JPH08130114A - 多層軟磁性膜 - Google Patents
多層軟磁性膜Info
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- JPH08130114A JPH08130114A JP28716394A JP28716394A JPH08130114A JP H08130114 A JPH08130114 A JP H08130114A JP 28716394 A JP28716394 A JP 28716394A JP 28716394 A JP28716394 A JP 28716394A JP H08130114 A JPH08130114 A JP H08130114A
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- magnetic
- magnetic 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
- H01F10/08—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
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
- 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
- H01F10/142—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 containing Si
- H01F10/145—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 containing Si containing Al, e.g. SENDUST
-
- 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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Abstract
(57)【要約】
【構成】一軸異方性を有するFe-Si-Al合金の軟磁性膜が
直接２層以上積層されるとともに互いにその磁化容易軸
方向が略直交するように構成されていることを特徴とす
る多層軟磁性膜。 【効果】膜面内で透磁率が等方的である多層軟磁性膜を
製造することができる。
直接２層以上積層されるとともに互いにその磁化容易軸
方向が略直交するように構成されていることを特徴とす
る多層軟磁性膜。 【効果】膜面内で透磁率が等方的である多層軟磁性膜を
製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は積層型磁気ヘッドに関
し、高周波で高いS/N比が要求される高記録密度用磁気
ヘッドとして使用される軟磁性膜に関するものである。
し、高周波で高いS/N比が要求される高記録密度用磁気
ヘッドとして使用される軟磁性膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録分野においては記録信号の高密
度化に伴い、高い保持力と残留磁束密度を有するメタル
系の記録媒体が使用されるようになり、このため、記録
再生用の磁気ヘッドのコア材料として高い飽和磁束密度
と透磁率を持つことが要求されてきた。しかし、従来広
く用いられている軟磁性酸化物のフェライトでは満足の
いく特性は得難いので、近年Fe-Si-Al合金などの軟磁性
膜を用いた積層型磁気ヘッドが注目されている。
度化に伴い、高い保持力と残留磁束密度を有するメタル
系の記録媒体が使用されるようになり、このため、記録
再生用の磁気ヘッドのコア材料として高い飽和磁束密度
と透磁率を持つことが要求されてきた。しかし、従来広
く用いられている軟磁性酸化物のフェライトでは満足の
いく特性は得難いので、近年Fe-Si-Al合金などの軟磁性
膜を用いた積層型磁気ヘッドが注目されている。
【０００３】しかし、積層型磁気ヘッドにおいては、膜
面内の透磁率に強い異方性が存在する場合、ヘッド出力
が低下するという問題が起こっている。Ni-Fe合金は、
容易に一軸異方性が誘導され、その軸と直交する方向で
は高い透磁率が得られるが、平行な方向では高い透磁率
が得られない。Fe-Si-Al合金などの軟磁性膜も、Ni-Fe
合金ほどではないが、何らかの原因で一軸異方性が誘導
されることがある。一軸異方性が誘導される原因として
は様々な要因が考えられるが、はっきりとはわかってい
ない。
面内の透磁率に強い異方性が存在する場合、ヘッド出力
が低下するという問題が起こっている。Ni-Fe合金は、
容易に一軸異方性が誘導され、その軸と直交する方向で
は高い透磁率が得られるが、平行な方向では高い透磁率
が得られない。Fe-Si-Al合金などの軟磁性膜も、Ni-Fe
合金ほどではないが、何らかの原因で一軸異方性が誘導
されることがある。一軸異方性が誘導される原因として
