JPH0664695B2 - 磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
磁気ヘッドの製造方法Info
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- JPH0664695B2 JPH0664695B2 JP59176856A JP17685684A JPH0664695B2 JP H0664695 B2 JPH0664695 B2 JP H0664695B2 JP 59176856 A JP59176856 A JP 59176856A JP 17685684 A JP17685684 A JP 17685684A JP H0664695 B2 JPH0664695 B2 JP H0664695B2
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- magnetic head
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- 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
- G11B5/1278—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive specially adapted for magnetisations perpendicular to the surface of the record carrier
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- 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
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3163—Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気ヘッドに係り、特に飽和磁束密度の極めて
高い磁性材料を磁極の一部に用いた磁気ヘッドの製造方
法に関する。
高い磁性材料を磁極の一部に用いた磁気ヘッドの製造方
法に関する。
近年、磁気記録技術は高保磁力テープおよび同テープ用
の高性能磁気ヘッド材料の開発により著るしい進展をと
げつつある。特に高保磁力のメタルテープを用いた場合
には、記録波長数μｍから１μｍ以下の高記録密度の領
域において、従来に比して著るしい出力の増加、Ｃ／Ｎ
（出力−ノイズ比）の増加が達成され、VTRなどの高記
録密度が必要とされる分野において大幅な記録密度の向
上が達成されつつある。しかし、従来VTRなどに用いら
れてきたフェライトを用いた磁気ヘッドでは、フェライ
トの飽和磁束密度が約5000ガウス以下であるために、記
録磁界の大きさが十分でなく、高保磁力メタルテープを
使用するためには飽和磁束密度の大きい金属磁性材料を
用いた磁気ヘッドが必要になってきた。このような金属
磁性材料としては、Fe−Al−Si系合金（飽和磁束密度約
10kG）、Fe−Ni系合金（飽和磁束密度約8kG）、Fe−Si
系合金（飽和磁束密度約18kG）、あるいは、Fe、Co、Ni
の少なくとも一種にＢ、Ｃ、Ｎ、Al、Si、Ｐなどを含有
させた金属−非金属系非晶質合金、もしくは、Fe、Co、
Niの少なくとも一種にＹ、Ti、Zr、Hf、Nb、Taなどを含
有させた金属−金属系非晶質合金などがある。これらの
うち最大の飽和磁束密度をもつ材料は、Si含有量約６重
量％のFe−Si合金で、その飽和磁束密度は約18kGであ
る。
の高性能磁気ヘッド材料の開発により著るしい進展をと
げつつある。特に高保磁力のメタルテープを用いた場合
には、記録波長数μｍから１μｍ以下の高記録密度の領
域において、従来に比して著るしい出力の増加、Ｃ／Ｎ
（出力−ノイズ比）の増加が達成され、VTRなどの高記
録密度が必要とされる分野において大幅な記録密度の向
上が達成されつつある。しかし、従来VTRなどに用いら
れてきたフェライトを用いた磁気ヘッドでは、フェライ
トの飽和磁束密度が約5000ガウス以下であるために、記
録磁界の大きさが十分でなく、高保磁力メタルテープを
使用するためには飽和磁束密度の大きい金属磁性材料を
用いた磁気ヘッドが必要になってきた。このような金属
磁性材料としては、Fe−Al−Si系合金（飽和磁束密度約
10kG）、Fe−Ni系合金（飽和磁束密度約8kG）、Fe−Si
系合金（飽和磁束密度約18kG）、あるいは、Fe、Co、Ni
の少なくとも一種にＢ、Ｃ、Ｎ、Al、Si、Ｐなどを含有
させた金属−非金属系非晶質合金、もしくは、Fe、Co、
Niの少なくとも一種にＹ、Ti、Zr、Hf、Nb、Taなどを含
有させた金属−金属系非晶質合金などがある。これらの
うち最大の飽和磁束密度をもつ材料は、Si含有量約６重
量％のFe−Si合金で、その飽和磁束密度は約18kGであ
る。
一方、近年のVTR用磁気ヘッドのギャップ長は高密度磁
気記録を実現するために狭小比が進み、従来0.5μｍで
あったギャップ長が、近年は0.3μｍとなり、さらに将
来には0.1〜0.2μｍのギャップ長とすることが要求され
ている。このように、ギャップ長が狭小化した場合に
は、ヘッドからの漏洩磁場の強さが著るしく減少する。
また、近年、高密度磁気記録を実現するために、磁気記
録媒体の保磁力は増加の一途をたどり、従来の酸化物系
の磁気テープの約300Oeの保磁力は約700Oeまで増加し、
近年の金属磁性粉を用いた磁気テープの出現により約15
00Oeの保磁力を持つものまで製造されるようになった。
このように極めて高い保磁力を持つ磁気テープに対し
て、上述のように、ギャップ長の小さい磁気ヘッドを用
