JPH1012438A - Alloy magnetic film with substrate for magnetic head, its manufacture and magnetic head - Google Patents

Alloy magnetic film with substrate for magnetic head, its manufacture and magnetic head

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JPH1012438A
JPH1012438A JP18407096A JP18407096A JPH1012438A JP H1012438 A JPH1012438 A JP H1012438A JP 18407096 A JP18407096 A JP 18407096A JP 18407096 A JP18407096 A JP 18407096A JP H1012438 A JPH1012438 A JP H1012438A
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JP
Japan
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alloy
magnetic film
group
substrate
buffer layer
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JP18407096A
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Seiji Yaegashi
誠司 八重樫
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Japan Energy Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a ferromagnetic body layer of Fe3 O4 from being generated on a substrate at a thermal treatment by forming an area of an alloy magnetic film, which is on the side adjoining a buffer layer, into an oxygen enriched layer. SOLUTION: In an alloy magnetic film with a substrate for a magnetic head wherein an alloy magnetic film comprising an Fe-M-C system nanocrystal alloy (M: group IV B, VB, IIIA, IVA elements) or Fe-M system alloy (M: group IVB, VB, IIIA, IVA elements) is formed on a substrate of α-Fe3 O4 with a buffer layer in between, an area of the alloy magnetic film on the side adjoining the buffer layer is formed into an oxygen enriched layer. An oxygen content of the oxygen enriched layer of the alloy magnetic film is 3 to 15 atomic %. By this, at a thermal treatment after film formation, a reducing power of the alloy magnetic film is relaxed by the oxygen enriched layer, so that the substrate is prevented from generating a magnetite on an interface between the buffer layer and that.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ等の
磁気ディスク装置の磁気ヘッドに用いられる合金磁性
膜、その製造方法および磁気ヘッドに関する。
The present invention relates to an alloy magnetic film used for a magnetic head of a magnetic disk device such as a computer, a method of manufacturing the same, and a magnetic head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、磁気記録の分野においては、記録
信号の高密度化にともない、高い保磁力と残留磁束密度
を有する磁気記録媒体が使用されるようになり、このた
め、磁気記録または再生を行なう磁気ヘッドのコア材料
として、高飽和磁化、高透磁率を有する磁性膜が要求さ
れている。
2. Description of the Related Art In the field of magnetic recording, a magnetic recording medium having a high coercive force and a high residual magnetic flux density has been used in accordance with an increase in recording signal density. There is a demand for a magnetic film having high saturation magnetization and high magnetic permeability as a core material of a magnetic head for performing the following.

【0003】このような高飽和磁化、高透磁率の磁性膜
として、Fe−M−C系ナノ結晶合金(M: IVB族、VB
族、IIIA族、IVA 族の元素)やFe−M系合金(M: I
VB族、VB族、IIIA族、IVA 族の元素)の磁性膜が知られ
ている。これらの合金磁性膜は、基板上にスパッタによ
り成膜して形成される。
As such a magnetic film having a high saturation magnetization and a high magnetic permeability, a Fe-MC-based nanocrystalline alloy (M: IVB group, VB
Group, IIIA and IVA elements) and Fe-M alloys (M: I
Magnetic films of VB group, VB group, IIIA group, and IVA group) are known. These alloy magnetic films are formed by sputtering on a substrate.

【0004】一方、基板には良好なCSS特性を有する
α−Fe23 (ヘマタイト)が用いられている。
On the other hand, α-Fe 2 O 3 (hematite) having good CSS characteristics is used for the substrate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
合金磁性膜をα−Fe23 基板上に成膜すると、磁性
膜が容易に剥離する問題があった。
However, when the above alloy magnetic film is formed on an α-Fe 2 O 3 substrate, there is a problem that the magnetic film is easily peeled off.

【0006】これを回避するために、α−Fe23
板上にバッファー層としてAl23 層を形成すること
が行なわれる。しかし、合金磁性膜の成膜後の軟磁性を
得ることを目的とした、不活性ガス雰囲気下もしくは真
空下での熱処理により、基板にバッファ層との界面にF
23 が還元された強磁性体のFe34 (マグネタ
イト)が生成する。このFe34 強磁性体層が磁性膜
と磁気的相互作用を起こすため、合金磁性膜に高透磁率
が得られない。
In order to avoid this, an Al 2 O 3 layer is formed as a buffer layer on an α-Fe 2 O 3 substrate. However, heat treatment in an inert gas atmosphere or under vacuum for the purpose of obtaining soft magnetism after the formation of the alloy magnetic film causes F
Ferromagnetic Fe 3 O 4 (magnetite) in which e 2 O 3 is reduced is generated. Since the Fe 3 O 4 ferromagnetic layer causes a magnetic interaction with the magnetic film, a high magnetic permeability cannot be obtained in the alloy magnetic film.

