JPH0887718A - 軟磁性薄膜素子およびこれを用いた磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、高い飽和磁束密度および高い透磁率
を有し、磁気ヘッドに問題なく使用することができる軟
磁性薄膜素子およびこれを用いた磁気ヘッドを提供する
ことを目的とする。 【構成】基板上に第１の非磁性膜、磁性膜、第２の非磁
性膜、および誘電体膜が順次形成されてなる軟磁性膜積
層体を具備する軟磁性薄膜素子であって、前記軟磁性膜
積層体における前記磁性膜の膜厚をｔ₁ とし、前記誘電
体膜の膜厚をｔ₂とし、前記第１の非磁性膜の膜厚をｔ₃
とし、前記第２の非磁性膜の膜厚をｔ₄としたときに、
膜厚比０．００５＜ｔ₃ ／ｔ₁ ＜０．１４、０．００５
＜ｔ₄ ／ｔ₁ ＜０．１４、０．０１＜（ｔ₃ ＋ｔ₄ ）／
ｔ₁ ＜０．３４、および（ｔ₂ ＋ｔ₃ ＋ｔ₄ ）／ｔ₁ ＜
０．２８８を満足することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高い飽和磁束密度およ
び高い透磁率を有する軟磁性薄膜素子およびこれを用い
た磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ＶＴＲやＨＤＤ等の磁気記録再生
装置においては、記録信号をより高密度にする技術や再
生信号の検出感度を向上させる技術が開発されている。
この記録信号の高密度化においては、より高い保磁力を
有する材料を用いた磁気記録媒体が開発されている。例
えば、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の金属あるいは合金からなる
磁性粉を用いたメタルテープや、強磁性金属材料を真空
薄膜形成技術法で直接ベースフィルムに形成してなる蒸
着テープ等が開発され、各分野で実用化されている。

【０００３】このような高保磁力を有する磁気記録媒体
の特性を充分に発揮させるためには、記録・再生用磁気
ヘッドのコア材料に種々の特性が要求される。すなわ
ち、記録のためには高い飽和磁束密度を有すること、同
一の磁気ヘッドで再生を行うためには高い透磁率を有す
ることがそれぞれ要求される。また、磁気ヘッドとして
使用するためには、耐食性・耐熱性・耐摩耗性等に優れ
ることも要求される。

【０００４】従来、磁気ヘッドのコア材料としては、Ｃ
ｏ系非晶質合金やセンダスト合金（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ）
等が実際に使用されている。しかしながら、センダスト
合金は、成膜した場合、膜中の内部応力が大きく、結晶
粒が成長し易く厚膜化が困難である。また、センダスト
合金は、飽和磁束密度が１０ｋＧ程度で、現状レベル以
上の高密度記録には不充分である。一方、Ｃｏ系非晶質
合金は、透磁率も高く、飽和磁束密度も高いが、４５０
℃程度で結晶化してしまうために、磁気ヘッドを作製す
る際の高温でのガラス接合を行うことができない。この
ため、Ｃｏ系非晶質合金を用いた膜とヘッド本体との間
の接着強度が充分でないという欠点がある。

