KR19980081856A - 연자기 박막 및 자기 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투자율(high magnetic permeability)이 높고 복잡한 제조 절차를 거치지 않고 얻을 수 있는 자기 등방성(magnetic isotropy)이 있는 연자기 박막(soft magnetic thin film) 및 상기 연자기 박막을 이용한 자기 헤드(magnetic head)를 제공한다.

연자기 박막은 Fe_aM_bN_cO_d로 표현되는 조성을 가지며, 여기에서 M 은 Ta, Zr, Hf, Nb, 및 Ti 중의 적어도 하나를 나타내고, a, b, c, 및 d는 각각 71≤a≤85, 6≤b≤15, 9≤c≤16, 및 1≤d≤3.5 의 범위로 정의되는 원자 퍼센트를 나타낸다.

Description

연자기 박막 및 자기 헤드

본 발명은 연자기 박막(soft magnetic thin film) 및 이 연자기 박막을 이용한 자기 헤드(magnetic head)에 관한 것이다.

최근에 자기 기록(magnetic recording) 분야에서, 신호 기록 밀도 및 기록(recording)/재생(reproduction) 주파수가 증가함에 따라서, 자기 헤드의 포화 자속 밀도(saturation magnetic flux density)를 높이는 것과 자기 기록 매체(magnetic recording medium)의 보자력(coercive force)을 높이는 것이 매우 중요한 과제가 되고 있다.

이과제를 해결하기 위해서, 보자력이 높은 자기 기록 매체에 고밀도로 기록할 수 있게 하여 전자기 변환 효율을 높일 수 있는 자기 헤드로서, 포화 자속 밀도와 투자율(magnetic permeability)을 갖는 자기막(magnetic film)으로 전체가 구성된 자기 경로(magnetic path)를 갖는 적층형(layered type) 자기 헤드가 실용화되고 있다. 이러한 자기 헤드는 어떠한 방향에서도 투자율이 높은 자기 등방성(magnetic isotropy) 연자기 박막이 필요한데, 이것은 기록 및 재생하는 동안에 루프-모양의 자기 경로가 형성되기 때문이다.

상술한 바와 같이, 자기 헤드에 사용된 연자기 박막은 투자율이 높아야 하며 자기 등방성을 가져야 한다.

그런데, 적층형 자기 헤드에 사용된 연자기 박막의 자기 등방성을 얻기 위해서는, 예를 들어 연자기 박막의 형성 중에 또는 그 이후에 연자기 박막에 회전 자기장(rotational megnetic field)을 인가하여 자기 등방성을 유도해 낸다.

그러나, 전술한 회전 자기장을 인가해서 연자기 박막을 갖는 자기 헤드를 제조하는 방법은, 막 형성이 복잡하고 제조 공정수가 많아서 제조단가가 증가되는 문제점이 있다.

더구나, 자기 헤드를 대량으로 생산하는 경우에는, 다수의 비자기 기판(non-magnetic substrates)을 자기막(magnetic film) 형성용 막 형성 장치 내에 설치하여 막을 형성한다. 그 결과 비자기 기판은 막 형성의 입사각(incident angle)이 서로 다른 연자기막들로 덮혀진다. 연자기 박막은 막 형성의 입사각이 서로 다르게되면 자기 등방성과 투자율이 달라지기 때문에 자기 이방성(anisotropy)을 유발한다.

그래서, 본 발명의 목적은 복잡한 제조 절차를 거치지 않고 투자율(high magnetic permeability)이 높고 자기 등방성을 갖는 연자기 박막(soft magnetic thin film) 및 자기 헤드(magnetic head)를 제공하는 것이다.

더구나, 본 발명의 다른 목적은, 대량 제조시에도 자기 이방성을 유발하지 않는 연자기 박막 및 자기 헤드를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 연자기 박막은 (M 은 Ta, Zr, Hf, Nb, 및 Ti 중의 적어도 하나를 나타내고, a, b, c, 및 d는 각각 71≤a≤85, 6≤b≤15, 9≤c≤16, 및 1≤d≤3.5 의 범위로 정의되는 원자 퍼세트를 나타내는) Fe_aM_bN_cO_d의 조성을 가진다.

