JPH05225520A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気特性が優れていて高密度記録が可能であ
ると共に、熱処理による膜剥離を回避できる薄膜磁気ヘ
ッドを得る。 【構成】 薄膜磁気ヘッドの磁性体層が、Ｆｅ−Ｍ−Ｎ
−Ａｇ（但し、Ｍは、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆからな
る群から選択された少なくとも１種の元素）合金膜から
なる。この磁性体層は、 400乃至600 ℃の温度で熱処理
を施すことにより、優れた磁気特性を得ることができ
る。一方、薄膜磁気ヘッドの絶縁体層を構成する酸化珪
素膜及び酸化アルミニウム膜は、 400℃の温度における
内部応力が略ゼロである。つまり、本発明に係る薄膜磁
気ヘッドは、約 400℃の温度で熱処理を施すことによ
り、膜の剥離を回避することができると共に、優れた磁
気特性を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体への信号
の記録又は磁気記録媒体からの信号の再生に使用される
薄膜磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】図２（ａ）は、薄膜磁気ヘッドを示す模
式的部分断面図、図２（ｂ）は同じくその縦断面図であ
る。

【０００３】基板１上には絶縁体層２が形成されてお
り、この絶縁体層２上には磁性体層３が所定のパターン
で形成されている。そして、この磁性体層３上の領域を
含む絶縁体層２上の領域には、絶縁体層４が形成されて
いる。また、この絶縁体層４上には導電層５が渦巻き状
に形成されており、コイルを構成している。

【０００４】導電層５の磁性体層３上方に配置された部
分は絶縁体層６により被覆されている。そして、この絶
縁体層６上には磁性体層７が選択的に形成されている。
この磁性体層７は、その一部が絶縁体層４に選択的に設
けられた開口部を介して磁性体層３に接触しており、ヘ
ッド先端部分では絶縁体層４を介して磁性体層３と所定
の間隔だけ離隔して配置されている。また、この磁性体
層７及び導電層５上の領域を含む基板１上の領域には絶
縁体層８が形成されている。

【０００５】このように構成された薄膜磁気ヘッドにお
いて、磁気記録媒体（例えば、磁気ディスク）をヘッド
に対し相対的に移動させつつコイル（導電層５）に信号
を供給すると、ヘッド先端部において磁性体層３，７間
に前記信号に応じた磁界が発生し、磁気記録媒体にデー
タが記録される。

【０００６】また、データが記録されている磁気記録媒
体をヘッド先端部に対し相対的に移動させると、この磁
気記録媒体からの磁界により、コイルに前記データに応
じた電流が発生する。この電流を電気的に処理し、デー
タを再生することができる。

【０００７】なお、絶縁体層２，４，６，８は、通常、
ヘッドの機械的及び電気的信頼性を維持するために、酸
化珪素膜又は酸化アルミニウム膜からなる。

【０００８】ところで、磁性体層３，７として、飽和磁
束密度が大きいＦｅ（鉄）−Ｍ−Ｎ（窒素）膜｛但し、
Ｍは、Ｔａ（タンタル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｚｒ（ジル
コニウム）及びＨｆ（ハフニウム）からなる群から選択
された少なくとも１種の元素｝を用いた薄膜磁気ヘッド
は、保磁力が高い磁気記録媒体へのデータの記録が可能
であることから、高密度用ヘッドとして有望視されてい
る。

【０００９】この場合に、例えば、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ膜の
磁気特性を十分に高めるためには、500 ℃以上の温度で
の熱処理が必要である（石綿、若林及び浦井、第14回日
本応用磁気学会学術講演概要集、10pC-5、1990年）。

【００１０】これと同様に、ＭがＮｂ、Ｚｒ又はＨｆで
あるＦｅ−Ｍ−Ｎ膜についても、十分な磁気特性を得る
ためには、 500℃以上の温度での熱処理が必要である
（中西、清水及び吉田、第14回日本応用磁気学会学術講
演概要集、10pC-9、1990年）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁性体
層としてＦｅ−Ｍ−Ｎ膜を使用した従来の薄膜磁気ヘッ
ドは、その製造工程で膜が剥離しやすいという問題点が
ある。以下にその理由を説明する。