【０００５】また、磁気ヘッドのコア材料に使用できる
他の軟磁性材料としては、特開平２−２７５６０５号公
報において開示されているように、窒素雰囲気中で鉄を
主成分とした合金ターゲットを用いてスパッタリングし
て成膜し、これに熱処理を施すことにより微結晶を析出
させてなる窒化鉄系の微結晶膜（ＦｅＭＮ、Ｍ：金属元
素）がある。この窒化鉄系の微結晶膜は良好な磁気特性
を示すが、熱処理の際にＦｅやＭと結合しない余分な窒
素が発泡してしまうことがあり、これにより膜が剥離し
たり、磁気特性が劣化するという欠点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる点に
鑑みてなされたものであり、高い飽和磁束密度および高
い透磁率を有する軟磁性薄膜素子およびこれを用いた磁
気ヘッドを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の第１
の発明は、基板上に第１の非磁性膜、磁性膜、第２の非
磁性膜、および誘電体膜が順次形成されてなる軟磁性膜
積層体を具備する軟磁性薄膜素子であって、前記軟磁性
膜積層体における前記磁性膜の膜厚をｔ₁ とし、前記誘
電体膜の膜厚をｔ₂ とし、前記第１の非磁性膜の膜厚を
ｔ₃ とし、前記第２の非磁性膜の膜厚をｔ₄ としたとき
に、膜厚比０．００５＜ｔ₃ ／ｔ₁ ＜０．１４、０．０
０５＜ｔ₄ ／ｔ₁ ＜０．１４、０．０１＜（ｔ₃ ＋ｔ
₄ ）／ｔ₁ ＜０．３４、および（ｔ₂ ＋ｔ₃ ＋ｔ₄ ）／
ｔ₁ ＜０．２８８を満足することを特徴とする軟磁性薄
膜素子を提供する。

【０００８】また、本発明の第２の発明は、基板上に第
１の非磁性膜、磁性膜、第２の非磁性膜、および誘電体
膜が順次形成されてなる軟磁性膜積層体を具備する軟磁
性薄膜素子であって、前記第１および第２の非磁性膜を
構成する材料は、その結晶構造が塩化ナトリウム型構造
に属するときに（１００）面に、その結晶構造が六方晶
系構造に属するときに（００１）面に、その結晶構造が
体心立方晶系に属するときに（１１０）面にそれぞれ優
先配向していることを特徴とする軟磁性薄膜素子を提供
する。

【０００９】また、本発明の第３の発明は、基板上に第
１の非磁性膜、磁性膜、第２の非磁性膜、および誘電体
膜が順次形成されてなる軟磁性膜積層体を具備する軟磁
性薄膜素子であって、前記第１および第２の非磁性膜の
膜厚が５００ｎｍ未満であることを特徴とする軟磁性薄
膜素子を提供する。

【００１０】本発明の第１〜第３の発明において、基板
としては、ガラスや樹脂等からなる非晶質基板や、各種
フェライト等からなる単結晶基板等を用いることができ
る。また、磁性膜の材料としては、例えば微結晶の窒化
鉄系材料、侵入型元素を含有する鉄基合金等を用いるこ
とができる。特に、磁性膜の材料として、一般式Ｆｅ
_100-x-y Ａ_x Ｂ_y （式中、ＡはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、およびＷからなる群より選ばれた少な
くとも一つであり、ＢはＣ、Ｏ、およびＮからなる群よ
り選ばれたいずれか一つである）において、０＜ｘ＜２
０、０＜ｙ＜２２（ｘ，ｙは原子％を示す）を用いる
と、良好な軟磁気特性を示すので好ましい。

【００１１】さらに、第１および第２の非磁性膜の材料
としては、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、およびこれらの窒化物、酸化物、炭化物、リ
ン化物、もしくはホウ化物等を用いることができる。こ
こで、窒化物、酸化物、炭化物、リン化物、もしくはホ
ウ化物とは、非磁性膜を構成する材料にＮ，Ｏ，Ｃ，
Ｐ，もしくはＢの侵入型元素が含まれていることを意味
する。特に、第１および第２の非磁性膜の材料として、
ＣｒＮやＴｉＮ等の遷移金属の窒化物を用いることによ
り、熱処理中の磁性膜と第１もしくは第２の非磁性膜と
の間、並びに磁性膜と誘電体膜との間の拡散を防止する
ことができ、さらに基板との間の密着性を向上させるこ
とができる。

【００１２】磁性膜の膜厚ｔ₁ は、０．２〜５μｍ、特
に０．５〜３μｍであることが好ましい。これは、磁性
膜の膜厚ｔ₁ が０．２μｍ未満であると磁気特性（主に
保磁力）が劣化する恐れがあり、磁性膜の膜厚ｔ₁ が５
μｍを超えると、磁気ヘッドに使用した際に１０ＭＨｚ
以上の高周波領域で表皮効果に伴う渦電流損失が増加
し、磁気ヘッドの出力を低下させる傾向があるからであ
る。

