JPH09330503A

JPH09330503A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH09330503A
Application number: JP14595996A
Authority: JP
Inventors: Norikatsu Fujisawa; 憲克藤澤; Atsushi Suzuki; 篤鈴木; Fusashige Tokutake; 房重徳竹; Junichi Honda; 順一本多; Yoshihiko Inoue; 喜彦井上
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ＭＩＧヘッドの金属磁性薄膜としてＦｅを主
成分とする微結晶金属磁性薄膜を使用した場合において
その軟磁気特性を改善し、再生出力が大幅に向上された
磁気ヘッドを提供する。【解決手段】金属磁性薄膜５，６がＦｅ_xＭ_yＮ_zの
組成からなる軟磁性薄膜層１５とＡｇ層１６とが交互に
積層されてなる多層膜から構成され、上記軟磁性薄膜層
Ｆｅ_xＭ_yＮ_zにおいて、ＭはＴａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎ
ｂ，Ｔｉのうちの少なくとも一種であり、Ｎは窒素であ
り、ｘ，ｙ，ｚは原子パーセントを示し、それぞれ７１
≦ｘ≦８５，６≦ｙ≦１５，９≦ｚ≦１６である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるメタルテ
ープ等の高抗磁力磁気記録媒体に対して記録・再生を行
うのに好適とされる磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録の分野においては、記録
信号の高密度化が進行しており、これに対応して高い抗
磁力、高い残留磁束密度を有する高性能磁気記録媒体、
例えば強磁性金属材料を非磁性支持体上に直接被着せし
めてなるメタルテープ等が使用されるようになってい
る。

【０００３】これに伴い、磁気ヘッドについては、コア
材料が高飽和磁束密度を有することが必要になり、更に
高効率を得るために高透磁率を有することが要求されて
いる。

【０００４】かかる要求を満たすために、従来から補助
コア材に酸化物軟磁性材であるフェライトを使用し、該
フェライトのギャップとなる面上に高飽和磁束密度を有
する軟磁性金属薄膜を主コア材として形成し、ギャップ
部が該軟磁性金属薄膜より形成され、高いギャップ中磁
界の得られる、いわゆるメタル・イン・ギャップ（Ｍｅ
ｔａｌｉｎＧａｐ）型の磁気ヘッド（以下、ＭＩＧ
ヘッドと称する。）が提案されており、メタルテープ等
の記録・再生に好適なものとなっている。

【０００５】ところで、この種の磁気記録媒体において
は、近年の高密度化の著しい進展に伴い、上記メタルテ
ープ等のように高抗磁力の磁気記録媒体に対してより良
好に記録・再生を行うべく、記録磁界を十分とるために
より高い飽和磁束密度を持ち、かつ優れた軟磁気特性を
有する金属磁性材料が求められている。

【０００６】これに対して、Ｆｅを主成分とする微結晶
金属磁性薄膜が高い飽和磁束密度を持ち、面内方向にお
いて優れた軟磁気特性を示すことから、従来の磁気ヘッ
ド用金属磁性材料に代わり実用化され始めている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｍ
ＩＧヘッドにおいて、従来の金属磁性材料の代わりに上
記Ｆｅを主成分とする微結晶金属磁性薄膜を使用してフ
ェライト上に該微結晶金属磁性薄膜を成膜しても、この
種の磁気ヘッドでは面内方向の軟磁気特性だけでなく膜
厚方向の軟磁気特性も重要となるため、上記微結晶金属
磁性薄膜の面内方向の優れた軟磁気特性から期待される
ほどヘッド効率は改善されておらず、再生出力もさほど
向上していない。

【０００８】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
て提案されたものであって、ＭＩＧヘッドの金属磁性薄
膜としてＦｅを主成分とする微結晶金属磁性薄膜を使用
した場合においてその軟磁気特性を改善し、再生出力が
大幅に向上された磁気ヘッドを提供する事を目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成するために鋭意検討した結果、金属磁性薄膜
を、Ｆｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層（ここで、ＭはＴａ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔｉのうちの少なくとも一種であ
る。）とＡｇ層又はＡｌ層とからなる積層構造を有する
多層膜とすることにより、上記Ｆｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層
が上記Ａｇ層又はＡｌ層の下地効果により下地層として
Ｐｔを用いた場合より強いα−Ｆｅ（１１０）面配向を
示すとともに、その結晶格子を広げる効果が強くなり、
窒素原子の取り込み、結合が進み、軟磁性化がさらに促
進され、また格子の歪みにより誘起される膜厚方向での
磁気異方性がヘッド時の磁束の磁気的伝達を改善しヘッ
ド効率が向上することで、良好な記録・再生を行うこと
ができることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１０】即ち、本発明の磁気ヘッドは、一対の磁気
コア半体同士が磁気ギャップ形成面を突き合わせて接合
一体化され、これら磁気コア半体のうち少なくとも一方
の磁気コア半体の磁気ギャップ形成面に金属磁性薄膜が
成膜されてなる磁気ヘッドにおいて、上記金属磁性薄膜
がＦｅ_xＭ_yＮ_zの組成からなる軟磁性薄膜層とＡｇ層
とが交互に積層されてなる多層膜から構成され、上記軟
磁性薄膜層Ｆｅ_xＭ_yＮ_zにおいて、ＭはＴａ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔｉのうちの少なくとも一種であり、Ｎは
窒素であり、ｘ，ｙ，ｚは原子パーセントを示し、それ
ぞれ７１≦ｘ≦８５，６≦ｙ≦１５，９≦ｚ≦１６であ
ることを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の磁気ヘッドは、一対の磁気
コア半体同士が磁気ギャップ形成面を突き合わせて接合
一体化され、これら磁気コア半体のうち少なくとも一方
の磁気コア半体の磁気ギャップ形成面に金属磁性薄膜が
成膜されてなる磁気ヘッドにおいて、上記金属磁性薄膜
がＦｅ_xＭ_yＮ_zの組成からなる軟磁性薄膜層とＡｌ層
とが交互に積層されてなる多層膜から構成され、上記軟
磁性薄膜層Ｆｅ_xＭ_yN_zにおいて、ＭはＴａ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｎｂ，Ｔｉのうちの少なくとも一種であり、Ｎは窒
素であり、ｘ，ｙ，ｚは原子パーセントを示し、それぞ
れ７１≦ｘ≦８５，６≦ｙ≦１５，９≦ｚ≦１６である
ことを特徴とするものである。

