JPH04147408A

JPH04147408A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH04147408A
Application number: JP2273940A
Authority: JP
Inventors: Toru Hori; 徹堀; Takeshi Takahashi; 健高橋; Akihiro Ashida; 芦田　晶弘
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1992-05-20

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磁気ヘッド、特に磁気ギャップ部に高飽和磁束
密度、高透磁率の磁性材を配置した、いわゆＭＩＧタイ
プの磁気ヘッドに関するものである。

従来の技術近年、映像、音響、情報関連機器の進歩はめざましい。

これらの分野での記録の主流は磁気記録であり、磁気ヘ
ッドに於いても、急速な進歩からくる種々の要請に応じ
るため、積層ヘッドや薄膜ヘッド等様々なタイプの磁気
ヘッドが研究されている。

それらのヘッドの中では、製造コストや耐摩耗性等の面
で、磁気ギャップ部に高飽和磁束密度、高透磁率の磁性
材を配置したハタルインギャップ（ＭＩＧ）タイプの磁
気ヘッドが優れている。

しかしながら従来のヘッド用磁性材では、記録媒体の高
密度化にともなって進んでいる、媒体の高保磁力化、単
位記録面積の微細化に対して、その飽和磁束密度、透磁
率がほぼ限界に達している。

そこでより高い飽和磁束密度と透磁率を兼ね備えた磁性
材料として、ＣＯ系アモルファスとその窒化物との多層
膜（例えば、［電子情報通信学会技術研究報告Ｊ　ＭＲ
８７−１４（１９８７））あるいは、Ｆｅ系アモルファ
スとその窒化物との多層膜（例えば、「電子情報通信学
会技術研究報告ＪＭＲ８８−５５（１９８９））等が研
究されている。

発明が解決しようとする課題しかながら上記のＣｏ系あるいはＦｅ系アモルファスと
その窒化物との軟磁性膜は、当初積層タイプの磁気ヘッ
ド材料として、セラミックやガラス基板上で開発された
材料であったので、ＭＩＧタイプの磁気ヘッドとしてフ
ェライト上に着膜し、ギャップ形成のために熱処理を行
うと、フェライトとの間でＯ，Ｃｏ等の元素の拡散が起
こる。そのため、ＭＩＧタイプの磁気ヘッドの中では最
も製造が容易で最もコストの低い、フェライトと軟磁性
膜との界面と、メインギャップとが平行なタイプのＭＩ
Ｇ（以後、平行ギャップ型ＭＩＧと呼ぶ）に応用した場
合、擬似ギャップが生じてヘッドの出力の周波数特性に
うねりが生じる等の課題を有していた。

本発明は上記課題に鑑み、従来の磁性材料より高い飽和
磁束密度と透磁率を持つ、上記Ｃｏ系あるいはＦｅ系ア
モルファスとその窒化物との多層膜等の膜を用い、かつ
擬似ギャップの影響の小さな平行ギヤツブ型ＭＩＧタイ
プの磁気ヘッドを提供するものである。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために本発明の磁気ヘッドは、アモ
ルファス合金または微結晶合金と、その窒化物を交互に
積層させた軟磁性膜、あるいは膜厚方向に少なくとも窒
素の組成が変調された、窒化アモルファス合金または窒
化微結晶合金の軟磁性膜を、フェライトコアのギャップ
部に配したＭＩＧタイプの磁気ヘッドにおいて、軟磁性
膜のフェライトと接する層、すなわち第１層が、窒化層
あるいは窒素富裕層であり、第１層の窒素の含有量が、
第２層以降の軟磁性膜の窒素の平均組成よりも多く、か
つ原子％で５０％よりも小さいという構成を備えたもの
である。

作用本発明は、上記した構成によってギャップ形成のための
熱処理時に、フェライトからの酸素が軟磁性膜中の元素
と結合しようとするとき、軟磁性膜のフェライトと接す
る第１層に、それを妨げるのに充分な量の窒素が存在し
、かつ過剰な窒素の気化等によって膜の緻密性が損なわ
れ、それにともなって元素の拡散が引き起こされたり、
基板との付着強度が低下するまでの窒素は、存在しない
。

