JPS6025012A - 垂直磁気記録用磁気ヘッド - Google Patents
垂直磁気記録用磁気ヘッドInfo
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- JPS6025012A JPS6025012A JP13303283A JP13303283A JPS6025012A JP S6025012 A JPS6025012 A JP S6025012A JP 13303283 A JP13303283 A JP 13303283A JP 13303283 A JP13303283 A JP 13303283A JP S6025012 A JPS6025012 A JP S6025012A
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- magnetic
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/1278—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive specially adapted for magnetisations perpendicular to the surface of the record carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/221—Ion beam deposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
１、産業上の利用分野
本発明は磁気ヘッドに関するものである。
乙 従来技術
従来、磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒体性、
ビデオ、オーディオ、ディジタル等の各種電気信号の記
録に幅広く利用されている。 基体上に形成された磁性
層（磁気記録層）の面内長手方向における磁化を用いる
方式においては、新規の磁性体や新しい塗布技術等によ
シ高密度化が計られている。 また一方、近年、磁気記
録の高密度化に伴ない、磁気記録媒体の磁性層の厚さ方
向の磁化（いわゆる垂直磁化）を用いる垂直磁化記録方
式が、最近になって提案されている（例えば、［日経エ
レクトｐニクスＪ１９７８年８月７日号Ａ１９２）ｏこ
の記録方式によれば、記録波長が短くなるに伴なって媒
体内の残留磁化に作用する反磁界が減少するので、高密
度化にとりて好ましい特性を有し、本質的に高密度記録
に適した方式で１現在実用化に向けて研究が行なわれて
いる。
ビデオ、オーディオ、ディジタル等の各種電気信号の記
録に幅広く利用されている。 基体上に形成された磁性
層（磁気記録層）の面内長手方向における磁化を用いる
方式においては、新規の磁性体や新しい塗布技術等によ
シ高密度化が計られている。 また一方、近年、磁気記
録の高密度化に伴ない、磁気記録媒体の磁性層の厚さ方
向の磁化（いわゆる垂直磁化）を用いる垂直磁化記録方
式が、最近になって提案されている（例えば、［日経エ
レクトｐニクスＪ１９７８年８月７日号Ａ１９２）ｏこ
の記録方式によれば、記録波長が短くなるに伴なって媒
体内の残留磁化に作用する反磁界が減少するので、高密
度化にとりて好ましい特性を有し、本質的に高密度記録
に適した方式で１現在実用化に向けて研究が行なわれて
いる。
３、発明の目的
本発明は、上記した如き磁気記録方式に好適で高磁化、
低抗磁力、高耐食性を期待できる磁気ヘッドを提供する
ことを目的とするものである。
低抗磁力、高耐食性を期待できる磁気ヘッドを提供する
ことを目的とするものである。
４、発明の構成
即ち、本発明は、透磁層の少なくとも一部が窒化鉄によ
って形成されていることを特徴とする磁気ヘッドに係る
ものでおる。
って形成されていることを特徴とする磁気ヘッドに係る
ものでおる。
５、実施例
一以下、本発明の実施例を図面について詳細に説明する
。
。
第１図は、磁気テープ等の磁気記録媒体１５を垂直磁気
記録するのに使用する磁気ヘッド１６．１７を示すもの
である。 このうち、ヘッド１６は補助磁極として働ら
き、これに対向配置されるヘッド１７は主磁極として機
能せしめられる。
記録するのに使用する磁気ヘッド１６．１７を示すもの
である。 このうち、ヘッド１６は補助磁極として働ら
き、これに対向配置されるヘッド１７は主磁極として機
能せしめられる。
ここで特徴的なことは、主磁極１７として、ガラス基板
Ｓ上に窒化鉄（ＦｅｘＮ）、特にｒ’ ＦｅａＮ又は（
α−Ｆｅ＋ ７’ ＦｅａＮ） からなる磁性膜１４を
被着せしめ、これを別のガラス板等の保持具１８で保護
した構造のものを使用していることである。
Ｓ上に窒化鉄（ＦｅｘＮ）、特にｒ’ ＦｅａＮ又は（
α−Ｆｅ＋ ７’ ＦｅａＮ） からなる磁性膜１４を
被着せしめ、これを別のガラス板等の保持具１８で保護
した構造のものを使用していることである。
磁性膜１４を構成するＦｅｘ Ｎは、後述することがら
明らかなように、飽和磁化が大きくて信号記録を充分に
行なえると同時に、ヘッドに要求される低い抗磁力（Ｈ
ｅ）を示す。 従って、そうした磁性膜１４を透磁層と
して有するヘッドの性能は極めて良好となる。 しかも
