KR20050116346A - 자기 디바이스용 자성막 - Google Patents

자기 디바이스용 자성막 Download PDF

Info

Publication number
KR20050116346A
KR20050116346A KR1020040098424A KR20040098424A KR20050116346A KR 20050116346 A KR20050116346 A KR 20050116346A KR 1020040098424 A KR1020040098424 A KR 1020040098424A KR 20040098424 A KR20040098424 A KR 20040098424A KR 20050116346 A KR20050116346 A KR 20050116346A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
magnetic
palladium
alloy
ferromagnetic
Prior art date
Application number
KR1020040098424A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100688141B1 (ko
Inventor
노마겐지
마츠오카마사아키
Original Assignee
후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 후지쯔 가부시끼가이샤 filed Critical 후지쯔 가부시끼가이샤
Publication of KR20050116346A publication Critical patent/KR20050116346A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100688141B1 publication Critical patent/KR100688141B1/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/16Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing cobalt
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/3227Exchange coupling via one or more magnetisable ultrathin or granular films
    • H01F10/3231Exchange coupling via one or more magnetisable ultrathin or granular films via a non-magnetic spacer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/14Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
    • H01F41/18Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by cathode sputtering
    • H01F41/183Sputtering targets therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/11Magnetic recording head
    • Y10T428/115Magnetic layer composition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/11Magnetic recording head
    • Y10T428/1171Magnetic recording head with defined laminate structural detail

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

본 발명은 포화 자화가 2.45 T 이상의 고포화 자화를 구비하는 자극 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이것에 의해 자기 헤드에 의한 기록 매체로의 기록밀도를 향상시켜, 각종 고체 디바이스에 대한 응용 이용을 가능하게 한다.
자기 디바이스용 자성막으로서, 강자성막(11)과, 팔라듐막(12) 또는 팔라듐을 함유하는 합금막이 교대로 적층되고, 상기 팔라듐막(12) 또는 팔라듐을 함유하는 합금막의 각 층의 층 두께가 0.05 ㎚ 내지 0.28 ㎚으로 설정된 다층막으로서, 상기 다층막이 스퍼터법 또는 증착법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자기 디바이스용 자성막{MAGNETIC FILM FOR MAGNETIC DEVICE}
본 발명은 높은 포화 자화를 구비한 자기 디바이스용 자성막 및 이것을 이용한 하드디스크 드라이브용 자기 헤드 및 고체 다바이스에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브의 기록 밀도를 향상시키기 위해서는 기록 헤드가 발생하는 자계를 보다 강하게 해야 한다. 현재 사용되는 기록 헤드는 그 대부분이 강자성체를 자극(코어)으로 하고, 그것을 둘러싸도록 감긴 코일에 전류를 흘려 유도 자계를 발생시키고, 이 유도 자계를 상기 자극 내에 수속시킴으로써 강한 기록 자계를 한 방향으로 방출시키도록 구성되어 있다.
코일이 발생할 수 있는 유도 자계의 강도를 일정하게 하면서, 기록 자계를 강화하기 위해서는 상기 자극의 포화 자화를 높이거나, 상기 유도 자계를 효율적으로 수속시키는 헤드 구조를 실현하는 것 이외에 방법은 없다.
이러한 목적에 맞는 고포화 자화 재료로서 지금까지 제안되었던 것들은 니켈-철 합금(퍼멀로이), 철-알루미늄-실리콘 합금(센더스트), Fe-Co-Si-B 등의 비정질 합금, 코발트-니켈-철 합금, 코발트-철 합금 등이다.
하드디스크 드라이브용 기록 헤드가 실용화된 당초에는 자극 재료로서 Ni-Zn 페라이트가 이용되었다. 이것은 자기 기록 매체라고 하면 자기테이프밖에 없던 시절의 것으로, 내마모성이나 내식성이 좋고, 저항율이 높기 때문에 와전류 손실이 발생하지 않는 등의 이점이 있기 때문에 사용되었다. 그러나, Ni-Zn 페라이트는 자극 재료로서는, 포화 자화가 0.4 T로 작다고 하는 결점이 있었다.