即ち、第１層の窒素量を特定することにより、軟磁性膜
とフェライトとの間での元素の拡散が抑えられ、従って
擬似ギャップの影響が抑えられて、ヘッド特性の低下が
防がれることとなる。

実施例実施例１以下本発明の第１の実施例の磁気ヘッドについて、図面
を参照しながら説明する。第１図は本発明の全ての実施
例における磁気ヘッドの、熱処理前の、磁気記録媒体と
の摺動面のギャップ近傍を示した平面図である。

第１図において、１１はメインギャップ、１２はフェラ
イトコア、１５は軟磁性膜であり、製膜直後には１３に
示す窒素富裕層もしくは窒化層と、１４に示す窒素欠乏
層もしくは非窒化層からなる。図中では、メインギャッ
プの下側の軟磁性膜にのみ、数層の窒素富裕層１３と窒
素欠乏層１４とを示したが、実際にはメインギャップの
両側の軟磁性膜１５全てが、窒素富裕層１３と窒素欠乏
層１４とで構成されている。しかし熱処理後には、材料
によっては、はとんど層構造がなくなってしまうことも
ある。１６はモールドガラスである。本発明の全ての実
施例に於いて、第１図中の１３．１４は、１層の厚さが
２７０人、軟磁性膜１５全体の厚さが５．４μｍである
。

以上のように構成された磁気ヘッドについて、以下第２
〜７図を用いてその特徴を説明する。

第２〜７図は、膜厚方向への各元素の分布状態を、軟磁
性膜とフェライトとの接合部の近傍で、オージェ電子分
光分析によっで測定した図である。

各図において横軸は膜の厚さ方向の位置、縦軸は観測さ
れた各元素からのオージェ電子のエネルギー強度を示し
ている。また２Ｌ　２２．２３．２４．２５はそれぞれ
、Ｃｏ、Ｏ，Ｆｅ、Ｎｂ、Ｎのオージェ電子のエネルギ
ー強度である。

第２図は、軟磁性膜中の平均組成がＣｏｓ、、Ｎｂ、。

Ｚ　ｒ　ｔ、ｓ　Ｎｓ、ｓ　となるように窒化層１３と
非窒化層１４を２７０人づつ形成し、軟磁性膜のフェラ
イトと接する第１層の窒素の含有量を原子％で４％とし
た軟磁性膜の、製膜直後の状態を示したもので、第１層
の窒素含有量は第２層以降の膜中の窒素の平均組成の５
．５％よりも少ない。第３図は、第２図の軟磁性膜を５
５０°Ｃで１時間アニールした後の状態を示したもの。

第４図は、第２層以降が第２図に示した軟磁性膜と同一
で、軟磁性膜のフェライトと接する第１層の窒素の含有
量を、他の窒化層１３と同じ原子％で１１％とした軟磁
性膜の、製膜直後の状態を示したもので、この窒素含有
量は第２層以降の膜中の窒素の平均組成の５．５％より
も多く、かつ５０％よりも少ない。第５図は、第４図の
軟磁性膜を５５０°Ｃで１時間アニール状態を示したも
の。第６図は、第２層以降が第２図に示した軟磁性膜と
同一で、軟磁性膜のフェライトと接する第１層の窒素の
含有量５０％とした軟磁性膜の、製膜直後の状態を示し
たものである。第７図は、第６図の軟磁性膜を５５０°
Ｃで１時間アニールした後の状態を示したものである。

第２、第４、第６図にみられる窒化層と非窒化層の明確
な区別は、アニール後には消失しているが、第５図と第
３、第７図を比較すれば明らかに、軟磁性膜のフェライ
トと接する第１層での窒素の組成が、膜中の窒素の平均
組成よりも多く、かつ５０％よりも少ない場合に、軟磁
性膜とフェライトとの間の元素の拡散が少なく抑えられ
ている。

