JPH08162355A - 軟磁性膜の製造方法及び磁気ヘッド - Google Patents
軟磁性膜の製造方法及び磁気ヘッドInfo
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- JPH08162355A JPH08162355A JP32363494A JP32363494A JPH08162355A JP H08162355 A JPH08162355 A JP H08162355A JP 32363494 A JP32363494 A JP 32363494A JP 32363494 A JP32363494 A JP 32363494A JP H08162355 A JPH08162355 A JP H08162355A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＶＴＲやハードディスク等の磁気記録再生装
置に用いられる磁気ヘッド用軟磁性膜の製造方法及びそ
の膜を使用した磁気ヘッドを提供する。 【構成】 対向ターゲット式スパッタ法を使用した軟磁
性膜の製造方法において、ターゲット１の中心に対して
対称に基板を配置するとともに、基板面が水平面に対し
てθ傾斜するように配置して軟磁性膜を作製する。
置に用いられる磁気ヘッド用軟磁性膜の製造方法及びそ
の膜を使用した磁気ヘッドを提供する。 【構成】 対向ターゲット式スパッタ法を使用した軟磁
性膜の製造方法において、ターゲット１の中心に対して
対称に基板を配置するとともに、基板面が水平面に対し
てθ傾斜するように配置して軟磁性膜を作製する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＶＴＲやハードディス
ク等の磁気記録再生装置に用いられる磁気ヘッド用軟磁
性膜の製造方法及びその膜を使用した磁気ヘッドに関す
る。
ク等の磁気記録再生装置に用いられる磁気ヘッド用軟磁
性膜の製造方法及びその膜を使用した磁気ヘッドに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気記録の高密度化は益々顕著で
あり、磁気ヘッドに要求される性能もより厳しくなって
いる。とりわけ、メタルテープ等の磁気記録媒体の高保
磁力化に伴い、磁気ヘッド材料として高飽和磁束密度、
高透磁率のものが求められている。従来、センダスト合
金やアモルファス合金がこのような特性を満たす材料と
して用いられて来たが、いずれも近年の高保持力媒体に
対しては飽和磁束密度が十分ではなく、記録特性を必ず
しも満足するものではなかった。
あり、磁気ヘッドに要求される性能もより厳しくなって
いる。とりわけ、メタルテープ等の磁気記録媒体の高保
磁力化に伴い、磁気ヘッド材料として高飽和磁束密度、
高透磁率のものが求められている。従来、センダスト合
金やアモルファス合金がこのような特性を満たす材料と
して用いられて来たが、いずれも近年の高保持力媒体に
対しては飽和磁束密度が十分ではなく、記録特性を必ず
しも満足するものではなかった。
【０００３】そこで、これらに代わる材料として、Ｆｅ
−Ｍ−Ｎ，Ｆｅ−Ｍ−Ｃ（ＭはＳｉ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏのうち少なくとも１
種以上の元素）等の鉄基微結晶軟磁性膜が盛んに研究さ
れている。
−Ｍ−Ｎ，Ｆｅ−Ｍ−Ｃ（ＭはＳｉ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏのうち少なくとも１
種以上の元素）等の鉄基微結晶軟磁性膜が盛んに研究さ
れている。
【０００４】これらの材料を用いて磁気ヘッドを製作す
る場合に、軟磁性膜のみを磁気ヘッドコアとして用いる
積層型ヘッドやギャップ部のみに軟磁性膜を用いるＭＩ
Ｇ（Metal-In-Gap）ヘッド等の構造とするのが一般的で
ある。このうち，特に積層型ヘッドにおいては、磁路が
多方向にわたっているため、あらゆる方向で高透磁率を
示す等方的な軟磁性膜が要求される。
る場合に、軟磁性膜のみを磁気ヘッドコアとして用いる
積層型ヘッドやギャップ部のみに軟磁性膜を用いるＭＩ
Ｇ（Metal-In-Gap）ヘッド等の構造とするのが一般的で
ある。このうち，特に積層型ヘッドにおいては、磁路が
多方向にわたっているため、あらゆる方向で高透磁率を
示す等方的な軟磁性膜が要求される。
【０００５】しかし、鉄基微結晶軟磁性膜を一般的に行
われているスパッタ法等で作製した場合、等方的な軟磁
性膜を広い範囲で得ることは容易ではなく、ある特定の
方向においてのみ高い透磁率を示す一軸異方性の膜とな
るのが一般的である。さらに、一軸異方性の方向を均一
に制御することも非常に困難である。