한편, 당시는 기계 가공에 의해 자극을 제작하였지만, 헤드의 사이즈가 작아짐에 따라 기계 가공이 곤란해지고, 포토리소그래피 기술을 사용할 수 있는 퍼멀로이 등의 금속 재료로 대체되게 되었다. 퍼멀로이는 19세기부터 사용하던 연자성 재료로, 비교적 내식성이 좋고 페라이트보다도 포화 자화가 크기 때문에 페라이트에 이은 자극 재료로서 사용되었지만, 포화 자화가 1.0 T로서, 이윽고 기록 자계가 모자라게 되어, 보다 고포화 자화의 재료로 서서히 변화되어 갔다.
현재, 자극 재료로서는, 단일체로서 최대의 포화 자화 2.45 T를 갖는 것으로 알려진 Fe70Co30 합금을 주로 이용하고 있다. 지금까지 Fe70Co30 합금을 초과하는 포화 자화를 갖는 재료는 발견되고 있지 않다. 예외로서, 철-질소 화합물의 Fe16N2막이 2.8∼3.0 T의 포화 자화를 갖는다는 실험 데이터가 보고된 예는 있지만[비특허 문헌 1: M. Komuro et al., Journal of Applied Physics, vol. 67, No. 9, pp. 5126(1990)], 현재 시점에서, 이 값은 의문시되고 있고, 크더라도 2.4 T가 타당한 값으로 여겨지고 있다[비특허 문헌 2: M. Takahashi et al., Journal of Applied Physics, vol. 79, No. 8, pp. 5546(1996)]. 이 값은 Fe70Co30 합금의 포화 자화 2.45 T보다도 작다.
또, 본 발명에 따른 자기 디바이스용 자성막에 의한 것과 유사한 실험 데이터로서, Pd 중에 Fe를 분산한 희박 합금, Fe/Pd 다층막, FeCo/Pd 다층막에 있어서, Fe 또는 FeCo의 1원자당 포화 자기 모멘트가 최대 10 μB로까지 증대하고 있다는 보고가 있다(단일체의 Fe의 1원자당 포화 자기 모멘트는 2.2 μB, Fe70Co30은 2.46 μB). 이것은 Fe 원자와 Pd 원자 사이의 계면에서 자기 모멘트가 증대하는 현상 때문이라고 설명되고 있다. 그러나, 지금까지 보고된 실험 데이터로서는 전체를 Fe-Pd 합금(또는 Fe-Co-Pd 합금)으로 간주한 경우에 Pd의 함유율이 Fe의 함유율보다도 훨씬 많게 설정되어 있기 때문에, 전체로서는 포화 자화의 값이 매우 작아져 버리고, 자극 재료에 이용하기에는 실용성이 부족했다. 또한, 어느 쪽의 경우도 높은 포화 자화가 관측된 것은 액체 헬륨의 기화 온도인 4.2 K 전후로서, 실온에서 포화 자기 모멘트가 증대했다는 보고예는 없다[관련된 비특허 문헌 3: Physical Review, vol. 125, No. 2, pp. 541(1962), 비특허 문헌 4: Journal of Applied Physics, vol. 77, No. 8, pp. 3965(1995), 비특허 문헌 5: IEEE Transactions on Magnetism, vol. 28, No. 5, pp. 2766(1992). 비특허 문헌 6: Journal of Applied Physics, vol. 92, No. 5, pp. 2634(2002)]
하드디스크 드라이브의 기록 밀도의 향상에는 기록 헤드에 고포화 자극 재료를 사용하는 것이 유효하다. 그러나, 전술한 바와 같이, 종래 실용화된 최고의 포화 자화를 갖는 자극 재료는 포화 자화 2.45 T를 갖는 Fe70Co30 합금으로서, 이 이상의 포화 자화를 갖는 재료는 없다.
본 발명자는 Fe-Co-Pd막에 대한 조성을 검토하고, 또한 Fe-Co/Pd 다층막의 막구조를 검토함으로써 본 발명을 이룩한 것으로, 본 발명은 포화 자화가 2.5 T 이상이라는 종래의 Fe70Co30 합금이 갖는 포화 자화를 초과하는 동시에, 실용에 견디는 자극 재료를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서 다음 구성을 갖는다.
