KR0127114B1 - 적층형자기헤드코어 - Google Patents

적층형자기헤드코어

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KR0127114B1
KR0127114B1 KR1019940000462A KR19940000462A KR0127114B1 KR 0127114 B1 KR0127114 B1 KR 0127114B1 KR 1019940000462 A KR1019940000462 A KR 1019940000462A KR 19940000462 A KR19940000462 A KR 19940000462A KR 0127114 B1 KR0127114 B1 KR 0127114B1
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soft magnetic
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이사무 아오쿠라
쿠미오 나고
히토시 아마니시
히로시 사카키마
요이치 오오니시
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모리시타 요이쯔
마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
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Abstract

본 발명은 고주파대역에서 구동하는 VTR 등의 시스템에 사용되는 적층형자기헤드코어를 제공하는것을 목적으로 한 것으로서, 그 구성에 있어서 비자성기판(11)위에 0.2∼10um의 두께의 높은 포화자속밀도를 가진 Fe-(Ta,Nb,Zr,Hf)-N계 연자성박막(12)과 수십∼수백 nm의 비자성절연막(13)이 교호로 적층된 구조를 가지고, 또한 비자성절연막을 개재해서 인접하는 Fe-Ta-N계연자성박막의 막면내에서의 고투자율특성을 나타내는 방향이 다른 층을 가지고, 적층형헤드코어전체로서 높은 포화자속밀도와 고주파대역에 있어서의 막면내에서 동방적인 고투자율특성을 얻을 수 있는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

적층형자기헤드코어
제 1 도는 본 발명의 적층형자기헤드의 개략도.
제 2 도는 제 1 실시예에 있어서의 Fe-Ta-N계 연자성박막의 두께에 대한 복소투자율의 실수부의 변화를 표시한 도면.
제 3 도는 제 1 실시예에 있어서의 SiO2절연막의 두께에 대한 복소투자율의 실수부의 변화를 표시한 도면.
제 4 도는 제2실시예에 있어서 Fe-Ta-N계 연자성박막각층의 두께를 변화시켰을 때의 복소투자율의 실수부의 주파수의존성을 표시한 도면.
제 5 도는 종래의 NIG형 헤드의 개략도.
제 6 도는 종래의 적층형헤드의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11,31 : 비자성기판12 : Fe-Ta-N계 여자성박막
13 : SiO2절연막21 : 페라이트
22,32 : 갭23,33 : 자성막
본 발명은 고주파대역에서 구동하는 VTR 둥의 시스템에 사용되는 적층형자기헤코어에 관한 것이다. 최근 자기기록분야에 있어서 고밀도기록의 요구가 높아지고, 자기기록매체의 고보자력화가 진행되고 있다. 이에 대응하기 위하여 자기헤드코어는 고포화자속밀도(주로 자기헤드의 기록특성에 영향준다)와 고투자율특성(주로 자기헤드의 재생특성에 영향준다)이 요구되고 있다. 또 반송파주파수가 고주파쪽으로 이행하고, 수십 MHZ이상의 고주파대역에서의 자기헤드의 양호한 기록재생특성이 요구되고 있다. 이들의 요구에 대해서 종래의 패라이트헤드에서는 포화자속밀도가 작기 때문에 고보자력의 매체에 대해서는 헤드가 자기적으로 포화해서 충분한 기록을 할 수 없다. 그래서 페라이트헤드에 대신해서 센더스트(Fe-A1-Si계) 또는 CO기 비정질합금계의 헤드가 실용화되고 있다.
그러나 센더스트 혹은 CO기 비정질합급막의 포화자속밀도는 약 1T전후로 낮고, 또 높은 보자력을 가진 자기기록매체에 대해서 충분한 기록특성을 얻을 수 없다. 그래서, 최근 Fe-(Ta,Zr,Nb,Hf)-(B,C,N) 등의 미소결정연자성막의 개발이 활발히 행해지고 있다.
