JPH11121232A

JPH11121232A - 軟磁性膜とこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド、平面型磁気素子、およびフィルタ

Info

Publication number: JPH11121232A
Application number: JP29364597A
Authority: JP
Inventors: Teruhiro Makino; 彰宏牧野; Takashi Hatauchi; 隆史畑内; Yoshito Sasaki; 義人佐々木; Kiyoto Yamazawa; 清人山沢; Toshiro Sato; 敏郎佐藤
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、薄膜磁気ヘッドのコア層はＮｉＦｅ系
合金などで形成されていたが、ＮｉＦｅ系合金は比抵抗
が低いため、高周波数帯域では渦電流損失が増大すると
いった問題が生じていた。また、特開平６―３１６７４
８号公報には、比抵抗の高い軟磁性膜としてＦｅ―Ｍ―
Ｏ膜が提示されているが、この軟磁性膜では優れた比抵
抗の周波数特性を得られないという問題があった。【解決手段】膜構造が、微結晶質相とアモルファス相
とから成り、アモルファス相のみならず微結晶相にもＯ
（酸素）が固溶しているＣｏ―Ｍ―Ｔ―Ｏ膜をコア層
１，６として使用することにより、高比抵抗と優れた周
波数特性を得ることができるので、コア層１，６のコア
機能を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば薄膜磁気ヘ
ッドのコア層に用いられる軟磁性膜に係り、特に高周波
特性に優れた軟磁性膜とこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気
ヘッド、平面型磁気素子（トランス、インダクタ）、お
よびフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜磁気ヘッドの書込みヘッド、いわゆ
るインダクティブヘッドは、磁性材料の下部コア層に磁
気ギャップを介して上部コア層が対向し、上下コア層の
間にコイル層が介在した構造となっている。前記コイル
層に記録電流が流されると、コイル層から上下コア層に
記録磁界が与えられ、前記磁気ギャップの部分におけ
る、上下コア層間での洩れ磁界により、ハードディスク
などの記録媒体に磁気信号が記録される。ところで従来
では、前記上部コア層および下部コア層には、ＮｉＦｅ
系合金が使用されていた。

【０００３】しかし、ＮｉＦｅ系合金は、飽和磁束密度
が比較的高いものの、比抵抗が非常に小さいという問題
点があった。このため、高周波数帯域にて渦電流による
熱損失が増大し、さらに渦電流損失により、透磁率が低
下するなどの問題が生じていた。またインダクタ、トラ
ンス、およびフィルタにおいても、ＮｉＦｅ系合金は、
同様の問題を有しており、これら問題の解決が求められ
ていた。

【０００４】そこで本発明者らは、特開平６―３１６７
４８号公報により、高い比抵抗を有する軟磁性膜とし
て、Ｆｅ―Ｍ―Ｏ（ただしＭは希土類元素のうち少なく
とも１種以上の元素）合金を提示している。この軟磁性
膜によれば、少なくとも４００μΩ・ｃｍ以上の比抵抗
が得られ、このために高周波数帯域での渦電流損失が少
なく、高周波数帯域において高い透磁率が得られるとし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは今回、Ｆ
ｅ―Ｍ―Ｏ系合金の一例として、Ｆｅ₆₁Ｈｆ₁₃Ｏ₂₆膜に
おける周波数と透磁率との関係について調べた。その実
験結果を図１４に示す。実験は、Ｆｅ₆₁Ｈｆ₁₃Ｏ₂₆膜を
成膜し、１６０ｋＡ／ｍの静磁界中で６７３Ｋ×３ｈｒ
の熱処理を施した後、実効透磁率（μ′）と虚数部にお
ける透磁率（μ″）とを測定した。なお、熱処理後にお
けるＦｅ₆₁Ｈｆ₁₃Ｏ₂₆膜の飽和磁化（Ｉｓ）は１．３
Ｔ、比抵抗ρは６３０μΩ・ｃｍであった。図１４に示
すように、実効透磁率μ′は約５００ＭＨｚまで、７０
０程度の高い値を示しているが、周波数が５００ＭＨｚ
以上になると、前記実効透磁率μ′は低下し始めること
がわかる。

【０００６】また、図１４に示すように、虚数部におけ
る透磁率μ″は、１００ＭＨｚ付近から値が高くなり始
め、周波数が６００〜７００ＭＨｚ程度になると、前記
虚数部における透磁率μ″は、前記実効透磁率μ′を上
回ってしまう。つまり（実効透磁率μ′／虚数部の透磁
率μ″）で表わされる、いわゆる性能係数Ｑは１を下回
り、損失が増大するといった問題が発生する。また図１
４に示すように、虚数部の透磁率μ″の曲線は、計算に
より算出された虚数部の透磁率μ″（Ｃａｌｃ）の曲線
と大きく異なった曲線を描くことがわかった。なお、計
算による虚数部の透磁率μ″（Ｃａｌｃ）は、比抵抗を
６３０μΩ・ｃｍとして算出したものである。

【０００７】次に、本発明者らは、Ｆｅ₆₁Ｈｆ₁₃Ｏ₂₆膜
を用いて、Ｆｅ₆₁Ｈｆ₁₃Ｏ₂₆膜における周波数と比抵抗
との関係について調べた。その実験結果を図１５に示
す。なお比抵抗の実験は、１日目から６日目までの計６
回行われた。図１５に示すように、周波数が１０ＭＨｚ
程度までは、比抵抗ρはあまり低下していないが、周波
数が１０ＭＨｚ以上になると、前記比抵抗は急激に低下
していることがわかる。このようにＦｅ―Ｍ―Ｏ系合金
では、周波数が約１０ＭＨｚ以下であれば、ほぼ一定の
高い比抵抗を示すが、高周波数帯域になるほど、前記比
抵抗は急激に低下し、Ｆｅ―Ｍ―Ｏ系合金では優れた周
波数特性を得ることができない。