、ＦｅｘＮは窒素の含有によって耐食性も良好となシ、
これもヘッド特性の向上に寄与している。
明らかなように、飽和磁化が大きくて信号記録を充分に
行なえると同時に、ヘッドに要求される低い抗磁力（Ｈ
ｅ）を示す。 従って、そうした磁性膜１４を透磁層と
して有するヘッドの性能は極めて良好となる。 しかも
、ＦｅｘＮは窒素の含有によって耐食性も良好となシ、
これもヘッド特性の向上に寄与している。
なお１、例えば、この垂直磁気記録方式においては、補
助磁極１６が記録信号にょ）励磁され、そこから媒体１
５側−＼磁界が発生し、これにょシ面内方向に主磁極１
７へ向けてフラックスが集中し、媒体１５の磁性層に主
磁極１７に対応した磁気記録がなされる。
助磁極１６が記録信号にょ）励磁され、そこから媒体１
５側−＼磁界が発生し、これにょシ面内方向に主磁極１
７へ向けてフラックスが集中し、媒体１５の磁性層に主
磁極１７に対応した磁気記録がなされる。
第２図には、他の磁気ヘッド２７を示したが、このヘッ
ドでも、例えばフェライトからなるコア材Ｓの磁気ギャ
ップ２０側の対向面にＦｅｘＮからなる磁性膜１４が夫
々形成されている。 なお、ヘッド全面がＦｅｘ Ｎで
覆われているヘッドであってもよい。 コレらのＦｅｘ
Ｎよシ形成されているヘッドは特に高密度°記録に適し
ている。
ドでも、例えばフェライトからなるコア材Ｓの磁気ギャ
ップ２０側の対向面にＦｅｘＮからなる磁性膜１４が夫
々形成されている。 なお、ヘッド全面がＦｅｘ Ｎで
覆われているヘッドであってもよい。 コレらのＦｅｘ
Ｎよシ形成されているヘッドは特に高密度°記録に適し
ている。
また、上記のＦｅｘ Ｎ磁性膜１４は、上記以外の磁気
ヘッド（例えば薄膜ヘッド）にも形成することができる
。
ヘッド（例えば薄膜ヘッド）にも形成することができる
。
次に、上記の磁気ヘッドの製造方法を説明する。
まず、基板Ｓ（ガラス板、フェライトコア材等）を用意
し、その所定の面上に以下に説明する方法によってＦｅ
ｘＮ膜１４膜形４する。 仁のために、第３図〜第８図
に示すイオンビーム発生装置を使用するのが望ましい。
し、その所定の面上に以下に説明する方法によってＦｅ
ｘＮ膜１４膜形４する。 仁のために、第３図〜第８図
に示すイオンビーム発生装置を使用するのが望ましい。
第３図に示す装置は基本的には、対向ターゲットスパッ
タ部Ａと、このスパッタ部からイオン化粒子を導出する
イオンビーム導出部Ｂとからなっている。
タ部Ａと、このスパッタ部からイオン化粒子を導出する
イオンビーム導出部Ｂとからなっている。
スパッタ部Ａにおいて、１は真空槽、２は真空槽１内に
所定のガス（Ａｒ 十Ｎｚ ）を導入してガス圧力を１
０−ｍ〜１０ ’ Ｔｏｒｒ程度に設定するガス導入管
である。 真空槽１の排気系は図示省略した。
所定のガス（Ａｒ 十Ｎｚ ）を導入してガス圧力を１
０−ｍ〜１０ ’ Ｔｏｒｒ程度に設定するガス導入管
である。 真空槽１の排気系は図示省略した。
ターゲット電極は、ターゲットホルダー４にょシＦｅ製
の一対のターゲットＴＩ、Ｔ１を互いに隔てて平行に対
向配置した対向ターゲット電極として構成されている。
の一対のターゲットＴＩ、Ｔ１を互いに隔てて平行に対
向配置した対向ターゲット電極として構成されている。
これらの□ターゲット間には、外部の磁界発生手段（
マグネットコイル）３による磁界が形成される。 なお
、図中の５は冷却水導入管、６は同導出管で必シ、１３
は加速用の電極であるＯ このように構成されたスパッタ装置において、平行に対
向し合った両ターゲッ）Ｔ□、Ｔ２の各表面と垂直方向
に磁界を形成し、この磁界によシ陰極降下部（即ち、第
４図に明示する如く、ターゲラｈＴｔ Ｔｚ間に発生し
たプラズマ雰囲気７と各ターゲ７）Ｔ□及びＴ２との間
の領域８．９）での電界で加速されたスパッタガスイオ
ンのターゲット表面に対する衝撃で放出されたγ電子を
ターゲット間の空間にとじ込め、対向した他方のターゲ
ット方向へ移動させる。 他方のターゲット表面へ移動
したγ電子は、その近傍の陰極降下部で反射される。
こうして、γ電子はターゲットＴ、−Ｔ。
マグネットコイル）３による磁界が形成される。 なお
、図中の５は冷却水導入管、６は同導出管で必シ、１３
は加速用の電極であるＯ このように構成されたスパッタ装置において、平行に対
向し合った両ターゲッ）Ｔ□、Ｔ２の各表面と垂直方向
に磁界を形成し、この磁界によシ陰極降下部（即ち、第
４図に明示する如く、ターゲラｈＴｔ Ｔｚ間に発生し
たプラズマ雰囲気７と各ターゲ７）Ｔ□及びＴ２との間
の領域８．９）での電界で加速されたスパッタガスイオ
ンのターゲット表面に対する衝撃で放出されたγ電子を
ターゲット間の空間にとじ込め、対向した他方のターゲ
ット方向へ移動させる。 他方のターゲット表面へ移動
したγ電子は、その近傍の陰極降下部で反射される。
こうして、γ電子はターゲットＴ、−Ｔ。
間において磁界に束縛されなプ（ら往復運動を繰返すこ
とになる。 この往復運動の間に、γ電子は中性の雰囲
気ガスと衝突して雰囲気ガスのイオンと電子とを生成さ
せ、これらの生成物がターゲットからのγ電子の放出と
雰囲気ガスのイオン化を促進させる。 従って、ターゲ
ラ）ＴＩ−Ｔ、間の空間には高密度のプラズマが形成さ
れ、これに伴ってターゲット物質が充分にスパックされ
