JPH0329104A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，高密度磁気記録に適する薄薄磁気ヘッドに係
わり、特に，高飽和磁束密度材料を用い、書き込み能力
にすぐれた薄；換磁気ヘッドに関する．〔従来の技術〕 磁気記録の高密度化，＾性能化の進展には、近年めざま
しいものがある．特に大型コンピュータ用の磁気ディス
ク装置の分野においては、記録密度の大幅な向上により
、大容量化が図られてきた．磁気ディスク装置では、従
来のフエライト梨ヘッドに比べてインダクタンスが小さ
く、品周波透磁率が大きく、狭トラック幅の可能な薄膜
磁気ヘッドが一部実川化されている． 従来，特開昭５５　−　８７３２３号に見られるように
、飽和磁東密度ＩＴのＮｉ−Ｆａ（パーマロイ）合金を
用いて＃膜磁気ヘッドが作躾されていた．第３ｖ４に、
Ｎ　ｉ　−　Ｆ　ｅ合金を用いて形成した薄膜磁気ヘッ
ドの例を示す．同図において、Ａ　Ｉｉ　ｇｏｓ　−　
Ｔｉ　Ｃセラミック＃　ＡｍｘＯｓ−’１’ｉ０ａ（ セラミックス，ＳｉＣ，Ｚｎフエライト，Ｎｉ−Ｚｎフ
エライト，Ｍｎ−Ｚｎフエライト等からできた絶縁基板
ｌ上に，スパツタＡＩｌｔＯａ膜２を形成する．次に，
下部磁極３として、Ｎｉ−｝’ａ合金スバツタ法で形成
する．次に、磁気ギャップ４を構成するＡｊｌｓＯｓを
スパッタ法で形成する．また，導体コイル５はＣｕを用
いてスバッタ法で形成した．コイル導体の絶縁層６とし
ては、耐熱性ポリイミド系樹脂、あるいは、レジストを
用いる．次に，上部磁極７は，下部磁極３とおなじよう
にしてＮｉ−Ｆａ合金をスバツタ法で形成する．なお．
Ｎｉ−Ｆｅ合金の代表的な組成は，磁歪が０となる１９
ｗｔ％−８１ｗｔ％Ｆｅである．さらに、約２０μｍの
ＡｊｌｚＯａの保護［８が形成される．ここで，下部磁
極３，磁気ギャップ４，コイル導体５，上部磁極７のパ
ターンニングは、イオンミリング法により形成する． ところで記＃１￥Ｎ度を向上させるためには、媒体の高
保磁力化が必要であり，それに対応するために、ヘッド
磁極先端から多くの磁場がでるように、磁極厚みを大き
くする必要がある．ところが磁極厚みを厚くすると，再
生分解能が低下するという問題がある．今後記録密度の
向上に伴う媒体の高保磁力化，再生分解能の低下の両方
の問題に対応するためには従来の飽和磁束密度ＩＴのＮ
　ｉ　−Ｆｅ合金では不十分で，磁極磁性膜に高飽和磁
束密度磁性材科を用いる必要があると言われている．こ
のような轟飽和磁束磁性膜として４　５／５　５Ｎｉ−
Ｆａ合金が知られている．但し，４５／５５Ｎｉ−Ｆａ
合金は磁歪が正で大きいことからそれを用いた薄膜ヘッ
ドの再生出力の変動が大きいこと、また透磁率が１３０
０ないし１４００と小さいことから、再生出力も８　１
　／　１　９　Ｎ　ｉ　一Ｆｅ（パーマロイ）を使川し
た薄膜磁気ヘッドに比較して小さいという問題がある． この問題に対して、特開昭６０−１０４１０号では、磁
極の先端領域のみに飽ｍｍ束密度の大きい４５／　５　
５　Ｎ　ｉ一ト゜ｅ合金を使用し，その他の本質的に再
生出力を決定している部分は透磁率が高く、磁歪が負で
小さい８　１　／　ｌ　９　Ｎ　ｉ　−　Ｆ　ｅ合金を
使用することで対処している． また，轟飽和磁束密度材として，Ｃｏ″Ｚｒ系非晶質合