【００１３】本発明の第１〜第３の発明において、誘電
体膜は、軟磁性膜積層体の表面の平坦性を向上させると
共に、このような軟磁性膜積層体が繰り返し積層される
場合に、磁性膜間の電気的な結合を切り、高周波が印加
された際に軟磁性薄膜素子全体の磁気特性を良好にする
ために必要な膜である。誘電体膜の材料としては、Ｓｉ
Ｏ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＴｉＮ、
ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等を用いることができる。ま
た、誘電体膜の膜厚ｔ₂ は、１０〜１０００ｎｍ、特に
５０〜３００ｎｍであることが好ましい。これは、誘電
体膜の膜厚ｔ₂ が１０ｎｍ未満であると軟磁性膜積層体
の表面の平坦性の向上や軟磁性膜積層体を繰り返し積層
する場合の磁性膜間の電気的な結合の遮断が不充分とな
り、高周波が印加されたときの透磁率が悪くなる恐れが
あり、誘電体膜の膜厚ｔ₂ が１０００ｎｍを超えると軟
磁性膜積層体全体に占める非磁性膜の割合が大幅に増加
してしまい、軟磁性薄膜素子の磁化が低下する傾向があ
るからである。

【００１４】本発明の第１の発明においては、磁性膜の
膜厚をｔ₁ とし、誘電体膜の膜厚をｔ₂ とし、第１の非
磁性膜の膜厚をｔ₃ とし、第２の非磁性膜の膜厚をｔ₄
としたときに、膜厚比０．００５＜ｔ₃ ／ｔ₁ ＜０．１
４、０．００５＜ｔ₄ ／ｔ₁＜０．１４、０．０１＜
（ｔ₃ ＋ｔ₄ ）／ｔ₁ ＜０．３４、および（ｔ₂ ＋ｔ₃
＋ｔ₄ ）／ｔ₁ ＜０．２８８を満足するように設定す
る。すなわち、ｔ₃ ／ｔ₁は０．００５〜０．１４に設
定する。これは、ｔ₃ ／ｔ₁ の値が０．００５未満であ
ると第１の非磁性膜の結晶配向性が劣化し、ｔ₃ ／ｔ₁
の値が０．１４を超えると軟磁性膜積層体の磁化量が低
下し、再生記録効率が低下するからである。ｔ₄ ／ｔ₁
は０．００５〜０．１４に設定する。これは、ｔ₄ ／ｔ
₁ の値が０．００５未満であると磁性膜中の余分なＣ，
Ｏ，Ｎ，Ｐ，Ｂを吸収するゲッター効果が減少し、ｔ₄
／ｔ₁ の値が０．１４を超えると軟磁性膜積層体の磁化
量が減少し、再生記録効率が低下するからである。（ｔ
₃ ＋ｔ₄ ）／ｔ₁ は０．０１〜０．３４に設定する。こ
れは、（ｔ₃ ＋ｔ₄ ）／ｔ₁ の値が０．０１未満である
と磁性膜中の余分なＣ，Ｏ，Ｎ，Ｐ，Ｂを吸収するゲッ
ター効果が減少し、（ｔ₃ ＋ｔ₄ ）／ｔ₁ の値が０．３
４を超えると軟磁性膜積層体の磁化量が減少し、再生記
録効率が低下するからである。（ｔ₂ ＋ｔ₃ ＋ｔ₄ ）／
ｔ₁ は０．２８８未満に設定する。これは（ｔ₂ ＋ｔ₃
＋ｔ₄ ）／ｔ₁ の値が０．２８８を超えると軟磁性膜積
層体の磁化量が減少し、再生記録効率が低下するからで
ある。

