタイプ）合金に混入した場合では、磁気ひ
ずみのレベルをほぼ０に維持するようにＮｉＦｅ原子の
比率を調節しなくてはならない。磁気ひずみのレベルを
ほとんど０にする必要性は、ストレス即ち、基板に導入
されるストレスあるいは基板自身が有するストレス、ま
たはそれらが組合わさったストレスが、ＭＲセンサやア
クティブなＭＲ層の横方向のバイアスとして用いられる
隣接する軟質膜のいずれかに発生し、そのセンサあるい
は軟質のバイアス層の磁気配置に悪影響を及ぼすことに
なるという事象から生じている。これらの層の磁気ひず
みをほとんど０にすることが、前記の悪影響を減少させ
かつなくすことにつながるとともに、信頼性が高く、そ
して量産可能なセンサを提供することになる。
合金に混入させると、その合金の磁気ひずみに対しては
不利となる可能性がある。特に、ロジウムをＮｉ／Ｆｅ
（パーマロイタイプ）合金に混入した場合では、磁気ひ
ずみのレベルをほぼ０に維持するようにＮｉＦｅ原子の
比率を調節しなくてはならない。磁気ひずみのレベルを
ほとんど０にする必要性は、ストレス即ち、基板に導入
されるストレスあるいは基板自身が有するストレス、ま
たはそれらが組合わさったストレスが、ＭＲセンサやア
クティブなＭＲ層の横方向のバイアスとして用いられる
隣接する軟質膜のいずれかに発生し、そのセンサあるい
は軟質のバイアス層の磁気配置に悪影響を及ぼすことに
なるという事象から生じている。これらの層の磁気ひず
みをほとんど０にすることが、前記の悪影響を減少させ
かつなくすことにつながるとともに、信頼性が高く、そ
して量産可能なセンサを提供することになる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、実質的に磁気
ひずみのないニッケル−鉄−ロジウム組成物を提供する
ことを目的とする。
ひずみのないニッケル−鉄−ロジウム組成物を提供する
ことを目的とする。
【０００５】またこの発明のもう一つの目的は、ニッケ
ル−鉄合金の消耗抵抗を高めることにある。
ル−鉄合金の消耗抵抗を高めることにある。
【０００６】本発明の一実施例は、約４．８から約５．
６の範囲のＮｉＦｅの原子を有する軟質磁気合金であ
る。このような合金は、磁気ひずみをほとんど０、即
ち、次の数５
６の範囲のＮｉＦｅの原子を有する軟質磁気合金であ
る。このような合金は、磁気ひずみをほとんど０、即
ち、次の数５
【０００７】
【数５】原子％ Ｒｈ＝１１．６３×（ＮｉＦｅの原子
比）−４９．５３ で求められる＋０．５から−１．０×１０-6△ｌ／ｌの
範囲内にすることのできる量のロジウムを含有してい
る。
比）−４９．５３ で求められる＋０．５から−１．０×１０-6△ｌ／ｌの
範囲内にすることのできる量のロジウムを含有してい
る。
【０００８】本発明の他の実施例は、ニッケル／鉄／ロ
ジウム合金を含有する軟質磁気層を備えたＭＲ読み取り
トランスデューサである。この軟質磁気材料は硬質の磁
気エンド領域の間に配設されていることが好ましい。
ジウム合金を含有する軟質磁気層を備えたＭＲ読み取り
トランスデューサである。この軟質磁気材料は硬質の磁
気エンド領域の間に配設されていることが好ましい。
【０００９】本発明の更に他の実施例はニッケル−鉄合
金の消耗抵抗を高めるための方法であって、この方法に
おいては磁気ひずみが＋０．５から−１．０×１０-6の
範囲内に保たれていることを特徴とする。そしてこの方
法では、ニッケル−鉄合金中にロジウム成分が、前述し
た数式によって求められる量だけ混入されている。
金の消耗抵抗を高めるための方法であって、この方法に
おいては磁気ひずみが＋０．５から−１．０×１０-6の
範囲内に保たれていることを特徴とする。そしてこの方
法では、ニッケル−鉄合金中にロジウム成分が、前述し
た数式によって求められる量だけ混入されている。
【００１０】
【発明の効果】発明者らは、本発明のロジウムを含有す
るＮｉＦｅ膜を、水素イオンと過酸化水素を含み酸化的
にエッチングを行うことのできる酸化剤エッチング溶液
に浸漬して行った実験によって、パーマロイの消耗速度
に対してロジウムを含有するＮｉＦｅ膜の消耗速度が減
少することを見いだしている。それは次の数６によって
明らかにしている。
るＮｉＦｅ膜を、水素イオンと過酸化水素を含み酸化的
にエッチングを行うことのできる酸化剤エッチング溶液
に浸漬して行った実験によって、パーマロイの消耗速度
に対してロジウムを含有するＮｉＦｅ膜の消耗速度が減
少することを見いだしている。それは次の数６によって
明らかにしている。
【００１１】
【数６】 ＮｉＦｅＲｈの消耗速度／ＮｉＦｅの消耗速
度＝ｅ-0.19 なお、０．１９は原子の％比率である。
度＝ｅ-0.19 なお、０．１９は原子の％比率である。
【００１２】たとえば本発明にかかるＮｉＦｅＲｈ合金
が、１０％（原子の％比率）のロジウムを含有している
場合は、公称比が８０：２０のＮｉＦｅ合金であるパー
マロイのエッチング速度の０．０１２５倍のエッチング
速度でエッチングされる。
が、１０％（原子の％比率）のロジウムを含有している
場合は、公称比が８０：２０のＮｉＦｅ合金であるパー
マロイのエッチング速度の０．０１２５倍のエッチング
速度でエッチングされる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説
明する。図１には、軟質のアクティブな領域を備えた磁
気抵抗効果型読み取りトランスデューサの断面図が示さ
れている。
明する。図１には、軟質のアクティブな領域を備えた磁
気抵抗効果型読み取りトランスデューサの断面図が示さ
れている。
【００１４】図１を参照すると、磁気抵抗効果型読み取
りトランスデューサ２０には軟質のアクティブ層２が、
非磁性材料よりなるスペーサ層４によってＭＲ層６と分
離されて設けられている。パッシブな（passive）両エ
ンド領域１８にはそれぞれ硬質の磁性材料よりなるバイ
アス層１０と導電層８とが取り付けられている。アクテ
ィブな中心領域１６は、パッシブな両エンド領域１８の
間に形成される空間によって区画された領域である。
りトランスデューサ２０には軟質のアクティブ層２が、
非磁性材料よりなるスペーサ層４によってＭＲ層６と分
離されて設けられている。パッシブな（passive）両エ
ンド領域１８にはそれぞれ硬質の磁性材料よりなるバイ
アス層１０と導電層８とが取り付けられている。アクテ
ィブな中心領域１６は、パッシブな両エンド領域１８の
間に形成される空間によって区画された領域である。
【００１５】磁気媒体に貯えられているデータは、直流
電流が図１に示すトランスデューサを通って流れた場合
に、ＭＲ層によって読み込まれる。この直流電流はさら
に、軟質の薄層２を飽和させる役割も果たしている。こ
の磁場は、アクティブなＭＲ層６をそのアクティブなＭ
Ｒ層６の検出用最適ポイントに設定する。ＭＲセンサに
とっての適切な検出ポイントを得るためには、軟質なバ
イアス薄層２の生じる磁気モーメントと厚みの積がアク
ティブなＭＲ層６の生じる磁気モーメントと厚みの積の
約０．５から０．７倍となる条件を満足するようにすれ
ばよい。これに加えて、軟質なバイアス薄層２の抵抗率
