JPH0766069A - ＮｉＦｅ合金軟磁性積層膜およびその製造方法 - Google Patents
ＮｉＦｅ合金軟磁性積層膜およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH0766069A JPH0766069A JP20763093A JP20763093A JPH0766069A JP H0766069 A JPH0766069 A JP H0766069A JP 20763093 A JP20763093 A JP 20763093A JP 20763093 A JP20763093 A JP 20763093A JP H0766069 A JPH0766069 A JP H0766069A
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- Japan
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- soft magnetic
- pulse
- current
- laminated film
- plating
- Prior art date
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- Pending
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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)
- Magnetic Heads (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高周波領域のおいても初透磁率の高い軟磁性
積層膜を提供する。 【構成】 パルス電流を用いて作製した高い初透磁率を
有する軟磁性層１と透磁率の低い中間層２を交互に積層
する。このＮｉＦｅ合金（パーマロイ）軟磁性積層膜は
直流法による積層膜に比べ全周波数領域で高い初透磁率
を示し、またパルス電着法によるパーマロイ単層膜と比
較しても高周波領域において高い初透磁率を示した。こ
のことから、高記録密度領域で使用される薄膜磁気ヘッ
ドのコア材として本発明による積層膜は適用可能であ
る。
積層膜を提供する。 【構成】 パルス電流を用いて作製した高い初透磁率を
有する軟磁性層１と透磁率の低い中間層２を交互に積層
する。このＮｉＦｅ合金（パーマロイ）軟磁性積層膜は
直流法による積層膜に比べ全周波数領域で高い初透磁率
を示し、またパルス電着法によるパーマロイ単層膜と比
較しても高周波領域において高い初透磁率を示した。こ
のことから、高記録密度領域で使用される薄膜磁気ヘッ
ドのコア材として本発明による積層膜は適用可能であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンピューターの外部メ
モリーとして用いられるハードディスクドライブ装置内
部の薄膜磁気ヘッドコア材用のＮｉＦｅ合金軟磁性積層
膜およびその製造方法に関するものである。
モリーとして用いられるハードディスクドライブ装置内
部の薄膜磁気ヘッドコア材用のＮｉＦｅ合金軟磁性積層
膜およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気記録の分野においては高密度
化への要求が高まってきており、高周波特性の良好な磁
気ヘッドが望まれている。薄膜磁気ヘッドは薄膜形成技
術を利用し作製しているため磁気ヘッドを小さく構成す
ることが可能である。このため、磁気コアのインダクタ
ンスを小さくとることができるので高周波特性は良好で
ある。現在、薄膜磁気ヘッドのコア材としては薄膜プロ
セスが高精度かつ低温であること、また成膜設備のコス
トが低く量産性にも優れているという点で、直流電着
（メッキ）法によるＮｉＦｅ合金（パーマロイ）が一般
的に用いられている。
化への要求が高まってきており、高周波特性の良好な磁
気ヘッドが望まれている。薄膜磁気ヘッドは薄膜形成技
術を利用し作製しているため磁気ヘッドを小さく構成す
ることが可能である。このため、磁気コアのインダクタ
ンスを小さくとることができるので高周波特性は良好で
ある。現在、薄膜磁気ヘッドのコア材としては薄膜プロ
セスが高精度かつ低温であること、また成膜設備のコス
トが低く量産性にも優れているという点で、直流電着
（メッキ）法によるＮｉＦｅ合金（パーマロイ）が一般