【0007】本発明の目的は、α−Fe23 の基板に
バッファ層を介して形成したFe−M−C系ナノ結晶合
金もしくはFe系合金からなる合金磁性膜の熱処理時
に、基板にFe34 の強磁性体層が生成するのを防い
で合金磁性膜に高透磁率を維持した、高飽和磁化および
高透磁率を有する磁気ヘッド用基板付き合金磁性膜、そ
の製造方法および磁気ヘッドを提供することである。
An object of the present invention is to provide an Fe-MC-based nanocrystalline alloy or an alloy magnetic film made of an Fe-based alloy formed on a substrate of α-Fe 2 O 3 via a buffer layer during heat treatment of the substrate. Alloy magnetic film with a substrate for a magnetic head having high saturation magnetization and high magnetic permeability having high magnetic permeability maintained in the alloy magnetic film while preventing formation of a ferromagnetic layer of 3 O 4 , method for manufacturing the same, and magnetic head It is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる磁気ヘッド用合金磁性膜、その製造方法および磁気
ヘッドにて達成される。要約すれば、α−Fe23
基板上にバッファ層を介して、Fe−M−C系ナノ結晶
合金(ただし、M: IVB族、VB族、IIIA族、IVA 族の元
素)もしくはFe−M系合金(ただし、M: IVB族、VB
族、IIIA族、IVA 族の元素)からなる合金磁性膜を形成
した磁気ヘッド用基板付き合金磁性膜において、合金磁
性膜のバッファ層と隣接する側の領域を富酸素層に形成
したことを特徴とする磁気ヘッド用基板付き合金磁性膜
である。
The above object is achieved by an alloy magnetic film for a magnetic head, a method of manufacturing the same, and a magnetic head according to the present invention. In short, an Fe-MC-based nanocrystalline alloy (where M is an element of the IVB, VB, IIIA, or IVA group) or Fe on a substrate of α-Fe 2 O 3 via a buffer layer. -M-based alloy (M: IVB group, VB
In the alloyed magnetic film with a magnetic head substrate formed with an alloyed magnetic film made of a group III, IIIA, or IVA element, a region adjacent to the buffer layer of the alloyed magnetic film is formed in an oxygen-rich layer. Alloy magnetic film with a substrate for a magnetic head.

【0009】好ましくは、合金磁性膜の富酸素層の酸素
含有量が3原子%以上15原子%である。Fe−M−C
系ナノ結晶合金が、Fe−Si−Al−Hf−Ta−
C、Fe−Si−Hf−C、Fe−Si−Al−Hf−
C、Fe−Hf−CおよびFe−Si−Hf−Ta−C
よりなる群から選ばれる1種である。Fe−M系合金
が、Fe−Si−Al、Fe−SiおよびFe−Alよ
りなる群から選ばれる1種を主成分とする合金である。
バッファ層がAl23 もしくはコバルト酸化物Cox
Oy(ただし、y/x=1〜4/3の数値)からなる。
[0009] Preferably, the oxygen content of the oxygen-rich layer of the alloy magnetic film is 3 atomic% or more and 15 atomic%. Fe-MC
Based nanocrystalline alloy is Fe-Si-Al-Hf-Ta-
C, Fe-Si-Hf-C, Fe-Si-Al-Hf-
C, Fe-Hf-C and Fe-Si-Hf-Ta-C
One selected from the group consisting of: The Fe-M-based alloy is an alloy mainly composed of one selected from the group consisting of Fe-Si-Al, Fe-Si and Fe-Al.
The buffer layer is made of Al 2 O 3 or cobalt oxide Cox
Oy (however, y / x = 1 to 4/3).

【0010】本発明の他の態様は、α−Fe23 の基
板上にスパッタによりバッファ層を形成し、所望により
熱処理を施した後、バッファ層上にスパッタによりFe
−M−C系ナノ結晶合金(ただし、M: IVB族、VB族、
IIIA族、IVA 族の元素)もしくはFe−M系合金(ただ
し、M: IVB族、VB族、IIIA族、IVA 族の元素)からな
る合金磁性膜を形成し、その後にさらに熱処理を施す、
磁気ヘッド用基板付き合金磁性膜の製造方法において、
合金磁性膜のスパッタを、始め酸素含有不活性ガス下に
行ない、次いで酸素非含有不活性ガス下で行なうことに
より、バッファ層に隣接する側の領域を富酸素層とした
合金磁性膜を形成したことを特徴とする磁気ヘッド用基
板付き合金磁性膜の製造方法である。
In another embodiment of the present invention, a buffer layer is formed by sputtering on a substrate of α-Fe 2 O 3 , heat treatment is performed if desired, and then Fe is formed on the buffer layer by sputtering.
-MC-based nanocrystalline alloy (where M: IVB group, VB group,
Forming an alloy magnetic film made of a group IIIA or IVA element) or an Fe-M alloy (where M is a group IVB, VB, IIIA or IVA element);
In a method of manufacturing an alloy magnetic film with a substrate for a magnetic head,
The alloy magnetic film was first sputtered under an oxygen-containing inert gas, and then under an oxygen-free inert gas to form an alloy magnetic film in which the region adjacent to the buffer layer was an oxygen-rich layer. A method for producing an alloy magnetic film with a substrate for a magnetic head, characterized in that:

【0011】Fe−M−C系ナノ結晶合金が、Fe−S
i−Al−Hf−Ta−C、Fe−Si−Hf−C、F
e−Si−Al−Hf−C、Fe−Hf−CおよびFe
−Si−Hf−Ta−Cよりなる群から選ばれる1種で
ある。Fe−M系合金が、Fe−Si−Al、Fe−S
iおよびFe−Alよりなる群から選ばれる1種を主成
分とする合金である。
[0011] The Fe-MC nanocrystalline alloy is made of Fe-S
i-Al-Hf-Ta-C, Fe-Si-Hf-C, F
e-Si-Al-Hf-C, Fe-Hf-C and Fe
-Si-Hf-Ta-C. Fe-M based alloy is Fe-Si-Al, Fe-S
It is an alloy mainly containing one selected from the group consisting of i and Fe-Al.