いる場合には、特に長波長領域の記録能力の不足が問題
となるため、出来る限り飽和磁束密度の高い磁気ヘッド
材料が必要となる。将来、磁気記録媒体の保磁力はさら
に増加し、磁気ヘッドのギャップ長さらに狭小化する趨
勢にあるため磁気ヘッド材料の高飽和磁束密度化の要求
はますます強まってくる。
気記録を実現するために狭小比が進み、従来0.5μｍで
あったギャップ長が、近年は0.3μｍとなり、さらに将
来には0.1〜0.2μｍのギャップ長とすることが要求され
ている。このように、ギャップ長が狭小化した場合に
は、ヘッドからの漏洩磁場の強さが著るしく減少する。
また、近年、高密度磁気記録を実現するために、磁気記
録媒体の保磁力は増加の一途をたどり、従来の酸化物系
の磁気テープの約300Oeの保磁力は約700Oeまで増加し、
近年の金属磁性粉を用いた磁気テープの出現により約15
00Oeの保磁力を持つものまで製造されるようになった。
このように極めて高い保磁力を持つ磁気テープに対し
て、上述のように、ギャップ長の小さい磁気ヘッドを用
いる場合には、特に長波長領域の記録能力の不足が問題
となるため、出来る限り飽和磁束密度の高い磁気ヘッド
材料が必要となる。将来、磁気記録媒体の保磁力はさら
に増加し、磁気ヘッドのギャップ長さらに狭小化する趨
勢にあるため磁気ヘッド材料の高飽和磁束密度化の要求
はますます強まってくる。
さらに、近年、研究の進みつつある垂直磁気記録用磁気
ヘッドにおいては、記録密度を向上するために、垂直磁
気記録媒体に記録・再生を行なう主磁極の厚さを極めて
薄くしなければならない。このように、主磁極が極めて
薄い場合には、記録時に磁極先端の磁気飽和を生じやす
く、磁気飽和を生じた場合には垂直磁気記録媒体への記
録が困難になるという問題がある。こうした問題を解決
するためには主磁極に用いる磁性材料の飽和磁束密度を
出来る限り増加させることが必要となってくる。
ヘッドにおいては、記録密度を向上するために、垂直磁
気記録媒体に記録・再生を行なう主磁極の厚さを極めて
薄くしなければならない。このように、主磁極が極めて
薄い場合には、記録時に磁極先端の磁気飽和を生じやす
く、磁気飽和を生じた場合には垂直磁気記録媒体への記
録が困難になるという問題がある。こうした問題を解決
するためには主磁極に用いる磁性材料の飽和磁束密度を
出来る限り増加させることが必要となってくる。
同様の問題は計算機用記憶装置等に用いられる従来の面
内記録用薄膜ヘッドの場合にも存在する。すなわち、薄
膜ヘッドはバルク型ヘッドに比較して作動ギャップ近傍
部の磁極の断面積が小さいため磁気飽和が起りやすい。
したがって、薄膜ヘッドにおいても高い飽和磁束密度を
有する磁気ヘッド材料への要求が強い。
内記録用薄膜ヘッドの場合にも存在する。すなわち、薄
膜ヘッドはバルク型ヘッドに比較して作動ギャップ近傍
部の磁極の断面積が小さいため磁気飽和が起りやすい。
したがって、薄膜ヘッドにおいても高い飽和磁束密度を
有する磁気ヘッド材料への要求が強い。
本発明の目的は、上記従来技術の難点を解消し、磁気ヘ
ッドの磁極を従来よりもさらに高い飽和磁束密度を有す
る磁性材料で構成することにより、従来よりもさらに優
れた記録特性を有する磁気ヘッドの製造方法を提供する
ことにある。
ッドの磁極を従来よりもさらに高い飽和磁束密度を有す
る磁性材料で構成することにより、従来よりもさらに優
れた記録特性を有する磁気ヘッドの製造方法を提供する
ことにある。
本発明は、上記の目的を達成するために、磁気ヘッドの
磁極の少なくとも一方の磁気記録媒体に接する近傍部分
を鉄もしくは鉄基磁性合金膜で構成し、該鉄もしくは鉄
基磁性合金膜の少なくとも一部にイオン打込み法により
窒素、炭素およびホウ素のうちの少なくとも一種の元素
を含有する領域を形成し、該元素含有領域の飽和磁束密
度を従来の高飽和磁束密度磁性材料のそれよりも高くす
ることによって、従来よりも記録特性の優れた磁気ヘッ
ドを得るようにしたものである。
磁極の少なくとも一方の磁気記録媒体に接する近傍部分
を鉄もしくは鉄基磁性合金膜で構成し、該鉄もしくは鉄
基磁性合金膜の少なくとも一部にイオン打込み法により
窒素、炭素およびホウ素のうちの少なくとも一種の元素
を含有する領域を形成し、該元素含有領域の飽和磁束密
度を従来の高飽和磁束密度磁性材料のそれよりも高くす
ることによって、従来よりも記録特性の優れた磁気ヘッ
ドを得るようにしたものである。
窒素を含有する雰囲気中で、蒸着あるいはスパッタリン
グ法により鉄の薄膜を作製すると、適当な条件の下で、
鉄より高い飽和磁束密度をもった膜が得られることが知
られている（固体物理、Vol.7,No.9（1972）p.483〜49
5）。しかし、この方法により高飽和磁束密度の膜を作
製するためには、雰囲気における窒素の分圧および試料
の温度を正確に制御するという面倒な操作が必要であ
り、この条件から外れると、飽和磁束密度が急激に低下
してしまうという問題がある。
グ法により鉄の薄膜を作製すると、適当な条件の下で、
鉄より高い飽和磁束密度をもった膜が得られることが知
られている（固体物理、Vol.7,No.9（1972）p.483〜49
5）。しかし、この方法により高飽和磁束密度の膜を作
製するためには、雰囲気における窒素の分圧および試料
の温度を正確に制御するという面倒な操作が必要であ
り、この条件から外れると、飽和磁束密度が急激に低下
してしまうという問題がある。
本発明は、鉄もしくは鉄基磁性合金膜にイオン打ち込み
法により窒素を注入、含有させることにより上記の問題
点を解消したもので、イオン打込み法を用いれば、前記
膜の単位面積当りの窒素の含有量を容易に制御すること
ができるという利点があり、したがって、高飽和磁束密
度を有する磁性膜を容易に作製することができる。同様
な結果は窒素のほかに炭素またはホウ素によっても得ら
れる。