【００１５】本発明の第２の発明において、第１および
第２の非磁性膜を構成する材料は、その結晶構造が塩化
ナトリウム型構造に属するときに（１００）面に、その
結晶構造が六方晶系構造に属するときに（００１）面
に、その結晶構造が体心立方晶系に属するときに（１１
０）面にそれぞれ優先配向している。ここで、優先配向
している状態とは、第１および第２の非磁性膜を構成す
る材料の結晶構造が塩化ナトリウム型構造に属する場合
には、Ｘ線回折における回折強度比（Ｉ（２２０）／Ｉ
（２００））が０．５以下であることを意味し、結晶構
造が六方晶系構造に属する場合には、Ｘ線回折における
回折強度比（Ｉ（１００）／Ｉ（００２））が０．８以
下であることを意味し、結晶構造が体心立方晶系に属す
る場合には、Ｘ線回折における回折強度比（Ｉ（２０
０）／Ｉ（１１０））が０．４以下であることを意味す
る。

【００１６】このように、第１および第２の非磁性膜を
構成する材料が特定の面について優先配向した状態であ
ると、磁性膜を構成する材料の結晶配向を（１００）面
に優先配向させることができ、また、磁性膜中のＦｅの
格子歪みを低減することができる。その結果、軟磁性薄
膜素子の磁気特性が向上する。

【００１７】本発明の第３の発明においては、第１およ
び第２の非磁性膜の膜厚が５００ｎｍ未満に設定され
る。さらに、ここで、第１および第２の非磁性膜の膜厚
ｔ₃ ，ｔ₄ は、３０ｎｍ以上５００ｎｍ未満であること
が好ましい。これは、非磁性膜の膜厚ｔ₃ ，ｔ₄ が３０
ｎｍ未満であると、非磁性膜の結晶配向の効果が少な
く、磁気特性が向上せず、非磁性膜の膜厚ｔ₃ ，ｔ₄ が
５００ｎｍを超えると、非磁性膜の結晶配向が特定の結
晶面で優先配向した状態とならず、磁性膜の結晶配向が
（１００）面に優先配向する可能性が低くなり、その結
果、磁性膜の磁歪が大きくなり、磁気特性が劣化するか
らである。また、非磁性膜の膜厚ｔ₃ ，ｔ₄が５００ｎ
ｍを超えると、膜表面の平坦性が悪くなり、そのために
軟磁性膜積層体の表面性が乱れて磁気特性が劣化する。

【００１８】このように、所定の膜厚および材料の第１
および第２の非磁性膜を用いることにより、熱処理中に
磁性膜中の余分な窒素等の元素を吸収させることがで
き、これにより磁性膜中の浮遊窒素が減少し、磁性膜の
磁歪が小さくなる。したがって、軟磁性薄膜素子におい
て、透磁率を増加させることができ、保磁力を低下させ
ることができる。

【００１９】上記構成を有する軟磁性膜積層体は、真空
蒸着法、スパッタリング法、ＭＢＥ法等の公知の成膜方
法を用いることにより形成することができる。このよう
な軟磁性薄膜素子は、磁気記録用の記録・再生磁気ヘッ
ド等のデバイスに適用することができる。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て具体的に説明する。 （実施例１）図１は本発明の軟磁性薄膜素子の一実施例
を示す断面図である。図中１は結晶化ガラス基板を示
す。結晶化ガラス基板１上には、第１の非磁性膜として
膜厚５０ｎｍのＴｉ膜２を介して磁性膜である膜厚２μ
ｍのＦｅＺｒＮ膜３が形成されている。さらに、ＦｅＺ
ｒＮ膜３上には、第２の非磁性膜として膜厚５０ｎｍの
Ｔｉ膜４を介して誘電体膜である膜厚１００ｎｍのＳｉ
Ｏ₂ 膜５が形成されている。上記構成を有する軟磁性膜
積層体は、結晶化ガラス基板１にスパッタリング法によ
りＴｉ膜２を形成し、次いで、８７ａｔ％Ｆｅ−１３ａ
ｔ％Ｚｒの組成を有するターゲットを用い、窒素雰囲気
中（分圧比で５％の窒素を含む）でＲＦマグネトロンス
パッタリングを行ってＴｉ膜２上にＦｅＺｒＮ膜３を形
成し、次いでＦｅＺｒＮ膜３上に、スパッタリング法に
よりＴｉ膜４およびＳｉＯ₂ 膜５を順次形成することに
より作製した。この軟磁性膜積層体は、アモルファス状
態であることが確認された。その後、この軟磁性膜積層
体に５５０℃で１時間の熱処理を施した。