的に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】直流電着法において
は、メッキ電流密度の増加にともないカソード側での水
素発生がおこり電流効率が著しく低下する。このため、
良好な軟磁気特性を有する膜を成膜するためには電流密
度の小さな直流電流しか用いることができない。また、
ヘッド磁極先端が細くなることにより薄膜面内で生じる
還流磁区構造はヘッドの記録再生特性にノイズとして悪
影響をおよぼす。このため、この軟磁性層を軟磁性的性
質を有さない層で磁気的に分離することにより、通常は
薄膜面内で還流する磁区構造は上下の磁性層間で静磁気
的に結合し、端部に生じる三角磁区を消失させ、膜の高
周波領域での磁気特性を改善させる検討がスパッタリン
グ法などを用いて行なった積層膜について行なわれてい
る。メッキ法においても積層膜全体の形成を電気メッキ
法のみで行なうとともに積層膜自体の高周波特性の改善
が要求されている。
は、メッキ電流密度の増加にともないカソード側での水
素発生がおこり電流効率が著しく低下する。このため、
良好な軟磁気特性を有する膜を成膜するためには電流密
度の小さな直流電流しか用いることができない。また、
ヘッド磁極先端が細くなることにより薄膜面内で生じる
還流磁区構造はヘッドの記録再生特性にノイズとして悪
影響をおよぼす。このため、この軟磁性層を軟磁性的性
質を有さない層で磁気的に分離することにより、通常は
薄膜面内で還流する磁区構造は上下の磁性層間で静磁気
的に結合し、端部に生じる三角磁区を消失させ、膜の高
周波領域での磁気特性を改善させる検討がスパッタリン
グ法などを用いて行なった積層膜について行なわれてい
る。メッキ法においても積層膜全体の形成を電気メッキ
法のみで行なうとともに積層膜自体の高周波特性の改善
が要求されている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は軟磁性積層膜の軟磁性層成膜時に従来の直
流電着法ではなく、図２に示すような通電時間ｔon、非
通電時間ｔoffが存在するようなパルス電流をメッキ電
流とするパルス電着法を用いた。この方法ではパルス電
流休止時間である電極近傍の金属イオン濃度が回復する
ため、通電時に高いパルス電流密度で電着が可能であ
る。軟磁性層間部分の軟磁性的性質を有さない中間層の
形成は特願平４ー３２２９３３号公報記載のメッキ時と
逆方向の電流を一定時間通電するといった陽極溶解過程
を入れることによっておこない、パーマロイ積層膜を成
膜した。
めに本発明は軟磁性積層膜の軟磁性層成膜時に従来の直
流電着法ではなく、図２に示すような通電時間ｔon、非
通電時間ｔoffが存在するようなパルス電流をメッキ電
流とするパルス電着法を用いた。この方法ではパルス電
流休止時間である電極近傍の金属イオン濃度が回復する
ため、通電時に高いパルス電流密度で電着が可能であ
る。軟磁性層間部分の軟磁性的性質を有さない中間層の
形成は特願平４ー３２２９３３号公報記載のメッキ時と
逆方向の電流を一定時間通電するといった陽極溶解過程
を入れることによっておこない、パーマロイ積層膜を成
膜した。
【０００５】
【作用】軟磁性層の成膜にパルス電着法を用いておこな
うと、このときに用いる電流は（図２）に示すｔonとｔ
offが存在するようなパルス波形の電流であり、このｔo
ff時におけるカソード近傍のイオン濃度の回復効果によ
って直流電流での電着時にみられるような電流効率の低
下がほとんどなく、このためｔon時の電流密度を上げる
ことが可能になり、効率よく成膜することができる。ま
た、パルス電流の一周期をＴ（Ｔ＝ｔon＋ｔoff）とし
たときの周波数ｆ（ｆ＝１／Ｔ）やパルス一周期に対す
る通電時間の比（デューティ比θ：θ＝ｔon／Ｔ ｘ１
００％）などのパルスパラメータにより、得られる軟磁
性膜は制御可能である。
うと、このときに用いる電流は（図２）に示すｔonとｔ
offが存在するようなパルス波形の電流であり、このｔo
ff時におけるカソード近傍のイオン濃度の回復効果によ
って直流電流での電着時にみられるような電流効率の低
下がほとんどなく、このためｔon時の電流密度を上げる
ことが可能になり、効率よく成膜することができる。ま
た、パルス電流の一周期をＴ（Ｔ＝ｔon＋ｔoff）とし
たときの周波数ｆ（ｆ＝１／Ｔ）やパルス一周期に対す
る通電時間の比（デューティ比θ：θ＝ｔon／Ｔ ｘ１
００％）などのパルスパラメータにより、得られる軟磁