한편, 합금막올 사용한 자기헤드로서는, 페라이트헤드의 갭근처에만 합금막을 가진 MIG형의 헤드와 비자성기판위에 합금막을 비자성절연막을 개재해서 적층한 적층형헤드의 2종류로 대별할 수 있다.
이하에 종래의 MIG형 및 적층형의 합금막을 사용한 헤드에 대해서 설명한다.
제 5 도는 종래의 MIG형 헤드의 구성을 표시한 것이다. 제 5 도에 있어서 (21)은 페라이트,(22)는 갭,(23)은 자성막이고, 센더스트합금막이나 Co기 비정질합금막동이 사용되고, 캡(22)의 근처에 성막되어 있다. (24)는 유리이다.
상기 구성에 의해서, 수 MHZ대에서 비교적 양호한 투자율특성을 나타내는 페라이트와 페라이트에 비해 포화자속밀도가 높은 합금막을 조합시킴으로써, 자기헤드로서 요구되는 성능의 향상을 도모하고 있다.
제 6 도는 종래의 적층형헤드의 구성을 표시한 것이다. 제 6 도에 있어서 (31)은 비자성기판이다. (32)는 캡이다. (33)은 자성막이고, 수μm정도의 센더스트합금막이나 Co기비정질합금막고 비자성절면막을 고호로 적층하고 있다. (34)는 유리이다.
상기 구성에 의해서, 페라이트를 사용하지 않음으로써 페라이트특유의 노이즈인 접농이즈가 발생하지 않도록하여, 헤드의 특성향상을 도모하고 있다.
그러나 MIG형 헤드의 경우 상기 종래의 구성에서는 페라이트특유의 노이즈인 접동노이즈가 발생하고, 특히 고주파대 접동노이즈는 커지므로 고주파대역에서의 재생특성이 열화한다. 이예 대하여 센더스트합금막 혹은 Co기 비정질합금막고 비자성절연막을 고호로 적층한 적층형헤드의 경우, 접동노이즈는 발생하지 않으나 일본국륙공소 54-3238호 공보에 기재된 바와같이 자성충 1층의 두께를 약 3μm이하로 얇게하면 연자성특성이 열화한다는 문제를 가지고 있었다. 자성층 1층의 두께를 약 3μm이하로 할 수 없기 때문에 고전류손실을 충분히 저감할 수 없고, 고주파대역에서 구동하는 VTR등의 시스템에 사용되는 적층형헤드에 요구되는 동방적율 고투자율 특성을 얻을 수 없다는 문제를 가지고 있었다.
또, 고포화자속밀도를 가진 Fe-(Ta,Nb, Zr, Hf)-N계 연자성박막을 고주파특성을 향상시킬 목적에서 막두께를 앎게하면, 1μm이하의 막두께에서는, 정자계중에서 열처리를 행하는 통해서 1측이방성을 유도시킴으로써 자화곤란방향에서 고루자율특 성은 얻을 수 있으나, 적층형헤드에 요구되는 동방적인 고투자율특성은 얻을 수 없었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하는 것으로서, 높은 포화지속밀도 및 고주파대역에 있어서 동방적인 고투자율특성을 나타내는 적층형자기헤드코어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 적층형자기헤드코어는, 0.2∼10μm의 두께의 높은 포화자속밀도를 가진 Fe-(Ta, Nb, Zr, Hf)-N계 연자성박막과 수십∼수백nm의 비자성절연막의 고호로 적층된 구조를 가지고, 또한 비자성절연막을 개재해서 인접하는 Fe-(Ta, Nb, Zr, Hf)-N계 연자성박막의 막면내에 고투자율특성을 나타내는 방향이 다른 층을 가지고, 상기 적층형헤드코어전체로서 막면내에서 동방적인 고투자율특성을 나타내고 있다.
이 구성에 의해서, 자성박막각층의 막두께를 얇게하므로써 과전류손실을 저감하고, 고주파대역에서 동방적인 고투자율 특성을 얻을 수 있다.