金膜が知られている，ＣｏＺｒ系非晶質合金は、スパツ
タ直後の異方性磁界が大きく、透磁率は７００から，８
００と小さいのでこれを用いた薄膜磁気ヘッドは、再生
出力が小さいという問題がある． この問題に対して，特開昭５８−ｔｉ８２１１号は、Ｃ
ｏ−Ｆｅ−Ｂ系非晶質膜を高透磁率磁性膜とＣ　ｏ　Ｚ
　ｒ非晶質膜を組み合わせることで対処している． また，特開昭５８−６８２１１号は，磁極のギャップ近
傍に磁束が集中することにかんがみ、磁極を２種類の磁
性膜で形成し，ギャップ近傍の磁性展の方の飽和磁束密
度をより大きくすることで対処している． 〔発明が解決しようとするＩＩＩＭ） ところが，特開昭６０−１０４１０号の＃ＷＡ磁気ヘッ
ドは、磁極先端のみに高飽和磁束密度材を適用するため
に、作製プロセスが凍雑になると言う欠点があった．ま
た，特開昭５８−６８２１１号の場合は，作製プロセス
は単純であるが，ＣｏＺｒ非晶質合金のａ歪が３×１０
″″８と正で大きく、磁極の全面にＣｏＺｒ非晶質合金
を用いると再生出力の変動，再生波形の歪というウイグ
ル現象が起こる問題があった． また、特開昭５８　−　６８２１　１号は，磁極の先端
すなわち薄膜磁気ヘッドの媒体対抗一に飽和磁束密度の
低い磁性膜がでてくるため、媒体対抗ｍｌ全面に高飽和
磁束密度材料が躇出しているものよりも，磁極厚みを厚
くする必要があり、高記録密度が得られないという問題
があった． 本発明の目的は、上述の問題を解決し、作製プロセスが
油単で、記録能力に優れ、かつ再生効率にも優れた薄膜
磁気ヘッドを得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために，本発明では、飽和磁束密度
が１　．　２　’ｒ以上、より望ましくは１．３Ｔ以上
を有し、保磁力が１　．　０　０　ａ　以下．５ＭＨｚ
で測定した透磁率が７００以上、磁歪が±５×１０−７
以下の高飽和磁束密度磁性膜と飽和磁束密度１　．　Ｏ
　Ｔ以ト，５ＭＨＺで測定した透磁率が１５００以上，
磁歪が±５ＸＩＯ−’以トの磁性膜とを積層した２層膜
を磁極に用いることとした．さらに薄膜ヘッドの媒体対
抗面には，磁極を構成する磁性臆の中で飽和磁束密度１
．２Ｔ以上より望ましくは１　．　３　’ｒ以上の＾飽
和磁束密度磁性膜のみが露出するようにした． このような構造にする事によって、再生特性の優れた薄
膜ヘッドが得られるようになった・また、媒体対抗而に
鱒出する部分に高飽和磁束密度材料を使用することによ
って、記録能力も，従来のパーマロイのみを磁極に用い
たヘッドより向上した．〔作用〕 本発咽によれば、低透磁率低６Ｊ＆歪品飽和磁束密度材
料と、＾透磁率低磁歪低飽和磁束密度材料を組み合わせ
ることで、書き込み能力が優れ、しかも再生特性の優れ
た薄膜磁気ヘットが得られる．〔実施例〕 以下、実施例により本発明を詳述する．（実施例１） 第１図に本発明の一実施例による蓚膜磁気ヘッドの断面
構造を示す． ＡＱｚＯａ−’ｒｉＣセラミック，ＡＱｚＯａ一’ｌ’
　ｉ　０　＊セラミックス，ＳｉＣ，Ｚｎフエライト、
Ｎｉ−Ｚｎフエライト，Ｍｎ−Ｚｎフェライト等からで
きた絶縁基板１上に、スバッタＡｊｌｚＯａＭを形成す
る．次に、下部磁極１９として、Ｎｉ−？’ｅ合金スパ
ッタ法で形成した後にイオンミリング法により磁極に加