【０００８】以上の実験結果により、図１４に示す虚数
部の透磁率μ″の曲線と、計算による虚数部の透磁率
μ″（Ｃａｌｃ）の曲線とが一致しないのは、比抵抗の
周波数特性の低下が一因であると推測することができ
る。つまり、図１４に示す計算による虚数部の透磁率
μ″（Ｃａｌｃ）は、比抵抗を６３０μΩ・ｃｍと統一
して計算しているが、図１５に示すように、実際には、
前記比抵抗は一定の値を示さず、高周波数帯域になるほ
ど、前記比抵抗は低下してしまう。従って、実験による
虚数部の透磁率μ″では、高周波数帯域になるほど比抵
抗の低下により損失が増大し、前記虚数部の透磁率μ″
の曲線と、比抵抗を一定の値として計算した虚数部の透
磁率μ″（Ｃａｌｃ）の曲線とは全く異なった曲線を描
いてしまうものと思われる。

【０００９】本発明は、上記問題を解決するためのもの
であり、高周波数帯域において一定の高い比抵抗を有
し、且つ優れた性能係数Ｑ（Ｑ＝実効透磁率μ′／虚数
部における透磁率μ″）を有する軟磁性膜を提供するこ
とと、この軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド、インダク
タ、トランス、およびフィルタを提供することを目的と
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明における軟磁性膜
は、主成分のＣｏと、Ｆｅ，Ｎｉのうちいずれか一方、
あるいは両方を含む元素Ｔと、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，
Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以
上の元素ＭとＯとを主に含有し、膜構造としては、元素
Ｍの酸化物を多量に含むアモルファス相に、Ｃｏと元素
Ｔとを主体とする微結晶相が混在しており、さらに前記
微結晶相には、元素Ｍの酸化物を含んでいることを特徴
とするものである。

【００１１】本発明では、前記微結晶相の結晶構造は、
ｂｃｃ構造、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造のうち１種あるい
は２種以上の混成構造から成ることが好ましく、より好
ましくは、前記微結晶相の結晶構造が、主にｂｃｃ構造
から成ることである。

【００１２】また、前記微結晶質相の平均結晶粒径は、
３０ｎｍ以下であることが好ましい。

【００１３】本発明では、前記軟磁性膜が下記の組成で
形成されている。（Ｃｏ_1-cＴ_c）_xＭ_yＯ_zＸ_w ただし、ＴはＦｅ，Ｎｉのうちどちらか一方あるいは両
方を含む元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上
の元素であり、Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，
Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種あるいは２種
以上の元素であり、組成比を示すｃは、０≦ｃ≦０．
７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、７≦ｚ
≦４０、０≦ｗ≦２０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の関係
を満足し、残部はｘである。

【００１４】また本発明では、前記軟磁性膜の組成比を
示すｃは、０≦ｃ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％
で、７≦ｙ≦１５、２０≦ｚ≦３５、０≦ｗ≦１９、３
０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５０の関係を満足し、残部はｘである
ことがより好ましい。

【００１５】また本発明では、前記元素ＴはＦｅである
ことが好ましく、この場合、ＣｏとＦｅの濃度比は、
０．３≦｛Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８であること
がより好ましい。

【００１６】また本発明では、前記軟磁性膜を構成する
一元素として、Ｏの代わりにＮが、あるいはＯと共にＮ
が用いられてもよい。なおこのときのＮの組成比、ある
いはＯ＋Ｎの組成比は、Ｏの場合と同じ７〜４０ａｔ％
であり、より好ましくは、２０〜３５ａｔ％である。

【００１７】以上詳述した本発明における前記軟磁性膜
の比抵抗は、１０００〜３０００μΩ・ｃｍである。

【００１８】また本発明は、少なくとも下部コア層と、
記録媒体との対向部で前記下部コア層と磁気ギャップを
介して対向する上部コア層と、両コア層に磁界を与える
コイル層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部
コア層と上部コア層のうち少なくとも一方は、請求項１
ないし請求項１０のいずれかに記載された軟磁性膜によ
り形成されていることを特徴とするものである。

【００１９】さらに本発明は、前述した軟磁性膜により
平面型磁気素子、およびフィルタの磁心が形成されてい
ることを特徴とするものである。

【００２０】前述したように、特開平９―３１６７４８
号公報には、高い比抵抗（４００μΩ・ｃｍ以上）を有
する軟磁性材料としてＦｅ―Ｍ―Ｏ（Ｍ＝希土類のうち
少なくとも１種以上）膜が提示されているが、この軟磁
性膜では、高周波数帯域における性能係数Ｑ（Ｑ＝実効
透磁率μ′／虚数部における透磁率μ″）が小さく、ま
た図１４に示すように、実験による虚数部の透磁率μ″
の曲線と、計算による虚数部の透磁率μ″（Ｃａｌｃ）
の曲線とが、一致しないという問題があった。

【００２１】ところで、虚数部の透磁率μ″を計算によ
って導き出すには、比抵抗の値が必要なので、図１４に
示す透磁率μ″（Ｃａｌｃ）は比抵抗を６３０μΩ・ｃ
ｍとして計算しているが、Ｆｅ₆₁Ｍ₁₃Ｏ₂₆膜の比抵抗を
調べてみたところ、図１５に示すように前記比抵抗は、
周波数が高くなるにつれて急激に低下することがわかっ
た。

【００２２】このように、Ｆｅ―Ｍ―Ｏ膜の比抵抗は、
従来のＮｉＦｅ系合金などの比抵抗に比べて高い値を示
すものの、その周波数特性は悪く、また透磁率において
も数百ＭＨｚ以上になると、性能係数Ｑが１を下回り、
損失が増大するといった問題があった。

【００２３】これに対し本発明における軟磁性膜は、Ｆ
ｅ―Ｍ―Ｏ膜よりも高い比抵抗、具体的には１０００μ
Ω・ｃｍ以上の比抵抗を有し、しかも周波数特性が良好
である。また透磁率においても、ＧＨｚ帯域まで実効透
磁率（μ′）は一定の値を有し、且つ虚数部の透磁率
μ″は低く抑えられており、損失が小さいものとなって
いる。

【００２４】以下本発明における軟磁性膜の特徴につい
て説明する。本発明における軟磁性膜は、主成分のＣｏ
と、Ｆｅ，Ｎｉのうちいずれか一方、あるいは両方から
成る元素Ｔと、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土
類元素から選ばれる１種または２種以上の元素ＭとＯと
を主に含有するものである。

【００２５】本発明における軟磁性膜の具体的な組成式
は、（Ｃｏ_1-cＴ_c）_xＭ_yＯ_zＸ_wで表わされる。ただし、
Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏ
ｓ，Ｉｒのうち１種あるいは２種以上の元素であり、組
成比ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％である。