われているスパッタ法等で作製した場合、等方的な軟磁
性膜を広い範囲で得ることは容易ではなく、ある特定の
方向においてのみ高い透磁率を示す一軸異方性の膜とな
るのが一般的である。さらに、一軸異方性の方向を均一
に制御することも非常に困難である。
【０００６】そこで、かかる問題を解決する方法とし
て、一軸異方性の膜を異方性の方向をある角度（例え
ば、90゜）ずらして何層か積層し、見かけ上等方的な磁
性膜を得ることが考えられる。この磁性膜の作製方法と
しては、（１）各層毎に成膜用の基板を回転させる方
法、あるいは、（２）基板にバイアスを印加する方法
（特開平6-124846号）等があげられる。
て、一軸異方性の膜を異方性の方向をある角度（例え
ば、90゜）ずらして何層か積層し、見かけ上等方的な磁
性膜を得ることが考えられる。この磁性膜の作製方法と
しては、（１）各層毎に成膜用の基板を回転させる方
法、あるいは、（２）基板にバイアスを印加する方法
（特開平6-124846号）等があげられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、（１）の方
法は、基板加熱を要する回転機構が複雑となり、また、
一部分のみの回転では各基板の位置関係が同等とならな
い欠点があり、（２）の方法では、バイアスを印加する
ための電源や構成機構が必要となる。
法は、基板加熱を要する回転機構が複雑となり、また、
一部分のみの回転では各基板の位置関係が同等とならな
い欠点があり、（２）の方法では、バイアスを印加する
ための電源や構成機構が必要となる。
【０００８】これに対して、本発明のものは、簡単な治
具を用い、スパッタ条件のみの変更により、容易に良好
な等方膜を得る方法及びその等方膜を使用して、高い出
力を得ることが出来る磁気ヘッドを提供するものであ
る。
具を用い、スパッタ条件のみの変更により、容易に良好
な等方膜を得る方法及びその等方膜を使用して、高い出
力を得ることが出来る磁気ヘッドを提供するものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、スパッタ法と
して対向ターゲット式を採用し、基板ホルダをターゲッ
ト中心に対して対称となるように配置するとともに、基
板面が水平面に対して、10゜から35゜好ましくは15゜か
ら30゜傾いた状態で、Ｆｅ−Ｍ（ＭはＳｉ，Ａｌ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏのうち少なく
とも１種以上の元素）ターゲットをスパッタする際に、
Ａｒ等の不活性ガス＋窒素雰囲気中スパッタと不活性ガ
ス＋窒素＋酸素雰囲気中スパッタとを交互に、あるいは
任意の順番で行う鉄基微結晶軟磁性膜の製造方法であ
る。
して対向ターゲット式を採用し、基板ホルダをターゲッ
ト中心に対して対称となるように配置するとともに、基
板面が水平面に対して、10゜から35゜好ましくは15゜か
ら30゜傾いた状態で、Ｆｅ−Ｍ（ＭはＳｉ，Ａｌ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏのうち少なく
とも１種以上の元素）ターゲットをスパッタする際に、
Ａｒ等の不活性ガス＋窒素雰囲気中スパッタと不活性ガ
ス＋窒素＋酸素雰囲気中スパッタとを交互に、あるいは
任意の順番で行う鉄基微結晶軟磁性膜の製造方法であ
る。
【００１０】これにより、異方性の方向が直交してい
る、いわゆる等方的な鉄基微結晶軟磁性膜を容易に製造
することが出来る。さらに、基板位置による特性のばら
つきや膜厚のばらつきも大幅に改善される。
る、いわゆる等方的な鉄基微結晶軟磁性膜を容易に製造
することが出来る。さらに、基板位置による特性のばら
つきや膜厚のばらつきも大幅に改善される。
【００１１】
【実施例】本発明の軟磁性膜の製造方法及び磁気ヘッド
について、図と共に以下に説明する。図１は本発明の軟
磁性膜の製造方法及び磁気ヘッドを実現するためのスパ
ッタ装置を示す概略図である。
について、図と共に以下に説明する。図１は本発明の軟
磁性膜の製造方法及び磁気ヘッドを実現するためのスパ
ッタ装置を示す概略図である。
【００１２】図１において、１はターゲット、２は基板
ホルダであり、θは基板ホルダと水平面間の角度を示し
ている。スパッタ方式としては、対向ターゲット式を採
用し、基板ホルダ２はターゲット１の中心で対称となる
ように水平面から所定の角度θをもって傾斜して配置さ
れている。
ホルダであり、θは基板ホルダと水平面間の角度を示し
ている。スパッタ方式としては、対向ターゲット式を採
用し、基板ホルダ２はターゲット１の中心で対称となる
ように水平面から所定の角度θをもって傾斜して配置さ
れている。