ることになる。
とになる。 この往復運動の間に、γ電子は中性の雰囲
気ガスと衝突して雰囲気ガスのイオンと電子とを生成さ
せ、これらの生成物がターゲットからのγ電子の放出と
雰囲気ガスのイオン化を促進させる。 従って、ターゲ
ラ）ＴＩ−Ｔ、間の空間には高密度のプラズマが形成さ
れ、これに伴ってターゲット物質が充分にスパックされ
ることになる。
この対向ターゲットスパッタ装置は、他の飛翔手段に比
べて、高速スパックによる高堆積速度の製膜が可能でお
シ、また基体がプラズマに直接曝されることがなく、低
い基体温度での製膜が可能である。
べて、高速スパックによる高堆積速度の製膜が可能でお
シ、また基体がプラズマに直接曝されることがなく、低
い基体温度での製膜が可能である。
第３図の装置で注目されるべき構成は、スパッタ部Ａに
おいてターゲットから叩き出されたＦｅと反応ガス（Ｎ
２）とが反応してイオン化された粒子、即ちＦａｘＮの
イオンを効率良く外部へ導出するための導出部Ｂを有し
ていることである。 即ち、この導出部Ｂは、ターゲッ
トＴ２の外側近傍に配されたスクリーングリ、ドＧを有
し、これらのターゲットＴ２及びグリッドＧは夫々所定
の電位に保持されると同時に、イオン化粒子１０を通過
させるだめの小孔１１．１２が夫々対応した数及びパタ
ーンに形成されている。 これは、第５図及び第６図に
夫々明示した。 各小孔１１．１２は例えば２閤φであ
って５ｍの間隔・を置いて形成され、グリッドＧの厚み
は１暉であってよい。
おいてターゲットから叩き出されたＦｅと反応ガス（Ｎ
２）とが反応してイオン化された粒子、即ちＦａｘＮの
イオンを効率良く外部へ導出するための導出部Ｂを有し
ていることである。 即ち、この導出部Ｂは、ターゲッ
トＴ２の外側近傍に配されたスクリーングリ、ドＧを有
し、これらのターゲットＴ２及びグリッドＧは夫々所定
の電位に保持されると同時に、イオン化粒子１０を通過
させるだめの小孔１１．１２が夫々対応した数及びパタ
ーンに形成されている。 これは、第５図及び第６図に
夫々明示した。 各小孔１１．１２は例えば２閤φであ
って５ｍの間隔・を置いて形成され、グリッドＧの厚み
は１暉であってよい。
第７図は、上記装置を動作させる際の電気回路系を概略
的に示すが、加速電極１３に加速電圧Ｖｐを印加した状
態で、両ターゲットＴ１、Ｔ２に負電圧Ｖｔを与え、か
つグリッドＧを接地している。 また、イオンビーム導
出部Ｂ側に配した基板Ｓも接地している。 第８図は各
部のポテンシャル分布を示し、Ｖｐはθ〜２００ｖに、
■ｔは５００〜ｔｏｏｏ Ｖに設定される。
的に示すが、加速電極１３に加速電圧Ｖｐを印加した状
態で、両ターゲットＴ１、Ｔ２に負電圧Ｖｔを与え、か
つグリッドＧを接地している。 また、イオンビーム導
出部Ｂ側に配した基板Ｓも接地している。 第８図は各
部のポテンシャル分布を示し、Ｖｐはθ〜２００ｖに、
■ｔは５００〜ｔｏｏｏ Ｖに設定される。
このような条件で上記装置を動作させると、スパッタ部
Ａ（真空度ｉｏ ” 〜ｉｏ ’ Ｔｏｒｒ）において
発生したプラズマ中のイオンは下部ターゲットＴ２の陰
極降下部９（第４図参照）で加速電極１３によって加速
された後、ターゲットＴ、−グリッドＧ間の電界によっ
て減速゛されながら上記小孔１１，１２を通過し、基板
Ｓとプラズマとの間の電位差に相当するエネルギーを以
って導出される。 導出されたイオンビーム１０は、導
出部Ｂ（真空度１０ ’ Ｔｏｒｒ以上）側に形成され
る電界Ｅ（第３図参照）の作用で効果的に集束せしめら
れ、上記エネルギーを以って基板Ｓに入射することにな
る。 こうして、加速電極（又は陽極）１３に加える陽
極電圧Ｖｐを変化させることによシ、基板Ｓ上への堆積
イオン（ＦｅｘＮ）のエネルギーを制御しながら、グリ
ッドＧの作用で効率良くイオンビーム１０を引出し、基
板Ｓ上へ導びぐことができる。 また、基板Ｓのある側
は１０’Ｔｏｒｒ以上の高真空に引かれているので、ク
リーンで不純物の少ない磁性膜を堆積させることができ
る。
Ａ（真空度ｉｏ ” 〜ｉｏ ’ Ｔｏｒｒ）において
発生したプラズマ中のイオンは下部ターゲットＴ２の陰
極降下部９（第４図参照）で加速電極１３によって加速
された後、ターゲットＴ、−グリッドＧ間の電界によっ
て減速゛されながら上記小孔１１，１２を通過し、基板
Ｓとプラズマとの間の電位差に相当するエネルギーを以
って導出される。 導出されたイオンビーム１０は、導
出部Ｂ（真空度１０ ’ Ｔｏｒｒ以上）側に形成され
る電界Ｅ（第３図参照）の作用で効果的に集束せしめら
れ、上記エネルギーを以って基板Ｓに入射することにな
る。 こうして、加速電極（又は陽極）１３に加える陽
極電圧Ｖｐを変化させることによシ、基板Ｓ上への堆積
イオン（ＦｅｘＮ）のエネルギーを制御しながら、グリ
ッドＧの作用で効率良くイオンビーム１０を引出し、基
板Ｓ上へ導びぐことができる。 また、基板Ｓのある側
は１０’Ｔｏｒｒ以上の高真空に引かれているので、ク
リーンで不純物の少ない磁性膜を堆積させることができ
る。
なお、イオンビームを引出す側に配されたターゲラ）Ｔ
２の小孔１１．１２は必要以上に太きくしない方がよい
が、あまシ大きくするとスパッタ部Ａと導出部Ｂとのガ
ス圧差によって基板Ｓ側へ不要なガスがリークして堆積