法により窒素を注入、含有させることにより上記の問題
点を解消したもので、イオン打込み法を用いれば、前記
膜の単位面積当りの窒素の含有量を容易に制御すること
ができるという利点があり、したがって、高飽和磁束密
度を有する磁性膜を容易に作製することができる。同様
な結果は窒素のほかに炭素またはホウ素によっても得ら
れる。
なお、鉄あるいは鉄基合金にイオン打込みにより窒素を
浸入させる例が、Phys.Status Solids,80（１）（198
3）p.211〜222に述べられているが、得られた試料の磁
気特性には何ら言及していない。
浸入させる例が、Phys.Status Solids,80（１）（198
3）p.211〜222に述べられているが、得られた試料の磁
気特性には何ら言及していない。
さらに詳細に述べれば、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘ
ッドにおいては、主磁極を鉄もしくは鉄基磁性合金の薄
膜を用いて形成した後、主磁極の少なくとも磁気記録媒
体摺動面の近傍部分にイオン打込み法により窒素、炭素
およびホウ素のうちの少なくとも一種の元素を注入、含
有させることにより打込み部分の鉄もしくは鉄基合金の
飽和磁束密度を増大させて、記録特性の極めて優れた垂
直磁気記録用磁気ヘッドを得るようにしたものである。
ッドにおいては、主磁極を鉄もしくは鉄基磁性合金の薄
膜を用いて形成した後、主磁極の少なくとも磁気記録媒
体摺動面の近傍部分にイオン打込み法により窒素、炭素
およびホウ素のうちの少なくとも一種の元素を注入、含
有させることにより打込み部分の鉄もしくは鉄基合金の
飽和磁束密度を増大させて、記録特性の極めて優れた垂
直磁気記録用磁気ヘッドを得るようにしたものである。
また、本発明の面内磁気記録用磁気ヘッドにおいては、
磁気ヘッドの少なくとも作動ギャップ形成面近傍部分を
鉄もしくは鉄基磁性合金膜で構成し、磁気ヘッドの作動
ギャップ形成面の鉄もしくは鉄基磁性合金膜にイオン打
込み法により窒素、炭素およびホウ素のうちの一種の元
素を注入、含有させることにより、打込み部分の鉄もし
くは鉄基磁性合金の飽和磁束密度を増大させて、記録特
性の優れた面内記録用磁気ヘッドを得るようにしたもの
である。
磁気ヘッドの少なくとも作動ギャップ形成面近傍部分を
鉄もしくは鉄基磁性合金膜で構成し、磁気ヘッドの作動
ギャップ形成面の鉄もしくは鉄基磁性合金膜にイオン打
込み法により窒素、炭素およびホウ素のうちの一種の元
素を注入、含有させることにより、打込み部分の鉄もし
くは鉄基磁性合金の飽和磁束密度を増大させて、記録特
性の優れた面内記録用磁気ヘッドを得るようにしたもの
である。
本発明の面内磁気記録用磁気ヘッドにおけるもう一つの
利点は以下のようである。すなわち、磁気ヘッドの作動
ギャップ形成面に、蒸着あるいはスパッタ法により高飽
和磁束密度の磁性膜を被着した場合には、磁性基板とそ
の上に形成した高飽和磁束密度の磁性膜の界面が、ギャ
ップ面と平行になるため、コンター効果を生ずるが、本
発明のように、イオン打込み法により作動ギャップ形成
面に高飽和磁束密度の磁性膜を形成した場合には、打込
まれた元素の濃度が深さ方向に徐々に変化するため、飽
和磁束密度も深さ方向に徐々に変化し、したがって、コ
ンター効果を生じにくいという利点がある。
利点は以下のようである。すなわち、磁気ヘッドの作動
ギャップ形成面に、蒸着あるいはスパッタ法により高飽
和磁束密度の磁性膜を被着した場合には、磁性基板とそ
の上に形成した高飽和磁束密度の磁性膜の界面が、ギャ
ップ面と平行になるため、コンター効果を生ずるが、本
発明のように、イオン打込み法により作動ギャップ形成
面に高飽和磁束密度の磁性膜を形成した場合には、打込
まれた元素の濃度が深さ方向に徐々に変化するため、飽
和磁束密度も深さ方向に徐々に変化し、したがって、コ
ンター効果を生じにくいという利点がある。
前述のことは、リング型垂直磁気記録用磁気ヘッドにつ
いても適用することができる。
いても適用することができる。
以上のようにして、本発明は記録特性の極めて優れた磁
気ヘッドを提供するものである。
気ヘッドを提供するものである。
本発明の磁気ヘッドの製造工程におけるイオン打込み後
に、試料を500℃以下、70℃以上の温度に加熱した場合
に、飽和磁束密度の高い磁性膜が安定して得やすい場合
がある。ただし、加熱温度を500℃以上にした場合に
は、高飽和磁束密度を有する相が分解して、飽和磁束密
度が低下してしまうことがあるため好ましくない。
に、試料を500℃以下、70℃以上の温度に加熱した場合
に、飽和磁束密度の高い磁性膜が安定して得やすい場合
がある。ただし、加熱温度を500℃以上にした場合に
は、高飽和磁束密度を有する相が分解して、飽和磁束密
度が低下してしまうことがあるため好ましくない。
一般に、鉄および鉄基磁性合金に窒素、炭素、ホウ素な
どの浸入型元素を含んだ磁性合金は、磁場中熱処理によ
り誘起される磁気異方性を有することが知られている。
これは鉄ないし鉄基磁性合金中の浸入型元素が、磁化の
方向に対してエネルギーを小さくする位置に移動し、磁
化の方向を安定化するためである。このような誘導磁気
異方性が大きくなると透磁率が低下するため、磁気ヘッ
ドとして好ましくない場合がある。また、適当な大きさ
の磁気異方性を一定の方向に付与することは磁気ヘッド
の特性にとって有効である場合がある。
どの浸入型元素を含んだ磁性合金は、磁場中熱処理によ
り誘起される磁気異方性を有することが知られている。
これは鉄ないし鉄基磁性合金中の浸入型元素が、磁化の
方向に対してエネルギーを小さくする位置に移動し、磁
化の方向を安定化するためである。このような誘導磁気
異方性が大きくなると透磁率が低下するため、磁気ヘッ
ドとして好ましくない場合がある。また、適当な大きさ
の磁気異方性を一定の方向に付与することは磁気ヘッド