즉, 본 발명에 따른 제1 자기 디바이스용 자성막은 철과 코발트와 팔라듐으로 이루어지고, 상기 팔라듐의 몰 함유율이 1% 내지 7%로 설정된 합금막으로서, 상기 합금막이 스퍼터법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 몰 함유율로 설정된 철과 코발트와 팔라듐으로 이루어진 합금을 타겟으로 하여, 스퍼터법으로 형성함으로써, 합금막 중에 있어서의 팔라듐의 몰 함유율을 상기 비율로 정확히 조제할 수 있고, 2.45 T를 초과하는 고포화 자화(Bs)를 갖는 자기 디바이스용 자성막을 확실하게 얻는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 따른 제2 자기 디바이스용 자성막은 강자성막과, 팔라듐막 또는 팔라듐을 함유하는 합금막이 교대로 적층되고, 상기 팔라듐막 또는 팔라듐을 함유하는 합금막의 각 층의 층 두께가 0.05 ㎚ 내지 0.28 ㎚로 설정된 다층막으로서, 상기 다층막이 스퍼터법 또는 증착법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다층막에 상기 강자성막이 적어도 2층 이상 포함되어 있는 것을 특징으로 하고, 상기 강자성막은 철-코발트 또는 철-코발트를 함유하는 합금으로 이루어지며, 철과 코발트의 함유 몰량의 비(CFe/CCo)가 0.667 내지 9.0인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 강자성막의 1층당 층 두께가 2.3 ㎚ 이하임에 따라, 2.45 T 이상의 포화 자화를 갖는 자기 디바이스용 자성막을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 자기 디바이스용 자성막 및 이것을 이용한 하드디스크 드라이브용 자기 헤드, 자기 디바이스용 자성막을 이용한 고체 다바이스의 실시 형태에 관해서 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 제1 자기 디바이스용 자성막의 예로서, Fe70Co30에 대한 Pd 첨가량을 바꾼 타겟을 준비하고, 스퍼터 조건 1000 W, 0.4 Pa, 스퍼터막 두께 50 ㎚로서 성막한 스퍼터막에 관해서 포화 자화(Bs)를 측정한 결과를 도시한다. 도 1에 도시된 측정 결과는 Pd가 함유되어 있지 않은 경우의 스퍼터막의 포화 자화(Bs)가 2.45 T인 데 대하여, Pd를 3% 첨가한 스퍼터막으로서는 2.55 T를 나타내고, Pd가 7% 이상의 스퍼터막에 대해서는 포화 자화(Bs)는 2.45 T를 하회하는 것을 나타낸다.
이 실험 결과는 Fe70Co30에 Pd를 첨가한 합금을 타겟으로 하여 형성한 스퍼터막의 포화 자화(Bs)가 2.45 T를 상회하도록 하기 위해서는 첨가하는 Pd의 양은 7% 이하인 것이 바람직한 것과, Pd의 조성 제어를 정밀하게 하는 데에 있어서, 첨가하는 Pd의 양은 1% 이상인 것이 바람직한 것을 나타내고 있다.
여기 제시한 제1 자기 디바이스용 자성막에 있어서의 Pd의 조성은 전술한 Pd 중에 Fe를 분산한 희박 합금의 조성과는 전혀 다른 범위로 되어 있다. 그 때문에 제1 자기 디바이스용 자성막인 FeCoPd막에 있어서의 이러한 포화 자화(Bs)의 증대는 Pd 중에 Fe를 분산한 희박 합금으로 일어나고 있는 포화 자기 모멘트 μB의 증대만으로는 설명할 수 없다. 제1 자기 디바이스용 자성막에 있어서는, Pd가 FeCo 결정의 격자점을 치환 또는 격자 사이로 침입하여 FeCo의 결정 격자를 무리하게 넓힘으로써 전자 상태가 변하고 있는 결과라고 추정된다.
또, 하드디스크 드라이브용 기록 헤드의 자극에 사용되는 자성막의 생성에는 현재 스퍼터법 또는 도금법이 사용되고 있지만, 상기 제1 자성막의 형성법으로서 적합한 것은 스퍼터법이다. 스퍼터법에 따르면, 모재가 되는 타겟의 조성을 적정하게 함으로써, 막중의 팔라듐의 몰 함유율을 1% 내지 7%의 범위로 제어하는 것은 용이하다. 철과 코발트와 팔라듐으로 이루어진 타겟을 팔라듐이 소정의 몰 함유율이 되는 합금으로서 미리 형성해 두면, 스퍼터막 중에 있어서의 팔라듐의 조성은 타겟에 있어서의 팔라듐의 조성에 의해 규정되기 때문에, 소정의 몰 함유율로 정확히 제어할 수 있다. 또한, 스퍼터 처리 조작을 통하여 스퍼터막 중의 팔라듐의 몰 함유율이 변동하는 일이 없다고 하는 이점도 있다.