이러한 연자기 박막은 1 내지 3.5 산소 원자 퍼센트를 함유하며 막 형성동안 유발된 자기 이방성을 억제할 뿐만 아니라 복잡한 제조 절차를 거치지 않고도 통상적인 연자기 박막에 비해 투자율이 증가된다.

더구나 본 발명은 한 쌍의 자심 하프 바디(magnetic core half body)를 포함하는 자기 헤드를 제공하며, 각각의 자심 하프 바디는 서로 받침 상태로 대면하고 한 쌍의 비자기 기판 사이에 끼워져 삽입된 자기층(magnetic layer)을 가지고, 이러한 자기층 사이의 받침 주변에는 자기갭(magnetic gap)이 형성되어 있으며 그리고 (M 은 Ta, Zr, Hf, Nb, 및 Ti 중의 적어도 하나를 나타내고, a, b, c, 및 d는 각 소자의 원자 퍼센트를 나타낼 때) 각각 71≤a≤85, 6≤b≤15, 9≤c≤16, 및 1≤d≤3.5 의 범위로 정의되는 원자 퍼센트를 나타내는 Fe_aM_bN_cO_d로 표현되는 조성을 적어도 부분적으로 갖는 자기층을 갖는다.

자기층은 절연막을 통해 다수의 단위 적층막(unit layered film)이 결합되어 구비된 적층 자기막이며, 각각의 적층 자기막은 연자기 박막 및 비자기막이 교대로 적층된다.

단위 적층막은 각각이 정자기적(static-magnetically)으로 연결된 연자기 박막을 갖는다.

단위 적층막은 각각이 50 내지 500㎚의 두께를 갖는 연자기 박막 및 각각이 1 내지 10㎚의 두께를 갖는 비자기막으로 이루어진다.

절연막은 100 내지 500㎚의 두께를 갖는다.

이렇게 제작된 자기 헤드는 1 내지 3.5 산소 원자 퍼센트를 포함하는 연자기 박막을 가지며, 자기 이방성을 억제할 뿐만 아니라 복잡한 제조 절차를 거치지 않고도 종래의 연자기 박막에 비해 투자율을 증가시킬 수 있기 때문에 기록/재생 특성이 증가된다.

도 1은 본 발명에 따른 연자기 박막(soft magnetic thin film) 내에 함유된 산소 원자 퍼센트(atomic % of oxygen)와 투자율(magnetic permeability)간의 관계를 도시하는 도면.

도 2는 비자기 기판(non-magnetic substrate) 상에 형성된 연자기 박막의 방향을 도시하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 자기 헤드(magnetic head)의 일 예를 도시하는 도면.

도 4는 전술한 자기 헤드의 배치 예(configuration example)를 도시하는 평면도.

도 5는 비자기 기판 상에 형성된 자기층(magnetic layer)의 일 예를 도시하는 투시도.

도 6은 비자기 기판 상에 형성된 자기층으로 각각 제작되어 결합된 기판 블럭의 일 예를 도시하는 투시도.

도 7은 기판 블럭을 절단하여 제작된 자심 하프 바디(magnetic core half body)의 일 예를 도시하는 투시도.

도 8은 각각이 코일 홈(groove)을 가지며 자심 블럭내에 서로 결합된 한 쌍의 자심 하프 바디 블럭을 도시하는 투시도.

도 9는 자기 헤드를 제작하기 위한 원통형 연마(cylindrical polishing) 단계 및 절단 단계 이전의 자심 블럭을 도시하는 투시도.

도 10은 산소 원자 퍼센트 와 자기 헤드 출력(magnetic head output) 사이의 관계를 도시하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 6 : 비자기 기판(non-magnetic substrate)

2 : 연자기 박막(soft magnetic thin film)

3 : 자기 헤드(magnetic head)

4, 5 : 자심 하프 바디(magnetic core half body)

7 : 자기층(magnetic layer)

8 : 코일 창(coil window)

9 : 자기막(magnetic film)

11 :적층막(layered film)

12 : 절연막(insulating film)

다음은 본 발명에 따른 연자기 박막 및 자기 헤드에 관해 첨부된 도면을 참조한 설명이다.