[실시예 1]
이하 본 발명의 제 1 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 제 1 도는 본 발명의 적층형자기헤드코어의 개략도이다.
제 1 도에 있어서, (11)은 비자성기판이다. (12)는 연자성박막이고 본 실시예에서는 Fe-Ta-N계 연자성박막이다. (13)은 비자성절연막이고 본 실시예에서는 SiO2박막이다. Fe-Ta-N계 연자성박막은 비자성절연막(13)을 개재해서 고호로 적층되고, 비자성절연막(13)을 개재해서 인접하는 Fe-Ta-N계 연자성박막각층의 막면내의 고투자율을 표시하는 방향이 다른 층을 가지고, 상기 적층형헤드코어전체로서 막면내에서 동방적연 고투자율특성을 나타내고 있다.
Fe-Ta-N계 연자성박막(12)은 Fe-Ta합금의 타겟을 사용하고, Ar가스중에 N2가스를 도입하는 반응성스퍼터링법에 의해서 제작했다. 또 상기 적층형자기헤드코어의 Fa-Ta-N계 연자성박막(12)각층의 막면내의 투자율의 이방성은, 기판에 인가하는 고주파바이어스의 크기를 각층마다 변화시킴으로써 제어하고, 상기 적층형자기 헤드코어전체로서, 막면내에서 동방적인 고투자율특성을 나타내고 있다. Fe-Ta-N막의 성막조건을 표 1에 표시한다. 제작한 막의 조성은, RBS(레머퍼드후방산란)분적의 결과, Ta10원자%·N10원자%, 잔여 Fe였다. 또 제작한 적층형자기헤드코어의 포화자속밀도는 약 1.6T있다. 제작한 적층형헤드코어의 열처리는 진공증에 있어서 무자계속에서 550°, 1시간 행하였다.
표 1
비자성절연막(13)은 SiO2타겟을 사용하고, Ar가스중에서의 스퍼터팅법에 의해서 제작했다. SiO2막의 스퍼터링조전을 표 2에 표시한다.
표 2
일례로서, 각층의 SiO2절연막의 두께를 0.15μm로 하고, 각층의 Fe-Ta-N계 연자성박막의 두께를 0.5,1.2,5μm로 변화시키고, Fe-Ta-N계 연자성박막의 총두께를 5μm로 했을 때의 적층형자기헤드코어의 Fe-Ta-N계 연자성박막각층의 두께에 대한 30NHz, 및 80NHz에 있어서의 복소투자율의 실수부 μ의 변화를 제 2 도에 표시한다.
제 2 도에 표시한 바와같이, Fe-Ta-N계 연자성박막각층의 두께가 얇아질수록, 고주파대역(30MHz 및 80MHz)에 있어서의 투자율 μ는 큰 값을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 특히 종래 Fe-Ta-N계 연자성박막각층의 두께가 1μm이하일 경우, 적층형헤드에 요구되는 동방적인 고투자율특성을 얻을 수 없었으나, 본 발명에 표시한 바와같이 SiO2절연막을 개재해서 Fe-Ta-N계 연자성박막의 막면내의 고투자율특성을 나타내는 방향을 변화시킴으로써 Fe-Ta-N계 연자성박막각층이 1μm이하의 두께에 있어서도, 상기 적층형자기헤드코어전체로서 막면내에서 동방적인 고투자율특성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 또, 상기 적층형자기헤드코어의 Fe-Ta-N계 연자성박막각층의 두께를 0.2μm이하일 경우는, 동방적인 고투자율특성은 얻을 수 없었다.
다음에 마찬가지의 방법으로 Fe-Ta-N계 연자성박막각층의 두께를 0.5μm로 하고 SiO2절연막각층의 두께를 0,0.05,0.1및 0.15μm로 한 경우의 SiO2, 절연막각층의 두께에 대한 30MHz 및 80MHz에 있어서의 복소투자율의 실수부 μ의 변화를 제 3 도에 표시한다.
