JPH06259729A - 磁気ヘッド - Google Patents
磁気ヘッドInfo
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- JPH06259729A JPH06259729A JP5067487A JP6748793A JPH06259729A JP H06259729 A JPH06259729 A JP H06259729A JP 5067487 A JP5067487 A JP 5067487A JP 6748793 A JP6748793 A JP 6748793A JP H06259729 A JPH06259729 A JP H06259729A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3967—Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/488—Disposition of heads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シールド型MRヘッドを有する磁気ヘッドに
おいて、耐久性を向上させ、しかも製造歩留りおよび生
産性を向上させる。 【構成】 基体からトレーリング方向に向かって、リー
ディング側磁気シールド膜、絶縁材、磁気抵抗効果膜、
絶縁材およびトレーリング側磁気シールド膜が形成され
た再生ヘッドを有し、リーディング側磁気シールド膜の
組成を、T10 0-x-y Mx Ny (TはFe、CoおよびN
iの1種以上、MはB、Al、Si、Ti、V、Cr、
Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、TaおよびW1種
以上、Nは窒素、0.1≦x≦25、0.1≦y≦25
である)またはFe:60〜80原子%、Al:5〜1
5原子%、Si:10〜25原子%、N:0.1〜20
原子%とする。
おいて、耐久性を向上させ、しかも製造歩留りおよび生
産性を向上させる。 【構成】 基体からトレーリング方向に向かって、リー
ディング側磁気シールド膜、絶縁材、磁気抵抗効果膜、
絶縁材およびトレーリング側磁気シールド膜が形成され
た再生ヘッドを有し、リーディング側磁気シールド膜の
組成を、T10 0-x-y Mx Ny (TはFe、CoおよびN
iの1種以上、MはB、Al、Si、Ti、V、Cr、
Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、TaおよびW1種
以上、Nは窒素、0.1≦x≦25、0.1≦y≦25
である)またはFe:60〜80原子%、Al:5〜1
5原子%、Si:10〜25原子%、N:0.1〜20
原子%とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果を利用し
た再生ヘッドを有する磁気ヘッドに関する。
た再生ヘッドを有する磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気センサの高感度化や磁気記録
における高密度化が進められている。これに伴ない、磁
気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果型磁気センサ(MRセ
ンサ)や磁気抵抗効果型磁気ヘッド(MRヘッド)等の
MR素子の開発が盛んに進められている。MRセンサも
MRヘッドも、磁性材料を用いた読み取りセンサ部の抵
抗変化により外部磁気信号を読み出すものである。MR
ヘッドでは再生出力が記録媒体に対する相対速度に依存
しないことから、線記録密度の高い磁気記録においても
高い出力が得られるという特長がある。MRヘッドで
は、分解能を上げ、良好な高周波特性を得るために、通
常、磁気抵抗効果膜を一対の磁気シールド材で挟む構成
(シールド型MRヘッド)とされる。
における高密度化が進められている。これに伴ない、磁
気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果型磁気センサ(MRセ
ンサ)や磁気抵抗効果型磁気ヘッド(MRヘッド)等の
MR素子の開発が盛んに進められている。MRセンサも
MRヘッドも、磁性材料を用いた読み取りセンサ部の抵
抗変化により外部磁気信号を読み出すものである。MR
ヘッドでは再生出力が記録媒体に対する相対速度に依存
しないことから、線記録密度の高い磁気記録においても
高い出力が得られるという特長がある。MRヘッドで
は、分解能を上げ、良好な高周波特性を得るために、通
常、磁気抵抗効果膜を一対の磁気シールド材で挟む構成
(シールド型MRヘッド)とされる。
【0003】特開平2−116009号公報には、シー
ルド型MRヘッドを改良した遮蔽磁気抵抗センサが開示
されている。このセンサは剛性磁気ディスク記憶システ
ム、すなわちハードディスク装置に適用されるものであ
る。ハードディスク装置の磁気ヘッドではスライダの空
気ベアリング面にMRヘッドが露出しているため、ディ
スクとの接触によりMRヘッドが損傷しやすい。具体的
には、磁気シールド膜として通常用いられているNiF
e合金(パーマロイ)を使った場合、ディスクとの接触
によりリーディング側のシールド膜(先導シールド)が
延伸されて磁気抵抗効果膜との間に短絡導電路が形成さ
れ、センサ機能の低下が生じてしまう。そこで特開平2
−116009号公報では、リーディング側のシールド
膜に延伸されにくいFeSiAl合金(センダスト)を
用いることにより、短絡を防いでいる。
ルド型MRヘッドを改良した遮蔽磁気抵抗センサが開示
されている。このセンサは剛性磁気ディスク記憶システ
ム、すなわちハードディスク装置に適用されるものであ
る。ハードディスク装置の磁気ヘッドではスライダの空
