JPH0484403A - 軟磁性薄膜 - Google Patents
軟磁性薄膜Info
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- JPH0484403A JPH0484403A JP20030990A JP20030990A JPH0484403A JP H0484403 A JPH0484403 A JP H0484403A JP 20030990 A JP20030990 A JP 20030990A JP 20030990 A JP20030990 A JP 20030990A JP H0484403 A JPH0484403 A JP H0484403A
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- Japan
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- soft magnetic
- film
- magnetic thin
- oxygen
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高飽和磁束密度と高周波透磁率を持ち、高密
度記録再生用磁気ヘッドのコア材料等に好適な軟磁性薄
膜に関する。
度記録再生用磁気ヘッドのコア材料等に好適な軟磁性薄
膜に関する。
例えばオーディオテープレコーダやVTR(ビデオテー
プレコーダ)等の磁気記録再生装置においては、記録信
号の高密度化や高品質化等が進められており、この高記
録密度化に対応して、磁気記録媒体として磁性粉にFe
、 Co、 N1等の金属あるいは合金からなる粉末を
用いた。いわゆるメタルテープや9強磁性金属材料を真
空薄膜形成技術によりベースフィルム上に直接被着した
。いわゆる蒸着テープ等が開発され、各分野で実用化さ
れている。
プレコーダ)等の磁気記録再生装置においては、記録信
号の高密度化や高品質化等が進められており、この高記
録密度化に対応して、磁気記録媒体として磁性粉にFe
、 Co、 N1等の金属あるいは合金からなる粉末を
用いた。いわゆるメタルテープや9強磁性金属材料を真
空薄膜形成技術によりベースフィルム上に直接被着した
。いわゆる蒸着テープ等が開発され、各分野で実用化さ
れている。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕ところ
で、このような所定の保磁力を有する磁気記録媒体の特
性を発揮せしめるためには、磁気ヘッドのコア材料の特
性として、高い飽和磁束密度を有するとともに、同一の
磁気ヘッドで再生を行なおうとする場合においては、高
透磁率を併せて有することが要求される。
で、このような所定の保磁力を有する磁気記録媒体の特
性を発揮せしめるためには、磁気ヘッドのコア材料の特
性として、高い飽和磁束密度を有するとともに、同一の
磁気ヘッドで再生を行なおうとする場合においては、高
透磁率を併せて有することが要求される。
従来は、センダスト合金(Pe −Sf −An! 、
Bsz 1(IKG)や、 Co系アモルファス合金
などが用いられていたが、センダスト合金は、膜の内部
応力が大きく、また結晶粒が成長し易く厚膜化が難しい
。また、飽和磁束密度Bsがl0KG程度で、今以上の
高密度記録には飽和磁束密度Bsが不充分である。また
、 Co系アモルファス合金は特性も良く高飽和磁束密
度Bsのものも作製できるが、450℃程度で結晶化し
てしまうため、ヘッド形成する際に高温でガラス接合で
きず、充分な接合強度が得られないという難点があった
。
Bsz 1(IKG)や、 Co系アモルファス合金
などが用いられていたが、センダスト合金は、膜の内部
応力が大きく、また結晶粒が成長し易く厚膜化が難しい
。また、飽和磁束密度Bsがl0KG程度で、今以上の
高密度記録には飽和磁束密度Bsが不充分である。また
、 Co系アモルファス合金は特性も良く高飽和磁束密
度Bsのものも作製できるが、450℃程度で結晶化し
てしまうため、ヘッド形成する際に高温でガラス接合で
きず、充分な接合強度が得られないという難点があった
。
その他の軟磁性材料としては窒化鉄があり。
般に、窒素含有雰囲気中で鉄をターゲットとしてイオン
ビーム蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に形
成される。さらに、この薄膜は必要に応じて熱処理され
ることもあった。しかしながら、この軟磁性薄膜は、熱
処理又は加熱によって保磁力が大幅に上昇してしまい特
性の安定性が不充分であるという問題があった。
ビーム蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に形
成される。さらに、この薄膜は必要に応じて熱処理され
ることもあった。しかしながら、この軟磁性薄膜は、熱
処理又は加熱によって保磁力が大幅に上昇してしまい特
