[其他]鐵硅鋁合金磁膜及其制造方法和迭層薄膜磁頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86106790
• 申請日: 1986-10-07
• 公開（公告）號: CN86106790A
• 公開（公告）日: 1987-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齋藤和宏;森泰一
• 申請（專利權(quán)）人: 日本礦業(yè)株式會社
• 主分類號: H01F10/14
• 分類號: H01F10/14;H01F41/22;G11B5/62
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王以華

本發(fā)明一般涉及鐵硅鋁合金膜，尤其涉及內(nèi)應(yīng)力為零、磁性能優(yōu)良的鐵硅鋁合金磁膜及其制造方法。本發(fā)明的這種鐵硅鋁合金磁膜適合用于在高頻下要求高S/N比的高記錄密度磁頭，主要是錄象機、磁盤文件用磁頭等上面用的薄膜迭層磁頭的磁性薄膜。

由于近來磁記錄技術(shù)領(lǐng)域中記錄密度的顯著改進，隨之而來對電磁轉(zhuǎn)換元件的磁頭就增加了狹化磁道、增大磁心的磁飽和以及改善高頻區(qū)域的導磁率的要求。

迄今為止，磁頭的磁心部件如圖5所示，是通過把鐵氧體或鐵硅鋁合金1切成塊狀、用切割刀鋸等將其加工出限定磁道寬度2的溝槽3以及線圈繞組的溝槽4而形成的。然而，為了制造具有小于30微米寬的狹磁道的磁頭，就要把限定磁道寬度的溝槽3的間隔弄得非常窄，因此，可能產(chǎn)生所謂磁道寬度2精度不足和因切削部分磁道寬度2而發(fā)生的形狀不規(guī)則的問題。

另一方面，對于由諸如常用的鐵硅鋁合金這樣的金屬磁性薄膜構(gòu)成的金屬磁性薄膜磁頭，已使用了把厚度為3至10微米的這種金屬磁膜和厚約0.5微米的非磁性絕緣膜相互層迭到規(guī)定膜厚的多層磁性材料。

更具體地說，在制造這種金屬磁性薄膜磁頭時，通過在基片上濺射厚度相當于磁道寬度的膜就能制造出上述迭層磁性材料，而省略了限定磁道寬度的工序。因此，能解決用上述塊狀磁心材料制造磁頭時產(chǎn)生的問題。

不過，經(jīng)過本發(fā)明者的實驗和研究已發(fā)現(xiàn)，濺射得到的金屬磁膜，其內(nèi)部應(yīng)力顯著變大，用這種金屬磁膜制得的多層磁性材料，即磁心層，制作的迭層金屬薄膜磁頭，由于磁致伸縮的影響，使磁性能變壞。更確切地說，這種磁致伸縮增加了與軟磁材料鐵硅鋁合金磁性材料內(nèi)的內(nèi)部應(yīng)力有關(guān)的磁各向異性能量，在軟磁材料內(nèi)產(chǎn)生了矯頑力增大、導磁率下降等不希望有的現(xiàn)象，因此，不可能得到高輸出的磁頭。

上述迭層金屬薄膜磁頭采用的是下列制造方法，用濺射的方法在玻璃等非磁性基片上形成金屬磁性薄膜，與絕緣層交替地層迭后，接合上另一層非磁性基片，形成磁心。然而，本發(fā)明者的研究表明，用濺射方法形成膜時，由于膜的內(nèi)部應(yīng)力，使已經(jīng)形成膜的基片受到了彎曲作用，因此很難在整個接合面上得到均勻的接合。

在研究由鐵硅鋁合金磁性材料構(gòu)成的軟磁膜以及進一步研究由該鐵硅鋁合金磁性材料構(gòu)成的軟磁膜和非磁性絕緣膜交替層迭進一步構(gòu)成的迭層薄膜磁頭的過程中，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)象上面所述的那樣，在基片上濺射形成鐵硅鋁磁性材料的軟磁膜內(nèi)形成了內(nèi)部應(yīng)力，這種內(nèi)部應(yīng)力給軟磁膜帶來了壞的影響，結(jié)果使磁頭的性能變差。分析研究這種軟磁膜中產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力的結(jié)果進一步表明，除了由基片與膜的熱膨脹系數(shù)的差產(chǎn)生的熱應(yīng)力以外，該內(nèi)部應(yīng)力還由固有應(yīng)力引起，該固有應(yīng)力包括由氬從靶上濺射出的高能粒子沖擊（轟擊）和穿入正在淀積的膜而在膜中產(chǎn)生的壓應(yīng)力以及由淀積好了的膜俘獲氬原子產(chǎn)生的壓應(yīng)力。

此外，根據(jù)從上述膜中除去內(nèi)部應(yīng)力的方法的研究和實驗，本發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)由轟擊引起的壓應(yīng)力可以在把淀積好的磁膜加熱到熱處理溫度的過程中除去，而通過把淀積好的鐵硅鋁合金膜中俘獲的氬的數(shù)量控制在0.01～0.3%重量比以內(nèi)，而且使所用的基片的熱膨脹系數(shù)比鐵硅鋁合金小，可以除去由俘獲氬原子產(chǎn)生的壓應(yīng)力。

本發(fā)明者還發(fā)現(xiàn)了下列各項因素在有效地生產(chǎn)實際上沒有內(nèi)應(yīng)力的磁膜時的重要性：

（1）使用直流濺射裝置，在基片上施加射頻偏置，其目的是控制淀積膜中俘獲的氬含量，

（2）使用熱膨脹系數(shù)比要在基片上淀積的膜的熱膨脹系數(shù)低的材料作基片，

（3）在450℃～800℃的條件下對濺射制成的含氬的鐵硅鋁合金磁膜進行熱處理。

本發(fā)明就是以這種新知識為基礎(chǔ)的。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種鐵硅鋁合金磁膜及其制造方法，這種鐵硅鋁合金磁膜解決了上述原有的問題，其內(nèi)部應(yīng)力實際上降到了零，并具有良好的磁性能，即矯頑力小、導磁率大。

本發(fā)明的另一個目的是提供用上述鐵硅鋁合金磁膜制作的具有良好磁性能，即矯頑力小、導磁率大的薄膜迭層磁頭。

本發(fā)明提供的一種薄膜迭層磁頭達到了上述目的。概括地說，本發(fā)明是鐵硅鋁合金磁膜，其特征在于：磁膜具有基片和在基片上形成的鐵硅鋁合金膜，使上述基片的熱膨脹系數(shù)比上述鐵硅鋁合金膜的熱膨脹系數(shù)小，而且為使上述鐵硅鋁合金膜中內(nèi)應(yīng)力實際上變?yōu)榱愣涯ぶ械臍搴靠刂圃?.01～0.3%重量比。該鐵硅鋁合金磁膜與非磁性絕緣膜交替迭層能極其有效地用作薄膜迭層磁頭的磁性膜。