또, 도금법은 자극에 퍼멀로이가 사용되었던 시기부터 가장 자주 사용되었지만, 본 발명과 같은 FeCoPd막을 형성하는 방법으로서는 도금법은 부적합하다. 자극에 사용되는 자성막은 수 100 ㎚에서 수 μm의 두께가 있지만, 도금법에서는 FeCoPd막이 형성되기 시작하는 부분과 끝나는 부분에서 조성의 변조가 일어나기 쉽다. 왜냐하면, Pd는 Fe>Co>>Pd>Au>Pt의 순으로 이온화 경향이 작아지기 때문에, Fe나 Co와의 합금을 제작하고자 하면 Pd가 먼저 석출되기 쉽고, 이 때문에 막이 형성되기 시작하는 부분과 끝나는 부분에서 도금욕 중의 Fe, Co와 Pd의 이온량의 비가 변해 버리기 때문이다. 이것을 억제하기 위해서는 사카린 등의 첨가제를 도금 욕에 혼합해야 하지만, 완성된 막의 포화 자화가 내려가 버린다. 2.45 T를 초과하는 고포화 자화를 얻기 위해서는 Pd의 함유율의 엄밀한 제어가 필요하게 되지만, 도금법은 그러한 제어에는 적합하지 않다고 말할 수 있다.
도 2에 본 발명에 따른 제2 자기 디바이스용 자성막의 예로서, 강자성막으로서 철-코발트로 이루어진 강자성막(11)과 팔라듐막(12)을 교대로 적층한 자기 디바이스용 자성막(10)의 구성을 나타낸다.
도 3은 철-코발트로 이루어진 강자성막(11)과 팔라듐막(12)을 교대로 25층씩 적층한 자기 디바이스용 자성막(10)에 대해서, 팔라듐막(12)의 두께를 바꾼 다층막에 대해서 그 포화 자화(Bs)를 측정한 결과를 나타낸다. 이 측정 결과로부터, 팔라듐막(12)의 두께가 0.05 ㎚ 내지 0.28 ㎚의 경우에 포화 자화(Bs)가 2.45 T를 넘는 것을 알 수 있다.
또, 도 3은 강자성막(11)과 팔라듐막(12)을 교대로 각각 25층 적층한 경우이지만, 강자성막(11)과 팔라듐막(12)을 각각 10층 적층한 경우, 각각 50층 적층한 경우에 대해서도 동일하게 측정하고, 도 3과 거의 동일한 측정 결과를 얻을 수 있는 것을 확인하였다. 즉, 강자성막(11)과 팔라듐막(12)을 교대로 적층하여 이루어지는 제2 자기 디바이스용 자성막에 있어서는, 강자성막(11)과 팔라듐막(12)의 적층수가 자성막의 포화 자화값에 거의 영향을 주지 않고, 다층막을 형성할 때의 팔라듐막(12)의 막 두께가 다층막의 포화 자화값에 영향을 준다.
또한, 다층막의 포화 자화를 크게 하기 위해서, 강자성막(11)으로서 사용하있는 철-코발트 자성막 중에 있어서의 철과 코발트의 함유 몰량의 비(CFe/CCo)를 0.667 내지 9.0으로 하고 있다.
도 4는 강자성막(11)과 팔라듐막(12)을 교대로 적층하여 이루어지는 자기 디바이스용 자성막(10)으로, 강자성막(11)의 막 두께를 바꾸었을 때의 다층막의 포화 자화(Bs)를 측정한 결과를 나타낸다. 도 4에 도시한 측정 결과는 강자성막(11)의 막 두께가 2.3 ㎚ 이하의 경우에 포화 자화(Bs)가 2.45 T 이상이 되어 유효한 것, 특히 강자성막(11)의 막 두께가 1.0 ㎚∼2.3 ㎚의 범위에서 유효한 것을 나타내고 있다.
또, 제2 자기 디바이스용 자성막(10)으로서는, 팔라듐막(12)으로 바꾸어 팔라듐을 함유하는 합금막을 사용할 수 있다. 이 팔라듐을 함유하는 합금막으로서는, MoPd나 RhPd 합금 등을 사용할 수 있다. FeCo층을 이들의 합금막과 다층화한 경우라도, 팔라듐을 함유하는 합금막의 막 두께를 0.05 ㎚ 내지 0.28 ㎚로 함으로써 고포화 자화를 얻을 수 있다.