性の安定性が不充分であるという問題があった。
特開昭83−299219号公報には、このような問題
点を改良せんとした次の軟磁性薄膜が記載されている。
点を改良せんとした次の軟磁性薄膜が記載されている。
rFex Ny Az (ただし+ X、Y+
Zは各々組成比を原子%として表し、AはSt、 Ai
!、 Ta、 B。
Zは各々組成比を原子%として表し、AはSt、 Ai
!、 Ta、 B。
Mg、Ca、 Sr、 Ba、 Cr、 Mn
、Zr、 Nb、Ti、Mo、 V。
、Zr、 Nb、Ti、Mo、 V。
W、 Hf, Ga、 Ge、希土類元素の少なくとも
1種を表す。)なる組成式で示され、その組成範囲が0
.5≦y≦5.0 0.5≦2≦7.5 X+y+z=100 であることを特徴とする軟磁性薄膜。」しかし、特開昭
63−299219号公報に記載の軟磁性薄膜もまた熱
処理によって保磁力が上昇するのを避けられない。
1種を表す。)なる組成式で示され、その組成範囲が0
.5≦y≦5.0 0.5≦2≦7.5 X+y+z=100 であることを特徴とする軟磁性薄膜。」しかし、特開昭
63−299219号公報に記載の軟磁性薄膜もまた熱
処理によって保磁力が上昇するのを避けられない。
さらに−軸異方性を有していないため高周波における透
磁率を高くすることができないという欠点がある。
磁率を高くすることができないという欠点がある。
また、製膜条件にもよるが、一般的に結晶質材料は、膜
を付着する過程でセルフシャドウィング効果によって柱
状晶になり易く2粒界部にボイドが形成されるために磁
気的に不連続になり軟磁気特性が劣化してしまう傾向が
ある。このセルフシャドウィング効果は、磁気ヘッドを
作製する際の様に下地に段差がある場合や厚膜化する場
合に特に顕著となり、充分な特性が得られないという難
点があった。
を付着する過程でセルフシャドウィング効果によって柱
状晶になり易く2粒界部にボイドが形成されるために磁
気的に不連続になり軟磁気特性が劣化してしまう傾向が
ある。このセルフシャドウィング効果は、磁気ヘッドを
作製する際の様に下地に段差がある場合や厚膜化する場
合に特に顕著となり、充分な特性が得られないという難
点があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を改良した軟磁性薄膜
の提供を目的とする。
の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明によれば
次の軟磁性薄膜により上記目的を達成することができる
。
次の軟磁性薄膜により上記目的を達成することができる
。
Fea Bb Nc Oa (但し、a、b、c、d
は各々原子%を示し、 BハZr、 Hf, Ti、
Nb、 Ta、 V。
は各々原子%を示し、 BハZr、 Hf, Ti、
Nb、 Ta、 V。
No、 Wの少なくとも1種以上を表わす。)なる組成
式で示され、その組成範囲は o<b≦20 0くC≦22 0<d≦IO の範囲である軟磁性薄膜。
式で示され、その組成範囲は o<b≦20 0くC≦22 0<d≦IO の範囲である軟磁性薄膜。
なお、上記組成式において、a+b+c+d=100(
at%)である。
at%)である。
上記本発明の軟磁性薄膜は、良好な軟磁気特性を示す。
本願出願人は、前記従来技術の問題点を改良するものと
して次の軟磁性薄膜について特許出願を行った(平成1
年特許願第304811号)。
して次の軟磁性薄膜について特許出願を行った(平成1
年特許願第304811号)。
rFeaB、Nc (但し、a、b、cは各々原子%を
示し、BはZr、 Hr、 TI、 Nb、 TB、
V、 No、 Wの少なくとも1種以上を表わす。)
なる組成式で示され、その組成範囲は Q<b≦20 0<c≦22 の範囲(但し1 b≦ 7,5かつC50を除く)であ
ることを特徴とする軟磁性薄膜。」 この軟磁性薄膜は、これを製造する際の熱処理過程を厳
密にコントロールすることによって得られる。これに対
して本発明の軟磁性薄膜は、製造条件に左右される度合
いが少なく安定して得られ、また、製造条件の設定、管
理上極めて有利であり、大量生産にも向いている。
示し、BはZr、 Hr、 TI、 Nb、 TB、
V、 No、 Wの少なくとも1種以上を表わす。)
なる組成式で示され、その組成範囲は Q<b≦20 0<c≦22 の範囲(但し1 b≦ 7,5かつC50を除く)であ
ることを特徴とする軟磁性薄膜。」 この軟磁性薄膜は、これを製造する際の熱処理過程を厳
密にコントロールすることによって得られる。これに対
して本発明の軟磁性薄膜は、製造条件に左右される度合
いが少なく安定して得られ、また、製造条件の設定、管
理上極めて有利であり、大量生産にも向いている。
本発明の軟磁性薄膜は、 Pe、 N及び0と、特定の
添加元素B、即ち、 Zr、 Hf、 TI、 Nb、
Ta、 V。
添加元素B、即ち、 Zr、 Hf、 TI、 Nb、
Ta、 V。