【００２６】前記軟磁性膜において、Ｃｏと元素Ｔは主
成分であり、Ｃｏと元素Ｔ（Ｆｅ，Ｎｉ）は強磁性を示
す元素である。従ってこれらＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅは磁性を
担う元素である。特に高飽和磁束密度を得るためには、
ＣｏとＦｅの含有量は多いほど好ましいが、ＣｏとＦｅ
の含有量を少なくし過ぎると飽和磁束密度が小さくなっ
てしまう。また、Ｃｏは、一軸磁気異方性を大きくする
作用がある。

【００２７】Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類
元素から選ばれる１種または２種以上の元素ＭとＯとを
主に含有するものである元素Ｍは、軟磁気特性と高抵抗
を両立するために必要なものである。これらは酸素と結
合し易く、結合することで酸化物を形成する。例えば、
元素ＭとしてＨｆが使用される場合、ＨｆはＯとＨｆＯ
₂となって酸化物を形成する。

【００２８】また、元素Ｍの酸化物の含有量を調整する
ことにより、比抵抗を高めることができる。Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒのうち
１種あるいは２種以上の元素である元素Ｘは、本発明に
おける軟磁性膜の耐食性、および周波数特性を向上させ
るが、その含有量が２０ａｔ％（原子％）を越えると軟
磁気特性、特に飽和磁化が低下しすぎて好ましくない。

【００２９】本発明では良好な軟磁気特性を確保しつつ
高い飽和磁束密度を維持するためには、ｃは、０≦ｃ≦
０．７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、７
≦ｚ≦４０、０≦ｗ≦２０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の
関係を満足することが好ましい。さらに良好な軟磁気特
性と高い飽和磁束密度を確実に得るためには、ａｔ％で
５≦ｙ≦２０、１０≦ｚ≦３０の範囲とすることがより
好ましい。ｃは、０≦ｃ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａ
ｔ％で、７≦ｙ≦１５、２０≦ｚ≦３５、０≦ｗ≦１
９、３０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５０の関係を満足することがよ
り好ましい。

【００３０】次に、実験に基づいて本発明における軟磁
性膜の膜構造、および結晶構造等について説明する。図
５には、種々のＣｏ、Ｆｅの組成比におけるＣｏ―Ｆｅ
―Ｈｆ―Ｏ膜の、成膜直後（ａｓ―ｄｅｐｏ）の状態で
のＸ線回折像が示されている。なお図中には１００ＭＨ
ｚにおける実効透磁率μ′の値も併せて記載した。図中
Ｆｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄は比較例である。

【００３１】Ｆｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄には、ｂｃｃ（１１０）
の小さいピークと、２θ＝４７°付近にアモルファスを
示すハローが観察され、ｂｃｃ相とアモルファス相とか
らなることがわかる。これにＣｏを加えていくと、ｂｃ
ｃ（１１０）の回折線は徐々にブロードになり、ｈｃｐ
相を示すブロードな回折線が現れる。Ｆｅを全てＣｏで
置換したＣｏ₆₅Ｈｆ₁₂Ｏ₂₃では、ｈｃｐ相からの微小な
回折線とハローが現れており、この試料は微細な結晶粒
径を有するｈｃｐ相とアモルファス相とから成ると推察
される。

【００３２】次に、Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1な
る組成の膜を成膜して、成膜直後における前記軟磁性膜
の高分解ＴＥＭ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｌｅｃ
ｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）像と電子線回折像を
写し、さらにＥＤＸ（ＥｎｅｒｇｙＤｉｓｐｅｒｓｉ
ｖｅＸ―ｒａｙＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によ
り、微小領域の組成分析を行った。図６は、高分解ＴＥ
Ｍ像写真、図７は、図６に示す高分解ＴＥＭ像写真の一
部分を模式図で示した図、図８，９は、ＥＤＸによる微
細領域の組成分析結果である。なお図７に示す番号１の
部分の組成分析結果を図８に、図７に示す番号２の部分
の組成分析結果を図９に示す。

【００３３】また、比較例として、Ｆｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜
の高分解ＴＥＭ像およびＥＤＸによる組成分析結果を図
１０から図１３に示す。なお、図１１に示す番号１の部
分の組成分析結果を図１２に、図１１に示す番号２の部
分の組成分析結果を図１３に示す。

【００３４】Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜の高分
解ＴＥＭ像写真の模式図である図７の番号１の部分およ
びＦｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜の高分解ＴＥＭ像写真の模式図で
ある図１１の番号１の部分を、電子線回折像で見てみる
と、スポットパターンが現れていることがわかった。こ
のため高分解ＴＥＭ像の番号１における部分は微結晶相
であることがわかる。なおこの微結晶相の結晶構造は、
図５を参照すると、ｂｃｃ（体心立方構造）構造を主体
とするものであることがわかる。

【００３５】一方、この微結晶相の回りを取り囲む図７
および図１１に示す番号２の部分を、電子線回折像で見
てみると、ハロー（リングパターン）が現れていること
がわかった。このため高分解ＴＥＭ像の番号２における
部分はアモルファス相であることがわかる。

【００３６】つまり、本発明におけるＣｏ_44.3Ｆｅ_19.1
Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜、および比較例としてのＦｅ₅₅Ｈｆ₁₁
Ｏ₃₄膜共に、ｂｃｃ構造を主体とした微結晶相を、アモ
ルファス相が取り囲んでいる膜構造を有しているものと
推察される。

【００３７】ところが、図８，９および図１２，１３に
示すＥＤＸによる組成分析結果を見てみると、Ｃｏ
_454.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜とＦｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜
とでは、特に各膜の微結晶相（図８および図１２に示す
組成分析結果）に含まれるＨｆおよびＯの量が大きく異
なっていることがわかる。

【００３８】図８に示すＣｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ
_22.1膜の微結晶相の組成分析結果を見ると、前記微結晶
相にはＦｅとＣｏ以外にＨｆとＯが多く含まれているこ
とがわかる。つまり、Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1
膜の微結晶相には、金属のＦｅやＣｏ以外に、Ｈｆの酸
化物や酸素を多量に含んでいるものと推測され、従って
前記微結晶相は、金属的な性質よりむしろ半導体的な性
質を帯びているものと考えられる。