（resistivity）や抵抗（resistance）を、アクティブ
なＭＲ層６の抵抗率や抵抗よりも充分な意味がある程度
に大きくすることも望ましい。このようにしないと、そ
の装置の効率や出力信号は障害を生じて、信号対雑音レ
ベルが悪影響を受ける。本発明の軟質なバイアス層は、
例えば原子比率が１０％のロジウムを含有している場合
においては、パーマロイを用いたＭＲセンサの抵抗率よ
りも約４倍の大きさの抵抗率を有している。したがっ
て、磁気ひずみを０にすると同時に信号対雑音比の改善
も達成できて、消耗抵抗が充分に改善された最終製品が
得られる。
電流が図１に示すトランスデューサを通って流れた場合
に、ＭＲ層によって読み込まれる。この直流電流はさら
に、軟質の薄層２を飽和させる役割も果たしている。こ
の磁場は、アクティブなＭＲ層６をそのアクティブなＭ
Ｒ層６の検出用最適ポイントに設定する。ＭＲセンサに
とっての適切な検出ポイントを得るためには、軟質なバ
イアス薄層２の生じる磁気モーメントと厚みの積がアク
ティブなＭＲ層６の生じる磁気モーメントと厚みの積の
約０．５から０．７倍となる条件を満足するようにすれ
ばよい。これに加えて、軟質なバイアス薄層２の抵抗率
（resistivity）や抵抗（resistance）を、アクティブ
なＭＲ層６の抵抗率や抵抗よりも充分な意味がある程度
に大きくすることも望ましい。このようにしないと、そ
の装置の効率や出力信号は障害を生じて、信号対雑音レ
ベルが悪影響を受ける。本発明の軟質なバイアス層は、
例えば原子比率が１０％のロジウムを含有している場合
においては、パーマロイを用いたＭＲセンサの抵抗率よ
りも約４倍の大きさの抵抗率を有している。したがっ
て、磁気ひずみを０にすると同時に信号対雑音比の改善
も達成できて、消耗抵抗が充分に改善された最終製品が
得られる。
【００１６】本発明のトランスデューサは、縦方向のバ
イアスを生じる手段も備えている。図１には、縦方向の
バイアスを生じさせる手段としてエンド領域１８が示さ
れている。このエンド領域１８には硬質の磁気バイアス
層１０と導電層８が設けられている。硬質の磁気バイア
ス層は、例えばコバルト−クロム、コバルト−プラチ
ナ、あるいはコバルト−クロム−プラチナなどの材料か
らなる単一の層で構成することができる。またはこれら
の単一の層に代えて、タングステンや金の下層被膜や上
層被膜を設けた磁気バイアス層としてもよい。ただし好
適な縦方向のバイアス手段では、硬質の磁気バイアス層
と導電性の層とを設けたエンド領域を備えているが、硬
質のバイアスエンド領域を備えることなく縦方向のバイ
アスを発生させることのできる手段も他の実施例として
採用することができる。
イアスを生じる手段も備えている。図１には、縦方向の
バイアスを生じさせる手段としてエンド領域１８が示さ
れている。このエンド領域１８には硬質の磁気バイアス
層１０と導電層８が設けられている。硬質の磁気バイア
ス層は、例えばコバルト−クロム、コバルト−プラチ
ナ、あるいはコバルト−クロム−プラチナなどの材料か
らなる単一の層で構成することができる。またはこれら
の単一の層に代えて、タングステンや金の下層被膜や上
層被膜を設けた磁気バイアス層としてもよい。ただし好
適な縦方向のバイアス手段では、硬質の磁気バイアス層
と導電性の層とを設けたエンド領域を備えているが、硬
質のバイアスエンド領域を備えることなく縦方向のバイ
アスを発生させることのできる手段も他の実施例として
採用することができる。
【００１７】ＭＲトランスデューサの三層、即ち磁気抵
抗層６、スペーサ層４、及びアクティブな軟質層２の組
成及び厚みは、特定の用途に応じて異なっている。スペ
ーサ層４は導電材料であっても絶縁材料であってもよい
が、絶縁材料か非磁性材料であることが好ましい。磁気
抵抗層６と軟質のアクティブ層２の厚みは、約５０から
約８００オングストロームである。軟質なアクティブ層
２の構成材料はニッケル、鉄、及びロジウムからなる三
元合金であることが好ましく、これに対して磁気抵抗層
の構成材料は、８１／１９ＮｉＦｅを用いることが通常
である。ニッケル及び鉄の原子のパーセント比率はその
用途によって種々に変えることができるが、軟質層２に
おける鉄原子に対するニッケル原子のパーセント比率
は、Ｒｈ原子の比率が約６−１５パーセントの範囲にあ
る場合には約４．７９から５．５８の範囲内にあること
が好ましい。このＲｈ原子のパーセント比率は、次の数
７によって得られる。
抗層６、スペーサ層４、及びアクティブな軟質層２の組
成及び厚みは、特定の用途に応じて異なっている。スペ
ーサ層４は導電材料であっても絶縁材料であってもよい
が、絶縁材料か非磁性材料であることが好ましい。磁気
抵抗層６と軟質のアクティブ層２の厚みは、約５０から
約８００オングストロームである。軟質なアクティブ層
２の構成材料はニッケル、鉄、及びロジウムからなる三
元合金であることが好ましく、これに対して磁気抵抗層
の構成材料は、８１／１９ＮｉＦｅを用いることが通常
である。ニッケル及び鉄の原子のパーセント比率はその
用途によって種々に変えることができるが、軟質層２に
おける鉄原子に対するニッケル原子のパーセント比率
は、Ｒｈ原子の比率が約６−１５パーセントの範囲にあ
る場合には約４．７９から５．５８の範囲内にあること
が好ましい。このＲｈ原子のパーセント比率は、次の数
７によって得られる。
【００１８】
【数７】原子の％比率 Ｒｈ＝１１．６３×（ＮｉＦｅ
の原子比）−４９．５３ ある軟質の磁気材料を構成する鉄、ニッケル及びロジウ
ムについての計算は、一例を挙げて説明することで非常
によく理解することができる。例えばＮｉ／Ｆｅの比が
５である合金においては、ロジウムの最適の含有量（原
子パーセント）は約８．４％である。成分比が５のＮｉ
／Ｆｅと濃度が８．４％のロジウムを固化したときに、
ニッケルと鉄の濃度が決ってくる。したがって、この例
の場合においては、ニッケルの原子パーセントは（１０
０−８．４）×（５／６）、即ち約７６．３％であり、
これに対応する鉄の原子パーセントは（１００−７６．
３−８．４）、即ち１５．３％である。
の原子比）−４９．５３ ある軟質の磁気材料を構成する鉄、ニッケル及びロジウ
ムについての計算は、一例を挙げて説明することで非常
によく理解することができる。例えばＮｉ／Ｆｅの比が
５である合金においては、ロジウムの最適の含有量（原
子パーセント）は約８．４％である。成分比が５のＮｉ
／Ｆｅと濃度が８．４％のロジウムを固化したときに、
ニッケルと鉄の濃度が決ってくる。したがって、この例
の場合においては、ニッケルの原子パーセントは（１０
０−８．４）×（５／６）、即ち約７６．３％であり、
これに対応する鉄の原子パーセントは（１００−７６．
３−８．４）、即ち１５．３％である。
【００１９】トランスデューサ２０の製造は、当業者が
従来より行っている方法によってなされる。この種のト
ランスデューサ２０の製造方法については米国特許明細
書第５，０１８，０３７号（第３−４欄及び図３−５参
照）に記述されている。なおこの明細書は、参考文献と
してこの出願明細書中に組み入れられる。トランスデュ
ーサの薄膜は、例えばイオンビームスパッタリング等の