No、 Wの少なくとも1種以上の元素とから成り。
これらFeとNとOと特定の添加元素B(2種以上も含
む)の囲者は、前記特定の組成範囲内にある。
む)の囲者は、前記特定の組成範囲内にある。
軟磁性薄膜の前記組成範囲において好ましくは、b≧
0.5かつc≧ 0.5とする。b<0.5又はc<Q
、5の場合にはその存在による効果が発揮されないこと
が多いからである。
0.5かつc≧ 0.5とする。b<0.5又はc<Q
、5の場合にはその存在による効果が発揮されないこと
が多いからである。
前記添加元素Bが20原子%を越えるか、又は。
Nが22原子%を越える場合には、良好な軟磁性が得ら
れない。
れない。
酸素は10原子%まで2例えば0.01〜10原子%ま
で存在させることができる。酸素が10原子%を越える
場合には良好な軟磁性が得られないことが多い。
で存在させることができる。酸素が10原子%を越える
場合には良好な軟磁性が得られないことが多い。
また、 PeはCo、 Ni又はRuの一種以上で置き
換えることができる。例えば軟磁性薄膜を構成するFe
のうちの30原子%程度まで置き換えることができる。
換えることができる。例えば軟磁性薄膜を構成するFe
のうちの30原子%程度まで置き換えることができる。
本発明の軟磁性薄膜は2例えばRFスパッタ法等の気相
折着法により前記特定組成の非晶質薄膜を得て、この非
晶質薄膜を例えば350〜650℃で熱処理し前記非晶
質薄膜の一部ないし全部を結晶化させて製造することが
できる。好ましくは、前記熱処理時に磁界を印加して一
軸磁気異方性を誘導し前記非晶質薄膜の一部ないし全部
を結晶化させて製造することができる。好ましい結晶粒
径は300Å以下である。
折着法により前記特定組成の非晶質薄膜を得て、この非
晶質薄膜を例えば350〜650℃で熱処理し前記非晶
質薄膜の一部ないし全部を結晶化させて製造することが
できる。好ましくは、前記熱処理時に磁界を印加して一
軸磁気異方性を誘導し前記非晶質薄膜の一部ないし全部
を結晶化させて製造することができる。好ましい結晶粒
径は300Å以下である。
本発明の軟磁性薄膜は、Pe−B−N又はFe −B−
N−0の非晶質薄膜を気相折着法により形成し、該非晶
質薄膜を熱処理して酸素を10原子%まで拡散させて製
造することもできる。酸素を10原子%まで拡散させる
には、酸素を含有する雰囲気に接触させて前記非晶質薄
膜を熱処理したり、あるいは、酸素を含有する膜に前記
非晶質薄膜を積層形成し、適宜条件(例えば酸素を含有
する膜の材料、熱処理の温度1時間等)を設定して熱処
理を行なえば良いが、好ましい熱処理温度は350〜6
50℃程度である。
N−0の非晶質薄膜を気相折着法により形成し、該非晶
質薄膜を熱処理して酸素を10原子%まで拡散させて製
造することもできる。酸素を10原子%まで拡散させる
には、酸素を含有する雰囲気に接触させて前記非晶質薄
膜を熱処理したり、あるいは、酸素を含有する膜に前記
非晶質薄膜を積層形成し、適宜条件(例えば酸素を含有
する膜の材料、熱処理の温度1時間等)を設定して熱処
理を行なえば良いが、好ましい熱処理温度は350〜6
50℃程度である。
本発明の軟磁性薄膜を前記の方法により製造する場合、
形成される基板の種類により製造後の軟磁性薄膜の諸特
性に差が生じる場合があるので。
形成される基板の種類により製造後の軟磁性薄膜の諸特
性に差が生じる場合があるので。
適宜基板を選択して製造することが好ましい。
(実施例)
非磁性Znフェライト基板上に8102膜を200大の
厚さで製膜し、該5102膜の表面にpe75.2 Z
rs、gN、82非晶質合金膜を1000人の厚さで製
膜して積層体を得た。該非晶質合金膜は、φ 100の
Peg。
厚さで製膜し、該5102膜の表面にpe75.2 Z
rs、gN、82非晶質合金膜を1000人の厚さで製
膜して積層体を得た。該非晶質合金膜は、φ 100の
Peg。
Zr1゜ターゲットを用い、6モル%の窒素と残部アル
ゴンガスから成る混合ガス雰囲気中で投入電力400W
の条件でRfスパッタリングにより形成した。前記積層
体を10TorrN 2ガス雰囲気(微量の酸素が存在
する)において550℃で熱処理して1Oat%以下の
酸素゛を含むPe−Zr−N−0軟磁性薄膜を形成した
。
ゴンガスから成る混合ガス雰囲気中で投入電力400W
の条件でRfスパッタリングにより形成した。前記積層
体を10TorrN 2ガス雰囲気(微量の酸素が存在
する)において550℃で熱処理して1Oat%以下の
酸素゛を含むPe−Zr−N−0軟磁性薄膜を形成した
。
(参考例)
S10□膜を形成しないこと以外は前記実施例と同様に
して、およそ40at%を越える酸素を含むre −Z
r −N −0薄膜を得たが、軟磁性は示さなかった。
して、およそ40at%を越える酸素を含むre −Z
r −N −0薄膜を得たが、軟磁性は示さなかった。
オージェデプスプロファイル
前記実施例の積層体のオージェデプスプロファイルを第