【0012】本発明のさらに他の態様は、二つのコア半
体を所定ギャップ長にて突き合わせて接合することによ
り構成される磁気ヘッドにおいて、前記各コア半体は、
α−Fe23 の基板上にバッファ層を介して、Fe−
M−C系ナノ結晶合金(ただし、M: IVB族、VB族、II
IA族、IVA 族の元素)もしくはFe−M系合金(ただ
し、M: IVB族、VB族、IIIA族、IVA 族の元素)からな
る合金磁性膜を、バッファ層と隣接する側の領域を富酸
素層にして形成したことを特徴とする磁気ヘッドであ
る。
According to still another aspect of the present invention, in a magnetic head configured by joining two core halves with a predetermined gap length and joining them, each of the core halves includes:
On a substrate of α-Fe 2 O 3 , Fe-
MC-based nanocrystalline alloy (however, M: group IVB, group VB, II
An alloy magnetic film made of a group IA or IVA element) or an Fe-M alloy (M: an element of group IVB, VB, IIIA or IVA) is enriched in the region adjacent to the buffer layer. A magnetic head formed as an oxygen layer.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】図1に示すように、本発明の合金磁性膜1
は、α−Fe23 の基板3上にバッファ層2を介して
形成され、基板付き合金磁性膜とされている。本発明で
は、この合金磁性膜1の成膜後の軟磁性を得るための熱
処理により、基板3のバッファ層2との界面に強磁性体
のFe34 (マグネタイト)が生成するのを防止する
ために、合金磁性膜1のバッファ層2と隣接する側の領
域を富酸素層1aに形成した。
As shown in FIG. 1, the alloy magnetic film 1 of the present invention
Is formed on a substrate 3 of α-Fe 2 O 3 with a buffer layer 2 interposed therebetween to form an alloy magnetic film with a substrate. In the present invention, the ferromagnetic Fe 3 O 4 (magnetite) is prevented from being generated at the interface with the buffer layer 2 of the substrate 3 by the heat treatment for obtaining soft magnetism after the formation of the alloy magnetic film 1. For this purpose, a region of the alloy magnetic film 1 adjacent to the buffer layer 2 was formed in the oxygen-rich layer 1a.

【0015】本発明者らは、合金磁性膜1の成膜後の熱
処理により、基板3のバッファ層2との界面に磁性体の
Fe34 (マグネタイト)が生成する原因を調査、研
究した。その結果、合金磁性膜1の成膜後の熱処理時、
合金磁性膜1が還元剤として働き、還元力がバッファ層
2を介して基板3に及んでFe34 を還元することが
分かった。
The present inventors have investigated and studied the cause of the formation of magnetic material Fe 3 O 4 (magnetite) at the interface with the buffer layer 2 of the substrate 3 due to the heat treatment after the formation of the alloy magnetic film 1. . As a result, during the heat treatment after the formation of the alloy magnetic film 1,
It was found that the alloy magnetic film 1 functions as a reducing agent, and the reducing power reaches the substrate 3 via the buffer layer 2 to reduce Fe 3 O 4 .

【0016】従って、合金磁性膜1のバッファ層2側の
領域を富酸素層1aに形成して、成膜後の熱処理時に合
金磁性膜1に富酸素層1aから酸素を供給してやるよう
にすれば、熱処理時に合金磁性膜1が還元剤として働い
てもその還元力を緩和でき、基板3のα−Fe23
還元を防止できると考えられる。そうすれば、基板3に
合金磁性膜1との界面でFe34 が生成されることは
ない。
Therefore, the region on the buffer layer 2 side of the alloy magnetic film 1 is formed in the oxygen-rich layer 1a, and oxygen is supplied from the oxygen-rich layer 1a to the alloy magnetic film 1 during heat treatment after film formation. It is considered that even if the alloy magnetic film 1 acts as a reducing agent during the heat treatment, the reducing power can be reduced, and the reduction of α-Fe 2 O 3 in the substrate 3 can be prevented. Then, Fe 3 O 4 is not generated on the interface between the substrate 3 and the alloy magnetic film 1.

【0017】そこで、本発明では、上記のように、合金
磁性膜1のバッファ層2側の領域を富酸素層1aに形成
した。以下、本発明について各論する。
Therefore, in the present invention, as described above, the region on the buffer layer 2 side of the alloy magnetic film 1 is formed in the oxygen-rich layer 1a. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0018】合金磁性膜1は、Fe−M−C系ナノ結晶
合金(ただし、M: IVB族、VB族、IIIA族、IVA 族の元
素)もしくはFe−M系合金(ただし、M: IVB族、VB
族、IIIA族、IVA 族の元素)からなる。Fe−M−C系
ナノ結晶合金の好ましい例を挙げれば、Fe−Si−A
l−Hf−Ta−C、Fe−Si−Hf−C、Fe−S
i−Al−Hf−C、Fe−Hf−CおよびFe−Si
−Hf−Ta−CもしくはFe−Al−Hf−Ta−C
等である。Fe−M系合金の好ましい例としては、Fe
−Si−Al、Fe−SiおよびFe−Alよりなる群
から選ばれる1種を主成分とする合金であり、たとえ
ば、Fe−Si、Fe−Al、Fe−Si−Al、Fe
−Si−Al−HfもしくはFe−Si−Al−Hf−
Ta等が挙げられる。
The alloy magnetic film 1 is made of a Fe—MC nanocrystalline alloy (M: IVB, VB, IIIA, IVA group) or a Fe—M alloy (M: IVB group). , VB
Group, IIIA, and IVA elements). Preferred examples of the Fe-MC-based nanocrystalline alloy include Fe-Si-A
1-Hf-Ta-C, Fe-Si-Hf-C, Fe-S
i-Al-Hf-C, Fe-Hf-C and Fe-Si
-Hf-Ta-C or Fe-Al-Hf-Ta-C
And so on. Preferred examples of the Fe-M alloy include Fe
-Si-Al, an alloy mainly composed of one selected from the group consisting of Fe-Si and Fe-Al, for example, Fe-Si, Fe-Al, Fe-Si-Al, Fe-Al
-Si-Al-Hf or Fe-Si-Al-Hf-
Ta and the like.