スパッタリング被膜法によって堆積させて形成すること
ができる。このとき基板の温度は比較的均一に保って、
室温から摂氏約３００度の範囲内に維持することが好ま
しい。堆積を行なわせるチャンバー内のアルゴン圧力
は、５ミリトルから約３０ミリトルの範囲内がよく、特
に約１０−１５ミリトルの範囲内であることが好まし
い。
従来より行っている方法によってなされる。この種のト
ランスデューサ２０の製造方法については米国特許明細
書第５，０１８，０３７号（第３−４欄及び図３−５参
照）に記述されている。なおこの明細書は、参考文献と
してこの出願明細書中に組み入れられる。トランスデュ
ーサの薄膜は、例えばイオンビームスパッタリング等の
スパッタリング被膜法によって堆積させて形成すること
ができる。このとき基板の温度は比較的均一に保って、
室温から摂氏約３００度の範囲内に維持することが好ま
しい。堆積を行なわせるチャンバー内のアルゴン圧力
は、５ミリトルから約３０ミリトルの範囲内がよく、特
に約１０−１５ミリトルの範囲内であることが好まし
い。
【００２０】（実施例）ニッケル、鉄、及びロジウムか
らなるサーマル合金を、２５ミリの厚さのシリコンウェ
ハにスパッタリング法を用いて堆積させ、０．５０ミク
ロンのＡｌ2Ｏ3と１００オングストロームのＴａ被膜を
形成する。この堆積はパルキンスエルマー ２４００
（Perkins Elmer 2400）装置を用いて行なわれ、またこ
の際使用する特定のニッケル−鉄−ロジウムからなるタ
ーゲット供給源としてはカリフォルニア州サンホセ所在
のACI Alloys社から入手したものが用いられる。基板
は、摂氏約５０度の温度に保持する。堆積チャンバー内
は圧力約１５ミリトルのアルゴン雰囲気に維持してお
く。アルゴンを入れる前の圧力は、５×１０-7トル以下
である。堆積速度は１分あたり約１５０オングストロー
ムとする。そして薄膜の厚みが約６４０オングストロー
ムになるように形成する。形成された薄膜の厚みの測定
は、カリフォルニア州マウンテインビュー所在のTencor
社より入手したTencor Profilemeterを用い、ステップ
手法によって行なわれる。得られた薄膜は、次のような
原子パーセントからなる組成となっている。即ち、Ｎｉ
が７５．３％、Ｆｅが１４．７％、及びＲｈが１０．０
％である。この組成は、用いたターゲットの構成によっ
て決ってくる。この薄膜の飽和状態の磁気ひずみは、カ
リフォルニア州サンディエゴ所在のLaFouda Solutions
社から入手できる装置を用いたレーザー−カンチレバー
−ビーム（laser-cantilever-beam）手法によって測定
が行われる。△ρ／ρ、即ち磁場が垂直にかけられてい
る場合と磁場が平行にかけられている場合との飽和状態
の磁場における抵抗率の差をＳＨＢループトレーサーで
用いられている磁気ひずみプローブによって測定する
と、０．２７％である。４πＭｓは、カリフォルニア州
ロサンゼルス所在のS.H.B. Instruments社から入手でき
るＳＨＢループトレーサーによって測定すると、７５０
０＋／−５００ガウスである。
らなるサーマル合金を、２５ミリの厚さのシリコンウェ
ハにスパッタリング法を用いて堆積させ、０．５０ミク
ロンのＡｌ2Ｏ3と１００オングストロームのＴａ被膜を
形成する。この堆積はパルキンスエルマー ２４００
（Perkins Elmer 2400）装置を用いて行なわれ、またこ
の際使用する特定のニッケル−鉄−ロジウムからなるタ
ーゲット供給源としてはカリフォルニア州サンホセ所在
のACI Alloys社から入手したものが用いられる。基板
は、摂氏約５０度の温度に保持する。堆積チャンバー内
は圧力約１５ミリトルのアルゴン雰囲気に維持してお
く。アルゴンを入れる前の圧力は、５×１０-7トル以下
である。堆積速度は１分あたり約１５０オングストロー
ムとする。そして薄膜の厚みが約６４０オングストロー
ムになるように形成する。形成された薄膜の厚みの測定
は、カリフォルニア州マウンテインビュー所在のTencor
社より入手したTencor Profilemeterを用い、ステップ
手法によって行なわれる。得られた薄膜は、次のような
原子パーセントからなる組成となっている。即ち、Ｎｉ
が７５．３％、Ｆｅが１４．７％、及びＲｈが１０．０
％である。この組成は、用いたターゲットの構成によっ
て決ってくる。この薄膜の飽和状態の磁気ひずみは、カ
リフォルニア州サンディエゴ所在のLaFouda Solutions
社から入手できる装置を用いたレーザー−カンチレバー
−ビーム（laser-cantilever-beam）手法によって測定
が行われる。△ρ／ρ、即ち磁場が垂直にかけられてい
る場合と磁場が平行にかけられている場合との飽和状態
の磁場における抵抗率の差をＳＨＢループトレーサーで
用いられている磁気ひずみプローブによって測定する
と、０．２７％である。４πＭｓは、カリフォルニア州
ロサンゼルス所在のS.H.B. Instruments社から入手でき
るＳＨＢループトレーサーによって測定すると、７５０
０＋／−５００ガウスである。
【００２１】得られた薄膜の特徴は、数式：原子％ Ｒ
ｈ＝１１．６３×（ＮｉＦｅの原子比）−４９．５３に
よって求められる組成のサーマリー合金薄膜が実質的な
磁気ひずみのない軟質の磁性材料であることを示してい
る。
ｈ＝１１．６３×（ＮｉＦｅの原子比）−４９．５３に
よって求められる組成のサーマリー合金薄膜が実質的な
磁気ひずみのない軟質の磁性材料であることを示してい
る。
【００２２】ここで開示した組成物の利点を利用するこ
とによって、薄層ＭＲヘッドに用いられる磁性材料が実
質的に磁気ひずみが０となるように、かつ抵抗率ファク
ターが４になるまで増加するように製造することができ
る。本発明は上述した特定のパラメータ及びディメンジ
ョンに限定する必要はなく、本発明の目的の範囲内でさ
まざまな変形を加えることができる。
とによって、薄層ＭＲヘッドに用いられる磁性材料が実
質的に磁気ひずみが０となるように、かつ抵抗率ファク
ターが４になるまで増加するように製造することができ
る。本発明は上述した特定のパラメータ及びディメンジ
ョンに限定する必要はなく、本発明の目的の範囲内でさ
まざまな変形を加えることができる。
【図１】 軟質のアクティブな領域を備えた磁気抵抗効
果型読み取りトランスデューサの断面図である。
果型読み取りトランスデューサの断面図である。
２…軟質のバイアス層、４…スペーサ層、６…ＭＲ層、
８…導電層、１０…磁気バイアス層、１６…中心領域、
１８…エンド領域。
８…導電層、１０…磁気バイアス層、１６…中心領域、
１８…エンド領域。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年８月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 磁気ひずみが０の磁性材料
【特許請求の範囲】
【数１】ロジウム＝１１．６３×（ニッケル／鉄の原子
比）−４９．５３ （なお、この式において全ての成分は原子のパーセント
で示される。）からなる軟質磁性材料組成物であって、 前記ニッケルと鉄とロジウムのそれぞれの原子のパーセ