또, 제2 자기 디바이스용 자성막으로서 설명한 다층막을 형성하는 방법으로서는, 스퍼터법 또는 증착법(MBE법)이 우수하다. 이것은, 팔라듐막 혹은 팔라듐 합금막, 또는 강자성막을 반복하여 적층할 때에, 0.05 ㎚ 내지 0.28 ㎚, 또는 2.3 ㎚ 이하라는 매우 얇은 막 두께로도 정밀도 좋게 제어하는 것이 가능하기 때문이다.
특히, 본 발명에 따른 다층막에 형성하는 자기 디바이스용 자성막으로서는, 원리적으로 팔라듐막 혹은 팔라듐 합금막과 강자성막의 계면이 매우 급준하게 형성되는 것이 요구되지만, 스퍼터법 또는 증착법은 이러한 계면을 형성하기에 적합하다.
한편, 도금법은 막의 성장 속도가 빠르고, 또한 습식이기 때문에 이러한 매우 얇은 층끼리 반복 적층하는 것은 부적합하다. 특히, 막 재료의 전환으로 도금욕을 교체할 때에, 이미 막으로서 석출한 금속이 다시 욕 중에 용출하는 등으로, 계면에서 원래 있어서는 안되는 혼합층을 형성해 버리기 때문에, 본 발명에서 얻을 수 있는 포화 자화의 증대 효과가 약해진다.
이상 설명한 자기 디바이스용 자성막은 고포화 자화를 갖기 때문에, 하드디스크 드라이브용 자기 헤드 혹은 고체 다바이스 등에 적합하게 이용할 수 있다.
도 5는 하드디스크 드라이브용 자기 헤드(30)의 구성예를 도시한다. 도시한 자기 헤드(30)는 면내 기록용으로서 구성된 예이며, 기록 헤드부(20)로서 하부 자극(21)과 상부 자극(22)을 구비하여 코어부(22a)에 쇄교(interlinkage)하도록 코일(24)이 배치되어 있다.
본 발명에 따른 자기 디바이스용 자성막은, 이 기록 헤드부(20)를 구성하는 하부 자극(21)을, 전술한 철-코발트로 이루어진 강자성막(11)과 팔라듐막(12)을 교대로 적층한 다층막으로 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 자기 디바이스용 자성막은 코어 자극 재료로서 종래, 주류로 사용된 Fe70Co30 합금보다도 우수한 2.45 T 이상의 포화 자화를 갖기 때문에, 하부 자극(21)에 사용함으로써 효과적으로 기록 자계 강도를 향상시킬 수 있고, 기록 매체(26)에 대한 기록 밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.
다층막에 의해 형성한 자기 디바이스용 자성막의 경우는, 하부 자극(21)으로서 소요의 두께가 되도록 강자성막(11)과 팔라듐막(12) 혹은 팔라듐 합금막의 적층수를 설정하면 좋다.
물론, 본 발명에 따른 자기 디바이스용 자성막은 자기 헤드(30)의 하부 자극(21)으로서 사용하는 것 이외에, 상부 자극(22)을 구성하는 자극 재료로서 사용할 수 있다. 또한, 하부 자극(21) 및 상부 자극(22)을 구성하는 자기 디바이스용 자성막으로서는, 전술한 다층막으로 바꾸어 제1 자기 디바이스용 자성막으로서 설명한 Fe70Co30에 Pd를 몰 함유율로서 1% 내지 7% 첨가하여 스퍼터법으로 형성한 합금막을 사용하여도 좋다. 이 합금막의 경우도 2.45 T를 초과하는 큰 포화 자화를 갖기 때문에, 기록 매체(26)에 대한 고밀도 기록이 가능해진다.
도 6과 도 7은 다층막 구조의 자기 디바이스용 자성막을 고체 다바이스로서 사용한 예를 도시한다. 즉, 도 6은 팔라듐으로 이루어진 기체부(42)에 세선형으로 형성한 철-코발트로 이루어진 양자 세선(43)을 소정 간격을 두고 정렬시켜 배치한 고체 다바이스(40)이다. 도 7은 팔라듐으로 이루어진 기체부(42)에 도트형으로 형성한 철-코발트로 이루어진 양자 도트(45)를 서로 소정 간격을 두고 배열한 고체 다바이스(41)를 나타낸다. 이들 고체 다바이스(40, 41)는 팔라듐층과 철-코발트로 이루어진 강자성층을 교대로 마스크를 이용하여 스퍼터 혹은 증착함으로써 제작할 수 있다.