は様々な要因が考えられるが、はっきりとはわかってい
ない。
【０００４】このような磁気異方性を解決する手段とし
ては、特開昭63-217511、特開昭63-311614にセンダスト
合金等の軟磁性膜とSiO2等の絶縁薄膜とを交互に積層し
た多層膜磁気ヘッドにおいて、その軟磁性膜の磁化容易
軸の方向を直交させかつ一方の磁化容易軸方向の軟磁性
膜の膜厚を他方の方向の軟磁性膜の膜厚より厚くする手
段が開示されている。しかし、本方法では磁気的に等方
的な膜とすることはできない。
ては、特開昭63-217511、特開昭63-311614にセンダスト
合金等の軟磁性膜とSiO2等の絶縁薄膜とを交互に積層し
た多層膜磁気ヘッドにおいて、その軟磁性膜の磁化容易
軸の方向を直交させかつ一方の磁化容易軸方向の軟磁性
膜の膜厚を他方の方向の軟磁性膜の膜厚より厚くする手
段が開示されている。しかし、本方法では磁気的に等方
的な膜とすることはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を鑑みてなされたもので、磁気ヘッド等に使用される
等方的な高い透磁率を有する軟磁性膜を容易に作成する
手段を提供することを目的とする。
点を鑑みてなされたもので、磁気ヘッド等に使用される
等方的な高い透磁率を有する軟磁性膜を容易に作成する
手段を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、一軸異方性
が誘導される原因として軟磁性膜の容易磁化方向に着目
し検討した結果、軟磁性膜の容易磁化方向を任意の角度
ずらすことで上記の課題を解決した。即ち、本発明は、
一軸異方性を有するFe-Si-Al合金の軟磁性膜が直接２層
以上積層されるとともに、互いにその磁化容易軸方向が
略直交するように構成されていることを特徴とする多層
軟磁性膜である。
が誘導される原因として軟磁性膜の容易磁化方向に着目
し検討した結果、軟磁性膜の容易磁化方向を任意の角度
ずらすことで上記の課題を解決した。即ち、本発明は、
一軸異方性を有するFe-Si-Al合金の軟磁性膜が直接２層
以上積層されるとともに、互いにその磁化容易軸方向が
略直交するように構成されていることを特徴とする多層
軟磁性膜である。
【０００７】
【作用】本発明の磁気ヘッドは、軟磁性膜が２層以上積
層された多層膜からなり、それぞれの軟磁性膜の磁化容
易軸の方向は互いにずれた角度でおかれる。尚、その軟
磁性膜間に絶縁膜は置かれない。その磁化容易軸の方向
のずれの角度は、略直交した方向におかれる。以下本発
明について詳しく説明する。
層された多層膜からなり、それぞれの軟磁性膜の磁化容
易軸の方向は互いにずれた角度でおかれる。尚、その軟
磁性膜間に絶縁膜は置かれない。その磁化容易軸の方向
のずれの角度は、略直交した方向におかれる。以下本発
明について詳しく説明する。
【０００８】
【実施例】このような多層軟磁性膜は非磁性基板上に真
空蒸着法またはスパッタリング法等で成膜される。軟磁
性膜の容易磁化方向は、スパッタのターゲットの方向や
スパッタリング時に発生するプラズマや印加される固定
磁場に左右される。従って、成膜の際、非磁性基板を任
意の角度回転させたり、固定磁場を任意の角度回転させ
て成膜することで各層の磁化容易軸の方向のずれた複合
異方性薄膜を得ることができる。軟磁性膜の材料として
は、一軸異方性を有するFe-Si-Al合金を用いる。また、
非磁性基板としては、軟磁性膜と反応せず、かつ軟磁性
膜と熱膨張係数がほぼ一致する基板を用いる。例えば、
Fe-Si-Al膜と熱膨張係数がほぼ等しいCoO-NiOまたはNiO
を基本組成とした非磁性基板を用いる。
空蒸着法またはスパッタリング法等で成膜される。軟磁
性膜の容易磁化方向は、スパッタのターゲットの方向や
スパッタリング時に発生するプラズマや印加される固定
磁場に左右される。従って、成膜の際、非磁性基板を任
意の角度回転させたり、固定磁場を任意の角度回転させ
て成膜することで各層の磁化容易軸の方向のずれた複合
異方性薄膜を得ることができる。軟磁性膜の材料として
は、一軸異方性を有するFe-Si-Al合金を用いる。また、
非磁性基板としては、軟磁性膜と反応せず、かつ軟磁性
膜と熱膨張係数がほぼ一致する基板を用いる。例えば、
Fe-Si-Al膜と熱膨張係数がほぼ等しいCoO-NiOまたはNiO
を基本組成とした非磁性基板を用いる。
【０００９】(Co,Ni)O基板（以下CN基板と略す）上に軟
磁性膜としてFe-Si-Al合金をスパッタリング法で形成し
た。使用したスパッタリング形式は、DC対向ターゲット
式スパッタである。成膜条件は以下の通りである。
磁性膜としてFe-Si-Al合金をスパッタリング法で形成し
た。使用したスパッタリング形式は、DC対向ターゲット
式スパッタである。成膜条件は以下の通りである。