ントが、それぞれの原子のパーセントをトータルして１
００％となるように、かつ磁気ひずみがほぼ０になって
前記磁性材料組成物のストレスが最小となるように選択
される ことを特徴とする軟質磁性材料組成物。
比）−４９．５３ （なお、この式において全ての成分は原子のパーセント
で示される。）からなる軟質磁性材料組成物であって、 前記ニッケルと鉄とロジウムのそれぞれの原子のパーセ
ントが、それぞれの原子のパーセントをトータルして１
００％となるように、かつ磁気ひずみがほぼ０になって
前記磁性材料組成物のストレスが最小となるように選択
される ことを特徴とする軟質磁性材料組成物。
【数２】ロジウム＝１１．６３×（ニッケル／鉄の原子
比）−４９．５３ （なお、この式において全ての成分は原子のパーセント
で示される。）からなる合金からなり、 前記ニッケルと鉄とロジウムのそれぞれの原子のパーセ
ントが、それぞれの原子のパーセントをトータルして１
００％となるように、かつ磁気ひずみがほぼ０になって
前記軟質磁気層のストレスが最小となるように選択され
る ことを特徴とする磁気抵抗効果型読み取りトランスデ
ューサ。
比）−４９．５３ （なお、この式において全ての成分は原子のパーセント
で示される。）からなる合金からなり、 前記ニッケルと鉄とロジウムのそれぞれの原子のパーセ
ントが、それぞれの原子のパーセントをトータルして１
００％となるように、かつ磁気ひずみがほぼ０になって
前記軟質磁気層のストレスが最小となるように選択され
る ことを特徴とする磁気抵抗効果型読み取りトランスデ
ューサ。
【数３】ロジウム＝１１．６３×（ニッケル／鉄の原子
比）−４９．５３ （なお、この式において全ての成分は原子のパーセント
で示される。）を同時に堆積させることからなるニッケ
ル−鉄合金の消耗速度の減少方法であって、前記合金の
磁気ひずみが絶対値｜１０ -6｜／（△ｌ／ｌ）以下に維
持されているとともに、前記ニッケルと鉄とロジウムの
それぞれの原子のパーセントが、それぞれの原子のパー
セントをトータルして１００％となるように、かつ磁気
ひずみがほぼ０になって前記合金のストレスが最小とな
るように選択されることを特徴とするニッケル−鉄合金
の消耗速度の減少方法。
比）−４９．５３ （なお、この式において全ての成分は原子のパーセント
で示される。）を同時に堆積させることからなるニッケ
ル−鉄合金の消耗速度の減少方法であって、前記合金の
磁気ひずみが絶対値｜１０ -6｜／（△ｌ／ｌ）以下に維
持されているとともに、前記ニッケルと鉄とロジウムの
それぞれの原子のパーセントが、それぞれの原子のパー
セントをトータルして１００％となるように、かつ磁気
ひずみがほぼ０になって前記合金のストレスが最小とな
るように選択されることを特徴とするニッケル−鉄合金
の消耗速度の減少方法。
【数４】ロジウム＝１１．６３×（ニッケル／鉄の原子
比）−４９．５３（なお、この式において全ての成分は原子のパーセント
で示される。） を満たすような個々の蒸発比率で同時に
蒸発させることにより堆積された合金であることを特徴
とする請求項９に記載のニッケル−鉄合金の消耗速度の
減少方法。
比）−４９．５３（なお、この式において全ての成分は原子のパーセント
で示される。） を満たすような個々の蒸発比率で同時に
蒸発させることにより堆積された合金であることを特徴
とする請求項９に記載のニッケル−鉄合金の消耗速度の
減少方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気トランスデューサ
ヘッドに用いる薄膜に関し、更に特定すると、実質的に
磁気ひずみが０のニッケル、鉄及びロジウムからなる薄
膜状三元合金に関する。
ヘッドに用いる薄膜に関し、更に特定すると、実質的に
磁気ひずみが０のニッケル、鉄及びロジウムからなる薄
膜状三元合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果型（ＭＲ）トランスデュー
サは、例えば磁気ディスク等の磁気媒体上に貯えられて
いるデータ信号を読み取るために用いられる。ＭＲで用
いられる軟質の磁気材料は、種々の組成のものが用いら
れる。なかでも、約８０％のニッケル（Ｎｉ）と約２０
％の鉄（Ｆｅ）からなる合金が好んで用いられる。適切
なＮｉ−Ｆｅの組成を持つ合金としては、商品名パーマ
ロイ（Permalloy）なる合金を商業的に入手することが
できる。パーマロイ類似の合金ではその消耗を減少させ
る目的で、他の成分がそのＮｉ−Ｆｅ合金中に混入され
ている。Ｎｉ−Ｆｅ合金の消耗抵抗を高めることができ
る点で特に有効な添加成分はロジウム（Ｒｈ）である。
サは、例えば磁気ディスク等の磁気媒体上に貯えられて
いるデータ信号を読み取るために用いられる。ＭＲで用
いられる軟質の磁気材料は、種々の組成のものが用いら
れる。なかでも、約８０％のニッケル（Ｎｉ）と約２０
％の鉄（Ｆｅ）からなる合金が好んで用いられる。適切
なＮｉ−Ｆｅの組成を持つ合金としては、商品名パーマ
ロイ（Permalloy）なる合金を商業的に入手することが
できる。パーマロイ類似の合金ではその消耗を減少させ
る目的で、他の成分がそのＮｉ−Ｆｅ合金中に混入され
ている。Ｎｉ−Ｆｅ合金の消耗抵抗を高めることができ
る点で特に有効な添加成分はロジウム（Ｒｈ）である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ロジウムをＮｉ−Ｆｅ
合金に混入させると、その合金の磁気ひずみに対しては
不利となる可能性がある。特に、ロジウムをＮｉ−Ｆｅ
（パーマロイタイプ）合金に混入した場合では、磁気ひ
ずみのレベルをほぼ０に維持するようにＮｉ／Ｆｅの原
子比を調節しなくてはならない。磁気ひずみのレベルを
ほとんど０にする必要性は、ストレス即ち、基板に導入
されるストレスあるいは基板自身が有するストレス、ま
たはそれらが組合わさったストレスが、ＭＲセンサやア
クティブなＭＲ層の横方向のバイアスとして用いられる
隣接する軟質膜のいずれかに発生し、そのセンサあるい
は軟質のバイアス層の磁気配置に悪影響を及ぼすことに
なるという事象から生じている。これらの層の磁気ひず
みをほとんど０にすることが、前記の悪影響を減少させ
かつなくすことにつながるとともに、信頼性が高く、そ
して量産可能なセンサを提供することになる。
合金に混入させると、その合金の磁気ひずみに対しては
不利となる可能性がある。特に、ロジウムをＮｉ−Ｆｅ
（パーマロイタイプ）合金に混入した場合では、磁気ひ
ずみのレベルをほぼ０に維持するようにＮｉ／Ｆｅの原
子比を調節しなくてはならない。磁気ひずみのレベルを
ほとんど０にする必要性は、ストレス即ち、基板に導入
されるストレスあるいは基板自身が有するストレス、ま
たはそれらが組合わさったストレスが、ＭＲセンサやア
クティブなＭＲ層の横方向のバイアスとして用いられる
隣接する軟質膜のいずれかに発生し、そのセンサあるい
は軟質のバイアス層の磁気配置に悪影響を及ぼすことに
なるという事象から生じている。これらの層の磁気ひず
みをほとんど０にすることが、前記の悪影響を減少させ