【００３９】これに対し、図１２に示すＦｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ
₃₄膜の微結晶相には、Ｆｅ以外にＨｆやＯがあまり含ま
れておらず、従って前記微結晶相は金属的な性質を帯び
ているものと推測される。

【００４０】また、Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜
の微結晶相、およびＦｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜の微結晶相を取
り囲むアモルファス相には、図９および図１３の組成分
析結果から見てわかるように、ＨｆとＯが多量に含まれ
ており、従って前記アモルファス相は、Ｈｆの酸化物が
主体となって形成されているものと推測される。

【００４１】ところで、本発明における軟磁性膜の比抵
抗は、１０００μΩ・ｃｍ以上と非常に高い値を有して
いるのに対し、Ｆｅ―Ｍ―Ｏ膜の比抵抗は、４００μΩ
・ｃｍ程度から高くても１０００μΩ・ｃｍ程度であ
り、本発明における軟磁性膜とＦｅ―Ｍ―Ｏ膜の比抵抗
とでは、大きく異なった値を示しているが、これは、前
述した微結晶相の構造の相違が一因であるものと推測さ
れる。

【００４２】前述したように、本発明におけるＣｏ_44.3
Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜の微結晶相には、ＨｆやＯが
多量に固溶しているため、前記微結晶相は半導体的な性
質を有しており、比抵抗が比較的高くなっているものと
考えられる。

【００４３】つまり、Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1
膜は、比較的高い比抵抗を有する微結晶相を、主にＨｆ
の酸化物で形成されている比抵抗の高いアモルファス相
が取り囲んでいる膜構造を有しており、膜全体が高い比
抵抗を有するものとなっている。

【００４４】これに対し、比較例としてのＦｅ₅₅Ｈｆ₁₁
Ｏ₃₄膜の微結晶相は、大部分がＦｅで形成されているた
め、前記微結晶相は金属的な性質を有しており、従って
比抵抗は低くなっているものと推測される。

【００４５】つまり、Ｆｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜は、比抵抗の
低い微結晶相を、比抵抗の高いアモルファス相が取り囲
んでいる膜構造を有しており、従って膜全体が高い比抵
抗を有しているのではなく、膜の所々に比抵抗の低い部
分（微結晶相）が混在した状態となっている。

【００４６】以上のように、本発明における軟磁性膜
は、膜全体に酸素がを含んでいるため、アモルファス相
のみならず微結晶相の比抵抗も高くなっており、従って
Ｆｅ―Ｍ―Ｏ膜に比べて高い比抵抗を有しているものと
考えられる。

【００４７】また、本発明におけるＣｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈ
ｆ_14.5Ｏ_22.1膜では、ＨｆとＯとの割合が（Ｈｆ：Ｏ）
＝（１：１．６）であるのに対し、比較例としてのＦｅ
₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜では、（Ｈｆ：Ｏ）＝（１：３．１）と
なっており、Ｆｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜の方が、Ｈｆに対する
Ｏの割合が高くなっている。

【００４８】ＨｆはＯと結び付いて、ＨｆＯ₂という酸
化物になりやすいが、Ｆｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜では、Ｈｆと
Ｏとの割合が１：２以上であり、Ｏが過飽和の状態にあ
る。にもかかわらず、Ｆｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜の比抵抗が、
Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜の比抵抗よりも低く
なるのは、Ｆｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜の微結晶相にはＯがほと
んど固溶しておらず、前記微結晶相の比抵抗が低くなっ
ているからであると考えられる。

【００４９】また比較例としてのＦｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜で
は、図１５に示すように、比抵抗の周波数特性が非常に
悪くなっている。これは前述した比抵抗の低い微結晶相
に原因があるものと推測される。

【００５０】図１５に示すように周波数が高くなるにつ
れて、比抵抗が低下しているが、これは、周波数が高く
なると、粒界部分の静電容量による変位電流のため、粒
界のインピーダンスが低下するためであり、酸素が粒界
に局在し易いＦｅ―Ｈｆ―Ｏ膜の場合に特有の現象であ
る。すなわち、直流および低い周波数では、粒界静電容
量の効果はないため、比抵抗の低い金属性微結晶と比抵
抗の高い半導体性粒界が等価的に直列接続された状態と
なっており全体として高い比抵抗を示すが、周波数が高
くなると、粒界静電容量による変位電流が優勢となっ
て、比抵抗が低下していく。この現象は、Ｆｅ―Ｈｆ―
Ｏ膜のみに見られるわけではなく、多結晶フェライトに
おいても良く見られる。これらの現象が起こるための構
造上の共通な点は、低い比抵抗を持つ粒（結晶質、非晶
質にかかわらず）の周りを高抵抗の粒界（絶縁性、半導
体性）が取り囲むような、ある程度明確な相分離構造を
持つことである。

【００５１】これらに対し、本発明で提案されるような
軟磁性膜は、結晶粒のサイズが前記Ｆｅ―Ｈｆ―Ｏ膜の
場合よりも更に微細であり、結晶粒内にも相当量の酸素
を含むので、酸素原子の局在化は顕著でなく、ほぼ均一
に膜中に存在する。従って、酸素が粒界に局在して相分
離するような場合に比べて、高周波での粒界効果は少な
いと考えられる。実際に、このような微構造を有するＣ
ｏ―Ｆｅ―Ｈｆ―Ｏ膜に対して測定された比抵抗は高周
波においても低下しないことが確認されている。

【００５２】このように本発明によれば、Ｆｅ―Ｍ―Ｏ
膜よりも高い比抵抗を有し、且つ周波数特性に優れた軟
磁性膜を得ることが可能である。

【００５３】また本発明の軟磁性膜は、Ｃｏを含有して
いるので、前記軟磁性膜の一軸異方性は、Ｆｅ―Ｍ―Ｏ
膜の一軸異方性よりも数倍大きくなっており、従って、
本発明における軟磁性膜の透磁率の周波数特性は、非常
に良好なものとなっている。

【００５４】また本発明の軟磁性膜はＣｏを含有してい
ることで、Ｆｅ―Ｍ―Ｏ膜に比べて飽和磁化（Ｉｓ）が
若干低下するが、それでも本発明における軟磁性膜では
１．０（Ｔ：テスラ）以上の飽和磁化を得ることが可能
である。

【００５５】以上、詳述した本発明における軟磁性膜
を、高周波対応の例えば薄膜磁気ヘッド、平面型磁気素
子（トランス、インダクタ）、フィルタなどに使用すれ
ば、高周波数帯域での損失の少ない特性の優れたものを
製造することができる。