の特性にとって有効である場合がある。
以上述べたように、誘導磁気異方性の大きさと方向を制
御することは特性の優れた磁気ヘッドを得る上で必要で
ある。上記のような誘導磁気異方性の制御は試料を加熱
しながら磁場を印加することにより行なうことができ
る。また、本発明においては、イオン打込み工程中に試
料の面に一方向磁場あるいは回転磁場を印加することに
より誘導磁気異方性を制御することができる。
御することは特性の優れた磁気ヘッドを得る上で必要で
ある。上記のような誘導磁気異方性の制御は試料を加熱
しながら磁場を印加することにより行なうことができ
る。また、本発明においては、イオン打込み工程中に試
料の面に一方向磁場あるいは回転磁場を印加することに
より誘導磁気異方性を制御することができる。
本発明に用いるイオン打込み法により形成されるイオン
打込み層の厚さはイオンの加速電圧によって変化する
が、イオン打込み層の厚さを約１μｍ以上にすることは
困難である。したがって、約１μｍ以上のイオン打込み
層を得るためには、１μｍ以下の鉄もしくは鉄基磁性合
金の薄膜を形成する工程とこの膜にイオン打込みを行な
ってイオン打込み層を形成する工程を複数回繰返し、イ
オン打込み層を積層することによって得ることができ
る。また、これらの各々のイオン打込み層の間、また
は、複数のイオン打込み層を一つのイオン打込み層ブロ
ックとして、各イオン打込み層ブロックの間に強磁性ま
たは非磁性の中間層を入れることにより保磁力あるいは
透磁率などの磁気特性を改善することもできる。
打込み層の厚さはイオンの加速電圧によって変化する
が、イオン打込み層の厚さを約１μｍ以上にすることは
困難である。したがって、約１μｍ以上のイオン打込み
層を得るためには、１μｍ以下の鉄もしくは鉄基磁性合
金の薄膜を形成する工程とこの膜にイオン打込みを行な
ってイオン打込み層を形成する工程を複数回繰返し、イ
オン打込み層を積層することによって得ることができ
る。また、これらの各々のイオン打込み層の間、また
は、複数のイオン打込み層を一つのイオン打込み層ブロ
ックとして、各イオン打込み層ブロックの間に強磁性ま
たは非磁性の中間層を入れることにより保磁力あるいは
透磁率などの磁気特性を改善することもできる。
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例 １ ガラス基板上に厚さ0.15μｍの鉄薄膜をスパッタリング
法により作製し、その後、前記鉄薄膜に窒素イオンを打
込みし、さらに基板を350℃で30分間熱処理した。この
鉄膜中の窒素の平均含有量とその飽和磁束密度の変化を
第１図に示した。図から明らかなように、窒素イオン打
込み量の増加とともに鉄膜中の平均窒素濃度は徐々に増
加し、これに伴なって飽和磁束密度は窒素イオン打込み
量約５×10１ ６イオン／cm２、すなわち平均窒素濃度約
12at％で最大約15％増加する。平均窒素濃度がこれを越
えると飽和磁束密度は急激に減少し、平均窒素濃度20at
％で、鉄膜と同等になる。以上の結果から、飽和磁束密
度は平均窒素濃度Oat％越え、20at％未満、より好まし
くは、5at％〜18at％の範囲で増加させる効果があるこ
とがわかる。
法により作製し、その後、前記鉄薄膜に窒素イオンを打
込みし、さらに基板を350℃で30分間熱処理した。この
鉄膜中の窒素の平均含有量とその飽和磁束密度の変化を
第１図に示した。図から明らかなように、窒素イオン打
込み量の増加とともに鉄膜中の平均窒素濃度は徐々に増
加し、これに伴なって飽和磁束密度は窒素イオン打込み
量約５×10１ ６イオン／cm２、すなわち平均窒素濃度約
12at％で最大約15％増加する。平均窒素濃度がこれを越
えると飽和磁束密度は急激に減少し、平均窒素濃度20at
％で、鉄膜と同等になる。以上の結果から、飽和磁束密
度は平均窒素濃度Oat％越え、20at％未満、より好まし
くは、5at％〜18at％の範囲で増加させる効果があるこ
とがわかる。
つぎに、上記の高飽和磁束密度を有する磁性膜を主磁極
として用いた垂直磁気記録用ヘッドの製造方法の概略を
第２図に示した（特願昭57−179854号明細書参照）。第
２図（イ）に示すように、フォトセラム（米国コーニン
グガラス社製結晶化ガラスの商品名）からなる非磁性基
板１上に主磁極膜として、スパッタリング法により膜厚
0.15μｍの鉄薄膜２を被着し、磁極先端部の幅が所定の
トラック幅となるように狭めたヘッドの形状にパターン
形成を行なった。その後、鉄薄膜２上に窒素イオンを５
×10１ ６個／cm２の密度でイオン打込みを行ない、つい
で350℃で30分間加熱してイオン打込みによる歪を除去
すると同時に高飽和磁束密度を示す相の安定化を行な
い、高飽和磁束密度の主磁極膜２を作製した。さらに、
第２図（ロ）に示すように、主磁極膜２の磁気抵抗を低
減するための膜３を主磁極膜２上にパーマロイ膜を用い
て形成した後、パターニングを行ない、主磁極膜２の先
端近傍上のパーマロイ膜３を２〜５μｍ程度の長さに除
去する。ついで、全体上にSiO２からなる絶縁層４をス
パッタ法により厚さ約３μｍに形成し、さらにその上に
Al膜をマスク蒸着法により蒸着し、幅６μｍ、高さ4.0
μｍで、所定の巻数をもったスパイラル型Al巻線５を形
成し、ついで、巻線間のすきまを埋めると同時に上面を
被覆するように樹脂層６を塗布、硬化し、さらにその上
にCo−Ｗ−Zr系非晶質磁性合金膜からなる補助磁極７を
形成した。このようにして製造した垂直磁気ヘッドの平
面図を第３図に示した。この図において、１は非磁性基
板、７は補助磁極、５は巻線、８は巻線５のリード線部
分、９は記録媒体摺動面である。
として用いた垂直磁気記録用ヘッドの製造方法の概略を
第２図に示した（特願昭57−179854号明細書参照）。第
２図（イ）に示すように、フォトセラム（米国コーニン