性膜は制御可能である。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
し説明する。図１は軟磁性層が中間層で磁気的に分離さ
れた本発明の軟磁性積層膜の構成を示す。本実施例の膜
は図２のように電流方向をメッキ途中で逆転させること
を導入することにより、パルスメッキ成長過程において
形成された軟磁性層と陽極溶解過程において形成された
中間層が交互に積層した構成となっている。中間層厚は
５０nm、全膜厚は２μmであり、軟磁性層数は４層であ
る。用いたメッキ浴組成を（表１）に示す。
し説明する。図１は軟磁性層が中間層で磁気的に分離さ
れた本発明の軟磁性積層膜の構成を示す。本実施例の膜
は図２のように電流方向をメッキ途中で逆転させること
を導入することにより、パルスメッキ成長過程において
形成された軟磁性層と陽極溶解過程において形成された
中間層が交互に積層した構成となっている。中間層厚は
５０nm、全膜厚は２μmであり、軟磁性層数は４層であ
る。用いたメッキ浴組成を（表１）に示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】この（表１）の組成のメッキ浴を用い軟磁
性層成膜に用いるパルス電流の条件をｆ＝１０Hz、θ＝
２０％として積層膜を作製し、直流電着法を用いて成膜
したパーマロイ積層膜またはパルス電着法を用いて成膜
したパーマロイ単層膜と初透磁率を比較したものが（表
２）である。作製したパーマロイ積層膜の軟磁性層また
はパーマロイ単層膜の膜組成はいずれもほぼＮｉ８１at
%である。
性層成膜に用いるパルス電流の条件をｆ＝１０Hz、θ＝
２０％として積層膜を作製し、直流電着法を用いて成膜
したパーマロイ積層膜またはパルス電着法を用いて成膜
したパーマロイ単層膜と初透磁率を比較したものが（表
２）である。作製したパーマロイ積層膜の軟磁性層また
はパーマロイ単層膜の膜組成はいずれもほぼＮｉ８１at
%である。
【０００９】
【表２】
【００１０】特に、硫酸第一鉄濃度が０．０３６から
０．０４７mol／lの範囲において、本実施例の積層膜は
直流電着法による積層膜に比べ１MHzでの初透磁率は２
倍程度高く、また３０MHzでの初透磁率の低下の割合に
ついても小さい。パルス電着法による単層膜とも同様の
比較を行なうと、本実施例のように積層化することで、
１MHzでの初透磁率はほぼ同等もしくは５００程度高く
なっている。さらに、３０MHzでの初透磁率の低下の割
合は小さくなり、高周波領域での初透磁率は向上してい
る。
０．０４７mol／lの範囲において、本実施例の積層膜は
直流電着法による積層膜に比べ１MHzでの初透磁率は２
倍程度高く、また３０MHzでの初透磁率の低下の割合に
ついても小さい。パルス電着法による単層膜とも同様の
比較を行なうと、本実施例のように積層化することで、
１MHzでの初透磁率はほぼ同等もしくは５００程度高く
なっている。さらに、３０MHzでの初透磁率の低下の割
合は小さくなり、高周波領域での初透磁率は向上してい
る。
【００１１】
【表３】
【００１２】次に、パルス電流の条件である周波数、デ
ューティ比を変えたときのそれぞれの初透磁率の値を表
わしたものが（表３）である。直流電着法による積層膜
と、本実施例の膜を１MHzでの初透磁率の測定値につい
て比較するとパルス電流の周波数が１KHz以下の範囲で
はパルス電流のデューティ比が５０％以下の範囲におい
て本実施例の積層膜の初透磁率は高い値を示している。
一方、パルス電着法によるパーマロイ単層膜に対して
は、パルス電流の周波数が１０Hzの場合でデューティ比
が３０％以下の範囲においては高い初透磁率を示してい
るが、他の条件では初透磁率は低い値を示す。しかし、
３０MHzにおける本発明の積層膜のデューティ比が５０
％以下の範囲ではパルス電着法によるパーマロイ単層膜
に対しても１．５倍以上高い初透磁率を示しており、高
周波領域において良好な磁気特性を有している。
ューティ比を変えたときのそれぞれの初透磁率の値を表
わしたものが（表３）である。直流電着法による積層膜
と、本実施例の膜を１MHzでの初透磁率の測定値につい
て比較するとパルス電流の周波数が１KHz以下の範囲で
はパルス電流のデューティ比が５０％以下の範囲におい
て本実施例の積層膜の初透磁率は高い値を示している。
一方、パルス電着法によるパーマロイ単層膜に対して
は、パルス電流の周波数が１０Hzの場合でデューティ比