1図に示す。また、前記参考例の積層体のオージェデプ
スプロファイルを第2図に示す。
1図に示す。また、前記参考例の積層体のオージェデプ
スプロファイルを第2図に示す。
第1図及び第2図の(a)は熱処理前(as depo
)のものであり、第1図及び第2図の(b)は350℃
X1時間の熱処理後のものであり、第1図及び第2図の
(e)は550℃×1時間の熱処理後のものである。
)のものであり、第1図及び第2図の(b)は350℃
X1時間の熱処理後のものであり、第1図及び第2図の
(e)は550℃×1時間の熱処理後のものである。
第1図によれif、 550’CX1時間の熱処理に
より得られたFe −Zr −N −0軟磁性薄膜中に
は10at%以下の酸素が存在するということがゎがる
。この酸素は、熱処理時の雰囲気中に存在していたもの
であると考えられる。
より得られたFe −Zr −N −0軟磁性薄膜中に
は10at%以下の酸素が存在するということがゎがる
。この酸素は、熱処理時の雰囲気中に存在していたもの
であると考えられる。
第2図によれば、550℃×1時間の熱処理により得ら
れたFe −Zr −N −0薄膜中にはおよそ40a
t%を越える酸素が存在するということがゎがる。この
酸素は、主として前記フェライト基板中に存在していた
ものであると考えられる。前記本発明の実施例において
8102膜を形成した理由は。
れたFe −Zr −N −0薄膜中にはおよそ40a
t%を越える酸素が存在するということがゎがる。この
酸素は、主として前記フェライト基板中に存在していた
ものであると考えられる。前記本発明の実施例において
8102膜を形成した理由は。
前記フェライト基板からの酸素の過剰な拡散を防止する
ためである。
ためである。
本発明の軟磁性薄膜は、センダスト合金やアモルファス
軟磁性合金よりもはるかに高い飽和磁束密度を有し、か
つ、磁歪を零とすることができ。
軟磁性合金よりもはるかに高い飽和磁束密度を有し、か
つ、磁歪を零とすることができ。
低保磁力、高透磁率の優れた軟磁気特性を得ることがで
きる。
きる。
また、電気抵抗率もセンダスト並に高く磁界中熱処理に
よって一軸異方性を持たせることができ、その大きさも
組成や熱処理時間によって制御することができるので、
目的に応じた高周波透磁率を得ることができる。さらに
850℃までの熱処理によっても特性が劣化しないこと
から、ガラスボンディングなどに対する耐熱性にも優れ
ており、あわせて高い硬度と耐食性を持つことから。
よって一軸異方性を持たせることができ、その大きさも
組成や熱処理時間によって制御することができるので、
目的に応じた高周波透磁率を得ることができる。さらに
850℃までの熱処理によっても特性が劣化しないこと
から、ガラスボンディングなどに対する耐熱性にも優れ
ており、あわせて高い硬度と耐食性を持つことから。
耐摩耗性も高く、信頼性の高い材料となっている。
本発明の軟磁性薄膜は、製膜時には非晶質合金として形
成し熱処理によって後から微結晶化させることかできる
ので、膜形成にあたってステップカバレッジが良好でか
つ鏡面が得られ易く多層膜化などの手段に依らなくても
結晶粒の粗大化を防ぐことができるので、厚膜化するこ
とが可能である。
成し熱処理によって後から微結晶化させることかできる
ので、膜形成にあたってステップカバレッジが良好でか
つ鏡面が得られ易く多層膜化などの手段に依らなくても
結晶粒の粗大化を防ぐことができるので、厚膜化するこ
とが可能である。
従って1本発明の軟磁性薄膜を例えば磁気ヘッドのコア
材料として用いることによって、高保磁力の磁気記録媒
体に対応することができ、高品質化、高帯域化、高記録
密度化を図ることができる。
材料として用いることによって、高保磁力の磁気記録媒
体に対応することができ、高品質化、高帯域化、高記録
密度化を図ることができる。
第1図及び第2図は、夫々、オージェデプスプロファイ
ルを示す図である。 出願人 富士写真フィルム株式会社代理人 弁
理士 加 藤 朝 道第!図 第2図
ルを示す図である。 出願人 富士写真フィルム株式会社代理人 弁
理士 加 藤 朝 道第!図 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Fe_aB_bNcO_d(但し,a,b,c,dは各
々原子%を示し,BはZr,Hf,Ti,Nb,Ta,
V,Mo,Wの少なくとも1種以上を表わす。)なる組