気ベアリング面にMRヘッドが露出しているため、ディ
スクとの接触によりMRヘッドが損傷しやすい。具体的
には、磁気シールド膜として通常用いられているNiF
e合金(パーマロイ)を使った場合、ディスクとの接触
によりリーディング側のシールド膜(先導シールド)が
延伸されて磁気抵抗効果膜との間に短絡導電路が形成さ
れ、センサ機能の低下が生じてしまう。そこで特開平2
−116009号公報では、リーディング側のシールド
膜に延伸されにくいFeSiAl合金(センダスト)を
用いることにより、短絡を防いでいる。
【0004】しかし、スパッタ法などによって形成され
た直後のセンダスト膜はパーマロイに比べ軟磁気特性が
悪いため、パーマロイと同等のシールド特性を得るため
には400℃以上の温度で焼鈍を行なう必要がある。リ
ーディング側の磁気シールド膜は非磁性基体や絶縁膜の
上に形成されるが、これらはセラミックスでありセンダ
ストとは熱膨張率が大きく異なるので、焼鈍の際にセン
ダスト膜や絶縁膜が剥離しやすく、歩留りが低くなって
しまう。
た直後のセンダスト膜はパーマロイに比べ軟磁気特性が
悪いため、パーマロイと同等のシールド特性を得るため
には400℃以上の温度で焼鈍を行なう必要がある。リ
ーディング側の磁気シールド膜は非磁性基体や絶縁膜の
上に形成されるが、これらはセラミックスでありセンダ
ストとは熱膨張率が大きく異なるので、焼鈍の際にセン
ダスト膜や絶縁膜が剥離しやすく、歩留りが低くなって
しまう。
【0005】また、特公平4−73209号公報、特開
昭59−90222号公報、特開昭59−98318号
公報、特開平1−125712号公報、特開昭59−5
2425号公報、特開昭59−36319号公報、特開
昭60−239911号公報には、MRヘッドの磁気シ
ールド膜に非晶質合金を用いることが提案されている。
しかし、特開昭61−258323号公報に開示されて
いるように、MRヘッドでは磁気抵抗効果膜に常時流れ
る電流により発熱が生じるため、非晶質合金が劣化して
磁気シールド特性が劣化してしまう。そこで、特開昭6
1−258323号公報では非晶質高透磁率軟磁性材料
と結晶質高透磁率軟磁性材料との積層膜を磁気シールド
として用いているが、やはり1000時間経過後に透磁
率が20%減少してしまっている。また、非晶質膜にお
いて良好な軟磁性を得るためには、特開昭59−902
22号公報や特開昭59−98318号公報に示される
ように300℃以上の熱処理が必要であり、高い生産性
が得られない。
昭59−90222号公報、特開昭59−98318号
公報、特開平1−125712号公報、特開昭59−5
2425号公報、特開昭59−36319号公報、特開
昭60−239911号公報には、MRヘッドの磁気シ
ールド膜に非晶質合金を用いることが提案されている。
しかし、特開昭61−258323号公報に開示されて
いるように、MRヘッドでは磁気抵抗効果膜に常時流れ
る電流により発熱が生じるため、非晶質合金が劣化して
磁気シールド特性が劣化してしまう。そこで、特開昭6
1−258323号公報では非晶質高透磁率軟磁性材料
と結晶質高透磁率軟磁性材料との積層膜を磁気シールド
として用いているが、やはり1000時間経過後に透磁
率が20%減少してしまっている。また、非晶質膜にお
いて良好な軟磁性を得るためには、特開昭59−902
22号公報や特開昭59−98318号公報に示される
ように300℃以上の熱処理が必要であり、高い生産性
が得られない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、シールド型MRヘッドを有
する磁気ヘッドにおいて、耐久性を向上させ、しかも製
造歩留りおよび生産性を向上させることを目的とする。
情からなされたものであり、シールド型MRヘッドを有
する磁気ヘッドにおいて、耐久性を向上させ、しかも製
造歩留りおよび生産性を向上させることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(5)の本発明により達成される。 (1)基体からトレーリング方向に向かって、リーディ
ング側磁気シールド膜、絶縁材、磁気抵抗効果膜、絶縁
材およびトレーリング側磁気シールド膜が形成された再
生ヘッドを有し、リーディング側磁気シールド膜に下記
式で表わされる原子比組成を有する軟磁性薄膜を用いた
ことを特徴とする磁気ヘッド。 式 T100-x-y Mx Ny (上式において、TはFe、CoおよびNiからなる群
から選択される少なくとも1種、MはB、Al、Si、
Ti、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、
TaおよびWからなる群から選択される少なくとも1
種、Nは窒素であり、0.1≦x≦25、0.1≦y≦
25である。) (2)基体からトレーリング方向に向かって、リーディ
ング側磁気シールド膜、絶縁材、磁気抵抗効果膜、絶縁
材およびトレーリング側磁気シールド膜が形成された再
生ヘッドを有し、リーディング側磁気シールド膜にF
e:60〜80原子%、Al:5〜15原子%、Si:
10〜25原子%およびN :0.1〜20原子%を含
有する軟磁性薄膜を用いたことを特徴とする磁気ヘッ
ド。 (3)前記トレーリング側磁気シールド膜に前記軟磁性
薄膜を用いた上記(1)または(2)の磁気ヘッド。 (4)前記トレーリング側磁気シールド膜を記録ヘッド
のリーディング側コアとして利用する上記(1)ないし
(3)のいずれかの磁気ヘッド。 (5)前記トレーリング側磁気シールド膜のトレーリン
グ側に記録ヘッドを有する上記(1)ないし(3)のい
ずれかの磁気ヘッド。
(1)〜(5)の本発明により達成される。 (1)基体からトレーリング方向に向かって、リーディ
ング側磁気シールド膜、絶縁材、磁気抵抗効果膜、絶縁