第１表は、第３、第５、第７図に示した磁気ヘッドをそ
れぞれ、小Ｎヘッド、適Ｎヘッド、大Ｎヘッドとして、
ヘッドと磁気記録媒体との相対速度が３．１ｍ／ｓの時
の起磁力５５０ｍＡ−ｔｕｒｎ、書き込み周波数６５ｋ
Ｈｚ、に於ける擬似出力（メインギャップに於ける出力
■８に対する、擬似ギャップにおける出力■６の比）と
、周波数特性のうねりを示したものである。

以下余白第１表第１表から、元素の拡散の大きい大、小Ｎヘッドより、
元素の拡散の小さい適Ｎヘッドの方が、擬似ギャップの
影響が、小さくなっていることが分かる。

以上のように本実施例によれば、Ｃｏ−ＮｂＺｒとその
窒化膜を、２７０人づつ交互の積層させた軟磁性膜を、
フェライトコアのギャップ部に配した平行ＭＩＧタイプ
の磁気ヘッドにおいて、軟磁性膜のフェライトと接する
第１層の窒素の組成を、膜中の窒素の平均組成よりも多
く、かつ５０％よりも少なくなるようにすることにより
、軟磁性膜とフェライトとの間の元素の拡散を抑えて擬
似ギャップの影響を小さくし、軟磁性膜の高飽和磁束密
度、高透磁率を生かしたＭＩＧヘッドを提供することが
できる。

実施例２以下本発明の第２の実施例について第１図と第２表を参
照しながら説明する。

第２表は、Ｃｏ、Ｎｂ、Ｚｒの比が、窒化層に於イテも
Ｃ０ｅｑＮｂ７．ｓ　Ｚ　ｒ：＋、ｓとなるように、第
１図中の窒化層１３と非窒化層１４を２７０人づつ形成
し、窒化層１３の窒素量を変化させ、５５０度で１時間
アニールした後の、軟磁性膜の表面粗さを示したもので
ある。

第表２ ■ 第２表から、窒化層の窒化度が増して、膜中の窒素の平
均組成が２５％を越えてしまうと、軟磁性膜はフェライ
ト基板から剥離してしまうことが分かる。

以上のように本実施例によれば、Ｃｏ−ＮｂＺｒとその
窒化膜を、２７０人づつ交互に積層させた軟磁性膜を、
フェライトコアのキャップ部に配した平行ＭＩＣタイプ
の磁気ヘッドにおいて、第１層を含めた軟磁性膜の窒素
の平均組成が、原子％で２５％より小さくなるようにす
ることにより、軟磁性膜とフェライトとの接着強度の劣
化を抑えて、剥離のない、従ってのチップ強度の強いＭ
ＩＧヘッドを提供することができる。

実施例３第２層以降の膜中の窒素の平均組成を１１％に固定して
、軟磁性膜のフェライトと接する第１層の窒素の組成を
変化させ、１２％と４３％のものをヘッド化して、ヘッ
ドと磁気記録媒体との相対速度が３．１ｍ／ｓの時の、
起磁力５５０ｍＡ−ｔｕｒｎ、書き込み周波数６５ｋＨ
ｚ、に於ける擬似出力（メインギャップに於ける出力ｖ
Ｍに対する、擬イ以ギャップにおける出力■６の比）と
、周波数特性のうねりを測定すると、それぞれ−３９ｄ
Ｂ、　　０．７ｄＢｐ−ｐと一２６ｄＢ、１．８ｄＢｐ
−ｐであった。

上記結果から、本実施例によれば、軟磁性膜のフェライ
トと接する第１層の窒素の含有量が、第２層以降の軟磁
性膜中の窒素の平均組成よりも多く、かつ５０％よりも
少なく、さらに第１層を含めた軟磁性膜の窒素の平均組
成が、原子％で２５％より小さい場合に、擬似ギャップ
の影響も少なく、チップ強度も強いＭＩＧヘッドが得ら
れることが分かる。