成式で示され,その組成範囲は 0<b≦20 0<c≦22 0<d≦10 の範囲であることを特徴とする軟磁性薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20030990A JPH0484403A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 軟磁性薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20030990A JPH0484403A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 軟磁性薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0484403A true JPH0484403A (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16422175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20030990A Pending JPH0484403A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 軟磁性薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0484403A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05298617A (ja) * | 1991-06-13 | 1993-11-12 | Alps Electric Co Ltd | 薄膜磁気ヘッド |
| JPH06240416A (ja) * | 1993-01-14 | 1994-08-30 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 高透磁率Fe基合金 |
| JPH0797665A (ja) * | 1992-04-15 | 1995-04-11 | Nec Corp | 軟磁性材料とその製造方法および磁気ヘッド |
| US5587223A (en) * | 1992-10-19 | 1996-12-24 | Board Of Trustees Leland Stanford, Jr. University | High density magnetic information storage medium |
| US5617275A (en) * | 1994-05-02 | 1997-04-01 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Thin film head having a core comprising Fe-N-O in a specific atomic composition ratio |
| JP2006041527A (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | St Microelectronics Sa | 磁化が高く絶縁性のある軟磁性薄膜および該薄膜を生成するための方法および集積回路 |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP20030990A patent/JPH0484403A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05298617A (ja) * | 1991-06-13 | 1993-11-12 | Alps Electric Co Ltd | 薄膜磁気ヘッド |
| JPH0797665A (ja) * | 1992-04-15 | 1995-04-11 | Nec Corp | 軟磁性材料とその製造方法および磁気ヘッド |
| US5587223A (en) * | 1992-10-19 | 1996-12-24 | Board Of Trustees Leland Stanford, Jr. University | High density magnetic information storage medium |
| JPH06240416A (ja) * | 1993-01-14 | 1994-08-30 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 高透磁率Fe基合金 |
| US5617275A (en) * | 1994-05-02 | 1997-04-01 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Thin film head having a core comprising Fe-N-O in a specific atomic composition ratio |
| JP2006041527A (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | St Microelectronics Sa | 磁化が高く絶縁性のある軟磁性薄膜および該薄膜を生成するための方法および集積回路 |
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