かつなくすことにつながるとともに、信頼性が高く、そ
して量産可能なセンサを提供することになる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、実質的に磁気
ひずみのないニッケル−鉄−ロジウム組成物を提供する
ことを目的とする。
ひずみのないニッケル−鉄−ロジウム組成物を提供する
ことを目的とする。
【０００５】またこの発明のもう一つの目的は、ニッケ
ル−鉄合金の消耗抵抗を高めることにある。
ル−鉄合金の消耗抵抗を高めることにある。
【０００６】本発明の一実施例は、約４．８から約５．
６の範囲のＮｉ／Ｆｅの原子比を有する軟質磁気合金で
ある。このような合金は、磁気ひずみをほとんど０、即
ち、次の数５
６の範囲のＮｉ／Ｆｅの原子比を有する軟質磁気合金で
ある。このような合金は、磁気ひずみをほとんど０、即
ち、次の数５
【０００７】
【数５】Ｒｈ＝１１．６３×（Ｎｉ／Ｆｅの原子比）−
４９．５３（なお、この式において全ての成分は原子のパーセント
で示される。） で求められ、磁気ひずみを（＋０．５〜
−１．０）×１０-6△ｌ／ｌの範囲内にすることのでき
る量のロジウム（Ｒｈ）を含有している。
４９．５３（なお、この式において全ての成分は原子のパーセント
で示される。） で求められ、磁気ひずみを（＋０．５〜
−１．０）×１０-6△ｌ／ｌの範囲内にすることのでき
る量のロジウム（Ｒｈ）を含有している。
【０００８】本発明の他の実施例は、ニッケル−鉄−ロ
ジウム合金を含有する軟質磁気層を備えたＭＲ読み取り
トランスデューサである。この軟質磁気材料は硬質の磁
気エンド領域の間に配設されていることが好ましい。
ジウム合金を含有する軟質磁気層を備えたＭＲ読み取り
トランスデューサである。この軟質磁気材料は硬質の磁
気エンド領域の間に配設されていることが好ましい。
【０００９】本発明の更に他の実施例は、ニッケル−鉄
合金の消耗抵抗を高めるための方法であって、この方法
においては磁気ひずみが（＋０．５から−１．０）×１
０-6の範囲内に保たれていることを特徴とする。そして
この方法では、ニッケル−鉄合金中にロジウム成分が、
前述した数式によって求められる量だけ混入されてい
る。
合金の消耗抵抗を高めるための方法であって、この方法
においては磁気ひずみが（＋０．５から−１．０）×１
０-6の範囲内に保たれていることを特徴とする。そして
この方法では、ニッケル−鉄合金中にロジウム成分が、
前述した数式によって求められる量だけ混入されてい
る。
【００１０】
【発明の効果】発明者らは、本発明のロジウムを含有す
るＮｉ−Ｆｅ膜を、水素イオンと過酸化水素を含み酸化
的にエッチングを行うことのできる酸化剤エッチング溶
液に浸漬して行った実験によって、パーマロイの消耗速
度に対してロジウムを含有するＮｉ−Ｆｅ膜の消耗速度
が減少することを見いだしている。それは次の数６によ
って明らかにしている。
るＮｉ−Ｆｅ膜を、水素イオンと過酸化水素を含み酸化
的にエッチングを行うことのできる酸化剤エッチング溶
液に浸漬して行った実験によって、パーマロイの消耗速
度に対してロジウムを含有するＮｉ−Ｆｅ膜の消耗速度
が減少することを見いだしている。それは次の数６によ
って明らかにしている。
【００１１】
【数６】Ｎｉ−Ｆｅ−Ｒｈの消耗速度／Ｎｉ−Ｆｅの消
耗速度＝ｅ-0.19 なお、０．１９は原子の％割合である。
耗速度＝ｅ-0.19 なお、０．１９は原子の％割合である。
【００１２】たとえば本発明にかかるＮｉ−Ｆｅ−Ｒｈ
合金が、１０％（原子の％割合）のロジウムを含有して
いる場合は、公称比が８０：２０のＮｉ−Ｆｅ合金であ
るパーマロイのエッチング速度の０．０１２５倍のエッ
チング速度でエッチングされる。
合金が、１０％（原子の％割合）のロジウムを含有して
いる場合は、公称比が８０：２０のＮｉ−Ｆｅ合金であ
るパーマロイのエッチング速度の０．０１２５倍のエッ
チング速度でエッチングされる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説
明する。図１には、軟質のアクティブな領域を備えた磁
気抵抗効果型読み取りトランスデューサの断面図が示さ
れている。
明する。図１には、軟質のアクティブな領域を備えた磁
気抵抗効果型読み取りトランスデューサの断面図が示さ
れている。
【００１４】図１を参照すると、磁気抵抗効果型読み取
りトランスデューサ２０には軟質のアクティブ層２が、
非磁性材料よりなるスペーサ層４によってＭＲ層６と分
離されて設けられている。パッシブな（passive）両エ
ンド領域１８にはそれぞれ硬質の磁性材料よりなるバイ
アス層１０と導電層８とが取り付けられている。アクテ
ィブな中心領域１６は、パッシブな両エンド領域１８の
間に形成される空間によって区画された領域である。
りトランスデューサ２０には軟質のアクティブ層２が、
非磁性材料よりなるスペーサ層４によってＭＲ層６と分
離されて設けられている。パッシブな（passive）両エ
ンド領域１８にはそれぞれ硬質の磁性材料よりなるバイ
アス層１０と導電層８とが取り付けられている。アクテ
ィブな中心領域１６は、パッシブな両エンド領域１８の
間に形成される空間によって区画された領域である。
【００１５】磁気媒体に貯えられているデータは、直流
電流が図１に示すトランスデューサを通って流れた場合
に、ＭＲ層によって読み込まれる。この直流電流はさら
に、軟質の薄層２を飽和させる役割も果たしている。こ
の磁場は、アクティブなＭＲ層６をそのアクティブなＭ
Ｒ層６の検出用最適ポイントに設定する。ＭＲセンサに
とっての適切な検出ポイントを得るためには、軟質なバ
イアス薄層２の生じる磁気モーメントと厚みの積がアク
ティブなＭＲ層６の生じる磁気モーメントと厚みの積の
約０．５から０．７倍となる条件を満足するようにすれ
ばよい。これに加えて、軟質なバイアス薄層２の抵抗率
（resistivity）や抵抗（resistance）を、アクティブ
なＭＲ層６の抵抗率や抵抗よりも充分な意味がある程度
に大きくすることも望ましい。このようにしないと、そ
の装置の効率や出力信号は障害を生じて、信号対雑音レ
ベルが悪影響を受ける。本発明の軟質なバイアス層は、
例えば原子の割合が１０％のロジウムを含有している場
合においては、パーマロイを用いたＭＲセンサの抵抗率
よりも約４倍の大きさの抵抗率を有している。したがっ
て、磁気ひずみを０にすると同時に信号対雑音比の改善
も達成できて、消耗抵抗が充分に改善された最終製品が
得られる。
電流が図１に示すトランスデューサを通って流れた場合
に、ＭＲ層によって読み込まれる。この直流電流はさら
に、軟質の薄層２を飽和させる役割も果たしている。こ
の磁場は、アクティブなＭＲ層６をそのアクティブなＭ
Ｒ層６の検出用最適ポイントに設定する。ＭＲセンサに
とっての適切な検出ポイントを得るためには、軟質なバ
イアス薄層２の生じる磁気モーメントと厚みの積がアク
ティブなＭＲ層６の生じる磁気モーメントと厚みの積の
約０．５から０．７倍となる条件を満足するようにすれ
ばよい。これに加えて、軟質なバイアス薄層２の抵抗率
（resistivity）や抵抗（resistance）を、アクティブ