【００５６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の薄膜磁気ヘッドの
縦断面図である。図１に示す薄膜磁気ヘッドは、ハード
ディスクなどの記録媒体へ信号を書き込むインダクティ
ブヘッドである。このインダクティブヘッドは、ハード
ディスクなどの記録媒体に対向する浮上式磁気ヘッドの
スライダのトレーリング側端面に設けられているもので
ある。またより高密度な記録に対応するために、磁気抵
抗効果を利用した読み出しヘッドにインダクティブヘッ
ドが積層されていてもよい。

【００５７】図１に示す符号１は、軟磁性材料で形成さ
れた下部コア層であり、この下部コア層１の上に、Ａｌ
₂Ｏ₃（アルミナ）などの非磁性材料で形成されたギャッ
プ層２が設けられている。ギャップ層２の上にはレジス
ト材料やその他の有機材料で形成された絶縁層３が形成
されている。前記絶縁層３上には、Ｃｕなどの電気抵抗
の低い導電性材料により、コイル層４が螺旋状に形成さ
れている。なお、コイル層４は、後述する上部コア層６
の基端部６ｂの周囲を周回するように形成されている
が、図１ではそのコイル層４の一部のみが現れている。

【００５８】そして、コイル層４上には、有機樹脂材料
などの絶縁層５が形成されている。絶縁層５の上には、
磁性材料製の上部コア層６が形成されている。上部コア
層６の先端部６ａは、記録媒体との対向部において、下
部コア層１上に前記ギャップ層２を介して接合され、ギ
ャップ長Ｇｌの磁気ギャップが形成されている。また上
部コア層６の基端部６ｂは、ギャップ層２および絶縁層
３に形成された穴を介して、下部コア層１に磁気的に接
続されている。

【００５９】書き込み用のインダクティブヘッドでは、
コイル層４に記録電流が与えられると、下部コア層１お
よび上部コア層６に記録磁界が誘導され、下部コア層１
と上部コア層６の先端部６ａとの磁気ギャップ部分から
の洩れ磁界により、ハードディスクなどの記録媒体に磁
気信号が記録される。また読み込みをする場合は、記録
媒体に記録された磁気記録からの漏れ磁界を磁気ギャッ
プの部分により拾い出し、コイル層４により電気信号に
変換し出力を取り出す。

【００６０】本発明では、前記下部コア層１と上部コア
層６のうち少なくとも一方が、（Ｃｏ_1-cＴ_c）_xＭ_yＯ_z
Ｘ_wから成る軟磁性膜により形成されている。ただし、
ＴはＦｅ，Ｎｉのうちいずれか一方あるいは両方を含む
元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと
希土類元素から選ばれる１種または２種以上の元素であ
り、Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｏｓ，Ｉｒから選ばれる１種あるいは２種以上の元
素であり、組成比を示すｃは、０≦ｃ≦０．７、ｘ，
ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、７≦ｚ≦４０、
０≦ｗ≦２０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の関係を満足
し、残部はｘである。

【００６１】より好ましくは、前記軟磁性膜の組成比を
示すｃは、０≦ｃ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％
で、７≦ｙ≦１５、２０≦ｚ≦３５、０≦ｗ≦１９、３
０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５０の関係を満足し、残部はｘであ
る。なお本発明では前記元素ＴがＦｅであることが好ま
しく、この場合、ＣｏとＦｅとの割合｛Ｃｏ／（Ｃｏ＋
Ｆｅ）｝が０．３〜０．８であることがより好ましい。
元素ＴをＦｅとして、ＣｏとＦｅとの割合を０．３≦
｛Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８とすることで、より
優れた軟磁気特性および周波数特性を得ることができ
る。さらに好ましくはＣｏとＦｅとの割合を７：３とす
ると良い。

【００６２】また、本発明における軟磁性膜の組成を構
成する一元素として、Ｏ（酸素）に代えてＮ（窒素）を
用いてもよいし、あるいはＯとＮとを添加してもよい。
また本発明における軟磁性膜は、アモルファス相に微結
晶相が混在した膜構造を有するものであるが、前記微結
晶相には、Ｃｏや元素Ｔの他に、元素Ｍの酸化物やある
いは酸素を多量に含んでおり、従って前記微結晶相の比
抵抗は比較的高い値を有していると推測される。またこ
の微結晶相の結晶構造としては、ｂｃｃ構造（体心立方
構造）、ｆｃｃ構造（面心立方構造）、ｈｃｐ構造（稠
密六方構造）のうちいずれであってもよいが、より好ま
しくは結晶構造の大半がｂｃｃ構造で形成されることで
ある。

【００６３】図５に示すように、Ｃｏの濃度が増加する
と、ｈｃｐ構造が主体となっていき、逆にＣｏの濃度が
減少して、Ｆｅ（元素Ｔ）の濃度が増加すると、ｂｃｃ
構造が主体となっていくのがわかる。前述したように、
本発明では元素ＴをＦｅとして、ＣｏとＦｅとの割合を
７：３とすることがより好ましいが、図５に示すＣｏ
_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1（ＣｏとＦｅの割合が７：
３）の結晶構造を見てみると、微結晶相の大半がｂｃｃ
構造となっていることがわかる。

【００６４】なお前記微結晶相の平均結晶粒径は３０ｎ
ｍ以下であることが好ましい。図６に示す高分解ＴＥＭ
写真の模式図である図７を見ると、微結晶相（番号１の
部分）の結晶粒径は、３０ｎｍ以下となっていることが
わかる。また前記微結晶相を取り囲むアモルファス相
は、主にＨｆの酸化物により形成されているため、前記
アモルファス相の比抵抗は、高い値を有したものとなっ
ている。

【００６５】このように、本発明における軟磁性膜は、
アモルファス相に微結晶相が混在した膜構造を有し、前
記アモルファス相のみならず微結晶相にも酸化物（ある
いは酸素）が固溶しているので、前記微結晶相からも高
い比抵抗を得ることができ、軟磁性膜全体の比抵抗を高
めることができる。本発明の軟磁性膜によれば１０００
μΩ・ｃｍ〜３０００μΩ・ｃｍ程度の比抵抗を得るこ
とが可能である。