工する． 次に，下部磁Ｉ４ＩＩＩ１０として、Ｃｏｓｚ’ｌ’ａ
ａＺｒａ非晶質合金スパッタ膜を形威した後にイオンミ
リング法によって磁極に加工する。

下部磁極Ｉと下部磁極１１の形状をそれぞれ第２図に示
す（ａ），（ｂ）とする事によって，媒体対抗ｒ６ｒｌ
ｌに、Ｃｏ＠ｚＴａｓＺｒａ非晶質合金スバツタ膜のみ
が露出するようにした． なお、スバツタ直後の（；ｏｅｚ’ｒａｓＺｒａ非晶質
合金スパッタ膜の透磁率は７００（５ＭＨｚで測定）、
保磁力は１．ＯＯｅ（困難輔方向の保磁カ），Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金の透磁率は１５００（５ＭＨｚで測定）であった
．また（；ｏｓｚ’ｌ’ａ１Ｚｒａ非晶質合金スパッタ
！換の磁歪は−Ｉ　Ｘ　Ｉ　Ｏ１、Ｎ　ｉ　−　Ｆａ合
金の磁歪は−ＩＸＩＯ−７であった．また、Ｃｏｓｚ”
ｌ’ａａＺｒａ非晶質合金スパッタ膜の磁歪はヘッド作
製プロセス中の熱履歴によって±２ＸｌＯ−７程度変化
する． 次に、磁気ギャップ４を構成するＡＱｘＯｓｋ４を翫ヘ
ツタ法で形成する．コイル導体５はＣｕを用？てスバッ
タ法で形成する．コイル導体６の絶縁層としては、耐熱
性ポリイミド系樹脂，あるいは，レジストを用いる． 上部磁極１　（１　２）には、飽和磁束密度１．３・Ｌ
・のＣ。９■ＴａｓＺｒａ非晶貿合金膜をスパッタ法で
形成したのちイオンミリング法により磁極に加工する．
さらに、上記磁極■（１３）として飽和磁束密度１１′
のＮｉ一ドθをスパッタ法で形成し同様にイオンミリン
グ法により磁極に加工する．上部磁極１１２，下部磁極
１１１３の磁極形状は、それぞれ第２図に示す（ｂ）．
（ａ）のようにすることで、媒体対抗向１ｌに、Ｃｏｅ
ｚＴａａＺｒａ非晶質合金スバッタ膜のみが露出するよ
うにする．さらに，約２０μｍのＡ　１１　ｚ　Ｏ　ａ
の保護喚８を形成する． なお，スパツタ直後のＣ　ｏ　＠ｉ’ｌ’　ａ　ａＺ，
ｒ　ａ非晶質合金スバッタ膜の透磁率は゛７００（５Ｍ
Ｈｚで測・定）、保磁力は１．ＯＯｅ　（困Ｍ軸方向の
保磁カ）、Ｎ　ｉ　−　Ｆｅ合金の透磁率は１５００（
５ＭＨｚで’ＩＪ４５，）であった．またＣ　ｏ　ｓｚ
’ｒａ　ｓＺｒ　ｓ非晶質合金スバツタ膜の磁歪は−Ｉ
ＸＩＯ−’、Ｎ　ｉ　−　Ｆ　ａ合金の磁歪は−ＩＸＩ
Ｏ−”であった．また、Ｃｏ＊ｚＴａａＺｒａ非晶質合
金スパッ−タ膜の磁歪はヘッド作製プロセス中の熱ｍ歴
によって±２×１０−″７樫度変化する．一ト部磁極１
９，　　下部磁極ｌｊｌＯ，ａ気ギャップ４，コイル導
体５，上部磁極ｌ１２，上部磁極ｕｌ３のパターンニン
グは、イオンミリング法により形成した． 比較のために、ヘッド構造は同じで、Ｃｏｉ’ａＺｒ非
晶質合金スパッタ膜の飽和磁束密度を１　．　３　’１
’　と固定し、’ｌ’　ａとＺｒの組成比を変えること
でａｇｉを変えたヘッドを作製した．また，Ｇｏ’ｌ’
ａＺｒ非晶質合金スパッタ膜は磁場中熱処理によって熱
処理する事によって、異方性磁界を低減し透磁率を向上
させることができる．従って、比較のために，磁場中で
の熱処理によってＧ　ｏ　’１’　ａ　Ｚ　ｒ非晶質合
金スバツタ膜の透磁率を変化させた磁極を持った薄膜磁
気ヘッドも作製した． さらに比較のために、Ｇ　ｏ　’ｌ’　ａ　Ｚ　ｒ非晶
質合金スパツタ膜の′１１とＺｒの組成比を一定に保ち