膜の純度低下が生じ易く、或いはターゲットＴ２及びグ
リッドＧの強度面でも望ましくなり、シかもターゲット
面積が減少してスパッタ効率も低下し易くなることが考
えられる。
２の小孔１１．１２は必要以上に太きくしない方がよい
が、あまシ大きくするとスパッタ部Ａと導出部Ｂとのガ
ス圧差によって基板Ｓ側へ不要なガスがリークして堆積
膜の純度低下が生じ易く、或いはターゲットＴ２及びグ
リッドＧの強度面でも望ましくなり、シかもターゲット
面積が減少してスパッタ効率も低下し易くなることが考
えられる。
以上に説明した方法及び装置によって、例えば第１図や
蕗２図に示す如く、基板Ｓ上に厚さ例えば２００ＯＡの
ＦａｘＮ磁性膜１４を有する磁気ヘッドを作成すること
ができる。 この磁気ヘッドは、特に高密度記録用の面
内長手方向記録用や垂直磁気記録用として好適な磁性膜
１４を有したものとなっている。
蕗２図に示す如く、基板Ｓ上に厚さ例えば２００ＯＡの
ＦａｘＮ磁性膜１４を有する磁気ヘッドを作成すること
ができる。 この磁気ヘッドは、特に高密度記録用の面
内長手方向記録用や垂直磁気記録用として好適な磁性膜
１４を有したものとなっている。
次に、上記の磁化膜（ＦｅｘＮ）について、実験結果に
基いて更に詳述する。
基いて更に詳述する。
（Ａ）、Ｆｅｘ Ｎ膜の構造
形成された膜は、すべて結晶性を示し、その結晶構造は
窒素ガス混合率、基板温度（Ｔｓ）およびイオン加速電
圧（Ｖｐ）に依存して変化した。
窒素ガス混合率、基板温度（Ｔｓ）およびイオン加速電
圧（Ｖｐ）に依存して変化した。
第９図に、全圧Ｐｔｏｔａｌ＝５ Ｘ １０ ’ Ｔｏ
ｒｒ 、 Ｖｐ ＝＝２０ｖ（一定）の鉄性で作製した
膜の結晶構造と、ＰＮ２・Ｔｓの関係を示ｔ（但、基板
は（１１１） ＳＬ基板）。
ｒｒ 、 Ｖｐ ＝＝２０ｖ（一定）の鉄性で作製した
膜の結晶構造と、ＰＮ２・Ｔｓの関係を示ｔ（但、基板
は（１１１） ＳＬ基板）。
Ｔｓ ＝ ２００°Ｃの場合、形成される結晶相はＰ↑
Ｊ−の上昇とともに、α−Ｆｅとγ’ ＦｅａＮの混相
→γ′−ＦｅａＮ単相−＋ａ−ＦｅｚＮとζ−Ｆｅ−Ｎ
の混相→ζ−ＦｅｗＮと変化し、膜の窒化度が高まって
いく。 また、α−Ｆｅ、γ’ ＦｅａＮの混相膜には
、面間隔１．９〜２．０Ｘｔｃ−持つ不明の結晶相（Ｕ
、に、）が存在していた。
Ｊ−の上昇とともに、α−Ｆｅとγ’ ＦｅａＮの混相
→γ′−ＦｅａＮ単相−＋ａ−ＦｅｚＮとζ−Ｆｅ−Ｎ
の混相→ζ−ＦｅｗＮと変化し、膜の窒化度が高まって
いく。 また、α−Ｆｅ、γ’ ＦｅａＮの混相膜には
、面間隔１．９〜２．０Ｘｔｃ−持つ不明の結晶相（Ｕ
、に、）が存在していた。
Ｔｓが２０（１０Ｃ以上に上昇すると、各領域間の境界
は高ＰＮＺ側に移動する。Ｔｓが２００°Ｃ以下の場合
にも、ＴＳが減少すると膜の窒化度が減少する傾向が見
られ、Ｔｓ＝ｓｏ°Ｃ，ＰＮ２≦４Ｘ１０ ’Ｔｏｒｒ
では、α−Ｆｅ相のみが形成された。
は高ＰＮＺ側に移動する。Ｔｓが２００°Ｃ以下の場合
にも、ＴＳが減少すると膜の窒化度が減少する傾向が見
られ、Ｔｓ＝ｓｏ°Ｃ，ＰＮ２≦４Ｘ１０ ’Ｔｏｒｒ
では、α−Ｆｅ相のみが形成された。
第１Ｏ図に、種々の条件で形成された膜の一例のＸ線回
折図形を示す。 形成される相のうち、ε相およびζ相
はランダム匁結晶方位を示したが、ｂｅｅ構造のＩＩＥ
−Ｆｅ相は（１１０）方向、ｆｅｅ構造のγ’ Ｆｅａ
Ｎ相は〈１ｏｏ〉方向が膜面垂直に強く配向していた。
折図形を示す。 形成される相のうち、ε相およびζ相
はランダム匁結晶方位を示したが、ｂｅｅ構造のＩＩＥ
−Ｆｅ相は（１１０）方向、ｆｅｅ構造のγ’ Ｆｅａ
Ｎ相は〈１ｏｏ〉方向が膜面垂直に強く配向していた。
従来、堆積粒子に中性粒子のみを用イる通常のスパッ
タ法で作製されるα−Ｆｅ、７’Ｆｅ ４ Ｎ Ｊ［は
、算器気圧力の低下とともに各々（１１０）、（１１１
）面（各相の最密充填面）が配向する傾向を示すことか
ら、上述の結果は、本発明のイオンビームデポジション
法では堆積粒子の持つ高い運動エネルギーと一様な方向
性が膜の配向を促進すること、および配向する面は堆積
粒子の電荷の影響をうけ、化合物の種類によっては最密
充填面以外の面が配向しゃすくなることを示していると
言える。
タ法で作製されるα−Ｆｅ、７’Ｆｅ ４ Ｎ Ｊ［は
、算器気圧力の低下とともに各々（１１０）、（１１１
）面（各相の最密充填面）が配向する傾向を示すことか
ら、上述の結果は、本発明のイオンビームデポジション
法では堆積粒子の持つ高い運動エネルギーと一様な方向
性が膜の配向を促進すること、および配向する面は堆積
粒子の電荷の影響をうけ、化合物の種類によっては最密
充填面以外の面が配向しゃすくなることを示していると
言える。
なお、Ｐｔｏｔａｌ ＝＝ ５ ＸＩＯ’Ｔｏｒｒ）
ＰＮｚ 〜１．５Ｘ １０ ’Ｔｏｒｒ 、 Ｔｓ＝
１５０’Ｃ一定の条件で作製したｍｏＸ線回線回折図ラ
ダラムｐによる変化を調べた。Ｖｐ＝ｏｖでは、（１ｔ
ｏ）面が配向したα−Ｆｅ相の回折線のみだが、Ｖｐ＝
４０Ｖでは７” ’ Ｆｅ４Ｎ相（１１１）、（２００
）西回折位置にブ四−ドなピークが明瞭に現われ、Ｖｐ
＝６０Ｖでは再び（１−Ｆｅ相（ｎｏ）面の回折線のみ
となる。 これらは、Ｖｐ＝０〜４０Ｖの範囲では、Ｖ
ｐの上昇につれてγ’ ＦｅａＮ相の量の割合が増大す