材およびトレーリング側磁気シールド膜が形成された再
生ヘッドを有し、リーディング側磁気シールド膜に下記
式で表わされる原子比組成を有する軟磁性薄膜を用いた
ことを特徴とする磁気ヘッド。 式 T100-x-y Mx Ny (上式において、TはFe、CoおよびNiからなる群
から選択される少なくとも1種、MはB、Al、Si、
Ti、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、
TaおよびWからなる群から選択される少なくとも1
種、Nは窒素であり、0.1≦x≦25、0.1≦y≦
25である。) (2)基体からトレーリング方向に向かって、リーディ
ング側磁気シールド膜、絶縁材、磁気抵抗効果膜、絶縁
材およびトレーリング側磁気シールド膜が形成された再
生ヘッドを有し、リーディング側磁気シールド膜にF
e:60〜80原子%、Al:5〜15原子%、Si:
10〜25原子%およびN :0.1〜20原子%を含
有する軟磁性薄膜を用いたことを特徴とする磁気ヘッ
ド。 (3)前記トレーリング側磁気シールド膜に前記軟磁性
薄膜を用いた上記(1)または(2)の磁気ヘッド。 (4)前記トレーリング側磁気シールド膜を記録ヘッド
のリーディング側コアとして利用する上記(1)ないし
(3)のいずれかの磁気ヘッド。 (5)前記トレーリング側磁気シールド膜のトレーリン
グ側に記録ヘッドを有する上記(1)ないし(3)のい
ずれかの磁気ヘッド。
【0008】
【作用および効果】本発明の磁気ヘッドの磁気シールド
膜は、センダスト膜や非晶質膜と同様に展延性が低く延
伸されにくいので、磁気記録媒体との接触や衝突による
短絡が生じにくく耐久性が良好である。センダスト膜や
非晶質膜では高温での熱処理が必要であるが、本発明の
磁気シールド膜は熱処理が不要で、しかも熱処理後のセ
ンダスト膜や非晶質膜と同等以上の磁気シールド性能を
示す。従って、熱膨張率のマッチング不良による膜剥離
を防げ、また、熱処理をしないために生産性も向上す
る。そして、熱処理による磁気抵抗効果膜のダメージを
考慮する必要がないので、トレーリング側の磁気シール
ド膜にも本発明を適用することができ、さらに良好な磁
気シールド特性が得られる。
膜は、センダスト膜や非晶質膜と同様に展延性が低く延
伸されにくいので、磁気記録媒体との接触や衝突による
短絡が生じにくく耐久性が良好である。センダスト膜や
非晶質膜では高温での熱処理が必要であるが、本発明の
磁気シールド膜は熱処理が不要で、しかも熱処理後のセ
ンダスト膜や非晶質膜と同等以上の磁気シールド性能を
示す。従って、熱膨張率のマッチング不良による膜剥離
を防げ、また、熱処理をしないために生産性も向上す
る。そして、熱処理による磁気抵抗効果膜のダメージを
考慮する必要がないので、トレーリング側の磁気シール
ド膜にも本発明を適用することができ、さらに良好な磁
気シールド特性が得られる。
【0009】本発明の磁気シールド膜は非晶質の磁気シ
ールド膜と異なり耐熱性が高く、磁気抵抗効果膜の発熱
により長時間持続的に加熱された場合でも軟磁気特性は
殆ど劣化しないので、信頼性が極めて高い。また、ヘッ
ド製造の際のレジストのベーキングによる温度上昇、他
の膜を形成する際の温度上昇、他の膜の熱処理の際の温
度上昇などによる特性劣化も抑えられる。
ールド膜と異なり耐熱性が高く、磁気抵抗効果膜の発熱
により長時間持続的に加熱された場合でも軟磁気特性は
殆ど劣化しないので、信頼性が極めて高い。また、ヘッ
ド製造の際のレジストのベーキングによる温度上昇、他
の膜を形成する際の温度上昇、他の膜の熱処理の際の温
度上昇などによる特性劣化も抑えられる。
【0010】また、本発明の磁気シールド膜はパーマロ
イやセンダストに比べ耐食性も良好である。
イやセンダストに比べ耐食性も良好である。
【0011】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
に説明する。
【0012】本発明では、磁気シールド膜に下記式で示
される原子比組成を有する軟磁性薄膜を用いる。
される原子比組成を有する軟磁性薄膜を用いる。
【0013】式 T100-x-y Mx Ny 上式において、TはFe、CoおよびNiからなる群か
ら選択される少なくとも1種であり、MはB、Al、S
i、Ti、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、H
f、TaおよびWからなる群から選択される少なくとも
1種であり、0.1≦x≦25、好ましくは0.5≦x
≦20、0.1≦y≦25、好ましくは0.5≦y≦2
0である。
ら選択される少なくとも1種であり、MはB、Al、S
i、Ti、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、H
f、TaおよびWからなる群から選択される少なくとも
1種であり、0.1≦x≦25、好ましくは0.5≦x
≦20、0.1≦y≦25、好ましくは0.5≦y≦2
0である。
【0014】T中の各元素の比率に特に制限はなく適宜
選択すればよい。
選択すればよい。
【0015】Tの主成分をFeとする場合には、(10
0)面配向性を高める上で、Mは、Zr単独ないしV単
独、とりわけZr単独か、あるいはZrおよび/または
VがM中の20%以上を占め、これに上記のうちのZ
r、V以外の元素とを組み合わせる構成とすることが好
ましく、また、この場合、6.5≦x≦20、6.5≦
y≦20とすることが好ましい。例えばMとしてZrを
用いた場合、Fe結晶の成長過程においてZrNがイン
ヒビターとなるため、優先的に(100)配向する。こ
の場合、成膜直後の膜のy/xが1近傍となることが必
要である。また、ZrNの生成によりFeの結晶粒成長
が抑制されるので熱安定性が向上する。