，磁歪を±２Ｘ１０−７以下に保ち．Ｃｏ組成を変える
ことによって磁極の飽和磁束密度を変えた薄膜磁気ヘッ
ドを試作した． 以上のようにして作製した、薄膜ヘッドについて保磁力
４０００ｅ．膜厚０．４μｍのγ一Ｆｅａｒｓ塗布媒体
を用いて．スペーシング０．２５μｍで再生特性並びに
オーバーライト特姓を評価した．第４図は磁極に用いた
Ｃ　ｏ　’１’　ａ　’ｌ　ｒ非晶質合金スバツタ膜の
磁歪と再生特性（再生出力，ウイグル発生率》との関係
について示す．磁歪は、ヘッド作製プロセス最終工程後
の磁歪で示す．また再生出力は、同一構造でパーマロイ
のみを用いた薄膜磁気ヘッドの再生出力を基準とした、
相対再生出力とした．一方ウイグル発生率は、同一条件
で形成した＃膜磁気ヘッド１００個のうちで、ウイグル
が発生した薄膜磁気ヘッドの数とし、％で示した． 再生出力は、磁歪が正で大きくなるに従って大きくなる
傾向にあるが、磁歪が５　Ｘ　１　０−″７以上に出力
がパーマロイヘッド並みでウイグル発生率が１０％以下
で有るためには，Ｇｏ’ｌ’ａＺｒ非晶質合金スバツタ
膜の磁歪は，±５ＸＩＯ″″７以下が望ましい． 第５図は磁場中熱処理を行なって磁極の透磁率を変化さ
せたヘッドの透磁率と再生特性（再生出力，ウイグル発
生串）との関係を示す．磁性１摸の透磁率が大きくなる
と，再生出力が大きくなる傾向にあるが，透磁率が４０
００以上になるとウイグル発生率が急激に大きくなる．
また、透磁率が約７００以上あれば、パーマロイヘッド
並の再生出力が得られる．以上の結果は、パーマロイの
磁歪を±５ＸＩＯ−’の範囲で変化させて測定したが，
変化しなかった． 第６図に、Ｃ　ｏ　’ｌ’　ａ　Ｚ　ｒ非晶質合金スパ
ツタ膜の飽和磁束密度とオーバーライトＳＮとの関係を
示す．パーマロイのみを使ったヘッドのオーバーライト
ＳＮは．２０ｄＢであった＊　Ｃ　ｏ　’ｒａ　Ｚ　ｒ
非晶質合金スパツタ膜の飽和磁束密度が１　．　０　Ｔ
〜１　．　１　”ｌ’　の時オーバーライトＳＮは、パ
ーマロイのみを使ったヘッドとほぼ同じであった．飽和
磁束密度が１　．　２　’ｒ以上から飽和・磁束密度の
増大によるオーバーライトＳＮ増加の効果が大きくなり
始め，１．３”ｌ’以上で顕著である．またこの結果は
、Ｇ　ｏ　’１’　ａ・Ｈｆ非晶質合金，Ｃ　ｏ′ｒａ
　Ｈ　ｆ　Ｐ　ｄ系非晶質合金等の飽和磁束密度が大き
い非晶質合金についても，同様の結果を得た．また．Ｆ
’ｅＳｉＲｕ合金とパーマロイ合金の多層１漠、あるい
は？’　ｅ　Ｃ合金とパーマロイ合金との多層膜のよう
な結晶質材料についても同様の結果が得られた． 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明では、飽和磁束密度１．２Ｔ
以上より望ましくは１．３Ｔ以上，保磁力が１．ＯＯｅ
　以下，５ＭＨｚで測定した透磁率が７００以上，磁歪
が±５Ｘ１０−７以下の高飽和磁束密度磁性膜と飽和磁
束密度１　．　０　’１’以下，５ＭＨｚで測定した透
磁率が１５００以上，磁歪が±５Ｘ１０−’以下の磁性
膜とを積層した２層膜を磁極に用いることとした．さら
に＃膜ヘッドの媒体対抗血には、磁極を構成する磁性吸
の中で飽和磁束密度１．２Ｔ以上より望ましくは１．３
・１・以上の高飽和磁束密度磁性膜のみが露出するよう
にした。