グガラス社製結晶化ガラスの商品名）からなる非磁性基
板１上に主磁極膜として、スパッタリング法により膜厚
0.15μｍの鉄薄膜２を被着し、磁極先端部の幅が所定の
トラック幅となるように狭めたヘッドの形状にパターン
形成を行なった。その後、鉄薄膜２上に窒素イオンを５
×10１ ６個／cm２の密度でイオン打込みを行ない、つい
で350℃で30分間加熱してイオン打込みによる歪を除去
すると同時に高飽和磁束密度を示す相の安定化を行な
い、高飽和磁束密度の主磁極膜２を作製した。さらに、
第２図（ロ）に示すように、主磁極膜２の磁気抵抗を低
減するための膜３を主磁極膜２上にパーマロイ膜を用い
て形成した後、パターニングを行ない、主磁極膜２の先
端近傍上のパーマロイ膜３を２〜５μｍ程度の長さに除
去する。ついで、全体上にSiO２からなる絶縁層４をス
パッタ法により厚さ約３μｍに形成し、さらにその上に
Al膜をマスク蒸着法により蒸着し、幅６μｍ、高さ4.0
μｍで、所定の巻数をもったスパイラル型Al巻線５を形
成し、ついで、巻線間のすきまを埋めると同時に上面を
被覆するように樹脂層６を塗布、硬化し、さらにその上
にCo−Ｗ−Zr系非晶質磁性合金膜からなる補助磁極７を
形成した。このようにして製造した垂直磁気ヘッドの平
面図を第３図に示した。この図において、１は非磁性基
板、７は補助磁極、５は巻線、８は巻線５のリード線部
分、９は記録媒体摺動面である。
本実施例で作製した磁気ヘッドを用いて、Hc1000OeのCe
−Cr垂直磁気記録媒体に記録した場合に、主磁極にイオ
ン打込みしない磁気ヘッドに比較して、記録密度Ｄ５ ０
（記録再生出力が低記録密度における出力の半分になる
記録密度）が約30％増加した。以上のように、本発明の
磁気ヘッドにおいては、主磁極にイオン打込みして高い
飽和磁束密度を付与することにより、記録密度を向上で
きることが確認できた。窒素イオンの代りに、炭素ある
いはホウ素イオンを鉄もしくは鉄基磁性合金からなる主
磁極に打込んだ場合にも、窒素イオンの場合と同様に記
録密度を向上させる効果があることが認められた。
−Cr垂直磁気記録媒体に記録した場合に、主磁極にイオ
ン打込みしない磁気ヘッドに比較して、記録密度Ｄ５ ０
（記録再生出力が低記録密度における出力の半分になる
記録密度）が約30％増加した。以上のように、本発明の
磁気ヘッドにおいては、主磁極にイオン打込みして高い
飽和磁束密度を付与することにより、記録密度を向上で
きることが確認できた。窒素イオンの代りに、炭素ある
いはホウ素イオンを鉄もしくは鉄基磁性合金からなる主
磁極に打込んだ場合にも、窒素イオンの場合と同様に記
録密度を向上させる効果があることが認められた。
実施例 ２ 実施例１で述べたような磁性薄膜を用いた磁気ヘッド
は、磁性薄膜の磁気異方性を制御することが重要であ
る。一般に、磁性薄膜では磁化容易方向と直角方向の透
磁率が磁化容易方向より大きいという傾向があり、した
がって、磁気ヘッドの中で磁速を流す方向と直角方向が
磁性薄膜の磁化容易方向と一致するように構成するのが
良い。本発明の磁気ヘッドでは、イオン打込みを磁場を
加えながら行なうことにより、主磁極の磁気異方性を制
御することができる。本実施例では、主磁極膜のトラッ
ク幅方向、すなわち、第３図のＡ方向に50Oeの磁場を加
えながらイオン打込みを行なった。磁場印加以外のイオ
ン打込みにおける条件は実施例１と同じとした。その
後、実施例１と同様の方法で垂直磁気記録用磁気ヘッド
を製造し、実施例１と同様のCo−Cr垂直磁気記録媒体に
記録した。この時の記録・再生出力は、イオン打込み工
程時に主磁極膜に磁場を印加しない磁気ヘッドに比較し
て、約2dB大きかった。以上のように、イオン打込み工
程において磁場を印加し、主磁極膜の磁気異方性を制御
すれば効果があることが確認できた。
は、磁性薄膜の磁気異方性を制御することが重要であ
る。一般に、磁性薄膜では磁化容易方向と直角方向の透
磁率が磁化容易方向より大きいという傾向があり、した
がって、磁気ヘッドの中で磁速を流す方向と直角方向が
磁性薄膜の磁化容易方向と一致するように構成するのが
良い。本発明の磁気ヘッドでは、イオン打込みを磁場を
加えながら行なうことにより、主磁極の磁気異方性を制
御することができる。本実施例では、主磁極膜のトラッ
ク幅方向、すなわち、第３図のＡ方向に50Oeの磁場を加
えながらイオン打込みを行なった。磁場印加以外のイオ
ン打込みにおける条件は実施例１と同じとした。その
後、実施例１と同様の方法で垂直磁気記録用磁気ヘッド
を製造し、実施例１と同様のCo−Cr垂直磁気記録媒体に
記録した。この時の記録・再生出力は、イオン打込み工
程時に主磁極膜に磁場を印加しない磁気ヘッドに比較し
て、約2dB大きかった。以上のように、イオン打込み工
程において磁場を印加し、主磁極膜の磁気異方性を制御
すれば効果があることが確認できた。
実施例 ３ 面内磁気記録用磁気ヘッドとして、Mn−Znフェライトと
鉄基磁性合金のスパッタ膜とからなる本発明による磁気
ヘッドの製造方法の概略を第４図に示した。本実施例の
磁気ヘッドは特開昭58−15513号公報に記載されている
構造を有する。
鉄基磁性合金のスパッタ膜とからなる本発明による磁気
ヘッドの製造方法の概略を第４図に示した。本実施例の
磁気ヘッドは特開昭58−15513号公報に記載されている
構造を有する。
第４図（イ）に示すように、Mn−Znフェライトからなる
基板11を２枚用意し、それらのギャップ対向面とするべ
き一つの面12に所定間隔で平坦部13を残して、該平坦部
13の間に隣接する一対のＶ字状溝14を研削等により形成
する。この場合隣接する一対のＶ字状溝14に挟まれた基
板11の逆Ｖ字状突起15の頂部は平坦部23より所定長さだ
け低くなるようにする。
基板11を２枚用意し、それらのギャップ対向面とするべ
き一つの面12に所定間隔で平坦部13を残して、該平坦部
13の間に隣接する一対のＶ字状溝14を研削等により形成
する。この場合隣接する一対のＶ字状溝14に挟まれた基
板11の逆Ｖ字状突起15の頂部は平坦部23より所定長さだ
け低くなるようにする。
第４図（ロ）に示すように、溝加工を終った基板11の面
12側に鉄膜16を厚さ約10μｍにスパッタリング法により
形成する。
12側に鉄膜16を厚さ約10μｍにスパッタリング法により
形成する。
第４図（ハ）に示すように、鉄膜16を被着した基板11の
鉄膜16上のＶ字状溝14が少なくとも埋まるように低融点
ガラス層17を溶融、形成した。
鉄膜16上のＶ字状溝14が少なくとも埋まるように低融点
ガラス層17を溶融、形成した。
第４図（ニ）に示すように、ガラス層15を形成した基板
11のガラス層側を平坦部13までの研削、研摩する。この
時、基板11の逆Ｖ字状突起15の先端部上の鉄膜16は一部
が研摩、除去されて平坦となり、所定のトラック幅を有
する作動ギャップ形成面18が得られる。
11のガラス層側を平坦部13までの研削、研摩する。この
時、基板11の逆Ｖ字状突起15の先端部上の鉄膜16は一部
が研摩、除去されて平坦となり、所定のトラック幅を有
する作動ギャップ形成面18が得られる。
第４図（ホ）に示すように、図（ニ）の工程を終った基
板11の一方の鉄膜16のある側の面にＶ字状溝14に直角に
巻線窓用溝19を研削等により形成し、磁気ヘッドコア半
体ブロック20を作製する。図（ニ）で得られた基板11を
磁気ヘッドコア半体ブロック20′とする。ついで、磁気
ヘッドコア半体ブロック20の作動ギャップ形成面18の作
動ギャップ近傍側の鉄膜部分21と磁気ヘッドコア半体ブ
ロック20′のこれと対応する鉄膜部分に窒素イオンを５
×10１ ６個／cm２の密度でイオン打込み、その後、磁気
ヘッドコア半体ブロック20、20′の作動ギャップ形成面
にギャップ形成層となるSiO２膜を厚さ0.15μｍスパッ
タリングにより被着する。
板11の一方の鉄膜16のある側の面にＶ字状溝14に直角に
巻線窓用溝19を研削等により形成し、磁気ヘッドコア半
体ブロック20を作製する。図（ニ）で得られた基板11を
磁気ヘッドコア半体ブロック20′とする。ついで、磁気
ヘッドコア半体ブロック20の作動ギャップ形成面18の作
動ギャップ近傍側の鉄膜部分21と磁気ヘッドコア半体ブ
ロック20′のこれと対応する鉄膜部分に窒素イオンを５
×10１ ６個／cm２の密度でイオン打込み、その後、磁気
ヘッドコア半体ブロック20、20′の作動ギャップ形成面
にギャップ形成層となるSiO２膜を厚さ0.15μｍスパッ
タリングにより被着する。
第４図（ヘ）に示すように、図（ホ）の工程を終った磁
気ヘッドコア半体ブロック20、20′をその鉄膜のイオン
打込み部分を対向させ、ギャップ形成層を介して突き合
せた上、380℃で30分間加熱してガラス層17同志を溶
融、固着して、磁気ヘッドコア半体ブロック20、20′同
志を結合、一体化した。また、この加熱により鉄膜中に
打込まれた窒素と鉄との結合を強化し、高飽和磁束密度
を有する磁性膜の安定化を行なった。ついで、一体化さ
れた磁気ヘッドコア半体ブロック20、20′を一点鎖線部
で切断すれば、第４図（ト）に示すような磁気ヘッド22
が得られる。23は作動ギャップである。
気ヘッドコア半体ブロック20、20′をその鉄膜のイオン
打込み部分を対向させ、ギャップ形成層を介して突き合
せた上、380℃で30分間加熱してガラス層17同志を溶
融、固着して、磁気ヘッドコア半体ブロック20、20′同
志を結合、一体化した。また、この加熱により鉄膜中に
打込まれた窒素と鉄との結合を強化し、高飽和磁束密度
を有する磁性膜の安定化を行なった。ついで、一体化さ
れた磁気ヘッドコア半体ブロック20、20′を一点鎖線部
で切断すれば、第４図（ト）に示すような磁気ヘッド22
が得られる。23は作動ギャップである。
つぎに、比較のために第４図（ホ）に示した巻線窓用溝
17を形成した磁気ヘッドコア半体ブロック20および巻線
窓用溝を形成しない磁気ヘッドコア半体ブロック20′に
おいて、イオン打込みを行わず、その他の形状は第４図
（チ）に示したものと同じ磁気ヘッドを作製した。これ
らの磁気ヘッドを用いて、保磁力Hc＝1500Oeのメタルテ
ープに波長5.8μｍの信号を記録し、従来のフェライト
磁気ヘッドを用いて信号を再生した場合、前記のイオン
打込みを行なった磁気ヘッドは、イオン打込みを行なわ
なかった磁気ヘッドに比較して、約1.5dBの出力増加が
認められた。このような記録特性の向上の効果は窒素イ
オンの代りに炭素あるいはホウ素イオンを打込むことに
よって得られた。
17を形成した磁気ヘッドコア半体ブロック20および巻線
窓用溝を形成しない磁気ヘッドコア半体ブロック20′に
おいて、イオン打込みを行わず、その他の形状は第４図
（チ）に示したものと同じ磁気ヘッドを作製した。これ
らの磁気ヘッドを用いて、保磁力Hc＝1500Oeのメタルテ
ープに波長5.8μｍの信号を記録し、従来のフェライト
磁気ヘッドを用いて信号を再生した場合、前記のイオン
打込みを行なった磁気ヘッドは、イオン打込みを行なわ
なかった磁気ヘッドに比較して、約1.5dBの出力増加が
認められた。このような記録特性の向上の効果は窒素イ
オンの代りに炭素あるいはホウ素イオンを打込むことに
よって得られた。
以上述べたように、垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいて
は主磁極膜の磁気記録媒体摺動面近傍に、面内磁気記録
用ヘッドにおいては作動ギャップ形成面側に用いる鉄あ
るいは鉄基合金の少なくとも作動ギャップ近傍部分に窒
素、炭素およびホウ素のうちの少なくとも一種の元素を
イオン打込みにより導入することにより、鉄あるいは鉄