제 3 도로부터 SiO2절연막각층의 두께를 두껍게할수록, 적층형자기헤드코어의 고주파대역에 있어서의 μ의 값이 커지고 있는 것을 알 수 있다. 또 SiO2절연막각층의 두께를 0.15μm이상으로 한 경우,μ의 주파수의존성은 그다지 변화하지 않았다.
[실시예 2]
이하 본 발명의 제2실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
본 실시예에 있어서, 적층형자기헤드코어의 구성은 제 1 실시예와 마찬가지이다. 단, 상기 적층형자기헤드코어의 두께를 적층형으로서 대강필요한 두께인 20μm로 했다. 적층형자기헤드코어의 제작방법은, 제 1 실시예와 마찬가지의 방법으로 SiO2절연막각층의 두께를 0.15μm로 하고, Fe-Ta-N계 연자성박막각층의 두께를 0.5,1및 2.5μm로 변화시키고, 헤드코어전체로서 20μm가 되도록 제작했다. 상기 제작방법에 의해서, 제 1 실시예와 마찬가지로 적층형자기헤드전체로서 막면내에서 동방적인 고투자율특성을 나타내고 있다. 이때의 복소투자율의 실수부 μ의 주파수의존성을 제 4 도에 비교해서 표시한다.
제 4 도로부터 Fe-Ta-N계 연자성박막각층의 두께가 얇을수록 수십 MHz이상의 고주파대역에 있어서μ의 값이 큰것을 알 수 있다. 제 4 도에 표시한 바와같이 적층형자기헤드코어의 두께를 적층형헤드로서 대강필요한 두께인 20μm로 한 경우에 있어서도 동방적인 고투자율특성을 얻을 수 있었다.
또 Fe-Ta-N계 연자성박막각층의 두께를 10μm이상으로 하면, 5MHz에서 μ는 1000이하의 값을 나타내고, 고주파대역에서 구동하는 시스템에 사용되고 있는 적층형자기헤드로서는 부적합하다.
또한, 제 1, 제 2 실시예에 있어서 적층형자기헤드코어의 Fe-Ta-N계 연자성박막각층의, 막면내의 고주자율특성을 나타내는 방법의 제어는, 스퍼터링법에 있어서, 기판에 인가하는 고주파바이어스의 크기에 의해서 행하였으나, 성막입자의 기판예의 입사방향을 제어하는 동해서 행해도 된다.
또, 연자성박막은 Fe-Ta-N계막으로 하고 있으나, 다른 고포화자속밀도를 가진 연자성박막이어도 된다. 비자성절연막은 SiO2로 하고 있으나, AlA2O3등의 비자성 절연막을 사용해도 된다.
본 발명은 0.2∼10μm의 막두께의 연자성박막과 수십∼수백 nm의 비자성절연막을 교호로 적층하고, 또한 비자성절연막을 개재해서 인접하는 상기 연자성박막의 막면내의 고투자율특성을 나타내는 방향이 다른 층을 가짐으로써, 고주파대역에서 우수한 동방적 고투자율특성을 나타내는 적층형자기헤드코어를 제공하는 것이다. 특히, 연자성박막각층의 두께가 μm이하에 있어서도, 동방적인 고투자율특성을 나타내는 적층형자기헤드코어이므로, 고주파대역에서 구동하는 시스템에 사용되는 적층형자기헤드코어를 제공하는 것이다.

Claims (1)

  1. Fe-M-N계(단, M은 Ta,Nb,Zr,Hf 중 적어도 1종류이상의 원소)연자성박막고 비자성절연막을 교호로 적층한 적층형자기헤드코어에 있어서, 연자성박막각층의 두께가 0.2∼10μm이고 비자성절연막의두께가 수십∼수백 nm이고, 또한 상기 비자성절연막을 개재해서 인접하는 연자성박막의 막면내에 있어서의 고투자특성을 나타내는 방향이 다른 층을 가진 것을 특징으로 하는 적층형자기헤드코어.
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