【0019】合金磁性膜1は、不活性ガス下で合金をタ
ーゲットとしたスパッタにより、基板3のバッファ層2
上に形成する。スパッタガスはAr、スパッタガス圧は
1〜2mTorr、カソード電力0.5〜3kW、基板
温度0〜200℃である。
The alloy magnetic film 1 is formed on the buffer layer 2 of the substrate 3 by sputtering with an alloy as a target under an inert gas.
Form on top. The sputtering gas is Ar, the sputtering gas pressure is 1 to 2 mTorr, the cathode power is 0.5 to 3 kW, and the substrate temperature is 0 to 200 ° C.

【0020】本発明では、この合金磁性膜1のスパッタ
の際、始め酸素含有不活性ガス下でスパッタを行なっ
て、バッファ層2上に成膜される合金磁性膜1の層に酸
素を取り込ませ、合金磁性膜1のバッファ層2側の領域
を富酸素層1aに形成する。酸素含有不活性ガスの酸素
量は、スパッタ室への導入全ガス量に対してsccm比
で20%未満、好ましくは2%以上12%以下が適して
おり、このときの富酸素層1aの酸素含有量は、3原子
%以上15原子%以下である。合金磁性膜1全体の厚さ
は、磁気ヘッドとしたときのトラック幅や磁気記録、読
み取り能力等を考慮すると、1μm以上20μm以下が
適当である。
In the present invention, when the alloy magnetic film 1 is sputtered, oxygen is first introduced into the layer of the alloy magnetic film 1 formed on the buffer layer 2 by sputtering under an inert gas containing oxygen. Then, a region of the alloy magnetic film 1 on the buffer layer 2 side is formed in the oxygen-rich layer 1a. The oxygen content of the oxygen-containing inert gas is suitably less than 20%, preferably 2% or more and 12% or less in terms of sccm with respect to the total amount of gas introduced into the sputtering chamber. The content is 3 atomic% or more and 15 atomic% or less. The total thickness of the alloy magnetic film 1 is suitably 1 μm or more and 20 μm or less in consideration of the track width, magnetic recording, and readability of a magnetic head.

【0021】本発明によれば、バッファ層2上に合金磁
性膜1を形成する前に、バッファ層2の歪み除去等の目
的で、所望によりバッファ層2を熱処理することができ
る。このバッファ層2の形成後の熱処理は、大気中ある
いは真空中で、300〜1000℃、30分〜2時間の
条件で行なえば十分である。
According to the present invention, before forming the alloy magnetic film 1 on the buffer layer 2, the buffer layer 2 can be subjected to a heat treatment as required for the purpose of removing distortion of the buffer layer 2 and the like. It is sufficient that the heat treatment after the formation of the buffer layer 2 be performed in the air or in a vacuum at 300 to 1000 ° C. for 30 minutes to 2 hours.

【0022】合金磁性膜1は、形成後、磁気ヘッドの作
製に供する前に、軟磁性を得ることを目的として、必要
的に熱処理を行なう。その熱処理条件は、5×10-7
5×10-6Torrの真空または不活性ガス下、基板温
度600〜800℃、時間10〜60分程度とされる。
After the alloy magnetic film 1 is formed, it is subjected to a necessary heat treatment for the purpose of obtaining soft magnetism before being used for manufacturing a magnetic head. The heat treatment conditions are 5 × 10 −7 to
The substrate temperature is set to 600 to 800 ° C. and the time is set to about 10 to 60 minutes under a vacuum of 5 × 10 −6 Torr or an inert gas.

【0023】バッファ層2は、Al23 、CoO、C
34 (一般にCoxOy。ただし、y/x=1〜4
/3の数値)等の酸化物の膜とすることができる。この
うち、CoxOyは、合金磁性膜1を熱処理する際に酸
素を放出し、基板3のα−Fe23 の還元防止を補助
することができる。従って、バッファ層2の材料とし
て、Al23 よりもCoxOyが好ましい。
The buffer layer 2 is made of Al 2 O 3 , CoO, C
o 3 O 4 (generally CoxOy, where y / x = 1 to 4)
/ 3) or the like. Among them, CoxOy releases oxygen when heat-treating the alloy magnetic film 1 and can assist in preventing reduction of α-Fe 2 O 3 of the substrate 3. Therefore, CoxOy is preferred as the material of the buffer layer 2 over Al 2 O 3 .

【0024】バッファ層2は、酸素含有不活性ガス(ス
パッタガス)下で、Al、Co等の金属をターゲットと
した反応スパッタ、あるいは不活性ガスまたは酸素を含
有した不活性ガスのスパッタガス下で、Al、Co等の
酸化物ターゲットを用いたスパッタにより、基板3上に
これら金属の酸化物を成膜して形成することができる。
The buffer layer 2 is formed by reactive sputtering using a metal such as Al or Co as a target under an oxygen-containing inert gas (sputtering gas) or under a sputtering gas of an inert gas or an inert gas containing oxygen. These oxides can be formed on the substrate 3 by sputtering using an oxide target of Al, Co, or the like.

【0025】基板3には、CSS特性を良好にすること
ができるα−Fe23 (ヘマタイト)を使用する。基
板3の厚さは200〜500μm程度である。
As the substrate 3, α-Fe 2 O 3 (hematite) capable of improving CSS characteristics is used. The thickness of the substrate 3 is about 200 to 500 μm.