예를 들어 연자기 박막은, 자기갭이 있는 자기 헤드에 이용된 연자기 박막을 제작하기 위해, 서로 결합된 한 쌍의 비자기 기판 위에 형성된다.

이러한 연자기 박막은 Fe_aM_bN_cO_d로 표현되는 조성을 가지며, 여기에서 M 은 다수의 원자로 이루어진 Ta, Zr, Hf, Nb, 및 Ti 중의 적어도 하나를 나타낸다. 더구나 연자기 특성의 관점에서, 이러한 연자기 박막은 원자 퍼센트를 표시하는 a, b, c, 및 d에 의해 각각 정의되는 Fe, M, 질소, 및 산소를 포함한다. Fe는 a가 대략 71 이상 85 이하인 범위로 포함되고, M는 b가 대략 6 이상 15 이하인 범위로 포함되고, 질소는 c가 대략 9 이상 16 이하인 범위로 포함되고, 그리고 산소는 d가 대략 1 이상 3.5 이하인 범위로 포함된다.

이러한 연자기 박막을 형성하기 위한 방법으로서, 가스 내의 증착, 클러스터(cluster) 이온 빔 방법, 스퍼터링 방법, 및 등과 같은 진공 박막 형성방법이 이용된다. 그러나 비자기 박막에 대한 밀착의 관점에서, 스퍼터링 방법이 바람직하다. 예를 들어, 스퍼터링 방법은 DC 두-전극형 스퍼터링, 고주파 스퍼터링, 바이어스형 스퍼터링, 배향 타겟(target)형 스퍼터링, 및 그와 같은 것이어도 무방하다. 이러한 스퍼터링 방법 중의 임의의 방법을 사용할 수 있다.

더구나, Fe-M-N으로 표현되는 조성을 갖는 연자기 박막은 통상적으로 아르곤(Ar)가스 및 질소 가스가 혼합된 분위기에서 Fe-M의 합금 타겟을 이용하여 형성된다. 전술한 연자기 박막을 전술한 진공 박막 형성으로 형성할 때, 아르곤 가스 및 질소 가스가 혼합된 분위기에 산소 가스를 주입한다. 막 형성 분위기 내에 산소 가스를 주입함으로써, 연자기 박막의 산소 성분이 제어된다. 이것은, 전술한 연자기 박막을 형성하는 경우에 막 형성 분위기를 고려하여 산소 압력을 변경함으로써, 연자기 박막 내에 함유된 산소 원자 퍼센트를 제어할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서, 산소 함유량이 0 내지 4 원자 퍼센트인 경우에, 연자기 박막은 도 1에 도시된 투자율을 나타낸다. 도 1은 여기(exciting) 자기장이 대략 1MHz 인 경우에 측정된 투자율을 도시한다. 이러한 투자율 특정을 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 연자기 박막(2)은 비자기 기판(1) 위에 형성된다. 도면에서, A 방향은 산소 원자 퍼센트가 0 일 때 자기화가 어려운(magnetization difficult) 방향으로 간주하고, B 방향은 A 방향과 수직으로 교차하는 것으로 간주한다. 도 1에서, 검은 원호(black circle)는 A 방향에서의 산소 원자 퍼센트와 투자율간의 관계를 표시하고 흰 원호(white circle)는 B 방향에서의 산소 원자 퍼센트와 투자율간의 관계를 표시한다.

도 1에 따르면, 연자기 박막 내에 함유된 산소 원자 퍼센트가 대략 0 일 때, A 방향에서의 투자율은 B 방향과는 상당히 다르다: B 방향에서의 투자율은 A 방향에서의 투자율에 비해 작다. 이것은 산소 원자 퍼센트가 0 인 연자기 박막이 자기 이방성이 있음을 의미한다.

연자기 박막이 대략 1 인 산소 원자 퍼센트를 함유하고 있다면, A 방향 및 B 방향에서의 투자율은 동일하거나 대략 1000이며 A 방향 및 B 방향에서의 투자율 사이에 더 작은 차이가 있을 수 있다. 0 인 산소 원자 퍼센트의 내용물과 비교하면, 상술한 막은 자기 등방성을 나타낸다.