【００１２】本発明の磁気ヘッドにおいて、上記金属磁
性薄膜を構成するＡｇ層又はＡｌ層の下地効果を十分な
ものとするために、該Ａｇ層又はＡｌ層の１層当たりの
平均膜厚は０．５〜１０ｎｍとすることが好ましい。

【００１３】上記Ａｇ層又はＡｌ層の１層当たりの平均
膜厚が０．５ｎｍ未満であると、十分な下地効果が得ら
れず、逆に１０ｎｍを越えると、膜厚が厚くなり、厚膜
化による形状効果によって該Ａｇ層又はＡｌ層が疑似ギ
ャップとして作動し再生出力特性でのうねりの発生を招
く虞れがある。

【００１４】このＡｇ層又はＡｌ層及び上記軟磁性薄膜
層は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーテ
ィング法等に代表される真空薄膜形成技術により形成さ
れる。

【００１５】この時、例えばスパッタリング法により成
膜される上記Ａｇ層又はＡｌ層の厚みが０．５ｎｍのと
きは、該Ａｇ層又はＡｌ層はきれいな薄膜状態ではな
く、粒子がアイランド状に点在した状態をなしていると
考えられる。そこで、該Ａｇ層又はＡｌ層の厚さは１層
当たりの平均膜厚と表現している。

【００１６】また、上記金属磁性薄膜を構成する上記軟
磁性薄膜層が上記Ａｇ層又はＡｌ層の下地効果を十分に
受けられるように、その１層当たりの膜厚を０．０５〜
１μｍとすることが好ましい。

【００１７】上記軟磁性薄膜層の１層当たりの膜厚が
０．０５μｍ未満であると、該軟磁性薄膜層を形成する
ためのスパッタリング等の成膜工程が増大し生産性が劣
化する上に、上記Ａｇ層又はＡｌ層の総数が増え実効的
な飽和磁束密度が低下する。逆に、この軟磁性薄膜層の
１層当たりの膜厚が１μｍを越えると、上記Ａｇ層又は
Ａｌ層の下地効果が薄れてしまう。

【００１８】かかるＦｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層を形成する
に際し、成膜後にアニールが行われるが、この時Ｆｅ−
Ａｇ又はＦｅ−Ａｌ化合物が生じる。このＦｅ−Ａｇ又
はＦｅ−Ａｌ化合物はマイナス磁歪の硬質材料であるた
め、上記金属磁性薄膜中のＦｅ−Ａｇ又はＦｅ−Ａｌ化
合物が多くなると、該金属磁性薄膜の保磁力の増加だけ
でなく、該金属磁性薄膜の磁歪が大きくマイナス側にシ
フトし、好ましくない。そこで、上記Ｆｅ−Ａｇ又はＦ
ｅ−Ａｌ化合物の量を抑え、このような現象を回避する
べく、上記金属磁性薄膜を構成する上記Ａｇ層又はＡｌ
層の割合は５重量％以下とされることが好ましい。

【００１９】また、本発明の磁気ヘッドにおいては、上
記磁気コア半体がフェライト材により構成され、該フェ
ライト材と上記金属磁性薄膜との接触界面に反応防止膜
としてＡｇ層又はＡｌ層、若しくはＳｉＯ₂層が形成さ
れていることが好ましい。

【００２０】なお、この磁気ヘッドにおいては、上述の
ような条件を複数に亘って満たすようになされても良
い。

【００２１】本発明の磁気ヘッドにおいては、一対の磁
気コア半体のうち少なくとも一方の磁気コア半体の磁気
ギャップ形成面に、金属磁性薄膜としてＦｅ−Ｍ−Ｎ磁
性薄膜層とＡｇ層又はＡｌ層が積層された多層膜が形成
されており、この磁気ヘッドの製造工程においてＦｅ−
Ｍ−Ｎ磁性薄膜層を成膜した後に熱処理を行ってアモル
ファス状態から微結晶を形成させる際には、上記Ａｇ層
又はＡｌ層の下地効果により、熱処理後のＦｅ−Ｍ−Ｎ
磁性薄膜層に強いα−Ｆｅ（１１０）配向を起こすこと
となり、更にその結晶格子を広げる効果が上記Ａｇ層又
はＡｌ層がＰｔ層から構成される場合に比べて強くな
り、窒素原子の取り込み、結合が進み、軟磁性化が更に
促進され、更に格子の歪みにより誘起される膜厚方向で
の磁気異方性がヘッド時の磁束の磁気的伝達を改善しヘ
ッド効率が向上することで、高い飽和磁束密度による記
録能力を発揮するのみならず、高い再生特性が得られ
る。

【００２２】また、本発明の磁気ヘッドにおいては、上
記金属磁性薄膜を上記Ｆｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層とＡｇ層
又はＡｌ層とが交互に積層されてなる多層膜としている
ことから、上記金属磁性薄膜内において上記Ｆｅ−Ａｇ
又はＦｅ−Ａｌ化合物が生じ、磁気的にハードな部分が
生じる。この部分は、磁区の移動を防止する働きをする
ため、回転磁化が促進され、金属磁性薄膜における高周
波領域の透磁率が高まる。

【００２３】なお、本発明において、上記金属磁性薄膜
を構成するＡｇ層又はＡｌ層の１層当たりの平均膜厚を
０．５〜１０ｎｍとしたり、上記金属磁性薄膜を構成す
る上記軟磁性薄膜層の１層当たりの膜厚を０．０５〜１
μｍとすることで、上記Ａｇ層又はＡｌ層層の下地効果
による上記軟磁性薄膜層における上述のような優先配向
が膜全体に亘って生じ易くなる。また、上記Ａｇ層又は
Ａｌ層を上述のような厚さとすれば、該Ａｇ層又はＡｌ
層が疑似ギャップとして作動することもない。

【００２４】更に、本発明の磁気ヘッドにおいて、上記
金属磁性薄膜内に占められるＡｇ層又はＡｌ層の割合を
５重量％以下とすることにより、実効的な飽和磁束密度
の低下は非常に小さくなる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する
が、本発明がこの実施の形態に限定されるものでないこ
とは言うまでもない。

【００２６】本実施例にかかる磁気ヘッドは、図１及び
図２に示すように、記録媒体対接触面の略中央に位置す
る磁気ギャップｇを境として左右別々に作製された一対
の磁気コア半体１，２が突き合わせ面である磁気ギャッ
プ形成面をトラック幅部が一致するような位置で突き合
わせて接合一体化されてなる。

【００２７】上記磁気コア半体１，２は、補助コアであ
る基体３，４と、主コア部である金属磁性薄膜５，６と
から構成されている。

【００２８】上記基体３，４は、例えばＭｎ−Ｚｎ系フ
ェライトやＮｉ−Ｚｎ系フェライト等の酸化物磁性材料
からなり、上記金属磁性薄膜５，６とともに閉磁路を構
成する補助コア部となっている。上記基体３，４の前記
磁気ギャップ形成面と対向する面には、上記磁気ギャッ
プｇのトラック幅Ｔｗを規制するためのトラック幅規制
溝７，８，９，１０が磁気ギャップｇの両端縁近傍部よ
りそれぞれデプス方向に亘って円弧状に形成されてい
る。

【００２９】なお、上記トラック幅規制溝７，８，９，
１０内には、それぞれ磁気記録媒体との当たり特性を確
保するとともに、摺接による偏摩耗を防止する目的で、
ガラス等の非磁性材料１１が充填されている。

【００３０】また、上記基体３，４のうち、少なくとも
一方の磁気ギャップ形成面と対向する面には、上記磁気
ギャップｇのデプスを規制するとともにコイル（図示は
省略する。）を巻装するための巻線溝１２，１２が側面
形状が略矩形状となるように形成されている。

【００３１】一方、上記金属磁性薄膜５，６は、上記基
体３，４のギャップ形成面を含む全面に亘って成膜され
る。つまり、ギャップ形成面のみならずトラック幅規制
溝７，８，９，１０内、巻線溝１２，１２にも成膜され
る場合を図示してあるが、ギャップ面に成膜してあれ
ば、他の溝内部の部分はマスクスパッタ等の手法により
成膜されないような構成とすることも可能である。

【００３２】また、上記金属磁性薄膜５，６は、Ｆｅ−
Ｍ−Ｎ磁性薄膜層（ここで、ＭはＴａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎ
ｂ，Ｔｉよりなる群から少なくとも一種類以上選択され
た金属）とＡｇ層又はＡｌ層からなる多層構造とされて
いる。この時、上記基体３，４上に上記金属磁性薄膜
５，６を直接成膜すると、フェライトと磁性薄膜間で拡
散反応が起こり疑似ギャップが生じるため、反応防止膜
１３，１４を介して上記金属磁性薄膜５，６を成膜する
必要がある。上記金属磁性薄膜５，６を一方の基体３に
成膜される上記金属磁性薄膜５を例にとって説明する
と、該金属磁性薄膜５は、図３に示すように、上記反応
防止膜１３上に上記Ｆｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層１５及びＡ
ｇ層又はＡｌ層１６の順で順次交互に積層されて多層膜
として構成されている。

【００３３】上記反応防止膜１３は、上記金属磁性薄膜
５の下地層をかねてＡｇ層又はＡｌ層、若しくは単に反
応防止膜として従来公知のＰｔやＳｉＯ₂膜を用いても
良い。

【００３４】更に、上記金属磁性薄膜５は、上記反応防
止膜１３のＰｔやＳｉＯ₂上に、上記Ａｇ層又はＡｌ層
１６、上記Ｆｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層１５の順で交互に積
層されて多層膜としても良い。

【００３５】上記金属磁性薄膜５を形成する上記多層膜
の最上層は、上記Ｆｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層１５であって
も、上記Ａｇ層又はＡｌ層１６であっても構わない。

【００３６】なお、他方の基体４に形成される上記金属
磁性薄膜６も上記金属磁性薄膜５と同様の構成となる。

【００３７】ここで、Ｐｔは、格子定数３．９２４０オ
ングストロームで面心立方格子（ＦＣＣ）構造を持つ金
属であり、ＦＣＣ構造であることから｛１１１｝面配向
を示しやすく、Ｐｔ｛１１１｝が表面に現れることで、
配向に対応した格子間隔ｄはｄ＝２．２６５５オングス
トロームとなる。

【００３８】同様に、Ｆｅ−Ｍ合金は主成分が鉄であ
り、常温では鉄はα−Ｆｅであり、格子定数２．８６６
５オングストロームで体心立方格子（ＢＣＣ）構造を持
ち、該（ＢＣＣ）構造に起因して配向は｛１１０｝を示
す傾向にあり、その傾向に対応する格子間隔はｄ＝２．
０２６９２オングストロームとなる。

【００３９】ＦｅＴａ合金は、スパッタ雰囲気に含まれ
る窒素がＴａと選択的に結合してα−Ｆｅの成長を阻害
し、微細な結晶流が生成されることで軟磁性が得られる
ことが知られているが、この際窒素が有効に膜中に取り
込まれることが必要になる。単に、スパッタ雰囲気中の
窒素分圧を増加させると、Ｔａに加えＦｅまでが窒化さ
れるために軟磁性が劣化してしまう。

【００４０】このため、スパッタ時には窒素はＦｅやＸ
（Ｔａ等）と反応しないかたちで（窒化物をつくらない
かたちで）取り込まれ、後に施される熱処理により化学
的に活性なＴａのみが選択的に窒化するような処理が優
れた軟磁性を得るために必要となる。

【００４１】先願で我々は、Ｐｔ膜をＦｅ−Ｍ合金の下
地とすることで、Ｆｅ−Ｍの格子間隔ｄ＝２．０２６９
２オングストロームが下地であるＰｔ膜の格子間隔ｄ＝
２．２６５５オングストロームに対応して本来の格子間
隔より広がりやすくなり、広がった格子間を埋めるよう
に窒素原子がＦｅＴａ合金中に侵入することで窒素の取
り込みが進み、更にＰｔを下地とすることで配向が改善
されＰｔによる積層構造を持たない単層膜の場合に比べ
軟磁性が改善され、ヘッド時の効率が改善されることを
発明したが、その結果として得られるヘッド特性は、単
層膜Ｆｅ−Ｍの場合に比べて２ｄＢ程度改善されるもの
の、従来の磁性材料であるセンダストやＦｅ−Ｒｕ−Ｇ
ａ−Ｓｉにより構成されたヘッドとほぼ同等であった。

【００４２】本発明では、Ｐｔ膜に代え、Ａｇ層又はＡ
ｌ層を用いることで下地のＡｇ層又はＡｌ層の格子を歪
ませ拡大させることで、この下地膜上に成膜されるＦｅ
−Ｍ膜の格子を従来のＰｔの場合に比べさらに拡大し、
窒素の取り込まれる量を増加させた。これにより、従来
は熱処理時にＴａを十分に窒化するだけの窒素量が膜中
に溜め込むことができなかったが、Ａｇ層又はＡｌ層を
用いることで該Ａｇ又はＡlの格子間隔ｄがｄ＝２．２
７オングストローム程度に０．２〜０．５％程度拡大
し、その結果Ｆｅ−Ｍ合金の格子間隔も従来のＰｔ下地
でのｄ＝２．０４〜２．０５オングストロームよりｄ＝
２．０５〜２．０６オングストロームとさらに拡大し、
窒素の取り込み量が１５％程度増加する。また、配向も
改善され、下地が窒素を含むため、従来のＰｔ膜による
窒素の吸収も起こらず、逆に、熱処理時にＡｇ層又はＡ
ｌ層からの窒素供給がＦｅ−Ｍ側に起こり、また格子が
大きく歪む効果により膜の膜厚方向の軟磁性がヘッド時
に好適なものとなり、ヘッド時に従来より中間層として
用いられているＰｔの積層膜の場合と比べて０．５ｄＢ
の改善が見られた。

【００４３】上記Ｆｅ−Ｍ−Ｎ軟磁性膜層１５の膜厚
は、十分な下地効果を得るために０．０５〜１μｍ程度
とすることが望ましい。該Ｆｅ−Ｍ−Ｎ軟磁性膜層１５
の膜厚が０．０５μｍに満たないと、スパッタリング等
の成膜工程が増大し生産性が劣化する上に、Ａｇ層又は
Ａｌ層１６の総数が増え実効的な飽和磁束密度が低下す
る。逆に、１μｍを越えると、Ａｇ層又はＡｌ層１６の
下地効果が薄れてしまう。

【００４４】一方、Ａｇ層又はＡｌ層１６の膜厚は、十
分な下地効果を得る観点より０．５〜１０ｎｍ程度とす
ることが望ましい。該Ａｇ層又はＡｌ層１６の膜厚が
０．５ｎｍ未満であると、十分な下地効果を得ることが
できず、逆に１０ｎｍを越えると、厚膜化部が非磁性で
あるため、ギャップとして作用し、疑似ギャップとして
動作し再生特性でのうねりの発生を招く。

【００４５】また、上記金属磁性薄膜５の成膜後のアニ
ールでＦｅ−Ａｇ又はＦｅ−Ａｌ化合物が生じるが、該
Ｆｅ−Ａｇ又はＦｅ−Ａｌ化合物はマイナス磁歪の硬質
磁性材料であるため、上記金属磁性薄膜５中に含まれる
Ｆｅ−Ａｇ又はＦｅ−Ａｌ化合物が大きくなると、磁性
膜の保磁力の増加だけでなく、磁性膜の磁歪が大きくマ
イナス側にシフトしていく。このため、上記金属磁性薄
膜５の厚膜厚に占めるＡｇ層またはＡｌ層１６の割合は
重量比で５％以下にする必要があり、好ましくは２％と
される。

【００４６】また、磁性膜の磁歪をほぼゼロとするよう
に総膜厚に占めるＡｇ層またはＡｌ層１６の割合を考慮
に入れて、Ｆｅ−Ｍ−Ｎ軟磁性膜層１５の磁歪をプラス
の符号を持つ適当な大きさとすることが好適である。

【００４７】また、上記Ｆｅ−Ｍ−Ｎ軟磁性膜層１５
は、成膜後はアモルファス状態であるが、熱処理後に微
結晶化が生じる。このＦｅ−Ｍ−Ｎ軟磁性膜層１５と上
記Ａｇ層またはＡｌ層１６を順次交互に積層すること
で、熱処理後に強いα−Ｆｅ（１１０）配向が起こり、
格子の拡大による窒素取り込み効果を示すが、磁性膜の
膜厚が厚くなると格子が本来の間隔に戻る傾向にあり、
上記Ａｇ層またはＡｌ層１６の層数を増やし磁性膜の膜
厚をある程度薄くすることで、上記Ａｇ層またはＡｌ層
１６による格子拡大と配向性の維持が積層膜全体に亘っ
て生じる。

【００４８】また、上記Ｆｅ−Ｍ−Ｎ軟磁性膜層１５を
上記Ａｇ層またはＡｌ層１６を介して多層膜とすること
により、Ｆｅ−Ａｇ又はＦｅ−Ａｌ化合物を生じ磁気的
にハードな部分を生じる。この部分は、磁区の移動を防
止する働きをするため、回転磁化が促進され高周波領域
の透磁率を高める働きをする。

【００４９】更に、上記金属磁性薄膜５内に占める上記
Ａｇ層またはＡｌ層は数％であり、実効的な飽和磁束密
度Ｂｓの低下は殆ど見られない。また、上記Ａｇ層また
はＡｌ層１６は磁気ギャップｇと平行に配列されている
が、膜厚が数ｎｍであり磁気ギャップとして作動するこ
とがない。

【００５０】このように、下地効果のある上記Ａｇ層ま
たはＡｌ層１６を介してＦｅ−Ｍ−Ｎ軟磁性膜層１５が
積層された金属磁性薄膜５をメタル・イン・ギャップ型
の磁気ヘッドに適応することで軟磁気特性が向上し、特
に膜厚方向の透磁率の改善が図られ、再生特性の大幅な
向上が期待できる。

【００５１】また、上記反応防止膜１３，１４をＡｇ層
またはＡｌ層とすることで、上記金属磁性薄膜５，６の
軟磁気特性を改善する働きをするばかりでなく、上記基
体３，４との界面で起こる拡散反応を抑制し本来の磁気
ギャップｇに発生する磁束と干渉を起こす反応層の形成
を防止する働きをする。

【００５２】上記Ｆｅ−Ｍ−Ｎ軟磁性膜層１５と上記Ａ
ｇ層またはＡｌ層１６の成膜方法としては、スパッタリ
ング法が用いられる。

【００５３】また、上記界面での拡散反応の防止をより
確実なものとするため反応防止膜１３，１４としては、
Ａｇ−Ａｌ−Ｘ以外にも、第一層目のＦｅ−Ｍ−Ｎに対
する本発明の効果はなくなるが、従来反応防止膜として
実績のあるＰｔやＳｉＯ_x（ｘ＝１〜２）でも良いし、
更に例えばＴｉ，Ｍｏ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗ，Ｃｏ，Ｎｉ等の
Ｆｅの融点である１５００℃以上の融点を持つ金属がい
ずれも使用可能である。この他、ＳｉＯ₂ 、Ｓｉ₃ Ｎ、
Ａｌ₂ Ｏ₃ 等の化合物や上記金属との積層構成での膜が
使用可能である。更には、上記反応防止膜１３，１４の
上にＡｇ層またはＡｌ層を成膜した積層膜を用いれば、
反応防止と下地効果の両方が得られより望ましい。

【００５４】この反応防止膜１３，１４が非磁性の場
合、疑似ギャップとして動作しないように薄い膜とする
必要がある。従って、該反応防止膜１３，１４の膜厚は
１〜１０ｎｍ程度とすることが好ましい。膜厚が１ｎｍ
より薄いと、反応防止効果が少なくなり、逆に１０ｎｍ
よりも厚すぎると疑似ギャップとして動作する虞があ
る。以上のような構成を有する磁気ヘッドは、次のよ
うにして作製される。

【００５５】即ち、先ず、図４に示すように、Ｍｎ−Ｚ
ｎ若しくはＮｉ−Ｚｎ等の酸化物軟磁性材料によって例
えば長さ３４．５ｍｍ、幅２．５ｍｍ、厚み１ｍｍ程度
の基体２１を形成する。

【００５６】次に、図５に示すように、この基体２１の
主面２１ａの幅方向にトラック幅となるフェライト断面
が２１μｍ残存するようにトラック幅規制溝２２を切り
込む。

【００５７】この時、このトラック幅規制溝２２の上記
基体２１の主面２１ａに接する部分での側面の角度は、
通常８〜４５°程度とされるが、これに限定されるもの
ではなく、０°でもなんら問題を生じない。

【００５８】また、このトラック幅規制溝２２の深さは
８０〜１５０μｍとされることが望ましい。

【００５９】更に、このトラック幅規制溝２２の断面形
状も通常はＵ字型若しくはＶ字型であるが、多角形によ
る断面であってももちろん構わない。但し、この多角形
の角度が小さいと電磁変換効率の低下を招き、逆に大き
いと記録媒体上の目的以外のトラックからの信号を読み
出す可能性が高くなり、この結果ノイズの増加をもたら
すため３０°程度が望ましい。

【００６０】続いて、図６に示すように、磁気ギャップ
のギャップデプスを規制し、巻線を巻装するための巻線
溝２３を形成する。

【００６１】そして、上記基体２１の主面２１ａを表面
粗度が２０〜１００オングストローム程度になるように
研磨する。

【００６２】次いで、得られた基体（図７に拡大図を示
す。以下、図１１まで同様。）２１に対して図８に示す
ように、下地膜としてＰｔ−Ｘ膜からなる反応防止膜２
４を形成する。

【００６３】この反応防止膜２４としては、界面剥離を
防止する目的で、本実施例で使用したＡｇ−Ａｌ−Ｘ膜
以外にも、例えば単なるＰｔ膜やＳｉＯ₂若しくはＳｉ
Ｏ膜等でも使用可能であり、またＳｉＯ_x（１＜ｘ＜
２）のようなケイ素原子に対し、酸素原子数が整数比と
ならないような、ＳｉＯ₂とＳｉＯの混合状態の膜でも
使用可能である。

【００６４】この反応防止膜２４の膜厚は、１〜１０ｎ
ｍであれば、この部分が非磁性であることにより疑似ギ
ャップとして作用する可能性は少ないが、より望ましく
は４〜５ｎｍ程度とされる。

【００６５】また、この反応防止膜２４の成膜手段とし
ては、例えばスパッタリング法が好適であるが、この他
蒸着法、ＭＢＥ法等の他のＰＶＤ（Ｐｈｉｓｉｃａｌ
ｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ）や
ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎｍｅｔｈｏｄ）も使用可能である。

【００６６】本実施例では、Ａｇを３０％の窒素雰囲気
中でスパッタリングすることによりＡｇ膜を厚さ４．５
ｎｍとなるように成膜した。

【００６７】続いて、図９に示すように、この反応防止
膜２４上に第一層目の金属磁性薄膜の一部を構成するＦ
ｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層２５を形成する。

【００６８】このＦｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層２５の膜厚
は、０．０５〜１μｍ程度が好適である。

【００６９】ここで、フェライトとの界面での磁性膜の
剥離を防止するためＡｇ又はＡｌ以外を選択した場合に
は、この第一層目の金属磁性薄膜は本発明の効果がない
ので、該第一層目の金属磁性薄膜の容量比を減らすため
に第一層のみ０．０５μｍ以下にして、なるべく薄く形
成することも可能である。

【００７０】このＦｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層２５の成膜に
際し、スパッタリングが用いられるが、本発明の主旨で
ある下地への格子整合を取りながら、更に雰囲気中窒素
を取り込む他の物理的や化学合成による手法を用いても
良い。

【００７１】そして、図１０に示すように、このＦｅ−
Ｍ−Ｎ磁性薄膜層２５上に上記第一層目の金属磁性薄膜
中のＡｇ層又はＡｌ層２６を形成する。

【００７２】このＡｇ層又はＡｌ層２６の膜厚は０．５
〜１０ｎｍとする。なお、ここでは、該Ａｇ層又はＡｌ
層２６の膜厚は０．６ｎｍとした。

【００７３】この後、上述と同様にして第二層目の金属
磁性薄膜の一部を構成するＦｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層２５
を形成し（図１１）、更に上述と同様の構成によるＡｇ
層又はＡｌ層２６、Ｆｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層２５の形成
を所定の層数だけ繰り返し積層構造を有する金属磁性薄
膜を形成する。

【００７４】この金属磁性薄膜の層数は総膜中のＡｇ又
はＡｌが５重量％以下となるように上記Ａｇ層又はＡｌ
層２６の膜厚との兼ね合いで決めることが軟磁性を得る
ために望ましい。

【００７５】本実施例では、上記反応防止膜としてＳｉ
Ｏ₂を膜厚３ｎｍとし、０．１１μｍのＦｅ−Ｔａ−Ｎ
磁性薄膜総を３６層に積層して総膜厚が４μｍの金属磁
性薄膜を構成した。

【００７６】最終層のＦｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層２５を成
膜して金属磁性薄膜２７を形成した後（図１２）、ギャ
ップスペーサ２８を必要に応じて形成し、図１３に示す
ようなコアブロック２９を得る。

【００７７】上記ギャップスペーサ２８としては、通常
この種の磁気ヘッドにおいて使用されているＳｉＯ_xや
Ｔａ₂Ｏ₅だけでなく、例えば磁性材料の融着ガラス中
酸素による反応を防ぐためにＣｒ等とＳｉＯ₂ の積層構
成にすることも有効である。

【００７８】本実施例では、上記ギャップスペーサ２８
として各コアブロック２９にそれぞれ１００ｎｍ厚のＳ
ｉＯ₂ 膜を使用した。

【００７９】次に、図１４に示すように、上記コアブロ
ック２９と、上述と同様に作製されたコアブロック３０
とをギャップスペーサ２８を介してトラック位置合わせ
しながら端面を突き合わせ、上記巻線溝２３内にガラス
棒を挿入してガラス融着する等の非磁性材３１による接
着により両コアブロック３２を接着する。

【００８０】このようにして接着を行った合体ブロック
の磁気記録媒体に対接する面を円筒研磨して適当な形状
に加工する。

【００８１】そして、図１４中の点線ａ〜ｅで示す位置
でスライシングを行い、ヘッドチップを完成する。

【００８２】このように、金属磁性薄膜２７をＦｅ−Ｍ
−Ｎ磁性薄膜層２５とＡｇ層又はＡｌ層２６とが交互に
積層された多層膜とすることにより、Ａｇ層又はＡｌ層
２６としてＰｔ膜を用いた場合に比べて、成膜後の上記
Ｆｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層２５における窒素取り込み量を
増やすことができ、更に配向の改善等で再生特性が向上
し、本実施例では１０ＭＨｚで０．５ｄＢの再生特性の
向上が見られた。

【００８３】以上のような構成は、ヘッドの走行方向に
対しギャップが直角にならないようなアジマスを有する
場合について示したが、もちろんアジマスが０°であっ
ても良い。

【００８４】また、本実施例は、巻線溝を両側コアブロ
ックに形成した場合を示したが、もちろん片側コアブロ
ックのみに形成されていても構わない。

【００８５】また、本実施例では、コアブロックに対
し、巻線溝形成後に磁性膜の成膜を行う場合について例
示したが、巻線溝形成前に磁性膜を形成する構成でも良
い。

【００８６】また、巻線溝形成後に磁性膜の成膜を行う
場合、基板として非磁性の、例えばＺｒＯ₂ 基板等を用
いても良い。

【００８７】更に、各Ｆｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層の組成を
それぞれ変え、例えばギャップ近傍に近づくにつれ飽和
磁束密度の高くなるような構成としても良い。

【００８８】そこで、以上のようにして作製したヘッド
（上記金属磁性薄膜がＦｅＴａＮ膜とＡｇ層との多層膜
からなる）、及び比較用として上記金属磁性薄膜に総膜
厚を４μｍ、Ｐｔ層の膜厚を３ｎｍに固定し、磁性層の
層数３６層の多層膜を持つヘッド、膜厚４μｍの単層膜
のヘッドについて、再生出力をそれぞれ調べた。

【００８９】この結果を図１５に示す。

【００９０】図１５中、出力値は上記単層膜のヘッドの
再生出力を０ｄＢとした時の相対値で示した。

【００９１】測定に際し、ヘッド固定式ドラムテスター
を用い、相対速度３．８ｍ／秒、周波数ｆ＝７ＭＨｚで
測定した。また、記録ヘッドには、Ｆｅ−Ｒｕ−Ｇａ−
Ｓｉをギャップ面に平行に成膜したメタル・イン・ギャ
ップ型ヘッドを用いた。

【００９２】図１５より明らかなように、磁性層及びＡ
ｇ層の層数が増えα−Ｆｅ（１１０）の配向が強くなる
と、再生出力が向上するのが判った。

【００９３】次に、上述と同様の工程を経て作製したヘ
ッド（上記金属磁性薄膜がＦｅＴａＮ膜とＡｌ層との多
層膜からなる）において、上記金属磁性薄膜の総膜厚を
４μｍ、Ａｌ層１層当たりの膜厚を３ｎｍに固定し、磁
性層の層数を単層、６層、１２層、２４層、３６層及び
４８層と変化させた時の再生出力をそれぞれ調べた。

【００９４】この結果を図１６に示す。

【００９５】図１６中、出力値は上記磁性層が単層のヘ
ッドの再生出力を０ｄＢとした時の相対値で示した。

【００９６】図１６より明らかなように、磁性層をＡｌ
層を介して積層することにより、再生出力が向上するの
が判った。

【００９７】また、磁性層の積層数の増加に伴って再生
出力も増加する傾向にあることが判った。

【００９８】以上、本発明を適用した磁気ヘッドの実施
例について説明したが、本発明はこれら実施例に限定さ
れることなく、本発明の思想を逸脱することのない範囲
内で種々の変更が可能である。

【００９９】また、上述の実施例では、本発明を金属磁
性薄膜が磁気ギャップと平行に配された磁気ヘッドに対
して適用したが、例えば斜めに削り落とした磁気ギャッ
プの形成面の斜面にそれぞれ成膜した金属磁性薄膜同士
の突き合わせ面に磁気ギャップが構成される磁気ヘッド
や、磁気ギャップに対してアジマスを有する磁気ヘッド
に対しても本発明を適用することができる。

【０１００】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の磁気ヘッドにおいては、一対の磁気コア半体の磁気ギ
ャップ形成面に形成される金属磁性薄膜がＦｅ−Ｍ−Ｎ
磁性薄膜層（ここで、ＭはＴａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔ
ｉよりなる群から少なくとも一種類以上選択された金
属）とＡｇ層又はＡｌ層とが交互に積層された多層構造
とされているので、上記Ａｇ層又はＡｌ層の下地効果に
より上記Ｆｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層に強いα−Ｆｅ（１１
０）面の優先配向とその格子間隔の拡大が生じ、窒素取
り込み量の増大にともなう軟磁気特性の改善と、配向性
の改善や格子歪みに伴う異方性が膜厚方向の軟磁性をヘ
ッド化時に好適なものとする。

【０１０１】従って、本発明の磁気ヘッドによれば、金
属磁性薄膜の軟磁気特性の改善により、再生出力の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる磁気ヘッドの一構成例を示す斜
視図である。

【図２】本発明にかかる磁気ヘッドを磁気記録媒体対接
面より拡大して見た一構成例を示す要部拡大平面図であ
る。

【図３】基体上に形成された金属磁性薄膜の構成を示す
要部拡大断面図である。

【図４】本発明にかかる磁気ヘッドの製造工程を示す図
であり、基体作製工程を示す斜視図である。

【図５】トラック幅規制溝形成工程を示す斜視図であ
る。

【図６】巻線溝形成工程を示す斜視図である。

【図７】金属磁性薄膜の形成工程を示す要部拡大図であ
り、トラック幅規制溝形成工程を示す斜視図である。

【図８】反応防止膜形成工程を示す斜視図である。

【図９】第一層目のＦｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層形成工程を
示す斜視図である。

【図１０】第一層目の中間層形成工程を示す斜視図であ
る。

【図１１】第二層目のＦｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層形成工程
を示す斜視図である。

【図１２】金属磁性薄膜形成工程を示す斜視図である。

【図１３】コアブロック形成工程を示す斜視図である。

【図１４】両コアブロックのスライシング工程を示す斜
視図である。

【図１５】金属磁性薄膜がＦｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層とＡ
ｇ層又はＰｔ層とからなる磁気ヘッドの再生出力を示す
特性図である。

【図１６】金属磁性薄膜がＦｅ−Ｍ−Ｎ磁性薄膜層とＡ
ｌ層とからなる磁気ヘッドの磁性層の層数と再生出力の
関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１，２磁気コア半体、３，４基体、５，６金属磁
性薄膜、７〜１０トラック幅規制溝、１１非磁性
材、１２巻線溝、１３，１４反応防止膜、１５Ｆｅ−
Ｍ−Ｎ磁性薄膜層、１６中間層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本多順一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者井上喜彦東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の磁気コア半体同士が磁気ギャップ
形成面を突き合わせて接合一体化され、これら磁気コア
半体のうち少なくとも一方の磁気コア半体の磁気ギャッ
プ形成面に金属磁性薄膜が成膜されてなる磁気ヘッドに
おいて、上記金属磁性薄膜がＦｅ_xＭ_yＮ_zの組成からなる軟磁
性薄膜層とＡｇ層とが交互に積層されてなる多層膜から
構成され、上記軟磁性薄膜層Ｆｅ_xＭ_yＮ_zにおいて、ＭはＴａ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔｉのうちの少なくとも一種であ
り、Ｎは窒素であり、ｘ，ｙ，ｚは原子パーセントを示
し、それぞれ７１≦ｘ≦８５，６≦ｙ≦１５，９≦ｚ≦
１６であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】上記Ａｇ層の１層当たりの膜厚が０．５
〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の磁気
ヘッド。
【請求項３】上記軟磁性薄膜層の１層当たりの膜厚が
０．０５〜１μｍであることを特徴とする請求項１記載
の磁気ヘッド。
【請求項４】上記金属磁性薄膜内に占められるＡｇ層
が５重量％以下であることを特徴とする請求項１乃至３
記載の磁気ヘッド。
【請求項５】上記磁気コア半体がフェライト材により
構成され、該フェライト材と上記金属磁性薄膜との接触
界面に反応防止膜としてＡｇ層が形成されていることを
特徴とする請求項１乃至４記載の磁気ヘッド。
【請求項６】上記磁気コア半体がフェライト材により
構成され、該フェライト材と上記金属磁性薄膜との接触
界面に反応防止膜としてＳｉＯ₂層が形成されているこ
とを特徴とする請求項１乃至４記載の磁気ヘッド。
【請求項７】一対の磁気コア半体同士が磁気ギャップ
形成面を突き合わせて接合一体化され、これら磁気コア
半体のうち少なくとも一方の磁気コア半体の磁気ギャッ
プ形成面に金属磁性薄膜が成膜されてなる磁気ヘッドに
おいて、上記金属磁性薄膜がＦｅ_xＭ_yＮ_zの組成からなる軟磁
性薄膜層とＡｌ層とが交互に積層されてなる多層膜から
構成され、上記軟磁性薄膜層Ｆｅ_xＭ_yＮ_zにおいて、ＭはＴａ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔｉのうちの少なくとも一種であ
り、Ｎは窒素であり、ｘ，ｙ，ｚは原子パーセントを示
し、それぞれ７１≦ｘ≦８５，６≦ｙ≦１５，９≦ｚ≦
１６であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項８】上記Ａｌ層の１層当たりの膜厚が０．５
〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項７記載の磁気
ヘッド。
【請求項９】上記軟磁性薄膜層の１層当たりの膜厚が
０．０５〜１μｍであることを特徴とする請求項７記載
の磁気ヘッド。
【請求項１０】上記金属磁性薄膜内に占められるＡｌ
層が５重量％以下であることを特徴とする請求項７乃至
９記載の磁気ヘッド。
【請求項１１】上記磁気コア半体がフェライト材によ
り構成され、該フェライト材と上記金属磁性薄膜との接
触界面に反応防止膜としてＡｌ層が形成されていること
を特徴とする請求項７乃至１０記載の磁気ヘッド。
【請求項１２】上記磁気コア半体がフェライト材によ
り構成され、該フェライト材と上記金属磁性薄膜との接
触界面に反応防止膜としてＳｉＯ₂層が形成されている
ことを特徴とする請求項７乃至１０記載の磁気ヘッド。