【0026】本発明によれば、合金磁性膜1のバッファ
層2と隣り合う側を富酸素層1aとしたので、合金磁性
膜1の成膜後の熱処理時に、合金磁性膜1が還元剤とし
て働いても、その還元力を富酸素層1aからの酸素の供
給により緩和して、基板3のバッファ層2との界面に強
磁性体のFe34 (マグネタイト)が生成するのを防
止できる。従って、基板3にFe34 強磁性体層が生
成して、合金磁性膜1と磁気的相互作用を起こすという
問題自体がなく、Fe−M−C系ナノ結晶合金もしくは
Fe−M系合金からなる合金磁性膜1の高透磁率を低下
させることなく維持して、高飽和磁化、高透磁率を有す
る磁性膜を得ることができる。
According to the present invention, the side adjacent to the buffer layer 2 of the alloy magnetic film 1 is the oxygen-rich layer 1a. Therefore, during the heat treatment after the formation of the alloy magnetic film 1, the alloy magnetic film 1 is used as a reducing agent. Even if it works, its reducing power can be reduced by the supply of oxygen from the oxygen-rich layer 1a, and the formation of ferromagnetic Fe 3 O 4 (magnetite) at the interface with the buffer layer 2 of the substrate 3 can be prevented. . Therefore, there is no problem that the Fe 3 O 4 ferromagnetic layer is formed on the substrate 3 and magnetically interacts with the alloy magnetic film 1. The Fe—M—C nanocrystal alloy or the Fe—M alloy is used. The magnetic film having high saturation magnetization and high magnetic permeability can be obtained while maintaining the high magnetic permeability of the alloy magnetic film 1 made of

【0027】上記合金磁性膜1から磁気ヘッドを作製す
るには、次のようにすればよい。まず、図2に示すよう
に、合金磁性膜1上に基板3と同様なα−Fe23
基板3′をガラス4により貼り付けて、磁性膜構造体5
を作製する。図3に示すように、磁性膜構造体5を合金
磁性膜1を成膜した厚さ方向に切断し、一対のコア半体
ブロック18、19を形成し、コア半体ブロック18に
巻線溝20を形成した後、両コア半体ブロック18、1
9の突き合わせ面の接合を強固なものとするために、必
要に応じて、巻線溝20に対向したコア半体ブロック1
9の両側面部に面取部22を形成し、また、両コア半体
ブロックの前記ギャップ21とは反対側にも凹所23を
形成する。次いで、両コア半体ブロック18、19の突
き合わせ面18a、19aを研摩加工し、ギャップ部2
1を形成する。
To produce a magnetic head from the above alloy magnetic film 1, the following procedure may be used. First, as shown in FIG. 2, a substrate 3 ′ of α-Fe 2 O 3 similar to the substrate 3 is adhered on the alloy magnetic film 1 by using a glass 4, and a magnetic film structure 5 is formed.
Is prepared. As shown in FIG. 3, the magnetic film structure 5 is cut in the thickness direction on which the alloy magnetic film 1 is formed to form a pair of core half blocks 18 and 19, and the core half block 18 has a winding groove. After forming 20, both core half blocks 18, 1
If necessary, the core half block 1 facing the winding groove 20 may be used to strengthen the joining of the butting surfaces 9.
9 are formed with chamfered portions 22 on both side surfaces, and concave portions 23 are formed on the opposite sides of the gap 21 of both core half blocks. Then, the butting surfaces 18a and 19a of the two core half blocks 18 and 19 are polished to form the gap 2
Form one.

【0028】ギャップ部21が形成された両コア半体ブ
ロック18、19は、面取り部22および凹所23にモ
ールドガラスを溶融充填するとともに、ギャップ部21
を500℃〜650℃で30分間〜1時間加熱すること
により溶融圧着する。最後に、テープ摺動面を形成する
べく、R研摩加工および他の成型加工ならびに巻線加工
を行なって、磁気ヘッド10が得られる。
The two core half-blocks 18 and 19 in which the gap portion 21 is formed are formed by melting and filling the chamfered portion 22 and the concave portion 23 with mold glass.
Is melted and pressed by heating at 500 ° C. to 650 ° C. for 30 minutes to 1 hour. Finally, in order to form a tape sliding surface, R polishing and other molding and winding are performed to obtain the magnetic head 10.

【0029】以下、本発明の実施例について説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

【0030】実施例1 本発明に従い、α−Fe23 の基板上にAl23
バッファ層を形成し、バッファ層上に合金磁性膜をバッ
ファ層側が富酸素層となるように形成して、基板付き合
金磁性膜を作製した。
Embodiment 1 According to the present invention, a buffer layer of Al 2 O 3 is formed on a substrate of α-Fe 2 O 3 , and an alloy magnetic film is formed on the buffer layer so that the buffer layer side becomes an oxygen-rich layer. Thus, an alloy magnetic film with a substrate was produced.

【0031】基板には、(株)トーキン製のα−Fe2
3 基板(商品名:HN02)を用いた。バッファ層、
合金磁性膜の成膜には、DC対向ターゲット式スパッタ
を用いた。合金磁性膜の成膜は、基板にバッファ層を成
膜後、基板を大気中で1時間熱処理してから行なった。
合金磁性膜はFe−Si−Al−Hf−C合金とした。
不活性ガスとしてアルゴンを100sccm流しなが
ら、合金磁性膜のスパッタ開始から2分間、酸素を4、
7、10、15、20sccmの流量でスパッタ室内に
導入した。比較のために、酸素導入量が0sccmの場
合も試した。
The substrate is α-Fe 2 manufactured by Tokin Co., Ltd.
An O 3 substrate (trade name: HN02) was used. Buffer layer,
DC facing target type sputtering was used for forming the alloy magnetic film. The alloy magnetic film was formed after forming a buffer layer on the substrate and then subjecting the substrate to a heat treatment in the air for one hour.
The alloy magnetic film was an Fe-Si-Al-Hf-C alloy.
While flowing 100 sccm of argon as an inert gas, oxygen was added for 4 minutes from the start of sputtering of the alloy magnetic film.
It was introduced into the sputtering chamber at a flow rate of 7, 10, 15, or 20 sccm. For comparison, a case where the oxygen introduction amount was 0 sccm was also tested.