0)面配向性を高める上で、Mは、Zr単独ないしV単
独、とりわけZr単独か、あるいはZrおよび/または
VがM中の20%以上を占め、これに上記のうちのZ
r、V以外の元素とを組み合わせる構成とすることが好
ましく、また、この場合、6.5≦x≦20、6.5≦
y≦20とすることが好ましい。例えばMとしてZrを
用いた場合、Fe結晶の成長過程においてZrNがイン
ヒビターとなるため、優先的に(100)配向する。こ
の場合、成膜直後の膜のy/xが1近傍となることが必
要である。また、ZrNの生成によりFeの結晶粒成長
が抑制されるので熱安定性が向上する。
【0016】xが前記範囲未満では(100)面配向が
得られない。前記範囲を超えると飽和磁束密度Bs が低
下する。また、xが前記範囲を外れると硬度が低下して
展延性が増大し、磁歪も増大する。そして、前記範囲で
(100)配向性ないし配向度を強くしやすくなり、軟
磁気特性が格段と向上する。
得られない。前記範囲を超えると飽和磁束密度Bs が低
下する。また、xが前記範囲を外れると硬度が低下して
展延性が増大し、磁歪も増大する。そして、前記範囲で
(100)配向性ないし配向度を強くしやすくなり、軟
磁気特性が格段と向上する。
【0017】yが前記範囲未満では、Nによる結晶粒の
微細化が不十分で軟磁気特性が得られない傾向にある。
前記範囲を超えるとT、Mの窒化物が必要以上に生成さ
れるため、軟磁気特性が得られない。そして、前記範囲
にて(100)面配向性はより一層好ましいものとな
る。なお、必要に応じて窒素に加え、酸素が全体の5原
子%以下含有されていてもよい。
微細化が不十分で軟磁気特性が得られない傾向にある。
前記範囲を超えるとT、Mの窒化物が必要以上に生成さ
れるため、軟磁気特性が得られない。そして、前記範囲
にて(100)面配向性はより一層好ましいものとな
る。なお、必要に応じて窒素に加え、酸素が全体の5原
子%以下含有されていてもよい。
【0018】y/xの下限値は、好ましくは0.6、よ
り好ましくは0.65、さらに好ましくは0.7、最も
好ましくは0.8である。またy/xの上限値は、好ま
しくは2.0、より好ましくは1.8、さらに好ましく
は1.5、最も好ましくは1.2である。y/xをこの
範囲に規制することにより、(100)配向膜が得やす
くなる。
り好ましくは0.65、さらに好ましくは0.7、最も
好ましくは0.8である。またy/xの上限値は、好ま
しくは2.0、より好ましくは1.8、さらに好ましく
は1.5、最も好ましくは1.2である。y/xをこの
範囲に規制することにより、(100)配向膜が得やす
くなる。
【0019】軟磁性薄膜被着時の組成は、例えば、Elec
tron Probe Micro Analysis (EPMA)法により測定すれば
よい。
tron Probe Micro Analysis (EPMA)法により測定すれば
よい。
【0020】上記組成の軟磁性薄膜を成膜するには、蒸
着、スパッタリング、イオンプレーティング、CVD等
の各種気相法を用いればよい。このうち特にスパッタ法
により成膜することが好ましく、例えば以下のように成
膜すればよい。ターゲットには、合金鋳造体や焼結体さ
らには多元ターゲット等を用いる。そして、Ar等の不
活性ガス雰囲気下でスパッタリングを行なう。また、反
応性スパッタを行なう場合には、ターゲットの組成は前
述の式においてNが含有されないものとほぼ同一とすれ
ばよく、Ar中にN2 を0.1〜15体積%、好ましく
は2〜10体積%含有する雰囲気下でスパッタする。前
記範囲外であると、軟磁気特性が得られない傾向にあ
る。
着、スパッタリング、イオンプレーティング、CVD等
の各種気相法を用いればよい。このうち特にスパッタ法
により成膜することが好ましく、例えば以下のように成
膜すればよい。ターゲットには、合金鋳造体や焼結体さ
らには多元ターゲット等を用いる。そして、Ar等の不
活性ガス雰囲気下でスパッタリングを行なう。また、反
応性スパッタを行なう場合には、ターゲットの組成は前
述の式においてNが含有されないものとほぼ同一とすれ
ばよく、Ar中にN2 を0.1〜15体積%、好ましく
は2〜10体積%含有する雰囲気下でスパッタする。前
記範囲外であると、軟磁気特性が得られない傾向にあ
る。
【0021】スパッタの方式に特に制限はなく、また、
使用するスパッタ装置にも制限はなく、通常のものを用
いればよい。なお、動作圧力は通常0.1〜1.0 Pa
程度とすればよい。この場合、スパッタ投入電圧や電流
等の諸条件は、スパッタ方式等に応じ適宜決定するが、
(100)配向性を高める上で、ターゲットの漏洩磁界
100〜500 Oe 程度の条件で行なうマグネトロンス
パッタを用いることが好ましい。マグネトロンスパッタ
は高周波で行なっても直流で行なってもよい。
使用するスパッタ装置にも制限はなく、通常のものを用
いればよい。なお、動作圧力は通常0.1〜1.0 Pa
程度とすればよい。この場合、スパッタ投入電圧や電流
等の諸条件は、スパッタ方式等に応じ適宜決定するが、
(100)配向性を高める上で、ターゲットの漏洩磁界
100〜500 Oe 程度の条件で行なうマグネトロンス
パッタを用いることが好ましい。マグネトロンスパッタ
は高周波で行なっても直流で行なってもよい。
【0022】成膜直後の膜は、それ自体(100)配向
性をもつ。また、膜面(基板表面)と平行に(200)
面が配向しており、X線回折チャートには、ブロードな
Fe(200)ピークが存在する。この場合、例えば、
フェライト等の磁性体、非磁性セラミックス、高分子フ
ィルム等のいかなる基板上に成膜しても、(100)配
向性が強い膜となる。X線回折チャートにおけるFe
(200)ピークの2θ(θは回折角)は、CuKαを
用いた場合、65度程度である。
性をもつ。また、膜面(基板表面)と平行に(200)