なＭＲ層６の抵抗率や抵抗よりも充分な意味がある程度
に大きくすることも望ましい。このようにしないと、そ
の装置の効率や出力信号は障害を生じて、信号対雑音レ
ベルが悪影響を受ける。本発明の軟質なバイアス層は、
例えば原子の割合が１０％のロジウムを含有している場
合においては、パーマロイを用いたＭＲセンサの抵抗率
よりも約４倍の大きさの抵抗率を有している。したがっ
て、磁気ひずみを０にすると同時に信号対雑音比の改善
も達成できて、消耗抵抗が充分に改善された最終製品が
得られる。
【００１６】本発明のトランスデューサは、縦方向のバ
イアスを生じる手段も備えている。図１には、縦方向の
バイアスを生じさせる手段としてエンド領域１８が示さ
れている。このエンド領域１８には硬質の磁気バイアス
層１０と導電層８が設けられている。硬質の磁気バイア
ス層は、例えばコバルト−クロム、コバルト−プラチ
ナ、あるいはコバルト−クロム−プラチナなどの材料か
らなる単一の層で構成することができる。またはこれら
の単一の層に代えて、タングステンや金の下層被膜や上
層被膜を設けた磁気バイアス層としてもよい。ただし好
適な縦方向のバイアス手段では、硬質の磁気バイアス層
と導電性の層とを設けたエンド領域を備えているが、硬
質のバイアスエンド領域を備えることなく縦方向のバイ
アスを発生させることのできる手段も他の実施例として
採用することができる。
イアスを生じる手段も備えている。図１には、縦方向の
バイアスを生じさせる手段としてエンド領域１８が示さ
れている。このエンド領域１８には硬質の磁気バイアス
層１０と導電層８が設けられている。硬質の磁気バイア
ス層は、例えばコバルト−クロム、コバルト−プラチ
ナ、あるいはコバルト−クロム−プラチナなどの材料か
らなる単一の層で構成することができる。またはこれら
の単一の層に代えて、タングステンや金の下層被膜や上
層被膜を設けた磁気バイアス層としてもよい。ただし好
適な縦方向のバイアス手段では、硬質の磁気バイアス層
と導電性の層とを設けたエンド領域を備えているが、硬
質のバイアスエンド領域を備えることなく縦方向のバイ
アスを発生させることのできる手段も他の実施例として
採用することができる。
【００１７】ＭＲトランスデューサの三層、即ち磁気抵
抗層６、スペーサ層４、及びアクティブな軟質層２の組
成及び厚みは、特定の用途に応じて異なっている。スペ
ーサ層４は導電材料であっても絶縁材料であってもよい
が、絶縁材料か非磁性材料であることが好ましい。磁気
抵抗層６と軟質のアクティブ層２の厚みは、約５０から
約８００オングストロームである。軟質なアクティブ層
２の構成材料はニッケル、鉄、及びロジウムからなる三
元合金であることが好ましく、これに対して磁気抵抗層
の構成材料は、Ｎｉ／Ｆｅ＝８１／１９の原子比を満た
すＮｉ−Ｆｅを用いることが通常である。ニッケル及び
鉄の原子のパーセント割合はその用途によって種々に変
えることができるが、軟質層２における鉄原子に対する
ニッケル原子のパーセント割合の比は、Ｒｈ原子の割合
が約６−１５パーセントの範囲にある場合には約４．７
９から５．５８の範囲内にあることが好ましい。このＲ
ｈ原子のパーセント割合は、次の数７によって得られ
る。
抗層６、スペーサ層４、及びアクティブな軟質層２の組
成及び厚みは、特定の用途に応じて異なっている。スペ
ーサ層４は導電材料であっても絶縁材料であってもよい
が、絶縁材料か非磁性材料であることが好ましい。磁気
抵抗層６と軟質のアクティブ層２の厚みは、約５０から
約８００オングストロームである。軟質なアクティブ層
２の構成材料はニッケル、鉄、及びロジウムからなる三
元合金であることが好ましく、これに対して磁気抵抗層
の構成材料は、Ｎｉ／Ｆｅ＝８１／１９の原子比を満た
すＮｉ−Ｆｅを用いることが通常である。ニッケル及び
鉄の原子のパーセント割合はその用途によって種々に変
えることができるが、軟質層２における鉄原子に対する
ニッケル原子のパーセント割合の比は、Ｒｈ原子の割合
が約６−１５パーセントの範囲にある場合には約４．７
９から５．５８の範囲内にあることが好ましい。このＲ
ｈ原子のパーセント割合は、次の数７によって得られ
る。
【００１８】
【数７】Ｒｈ＝１１．６３×（Ｎｉ／Ｆｅの原子比）−
４９．５３（なお、この式中の全ての成分は原子の％で示されてい
る。） ある軟質の磁気材料を構成する鉄、ニッケル及び
ロジウムについての計算は、一例を挙げて説明すること
で非常によく理解することができる。例えばＮｉ／Ｆｅ
の比が５である合金においては、ロジウムの最適の含有
量（原子パーセント）は約８．４％である。成分比が５
のＮｉ−Ｆｅと濃度が８．４％のロジウムを固化したと
きに、ニッケルと鉄の濃度が決ってくる。したがって、
この例の場合においては、ニッケルの原子パーセントは
（１００−８．４）×（５／６）、即ち約７６．３％で
あり、これに対応する鉄の原子パーセントは（１００−
７６．３−８．４）、即ち１５．３％である。
４９．５３（なお、この式中の全ての成分は原子の％で示されてい
る。） ある軟質の磁気材料を構成する鉄、ニッケル及び
ロジウムについての計算は、一例を挙げて説明すること
で非常によく理解することができる。例えばＮｉ／Ｆｅ
の比が５である合金においては、ロジウムの最適の含有
量（原子パーセント）は約８．４％である。成分比が５
のＮｉ−Ｆｅと濃度が８．４％のロジウムを固化したと
きに、ニッケルと鉄の濃度が決ってくる。したがって、
この例の場合においては、ニッケルの原子パーセントは
（１００−８．４）×（５／６）、即ち約７６．３％で
あり、これに対応する鉄の原子パーセントは（１００−
７６．３−８．４）、即ち１５．３％である。
【００１９】トランスデューサ２０の製造は、当業者が
従来より行っている方法によってなされる。この種のト
ランスデューサ２０の製造方法については米国特許明細
書第５，０１８，０３７号（第３−４欄及び図３−５参
照）に記述されている。なおこの明細書は、参考文献と
してこの出願明細書中に組み入れられる。トランスデュ
ーサの薄膜は、例えばイオンビームスパッタリング等の
スパッタリング被膜法によって堆積させて形成すること
ができる。このとき基板の温度は比較的均一に保って、
室温から摂氏約３００度の範囲内に維持することが好ま
しい。堆積を行なわせるチャンバー内のアルゴン圧力
は、５ミリトルから約３０ミリトルの範囲内がよく、特
に約１０−１５ミリトルの範囲内であることが好まし
い。
従来より行っている方法によってなされる。この種のト
ランスデューサ２０の製造方法については米国特許明細
書第５，０１８，０３７号（第３−４欄及び図３−５参
照）に記述されている。なおこの明細書は、参考文献と
してこの出願明細書中に組み入れられる。トランスデュ
ーサの薄膜は、例えばイオンビームスパッタリング等の
スパッタリング被膜法によって堆積させて形成すること
ができる。このとき基板の温度は比較的均一に保って、
室温から摂氏約３００度の範囲内に維持することが好ま
しい。堆積を行なわせるチャンバー内のアルゴン圧力
は、５ミリトルから約３０ミリトルの範囲内がよく、特
に約１０−１５ミリトルの範囲内であることが好まし
い。