【００６６】また、本発明の軟磁性膜であれば、膜構造
を構成する微結晶相が高い比抵抗を有しているので、周
波数を高めることにより前記微結晶相が移動しやすくな
っても、軟磁性膜の比抵抗はそれほど低下しない。つま
り本発明の軟磁性膜であれば、優れた比抵抗の周波数特
性を得ることが可能である。また本発明の軟磁性膜はＣ
ｏを含有しているので、前記軟磁性膜の一軸異方性は非
常に高い値を示し、周波数特性に優れた透磁率を得るこ
とができる。

【００６７】本発明の軟磁性膜によれば、ＧＨｚ帯域ま
でほぼ一定の実効透磁率を得ることができ、且つ性能係
数Ｑ（実効透磁率μ′／虚数部における透磁率μ″）を
１以上に保つことができる。また本発明における軟磁性
膜であれば、１．０（Ｔ；テスラ）以上の飽和磁化（Ｉ
ｓ）を得ることが可能である。

【００６８】図１に示すコア層１，６を上記軟磁性膜に
より形成するには、スパッタ法、蒸着法などを使用すれ
ばよい。スパッタ装置としてはＲＦ二極スパッタ、ＤＣ
スパッタ、マグネトロンスパッタ、三極スパッタ、イオ
ンビームスパッタ、対向ターゲット式スパッタなどの既
存のものを使用すればいよい。前記軟磁性膜中に、Ｏ
（酸素）を添加する方法としては、Ａｒなどの不活性ガ
ス中にＯ₂ガスを混合した（Ａｒ＋Ｏ₂）混合ガス雰囲気
中でスパッタを行う反応性スパッタ、あるいは、元素Ｍ
の酸化物（ＨｆＯ₂など）のチップを用いた複合ターゲ
ットをＡｒ雰囲気中、あるいはＡｒ＋Ｏ₂混合ガス雰囲
気中でスパッタする方法が有効である。

【００６９】またＣｏのターゲット上に希土類元素など
の元素Ｍあるいは元素Ｔなどの各種ペレットを配置した
複合ターゲットを用いて、Ａｒ＋Ｏ₂混合ガス雰囲気中
で製作することもできる。以上詳述した軟磁性膜を、薄
膜磁気ヘッドの下部コア層１および上部コア層６に使用
すれば、高記録密度化に伴い周波数を高めても、前記コ
ア層１，６の比抵抗が高いために、渦電流が発生しにく
く、前記渦電流による熱損失をより低減させることが可
能となる。

【００７０】図２（ａ）（ｂ）は、前述した軟磁性膜を
用いて形成されたインダクタ（平面型磁気素子）の構造
を示すものであり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は
図２（ａ）のＡ―Ａ線断面図である。この例のインダク
タにおいては、フレキシブル基板７上に取り出し電極３
１を形成する。この取り出し電極３１は基板用配線を兼
ねている。酸化膜３２と磁性膜３３と絶縁膜３４が順次
積層され、絶縁膜３４上にスパイラルコイル状の平面コ
イル３５が形成される。平面コイル３５の中心部は、酸
化膜３２と磁性膜３３と絶縁膜３４に開けられたスルー
ホールにより取り出し電極３１と接続されている。さら
に平面コイル３５を覆って絶縁膜３６が形成され、絶縁
膜３６上に磁性膜３７が形成されている。平面コイル３
５の端からは取り出し電極３８がフレキシブル基板７上
に延びている。前記取り出し電極３８も基板用配線を兼
ねている。

【００７１】平面コイル３５は、銅、銀、金、アルミニ
ウムあるいはこれらの合金などの良導電性金属材料から
なり、インダクタンス、直流重畳特性、サイズなどに応
じて、電気的に直列に、縦にあるいは横に絶縁膜を介し
て適宜配置することができる。また平面コイル３５を並
列的に複数設けることでトランスを構成できる。さら
に、平面コイル３５は、導電層を基板上に形成後、フォ
トエッチングすることにより各種の形状に作成できる。
導電層の製膜方法としては、プレス圧着、メッキ、金属
溶射、真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティン
グ、スクリーン印刷焼成法などの適宜の方法を用いれば
よい。

【００７２】絶縁膜３４，３６は、平面コイル３５への
通電時において、磁性膜３３，３７と導通してショート
することを防止するために設けられている。絶縁膜３
４，３６は、ポリイミドなどの高分子フィルム、ＳｉＯ
₂、ガラス、硬質炭素膜などの無機質膜からなるものを
用いることが好ましい．この絶縁膜３４，３６は、ペー
スト印刷またはスピンコート後に焼成する方法、溶融メ
ッキ法、溶射、気相メッキ、真空蒸着、スパッタリン
グ、イオンブレーティングなどの方法により形成され
る。磁性膜３３，３７は、前述の軟磁性膜により形成さ
れる。

【００７３】前述の如く構成されたインダクタは、小型
かつ薄型で軽量であり、優れた磁気特性を有する磁性膜
３３，３７を有しているので、平面型磁気素子の小型軽
量化に寄与するとともに、優れたインダクタを示す。な
お、図２では、平面型磁気素子（インダクタ）について
説明したが、例えば一次側と二次側のコイルを設けてト
ランスとして用いることも可能である。

【００７４】さらに近年では、移動通信機器が発達し、
例えば携帯電話機用のＬＣフィルタの構成要素の中で占
有面積の大きい空心インダクタの小型化が期待されてい
る。本発明における軟磁性膜を用いることにより、単位
面積当たりのインダクタンスを大きくすることが可能で
あり、前記空心インダクタの小型化を実現できる。

【００７５】

【実施例】本発明では、前述した軟磁性膜（Ｃｏ―Ｔ―
Ｍ―Ｏ膜）を用いて、この軟磁性膜における周波数と比
抵抗との関係、および周波数と透磁率との関係について
調べた。実験では、まず組成がＣｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ
_14.5Ｏ_22.1から成る軟磁性膜を成膜した。成膜には、高
周波二極スパッタ装置を用いて、ＣｏターゲットにＦｅ
とＨｆの各種ペレットを用いた複合ターゲットを用い、
Ａｒ＋０．１〜１．０％Ｏ2の混合ガス雰囲気中でスパ
ッタを行った。主なスパッタ条件は以下の通りである。