다음으로, 연자기 박막이 대략 2 인 산소 원자 퍼센트를 함유하고 있을 때, A 방향 및 B 방향에서의 투자율은 서로 반대가 된다. B 방향은 A 방향에 비해 우수한 투자율을 갖는다. 더구나, 대략 1 인 산소 원자 퍼센트를 함유하는 연자기 박막과 비교하면, A 방향 및 B 방향 사이의 투자율 차이는 더 작다. 대략 1 인 산소 원자 퍼센트와 비교하면, 연자기 박막은 자기 등방성을 나타낸다.

다음으로, 연자기 박막이 대략 3 인 산소 원자 퍼센트를 함유하고 있을 때, A 방향 및 B 방향간의 투자율 차이는 대략 2 인 산소 원자 퍼센트의 경우 보다 크다. 더구나, 대략 3.5 인 산소 원자 퍼센트의 범위에서는, A 방향 및 B 방향에서의 투자율은 대략 1000 이거나 그 이상이며 이것은 0 인 산소 원자 퍼센트가 함유된 경우의 투자율 값에 비해 큰 값이다.

더우기, 산소 원자 퍼센트가 대략 4 인 경우에, A 방향 및 B 방향간의 투자율 차이는 더 크다. 게다가, A 방향에서의 투자율 값이 더 작아진다. 따라서, 대략 4 인 산소 원자 퍼센트를 함유하는 연자기 박막은 자기 등방성을 나타낸다.

결론적으로 이러한 연자기 박막 내에서 산소 원자 퍼센트를 변경함으로써, A 방향내의 투자율 및 B 방향에서의 투자율을 변경할 수 있다. 즉 산소 원자 퍼센트를 변경함으로써, 연자기 박막의 자기 이방성을 자기 등방성으로 변경할 수 있다. 더구나, 이러한 연자기 박막 내에서 산소 원자 퍼센트를 대략 1 내지 3 으로 정의함으로써, A 방향 및 B 방향에서의 투자율 차이를 줄일 수 있고 산소 원자 퍼센트가 대략 0 인 경우에 얻을 수 있는 투자율에 비해 A 방향 및 B 방향에서 보다 높은 두자율을 얻을 수 있어서 자기 이방성을 자기 등방성으로 억제하는 것이 가능하다.

다음은 전술한 연자기 박막을 갖는 자기 헤드의 일 예에 관한 설명이다.

도 3은 서로를 받침으로 하여 단일 블럭이 된 제1 자심 하프 바디(4) 및 제2 자심 하프 바디(5)로 이루어진 자기 헤드(3)를 도시한다. 제1 자심 하프 바디(4) 및 제2 자심 하프 바디(5)에 의해 정의되는 받침 위에는 자기갭(g)이 형성된다. 제1 자심 하프 바디(4)는 한 쌍의 비자기 기판(6a) 사이에 샌드위치된 자기층(7a)을 갖는다. 이러한 제1 자심 하프 바디(4)와 유사하게, 제2 자심 하프 바디(5)로는 비자기 기판(6b) 사이에 샌드위치된 자기층(7b)을 갖는다. 제1 자심 하프 바디(4) 및 제2 자심 하프 바디(5)는 유리 용접 방법을 통해 서로 결합되어 단일 블럭이 되며, 이러한 방식으로 자기층(7a, 7b)의 단부가 서로 대면하여 자속이 흐르는 페쇄 루프를 형성한다. 더구나, 제1 자심 하프 바디(4) 및 제2 자심 하프 바디(5)는 단일 블럭으로 결합되어 매체 경사 표면(medium sliding surface)(3a) 위에 자기갭(g)을 형성한다.

더구나, 자기갭(g)은 비자기 기판(6a, 6b)이 비자기체(non-magnetic body)이기 때문에 자기층(7a, 7b)의 막 두께로 정의되는 트랙 폭(Tw)을 갖는다. 더구나, 자기 기록 매체를 갖는 컨택 폭은 트랙 폭(Tw) 및 제1 및 제2 자심 하프 바디(4, 5) 사이의 컨택 폭의 길이로 정의된다.