【００１０】Fe-Si-Al合金の成膜条件 スパッタ方式 ：DC対向スパッタ ターゲット ：10wt%Si,5wt%Al,bal-Fe ターゲットサイズ：100mmφ スパッタガス ：Ar ガス圧力 ：3mmTorr カソード電力 ：2kW 基板温度 ：室温 膜厚 ：1μm そのほか ：各層ごと容易磁化方向は90°ずらし
た（尚、固定磁場等で一軸異方性を付与することはしな
い。従って、軟磁性膜に誘導される一軸異方性は、スパ
ッタリング装置固有のものである）。
た（尚、固定磁場等で一軸異方性を付与することはしな
い。従って、軟磁性膜に誘導される一軸異方性は、スパ
ッタリング装置固有のものである）。
【００１１】必要回数だけ積層を行い形成した積層磁性
膜は2×10-6Torrの高真空中で700℃、1時間の熱処理を
行った。磁気特性は、フェライトヨーク法による透磁率
の評価で行った。その結果を図１に示す。◇が、一層目
の膜において透磁率の最小値となった方向の透磁率、■
が一層目の膜において透磁率の最大値となった方向の透
磁率を示している。従って、各軟磁性膜のずれ角が90°
である場合は、この２方向のどちらかに透磁率の最大、
最小の方向がくる。
膜は2×10-6Torrの高真空中で700℃、1時間の熱処理を
行った。磁気特性は、フェライトヨーク法による透磁率
の評価で行った。その結果を図１に示す。◇が、一層目
の膜において透磁率の最小値となった方向の透磁率、■
が一層目の膜において透磁率の最大値となった方向の透
磁率を示している。従って、各軟磁性膜のずれ角が90°
である場合は、この２方向のどちらかに透磁率の最大、
最小の方向がくる。
【００１２】図１に示すように、単層では比較的強く一
軸異方性を有する膜は、２層目となると異方性が低減さ
れ、その透磁率の値は単層のときの平均値より大きくな
る。異方性の方向は、２層目以降は透磁率の最大値、最
小値がほぼ等しくなり等方的な膜が得られている。ま
た、若干、一番上の軟磁性膜の異方性の方向に多層軟磁
性膜の異方性の方向は依存している傾向が見られるが、
積層回数が奇数回、偶数回に関係無くその異方性はどち
らかの方向に極端に強くなる傾向は見られない。従っ
て、積層は２回以上行なえば等方的な多層軟磁性膜が得
られる。
軸異方性を有する膜は、２層目となると異方性が低減さ
れ、その透磁率の値は単層のときの平均値より大きくな
る。異方性の方向は、２層目以降は透磁率の最大値、最
小値がほぼ等しくなり等方的な膜が得られている。ま
た、若干、一番上の軟磁性膜の異方性の方向に多層軟磁
性膜の異方性の方向は依存している傾向が見られるが、
積層回数が奇数回、偶数回に関係無くその異方性はどち
らかの方向に極端に強くなる傾向は見られない。従っ
て、積層は２回以上行なえば等方的な多層軟磁性膜が得
られる。
【００１３】1μmの軟磁性膜の界面に90nmのMgOの絶縁
膜層を挟み、軟磁性膜の異方性を90°シフトした２層の
多層軟磁性膜膜を作製した。MgOの成膜条件は以下の通
りである。なお、軟磁性膜の成膜条件、成膜後の加熱処
理は前記のものと同様である。
膜層を挟み、軟磁性膜の異方性を90°シフトした２層の
多層軟磁性膜膜を作製した。MgOの成膜条件は以下の通
りである。なお、軟磁性膜の成膜条件、成膜後の加熱処
理は前記のものと同様である。
【００１４】MgOの成膜条件 スパッタ方式 ：DC対向スパッタ ターゲット ：Mg ターゲットサイズ：100mmφ スパッタガス ：Ar-20vol%O2 ガス圧力 ：1mmTorr カソード電力 ：0.1kW 基板温度 ：室温
【００１５】このMgOを挟んだ多層軟磁性膜及びMgOを挟
んでいない多層軟磁性膜の透磁率の角度依存性を図２
(a)、図２(b)に示す。
んでいない多層軟磁性膜の透磁率の角度依存性を図２
(a)、図２(b)に示す。
【００１６】MgOを挟んだ多層軟磁性膜は、図２(a)に示
すようにその透磁率が最大約3000から最小約500までと
大きく変動し、磁気的に等方的な多層軟磁性膜にはなら
ない。一方、MgOを挟んでいない多層軟磁性膜は、図２
(b)に示すようにその透磁率が最大約1600から最小約110
0までの間しか変動せず、磁気的にほぼ等方的な多層軟
磁性膜になっていることが確認できる。つまり、各軟磁
性膜間に絶縁薄膜を挟むと磁気的に等方的にならず好ま
しくない。
すようにその透磁率が最大約3000から最小約500までと
大きく変動し、磁気的に等方的な多層軟磁性膜にはなら
ない。一方、MgOを挟んでいない多層軟磁性膜は、図２
(b)に示すようにその透磁率が最大約1600から最小約110
0までの間しか変動せず、磁気的にほぼ等方的な多層軟
磁性膜になっていることが確認できる。つまり、各軟磁
性膜間に絶縁薄膜を挟むと磁気的に等方的にならず好ま
しくない。
【００１７】
【発明の効果】軟磁性膜の容易磁化方向を任意の角度ず
らして積層することにより、透磁率が高く膜面内で透磁
率が等方的である多層軟磁性膜を得ることができる。ま
た、特開昭63-217511、特開昭63-311614のように絶縁膜
層を挟む必要はなく、積層回数が２回と少ない積層回数
で容易に等方的な膜が得られる。従って、本発明の多層