面が配向しており、X線回折チャートには、ブロードな
Fe(200)ピークが存在する。この場合、例えば、
フェライト等の磁性体、非磁性セラミックス、高分子フ
ィルム等のいかなる基板上に成膜しても、(100)配
向性が強い膜となる。X線回折チャートにおけるFe
(200)ピークの2θ(θは回折角)は、CuKαを
用いた場合、65度程度である。
【0023】なお、通常、磁気シールド膜形成時の温度
と絶縁材形成時の温度とは異なり、このために積層体中
においてストレスが発生することがある。このようなス
トレスを緩和するため、全てを成膜後に必要に応じて熱
処理を施してもよい。この場合の熱処理条件は、 昇温速度:2〜8℃/分間程度、 保持温度:200〜350℃程度、 温度保持時間:30分間〜2時間程度、 冷却速度:2〜8℃/分間程度 とすることが好ましい。
と絶縁材形成時の温度とは異なり、このために積層体中
においてストレスが発生することがある。このようなス
トレスを緩和するため、全てを成膜後に必要に応じて熱
処理を施してもよい。この場合の熱処理条件は、 昇温速度:2〜8℃/分間程度、 保持温度:200〜350℃程度、 温度保持時間:30分間〜2時間程度、 冷却速度:2〜8℃/分間程度 とすることが好ましい。
【0024】なお、熱処理は真空中あるいはAr等の不
活性ガス雰囲気中で行なうことが好ましい。
活性ガス雰囲気中で行なうことが好ましい。
【0025】上記組成の軟磁性薄膜の平均結晶粒径は、
50〜500A 程度、特に100〜300A 程度、さら
には150〜250A 程度である。平均結晶粒径は、X
線回折でのFe(200)ピーク半値巾W50を測定し
て、下記のシェラーの式から求めればよい。
50〜500A 程度、特に100〜300A 程度、さら
には150〜250A 程度である。平均結晶粒径は、X
線回折でのFe(200)ピーク半値巾W50を測定し
て、下記のシェラーの式から求めればよい。
【0026】式 D=0.9λ/W50 cosθ 上式において、λは用いたX線の波長であり、θは回折
角である。なお、前記のとおりCuKαを用いた場合、
Fe(200)ピークの2θは、65度程度である。
角である。なお、前記のとおりCuKαを用いた場合、
Fe(200)ピークの2θは、65度程度である。
【0027】上記組成の軟磁性薄膜のマイクロビッカー
ス硬度は、700以上であり、熱処理により1100以
上、特に1150以上1500以下に向上する。マイク
ロビッカース硬度は、JISに従い測定すればよい。
ス硬度は、700以上であり、熱処理により1100以
上、特に1150以上1500以下に向上する。マイク
ロビッカース硬度は、JISに従い測定すればよい。
【0028】本発明では、上記組成の他にFe:60〜
80原子%、好ましくは63〜70原子%、Al:5〜
15原子%、好ましくは6〜10原子%、Si:10〜
25原子%、好ましくは8〜15原子%およびN :
0.1〜20原子%、好ましくは5〜20原子%を含有
する軟磁性薄膜も磁気シールド膜として用いることがで
きる。
80原子%、好ましくは63〜70原子%、Al:5〜
15原子%、好ましくは6〜10原子%、Si:10〜
25原子%、好ましくは8〜15原子%およびN :
0.1〜20原子%、好ましくは5〜20原子%を含有
する軟磁性薄膜も磁気シールド膜として用いることがで
きる。
【0029】この組成において、Fe、AlおよびSi
の少なくとも1種が前記範囲を外れると良好な軟磁気特
性が得られなくなり、磁気シールド膜としての効果が低
くなってしまう。Nが前記範囲未満であると結晶粒の微
細化が不十分となって成膜直後において良好な軟磁気特
性が得られない。Nが前記範囲を超えているとFe、A
l、Siの窒化物が必要以上に生成されてしまうため、
良好な軟磁気特性が得られない。
の少なくとも1種が前記範囲を外れると良好な軟磁気特
性が得られなくなり、磁気シールド膜としての効果が低
くなってしまう。Nが前記範囲未満であると結晶粒の微
細化が不十分となって成膜直後において良好な軟磁気特
性が得られない。Nが前記範囲を超えているとFe、A
l、Siの窒化物が必要以上に生成されてしまうため、
良好な軟磁気特性が得られない。
【0030】この組成では、マイクロビッカース硬度と
して一般に700以上、特に800〜1500程度の値
が得られ、平均結晶粒径は、50〜200A 程度であ
る。
して一般に700以上、特に800〜1500程度の値
が得られ、平均結晶粒径は、50〜200A 程度であ
る。
【0031】この組成の軟磁性薄膜は、前述したT−M
−N系組成の軟磁性薄膜と同様にして製造すればよい。
また、必要に応じ前述した熱処理を施してもよい。
−N系組成の軟磁性薄膜と同様にして製造すればよい。
また、必要に応じ前述した熱処理を施してもよい。
【0032】次に、本発明の磁気ヘッドの構成について
説明する。
説明する。
【0033】本発明の磁気ヘッドの構成例である再生ヘ
ッドを、図1に示す。図1は磁気記録媒体側から見た平
面図であり、媒体に対するヘッドの相対的移動方向は図
中下側である。したがって、図中下側がリーディング側
となり、上側がトレーリング側となる。図1の再生ヘッ
ドは、基体2からトレーリング方向に向かって、リーデ
ィング側磁気シールド膜4、一対のリード51が接続さ
れた磁気抵抗効果膜5およびトレーリング側磁気シール
ド膜6を有し、これらの間には絶縁材3が設けられてい
る。
ッドを、図1に示す。図1は磁気記録媒体側から見た平
面図であり、媒体に対するヘッドの相対的移動方向は図
中下側である。したがって、図中下側がリーディング側
となり、上側がトレーリング側となる。図1の再生ヘッ
ドは、基体2からトレーリング方向に向かって、リーデ
ィング側磁気シールド膜4、一対のリード51が接続さ