【0032】バッファ層、合金磁性膜の成膜条件は次の
通りである。
The conditions for forming the buffer layer and the alloy magnetic film are as follows.

【0033】バッファ層(Al23 )の成膜条件 スパッタ方式 :DC対向ターゲット式 ターゲット :Al ターゲットサイズ:100mmφ スパッタガス :30sccmAr−20sccmO
2 ガス圧 :1.0mTorr カソード電力 :0.5kW 基板温度 :300℃ 膜厚 :100nm
Film formation conditions of buffer layer (Al 2 O 3 ) Sputtering method: DC facing target type Target: Al Target size: 100 mmφ Sputtering gas: 30 sccm Ar-20 sccm O
2 Gas pressure: 1.0 mTorr Cathode power: 0.5 kW Substrate temperature: 300 ° C. Film thickness: 100 nm

【0034】合金磁性膜(Fe−Si−Al−Hf−
C)の成膜条件 スパッタ方式 :DC対向ターゲット式 ターゲット :Fe−Si−Al−Hf−C ターゲットサイズ:100mmφ スパッタガス :Ar ガス圧 :1〜2mTorr カソード電力 :1.5kW 基板温度 :室温 膜厚 :2.7μm 成膜速度 :675nm/min
Alloy magnetic film (Fe-Si-Al-Hf-
C) Film formation conditions Sputtering method: DC facing target method Target: Fe-Si-Al-Hf-C Target size: 100 mmφ Sputtering gas: Ar Gas pressure: 1-2 mTorr Cathode power: 1.5 kW Substrate temperature: room temperature Film thickness : 2.7 μm Deposition rate: 675 nm / min

【0035】上記合金磁性膜の成膜後、軟磁性を得るた
めに、2×10-6Torrの高真空中で700℃、20
分の熱処理を行なった。その後、磁性膜の磁気特性を測
定した。磁気特性はフェライトヨーク法(測定周波数:
2MHz)による透磁率で評価した。その結果を表1お
よび図4に示す。なお、上記の磁性膜の成膜条件は、装
置特性上、一軸異方性がつきやすい条件である。
After the formation of the alloy magnetic film, in order to obtain soft magnetism, 700 ° C. and 20 ° C. in a high vacuum of 2 × 10 −6 Torr.
Heat treatment. Thereafter, the magnetic properties of the magnetic film were measured. Magnetic properties are measured by the ferrite yoke method (measurement frequency:
2 MHz). The results are shown in Table 1 and FIG. Note that the above-described film forming conditions of the magnetic film are conditions under which uniaxial anisotropy is easily imparted in view of device characteristics.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】表1に示されるように、本発明による合金
磁性膜では、酸素導入量4sccmのとき、従来の合金
磁性膜(酸素導入量0sccm)のときと比べて、1.
5倍以上の透磁率が得られた。酸素導入量が20scc
mとなると、従来の合金磁性膜とほぼ同様な磁気特性に
なる。従って、酸素導入量が0sccmより大きく20
sccm未満(スパッタ室への導入全ガス流量に対する
酸素含有不活性ガスの酸素流量がsccm比で20%未
満)のとき、従来の合金磁性膜(酸素導入量0scc
m)の透磁率より高くなり、特に酸素導入量が2scc
m以上12sccm以下(スパッタ室への導入全ガス流
量に対する酸素含有不活性ガスの酸素流量がsccm比
で2%以上12%以下)となると、磁化困難軸方向の透
磁率が1600を超え、酸素導入量が4sccm付近で
透磁率が極大となる。
As shown in Table 1, in the alloy magnetic film according to the present invention, when the amount of oxygen introduced was 4 sccm, as compared with the case of the conventional alloy magnetic film (the amount of oxygen introduced was 0 sccm), 1.
A magnetic permeability of 5 times or more was obtained. Oxygen introduction amount is 20 scc
When m, the magnetic properties are almost the same as those of the conventional alloy magnetic film. Therefore, the oxygen introduction amount is larger than 0 sccm and 20
When the flow rate of oxygen-containing inert gas relative to the total flow rate of the gas introduced into the sputtering chamber is less than 20% in sccm ratio, the conventional alloy magnetic film (oxygen introduction amount 0 scc)
m), the oxygen permeability is 2 scc in particular.
When the flow rate of the oxygen-containing inert gas with respect to the total flow rate of the gas introduced into the sputtering chamber is 2% or more and 12% or less, the magnetic permeability in the hard axis direction exceeds 1600, and When the amount is around 4 sccm, the magnetic permeability becomes maximum.