더구나 제1 자심 하프 바디(4) 및 제2 자심 하프 바디(5)간의 받침 위에는, 길이 방향으로 자기갭(g)의 길이(Dp)를 조정하고 코일을 감기 위한 창으로서 역할하는 코일 창(8)이 있다. 자기 기록 매체 위에 기록이 수행되고 있을 때 코일에는 전류가 공급되어 신호를 기록하기 위해 자기갭(g)으로부터 미약한 자속을 발생하며, 재생이 수행될 때에 코일은 자기 기록 매체 상에 기록된 신호에 대응하는 신호를 감지한다.

자기층(7a, 7b)은 와전류 손실(eddy current loss)을 줄이고 자기 헤드 효율을 개선하기 위해 도 4에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다. 이것은 50 내지 500㎚의 두께를 갖는 자기막(9) 및 1 내지 10㎚의 두께를 갖는 비자기막(10)이 교번하며 적층되어 단위 적층막(11)이 되며, 이러한 단위 적층막은 100 내지 500㎚의 두께를 갖는 절연막(12)을 통해 적층된다.

이러한 자기막(9)으로서, 예를 들어 대략 366㎚의 두께를 갖는 Fe-Ta-N-O 합금막이 사용된다. 더구나, 비자기막(10)은 10㎚의 두께를 갖는 실리콘 산화막(SiO₂)으로 이루어진다. 더구나 절연막(12)은 200㎚의 두께를 갖는 실리콘 산화막으로 이루어진다. 단위 적층막(11)은 비자기막(10)을 통해 8 개의 자기막(9)이 적층되어 구성되며, 전체 두께는 대략 3㎛이다. 더구나, 단위 적층막(11)의 5 개 층은 절연막(12)을 통해 적층되어 전체 두께가 대략 15.8㎜가 되도록 적층 자기막을 형성한다. 더구나 도 4에 도시된 자기층(7)에서, 적층 자기막(9)은 각각의 단부에서 정자기적으로 연결되도록 서로가 받침이 된다. 그러나, 금속 자기막이 적층된 절연막을 통해 적층되어 정자기적으로 서로 연결되지 않은 자기막이 된다.

자기 헤드(3)의 구조에 대해서 이것의 제조 절차를 통해 본 명세서에서 설명된다.

이러한 자기 헤드(3)를 제조할 때, 먼저 받침 표면으로 역할하는 비자기 기판(6)의 단부 표면 및 그것에 대향하는 단부 표면은 연마되어 유리 표면이 된다. 이러한 과정 이후에, 도 5에 도시된 바와 같이 비자기 기판(6)의 측면상에 전술한 자기층(7)이 형성된다. 이러한 자기층(7)을 형성할 때, 아르곤 가스 및 질소 가스의 혼합된 분위기에 산소가스가 주입된다. 따라서, 상술한 막 형성 분위기에 산소 가스를 주입함으로써, 자기층(7)을 구성하는 연자기 박막(9)의 산소 함유량을 조정할 수 있다. 이것은 전술한 연자기 박막(9)을 형성할 때, 연자기 박막(9) 내에 함유된 산소 원자 퍼센트를 제어하기 위해 막 형성 분위기를 고려하여 산소 압력을 변경한다는 의미이다.

이러한 연자기 박막(9)는 보다 구체적으로 예를 들어, DC 마그네트론 스퍼터 장치를 이용하고 예를 들어, Fe₈₇Ta₁₃의 조성을 갖는 타겟을 이용하며, 대략 0.5 파스칼의 압력을 얻기 위하여 예로서 아르곤, 질소, 및 산소를 포함하는 혼합 가스를 도입하여 대략 5.0W/Cm²의 압력 밀도를 이용하고 전극간 거리는 대략 60㎜로 설정함으로써 형성된다. 더구나, 비자기막(10) 및 절연막(12)은 예를 들어, 고주파 스퍼터 장치를 이용하여 형성될 수도 있다. 더구나, 이러한 비자기막(10) 및 절연막(12)은 조건(대략 1.0W/Cm², 0.4 파스칼의 아르곤 압력, 및 전극간 거리는 대략 60㎜)에서 SiO₂로 형성될 수도 있다.