【００７６】予備排気：５×１０^-7Ｔｏｒｒ以下高周波入力：２００ＷＡｒ＋Ｏ₂ガス圧：６〜８×１０^-3Ｔｏｒｒ基板：ガラス基板（間接水冷）そして成膜後、Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜にお
ける周波数と比抵抗との関係を１日目から６日目までの
計６回測定した。その実験結果を図３に示す。

【００７７】図に示すように、比抵抗は、周波数を高め
てもほぼ一定の値を示し、しかも約１５００μΩ・ｃｍ
以上の高い値を示していることがわかる。これに対し、
Ｃｏを含有しないＦｅ₆₁Ｈｆ₁₃Ｏ₂₆膜の場合、図１５に
示すように、周波数が１０ＭＨｚ以上になると、比抵抗
が極端に低下してしてしまい、Ｆｅ₆₁Ｈｆ₁₃Ｏ₂₆膜で
は、優れた比抵抗の周波数特性が得られないことがわか
る。Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜の比抵抗が高
く、しかも周波数特性に優れている理由の一つに、この
軟磁性膜の膜構造が挙げられる。

【００７８】前述したように、本発明における軟磁性膜
は、微結晶相と、この微結晶相を取り囲むアモルファス
相とで構成されているが、この膜構造は、Ｆｅ₆₁Ｈｆ₁₃
Ｏ₂₆膜の膜構造と類似したものとなっている。Ｃｏ_44.3
Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜の膜構造と、Ｆｅ₆₁Ｈｆ₁₃Ｏ
₂₆膜の膜構造とで大きく異なる点は、微結晶相に含まれ
る酸素量である。Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜の
微結晶相には、ＣｏやＦｅの他に酸素が多量に固溶して
おり、従って前記微結晶相は半導体的な性質を帯び、前
記微結晶相の比抵抗は比較的高いものとなっている。

【００７９】これに対しＦｅ₆₁Ｈｆ₁₃Ｏ₂₆膜の微結晶相
には、Ｆｅ以外に酸素がほとんど含まれておらず、前記
微結晶相は金属的な性質を帯び、前記微結晶相の比抵抗
は低いものとなっている。つまり、本発明におけるＣｏ
_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜は、アモルファス相のみ
ならず微結晶相の比抵抗も高くなっているために、膜全
体としての比抵抗は高くなり、しかも優れた周波数特性
を得ることが可能となっている。一方、従来のＦｅ₆₁Ｈ
ｆ₁₃Ｏ₂₆膜であると、図１５に示すように１０ＭＨｚ程
度までは比較的高い比抵抗を得ることができるが、周波
数がそれ以上になると、粒界静電容量による変位電流が
優勢となって、比抵抗の周波数特性は悪化してしまうも
のと考えられる。

【００８０】次に、Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜
における周波数と透磁率との関係を測定した。その実験
結果を図４に示す。図に示すように、実効透磁率μ′
（Ｏｂｓ．）はＧＨｚ帯域までほぼ一定であり、虚数部
の透磁率μ″（Ｏｂｓ．）も低く抑えられている。また
実効透磁率μ′／虚数部の透磁率μ″で表わされる、い
わゆる性能係数Ｑは、周波数が１ＧＨｚにおいても約２
であり、少なくとも周波数が約１ＧＨｚ以下であれば損
失を低く抑えることが可能である。従って本発明におけ
る軟磁性膜は、１〜１０ＭＨｚ程度の高周波数帯域で用
いられる平面型磁気素子（トランス、インダクタ）、１
０〜１００ＭＨｚ程度の高周波数帯域で用いられる薄膜
磁気ヘッド、および１００ＭＨｚ〜ＧＨｚ帯で用いられ
る携帯機器用のＬＣフィルタなどに、好適な材料である
ことがわかる。

【００８１】Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜におけ
る透磁率の周波数特性が良好となっているのは、Ｃｏが
含まれているために、一軸異方性が従来材料よりも大き
くなっているからである。また図４に示すように、実験
により得られた実効透磁率μ′（Ｏｂｓ）および虚数部
の透磁率μ″（Ｃａｌｃ）の曲線は、計算により算出し
た実効透磁率μ′（Ｃａｌｃ）および虚数部の透磁率
μ″（Ｃａｌｃ）の曲線とほぼ一致していることがわか
る。

【００８２】これは図３に示すように、Ｃｏ_44.3Ｆｅ
_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜における比抵抗の周波数特性が良
好となっていることに起因しているものと推測される。
さらに、本発明では、Ｃｏ―Ｔ―Ｍ―Ｏ膜の異なる組成
の各種合金膜を成膜し、各合金膜について５００ＭＨｚ
における実効透磁率の値（μ′）と、虚数部における透
磁率（μ″）の値を測定することともに、電子線回折、
Ｘ線回折を行った結果、特定できた結晶構造と平均結晶
粒径を表１に記載した。

【００８３】

【表１】

【００８４】表１に示すように、本発明の軟磁性膜であ
れば、高周波数帯域であっても性能係数Ｑ（μ′／
μ″）は、高い値を示していることがわかる。また、表
１に示す軟磁性膜の結晶構造は、ｂｃｃ構造、ｆｃｃ構
造、あるいはｂｃｃ構造とｆｃｃ構造の混成構造となっ
ているが、本発明における軟磁性膜の結晶構造は、ｂｃ
ｃ構造、ｆｃｃ構造以外にｈｃｐ構造であってもよい。
さらに、表１に示すように、軟磁性膜の微結晶相におけ
る平均粒径は、いずれも１０ｎｍ以下となっていること
がわかる。なお、本発明では、前記平均粒径が５ｎｍ以
下であることがより好ましい。

【００８５】

【発明の効果】以上、詳述した本発明の軟磁性膜は、前
述した特定の組成と特定の組成比からなるＣｏを主成分
とする軟磁性膜であり、膜構造としては、微結晶相とこ
の微結晶相を取り囲むアモルファス相とで構成され、し
かも、Ｏ（酸素）が前記アモルファス相のみならず微結
晶相にも多量に含んでいるので、前記微結晶相およびア
モルファス相の比抵抗は高い値を有し、従って軟磁性膜
としての比抵抗は従来材料に比べて非常に高く、且つ周
波数特性は優れたものとなる。