軟磁性膜を使用することにより、磁気特性のばらつきが
少ない磁気ヘッドが容易に製造できる。
らして積層することにより、透磁率が高く膜面内で透磁
率が等方的である多層軟磁性膜を得ることができる。ま
た、特開昭63-217511、特開昭63-311614のように絶縁膜
層を挟む必要はなく、積層回数が２回と少ない積層回数
で容易に等方的な膜が得られる。従って、本発明の多層
軟磁性膜を使用することにより、磁気特性のばらつきが
少ない磁気ヘッドが容易に製造できる。
【図１】積層回数と透磁率の関係を示した図である。◇
が、一層目の膜において透磁率の最小値となった方向の
透磁率、■が一層目の膜において透磁率の最大値となっ
た方向の透磁率を示している。
が、一層目の膜において透磁率の最小値となった方向の
透磁率、■が一層目の膜において透磁率の最大値となっ
た方向の透磁率を示している。
【図２】(a)はMgOを挟んだ多層軟磁性膜、(b)はMgOを挟
んでいない多層軟磁性膜の透磁率の角度依存性を示した
図である。
んでいない多層軟磁性膜の透磁率の角度依存性を示した
図である。
Claims (1)
- 【請求項１】一軸異方性を有するFe-Si-Al合金の軟磁性
膜が直接２層以上積層されるとともに互いにその磁化容
易軸方向が略直交するように構成されていることを特徴
とする多層軟磁性膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28716394A JPH08130114A (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 多層軟磁性膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28716394A JPH08130114A (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 多層軟磁性膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08130114A true JPH08130114A (ja) | 1996-05-21 |
Family
ID=17713899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28716394A Pending JPH08130114A (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 多層軟磁性膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08130114A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0902445A1 (en) * | 1997-09-02 | 1999-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic thin film and magnetic head using the same |
| JP2012094202A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Fuji Electric Co Ltd | 垂直磁気記録媒体の製造方法 |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP28716394A patent/JPH08130114A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0902445A1 (en) * | 1997-09-02 | 1999-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic thin film and magnetic head using the same |
| US6110609A (en) * | 1997-09-02 | 2000-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic thin film and magnetic head using the same |
| JP2012094202A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Fuji Electric Co Ltd | 垂直磁気記録媒体の製造方法 |
| US8778146B2 (en) | 2010-10-25 | 2014-07-15 | Fuji Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing perpendicular magnetic recording medium |
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