다음은 도 6에 도시된 바와 같이, 전술한 자기층(7)으로 덮힌 비자기 기판(6)에 화살표로 표시된 방향으로 힘을 가하면 비자기 기판(6) 및 자기층(7)이 교대로 적층된 기판 블럭(12)을 얻을 수 있다.

다음은 도 6의 선 A-A', B-B', 및 C-C'와 같이 자기층(7)의 횡방향에 직교하는 선을 따라서 기판 블럭(12)을 절단하면 도 7에 도시된 바와 같은 자심 하프 블럭(magnetic core half block)(13)을 얻을 수 있다. 이러한 자심 하프 블럭(13)에서, 자심 하프 블럭의 모든 받침 표면에 걸쳐서 코일을 감기 위해 자기갭(g) 형성동안에 코일 홈이 표면 위에 형성된다.

다음은 자심 하프 블럭(13)의 받침 표면을 거울 표면(mirror surface)이 되도록 처리한다. 이러한 처리 이후에, 도 8에 화살표로 도시된 바와 같이 한 쌍의 자심 하프 블럭이 단일 블럭으로 결합되어 이들의 받침 표면은 서로 대향하게 된다. 따라서, 두 개의 자심 하프 블럭(13)을 결합시킴으로써 도 3에 도시된 바와 같은 자기 갭(g)을 갖는 자심 블럭(14)이 제작된다.

다음은 도 9에 도시된 바와 같이, 기록하고 재생하는 동안에 자기 기록 매체와의 적절한 컨택을 보장하기 위해 한 쌍의 자심 하프 블럭(13)으로 제작된 자심 블럭(9)에 대해 원통형 연마를 실시함으로써 교번하는 실선 및 점섬으로 표시된 배치를 얻게 된다. 이러한 연마를 완료한 후에, 도 9에 도시된 선 D-D 및 E-E를 따라서 자심 블럭(14)을 절단하면 도 3에 도시된 자기 헤드(3)를 얻을 수 있다.

전술한 자기 헤드 제조 절차에서 자기 헤드의 각각의 구성 소자를 결합하기 위해서, 금속막이 결합 표면 상에 형성되고 이러한 금속막이 열적으로 확산되어 결합되는 저온 열확산 방법(low temperature thermal diffusion method) 또는 결합 유리(bonding glass)나 그와 같은 것을 이용하는 방법과 같은 종래에 공지된 결합 방법을 사용해도 무방하다.

이렇게 제조된 자기 헤드(3)는 도 10에 도시된 헤드 출력 특성을 나타낸다. 도 10에서, 수직 축은 자기 헤드(3)가 출력 신호를 기록할 때의 자기 헤드(3)의 출력을 나타내고, 수평 축은 자기층(7)을 구성하는 자기막(9) 내에 함유된 산소 원자 퍼센트를 나타낸다.

이러한 자기 헤드(3)의 출력은, 자기막(9)이 FeTaNO_X의 조성을 가지는 경우에, 자기막(9) 내에 함유된 산소 원자 퍼센트가 0, 1, 2, 3, 및 4인 값에서 결정된다. 더구나, 이러한 자기 헤드(3)의 출력과 자기막(9) 내에 함유된 산소 원자 퍼센트간의 관계는 대략 1MHz 인 기록/재생 주파수, 그리고 자기 기록 매체로 대략 1450 Oe의 보자력(Hc)을 갖는 금속 테이프(metal tape)를 이용하여 측정된다.

더구나 이러한 자기 헤드(3)의 출력과 자기막(9) 내에 함유된 산소 원자 퍼센트간의 관계에서, 0 dB는 FeTaNO_X의 조성에서 산소 원자 퍼센트가 0인 자기막(9)을 갖는 자기 헤드에 의해 기록된 신호의 재생 출력으로 정의된다.