ることを示している。 また、■ｐ＝４０Ｖ、 Ｔｓ＝
１５０°Ｃで堆積した膜のγ’ Ｆｅ４Ｎ相の配向性は
ランダムで、前述のｖｐ ＝ ２０ Ｖ、、 ＴＢ＝２
００°Ｃで堆積した膜中のγ′相が（２００）配向を示
したのと異なっていた。Ｖｐの上昇は、堆積イオンの運
動エネルギーの上昇をもたらすので、基板の表面温度お
よび堆積粒子の基板表面における移動度が増大して、そ
の結果、鉄−窒素間の反応が促進されたものと考えられ
る。 Ｖｐ＝６０Ｖの結果は、イオンの運動エネルギー
が過大になると、鉄−窒素間の結合が抑制されるか、ま
たは一度結合しても別の粒子による衝撃によシ、再分離
してしまうことを示すものと考えられる。 また、膜の
配向性は、ｖｐの上昇により生成される高エネルギー粒
子の基板衝撃によシ、低下すると言える。
ＰＮｚ 〜１．５Ｘ １０ ’Ｔｏｒｒ 、 Ｔｓ＝
１５０’Ｃ一定の条件で作製したｍｏＸ線回線回折図ラ
ダラムｐによる変化を調べた。Ｖｐ＝ｏｖでは、（１ｔ
ｏ）面が配向したα−Ｆｅ相の回折線のみだが、Ｖｐ＝
４０Ｖでは７” ’ Ｆｅ４Ｎ相（１１１）、（２００
）西回折位置にブ四−ドなピークが明瞭に現われ、Ｖｐ
＝６０Ｖでは再び（１−Ｆｅ相（ｎｏ）面の回折線のみ
となる。 これらは、Ｖｐ＝０〜４０Ｖの範囲では、Ｖ
ｐの上昇につれてγ’ ＦｅａＮ相の量の割合が増大す
ることを示している。 また、■ｐ＝４０Ｖ、 Ｔｓ＝
１５０°Ｃで堆積した膜のγ’ Ｆｅ４Ｎ相の配向性は
ランダムで、前述のｖｐ ＝ ２０ Ｖ、、 ＴＢ＝２
００°Ｃで堆積した膜中のγ′相が（２００）配向を示
したのと異なっていた。Ｖｐの上昇は、堆積イオンの運
動エネルギーの上昇をもたらすので、基板の表面温度お
よび堆積粒子の基板表面における移動度が増大して、そ
の結果、鉄−窒素間の反応が促進されたものと考えられ
る。 Ｖｐ＝６０Ｖの結果は、イオンの運動エネルギー
が過大になると、鉄−窒素間の結合が抑制されるか、ま
たは一度結合しても別の粒子による衝撃によシ、再分離
してしまうことを示すものと考えられる。 また、膜の
配向性は、ｖｐの上昇により生成される高エネルギー粒
子の基板衝撃によシ、低下すると言える。
（Ｂ） 、ＦｅｘＮ膜の飽和磁化
膜の飽和磁化（４πＭｇ）は、磁気天秤によって測定し
た。 第１１図、第１２図に４πＭｓと各作製条件の関
係を示す（、Ｐｔｏｔａｌ ＝ ５ Ｘ １０ ” Ｔ
ｏｒｒ、 ｖｐ＝２０Ｖ（一定）の条件で作製した膜の
４πＭ８のＰｕｔおよびＴ８依存性を示す。 ４πＭｇ
は、膜の結晶構造がａ −Ｆｅ ＋ １’−Ｆｅ４Ｎ＋
Ｕ、 Ｋ、 （Ｕｎｋｎｏｗｎ）の混相の場合およびｒ
′相単箱の領域で、純鉄の４πＭｓ（２１，６ＫＧ）を
上回る値を示し、特に両領域の境界近傍では約２５ＫＧ
と非常に高い値となっている。 この高い４πＭ８は、
γ′相およびＵ、に、相に起因していると言える。 こ
の高４πＭｓの領域は、第９図中に斜線で示したが、こ
の領域では高４πＭｓと同時に低Ｈｅも得られ、ヘッド
材として好適相膜のそれも２２〜２４ＫＧでほぼ一致し
ている。
た。 第１１図、第１２図に４πＭｓと各作製条件の関
係を示す（、Ｐｔｏｔａｌ ＝ ５ Ｘ １０ ” Ｔ
ｏｒｒ、 ｖｐ＝２０Ｖ（一定）の条件で作製した膜の
４πＭ８のＰｕｔおよびＴ８依存性を示す。 ４πＭｇ
は、膜の結晶構造がａ −Ｆｅ ＋ １’−Ｆｅ４Ｎ＋
Ｕ、 Ｋ、 （Ｕｎｋｎｏｗｎ）の混相の場合およびｒ
′相単箱の領域で、純鉄の４πＭｓ（２１，６ＫＧ）を
上回る値を示し、特に両領域の境界近傍では約２５ＫＧ
と非常に高い値となっている。 この高い４πＭ８は、
γ′相およびＵ、に、相に起因していると言える。 こ
の高４πＭｓの領域は、第９図中に斜線で示したが、こ
の領域では高４πＭｓと同時に低Ｈｅも得られ、ヘッド
材として好適相膜のそれも２２〜２４ＫＧでほぼ一致し
ている。
したがうて、膜の４πＭｓが２５ＫＧに達するというこ
とはＵ、 Ｋ、相の４πＭｓがγ′相よシも高いことを
意味している。 高４πＭｓ膜がα＋γ’十Ｕ、に、と
ｒ′単相領域との境界近傍で得られたことから、Ｕ、Ｋ
。
とはＵ、 Ｋ、相の４πＭｓがγ′相よシも高いことを
意味している。 高４πＭｓ膜がα＋γ’十Ｕ、に、と
ｒ′単相領域との境界近傍で得られたことから、Ｕ、Ｋ
。
相がＦｅ５Ｎである可能性がある。
Ｐｔｏｔａｌ＝５ Ｘ １０ ’ Ｔｏｒｒ、 Ｖｐ＝
２０Ｖのもとて高４π凪を持つ膜が得られる作製条件
範囲は、Ｔｓ＝ ２５０ ’ Ｃ一定の場合、ＰＮｘ
＝ １．Ｉ Ｘｌ０−〜４．ＯＸｉｏ’Ｔｏｒｒ（窒素
ガス混合比ＰＮ、 ／ｐ ｔｏｔａｌ ＝ ２．０〜８
．０％）、Ｐｗｚ ＝ ３ Ｘ １０ ’ Ｔｏｒｒ一
定の場合、Ｔｓ＝１５０〜２５０°Ｃであった。 これ
らを通常のＲｆスパッタ装置を用いて堆積した膜で萬い
４πＭｓが得られる条件ＰＮｚ ／ Ｐｔｏｔａｌ ＝
２．７〜４．Ｏｑｂと比べると窒素ガス混合率の範囲
が広くなっている。 高４πＭｇを持りＦｅ５Ｎと考え
られている相は、高エネルギー粒子の基板衝撃や基板温
度の上昇に弱いことが報告されているが、通常のＲ，ｆ
スパッタ法の場合、窒素ガス混合比の変動によシ、プラ
ズマポテンシャルやスパッタ効率が変化して高エネルギ
ー粒子の基板衝撃勲果や基板温度の変動が生じ、これら
が結晶の成長を阻害する方向に働く場合（準安定相の破