도 6과 도 7에 도시하는 고체 다바이스(40, 41)는 자기 기록용 디바이스로서 이용하는 것이 가능하고, 특히 상술한 다층막으로서 형성한 자기 디바이스용 자성막과 유사한 구성을 갖고, 매우 큰 포화 자화를 갖기 때문에, 정보의 고밀도 기록용으로서 유효하게 이용하는 것이 가능해진다. 특히, 도 7에 도시된 고체 다바이스(41)와 같은 도트 구조가 될수록 자성체 단위 체적당의 포화 자화가 증대할 것으로 생각된다.
또, 본 발명자는 상기한 FeCoPd막과 Pd 합금막을 다층화함으로써, FeCoPd층당의 포화 자화가 2.9 T까지 증대하고 있는 것을 확인하고 있다. 이 값은 지금까지 보고된 포화 자화의 값으로서는 최대이다.
본 발명에 따른 자기 디바이스용 자성막은 자극 재료로서 종래 가장 큰 포화 자화로서 2.45 T를 갖는 Fe70Co30 합금보다도 더 큰 포화 자화를 갖는다. 이에 따라, 고밀도 기록을 가능하게 하는 하드디스크 드라이브용 자기 헤드, 또한 고밀도 기록이 가능한 고체 다바이스에 응용 이용하는 것이 가능해진다.
도 1은 Fe70Co30에 대한 Pd 첨가량을 바꾼 스퍼터막에서 포화 자화를 측정한 결과를 도시한 그래프.
도 2는 다층막으로서 형성한 자기 디바이스용 자성막의 막구성을 도시한 설명도.
도 3은 강자성막 팔라듐막을 교대로 적층한 자기 디바이스용 자성막에 대해서, 팔라듐막의 두께를 바꾸어 다층막의 포화 자화를 측정한 결과를 도시한 그래프.
도 4는 강자성막과 팔라듐막을 교대로 적층한 자기 디바이스용 자성막에 대해서, 강자성막의 막 두께를 바꾸어 포화 자화를 측정한 결과를 도시한 그래프.
도 5는 자기 디바이스용 자성막을 사용하는 자기 헤드의 구성을 도시한 설명도.
도 6은 고체 다바이스의 구성예를 도시한 설명도.
도 7은 고체 다바이스의 다른 구성예를 도시한 설명도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 자기 디바이스용 자성막
11 : 강자성막
12 : 팔라듐막
20 : 기록 헤드부
21 : 하부 자극
22 : 상부 자극
22a : 코어부
24 : 코일
26 : 기록 매체
30 : 자기 헤드
40, 41 : 고체 다바이스
43 : 양자 세선
45 : 양자 도트

Claims (8)

  1. 철과 코발트와 팔라듐으로 이루어지고, 상기 팔라듐의 몰 함유율이 1% 내지 7%로 설정된 합금막으로서,
    상기 합금막은 스퍼터법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 디바이스용 자성막.
  2. 제1항에 있어서, 상기 몰 함유율로 설정된 철과 코발트와 팔라듐으로 이루어지는 합금을 타겟으로 하여, 스퍼터법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 디바이스용 자성막.
  3. 강자성막과, 팔라듐막 또는 팔라듐을 함유하는 합금막이 교대로 적층되고, 상기 팔라듐막 또는 팔라듐을 함유하는 합금막의 각 층의 층 두께가 0.05 ㎚ 내지 0.28 ㎚로 설정된 다층막으로서,
    상기 다층막은 스퍼터법 또는 증착법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 디바이스용 자성막.
  4. 제3항에 있어서, 상기 다층막에는 상기 강자성막이 적어도 2층 이상 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 디바이스용 자성막.
  5. 제3항에 있어서, 상기 강자성막은 철-코발트 또는 철-코발트를 함유하는 합금으로 이루어지고, 철과 코발트의 함유 몰량의 비(CFe/CCo)가 0.667 내지 9.0인 것을 특징으로 하는 자기 디바이스용 자성막.
  6. 제5항에 있어서, 상기 강자성막의 1층당의 층 두께가 2.3 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 자기 디바이스용 자성막.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재한 자기 디바이스용 자성막을 이용한 하드디스크 드라이브용 자기 헤드.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재한 자기 디바이스용 자성막을 이용한 고체 디바이스.