【００１２】図３は、横軸に熱処理温度をとり、縦軸に
膜の内部応力をとって、スパッタリング法によって形成
した酸化珪素（ＳｉＯ₂ ）膜における両者の関係を示す
グラフ図である。この図３から明らかなように、酸化珪
素膜は熱処理によって膜の内部応力が引張方向に変化す
る。例えば、酸化珪素膜は、成膜状態ではその内部応力
が約 0.7ＭＰａの圧力応力である。しかし、 400℃の温
度で熱処理した場合に酸化珪素膜の内部応力は略ゼロと
なり、 500℃の温度で熱処理した場合に酸化珪素膜の内
部応力は約 0.5ＭＰａの引張応力となる。

【００１３】即ち、従来の薄膜磁気ヘッドにおいては、
磁性体層の磁気特性を十分なものとするために、約 500
℃以上の温度で熱処理を施す必要があるが、この熱処理
により絶縁体層である酸化珪素膜内に比較的大きい引張
応力が発生し、酸化珪素膜が破壊剥離してしまう。

【００１４】磁性体層がスパッタリング法により形成さ
れた酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃）膜の場合について
も、これと同様に、約 500℃以上の温度で熱処理を施す
と、絶縁体層の内部応力により膜剥離が発生しやすい。

【００１５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、磁気特性が優れていて高密度記録が可能で
あると共に、膜の剥離を回避することができる薄膜磁気
ヘッドを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る薄る磁気ヘ
ッドは、基板と、この基板上に第１の絶縁体層を介して
選択的に形成された第１の磁性体層と、その一部が前記
第１の磁性体層に接触しその先端部が第２の絶縁体層を
挟んで前記第１の磁性体層の先端部上に配置された第２
の磁性体層と、その一部が前記第１及び第２の磁性体層
間に配設されたコイルとを有し、前記第１及び第２の磁
性体層がＦｅ−Ｍ−Ｎ−Ａｇ（但し、Ｍは、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｚｒ及びＨｆからなる群から選択された少なくとも
１種の元素）合金膜からなることを特徴とする。

【００１７】

【作用】本願発明者等は、磁性体層にＦｅ−Ｍ−Ｎ膜を
用いた従来の薄膜磁気ヘッドと同程度の高密度記録が可
能であると共に、熱処理により膜剥離が発生することを
回避できる薄膜磁気ヘッドを得るべく、種々実験研究を
行なった。その結果、Ａｇ（銀）にはＦｅ−Ｍ−Ｎ膜の
磁気特性を高めるための熱処理の最適温度範囲を低温側
に拡大する作用があり、Ｆｅ−Ｍ−ＮにＡｇを添加した
合金の膜は、 400乃至600 ℃の温度で熱処理することに
より、高密度記録が可能になることが判明した。

【００１８】一方、絶縁体層を構成する酸化珪素膜及び
酸化アルミニウム膜等は、図３に示すように、 400℃の
温度において、その内部応力が略ゼロとなる。従って、
Ｆｅ−Ｍ−Ｎ−Ａｇ合金膜を磁性体層とした本発明に係
る薄膜磁気ヘッドは、その製造工程における熱処理温度
を約 400℃とすることで、良好な磁気特性を得ることが
できると共に、膜の剥離を回避することができる。

【００１９】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。

【００２０】先ず、Ｆｅ−Ｍ−Ｎ−Ａｇ膜の熱処理温度
と磁気特性との関係を調べた。つまり、純鉄のターゲッ
ト上にＴａ及びＡｇのチップを置いて、ＡｒとＮ₂ との
混合ガスにてスパッタリングを行い、耐熱温度が 800℃
の結晶化ガラスからなる基板上に、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ−Ａ
ｇ膜を約２μｍの厚さに形成した。

【００２１】その後、このガラス基板上のＦｅ−Ｔａ−
Ｎ−Ａｇ膜に対し、圧力が１×10^-6Torr以下の真空中で
300℃、 400℃、 500℃又は600 ℃の温度にて１時間熱
処理を実施した。

【００２２】そして、このＦｅ−Ｔａ−Ｎ−Ａｇ膜の組
成を、ＥＰＭＡ（電子プローブ微量分析）法及び不活性
ガス融解窒化ガス分析法を用いて調べた。その結果、膜
の組成は、（Ｆｅ₈₄Ｔａ₁₁Ａｇ₅ ）₉₀Ｎ₁₀であった。