壊など）、形成範囲が狭くなる。
２０Ｖのもとて高４π凪を持つ膜が得られる作製条件
範囲は、Ｔｓ＝ ２５０ ’ Ｃ一定の場合、ＰＮｘ
＝ １．Ｉ Ｘｌ０−〜４．ＯＸｉｏ’Ｔｏｒｒ（窒素
ガス混合比ＰＮ、 ／ｐ ｔｏｔａｌ ＝ ２．０〜８
．０％）、Ｐｗｚ ＝ ３ Ｘ １０ ’ Ｔｏｒｒ一
定の場合、Ｔｓ＝１５０〜２５０°Ｃであった。 これ
らを通常のＲｆスパッタ装置を用いて堆積した膜で萬い
４πＭｓが得られる条件ＰＮｚ ／ Ｐｔｏｔａｌ ＝
２．７〜４．Ｏｑｂと比べると窒素ガス混合率の範囲
が広くなっている。 高４πＭｇを持りＦｅ５Ｎと考え
られている相は、高エネルギー粒子の基板衝撃や基板温
度の上昇に弱いことが報告されているが、通常のＲ，ｆ
スパッタ法の場合、窒素ガス混合比の変動によシ、プラ
ズマポテンシャルやスパッタ効率が変化して高エネルギ
ー粒子の基板衝撃勲果や基板温度の変動が生じ、これら
が結晶の成長を阻害する方向に働く場合（準安定相の破
壊など）、形成範囲が狭くなる。
これに対し、本発明のイオンビームデポジション法では
、窒素ガス混合比を独立に変化させられるため、高４π
Ｍｓ膜の作製範囲が広がったものと考えられる。
、窒素ガス混合比を独立に変化させられるため、高４π
Ｍｓ膜の作製範囲が広がったものと考えられる。
また、４πＭｓのＰｔｏｔａｌによる変化を測定したと
ころ、Ｐｔｏｔａｌが上昇するにつれて、高い４πＭｓ
を持つ膜が得られる基板温度は上昇する傾向を示すこと
が分った。 これは、Ｐｔｏｔａｌの上昇にともなう堆
積粒子のイオンの割合の減少によって、形成される膜の
結晶性が低下するためと考えられる。
ころ、Ｐｔｏｔａｌが上昇するにつれて、高い４πＭｓ
を持つ膜が得られる基板温度は上昇する傾向を示すこと
が分った。 これは、Ｐｔｏｔａｌの上昇にともなう堆
積粒子のイオンの割合の減少によって、形成される膜の
結晶性が低下するためと考えられる。
第１３図に、４πＭｓのＶｐによる変化を示す。ここで
の試料は、Ｐｔｏｔａｌ ＝ｓ ｘ ｌｏ ’ Ｔｏｒ
ｒ、 Ｔｓ ＝１５０’ＣおよびＰｔｏｔａｌ ＝ Ｉ
Ｘ １０ ” ’］：’ｏｒｒ、 Ｔｓ ”１５００
Ｃの条件で作製したものでおる。 ４πＭｓは、Ｖｐの
上昇にともない減少する傾向を示した。この結果は、Ｆ
ｅ−Ｎ膜では堆積粒子エネルギーが３０ ｅＶ （Ｖｐ
＝ ２０ Ｖに対応）を越えると膜の短距離秩序が急
速に低下することを示している。
の試料は、Ｐｔｏｔａｌ ＝ｓ ｘ ｌｏ ’ Ｔｏｒ
ｒ、 Ｔｓ ＝１５０’ＣおよびＰｔｏｔａｌ ＝ Ｉ
Ｘ １０ ” ’］：’ｏｒｒ、 Ｔｓ ”１５００
Ｃの条件で作製したものでおる。 ４πＭｓは、Ｖｐの
上昇にともない減少する傾向を示した。この結果は、Ｆ
ｅ−Ｎ膜では堆積粒子エネルギーが３０ ｅＶ （Ｖｐ
＝ ２０ Ｖに対応）を越えると膜の短距離秩序が急
速に低下することを示している。
以上に述べた結果を要約すると、以下のようになる。
（ａ）、各膜堆穣条件を独立に制御するととによシ、Ｆ
ｅ−Ｎ膜の結晶構造の窒素分圧・基板温度依存性が明ら
かとなシ、再現性良く膜を形成できる。
ｅ−Ｎ膜の結晶構造の窒素分圧・基板温度依存性が明ら
かとなシ、再現性良く膜を形成できる。
（ｂ）、イオン加速電圧Ｖｐ ＝ ２０ Ｖの場合、得
られた結晶のうち、α−Ｆｅ、γ’ Ｆｅ１Ｎ相は、そ
れぞれ（１１０） 、（２００）面が膜面平行に強く配
向していた。 辷れは、堆積粒子の持つ高い運動エネル
ギー、一様な方向性および電荷の効果によるものと考え
られる。
られた結晶のうち、α−Ｆｅ、γ’ Ｆｅ１Ｎ相は、そ
れぞれ（１１０） 、（２００）面が膜面平行に強く配
向していた。 辷れは、堆積粒子の持つ高い運動エネル
ギー、一様な方向性および電荷の効果によるものと考え
られる。
（Ｃ）、膜の飽和磁化４πＭｇは、結晶構造がα＋ｒ’
＋Ｕ、 Ｎ、 （Ｕｎｋｎｏｗｎ ）混相状態からγ′
単相に遷移する作製条件領域で、約２５ＫＧと純鉄よシ
高い値を示した。
＋Ｕ、 Ｎ、 （Ｕｎｋｎｏｗｎ ）混相状態からγ′
単相に遷移する作製条件領域で、約２５ＫＧと純鉄よシ
高い値を示した。
（飢高い４πＭｓが得られる基板温度は、全圧Ｐｔｏｔ
ａｌの減少にともなって低下し、Ｐｔｏｔａｌが５Ｘ１
０’Ｔｏｒｒ以下の場合、１５０〜２５０°Ｃとなった
。 これから堆積粒子中のイオンの割合を増加させるこ
とによシ、低基板温度でも膜の秩序度を向上させ得るこ
とがわかった。
ａｌの減少にともなって低下し、Ｐｔｏｔａｌが５Ｘ１
０’Ｔｏｒｒ以下の場合、１５０〜２５０°Ｃとなった
。 これから堆積粒子中のイオンの割合を増加させるこ
とによシ、低基板温度でも膜の秩序度を向上させ得るこ
とがわかった。
このうち、（ａ）は本発明のイオンビームデポジション
法の良好な制御性が、（ｄ）はイオン化の効果が現われ
たものであシ、従来の作成法では形成困難な高品位膜を
、このイオンビームデポジション法を用いれば再現性良
く形成できることを示しており、イオンビームデポジシ
ョン法が極めて優れた作製法であることの証左である。
法の良好な制御性が、（ｄ）はイオン化の効果が現われ
たものであシ、従来の作成法では形成困難な高品位膜を
、このイオンビームデポジション法を用いれば再現性良
く形成できることを示しており、イオンビームデポジシ