도 10에 따르면 자기막(9)이 대략 1 내지 3.5인 산소 원자 퍼센트를 함유할 때, 자기 헤드(3)의 출력은 산소 원자 퍼센트가 0인 경우에 비해 1dB 또는 그 이상만큼 증가 한다. 특히 자기막(9)를 이용한 자기 헤드(3)가 대략 2인 산소 원자 퍼센트를 함유할 때, 출력은 대략 2dB 만큼 증가한다. 이것은 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 대략 1 내지 3.5의 산소 원자 퍼센트를 함유하는 연자기 박막(2)이 산소 원자 퍼센트가 0인 경우에 비해 투자율이 높으며 그리고 자기 이방성이 억제된다는 사실에 기인하는 것으로 여겨진다. 1 내지 대략 3.5인 산소 원자 퍼센트를 함유한 자기막(9)을 이용한 자기 헤드(3)에서는 자기막(9)의 투자율이 증가되고 자기 등방성이 나타남으로써 헤드 특성이 증대될 수 있다.

더구나, 자기 헤드(3)는 전술한 제조 절차에 따라서 제조될 수 있으며, 종래 제조 방법에서와 같이 심지어 대량 생산하는 경우에 자기층(7)의 자기 이방성을 억제하기 위하여 막 형성 전후의 열처리시에 회전 자기장을 자기층에 인가할 필요가 없다. 따라서, 제조 절차가 단순해진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연자기 박막은 1 내지 3.5인 원자 퍼센트로 정의되는 산소 내용물이 있는 Fe_aM_bN_cO_d로 표현되는 조성을 가지며, 종래의 연자기 박막에 비해 투자율을 높일 수 있으며 그리고 복잡한 제조 절차를 거치지 않고도, 막형성 동안에 발생되는 자기 이방성을 억제하여 자기 등방성을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자기 헤드를 이용하면 기록 및 재생 특성을 개선시킬 수 있다. 더구나, 이러한 자기 헤드는 막 형성 또는 열 처리 시에 종래 제조 방법과 달리 회전 자기장을 인가하지 않고 형성된 자기층으로 제조될 수 있다. 이것은 제조 절차를 상당히 단순화시키고 제조 비용을 감소시킨다.

Claims (7)

1. Fe_aM_bN_cO_d(여기에서, M은 Ta, Zr, Hf, Nb, 및 Ti 중의 적어도 하나를 나타내고, a, b, c, 및 d는 각 성분의 원자 퍼센트(%)를 나타냄)의 조성을 가지며, 성분비(element ratio) a, b, c, 및 d는 각각 71≤a≤85, 6≤b≤15, 9≤c≤16, 및 1≤d≤3.5의 범위인 연자기 박막.
2. 제1항에 있어서, 상기 박막은 산소를 함유한 분위기에서 스퍼터링(sputtering)을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 연자기 박막.
3. 한 쌍의 자심 하프 바디(magnetic core half body)를 포함하며,상기 한 쌍의 자심 하프 바디의 각각은 한 쌍의 비자기 기판 사이에 끼워져 삽입된 자기층(magnetic layer)을 가지며, 상기 자기층은 서로가 받침이 되어 대향하며 상기 자기층들 사이의 받침 주변에 자기갭(magnetic gap)을 형성하는 자기 헤드(magnetic head)에 있어서,

   상기 자기층은 Fe_aM_bN_cO_d(M은 Ta, Zr, Hf, Nb, 및 Ti 중의 적어도 하나를 나타내고, a, b, c, 및 d는 각 성분의 원자 퍼센트(%)를 나타냄)의 조성을 적어도 부분적으로 가지며, 성분비(element ratio) a, b, c, 및 d는 각각 71≤a≤85, 6≤b≤15, 9≤c≤16, 및 1≤d≤3.5의 범위인 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
4. 제3항에 있어서, 상기 자기층은 절연막을 통해 각각이 연자기 박막 및 비자기막이 교대로 적층된 다수의 단위 적층막(unit layered film)을 결합하여 제작된 적층 자기막(layered magnetic film)인 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
5. 제4항에 있어서, 상기 단위 적층막은 서로 정자기적(static-magnetically)으로 연결된 연자기 박막을 가지는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
6. 제4항에 있어서, 상기 단위 적층막은 50 내지 500㎚의 두께를 갖는 연자기 박막 및 1 내지 10㎚의 두께를 갖는 비자기막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
7. 제4항에 있어서, 상기 절연막의 두께는 100 내지 500㎚인 것을 특징으로 하는 자기 헤드.