【００１３】図２は、基板ホルダと水平面間の角度θ
（degree）を変化させたときの磁性膜の透磁率μを示し
たものである。この時のスパッタ条件は、基板温度は20
0 ℃、スパッタ圧力は3mTorr、 窒素分圧は10% 、ター
ゲット間距離は75mm、ターゲット中心から基板ホルダの
中央部分までの距離は120mm である。
（degree）を変化させたときの磁性膜の透磁率μを示し
たものである。この時のスパッタ条件は、基板温度は20
0 ℃、スパッタ圧力は3mTorr、 窒素分圧は10% 、ター
ゲット間距離は75mm、ターゲット中心から基板ホルダの
中央部分までの距離は120mm である。
【００１４】スパッタ雰囲気の条件は、Ａｒ＋窒素でタ
ーゲットの組成は、Ｆｅ95.5Ｓｉ4.5at%である。ここ
で、μ(ver.)はターゲット面に垂直な方向で測定したと
きの透磁率であり、また、μ(para.) はターゲット面に
平行な方向で測定したときの透磁率である。
ーゲットの組成は、Ｆｅ95.5Ｓｉ4.5at%である。ここ
で、μ(ver.)はターゲット面に垂直な方向で測定したと
きの透磁率であり、また、μ(para.) はターゲット面に
平行な方向で測定したときの透磁率である。
【００１５】図２から、実線で示したμ(ver.)はθが0
゜のとき高い値を示し、磁化困難軸がターゲットに垂直
方向であることを示しているが、θが10゜を越えると減
少しはじめ、15゜から30゜で低い値を示し、30゜から35
゜で再度μ(ver.)は上昇する傾向を示していることがわ
かる。
゜のとき高い値を示し、磁化困難軸がターゲットに垂直
方向であることを示しているが、θが10゜を越えると減
少しはじめ、15゜から30゜で低い値を示し、30゜から35
゜で再度μ(ver.)は上昇する傾向を示していることがわ
かる。
【００１６】これに対して、点線で示した透磁率μ(par
a.) はこれと全く逆の動きを示すことから、θが15゜か
ら30゜の範囲では膜の異方性の方向がθが0 ゜の時に対
して90゜回転して、ターゲットに平行な方向が磁化困難
軸になっているいることがわかる。
a.) はこれと全く逆の動きを示すことから、θが15゜か
ら30゜の範囲では膜の異方性の方向がθが0 ゜の時に対
して90゜回転して、ターゲットに平行な方向が磁化困難
軸になっているいることがわかる。
【００１７】図３は、酸素分圧（％）と透磁率の関係を
示した図であり、図２と同じスパッタ条件でθを20゜に
固定し、スパッタ雰囲気をＡｒ＋窒素＋酸素にした時の
磁性膜の透磁率の酸素分圧（％）依存性を示したもので
ある。この図から、酸素分圧が0.5%を越えたあたりか
ら、実線で示した透磁率μ(ver.)と点線で示した透磁率
μ(para.) が逆転しはじめ、異方性の方向が回転してい
ることが分かる。
示した図であり、図２と同じスパッタ条件でθを20゜に
固定し、スパッタ雰囲気をＡｒ＋窒素＋酸素にした時の
磁性膜の透磁率の酸素分圧（％）依存性を示したもので
ある。この図から、酸素分圧が0.5%を越えたあたりか
ら、実線で示した透磁率μ(ver.)と点線で示した透磁率
μ(para.) が逆転しはじめ、異方性の方向が回転してい
ることが分かる。
【００１８】つまり、ターゲットに垂直方向が磁化困難
軸になっている。また、この図３から、酸素分圧が2%程
度まで透磁率μ(ver.)は高い値を維持していることが分
かる。θを20゜に固定した場合について説明したが、こ
のような傾向はθが15゜から30゜においても全く同様で
あった。
軸になっている。また、この図３から、酸素分圧が2%程
度まで透磁率μ(ver.)は高い値を維持していることが分
かる。θを20゜に固定した場合について説明したが、こ
のような傾向はθが15゜から30゜においても全く同様で
あった。
【００１９】このように、θを特定の角度に設定可能な
治具を使用すれば、酸素ガスを供給するかしないかだけ
のオンオフ制御で、異方性の方向を90゜回転させること
が出来る。従って、磁性膜を成膜する際、一層毎に酸素
ガスの導入バルブをオンオフさせて制御して、積層膜を
夫々作製すれば、等方的な鉄基微結晶軟磁性膜を得るこ
とが出来る。
治具を使用すれば、酸素ガスを供給するかしないかだけ
のオンオフ制御で、異方性の方向を90゜回転させること
が出来る。従って、磁性膜を成膜する際、一層毎に酸素
ガスの導入バルブをオンオフさせて制御して、積層膜を
夫々作製すれば、等方的な鉄基微結晶軟磁性膜を得るこ
とが出来る。
【００２０】以下、本発明の軟磁性膜の製造方法及びそ
の膜を使用した磁気ヘッドの一実施例について述べる。 ［実施例１］本発明にもとずき、基板ホルダと水平面間
の角度θが20゜である治具を使用して、積層膜（1 層1.