ョン法が極めて優れた作製法であることの証左である。
また、上記のＦｅｘＮ膜は、窒素の含有によって耐食性
が充分となっておシ、この点でも優れたものである。
が充分となっておシ、この点でも優れたものである。
セットし、イオンビームの制御を種々に行なうこともで
きる。 また、下部ターゲットＴ２に小孔１１を形成せ
ず、両ターゲッ）ＴニーＴ２間の側方に上述した如きス
クリーングリッドを（縦に）配し、ここからイオンビー
ムを１ｕ１１方へ引出すようにしてもよい。 第３図の
例では、基板Ｓ上に直接ＦｅｘＮ膜を堆積ぜしめだが、
基板Ｓの代りに仮想線で示す如くに第３のターゲットＴ
３を配し、このターゲットＴ３にイオンビーム１０を衝
撃せしめ、叩き出された（スパッタされた）別のイオン
化粒子を上記ＦｅｘＮ粒子と一緒に基板Ｓ′上に導びき
、両者の混合膜を基板Ｓ′上に堆積させることができる
。 例えば、ターゲットＴ３としてパーマロイ（ＮＬ＋
ｏＦｅ２ｏ）を使用すれば、基板Ｓ′上にはＦｅ ｘＮ
と・（−マｎイとの混合物の薄膜が得られる。
きる。 また、下部ターゲットＴ２に小孔１１を形成せ
ず、両ターゲッ）ＴニーＴ２間の側方に上述した如きス
クリーングリッドを（縦に）配し、ここからイオンビー
ムを１ｕ１１方へ引出すようにしてもよい。 第３図の
例では、基板Ｓ上に直接ＦｅｘＮ膜を堆積ぜしめだが、
基板Ｓの代りに仮想線で示す如くに第３のターゲットＴ
３を配し、このターゲットＴ３にイオンビーム１０を衝
撃せしめ、叩き出された（スパッタされた）別のイオン
化粒子を上記ＦｅｘＮ粒子と一緒に基板Ｓ′上に導びき
、両者の混合膜を基板Ｓ′上に堆積させることができる
。 例えば、ターゲットＴ３としてパーマロイ（ＮＬ＋
ｏＦｅ２ｏ）を使用すれば、基板Ｓ′上にはＦｅ ｘＮ
と・（−マｎイとの混合物の薄膜が得られる。
６、発明の効果
本発明は上述した如く、窒化鉄を透磁層の少なくとも一
部に使用しているので、窒化鉄特有の高磁化、低Ｈｅ、
耐食性を発揮させることができ、高性能のヘッドを提供
できる。
部に使用しているので、窒化鉄特有の高磁化、低Ｈｅ、
耐食性を発揮させることができ、高性能のヘッドを提供
できる。
図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図、第
２図は磁気ヘッドの二例を示す各概略図、 第３図はイオンビーム発生装置の断面図、第４図は対向
ターゲットスパッタの原理図、第５図はイオンビーム導
出側のターゲット及びグリッドの平面図、 第６図は第５図のＸ−Ｘ線断面図、 第７図は上記装置の電気回路系を示す図、第８図は各部
のポテンシャル分布図、 第９図は堆積膜の結晶構造と窒素分圧、基板温度との関
係を示す図、 第１０図は堆積膜のＸ線回折図、 第１１図社堆積膜の飽和磁化及び抗磁力と窒素分圧との
関係を示すグラフ、 第１２図は堆積膜の飽和磁化と基板温度との関係を示す
グラフ、 第１３図は堆積膜の飽和磁化と加速電圧との関係を示す
グラフ である。 なお、図面に示した符号において、 ２・・・・・・・・・・・・・・・・ガス導入管３・・
・・・・・・・・・−・・・・・マグネットコイル１０
・・・・・・・・・−・・・−・・・・イオンビーム１
１．１２−・・・・・・・・小孔 １３・・・・・−・・・・・・・・・・・・陽極（加速
電極）１４−・−−一・・・−・−・磁性（化）膜Ｔ□
、Ｔ、・・・・−・−・ターゲットＧ・・・−・・−・
・・・・・・・・スクリーングリ、ドＡ・・・−・−・
−−−一・スパッタ部Ｂ−＝−・・・・・・・・・・・
イオンビーム導出部Ｓ−・・・・・・・・・・・・・・
・・・基板である。 第７図 第８図 ターゲットＩ＋、１２ 第９図 第１０図 ２Ｂ（ｄｅψ ６９−
２図は磁気ヘッドの二例を示す各概略図、 第３図はイオンビーム発生装置の断面図、第４図は対向
ターゲットスパッタの原理図、第５図はイオンビーム導
出側のターゲット及びグリッドの平面図、 第６図は第５図のＸ−Ｘ線断面図、 第７図は上記装置の電気回路系を示す図、第８図は各部
のポテンシャル分布図、 第９図は堆積膜の結晶構造と窒素分圧、基板温度との関
係を示す図、 第１０図は堆積膜のＸ線回折図、 第１１図社堆積膜の飽和磁化及び抗磁力と窒素分圧との
関係を示すグラフ、 第１２図は堆積膜の飽和磁化と基板温度との関係を示す
グラフ、 第１３図は堆積膜の飽和磁化と加速電圧との関係を示す
グラフ である。 なお、図面に示した符号において、 ２・・・・・・・・・・・・・・・・ガス導入管３・・
・・・・・・・・・−・・・・・マグネットコイル１０
・・・・・・・・・−・・・−・・・・イオンビーム１
１．１２−・・・・・・・・小孔 １３・・・・・−・・・・・・・・・・・・陽極（加速
電極）１４−・−−一・・・−・−・磁性（化）膜Ｔ□
、Ｔ、・・・・−・−・ターゲットＧ・・・−・・−・
・・・・・・・・スクリーングリ、ドＡ・・・−・−・
−−−一・スパッタ部Ｂ−＝−・・・・・・・・・・・
イオンビーム導出部Ｓ−・・・・・・・・・・・・・・
・・・基板である。 第７図 第８図 ターゲットＩ＋、１２ 第９図 第１０図 ２Ｂ（ｄｅψ ６９−
Claims (1)
- １、透磁層の少なくとも一部が窒化鉄によって形成され