れた磁気抵抗効果膜5およびトレーリング側磁気シール
ド膜6を有し、これらの間には絶縁材3が設けられてい
る。
【0034】このような構成の再生ヘッドでは、ヘッド
の媒体対向面が媒体と接触ないし衝突したときにリーデ
ィング側磁気シールド膜4の露出面がトレーリング側に
延伸される力を受けるので、上記組成の軟磁性薄膜を、
少なくともリーディング側磁気シールド膜4に用いる。
の媒体対向面が媒体と接触ないし衝突したときにリーデ
ィング側磁気シールド膜4の露出面がトレーリング側に
延伸される力を受けるので、上記組成の軟磁性薄膜を、
少なくともリーディング側磁気シールド膜4に用いる。
【0035】なお、図1に示される再生ヘッドは、磁気
抵抗効果膜5が媒体対向面に露出する通常のシールド型
MRヘッドであるが、本発明では図2に示されるような
構成のヨーク型MRヘッドにも適用することができる。
図2に示される再生ヘッドは、基体2からトレーリング
方向に向かってリーディング側磁気シールド膜4、絶縁
材31、ヨーク71、絶縁材32、磁気抵抗効果膜5、
ヨーク72、絶縁材33およびトレーリング側磁気シー
ルド膜6を有する。この再生ヘッドでは図中右側の側面
が媒体対向面となり、磁束はヨーク71、磁気抵抗効果
膜5、ヨーク72を通ることになる。この構成では磁気
抵抗効果膜5が媒体対向面に露出していないため、磁気
抵抗効果膜5を媒体との接触や衝突から保護することが
できる。ヨーク71や72には、接触や衝突に対する耐
久性の良好な上記組成の軟磁性薄膜を用いることが好ま
しい。
抵抗効果膜5が媒体対向面に露出する通常のシールド型
MRヘッドであるが、本発明では図2に示されるような
構成のヨーク型MRヘッドにも適用することができる。
図2に示される再生ヘッドは、基体2からトレーリング
方向に向かってリーディング側磁気シールド膜4、絶縁
材31、ヨーク71、絶縁材32、磁気抵抗効果膜5、
ヨーク72、絶縁材33およびトレーリング側磁気シー
ルド膜6を有する。この再生ヘッドでは図中右側の側面
が媒体対向面となり、磁束はヨーク71、磁気抵抗効果
膜5、ヨーク72を通ることになる。この構成では磁気
抵抗効果膜5が媒体対向面に露出していないため、磁気
抵抗効果膜5を媒体との接触や衝突から保護することが
できる。ヨーク71や72には、接触や衝突に対する耐
久性の良好な上記組成の軟磁性薄膜を用いることが好ま
しい。
【0036】本発明は、記録ヘッドおよび再生ヘッドを
具備する複合ヘッドにも好適である。
具備する複合ヘッドにも好適である。
【0037】図3に示される記録再生ヘッドは、図1に
示される再生ヘッドのトレーリング側に、絶縁材を介し
て記録ヘッドを有する。この記録ヘッドは、リーディン
グ側コア81とトレーリングコア82とを有する通常の
薄膜ヘッドである。
示される再生ヘッドのトレーリング側に、絶縁材を介し
て記録ヘッドを有する。この記録ヘッドは、リーディン
グ側コア81とトレーリングコア82とを有する通常の
薄膜ヘッドである。
【0038】図4に示される記録再生ヘッドは、図1に
示される再生ヘッドのトレーリング側磁気シールド膜6
を記録ヘッドのリーディング側コアとして用い、さらに
このトレーリング側磁気シールド膜6のトレーリング側
に記録ヘッドのトレーリング側コア82を設けた構成で
ある。
示される再生ヘッドのトレーリング側磁気シールド膜6
を記録ヘッドのリーディング側コアとして用い、さらに
このトレーリング側磁気シールド膜6のトレーリング側
に記録ヘッドのトレーリング側コア82を設けた構成で
ある。
【0039】本発明の磁気ヘッドにおいて、磁気シール
ド膜以外の構成は特に限定されず、通常のMRヘッドや
MR複合ヘッドと同様な構成であってよい。
ド膜以外の構成は特に限定されず、通常のMRヘッドや
MR複合ヘッドと同様な構成であってよい。
【0040】例えば、磁気抵抗効果膜には、パーマロイ
やNi−Co合金の他、磁気抵抗効果を有する各種材料
を用いることができる。磁気抵抗効果膜に接続されるリ
ードには、TaやW等、磁気抵抗効果膜に拡散しない材
料を用いることが好ましい。絶縁材には、Al2 O3 、
SiO2 等の各種セラミックスなど、通常の絶縁材料を
用いることができる。トレーリング側磁気シールド膜や
記録ヘッドの各コアに前述した軟磁性薄膜を用いない場
合には、パーマロイなどの各種軟磁性材料を用いればよ
い。また、セラミックスなどから構成される基体2は、
通常、磁気ヘッドのスライダに固定されるが、基体2自
体をスライダとして用いてもよい。
やNi−Co合金の他、磁気抵抗効果を有する各種材料
を用いることができる。磁気抵抗効果膜に接続されるリ
ードには、TaやW等、磁気抵抗効果膜に拡散しない材
料を用いることが好ましい。絶縁材には、Al2 O3 、
SiO2 等の各種セラミックスなど、通常の絶縁材料を
用いることができる。トレーリング側磁気シールド膜や
記録ヘッドの各コアに前述した軟磁性薄膜を用いない場
合には、パーマロイなどの各種軟磁性材料を用いればよ
い。また、セラミックスなどから構成される基体2は、
通常、磁気ヘッドのスライダに固定されるが、基体2自
体をスライダとして用いてもよい。
【0041】各部の寸法も特に限定されず、組み合わさ
れる磁気記録媒体の構成などに応じて適宜決定すればよ
いが、通常、磁気シールド膜は厚さ1〜5μm 、幅30
〜200μm 、磁気抵抗効果膜は厚さ100〜600A
、幅2〜10μm 、磁気シールド膜と磁気抵抗効果膜
との距離は0.1〜1.0μm 、記録ヘッドのコアは厚
さ1〜5μm 、幅2〜10μm 、トレーリング側磁気シ
ールド膜と記録ヘッドのコアとの距離は0.5〜5μm
である。
れる磁気記録媒体の構成などに応じて適宜決定すればよ
いが、通常、磁気シールド膜は厚さ1〜5μm 、幅30
〜200μm 、磁気抵抗効果膜は厚さ100〜600A
