The Effect of Magnetic Field Annealing on the Structual and Electromagnetic Properties of $Ni_{81}Fe_{19}$ thin Films for Magnetoresistaknce Heads

자기저항헤드용 $Ni_{81}Fe_{19}$ 박막의 구조 및 전자기적 특성에 미치는 자장중 열처리의 영향

  • 김용성 (성균관대학교 공과대학 금속공학과) ;
  • 이경섭 (성균관대학교 공과대학 금속공학과) ;
  • 서수정 (성균관대학교 공과대학 금속공학과) ;
  • 박현순 (성균관대학교 공과대학 금속공학과) ;
  • 김기출 (아주대학교 물리학과) ;
  • 송용진 (아주대학교 물리학과)
  • Published : 1996.08.01

Abstract

The effects of annealing in magnetic field after deposition on electromagnetic properties of $Ni_{81}Fe_{19}$ thin($400\;{\AA}$) films prepared by RF-magnetron sputtering were investigated in terms of microstructure and surface morphology. The coercivity of the films was decreased below $300^{\circ}C$ due to stress relief and recrystallization, while increased at $400^{\circ}C$ due to grain growth and increasing the surface roughness. And then, $4{\pi}M_{s}$, was almost independent of annealing temperatures. Increasing the annealing temperature. the electrical resistivity of films was decreased from $37\;{\mu}{\Omega}cm$ to $24\;{\mu}{\Omega}cm$, the magnetoresistance was nearly a constant of about $0.6\;{\mu}{\Omega}cm$, and the MR ratio was increased from 1.5 % to 3.1 %. Therefore, It was shown that increasing the magnetoresistive ratio was mainly affected by decreasing the electrical resistivity. Considering the practical application of the films for magnetoresistive heads, optimal annealing conditions was obtained after one hour annealing at $300^{\circ}C$ in 400 Oe unidirectional magnetic field.

RF-마그네트론 스퍼터법으로 제조된 $400\;{\AA}$$Ni_{81}Fe_{19}$ 박막을 자장중에서 열처리할 때 박막의 미세구조 및 표면형상의 변화에 따른 전자기적 특성을 조사하였다. 보자력은 열처리 온가 $300^{\circ}C$까지 증가함에 따라 박막내부 잔류응력의 감소 및 재결정에 의해 감소하였고, $400^{\circ}C$에서는 결정립성장 및 표면조도의 증가에 의해 증가에 의해 증가하였다. $4{\pi}M_{s}$는 열처리온도에 따라 큰 변화를 보이지 않고, 9.2 kG 수준의 거의 일정한 값을 보였다. 열처리 온도가 증가 함에 따라 전기비저항은 $37\;{\mu}{\Omega}cm$에서 $24\;{\mu}{\Omega}cm$로 감소하였으며, 자기저항값은 $0.6\;{\mu}{\Omega}cm$ 수준으로 거의 일정한 값을 보였고, 자기저항비 1.5 %에서 3.1 %로 증가 하였다. 따라서 자기저항비의 증가는 주로 전기비저항의 감소에 기인한 것으로 나타났다. 이상에서 박막을 실제적인 자기저항 헤드에 응용을 고려시, 최적 열처리조건은 400 Oe의 일방향 자장중 $300^{\circ}C$에서 1시간 열처리할 때로 나타났다.

Keywords