【００８６】本発明の軟磁性膜によれば、１０００μΩ
・ｃｍ以上の比抵抗を得ることが可能となっている。

【００８７】また本発明では、軟磁性膜にＣｏを含有し
ているので、前記軟磁性膜の一軸異方性は高くなり、従
って優れた透磁率を示し、またＧＨｚ帯域での性能係数
Ｑ（Ｑ＝実効透磁率μ′／虚数部の透磁率μ″）も高い
値を示すので、従来材料に比べて損失の少ないものとな
っている。

【００８８】このような軟磁性膜を、薄膜磁気ヘッドに
おけるコアに使用すれば、前記コアの比抵抗を高くする
ことができるので、高周波数帯域でも渦電流の発生など
を低減させることができ、コア機能を向上させることが
できる。

【００８９】また薄膜磁気ヘッド以外にも、前記軟磁性
膜を、平面型磁気素子（トランス、インダクタ）やフィ
ルタなどに使用すれば、前記平面磁気素子やフィルタを
小型軽量化することができ、さらに高周波数帯域におい
て損失の少ないものを製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構造を示す薄膜磁気ヘッド
の拡大断面図、

【図２】本発明の実施携帯の構造を示す平面型磁気素子
（インダクタ）の拡大断面図、

【図３】Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜における周
波数と比抵抗との関係を示すグラフ、

【図４】Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜における周
波数と透磁率との関係を示すグラフ、

【図５】Ｆｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜、Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ
_14.5Ｏ_22.1膜、Ｃｏ_60.4Ｆｅ_7.1Ｈｆ_9.9Ｏ_22.6膜、およ
びＣｏ₆₅Ｈｆ₁₂Ｏ₂₃膜におけるＸ線回折の結果を示すグ
ラフ、

【図６】Ｃｏ_44.3Ｆｅ_19.1Ｈｆ_14.5Ｏ_22.1膜の高分解Ｔ
ＥＭ像写真、

【図７】図６に示す高分解ＴＥＭ像写真の部分模式図、

【図８】図７に示す番号１の部分をＥＤＸによって組成
分析した結果を示すチャート、

【図９】図７に示す番号２の部分をＥＤＸによって組成
分析した結果を示すチャート、

【図１０】Ｆｅ₅₅Ｈｆ₁₁Ｏ₃₄膜の高分解ＴＥＭ像写真、

【図１１】図１０に示す高分解ＴＥＭ像写真の部分模式
図、

【図１２】図１１に示す番号１の部分をＥＤＸによって
組成分析した結果を示すチャート、

【図１３】図１１に示す番号２の部分をＥＤＸによって
組成分析した結果を示すチャート、

【図１４】Ｆｅ₆₁Ｈｆ₁₃Ｏ₂₆膜における周波数と透磁率
との関係を示すグラフ、

【図１５】Ｆｅ₆₁Ｈｆ₁₃Ｏ₂₆膜における周波数と比抵抗
との関係を示すグラフ、

【符号の説明】

１下部コア層２ギャップ層３、５絶縁層４コイル層６上部コア層７フレキシブル基板３１，３８取り出し電極３２酸化膜３３，３７磁性膜３４，３６絶縁膜３５平面コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧野彰宏東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者畑内隆史東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者佐々木義人東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者山沢清人長野県長野市松代町城東90番地 (72)発明者佐藤敏郎長野県長野市稲葉1006−１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主成分のＣｏと、Ｆｅ，Ｎｉのうちいず
れか一方、あるいは両方を含む元素Ｔと、Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，
Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種ま
たは２種以上の元素ＭとＯとを主に含有し、膜構造とし
ては、元素Ｍの酸化物を多量に含むアモルファス相に、
Ｃｏと元素Ｔとを主体とする微結晶相が混在しており、
さらに前記微結晶相には、元素Ｍの酸化物を含んでいる
ことを特徴とする軟磁性膜。
【請求項２】前記微結晶相の結晶構造は、ｂｃｃ構
造、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造のうち１種あるいは２種以
上の混成構造から成る請求項１記載の軟磁性膜。
【請求項３】前記微結晶相の結晶構造が、主にｂｃｃ
構造から成る請求項１または請求項２に記載の軟磁性
膜。
【請求項４】前記微結晶質相の平均結晶粒径は、３０
ｎｍ以下である請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の軟磁性膜。
【請求項５】前記軟磁性膜が下記の組成で形成されて
いる請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の軟磁性
膜。（Ｃｏ_1-cＴ_c）_xＭ_yＯ_zＸ_w ただし、ＴはＦｅ，Ｎｉのうちどちらか一方あるいは両
方を含む元素であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上
の元素であり、Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，
Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種あるいは２種
以上の元素であり、組成比を示すｃは、０≦ｃ≦０．
７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、７≦ｚ
≦４０、０≦ｗ≦２０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の関係
を満足し、残部はｘである。
【請求項６】前記軟磁性膜の組成比を示すｃは、０≦
ｃ≦０．３、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、７≦ｙ≦１
５、２０≦ｚ≦３５、０≦ｗ≦１９、３０≦ｘ＋ｙ＋ｚ
≦５０の関係を満足し、残部はｘである請求項５記載の
軟磁性膜。
【請求項７】前記元素ＴはＦｅである請求項１ないし
請求項６のいずれかに記載の軟磁性膜。
【請求項８】ＣｏとＦｅの濃度比は、０．３≦｛Ｃｏ
／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝≦０．８である請求項７記載の軟磁
性膜。
【請求項９】前記軟磁性膜を構成する一元素として、
Ｏの代わりにＮが、あるいはＯと共にＮが用いられる請
求項１ないし請求項８のいずれかに記載の軟磁性膜。
【請求項１０】前記軟磁性膜の比抵抗は、１０００〜
３０００μΩ・ｃｍである請求項１ないし請求項９のい
ずれかに記載の軟磁性膜。
【請求項１１】少なくとも下部コア層と、記録媒体と
の対向部で前記下部コア層と磁気ギャップを介して対向
する上部コア層と、両コア層に磁界を与えるコイル層と
を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部コア層と上
部コア層のうち少なくとも一方は、請求項１ないし請求
項１０のいずれかに記載された軟磁性膜により形成され
ていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項１２】請求項１ないし請求項１０のいずれか
に記載された軟磁性膜により磁心が形成されていること
を特徴とする平面型磁気素子。
【請求項１３】請求項１ないし請求項１０のいずれか
に記載された軟磁性膜により磁心が形成されていること
を特徴とするフィルタ。