、幅2〜10μm 、磁気シールド膜と磁気抵抗効果膜
との距離は0.1〜1.0μm 、記録ヘッドのコアは厚
さ1〜5μm 、幅2〜10μm 、トレーリング側磁気シ
ールド膜と記録ヘッドのコアとの距離は0.5〜5μm
である。
【0042】本発明の磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効
果膜の線形動作化の方式は特に限定されず、電流バイア
ス法、ハードフィルムバイアス法、ソフトフィルムバイ
アス法、形状バイアス法などの各種方式から適宜選択す
ることができる。
果膜の線形動作化の方式は特に限定されず、電流バイア
ス法、ハードフィルムバイアス法、ソフトフィルムバイ
アス法、形状バイアス法などの各種方式から適宜選択す
ることができる。
【0043】本発明の磁気ヘッドは、通常、薄膜作製と
パターン形成とによって製造される。各膜の形成には、
スパッタ法、真空蒸着法等の気相被着法や、めっき法等
を用いればよい。パターン形成は、選択エッチングや選
択デポジションなどにより行なうことができる。
パターン形成とによって製造される。各膜の形成には、
スパッタ法、真空蒸着法等の気相被着法や、めっき法等
を用いればよい。パターン形成は、選択エッチングや選
択デポジションなどにより行なうことができる。
【0044】本発明の磁気ヘッドは、アーム等の従来公
知のアセンブリーと組み合わせて使用される。
知のアセンブリーと組み合わせて使用される。
【0045】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
をさらに詳細に説明する。
【0046】図3に示される構成を有する磁気ヘッドを
作製した。
作製した。
【0047】まず、基板2(Al2 O3 −TiC)上
に、絶縁材(Al2 O3 :厚さ10μm )、リーディン
グ側磁気シールド膜4(表1の組成:厚さ3μm )、絶
縁材(Al2 O3 :厚さ0.5μm )、磁気抵抗効果膜
5(パーマロイ:厚さ300A、高さ3.5μm )、リ
ード51(Ta:厚さ0.2μm )、絶縁材(Al2 O
3 :厚さ0.5μm )、トレーリング側磁気シールド膜
6(厚さ3μm )および絶縁材(Al2 O3 :厚さ3μ
m )をそれぞれスパッタ法により形成した。なお、パタ
ーン形成にはイオンミリングを用いた。
に、絶縁材(Al2 O3 :厚さ10μm )、リーディン
グ側磁気シールド膜4(表1の組成:厚さ3μm )、絶
縁材(Al2 O3 :厚さ0.5μm )、磁気抵抗効果膜
5(パーマロイ:厚さ300A、高さ3.5μm )、リ
ード51(Ta:厚さ0.2μm )、絶縁材(Al2 O
3 :厚さ0.5μm )、トレーリング側磁気シールド膜
6(厚さ3μm )および絶縁材(Al2 O3 :厚さ3μ
m )をそれぞれスパッタ法により形成した。なお、パタ
ーン形成にはイオンミリングを用いた。
【0048】次いで、リーディング側コア81(パーマ
ロイ:厚さ3μm )を液相めっき法により形成し、絶縁
材(Al2 O3 :厚さ0.3μm )をスパッタ法により
形成してギャップとし、さらにトレーリング側コア82
(パーマロイ:厚さ3μm )を液相めっき法により形成
した後、絶縁材(Al2 O3 :厚さ50μm )を形成し
て保護膜とした。保護膜形成後、基板2をスライダに固
定し、ハードディスク駆動装置に組み込んだ。
ロイ:厚さ3μm )を液相めっき法により形成し、絶縁
材(Al2 O3 :厚さ0.3μm )をスパッタ法により
形成してギャップとし、さらにトレーリング側コア82
(パーマロイ:厚さ3μm )を液相めっき法により形成
した後、絶縁材(Al2 O3 :厚さ50μm )を形成し
て保護膜とした。保護膜形成後、基板2をスライダに固
定し、ハードディスク駆動装置に組み込んだ。
【0049】表1に示される磁気シールド膜のうち、磁
気ヘッドNo. 2のFeAlSi(センダスト)は、形成
後に真空中において450℃で2時間熱処理した。ま
た、磁気ヘッドNo. 3のCoMoZr(非晶質)は、形
成後に真空中において300 Oe の回転磁界を印加しな
がら400℃で2時間熱処理した。
気ヘッドNo. 2のFeAlSi(センダスト)は、形成
後に真空中において450℃で2時間熱処理した。ま
た、磁気ヘッドNo. 3のCoMoZr(非晶質)は、形
成後に真空中において300 Oe の回転磁界を印加しな
がら400℃で2時間熱処理した。
【0050】各磁気ヘッドについて、耐久性を調べるた
めにCSS(コンタクト・スタート・ストップ)試験を
行ない、初期出力とCSS後の出力を測定した。また、
5×104 回のCSS後に、磁気シールド膜の媒体対向
面の塑性流動を走査型電子顕微鏡により観察した。ま
た、シールド効果の良否を調べるために、孤立再生波形
の半値幅を測定した。これらの結果を表1に示す。な
お、CSS後の出力は、初期出力を100%としたとき
の相対値で表わした。また、塑性流動については、シー
ルド膜のトレーリング側への延伸が認められたものを
×、認められなかったものを○で示した。
めにCSS(コンタクト・スタート・ストップ)試験を
行ない、初期出力とCSS後の出力を測定した。また、
5×104 回のCSS後に、磁気シールド膜の媒体対向
面の塑性流動を走査型電子顕微鏡により観察した。ま
た、シールド効果の良否を調べるために、孤立再生波形
の半値幅を測定した。これらの結果を表1に示す。な
お、CSS後の出力は、初期出力を100%としたとき
の相対値で表わした。また、塑性流動については、シー
ルド膜のトレーリング側への延伸が認められたものを
×、認められなかったものを○で示した。
【0051】
【表1】
【0052】表1に示される結果から本発明の効果が明
らかである。すなわち、本発明の磁気ヘッドであるNo.