【００２０】（実施例）ニッケル、鉄、及びロジウムか
らなるサーマル合金を、２５ミリの厚さのシリコンウェ
ハにスパッタリング法を用いて堆積させ、０．５０ミク
ロンのＡｌ2Ｏ3と１００オングストロームのＴａ被膜を
形成する。この堆積はパルキンスエルマー ２４００
（Perkins Elmer 2400）装置を用いて行なわれ、またこ
の際使用する特定のニッケル−鉄−ロジウムからなるタ
ーゲット供給源としてはカリフォルニア州サンホセ所在
のACI Alloys社から入手したものが用いられる。基板
は、摂氏約５０度の温度に保持する。堆積チャンバー内
は圧力約１５ミリトルのアルゴン雰囲気に維持してお
く。アルゴンを入れる前の圧力は、５×１０-7トル以下
である。堆積速度は１分あたり約１５０オングストロー
ムとする。そして薄膜の厚みが約６４０オングストロー
ムになるように形成する。形成された薄膜の厚みの測定
は、カリフォルニア州マウンテインビュー所在のTencor
社より入手したTencor Profilemeterを用い、ステップ
手法によって行なわれる。得られた薄膜は、次のような
原子パーセントからなる組成となっている。即ち、Ｎｉ
が７５．３％、Ｆｅが１４．７％、及びＲｈが１０．０
％である。この組成は、用いたターゲットの構成によっ
て決ってくる。この薄膜の飽和状態の磁気ひずみは、カ
リフォルニア州サンディエゴ所在のLaFouda Solutions
社から入手できる装置を用いたレーザー−カンチレバー
−ビーム（laser-cantilever-beam）手法によって測定
が行われる。△ρ／ρ、即ち磁場が垂直にかけられてい
る場合と磁場が平行にかけられている場合との飽和状態
の磁場における抵抗率の差をＳＨＢループトレーサーで
用いられている磁気ひずみプローブによって測定する
と、０．２７％である。４πＭｓは、カリフォルニア州
ロサンゼルス所在のS.H.B. Instruments社から入手でき
るＳＨＢループトレーサーによって測定すると、７５０
０＋／−５００ガウスである。
らなるサーマル合金を、２５ミリの厚さのシリコンウェ
ハにスパッタリング法を用いて堆積させ、０．５０ミク
ロンのＡｌ2Ｏ3と１００オングストロームのＴａ被膜を
形成する。この堆積はパルキンスエルマー ２４００
（Perkins Elmer 2400）装置を用いて行なわれ、またこ
の際使用する特定のニッケル−鉄−ロジウムからなるタ
ーゲット供給源としてはカリフォルニア州サンホセ所在
のACI Alloys社から入手したものが用いられる。基板
は、摂氏約５０度の温度に保持する。堆積チャンバー内
は圧力約１５ミリトルのアルゴン雰囲気に維持してお
く。アルゴンを入れる前の圧力は、５×１０-7トル以下
である。堆積速度は１分あたり約１５０オングストロー
ムとする。そして薄膜の厚みが約６４０オングストロー
ムになるように形成する。形成された薄膜の厚みの測定
は、カリフォルニア州マウンテインビュー所在のTencor
社より入手したTencor Profilemeterを用い、ステップ
手法によって行なわれる。得られた薄膜は、次のような
原子パーセントからなる組成となっている。即ち、Ｎｉ
が７５．３％、Ｆｅが１４．７％、及びＲｈが１０．０
％である。この組成は、用いたターゲットの構成によっ
て決ってくる。この薄膜の飽和状態の磁気ひずみは、カ
リフォルニア州サンディエゴ所在のLaFouda Solutions
社から入手できる装置を用いたレーザー−カンチレバー
−ビーム（laser-cantilever-beam）手法によって測定
が行われる。△ρ／ρ、即ち磁場が垂直にかけられてい
る場合と磁場が平行にかけられている場合との飽和状態
の磁場における抵抗率の差をＳＨＢループトレーサーで
用いられている磁気ひずみプローブによって測定する
と、０．２７％である。４πＭｓは、カリフォルニア州
ロサンゼルス所在のS.H.B. Instruments社から入手でき
るＳＨＢループトレーサーによって測定すると、７５０
０＋／−５００ガウスである。
【００２１】得られた薄膜の特徴は、数式： Ｒｈ＝１
１．６３×（Ｎｉ／Ｆｅの原子比）−４９．５３（な
お、この式中の全ての成分は原子の％で示されてい
る。）によって求められる組成のサーマリー合金薄膜が
実質的な磁気ひずみのない軟質の磁性材料であることを
示している。
１．６３×（Ｎｉ／Ｆｅの原子比）−４９．５３（な
お、この式中の全ての成分は原子の％で示されてい
る。）によって求められる組成のサーマリー合金薄膜が
実質的な磁気ひずみのない軟質の磁性材料であることを
示している。
【００２２】ここで開示した組成物の利点を利用するこ
とによって、薄層ＭＲヘッドに用いられる磁性材料が実
質的に磁気ひずみが０となるように、かつ抵抗率ファク
ターが４になるまで増加するように製造することができ
る。本発明は上述した特定のパラメータ及びディメンジ
ョンに限定する必要はなく、本発明の目的の範囲内でさ
まざまな変形を加えることができる。
とによって、薄層ＭＲヘッドに用いられる磁性材料が実
質的に磁気ひずみが０となるように、かつ抵抗率ファク
ターが４になるまで増加するように製造することができ
る。本発明は上述した特定のパラメータ及びディメンジ
ョンに限定する必要はなく、本発明の目的の範囲内でさ
まざまな変形を加えることができる。
【００２３】例えば、スパッタリング堆積法を、圧力約
５−３０ミリトルのアルゴン気流下で行ってもよい。基
板バイアス電圧が０−１００ボルトの範囲内で行っても
よい。堆積速度が毎秒１−５オングストロームの範囲内
で行うこともできる。堆積を、ロジウム、ニッケル、及
び鉄からなる３つの別々の蒸発源をｅ−ビーム加熱ある
いはサーマル加熱することによって、５×１０ -6トル以
下のベース圧力で次の数８、即ち、
５−３０ミリトルのアルゴン気流下で行ってもよい。基
板バイアス電圧が０−１００ボルトの範囲内で行っても
よい。堆積速度が毎秒１−５オングストロームの範囲内
で行うこともできる。堆積を、ロジウム、ニッケル、及
び鉄からなる３つの別々の蒸発源をｅ−ビーム加熱ある
いはサーマル加熱することによって、５×１０ -6トル以
下のベース圧力で次の数８、即ち、
【００２４】
【数８】Ｒｈ＝１１．６３×（Ｎｉ／Ｆｅの原子比）−
４９．５３ （なお、この式中の全ての成分は原子の％で示されてい
る。）を満たすような個々の蒸発比率で同時に蒸発させ
ることにより行ってもよい。
４９．５３ （なお、この式中の全ての成分は原子の％で示されてい
る。）を満たすような個々の蒸発比率で同時に蒸発させ
ることにより行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 軟質のアクティブな領域を備えた磁気抵抗効
果型読み取りトランスデューサの断面図である。
果型読み取りトランスデューサの断面図である。
【符号の説明】 ２…軟質のバイアス層、４…スペーサ層、６…ＭＲ層、
８…導電層、１０…磁気バイアス層、１６…中心領域、
１８…エンド領域。
８…導電層、１０…磁気バイアス層、１６…中心領域、
１８…エンド領域。
Claims (14)
- 【請求項１】（１）原子比率が約８２．７から約８４．
