The Effect of Magnetic Field Annealing on the Structural and Electromagnetic Properties of Bising $Co_{82}Zr_6Mo_{12}$ Thin Films for Magnetoresistance Elements

자기저항소자의 바이어스용 $Co_{82}Zr_6Mo_{12}$ 박막의 구조 및 전자기적 특성에 미치는 자장 중 열처리의 영향

  • 김용성 (성균관대학교 공과대학 금속공학과) ;
  • 노재철 (성균관대학교 공과대학 금속공학과) ;
  • 이경섭 (성균관대학교 공과대학 금속공학과) ;
  • 서수정 (성균관대학교 공과대학 금속공학과) ;
  • 김기출 (아주대학교 물리학과) ;
  • 송용진 (아주대학교 물리학과)
  • Published : 1999.04.01

Abstract

The effects of annealing in rotating magnetic field after deposition on electromagnetic properties of $Co_{82}Zr_6Mo_{12}$ thin (200~1200 $\AA$) films prepared by RF-magnetron sputtering were investigated in terms of microstructure and surface morphology. The coercivity decreases, but $4{\pi}M_5$ does not change with increasing the film thickness. The coercivity of the films was decreased below 300 $^{\circ}C$ due to stress relief and decreasing the surface roughness, while increased at 400 $^{\circ}C$ due to partial grain growth. And then, $4{\rho}M_5$ was almost independent of annealing temperatures below 200 $^{\circ}C$, but increased from 7.4 kG to 8.0 kG at 300 $^{\circ}C$ and at 400 $^{\circ}C$, which was caused by precipitation and growth of fine Co particles in the films. The electrical resistivity of films was decreased with increasing annealing temperatures and the magnetoresistance was a negative value of nearly 0 $\mu$$\Omega$cm. After annealing at 300 $^{\circ}C$, maximum effective permeability was 1200 to the hard axis of the thin films according to high frequency change. Considering the practical application of biasing layers of the films for magnetoresistive heads, optimal annealing conditions was obtained after one hour annealing at 300 $^{\circ}C$ in 400 Oe rotating magnetic field.

RF-마그네트론 스퍼터법으로 제조된 200~1200$\AA$의 Co82Zr6Mo12박막을 회전자장 중에서 열처리할 때 박막의 미세구조 및 표면형상의 변화에 따른 전자기적 특성을 조사하였다. 박막의 두께가 증가할수록 보자력은 감소하는 경향을 보였으나, 포화자화 값의 변화는 나타나지 않았다. 열처리 온도가 30$0^{\circ}C$까지 증가함에 따라 보자력은 박막내부 잔류응력의 감소 및 표면조도의 감소로 인해 감소하였고, 40$0^{\circ}C$에서는 부분적인 결정립성장에 의해 증가하였다. 포화자화 값은 열처리 온도 20$0^{\circ}C$까지 변화를 보이지 않고, 300 및 40$0^{\circ}C$에서는 7.4kG에서 8.0kG로 증가하였는바, 이는 박막내의 미세 Co입자의 석출 및 성장에 기인하였다. 전기비저항은 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 자기저항값은 거의 0cm에 가까운 음의 값을 보였다. 주파수 변화에 따른 박막의 유효투자율은 30$0^{\circ}C$ 열처리시 1200으로 최대값을 나타냈다. 이상에서 박막을 실제적인 자기저항 헤드의 바이어스층으로 응용을 고려시, 최적 열처리조건은 400Oe의 회전자장 중 30$0^{\circ}C$에서 1시간 열처리할 때로 나타났다.

Keywords

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