【００２１】このようにして得られた軟磁性膜積層体に
ついて、結晶配向性をＸ線回折法により調べた。その結
果のＸ線回折パターンを図２に示す。図２から分かるよ
うに、第１および第２の非磁性膜であるＴｉ膜２，４
は、（００１）面に優先配向しており、磁性膜であるＦ
ｅＺｒＮ膜３は、（１１０）面に優先配向している。ま
た、ＦｅＺｒＮ膜３の結晶粒径が１０ｎｍ以下であるこ
とが確認された。

【００２２】また、上記軟磁性膜積層体について、曲げ
法で磁歪を測定することにより磁気特性を評価した。そ
の結果、磁歪が０．５×１０^-6と低く、飽和磁束密度が
１．７Ｔ以上であり、保磁力が１６Ａ／ｍ以下であっ
た。さらに、透磁率についても周波数１ＭＨｚにおいて
６０００を超える高い値を示した。このように本発明の
軟磁性薄膜素子は良好な軟磁気特性を示すことが分かっ
た。

【００２３】また、この軟磁性膜積層体について、第２
の非磁性膜であるＴｉ膜４と磁性膜であるＦｅＺｒＮ膜
３との界面における拡散状態をオージェ分析で調べた。
その結果を図３に示す。図３から分かるように、Ｔｉ膜
４とＦｅＺｒＮ膜３との界面における拡散は少なく、窒
素がＴｉ膜４に多く見られる。このことからＴｉ膜４は
窒素のゲッター効果（元素を吸収する効果）を示すこと
が分かる。

【００２４】比較例として、Ｔｉ膜２，４の膜厚を５０
０ｎｍ以上にした場合の試料も作製して、上記と同様の
特性評価を行なったところ、良好な磁気特性が得られ
ず、Ｔｉ膜２，４の結晶配向性も低下していた。

【００２５】本実施例では、第１および第２の非磁性膜
としてＴｉ膜２，４を用い、磁性膜としてＦｅＺｒＮ膜
３を用いた場合について説明しているが、第１および第
２の非磁性膜としてＺｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｖ、
Ｔａ、Ｃｒ、これらの窒化物、酸化物、炭化物、リン化
物、もしくはホウ化物からなる膜を用い、磁性膜として
他の組成の材料からなる膜を用いた場合も本実施例と同
様に良好な磁気特性が得られた。 （実施例２）図４は本発明の軟磁性薄膜素子の他の実施
例を示す断面図である。結晶化ガラス基板１上には、第
１の非磁性膜として膜厚５０ｎｍのＣｒＮ膜６を介して
磁性膜である膜厚２μｍのＦｅＺｒＮ膜３が形成されて
いる。上記構成を有する軟磁性膜積層体は実施例１に記
載した方法により作製した。その後、この軟磁性膜積層
体に５５０℃で１時間の熱処理を施した。

【００２６】この軟磁性膜積層体について、実施例１と
同様にして結晶配向性および磁気特性を調べた。その結
果、第１の非磁性膜であるＣｒＮ膜６は、（１００）面
に優先配向しており、磁歪が０．６×１０^-6と低く、飽
和磁束密度が１．７Ｔ以上であり、保磁力が１６Ａ／ｍ
以下であった。さらに、透磁率についても周波数１ＭＨ
ｚにおいて５０００を超える高い値を示した。このよう
に本発明の軟磁性薄膜素子は良好な軟磁気特性を示すこ
とが分かった。