【００２３】また、各温度で熱処理したＦｅ−Ｔａ−Ｎ
−Ａｇ膜の磁気特性を、８の字コイル法による透磁率測
定装置及び振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて調べ
た。その結果、 400℃の温度で１時間熱処理を実施した
場合のＦｅ−Ｔａ−Ｎ−Ａｇ膜の飽和磁束密度は14ｋガ
ウスであった。

【００２４】これと同様にして、ガラス基板上にＡｇを
含有しないＦｅ−Ｔａ−Ｎ膜を形成し、圧力が１×10^-6
Torr以下の真空中で 300℃、 400℃、 500℃又は600 ℃
の温度にて１時間熱処理を実施した。そして、各温度で
熱処理したＦｅ−Ｔａ−Ｎ膜の磁気特性を調べた。

【００２５】図１は、横軸に熱処理温度をとり、縦軸に
透磁率をとって、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ−Ａｇ膜及びＦｅ−Ｔ
ａ−Ｎ膜の熱処理温度と透磁率との関係を示すグラフ図
である。この図１から明らかなように、Ａｇを含まない
Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ膜の場合は、最適な熱処理温度は 500℃
と高く、且つ、最適な熱処理温度範囲が極めて狭い。一
方、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ−Ａｇ膜では、 400乃至600 ℃と広
い温度範囲で良好な磁気特性を示した。

【００２６】従って、磁性体層としてＦｅ−Ｔａ−Ｎ−
Ａｇ膜を使用した本発明の実施例に係る薄膜磁気ヘッド
は、約 400℃の温度で熱処理を施すことにより、良好の
磁気特性を得ることができると共に、絶縁体層の剥離を
回避することができる。

【００２７】次に、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ−Ａｇ膜を磁性体層
として、図２（ａ），（ｂ）に示す構造の薄膜磁気ヘッ
ドを実際に製造した。そして、 400℃の温度で熱処理を
実施した。その結果、膜剥離は発生せず、良好な磁気特
性を得ることができた。また、ＭがＮｂ、Ｚｒ又はＨｆ
であるＦｅ−Ｍ−Ｎ−Ａｇ膜を磁性体層とした薄膜磁気
ヘッドの場合も、ＭをＴａとした場合と同様に、 400℃
の温度での熱処理により、絶縁体層の剥離は発生せず、
良好の磁気特性を得ることができた。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る薄膜磁
気ヘッドは、磁性体層がＦｅ−Ｍ−Ｎ−Ａｇ（但し、Ｍ
は、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆからなる群から選択され
た少なくとも１種の元素）合金膜からなるから、熱処理
温度を低くしても優れた磁気特性を得ることができて、
絶縁体層の内部応力による膜剥離の発生を回避すること
ができると共に、高密度記録が可能であるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ−Ａｇ膜及びＦｅ−Ｔａ−Ｎ膜
の熱処理温度と透磁率との関係を示すグラフ図である。

【図２】（ａ）は、薄膜磁気ヘッドを示す模式的部分断
面図、（ｂ）は同じくその縦断面図である。

【図３】スパッタリング法によって成膜した酸化珪素膜
における熱処理温度と内部応力との関係を示すグラフ図
である。

【符号の説明】

１；基板 ２，４，６，８；絶縁体層 ３，７；磁性体層 ５；導体層

フロントページの続き (72)発明者 大津 雅人 兵庫県神戸市西区美賀多台１丁目４番１号 (72)発明者 平野 貴之 兵庫県神戸市西区美賀多台１丁目４番１号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、この基板上に第１の絶縁体層を
   介して選択的に形成された第１の磁性体層と、その一部
   が前記第１の磁性体層に接触しその先端部が第２の絶縁
   体層を挟んで前記第１の磁性体層の先端部上に配置され
   た第２の磁性体層と、その一部が前記第１及び第２の磁
   性体層間に配設されたコイルとを有し、前記第１及び第
   ２の磁性体層がＦｅ−Ｍ−Ｎ−Ａｇ（但し、Ｍは、Ｔ
   ａ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆからなる群から選択された少な
   くとも１種の元素）合金膜からなることを特徴とする薄
   膜磁気ヘッド。