ていることを特徴とする磁気へ、ド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13303283A JPS6025012A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 垂直磁気記録用磁気ヘッド |
| US06/630,514 US4690744A (en) | 1983-07-20 | 1984-07-13 | Method of ion beam generation and an apparatus based on such method |
| EP84304963A EP0132398B1 (en) | 1983-07-20 | 1984-07-20 | A method and apparatus for ion beam generation |
| DE8484304963T DE3480039D1 (en) | 1983-07-20 | 1984-07-20 | A method and apparatus for ion beam generation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13303283A JPS6025012A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 垂直磁気記録用磁気ヘッド |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23116490A Division JPH0648526B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 磁気ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6025012A true JPS6025012A (ja) | 1985-02-07 |
| JPH0352641B2 JPH0352641B2 (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=15095210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13303283A Granted JPS6025012A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 垂直磁気記録用磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6025012A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4969962A (en) * | 1988-08-20 | 1990-11-13 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Magnetic alloys for magnetic head |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53102723A (en) * | 1977-02-21 | 1978-09-07 | Hitachi Ltd | Magnetic head |
| JPS5836908A (ja) * | 1981-08-24 | 1983-03-04 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 窒化物薄膜軟質磁性体の製造法 |
| JPS58180008A (ja) * | 1982-04-15 | 1983-10-21 | Sony Corp | 磁気記録媒体 |
-
1983
- 1983-07-20 JP JP13303283A patent/JPS6025012A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53102723A (en) * | 1977-02-21 | 1978-09-07 | Hitachi Ltd | Magnetic head |
| JPS5836908A (ja) * | 1981-08-24 | 1983-03-04 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 窒化物薄膜軟質磁性体の製造法 |
| JPS58180008A (ja) * | 1982-04-15 | 1983-10-21 | Sony Corp | 磁気記録媒体 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4969962A (en) * | 1988-08-20 | 1990-11-13 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Magnetic alloys for magnetic head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352641B2 (ja) | 1991-08-12 |
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