実施例４以下本発明の第４の実施例について第３表を参照しなが
ら説明する。

第３表は、軟磁性膜と軟磁性膜のフェライトと接する第
１層の窒素の組成を替えた磁気ヘッドにおいて、ヘッド
の磁気記録媒体との相対速度が３．１ｍ／ｓの時の、起
磁力５５０ｍＡ−ｔｕｒｎ、書き込み周波数６５ｋＨｚ
、に於ける擬似出力（メインギャップに於ける出力■。

に対する、擬像ギャップにおける出力■、の比）と、周
波数特性のうねりの組成保存を示したものである。

第３表第３表から本実施例によれば、軟磁性膜が、膜厚方向に
少なくとも窒素の組成が変調されたＣ０ＮｂＮ、、Ｃｏ
ＺｒＮあるいはＦｅＮｂＺｒＮ等の膜である時にも、軟
磁性膜のフェライトと接する層、すなわち第１層が、窒
化層あるいは窒素富裕層であり、第１層の窒素の含有量
が第２層以降の軟磁性膜中の窒素の平均組成よりも多（
、かつ５０％よりも少なく、さらに第１層を含めた軟磁
性膜の窒素の平均組成が、原子％で２５％より小さい場
合に、軟磁性膜とフェライトとの間の元素の拡散が抑え
られて擬似ギャップの影響が小さく、かつチップ強度も
強く、軟磁性膜の高飽和磁束密度、高透磁率が生かされ
たＭＩＧヘッドを提供することができる。

また全ての実施例において、ヘッドのギャップ形成温度
は５５０°Ｃで行ったが、モールドガラスの材質により
、別の温度で行ってもよい。さらに全ての実施例におい
て、窒素富裕層１３と窒素欠乏層１４は、１層の厚さが
２７０人、軟磁性膜１５全体の厚さが５．４μｍである
としたが、良好な軟磁気特性を示す限りにおいて、他の
厚さでもよい。

発明の効果以上のように本発明は、アモルファス合金または微結晶
合金と、その窒化物を交互に積層させた軟磁性膜、ある
いは膜厚方向に少なくとも窒素の組成が変調された、窒
化アモルファス合金または窒化微結晶合金の軟磁性膜を
、フェライトコアのキャップ部に配した平行ＭＩＧタイ
プの磁気ヘッドにおいて、軟磁性膜のフェライトと接す
る層、すなわち第１層が、窒化層あるいは窒素富裕層で
あり、第１層の窒素の含有量が、第２層以降の軟磁性膜
の窒素の平均組成より多く、かつ原子％で５０％よりも
少なくすることにより、ヘッドの記録、再生特性が、従
来のＭＩＧタイプの磁気ヘッドより優れ、かつ擬似ギャ
ップの影響の充分小さな、ＭＩＧタイプの磁気ヘッドを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例における磁気ヘッドの、
磁気記録媒体との摺動面のギャップ近傍を示した平面図
、第２図は軟磁性膜のフェライトと接する第１層の窒素
の組成が膜中の窒素の平均組成よりも少ない軟磁性膜の
、製膜直後の膜厚方向への各元素の分布状態を、オージ
ェ電子分光分析によって測定した図、第３図は、第２図
の軟磁性膜を５５０°Ｃで１時間アニールした後の、膜
厚方向への各元素の分布状態を、オージェ電子分光分析
によって測定した図、第４図は軟磁性膜のフェライトと
接する第１層の窒素の組成が、膜中の窒素の平均組成よ
りも多く、かつ５０％よりも少ない軟磁性膜の、製膜直
後の膜厚方向への各元素の分布状態を、オージェ電子分
光分析によって測定した図、第５図は、第４図の軟磁性
膜を５５０°Ｃで１時間アニールした後の、膜厚方向へ
の各元素の分布状態を、オージェ電子分光分析によって
測定した図、第６図は軟磁性膜のフェライトと接する第
１層の窒素の組成が、５０％の軟磁性膜の、製膜直後の
膜厚方向への各元素の分布状態を、オージェ電子分光分
析によって測定した図、第７図は、第６図の軟磁性膜を
５５０°Ｃで１時間アニールした後の膜厚方向への各元
素の分布状態を、オージェ電子分光分析によって測定し
た図である。１１・・・・・・メインギャップ、１２・・・・・・フ
ェライトコア、１３・・・・・・窒素富裕層、１４・・
・・・・窒素欠乏層、１５・・・・・・軟磁性膜、１６
・・・・・・モールドガラス、１７・・・・・・第１層
、２１・・・・・・Ｃｏからのオージェ電子のエネルギ
ー強度、２２・・・・・・０からのオージェ電子のエネ
ルギー強度、２３・・・・・・Ｆｅからのオージェ電子
のエネルギー強度、２４・・・・・・Ｎｂからのオージ
ェ電子のエネルギー強度、２５・・・・・・Ｎからのオ
ージェ電子のエネルギー強度。代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名第第図款穏牲順一フェライト基型第５０笛図軟磁性躾十フ１ライト基薮