が３０％以下の範囲においては高い初透磁率を示してい
るが、他の条件では初透磁率は低い値を示す。しかし、
３０MHzにおける本発明の積層膜のデューティ比が５０
％以下の範囲ではパルス電着法によるパーマロイ単層膜
に対しても１．５倍以上高い初透磁率を示しており、高
周波領域において良好な磁気特性を有している。
【００１３】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなように
本発明によれば積層膜における軟磁性層成膜時にパルス
電着法を用いることにより作製したパーマロイ積層膜の
初透磁率などの磁気特性は、パルスパラメータにより制
御可能であり、高周波領域においても高い初透磁率を有
する膜が成膜可能となり、高密度磁気記録対応の薄膜磁
気ヘッドコアとして適用可能である。
本発明によれば積層膜における軟磁性層成膜時にパルス
電着法を用いることにより作製したパーマロイ積層膜の
初透磁率などの磁気特性は、パルスパラメータにより制
御可能であり、高周波領域においても高い初透磁率を有
する膜が成膜可能となり、高密度磁気記録対応の薄膜磁
気ヘッドコアとして適用可能である。
【図１】本発明の一実施例の軟磁性積層膜の構成を示す
断面図
断面図
【図２】本発明のパーマロイ積層膜成膜時に矩形波を用
いた例を示す図
いた例を示す図
１ パルス電着法により成膜した軟磁性層 ２ 逆電流による陽極溶解により形成された中間層 ３ 基板 ４ 軟磁性層成長過程 ５ 逆電流による陽極溶解過程
Claims (4)
- 【請求項１】電気メッキ法により作製されたＮｉＦｅ合
金軟磁性積層膜であって、Ｆｅ2+イオン濃度とＮｉ2+イ
オン濃度の比がそれぞれ１：４０から１：５０の範囲の
メッキ浴をもちい、軟磁性層成膜時に通電、非通電が周
期的にくりかえされるパルス電流をメッキ電流とし成膜
した軟磁性層と透磁率の小さい中間層とを交互に積層し
たＮｉＦｅ合金軟磁性積層膜。 - 【請求項２】電気メッキ法により作製されたＮｉＦｅ合
金軟磁性積層膜の製造方法であって、Ｆｅ2+イオン濃度
とＮｉ2+イオン濃度の比がそれぞれ１：４０から１：５
０の範囲のメッキ浴をもちい、軟磁性層成膜時に通電、
非通電が周期的にくりかえされるパルス電流をメッキ電
流とし成膜した軟磁性層と透磁率の小さい層とが交互に
積層したＮｉＦｅ合金軟磁性積層膜の製造方法。 - 【請求項３】軟磁性層作製時にメッキ電流として用いる
前記パルス電流について通電時間のパルスの一周期に対
する比が０．５以下であることを特徴とする請求項２記
載のＮｉＦｅ合金軟磁性積層膜の製造方法。 - 【請求項４】軟磁性層作製時にメッキ電流として用いる
前記パルス電流の周波数が１kHz以下であることを特徴
とする請求項２記載のＮｉＦｅ合金軟磁性積層膜の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20763093A JPH0766069A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | ＮｉＦｅ合金軟磁性積層膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20763093A JPH0766069A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | ＮｉＦｅ合金軟磁性積層膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766069A true JPH0766069A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16542982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20763093A Pending JPH0766069A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | ＮｉＦｅ合金軟磁性積層膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766069A (ja) |
-
1993
- 1993-08-23 JP JP20763093A patent/JPH0766069A/ja active Pending
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