KR1020040098424A 2004-06-07 2004-11-29 자기 디바이스용 자성막 KR100688141B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004168502A JP2005347688A (ja) 2004-06-07 2004-06-07 磁気デバイス用磁性膜
JPJP-P-2004-00168502 2004-06-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050116346A true KR20050116346A (ko) 2005-12-12
KR100688141B1 KR100688141B1 (ko) 2007-03-02

Family

ID=34930818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040098424A KR100688141B1 (ko) 2004-06-07 2004-11-29 자기 디바이스용 자성막

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7564648B2 (ko)
EP (2) EP1605475B1 (ko)
JP (1) JP2005347688A (ko)
KR (1) KR100688141B1 (ko)
CN (1) CN100431006C (ko)
DE (2) DE602004028182D1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100748198B1 (ko) * 2005-08-12 2007-08-10 후지쯔 가부시끼가이샤 자기 디바이스용 자성막, 하드디스크 드라이브용 자기헤드, 및 고체 디바이스

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347688A (ja) 2004-06-07 2005-12-15 Fujitsu Ltd 磁気デバイス用磁性膜
JP2007049059A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Fujitsu Ltd 磁気デバイス用磁性膜、ハードディスクドライブ用磁気ヘッド、および固体デバイス
JP2006024732A (ja) * 2004-07-08 2006-01-26 Fujitsu Ltd 磁性膜並びにハードディスクドライブ用記録再生ヘッドおよび固体デバイス
JP2007049058A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Fujitsu Ltd 磁気デバイス用磁性膜、ハードディスクドライブ用磁気ヘッド、および固体デバイス
US20080003454A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Seagate Technology Llc Corrosion resistant and high saturation magnetization materials
US20080057281A1 (en) * 2006-06-30 2008-03-06 Seagate Technology Llc Corrosion resistant and high saturation magnetization materials
US8632897B2 (en) * 2008-04-30 2014-01-21 Seagate Technology Llc Multilayer hard magnet and data storage device read/write head incorporating the same
US8861316B2 (en) * 2012-12-18 2014-10-14 Seagate Technology Llc Write pole for recording head
CN106887328B (zh) * 2017-01-19 2018-06-19 北京航空航天大学 消除反常自旋重取向的非晶CoSiB厚膜及其制备方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4891278A (en) * 1986-02-21 1990-01-02 Hitachi, Ltd. Ferrromagnetic thin film and magnetic head using it
JPH03100171A (ja) * 1989-09-14 1991-04-25 Fuji Photo Film Co Ltd スパッタ装置
JPH04186707A (ja) 1990-11-21 1992-07-03 Hitachi Ltd 光磁気記録膜の構造
KR920010562B1 (ko) * 1991-01-05 1992-12-07 김순우 진공청소기용 기어박스구조
JP3102505B2 (ja) * 1991-07-18 2000-10-23 ティーディーケイ株式会社 軟磁性多層めっき膜の製造方法および軟磁性多層めっき膜ならびに磁気ヘッド
US5780176A (en) * 1992-10-30 1998-07-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element
JP3247535B2 (ja) * 1993-03-03 2002-01-15 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子
JP3707166B2 (ja) * 1996-01-29 2005-10-19 ソニー株式会社 磁気ヘッド
GB2312088B (en) 1996-03-20 2000-09-20 Univ City Magnetoresistive device
KR20000002733A (ko) * 1998-06-23 2000-01-15 구자홍 광자기 기록 매체
KR100282335B1 (ko) * 1998-10-08 2001-02-15 구자홍 광자기 기록 매체
US6636398B2 (en) * 2000-06-02 2003-10-21 Tdk Corporation Magnetoresistive effect sensor, thin-film magnetic head with the sensor, manufacturing method of magnetoresistive sensor and manufacturing method of thin-film magnetic head
US6855240B2 (en) * 2000-08-09 2005-02-15 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. CoFe alloy film and process of making same
US6452240B1 (en) * 2000-10-30 2002-09-17 International Business Machines Corporation Increased damping of magnetization in magnetic materials
US6760189B2 (en) * 2001-01-17 2004-07-06 Alps Electric Co., Ltd. Soft magnetic film having high corrosion resistance, magnetic head including the same, and method for making the soft magnetic film