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アモルファス合金または微結晶合金と、その窒化
物を交互に積層させた軟磁性膜、あるいは膜厚方向に少
なくとも窒素の組成が変調された、窒化アモルファス合
金または窒化微結晶合金の軟磁性膜を、フェライトコア
のキャップ部に配したＭＩＧタイプの磁気ヘッドにおい
て、軟磁性膜のフェライトと接する層、すなわち第１層
が、窒化層あるいは窒素富裕層であり、前記第１層の窒
素の含有量Ａ％が原子％で、Ｂ＜Ａ＜Ｃであることを特徴とする磁気ヘッド。ただし、上記式においてＢは第２層以降の軟磁性膜中の
窒素の平均組成、Ｃは５０％とする。
（２）アモルファス合金または微結晶合金と、その窒化
物を交互に積層させた軟磁性膜、あるいは膜厚方向に少
なくとも窒素の組成が変調された、窒化アモルファス合
金または窒化微結晶合金の軟磁性膜を、フェライトコア
のキャップ部に配したＭＩＧタイプの磁気ヘッドにおい
て、第１層を含めた軟磁性膜の窒素の平均組成が、原子
％で２５％より小さいことを特徴とする磁気ヘッド。
（３）アモルファス合金または微結晶合金と、その窒化
物を交互に積層させた軟磁性膜、あるいは膜厚方向に少
なくとも窒素の組成が変調された、窒化アモルファス合
金または窒化微結晶合金の軟磁性膜を、フェライトコア
のキャップ部に配したＭＩＧタイプの磁気ヘッドにおい
て、軟磁性膜のフェライトと接する層、すなわち第１層
が、窒化層あるいは窒素富裕層であり、前記第１層の窒
素の含有量Ａ％が原子％で、Ｂ＜Ａ＜Ｃであり、かつ前記第１層を含めた軟磁性膜の窒素の平均
組成が、原子％で２５％より小さいことを特徴とする磁
気ヘッド。ただし、上記式においてＢは第２層以降の軟磁性膜中の
窒素の平均組成、Ｃは５０％とする。
（４）膜厚方向に少なくとも窒素の組成が変調された、
ＣｏＮｂＺｒＮまたはＦｅＭｂＺｒＮの軟磁性膜を、フ
ェライトコアのキャップ部に配したＭＩＧタイプの磁気
ヘッドにおいて、軟磁性膜のフェライトと接する層、す
なわち第１層が、窒化層あるいは窒素富裕層であり、前
記第１層の窒素の含有量Ａ％が原子％で、Ｂ＜Ａ＜Ｃであり、かつ前記第１層を含めた軟磁性膜の窒素の平均
組成が、原子％で２５％より小さいことを特徴とする磁
気ヘッド。ただし、上記式においてＢは第２層以降の軟磁性膜中の
窒素の平均組成、Ｃは５０％とする。