4〜9では、それぞれパーマロイ、センダスト、CoM
oZr非晶質をリーディング側磁気シールド膜4に用い
たNo. 1〜3と同等かそれ以上の出力が得られており、
また、半値幅も同等かそれ以上に小さく、磁気シールド
効果が良好である。そして、本発明の磁気ヘッドの磁気
シールド膜はCSSに対する耐久性もセンダストや非晶
質と同等かそれ以上である。特に、トレーリング側磁気
シールド膜にも本発明範囲の組成を用いたNo. 6、7お
よび9では、極めて良好な磁気シールド効果が得られて
おり、CSSに対する耐久性も極めて良好である。
らかである。すなわち、本発明の磁気ヘッドであるNo.
4〜9では、それぞれパーマロイ、センダスト、CoM
oZr非晶質をリーディング側磁気シールド膜4に用い
たNo. 1〜3と同等かそれ以上の出力が得られており、
また、半値幅も同等かそれ以上に小さく、磁気シールド
効果が良好である。そして、本発明の磁気ヘッドの磁気
シールド膜はCSSに対する耐久性もセンダストや非晶
質と同等かそれ以上である。特に、トレーリング側磁気
シールド膜にも本発明範囲の組成を用いたNo. 6、7お
よび9では、極めて良好な磁気シールド効果が得られて
おり、CSSに対する耐久性も極めて良好である。
【0053】なお、図1、図2および図4にそれぞれ示
される構成の磁気ヘッドを作製して上記と同様な実験を
行なった結果、表1と同様な結果が得られた。
される構成の磁気ヘッドを作製して上記と同様な実験を
行なった結果、表1と同様な結果が得られた。
【図1】本発明の磁気ヘッドの構成例を媒体側から見た
平面図である。
平面図である。
【図2】本発明の磁気ヘッドの構成例の断面図である。
【図3】本発明の磁気ヘッドの構成例を媒体側から見た
平面図である。
平面図である。
【図4】本発明の磁気ヘッドの構成例を媒体側から見た
平面図である。
平面図である。
2 基体 3、31、32、33 絶縁材 4 リーディング側磁気シールド膜 5 磁気抵抗効果膜 51 リード 6 トレーリング側磁気シールド膜 71、72 ヨーク 81 リーディング側コア 82 トレーリング側コア
Claims (5)
- 【請求項1】 基体からトレーリング方向に向かって、
リーディング側磁気シールド膜、絶縁材、磁気抵抗効果
膜、絶縁材およびトレーリング側磁気シールド膜が形成
された再生ヘッドを有し、リーディング側磁気シールド
膜に下記式で表わされる原子比組成を有する軟磁性薄膜
を用いたことを特徴とする磁気ヘッド。 式 T100-x-y Mx Ny (上式において、TはFe、CoおよびNiからなる群
から選択される少なくとも1種、MはB、Al、Si、
Ti、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、
TaおよびWからなる群から選択される少なくとも1
種、Nは窒素であり、 0.1≦x≦25、 0.1≦y≦25 である。) - 【請求項2】 基体からトレーリング方向に向かって、
リーディング側磁気シールド膜、絶縁材、磁気抵抗効果
膜、絶縁材およびトレーリング側磁気シールド膜が形成
された再生ヘッドを有し、リーディング側磁気シールド
膜に Fe:60〜80原子%、 Al:5〜15原子%、 Si:10〜25原子%および N :0.1〜20原子% を含有する軟磁性薄膜を用いたことを特徴とする磁気ヘ
ッド。 - 【請求項3】 前記トレーリング側磁気シールド膜に前
記軟磁性薄膜を用いた請求項1または2の磁気ヘッド。 - 【請求項4】 前記トレーリング側磁気シールド膜を記
録ヘッドのリーディング側コアとして利用する請求項1
ないし3のいずれかの磁気ヘッド。 - 【請求項5】 前記トレーリング側磁気シールド膜のト
レーリング側に記録ヘッドを有する請求項1ないし3の
いずれかの磁気ヘッド。
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