0 μm ×4 層）を作製した。
の膜を使用した磁気ヘッドの一実施例について述べる。 ［実施例１］本発明にもとずき、基板ホルダと水平面間
の角度θが20゜である治具を使用して、積層膜（1 層1.
0 μm ×4 層）を作製した。
【００２１】スパッタ条件としては、基板温度200 ℃、
スパッタ圧力3mTorr、 窒素分圧10% 、ターゲット間距
離75mm、ターゲット中心から基板ホルダの中央部分まで
の距離120mm である。
スパッタ圧力3mTorr、 窒素分圧10% 、ターゲット間距
離75mm、ターゲット中心から基板ホルダの中央部分まで
の距離120mm である。
【００２２】スパッタ雰囲気は、Ａｒ＋窒素でターゲッ
トの組成は、Ｆｅ95.5Ｓｉ4.5at%である。この積層膜の
作製は、１層毎に酸素ガスバルブをオンオフさせて制御
して、酸素導入時の酸素分圧は1.0%として実施した。
トの組成は、Ｆｅ95.5Ｓｉ4.5at%である。この積層膜の
作製は、１層毎に酸素ガスバルブをオンオフさせて制御
して、酸素導入時の酸素分圧は1.0%として実施した。
【００２３】［比較例１］治具は、通常用いられている
平板（θ=0゜に相当）とし、酸素を導入しないという条
件以外は実施例１と同じ条件で実施した。表１に、実施
例１と比較例１の測定した磁気特性を夫々示す。
平板（θ=0゜に相当）とし、酸素を導入しないという条
件以外は実施例１と同じ条件で実施した。表１に、実施
例１と比較例１の測定した磁気特性を夫々示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】このように、本実施例のものは、透磁率が
μ(ver.)が2100で、透磁率μ(para.) が2000であり、等
方的な値を示している。これに対して、比較例の方は、
透磁率がμ(ver.)が3700で、透磁率μ(para.)が100 で
あり、一軸異方性の強い膜となっている。
μ(ver.)が2100で、透磁率μ(para.) が2000であり、等
方的な値を示している。これに対して、比較例の方は、
透磁率がμ(ver.)が3700で、透磁率μ(para.)が100 で
あり、一軸異方性の強い膜となっている。
【００２６】次に、本発明の製造方法になる軟磁性膜を
使用した磁気ヘッドの一実施例について、以下に説明す
る。実際に積層型磁気ヘッドに加工し、磁気特性を調べ
た。 ［実施例２］実施例１に示した積層膜（1 層1.0 μm ×
4 層）を200nm のSiO2膜の非磁性層を介して６層構造と
した積層の磁性膜を用い、図４に示した構造の積層型磁
気ヘッドを試作した。図４に示した積層型磁気ヘッドに
おいて、夫々、３は磁性膜、４はモールドガラス、５は
非磁性基板である。
使用した磁気ヘッドの一実施例について、以下に説明す
る。実際に積層型磁気ヘッドに加工し、磁気特性を調べ
た。 ［実施例２］実施例１に示した積層膜（1 層1.0 μm ×
4 層）を200nm のSiO2膜の非磁性層を介して６層構造と
した積層の磁性膜を用い、図４に示した構造の積層型磁
気ヘッドを試作した。図４に示した積層型磁気ヘッドに
おいて、夫々、３は磁性膜、４はモールドガラス、５は
非磁性基板である。
【００２７】［比較例２］比較例１に示した積層膜を20
0nm のSiO2膜の非磁性層を介して６層構造とした磁性膜
を用い、同様にして、図４に示した構造の積層型磁気ヘ
ッドを試作した。
0nm のSiO2膜の非磁性層を介して６層構造とした磁性膜
を用い、同様にして、図４に示した構造の積層型磁気ヘ
ッドを試作した。
【００２８】図５は、実施例２と比較例２による磁気ヘ
ッドの出力の周波数特性を示した図である。図５からわ
かるように、実施例２の積層型磁気ヘッドは、比較例２
の磁気ヘッドと比較して、全周波数帯域においてより高
い出力が得られている。
ッドの出力の周波数特性を示した図である。図５からわ
かるように、実施例２の積層型磁気ヘッドは、比較例２
の磁気ヘッドと比較して、全周波数帯域においてより高
い出力が得られている。
【００２９】以上の説明では、ターゲットをＦｅ−Ｍと
した場合のＭとしてＳｉを使用した場合について説明を
してきたが、ＭとしてはこのＳｉ以外に、Ａｌ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏのうち少なくとも
１種以上の元素としても、同様の結果を得ることが出来
た。
した場合のＭとしてＳｉを使用した場合について説明を
してきたが、ＭとしてはこのＳｉ以外に、Ａｌ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏのうち少なくとも
１種以上の元素としても、同様の結果を得ることが出来
た。
【００３０】
【発明の効果】本発明の軟磁性膜の製造方法によれば、
高飽和磁束密度を示す鉄基微結晶軟磁性膜において、等
方的な膜が容易に得られる。また、この等方的な軟磁性
膜を使用して作製した積層型磁気ヘッドは、従来の一軸