このような構造にする小によって、ウイグル現象が赳こ
らず再生効果の優れた薄膜ヘッドが得られるようになっ
た。また、媒体対抗而で廁出する磁極に高飽和磁束密度
材料を使用することによって、記録能力も、従来のパー
マロイのみを磁極に用いたヘッドよりも向上した。また
このヘッド構造では、磁性膜を基板全面にスパツタして
磁極を形或するためにプロセスが比較的簡単である．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドの断血図、
箪２図は本発明の一実施例の磁極形状を示す平面図、第
３図はパーマロイのみを磁極に用いた従来の＃膜磁気ヘ
ッドの断向図、弟４図は本発明の実施例の薄膜磁気ヘッ
ドの磁極の磁歪と再生特性を示す図、第５図は本発明の
実施例の薄膜磁気ヘッドの磁極の透磁率と再生特性との
関係を示す図、第６図は本発明の実施例の薄般磁気ヘッ
ドの磁極の飽和磁束密度と、オーバーライトＳＮとの関
係を示す図である． ｌ・・・基板，２・・・ＡＱｘＯｓ、３・・・下部磁極
、４・゜・磁気ギャップ、５：・・導体コイル、６・・
・絶縁層、７゜“上部磁極、８・・・保護膜、９・・・
下部磁極１，１０・・・下部磁極■、１１・・・媒体対
抗面、１２・・・上部磁極■、１３・・・上部磁極Ｕ． 第 函 ＶＪ　２　品 （α） （ν） 第 ３ 団 名 Ｓ ■ を 臘 牽 （ｘｔｏ３） 鵞 争 面 ス血盃 （　Ｘ　ｔＯ’　） 名 ｂ １男 噌已和ぶ主東意度　（丁）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に下部磁極及び上部磁極よりなる磁気コア、
   前記両磁極を磁気的、電気的に分離する絶縁層、および
   前記絶縁層内にあつて信号の入出力を行なうコイルを形
   成してなる薄膜磁気ヘッドにおいて該上部磁極もしくは
   該下部磁極に、非晶質合金あるいは多層磁性合金の、飽
   和磁束密度が１．２Ｔ以上、より望ましくは１．３Ｔ以
   上からなる高飽和磁束密度材料と飽和磁束密度１ＴのＮ
   ｉ−Ｆｅ（パーマロイ）合金からなる２層の積層膜を用
   い、その媒体対抗面には飽和磁束密度が１．２Ｔ以上、
   より望ましくは１．３Ｔ以上の高飽和磁束密度材料だけ
   を露出せしめたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２、該高飽和磁束密度材料の磁歪が±５×１０＾−＾７
   以下、透磁率が７００以上であり、該Ｎｉ−Ｆｅ合金の
   磁歪が±５×１０＾−＾７以下、透磁率が１５００以上
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄
   膜磁気ヘッド。 ３、該非晶質合金膜が、ＣｏＴａＺｒ、−ＣｏＴａＨｆ
   、ＣｏＴａＨｆＰｄ系非晶質合金のいずれか一種である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第２項記
   載の薄膜磁気ヘッド。 ４、該多層磁性膜が、ＦｅＳｉＲｕ系合金あるいは、Ｆ
   ｅ−Ｃ系合金とＮｉ−Ｆｅ（パーマロイ）系合金との多
   層膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第２項記載の薄膜磁気ヘッド。