【0038】酸素ガスをスパッタ開始時から終了時まで
導入したことを除き、同様な条件で成膜した合金磁性膜
(Fe−Si−Al−Hf−C)の組成分析の結果か
ら、酸素導入量が2sccm以上12sccm以下(ス
パッタ室への導入全ガス流量に対する酸素含有不活性ガ
スの酸素流量がsccm比で2%以上12%以下)の条
件における富酸素層の酸素含有率を推定した。その結
果、富酸素層の酸素含有率は3原子%以上15原子%以
下であると、磁化困難軸方向の透磁率が1600を超え
ることが分かった。
From the result of the composition analysis of the alloy magnetic film (Fe-Si-Al-Hf-C) formed under the same conditions except that oxygen gas was introduced from the start to the end of sputtering, the amount of oxygen Was estimated to be 2 sccm or more and 12 sccm or less (the oxygen flow rate of the oxygen-containing inert gas with respect to the total gas flow introduced into the sputtering chamber was 2% or more and 12% or less in sccm ratio). As a result, it was found that when the oxygen content of the oxygen-rich layer was 3 atomic% or more and 15 atomic% or less, the magnetic permeability in the hard axis direction exceeded 1600.

【0039】また、表1に示されるように、酸素導入量
15sccmにおいて酸素導入時間を2分間、4分間と
し、富酸素層の厚さを約1350nmと約2700nm
(成膜速度より算出)と変更した。その結果より、酸素
導入量すなわち富酸素層の厚さの透磁率への影響は小さ
いことが分かる。
As shown in Table 1, when the oxygen introduction amount was 15 sccm, the oxygen introduction time was 2 minutes and 4 minutes, and the thickness of the oxygen-rich layer was about 1350 nm and about 2700 nm.
(Calculated from the deposition rate). The results show that the amount of oxygen introduced, that is, the thickness of the oxygen-rich layer has little effect on the magnetic permeability.

【0040】本実施例の基板付き合金磁性膜から、図2
および図3で説明したようにして磁気ヘッドを作製し、
磁気記録媒体への情報の磁気記録および読み取りに使用
したところ、問題なく作動することを確認した。
From the alloy magnetic film with a substrate of this embodiment, FIG.
And a magnetic head is manufactured as described in FIG.
When used for magnetic recording and reading of information on a magnetic recording medium, it was confirmed that the device operated without any problem.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
α−Fe23 の基板上に形成したバッファ層上に、F
e−M−C系ナノ結晶合金もしくはFe−M系合金から
なる合金磁性膜をバッファ層側が富酸素層となるように
して形成したので、合金磁性膜の成膜後の熱処理時に、
富酸素層で合金磁性膜による還元力を緩和して、基板に
バッファ層との界面で強磁性体のFe34 (マグネタ
イト)が生成するのを防止できる。従って、Fe34
強磁性体層が生成されることによる合金磁性膜との相互
作用をなくして、Fe−M−C系ナノ結晶合金もしくは
Fe−M系合金の磁性膜の高透磁率を低下させることな
く維持でき、高飽和磁化、高透磁率を有する磁性膜を得
ることができる。
As described above, according to the present invention,
On the buffer layer formed on the α-Fe 2 O 3 substrate, F
Since the alloy magnetic film made of the e-MC-based nanocrystalline alloy or the Fe-M-based alloy was formed such that the buffer layer side became an oxygen-rich layer, during the heat treatment after the formation of the alloy magnetic film,
The oxygen-rich layer can reduce the reducing power of the alloy magnetic film and prevent the formation of ferromagnetic Fe 3 O 4 (magnetite) on the substrate at the interface with the buffer layer. Therefore, Fe 3 O 4
By eliminating the interaction with the alloy magnetic film due to the formation of the ferromagnetic layer, the high magnetic permeability of the Fe-MC-based nanocrystalline alloy or the Fe-M-based alloy magnetic film can be maintained without lowering. Thus, a magnetic film having high saturation magnetization and high magnetic permeability can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる基板付き合金磁性膜の層構成を
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a layer configuration of an alloy magnetic film with a substrate according to the present invention.

【図2】図1の合金磁性膜による磁気ヘッド作製時の磁
性膜構造体を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a magnetic film structure when a magnetic head is manufactured using the alloy magnetic film of FIG. 1;

【図3】図2の磁性膜構造体から作製した磁気ヘッドを
示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a magnetic head manufactured from the magnetic film structure of FIG. 2;

【図4】実施例の富酸素層成膜時の酸素導入量と磁気特
性との関係を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of oxygen introduced and the magnetic properties during the formation of an oxygen-rich layer in an example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 合金磁性膜 1a 富酸素層 2 バッファ層 3 基板 3′ 基板 4 ガラス 5 磁性膜構造体 10 磁気ヘッド 18、19 コア半体 21 ギャップ部 Reference Signs List 1 alloy magnetic film 1a oxygen-rich layer 2 buffer layer 3 substrate 3 'substrate 4 glass 5 magnetic film structure 10 magnetic head 18, 19 core half 21 gap portion