JP2002309353A (ja) * 2001-04-13 2002-10-23 Fujitsu Ltd 軟磁性膜及びこれを用いる記録用の磁気ヘッド
TWI222630B (en) * 2001-04-24 2004-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Magnetoresistive element and magnetoresistive memory device using the same
US7095586B2 (en) * 2002-01-15 2006-08-22 Alps Electric Co., Ltd. Soft magnetic film having saturation magnetic flux density Bs of at least 2.0 T and magnetic head including the same
JP2004011681A (ja) * 2002-06-04 2004-01-15 Smc Corp アクチュエータ
US6780291B2 (en) 2002-06-07 2004-08-24 Seagate Technology Llc Self-annealed thin film deposition process
JP2004178708A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Tdk Corp 磁気記録媒体及び磁気記録装置
US7038873B2 (en) * 2003-03-20 2006-05-02 Hitachi Maxell, Ltd. Magnetic recording medium having a specific relation of coercive force HC and residual magnetization MR in perpendicular direction to substrate surface
US20060083950A1 (en) * 2004-06-07 2006-04-20 Fujitsu Limited Magnetic film for a magnetic device, magnetic head for a hard disk drive, and solid-state device
JP2005347688A (ja) 2004-06-07 2005-12-15 Fujitsu Ltd 磁気デバイス用磁性膜
US7300711B2 (en) * 2004-10-29 2007-11-27 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junctions with high tunneling magnetoresistance using non-bcc magnetic materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100748198B1 (ko) * 2005-08-12 2007-08-10 후지쯔 가부시끼가이샤 자기 디바이스용 자성막, 하드디스크 드라이브용 자기헤드, 및 고체 디바이스

Also Published As

Publication number Publication date
KR100688141B1 (ko) 2007-03-02
DE602004028182D1 (de) 2010-08-26
CN100431006C (zh) 2008-11-05
DE602004028104D1 (de) 2010-08-26
US20050271901A1 (en) 2005-12-08
JP2005347688A (ja) 2005-12-15
EP1918946B1 (en) 2010-07-14
EP1918946A1 (en) 2008-05-07
US7564648B2 (en) 2009-07-21
CN1707614A (zh) 2005-12-14
EP1605475A1 (en) 2005-12-14
EP1605475B1 (en) 2010-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100238912B1 (ko) 자기저항효과헤드
KR100723901B1 (ko) 연자성 박막 및 자기 기록 헤드
JP4951095B2 (ja) 磁気記録ヘッド及び磁気記録装置
JPH0443989B2 (ko)
KR100688141B1 (ko) 자기 디바이스용 자성막
KR20000048058A (ko) 자성 재료와 그것을 이용한 자기 헤드 및 자기 기록 장치
JP4759455B2 (ja) 磁気シールド及びその製造方法、薄膜磁気ヘッド
JP2002183909A (ja) 薄膜磁気ヘッドの製造方法及び薄膜磁気ヘッドとそれを搭載した磁気ディスク装置
JP2001006931A (ja) 軟磁性膜及びその製造方法、ならびにこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド
JP2004103215A (ja) 書き込みギャップに高磁気モーメント材料を有する記録ヘッドライタおよび関連する方法
US6507457B2 (en) Magnetic head
JP2000187808A (ja) 軟磁性膜及びその製造方法、ならびにこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド
JP2002175607A (ja) 磁気記録素子およびその製造方法
US20060083950A1 (en) Magnetic film for a magnetic device, magnetic head for a hard disk drive, and solid-state device
JP2502965B2 (ja) 薄膜磁気ヘッド
KR100748198B1 (ko) 자기 디바이스용 자성막, 하드디스크 드라이브용 자기헤드, 및 고체 디바이스
US20060078762A1 (en) Magnetic film for a magnetic device, magnetic head for a hard disk drive, and solid-state device
JP2000331310A (ja) 薄膜磁気ヘッド並びにその製造方法
JPH1116120A (ja) 薄膜磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
JP4286792B2 (ja) 磁気ヘッド
JP2007049059A (ja) 磁気デバイス用磁性膜、ハードディスクドライブ用磁気ヘッド、および固体デバイス
KR20070019515A (ko) 자기 디바이스용 자성막, 하드디스크 드라이브용 자기헤드, 및 고체 디바이스
JP2007049058A (ja) 磁気デバイス用磁性膜、ハードディスクドライブ用磁気ヘッド、および固体デバイス
JPH103611A (ja) 薄膜磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
JP2002123906A (ja) 薄膜磁気ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110127

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee