JPH09198611A - 磁気ヘッド - Google Patents

磁気ヘッド

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JPH09198611A
JPH09198611A JP514096A JP514096A JPH09198611A JP H09198611 A JPH09198611 A JP H09198611A JP 514096 A JP514096 A JP 514096A JP 514096 A JP514096 A JP 514096A JP H09198611 A JPH09198611 A JP H09198611A
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JP
Japan
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magnetic
metal film
film
magnetic head
based soft
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Application number
JP514096A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Fujine
俊之 藤根
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術よりも性能の向上を期待できる磁気
ヘッドを提供すること。 【解決手段】 磁気ヘッドAは、非磁性材料からなる基
板5と、窒化した金属膜7と、当該金属膜7の上に主磁
気コアとなるFe系軟磁性金属膜1aとを有してなり、
前記基板5および前記金属膜7の間に非磁性酸化物膜6
を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気ヘッドに関す
る。詳しくは高密度磁気記録の再生および消去に用いら
れる磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気記録媒体の高密度化にともな
い、メタルテープのような高保磁力媒体の使用が増えて
きた。そこで、非磁性材料基板上に高飽和磁化束密度を
有するセンダスト合金膜等のFe系軟磁性金属膜を蒸着
法やスパッタリング法によって形成した磁気コアを有す
る磁気ヘッドが開発されている。
【0003】図5はそのような磁気ヘッドの一例であっ
て、この第1の従来技術に係る磁気ヘッドは非磁性材料
でできた基板17上に直接Fe系軟磁性金属膜18を形
成し、さらにその上に非磁性材料19を被着した構造と
なっている。
【0004】図6は他の磁気ヘッドを示すものであっ
て、この第2の従来技術に係る磁気ヘッドは、非磁性材
料でできた基板20に傾斜溝を形成し、その上に直接F
e系軟磁性金属膜21を形成後、前記傾斜溝内にガラス
22を充填してなる構造となっている。
【0005】図7はさらに他の磁気ヘッドを示すもので
あって、この第3の従来技術に係る磁気ヘッドは、強磁
性酸化物材料からなる基板23の表面に非磁性高硬度膜
24を形成し、その後Fe系軟磁性金属膜25を形成す
るようにしたものであって、例えば、特公平4−755
66で開示されている。この従来例にあっては、基板2
3内部の酸素の結合が弱いので、その上部に形成される
強磁性金属薄膜の強磁性酸化物材料基板界面部分が基板
23から拡散してきた酸素によって酸化し、その結果、
磁気特性が劣化がちであるが、これを防止できるという
ものである。
【0006】図8は別の磁気ヘッドを示しており、例え
ば特開平6−68423や特開平6−139514に開
示されている。この第4の従来技術に係る磁気ヘッド
は、非磁性酸化物材料からなる基板26と軟磁性薄膜2
5との間の反応を防止するようにしたものであって、そ
のために、基板26と軟磁性薄膜25との間に酸化アル
ミや窒化珪素のような酸化物膜(もしくは炭化物膜)2
7を設けてある。
【0007】図9はさらに別の磁気ヘッドを示してお
り、第19回応用磁気学会学術講演概要集P.182−
a,bに示されている。この第5の従来技術に係る磁気
ヘッドは、Fe系軟磁性金属膜25の結晶の配向性を改
善するために非磁性材料からなる基板26上に窒化した
鉄膜28を形成し、その後Fe系軟磁性金属膜25を形
成したものである。
【0008】図10及び図11に示す磁気ヘッドは、渦
電流損失による高い周波数領域での特性低下を防止しつ
つ所定のトラック幅を得るためのものであって、図10
および図11にそれぞれ示す第6や第7の従来技術に係
るFe系軟磁性金属膜の上にSiO2等の非磁性酸化物
絶縁膜を形成し、さらに、Fe系軟磁性金属膜を形成す
るという積層構造を必要回数繰り返してなる構造となっ
ている。
【0009】ところで、図5及び図6で示した磁気ヘッ
ドにおいては、磁気ヘッド本体部分である非磁性材料で
できた基板17上に直接Fe系軟磁性金属膜18を形成
した構造となっているが、このような構造では、基板1
7上のFe系軟磁性金属膜18において十分な透磁率を
得ることができないため、磁気ヘッドの性能が向上しに
くい。このことは、磁気ヘッドのトラック幅に対して、
基板17に直接接するFe系軟磁性膜18の割合が大き
い程顕著といえる。図10及び図11の磁気ヘッドのよ
うに、積層構造でない場合は一層そのことが顕著であっ
て、磁気ヘッドの記録再生出力が低くなってしまう。
【0010】また、図7および図8でそれぞれ示した特
公平4−75566および特開平6−68423、特開
平6−139514に開示されている各磁気ヘッドにあ
っては、基板材料と軟磁性薄膜の反応を防止するように
してあるが、各基板上のFe系軟磁性金属膜において十
分な透磁率を得ることができないため、磁気ヘッドの性
能は同様に向上しにくい。
【0011】さらに、第19回応用磁気学会学術講演概
要集P.182−a,bにおいて提案された磁気ヘッド
のように、センダスト合金膜等のFe系軟磁性金属膜の
結晶の配向性を改善するために非磁性材料からなる基板
上に窒化した鉄膜を下地膜となるように形成し、その後
Fe系軟磁性金属膜を形成するといった構造にあって
も、Fe系軟磁性金属膜において十分な透磁率を得られ
ず、やはり磁気ヘッドの性能を向上させにくいという問
題がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みて発明されてものであって、その解決しようとする課
題は、従来技術よりも性能の向上を期待できる磁気ヘッ
ドを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は以上
の課題を解決するために次の手段を講じた。すなわち、
請求項1に記載の本発明磁気ヘッドは、非磁性材料から
なる基板と、窒化した金属膜と、当該金属膜の上に主磁
気コアとなるFe系軟磁性金属膜とを有してなり、前記
基板と前記金属膜との間に非磁性酸化物膜を形成した。
【0014】請求項2に記載の本発明磁気ヘッドは、前
記金属膜をセンダスト合金膜または鉄膜またはFe系軟
磁性金属膜とした。
【0015】請求項3に記載の本発明磁気ヘッドは、非
磁性材料からなる基板と、窒化した金属膜と、当該金属
膜の上に主磁気コアとなるFe系軟磁性金属膜とを有し
てなり、前記金属膜とFe系軟磁性金属膜との間に非磁
性酸化物膜を形成した。
【0016】請求項4に記載の本発明磁気ヘッドは、前
記金属膜をセンダスト合金膜または鉄膜またはFe系軟
磁性金属膜とした。
【0017】したがって、本発明磁気ヘッドによれば、
非磁性酸化物膜を基板と金属膜との間にまたは、金属膜
とFe系軟磁性金属膜との間に介しているので、主磁気
コアとしてのFe系軟磁性金属膜の結晶を非常に良好に
(111)面配向するようになる。
【0018】すなわち、Fe系軟磁性金属膜にあって
は、結晶は体心立法構造を基本構造としており、J.App
l.Phys.,vol.67(11),pp.6981-pp.6990,1990でA.Hosono
らが計算して示したことから明らかなように、(11
1)面に配向したときの結晶磁気異方性エネルギーが最
少となる。
【0019】したがって、結晶磁気異方性エネルギーが
小さいほど良好な特性を示す軟磁気特性も非常に良好と
なる。
【0020】つまり、本発明によれば、非磁性材料から
なる基板に形成される主磁気コアであるセンダスト合金
膜等のFe系軟磁性金属膜の結晶を、非常に良好に(1
11)面配向させることができるので、磁気コアである
Fe系軟磁性薄膜の軟磁気特性が非常に良好となって、
それを用いる磁気ヘッドの特性も当然良好なものとでき
る。
【0021】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)以下、本発明を図示した実施の形
態に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係わる
磁気ヘッドの斜視図、図2は磁気ヘッドにおけるテープ
摺動面の形状を示す図であって図1の矢印II方向から見
た図、図3は図2の領域III部分の拡大図である。
【0022】図1及び図2において、1a、1bは主磁
気コアを構成するセンダスト合金膜等からなるFe系軟
磁性金属膜である。また、符号2a、2bがそれぞれ示
すものは、磁気ヘッドコアを構成する一対のコアであ
る。これらコア2a、2bのうち、一方または両方のコ
アには、コイル巻線用の溝3が形成されており、両コア
2a、2bは、ガラス4によって接合されている。
【0023】図2において符号5が示すものは、主磁気
コアであるセンダスト合金膜等のFe系軟磁性金属膜を
形成する際に基板として用いるものであって、セラミッ
ク、結晶化ガラス等の非磁性材料からできている。以
下、この基板のことを「非磁気性基板5」ということに
する。本発明に係わる磁気ヘッドの形成の仕方を図2お
よび図3を用いて説明する。
【0024】非磁性基板5にまずSiO2やAl23
非磁性酸化物薄膜6を形成する。非磁性酸化物薄膜6の
膜厚は、2.5nm〜200nmとする。下限を2.5nmと
したのは薄膜の連続性を保つためであり、上限を200
nmとしたのは、非磁性材料からなる基板5と非磁性酸化
物薄膜6の熱膨張係数の差に由来する応力による膜剥離
を防止するためである。
【0025】続いて、このように非磁性酸化物薄膜6の
形成された非磁性基板5に非磁性酸化物薄膜6の上から
窒化したセンダスト合金膜または窒化した鉄膜または窒
化したFe系軟磁性金属膜(これらの膜を以下「窒化し
た金属膜7」という。)を形成する。当該窒化した金属
膜7の膜厚は、薄膜の連続性を保つために2.5nm以上
の膜厚が必要である。また、窒化した金属膜7の上に
は、主磁気コアとなるFe系軟磁性金属膜1a、1bを
形成する(図3では1aのみ示す。)。窒化した金属膜
7は、Fe系軟磁性金属膜1a、1bに比べて軟磁気特
性が劣っているため、これをあまり厚く形成すると、磁
気ヘッドを形成した際に、トラック幅8に占める特性が
劣化する割合が多くなり、磁気ヘッドの特性が逆に低下
してしまう。このため、窒化した金属膜7の厚みは20
0nm以下とする必要がある。
【0026】このような構成の磁気ヘッドが、本発明に
係る磁気ヘッドAである。
【0027】以上の説明において述べた薄膜の形成方法
としては、スパッタリング法や真空蒸着法等の薄膜形成
技術を用いる。
【0028】
【実施例】次に具体的な実施例を表1を参照しながら従
来例と比較して説明する。非磁性材料からなる基板5に
は、La‐Ni‐Co系のセラミックを用いた。また、
主磁気コアとなるFe系軟磁性金属膜1a(1b)に
は、膜厚3μmの組成Fe85wt%‐Al5.4wt%‐
Si9.6wt%のセンダスト合金薄膜を用いた。そし
て、両者間に位置する非磁性酸化物膜6と、窒化した金
属膜7とを違えて実験した。そのときのセンダスト合金
薄膜9の結晶配向の様子を配向性、度合いおよびセンダ
クト膜の透磁率で表1に示した。なお、センダスト薄膜
の結晶配向の様子は、X線回折装置によって調べた。
【0029】
【表1】
【0030】上表1において、〜は従来のものであ
り、およびは本発明に係るものである。非磁性酸化
物膜6と窒化した金属膜7とを介在していないの場
合、および非磁性酸化物膜6にSiO2100nmを用い
た場合には、センダスト薄膜1aは(110)面に配向
することがわかる。つまり、Fe系軟磁性材料において
非常に良好な特性を得るための条件である、(111)
面配向ではないことがわかる。
【0031】また、非磁性酸化物膜6にFeAlSiN
100nmを用いた場合および非磁性酸化物膜6にFe
N100nmを用いた場合には、(111)面に配向し
てはいるものの、その度合いは低く、十分な軟磁気特性
を得るには不十分であることがわかる。
【0032】これらに対し、本発明の構成である、非磁
性酸化物膜6にSiO2100nmを用いるとともに窒化
した金属膜7にFeAlSiN100nmを用いた場合
および非磁性酸化物膜6にSiO2100nmを用いると
ともに窒化した金属膜7にFeN100nmを用いた場合
は、センダスト薄膜が(111)面に配向し、その度
合いも非常に高いことがわかる。つまり、本発明に係る
構成によれば、従来の方法では得られなかった非常に高
く(111)面に配向したFe系軟磁性膜を得ることが
できる。言い換えれば、従来の方法では得られなかっ
た、非常に良好な軟磁気特性を有するFe系軟磁性薄膜
が本発明によって得ることができる。したがって、従来
技術よりも磁気ヘッドの性能を向上することができると
いる。
【0033】(第2の実施の形態)本発明に係る他の磁
気ヘッドとして図4のようなもの磁気ヘッドA1もあ
る。この磁気ヘッドA1は、セラミックや結晶化ガラス
等の非磁性基板12a、12bにまずSiO2やAl2
3の非磁性酸化物薄膜13を形成し、続いて、窒化した
センダスト合金膜または窒化した鉄膜または窒化した前
記Fe系軟磁性金属膜14を形成する。その後、主磁気
コアとなる前記センダスト合金膜等のFe系軟磁性金属
膜15を形成し、さらに非磁性材料16a、16bを形
成してなるものである。
【0034】(変形例)図1、図2、図4の磁気ヘッド
AまたはA1において、渦電流損失による高い周波数領
域での特性低下を防止しつつ所定のトラック幅を得るた
めに、第一の軟磁性材料としてセンダスト合金膜等のF
e系軟磁性金属膜を形成後、SiO2等の非磁性酸化物
絶縁膜を形成し、さらに、センダスト合金膜等のFe系
軟磁性金属膜を形成するという積層構造を必要回数繰り
返すという構造を有する磁気ヘッドとしてもよい。
【0035】以上のことから明らかなように、非磁性酸
化膜を窒化した金属膜に合わせ面とすることで、窒化し
た金属膜が最適化、すなわち窒化した金属膜の粒子サイ
ズや結晶構造、窒化した金属膜における窒素の結合状態
が最適化するといえる。
【0036】その理由については現在研究中であるが、
このような事実を発見したことは本発明者が初めてであ
り、それを応用してなる本発明は十分発明性を有してい
るものである。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、非常に良好な軟磁気特
性を有する主磁気コア材料を得ることが可能となり、良
好な特性を有する磁気ヘッドを歩留まりよく生産するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明磁気ヘッドの第1の実施の形態を示す全
体斜視図である。
【図2】磁気ヘッドにおけるテープ摺動面の形状を示す
図であって図1の矢印II方向から見た図である。
【図3】図2の領域III部分の拡大図である。
【図4】本発明磁気ヘッドの第2の実施の形態を示す全
体斜視図である。
【図5】第1の従来技術を説明するための図である。
【図6】第2の従来技術を説明するための図である。
【図7】第3の従来技術を説明するための図である。
【図8】第4の従来技術を説明するための図である。
【図9】第5の従来技術を説明するための図である。
【図10】第6の従来技術を説明するための図である。
【図11】第7の従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
A 磁気ヘッド 1a Fe系軟磁性金属膜 1b Fe系軟磁性金属膜 5 基板 6 非磁性酸化物膜 7 金属膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性材料からなる基板と、窒化した金
    属膜と、当該金属膜の上に主磁気コアとなるFe系軟磁
    性金属膜とを有してなる磁気ヘッドにおいて、前記基板
    および前記金属膜の間に非磁性酸化物膜を形成したこと
    を特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記金属膜はセンダスト合金膜または鉄
    膜またはFe系軟磁性金属膜であることを特徴とする請
    求項1記載の磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】 非磁性材料からなる基板と、窒化した金
    属膜と、当該金属膜の上に主磁気コアとなるFe系軟磁
    性金属膜とを有してなる磁気ヘッドにおいて、前記金属
    膜とFe系軟磁性金属膜との間に非磁性酸化物膜を形成
    したことを特徴とする磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記金属膜はセンダスト合金膜または鉄
    膜またはFe系軟磁性金属膜であることを特徴とする請
    求項3記載の磁気ヘッド。
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