７パーセントのニッケル （２）原子比率が約１５．３から約１７．３パーセント
の鉄 （３）次の数１を満たす量のロジウム 【数１】 Ｒｈ＝１１．６３×（ＮｉＦｅの原子比）−
４９．５３ （なお、全ての成分は原子のパーセント比率で示され
る。）からなることを特徴とする軟質磁性材料組成物。 - 【請求項２】前記ニッケル／鉄の原子比（ＮｉＦｅ）が
約４．８から約５．６であることを特徴とする請求項１
に記載の軟質磁性材料組成物。 - 【請求項３】前記ロジウム原子の比率が約６から約１５
パーセントであることを特徴とする請求項１に記載の軟
質磁性材料組成物。 - 【請求項４】前記組成物の磁気ひずみが約１０-6以下で
あることを特徴とする請求項１に記載の軟質磁性材料組
成物。 - 【請求項５】磁気抵抗層及び少なくとも一層の軟質磁気
層からなる磁気抵抗効果型読み取りトランスデューサで
あって、前記軟質磁気層が、 （１）原子比率が約８２．７から約８４．７パーセント
のニッケル （２）原子比率が約１５．３から約１７．３パーセント
の鉄 （３）次の数２を満たす量のロジウム 【数２】 Ｒｈ＝１１．６３×（ＮｉＦｅの原子比）−
４９．５３ （なお、全ての成分は原子のパーセント比率で示されて
いる。）からなることを特徴とする磁気抵抗効果型読み
取りトランスデューサ。 - 【請求項６】前記ニッケル／鉄の原子比（ＮｉＦｅ）が
約４．８から約５．６であることを特徴とする請求項５
に記載の磁気抵抗効果型読み取りトランスデューサ。 - 【請求項７】前記合金中に含まれるロジウム原子の比率
が約６から約１５パーセントであることを特徴とする請
求項５に記載の磁気抵抗効果型読み取りトランスデュー
サ。 - 【請求項８】前記合金の磁気ひずみが約１０-6以下であ
ることを特徴とする請求項５に記載の磁気抵抗効果型読
み取りトランスデューサ。 - 【請求項９】同時に堆積させたニッケル、鉄、及び次の
数３を満たす量のロジウム 【数３】 Ｒｈ＝１１．６３×（ＮｉＦｅの原子比）−
４９．５３ （なお、全ての成分は原子のパーセント比率で示されて
いる。）からなるニッケルニッケル−鉄合金の磁気ひず
みを１０-6／（△ｌ／ｌ）以下に維持することを特徴と
する前記ニッケル−鉄合金の消耗速度の減少方法。 - 【請求項１０】前記ニッケル／鉄の原子比（ＮｉＦｅ）
が約４．８から約５．６であることを特徴とする請求項
９に記載のニッケル−鉄合金の消耗速度の減少方法。 - 【請求項１１】前記合金中に含まれるロジウム原子の比
率が約６から約１５パーセントであることを特徴とする
請求項９に記載のニッケル−鉄合金の消耗速度の減少方
法。 - 【請求項１２】前記合金の磁気ひずみが約１０-6以下で
あることを特徴とする請求項９に記載のニッケル−鉄合
金の消耗速度の減少方法。 - 【請求項１３】前記合金が、圧力５−３０ミリトル（mi
lliTorr）のアルゴン雰囲気下、０−１００ボルトの基
板バイアス電圧、及び毎秒１−５オングストロームの堆
積速度でスパッター堆積法を行うことによって堆積させ
た合金であることを特徴とする請求項９に記載のニッケ
ル−鉄合金の消耗速度の減少方法。 - 【請求項１４】前記合金が、ロジウム、ニッケル、及び
鉄からなる３つの別々の蒸発源をｅ−ビーム加熱あるい
はサーマル加熱することによって、５×１０-6トル以下
のベース圧力で次の数４、即ち 【数４】 Ｒｈ＝１１．６３（ＮｉＦｅ）−４９．５３ を満たすような個々の蒸発比率で同時に蒸発させること
により堆積された合金であることを特徴とする請求項９
に記載のニッケル−鉄合金の消耗速度の減少方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11462993A | 1993-09-02 | 1993-09-02 | |
| US08/114,629 | 1993-09-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07166282A true JPH07166282A (ja) | 1995-06-27 |
Family
ID=22356448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6194437A Pending JPH07166282A (ja) | 1993-09-02 | 1994-08-18 | 磁気ひずみが０の磁性材料 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0642183B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07166282A (ja) |
| DE (1) | DE69409186T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100524581B1 (ko) * | 2001-08-24 | 2005-10-28 | 선 테크 가부시키가이샤 | 카드식 제로 자장 발생장치 및 카드식 제로 자장 발생방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4023965A (en) * | 1976-06-03 | 1977-05-17 | International Business Machines Corporation | Ni-Fe-Rh alloys |
| US5001586A (en) * | 1989-08-01 | 1991-03-19 | International Business Machines Corporation | Very low noise magnetoresistive sensor for high density media applications |
-
1994
- 1994-08-18 JP JP6194437A patent/JPH07166282A/ja active Pending
- 1994-09-02 EP EP94113807A patent/EP0642183B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-02 DE DE69409186T patent/DE69409186T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100524581B1 (ko) * | 2001-08-24 | 2005-10-28 | 선 테크 가부시키가이샤 | 카드식 제로 자장 발생장치 및 카드식 제로 자장 발생방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69409186D1 (de) | 1998-04-30 |
| EP0642183A1 (en) | 1995-03-08 |
| EP0642183B1 (en) | 1998-03-25 |
| DE69409186T2 (de) | 1998-07-16 |
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