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 α−Fe23 の基板上にバッファ層を
介して、Fe−M−C系ナノ結晶合金(ただし、M: I
VB族、VB族、IIIA族、IVA 族の元素)もしくはFe−M
系合金(ただし、M: IVB族、VB族、IIIA族、IVA 族の
元素)からなる合金磁性膜を形成した磁気ヘッド用基板
付き合金磁性膜において、合金磁性膜のバッファ層と隣
接する側の領域を富酸素層に形成したことを特徴とする
磁気ヘッド用基板付き合金磁性膜。
1. An Fe-MC-based nanocrystalline alloy (M: I) on a substrate of α-Fe 2 O 3 via a buffer layer.
VB group, VB group, IIIA group, IVA group element) or Fe-M
In the alloy magnetic film with a substrate for a magnetic head formed with an alloy magnetic film made of a base alloy (M: IVB group, VB group, IIIA group, IVA group element), the side of the alloy magnetic film adjacent to the buffer layer An alloy magnetic film with a substrate for a magnetic head, wherein the region is formed in an oxygen-rich layer.
【請求項2】 合金磁性膜の富酸素層の酸素含有量が3
原子%以上15原子%である請求項1の合金磁性膜。
2. The oxygen-rich layer of the alloy magnetic film having an oxygen content of 3
2. The alloy magnetic film according to claim 1, which is at least 15 atomic%.
【請求項3】 Fe−M−C系ナノ結晶合金が、Fe−
Si−Al−Hf−Ta−C、Fe−Si−Hf−C、
Fe−Si−Al−Hf−C、Fe−Hf−CおよびF
e−Si−Hf−Ta−Cよりなる群から選ばれる1種
である請求項1または2の合金磁性膜。
3. The method according to claim 1, wherein the Fe-MC nanocrystalline alloy is Fe-
Si-Al-Hf-Ta-C, Fe-Si-Hf-C,
Fe-Si-Al-Hf-C, Fe-Hf-C and F
3. The alloy magnetic film according to claim 1, wherein the alloy magnetic film is one kind selected from the group consisting of e-Si-Hf-Ta-C.
【請求項4】 Fe−M系合金が、Fe−Si−Al、
Fe−SiおよびFe−Alよりなる群から選ばれる1
種を主成分とする合金である請求項1または2の合金磁
性膜。
4. An Fe-M based alloy comprising: Fe—Si—Al;
1 selected from the group consisting of Fe-Si and Fe-Al
3. The alloy magnetic film according to claim 1, which is an alloy containing a seed as a main component.
【請求項5】 バッファ層がAl23 からなる請求項
1〜4のいずれかの項に記載の合金磁性膜。
5. The alloy magnetic film according to claim 1, wherein the buffer layer is made of Al 2 O 3 .
【請求項6】 バッファ層がコバルト酸化物CoxOy
(ただし、y/x=1〜4/3の数値)からなる請求項
1〜4のいずれかの項に記載の合金磁性膜。
6. The buffer layer is made of cobalt oxide CoxOy.
5. The alloy magnetic film according to claim 1, wherein y / x = 1 to 4/3.
【請求項7】 α−Fe23 の基板上にスパッタによ
りバッファ層を形成し、所望により熱処理を施した後、
バッファ層上にスパッタによりFe−M−C系ナノ結晶
合金(ただし、M: IVB族、VB族、IIIA族、IVA 族の元
素)もしくはFe−M系合金(ただし、M: IVB族、VB
族、IIIA族、IVA 族の元素)からなる合金磁性膜を形成
し、その後にさらに熱処理を施す、磁気ヘッド用基板付
き合金磁性膜の製造方法において、合金磁性膜のスパッ
タを、始め酸素含有不活性ガス下に行ない、次いで酸素
非含有不活性ガス下で行なうことにより、バッファ層に
隣接する側の領域を富酸素層とした合金磁性膜を形成し
たことを特徴とする磁気ヘッド用基板付き合金磁性膜の
製造方法。
7. A buffer layer is formed by sputtering on a substrate of α-Fe 2 O 3 and, if desired, subjected to a heat treatment.
Fe-MC-based nanocrystalline alloys (M: IVB, VB, IIIA, IVA elements) or Fe-M-based alloys (M: IVB, VB
In the method of manufacturing an alloy magnetic film with a substrate for a magnetic head, the alloy magnetic film is composed of an element of group III, group IIIA or group IVA), and further subjected to a heat treatment. An alloy with a substrate for a magnetic head, wherein the alloy is formed under an active gas and then under an inert gas containing no oxygen to form an alloy magnetic film in which a region adjacent to the buffer layer is an oxygen-rich layer. Manufacturing method of magnetic film.
【請求項8】 Fe−M−C系ナノ結晶合金が、Fe−
Si−Al−Hf−Ta−C、Fe−Si−Hf−C、
Fe−Si−Al−Hf−C、Fe−Hf−CおよびF
e−Si−Hf−Ta−Cよりなる群から選ばれる1種
である請求項7の製造方法。
8. An Fe—MC—based nanocrystalline alloy comprising:
Si-Al-Hf-Ta-C, Fe-Si-Hf-C,
Fe-Si-Al-Hf-C, Fe-Hf-C and F
8. The method according to claim 7, wherein the method is one selected from the group consisting of e-Si-Hf-Ta-C.
【請求項9】 Fe−M系合金が、Fe−Si−Al、
Fe−SiおよびFe−Alよりなる群から選ばれる1
種を主成分とする合金である請求項7の製造方法。
9. An Fe-M based alloy comprising: Fe—Si—Al;
1 selected from the group consisting of Fe-Si and Fe-Al
The method according to claim 7, wherein the alloy is a seed-based alloy.
【請求項10】 二つのコア半体を所定ギャップ長にて
突き合わせて接合することにより構成される磁気ヘッド
において、前記各コア半体は、α−Fe23 の基板上
にバッファ層を介して、Fe−M−C系ナノ結晶合金
(ただし、M:IVB族、VB族、IIIA族、IVA 族の元素)
もしくはFe−M系合金(ただし、M:IVB族、VB族、I
IIA族、IVA 族の元素)からなる合金磁性膜を、バッフ
ァ層と隣接する側の領域を富酸素層にして形成したこと
を特徴とする磁気ヘッド。
10. A magnetic head formed by joining two core halves with a predetermined gap length and joining them, wherein each of said core halves is provided on an α-Fe 2 O 3 substrate with a buffer layer interposed therebetween. And Fe-MC nanocrystalline alloys (where M is an element of group IVB, VB, IIIA or IVA)
Alternatively, an Fe-M alloy (where M: IVB group, VB group, I
A magnetic head characterized in that an alloy magnetic film made of an element of group IIA or IVA) is formed in a region adjacent to the buffer layer in an oxygen-rich layer.
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