【００２７】比較例として、第１の非磁性膜として膜厚
１００ｎｍのＣｒ膜を用いた軟磁性膜積層体と、第１の
非磁性膜を形成しない軟磁性膜積層体（結晶化ガラス基
板上に直接ＦｅＺｒＮ膜を形成した軟磁性膜積層体）を
作製し、上記と同様に特性評価を行なった。第１の非磁
性膜としてＣｒ膜を用いたものについてオージェ分析を
行った。その結果を図５に示す。図５から分かるよう
に、熱処理により磁性膜を構成する材料の主成分である
ＦｅとＣｒが、Ｃｒ膜とＦｅＺｒＮ膜との界面において
相互に拡散している。さらに、この第１の非磁性膜とし
てＣｒ膜を用いた軟磁性膜積層体について上記と同様の
特性評価を行なったところ、磁歪が２．６×１０^-6と大
きく、飽和磁束密度が１．３Ｔ以下と小さく、保磁力が
１６０Ａ／ｍ以上と大きく、磁気特性は非常に悪かっ
た。一方、第１の非磁性膜を有しない軟磁性膜積層体
は、熱処理後に基板から剥離した。

【００２８】さらに比較例として、ＣｒＮ膜６の膜厚を
５００ｎｍ以上にした場合の試料も作製して、上記と同
様の特性評価を行なったところ、良好な磁気特性が得ら
れず、ＣｒＮ膜６の結晶配向性も低下していた。

【００２９】本実施例では、第１の非磁性膜としてＣｒ
Ｎ膜６を用い、磁性膜としてＦｅＺｒＮ膜３を用いた場
合について説明しているが、第１の非磁性膜としてＴｉ
Ｎ等の窒化物、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、これらの酸化物、炭化物、リン化物、もしく
はホウ化物からなる膜を用い、磁性膜として他の組成の
材料からなる膜を用いた場合も本実施例と同様に良好な
磁気特性が得られた。 （実施例３）結晶化ガラス基板上に第１の非磁性膜とし
て膜厚５０ｎｍのＴｉＮ膜を形成し、その上に８７ａｔ
％Ｆｅ−１３ａｔ％Ｔａの組成を有するターゲットを用
いてＲＦマグネトロンスパッタリングを行って膜厚３μ
ｍのＦｅＴａ膜を形成し、さらにその上に第２の非磁性
膜として膜厚４０ｎｍのＴｉ膜および誘電体膜として膜
厚１５０ｎｍのＳｉＯ₂ 膜を形成した。基板上のここま
での構成を１ユニットとし、これを５ユニット積層して
軟磁性膜積層体を作製した。その後、この軟磁性膜積層
体に５５０℃で１時間の熱処理を施した。

【００３０】この軟磁性膜積層体について、透磁率の周
波数依存性を調べた。その結果を図６に示す。なお、透
磁率はμリング法により測定した。また、比較例とし
て、結晶化ガラス基板／６００ｎｍＴｉＮ膜／３μｍＦ
ｅＴａＮ膜／４０ｎｍＴｉ膜／１５０ｎｍＳｉＯ₂ 膜の
構成を１ユニットとし、これを５ユニット積層して軟磁
性膜積層体を作製し、その透磁率の周波数依存性を上記
と同様にして調べた。その結果を図６に併記する。図６
から分かるように、本発明の軟磁性薄膜素子の方が透磁
率の周波数依存性について優れている。

【００３１】また、第１および第２の非磁性膜、誘電体
膜、および磁性膜の材料組成や膜厚を本発明の範囲内で
種々組み合わせた軟磁性膜積層体を作製し、上記と同様
の特性評価を行ったところ、本実施例と同様に良好な磁
気特性が得られた。 （実施例４）結晶化ガラス基板上に第１の非磁性膜とし
てＴｉ膜を形成し、その上に９０ａｔ％Ｆｅ−１０ａｔ
％Ｚｒの組成を有するターゲットを用い、窒素雰囲気中
（分圧比で５％の窒素を含む）でＲＦマグネトロンスパ
ッタリングを行って膜厚２μｍのＦｅＺｒＮ膜を形成し
て軟磁性膜積層体を作製した。このとき、第１の非磁性
膜の膜厚を０〜６００ｎｍの間のいくつかの厚さとし
た。その後、この軟磁性膜積層体に５５０℃で１時間の
熱処理を施した。

【００３２】これらの軟磁性膜積層体について保磁力を
測定し、第１の非磁性膜の膜厚と保磁力との関係を調べ
た。その結果を図７に示す。なお、保磁力はＢ−Ｈルー
プトレサーにより測定した。図７から分かるように、第
１の非磁性膜の膜厚が３０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で保
磁力は１６Ａ／ｍ以下となり、良好な軟磁気特性を示し
た。これに対して第１の非磁性膜の膜厚が３０ｎｍ未満
や５００ｎｍを超える場合には、保磁力は８０Ａ／ｍ以
上となり、良好な軟磁気特性を示さない。

【００３３】また、第１の非磁性膜および磁性膜の材料
組成や膜厚を本発明の範囲内で種々組み合わせた軟磁性
膜積層体を作製し、上記と同様の特性評価を行ったとこ
ろ、本実施例と同様に良好な磁気特性が得られた。 （実施例５，６）図８に示すように、結晶化ガラス基板
上に誘電体膜として膜厚１００ｎｍのＳｉＯ₂ 膜５を形
成し、その上に第１の非磁性膜として膜厚５０ｎｍのＴ
ｉ膜２を形成し、その上に８７ａｔ％Ｆｅ−１３ａｔ％
Ｚｒの組成（実施例５）および８８．５ａｔ％Ｆｅ−１
１．５ａｔ％Ｔａの組成（実施例６）を有するターゲッ
トを用いてＲＦマグネトロンスパッタリングを行って膜
厚３μｍのＦｅ（Ｚｒ，Ｔａ）Ｎ膜７を形成し、さらに
その上に第２の非磁性膜として膜厚５０ｎｍのＴｉ膜４
を形成した。ここまでの構成を１ユニットとし、これを
６ユニット積層して軟磁性膜積層体を作製した。

【００３４】次いで、図９に示すように、これらの軟磁
性薄膜素子１１を厚さ０．５８mmの非磁性基板１２（日
立金属社製、ＡＸ００７）上に接合用ガラス１３を用い
て５５０℃、１時間でガラス接合した。また、ギャップ
接合として３５０℃、１時間の熱処理でガラス接合を行
った。これにより軟磁性薄膜素子には熱処理が施され
た。このようにして得られた磁気ヘッド本体にコイル１
４を巻回して、トラック幅（Ｔｗ）が約１３μｍ、記録
・再生ギャップが０．３μｍであるラミネート型磁気ヘ
ッドを作製した。

【００３５】得られた磁気ヘッドについて、透磁率の周
波数特性を調べた。その結果を図１０に示す。また、比
較例として実施例５において第１および第２のの非磁性
膜を形成していない軟磁性薄膜素子を用いた磁気ヘッド
（比較例）の透磁率も図１０に併記する。図１０から分
かるように、本発明の軟磁性薄膜素子を用いた磁気ヘッ
ドの透磁率は周波数１ＭＨｚで２５００と非常に大き
い。これに対して、比較例の軟磁性薄膜素子を用いた磁
気ヘッドは透磁率が１ＭＨｚで２００程度と非常に小さ
かった。このように、本発明の軟磁性薄膜素子を用いた
磁気ヘッドは、透磁率が大きく磁気ヘッドとしての再生
出力特性が良好であることが分かる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明した如く本発明の軟磁性薄膜素
子は、高い飽和磁束密度および高い透磁率を有し、磁気
ヘッドに問題なく使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軟磁性薄膜素子の一実施例を示す断面
図。

【図２】図１に示す軟磁性膜積層体のＸ線回折パターン
を示す図。

【図３】図１に示す軟磁性膜積層体のオージェ分析結果
を示す図。

【図４】本発明の軟磁性薄膜素子の他の実施例を示す断
面図。

【図５】比較例の軟磁性膜積層体のオージェ分析結果を
示す図。

【図６】軟磁性膜積層体の透磁率の周波数依存性を示す
グラフ。

【図７】第１の非磁性膜の膜厚と保磁力との関係を示す
グラフ。

【図８】本発明の軟磁性薄膜素子の他の実施例を示す断
面図。

【図９】本発明の軟磁性薄膜素子を用いた磁気ヘッドの
一例を示す斜視図。

【図１０】軟磁性薄膜素子の透磁率の周波数依存性を示
すグラフ。

【符号の説明】

１…結晶化ガラス基板、２，４…Ｔｉ膜、３…ＦｅＺｒ
Ｎ膜、５…ＳｉＯ₂ 膜、６…ＣｒＮ膜、７…ＦｅＺｒＮ
膜、１１…軟磁性薄膜、１２…非磁性基板、１３…接合
用ガラス、１４…コイル。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に第１の非磁性膜、磁性膜、第２
   の非磁性膜、および誘電体膜が順次形成されてなる軟磁
   性膜積層体を具備する軟磁性薄膜素子であって、前記軟
   磁性膜積層体における前記磁性膜の膜厚をｔ₁ とし、前
   記誘電体膜の膜厚をｔ₂ とし、前記第１の非磁性膜の膜
   厚をｔ₃ とし、前記第２の非磁性膜の膜厚をｔ₄ とした
   ときに、膜厚比０．００５＜ｔ₃ ／ｔ₁ ＜０．１４、
   ０．００５＜ｔ₄ ／ｔ₁ ＜０．１４、０．０１＜（ｔ₃
   ＋ｔ₄ ）／ｔ₁ ＜０．３４、および（ｔ₂ ＋ｔ₃ ＋ｔ
   ₄ ）／ｔ₁ ＜０．２８８を満足することを特徴とする軟
   磁性薄膜素子。
2. 【請求項２】 基板上に第１の非磁性膜、磁性膜、第２
   の非磁性膜、および誘電体膜が順次形成されてなる軟磁
   性膜積層体を具備する軟磁性薄膜素子であって、前記第
   １および第２の非磁性膜を構成する材料は、その結晶構
   造が塩化ナトリウム型構造に属するときに（１００）面
   に、その結晶構造が六方晶系構造に属するときに（００
   １）面に、その結晶構造が体心立方晶系に属するときに
   （１１０）面にそれぞれ優先配向していることを特徴と
   する軟磁性薄膜素子。
3. 【請求項３】 基板上に第１の非磁性膜、磁性膜、第２
   の非磁性膜、および誘電体膜が順次形成されてなる軟磁
   性膜積層体を具備する軟磁性薄膜素子であって、前記第
   １および第２の非磁性膜の膜厚が５００ｎｍ未満である
   ことを特徴とする軟磁性薄膜素子。
4. 【請求項４】 前記磁性膜は、一般式Ｆｅ_100-x-y Ａ_x
   Ｂ_y （式中、ＡはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍ
   ｏ、およびＷからなる群より選ばれた少なくとも一つで
   あり、ＢはＣ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、およびＢからなる群より選
   ばれたいずれか一つである）で表したとき、０＜ｘ＜２
   ０、０＜ｙ＜２２（ｘ，ｙは原子％を示す）なる組成を
   有する請求項１〜３のいずれか１項記載の軟磁性薄膜。
5. 【請求項５】 非磁性基板上に、請求項１〜４のいずれ
   か１項記載の軟磁性薄膜素子で磁気回路の少なくとも一
   部が構成されるとともに、所定の磁気的ギャップが設け
   られてなる磁気コアと、前記磁気コアに巻回されたコイ
   ルとを具備することを特徴とする磁気ヘッド。