異方性の強い磁性膜を用いて作製した磁気ヘッドより
も、全周波数帯域において、より高い出力が得られる。
高飽和磁束密度を示す鉄基微結晶軟磁性膜において、等
方的な膜が容易に得られる。また、この等方的な軟磁性
膜を使用して作製した積層型磁気ヘッドは、従来の一軸
異方性の強い磁性膜を用いて作製した磁気ヘッドより
も、全周波数帯域において、より高い出力が得られる。
【図１】本発明を実施するためのスパッタ装置の概略図
である。
である。
【図２】治具の角度（θ）と透磁率（μ）の関係を示す
図である。
図である。
【図３】酸素分圧（％）と透磁率（μ）の関係を示す図
である。
である。
【図４】試作した積層型磁気ヘッドの概略図である。
【図５】試作した磁気ヘッドの出力の周波数特性を示し
た図である。
た図である。
１ ターゲット ２ 基板ホルダ ３ 磁性膜 ４ モールドガラス ５ 非磁性基板 μ 透磁率 θ 基板ホルダと水平面間の角度
Claims (6)
- 【請求項１】対向ターゲット式スパッタ法を使用した軟
磁性膜の製造方法において、ターゲット中心に対して対
称に基板を配置するとともに、前記基板面が水平面に対
して傾斜して配置されるようにしたことを特徴とする軟
磁性膜の製造方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の軟磁性膜の製造方法にお
いて、前記水平面に対する基板面の角度が略１０゜乃至
３５゜の範囲にあることを特徴とする軟磁性膜の製造方
法。 - 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の軟磁性膜
の製造方法において、ターゲットの組成がＦｅ−Ｍ（Ｍ
はＳｉ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏのうち少なくとも１種以上の元素）で表わされ、窒
素ガスを導入した反応性スパッタにより作製されること
を特徴とする軟磁性膜の製造方法。 - 【請求項４】請求項３に記載の軟磁性膜の製造方法にお
いて、酸素を分圧比で０．５乃至２．０％導入した反応
性スパッタにより作製されることを特徴とする軟磁性膜
の製造方法。 - 【請求項５】請求項３及び請求項４に記載の製造方法に
よる軟磁性膜を、所定の厚さの非磁性層を介して、ある
いは非磁性層を介さずに交互に、あるいは所定の順番で
任意の層数積層したことを特徴とする軟磁性膜の製造方
法。 - 【請求項６】請求項５に記載の製造方法による軟磁性膜
を使用して構成したことを特徴とする磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32363494A JPH08162355A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 軟磁性膜の製造方法及び磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32363494A JPH08162355A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 軟磁性膜の製造方法及び磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162355A true JPH08162355A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=18156920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32363494A Pending JPH08162355A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 軟磁性膜の製造方法及び磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162355A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010168607A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 組成比制御が可能な対向ターゲット式スパッタ装置 |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP32363494A patent/JPH08162355A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010168607A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 組成比制御が可能な対向ターゲット式スパッタ装置 |
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