基合金の飽和磁束密度を向上させ、記録特性の極めて優
れた磁気ヘッドを得ることができた。
は主磁極膜の磁気記録媒体摺動面近傍に、面内磁気記録
用ヘッドにおいては作動ギャップ形成面側に用いる鉄あ
るいは鉄基合金の少なくとも作動ギャップ近傍部分に窒
素、炭素およびホウ素のうちの少なくとも一種の元素を
イオン打込みにより導入することにより、鉄あるいは鉄
基合金の飽和磁束密度を向上させ、記録特性の極めて優
れた磁気ヘッドを得ることができた。
第１図は鉄膜中への窒素イオン打込み量に対する鉄膜中
の平均窒素濃度および飽和磁束密度の変化を示す線図、
第２図は本発明の一実施例である垂直磁気記録用磁気ヘ
ッドの製造方法を説明するための概略図、第３図は第２
図によって得た垂直磁気記録用磁気ヘッドの平面図、第
４図は本発明の他の一実施例である面内磁気記録用磁気
ヘッドの製造方法の概略説明図である。 図において、 １……非磁性基板、２……主磁極膜 ３……パーマロイ膜、４……絶縁層 ５……巻線、６……樹脂層 ７……補助磁極、８、８′……リード線 ９……磁気記録媒体摺動面 11……Mn−Znフェライト基板 12……基板11のギャップ対向とするべき一つの面 13……平坦部、14……Ｖ字状溝 15……基板11の逆Ｖ字状突起部 16……鉄膜、17……ガラス層 18……鉄膜16のギャップ構成面 19……巻線窓用溝 20、20′……磁気ヘッドコア半体ブロック 21……鉄膜16の窒素イオン打込み部分 22……磁気ヘッド
の平均窒素濃度および飽和磁束密度の変化を示す線図、
第２図は本発明の一実施例である垂直磁気記録用磁気ヘ
ッドの製造方法を説明するための概略図、第３図は第２
図によって得た垂直磁気記録用磁気ヘッドの平面図、第
４図は本発明の他の一実施例である面内磁気記録用磁気
ヘッドの製造方法の概略説明図である。 図において、 １……非磁性基板、２……主磁極膜 ３……パーマロイ膜、４……絶縁層 ５……巻線、６……樹脂層 ７……補助磁極、８、８′……リード線 ９……磁気記録媒体摺動面 11……Mn−Znフェライト基板 12……基板11のギャップ対向とするべき一つの面 13……平坦部、14……Ｖ字状溝 15……基板11の逆Ｖ字状突起部 16……鉄膜、17……ガラス層 18……鉄膜16のギャップ構成面 19……巻線窓用溝 20、20′……磁気ヘッドコア半体ブロック 21……鉄膜16の窒素イオン打込み部分 22……磁気ヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 良 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 杉田 愃 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−105422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−189816（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−159820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−4805（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−40756（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (7)
- 【請求項１】磁極の少なくとも一方の磁気記録媒体と接
する近傍部分に、鉄もしくは鉄を主成分とする磁性金属
膜を形成する工程と、上記磁性金属膜の少なくとも一部
に、イオン打ち込み法により窒素、炭素および硼素のう
ちから選択される少なくとも一種の元素を平均含有濃度
20原子％未満含有させた後、加熱処理を施して、上記磁
性金属膜単独よりも高い飽和磁束密度を有する磁性金属
膜よりなる磁極を形成する工程を、少なくとも含むこと
を特徴とする磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項２】上記磁性金属膜は、鉄を主成分とする磁性
合金であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項３】上記磁性金属膜は、純鉄であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の磁気ヘッドの製造方
法。 - 【請求項４】上記イオン打ち込み法により窒素、炭素お
よび硼素のうちの少なくとも一種の元素を平均含有濃度
５原子％ないし18原子％含有させることを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第３項のうちのいずれか１項
に記載の磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項５】上記イオン打ち込みの後に500度以下の温
度で加熱処理を施すことを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第４項のうちのいずれか１項に記載の磁気ヘ
ッドの製造方法。 - 【請求項６】上記イオン打ち込みの間に、磁性金属膜の
膜面内で該膜面と相対的に回転する磁場を印加する工程
を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
５項のうちのいずれか１項に記載の磁気ヘッドの製造方
法。 - 【請求項７】上記イオン打ち込みの後に加熱処理を施し
ながら、磁性金属膜の膜面内で該膜面と相対的に回転す
る磁場を印加する工程を含むことを特徴とする特許請求
の範囲第１項ないし第６項のうちのいずれか１項に記載
の磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59176856A JPH0664695B2 (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 磁気ヘッドの製造方法 |
| KR1019850006028A KR940004986B1 (ko) | 1984-08-27 | 1985-08-21 | 자성막의 제조방법 및 그것을 사용한 자기헤드 |
| EP85306013A EP0174144B1 (en) | 1984-08-27 | 1985-08-23 | Process for preparing magnetic layer and magnetic head prepared using the same |
| DE8585306013T DE3584747D1 (de) | 1984-08-27 | 1985-08-23 | Verfahren zur herstellung einer magnetischen schicht und ihre anwendung bei der herstellung eines magnetkopfes. |
| US06/768,965 US4772976A (en) | 1984-08-27 | 1985-08-23 | Process for preparing magnetic layer and magnetic head prepared using the same |
| US07/225,368 US4894098A (en) | 1984-08-27 | 1988-07-28 | Process for preparing magnetic layer and magnetic head prepared using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59176856A JPH0664695B2 (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 磁気ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6157016A JPS6157016A (ja) | 1986-03-22 |
| JPH0664695B2 true JPH0664695B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=16021019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59176856A Expired - Fee Related JPH0664695B2 (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 磁気ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664695B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2605681B2 (ja) * | 1985-10-14 | 1997-04-30 | ソニー株式会社 | 薄膜磁気ヘツド |
| US7120988B2 (en) | 2003-09-26 | 2006-10-17 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for forming a write head having air bearing surface (ABS) |
| US7139153B2 (en) | 2004-02-23 | 2006-11-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic pole tip for perpendicular magnetic recording |
| US7588884B2 (en) | 2004-05-28 | 2009-09-15 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for enhancing wafer alignment marks |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS524805A (en) * | 1975-07-01 | 1977-01-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | Production method of magnetic recording media |
| JPS56159820A (en) * | 1980-05-13 | 1981-12-09 | Hitachi Metals Ltd | Magnetic head for video tape recorder |
| JPS58105422A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-23 | Sony Corp | 磁気ヘツド |
| JPS58189816A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-05 | Tohoku Metal Ind Ltd | 磁気ヘツド |
-
1984
- 1984-08-27 JP JP59176856A patent/JPH0664695B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6157016A (ja) | 1986-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |