JPH1186217A

JPH1186217A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1186217A
Application number: JP25019397A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Miyake; 裕子三宅
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関し、渦
電流損失による表皮効果を抑制すると共に、高周波特性
を向上させる。【解決手段】基板１上に、下部磁極コア２と上部磁極
コア７とを絶縁膜３，４，６を介して積層させ、後端に
おいて上部磁極コア７と下部磁極コア２とが接し、先端
において磁気ギャップｄを形成し、且つ、上部磁極コア
７と下部磁極コア２とが接した部位を複数回巻いたコイ
ル５を設けると共に、上部磁極コア７の組成に傾斜を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜磁気ヘッド及び
その製造方法に関し、特に、ハードディスクドライブ用
の磁気ヘッドの上部磁極コアの合金組成分布に特徴のあ
る薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年のハードディスク装置の小型化，大
容量化の需要の高まりに伴い、高密度磁気記録が可能な
ハードディスク装置の研究開発が急速に進められてい
る。

【０００３】この様な、ハードディスク装置の高密度化
に伴い、記録ヘッド、即ち、磁気ヘッドの高周波特性の
向上が要求されており、この様な要求に応えるためには
磁気ヘッドのコア材料として、飽和磁束密度Ｂ_sの高い
材料を用いることが必要となる。

【０００４】また、高周波になるに従って渦電流による
損失が大きくなり、表皮効果による記録磁界強度の低下
を招くことになるため、渦電流の発生を抑制するために
は、比抵抗ρを大きくすることが必要になる。

【０００５】即ち、半径ｔ〔ｍ〕の円柱状磁性体にコイ
ルを巻き付け、コイル電流を流した時に磁性体を流れる
単位体積当たりの渦電流損失Ｗ_eは、ｔ〔ｍ〕を磁気薄
膜の半径、即ち、厚さ、ｆ〔ＭＨｚ〕を周波数、Ｂ
_m〔Ｗｂ／ｍ²〕を磁化の強さ、ρ〔Ω・ｍ〕を比抵抗
とした場合、Ｗ_e＝π²・ｔ²・ｆ²・Ｂ_m ²／４ρ で表されるため、比抵抗ρを大きくすれば、渦電流損失
Ｗ_eを小さくすることができる。

【０００６】ここで、図７を参照して、従来の薄膜磁気
ヘッドを説明するが、図７（ａ）は従来の薄膜磁気ヘッ
ドの上部磁極コアの平面図であり、また、図７（ｂ）
は、図７（ａ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿っ
た薄膜磁気ヘッドの要部断面図である。

【０００７】図７（ａ）参照従来の薄膜磁気ヘッドの上部磁極コア３１は、下部磁極
コアとの間に間隔ｄ〔μｍ〕の磁気ギャップを形成する
幅ｂが約５μｍの先端部３２、下部磁極コアと接する幅
ａが約５０μｍの後部コア３４、及び、先端部３２と後
部コア３４とをスムーズに接続するテーパ部３３から構
成される。

【０００８】図７（ｂ）参照また、この薄膜磁気ヘッドは、表面に酸化膜（図示せ
ず）を形成したＳｉ基板３５上に、厚さが３〜４μｍの
ＮｉＦｅ膜からなる下部磁極コア３６を形成したのち、
ギャップ層３７及び第１絶縁膜３８を介して導電膜を堆
積させ複数回巻回するようにパターニングすることによ
ってコイル３９を形成し、次いで、第２絶縁膜４０を介
して厚さが３〜４μｍのＮｉＦｅ膜を図７（ａ）の形状
の上部磁極コア３１が得られる様に設けることによっ
て、薄膜磁気ヘッドの基本構造が完成する。なお、実際
には、上部磁極コア３１の下にメッキベース層を設けて
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な従来
の薄膜磁気ヘッドにおいては、磁極コア材料としてＮｉ
Ｆｅ電解メッキ膜を用いているため、飽和磁束密度Ｂ_s
を大きくすることができないという問題がある。

【００１０】即ち、ＮｉＦｅ電解メッキ膜は、透磁率μ
はμ＝１０００Ｈ／ｍ、困難軸方向保磁力Ｈ_cはＨ_c＜
１Ｏｅであるが、飽和磁束密度Ｂ_sはＢ_s＝０．９〜
１．１Ｔ（Ｔ＝Ｗｂ／ｃｍ²）と小さく、記録磁界強度
を大きくすることができないという問題がある。

【００１１】また、このＮｉＦｅ電解メッキ膜の比抵抗
ρはρ＝１６〜２０μΩ・ｃｍ程度と低いため、上記の
渦電流損失Ｗ_eの関係式から渦電流損失Ｗ_eが大きくな
り、高周波領域における記録磁界強度がさらに低下する
という問題がある。

【００１２】この様なＮｉＦｅ電解メッキ膜の低飽和磁
束密度特性を改善するために、飽和磁束密度Ｂ_sがＢ_s
＞１．５Ｔ（Ｔ＝Ｗｂ／ｃｍ²）と飽和磁束密度のより
大きなＣｏＮｉＦｅ電解メッキ膜を使用することが提案
されている。

【００１３】しかし、このＣｏＮｉＦｅ電解メッキ膜の
場合には、低周波領域においては、高飽和磁束密度特性
によって、上部磁極先端部の磁束は大きくなり改善が見
られるが、比抵抗ρについては考慮していないために、
依然として高周波特性は改善されないという問題があ
る。

【００１４】さらに、この高周波特性を改善するため
に、ＣｏＮｉＦｅ合金に不純物元素を添加して、比抵抗
ρを高くすることも提案されており、比抵抗ρの増加に
よって高周波特性を向上させることは可能である。

【００１５】しかし、この場合、全体の比抵抗ρの値を
均一に増加させても、高周波領域においては後部コアの
表皮効果によって、十分な強度の磁束が先端部に流れ込
まないという問題が生ずる。

【００１６】即ち、上述の渦電流損失Ｗ_eの関係式か
ら、渦電流損失Ｗ_eは厚さｔの２乗、周波数ｆの２乗、
磁束密度Ｂ_mの２乗に比例し、比抵抗ρに反比例する
が、この場合の厚さｔは上部磁極コア３１の幅に言い換
えることが可能である。

【００１７】この場合の上部磁極コア３１は図７（ａ）
に示すように、幅ｂ≒５μｍの先端部３２、テーパ部３
３、及び、幅ａ≒５０μｍの後部コア３４から構成され
ており、厚さｔの２乗に比例するという関係から、幅の
広い後部コア３４は先端部３２より（ａ／ｂ）²≒１０
０倍の渦電流の影響を受けることになる。

【００１８】そして、渦電流の発生は磁束の表皮効果を
招き、渦電流損失Ｗ_eが大きいほど、磁束の通る表皮の
厚みが薄くなって磁束が通らなくなり、比抵抗ρの増加
により先端部３２の表皮厚みを膜厚と同等にしても、高
周波領域においては後部コア３４の表皮効果が顕著にな
るためである。

【００１９】また、仮に、先端部３２で渦電流損失によ
る表皮効果がなく、後部コア３４でも表皮効果が十分小
さく抑えられ、先端部３２に充分な強度の磁束が流れ込
むとき、即ち、ほぼ理想的に磁極コアを磁束が流れてい
る状態においては磁極コア内の全体としての飽和磁束密
度Ｂ_sはできるだけ高い方が望ましく、特に、磁極コア
の内側の飽和磁束密度Ｂ_sが高いことは、磁極コア先端
からの漏れ磁界が下部磁極コア１６との間の磁気ギャッ
プで集中的に強くなり記録に有利になる。

【００２０】しかし、一般に、比抵抗ρの増加に伴って
飽和磁束密度Ｂ_sは低くなるので、後部コア３４におけ
る表皮効果を十分小さくするために比抵抗ρを十分大き
くした場合には、先端部３２における飽和磁束密度Ｂ_s
が小さくなり、磁気ギャップにおける強い磁界の発生と
いう面においては不利になる。

【００２１】したがって、本発明は、渦電流損失による
表皮効果を抑制すると共に、高周波特性を向上させるこ
とを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。図１参照（１）本発明は、基板１上に、下部磁極コア２と上部磁
極コア７とを絶縁膜３，４，６を介して積層させ、後端
において上部磁極コア７と下部磁極コア２とが接し、先
端において磁気ギャップを形成し、且つ、上部磁極コア
７と下部磁極コア２とが接した部位を複数回巻いたコイ
ル５を設けた薄膜磁気ヘッドにおいて、上部磁極コア７
の組成が傾斜を有することを特徴とする。

【００２３】この様に、上部磁極コア７の組成に傾斜を
持たせることによって、上部磁極コア７の飽和磁束密度
Ｂ_sと比抵抗ρを局所的に任意に制御することができ、
従来の飽和磁束密度Ｂ_sと比抵抗ρとのトレードオフの
関係を緩和することができる。

【００２４】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、上部磁極コア７の先端部８から上部磁極コア７の後
部１０にかけて、合金中の不純物濃度が連続的に高くな
っていることを特徴とする。

【００２５】この様に、上部磁極コア７の先端部８から
上部磁極コア７の後部１０にかけて、合金中の不純物濃
度を連続的に高くすることによって、比抵抗ρを後部１
０において大きくすることができるので、表皮効果を抑
制することができ、また、先端部８においては飽和磁束
密度Ｂ_sを大きくすることができるので、磁気ギャップ
において強い磁界を発生することができる。

【００２６】（３）また、本発明は、上記（１）におい
て、上部磁極コア７の先端部８から上部磁極コア７の後
部１０にかけて、合金中の不純物濃度が階段的に高くな
っていることを特徴とする。

【００２７】この様に、上部磁極コア７の先端部８から
上部磁極コア７の後部１０にかけての不純物濃度の傾斜
は、階段的傾斜でも同様の効果が得られる。

【００２８】（４）また、本発明は、上記（１）におい
て、上部磁極コア７の積層方向において、絶縁膜３，
４，６と接する側から表面方向にかけて、合金中の不純
物濃度が連続的に高くなっていることを特徴とする。

【００２９】ほぼ理想的に磁極コアを磁束が流れている
状態では、磁極コア内のトータルとしての飽和磁束密度
Ｂ_sはできるだけ高いことが望ましく、特に、磁極の内
側の飽和磁束密度Ｂ_sを高くすることによって、磁極コ
アの先端部８からの漏れ磁界が磁気ギャップで集中的に
強くなり、記録に有利に作用する。

【００３０】（５）また、本発明は、上記（１）におい
て、上部磁極コア７を絶縁膜３，４，６と接する内側層
と、内側層の上に設けた外側層の２層で構成し、外側層
の合金中の不純物濃度を内側層の合金中の不純物濃度よ
り高くしたことを特徴とする。

【００３１】この様に、上部磁極コア７の成膜方向の不
純物濃度分布は、内外２層構造により階段的にしても良
い。

【００３２】（６）また、本発明は、上記（２）乃至
（５）のいずれかにおいて、合金中の不純物濃度の最大
値Ｍが、０原子％＜Ｍ≦１０原子％であることを特徴と
する。

【００３３】この様な合金中の不純物濃度の最大値Ｍは
１０原子％を越えると磁気特性が劣化するので、不純物
濃度の最大値Ｍが０原子％＜Ｍ≦１０原子％の範囲で不
純物濃度の傾斜を形成することが望ましい。

【００３４】（７）また、本発明は、上記（１）乃至
（６）のいずれかにおいて、上部磁極コア７の合金中の
不純物が、Ｓ，Ｂ，Ｎ，Ｃ，Ｃｌ，Ｏ，Ｈの中の少なく
とも１種類以上の元素からなることを特徴とする。

【００３５】この様に、上部磁極コア７の比抵抗ρを大
きくするための不純物として、Ｓ，Ｂ，Ｎ，Ｃ，Ｃｌ，
Ｏ，Ｈの中の少なくとも１種類以上の元素を用いること
が望ましい。

【００３６】（８）また、本発明は、上記（１）乃至
（７）のいずれかにおいて、上部磁極コア７の合金が、
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅの中の少なくとも２種類以上の元素か
らなることを特徴とする。

【００３７】この様な、薄膜磁気ヘッドを構成する上部
磁極コア７の母材となる合金は、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅの中
の少なくとも２種類以上の元素からなることが飽和磁束
密度Ｂ_sの観点から望ましい。

【００３８】（９）また、本発明は、基板１上に、下部
磁極コア２と上部磁極コア７とを絶縁膜３，４，６を介
して積層させ、後端において上部磁極コア７と下部磁極
コア２とを接続すると共に、先端において磁気ギャップ
を形成し、且つ、上部磁極コア７と下部磁極コア２とを
接続した部位を複数回巻いたコイル５を形成する薄膜磁
気ヘッドの製造方法において、上部磁極コア７をレジス
ト膜をマスクとして電解メッキ法で形成する際に、電流
密度、磁極形状、及び、レジスト膜の高さの少なくとも
一つを変化させることによって上部磁極コア７の組成に
傾斜を形成することを特徴とする。

【００３９】上部磁極コア７を電解メッキで形成する際
には、電流密度、磁極形状、及び、レジスト膜の高さの
少なくとも一つを変化させることによって組成傾斜を設
けることができ、例えば、電流密度が高い場合には、不
純物が取り込まれにくくなるので、低比抵抗で高飽和磁
束密度の領域を形成することができ、この電流密度の変
化は時間的に変化させても良いし、或いは、上部磁極コ
ア７の形状・寸法やレジスト膜の高さにより変化させて
も良い。

【００４０】（１０）また、本発明は、基板１上に、下
部磁極コア２と上部磁極コア７とを絶縁膜３，４，６を
介して積層させ、後端において上部磁極コア７と下部磁
極コア２とを接続すると共に、先端において磁気ギャッ
プを形成し、且つ、上部磁極コア７と下部磁極コア２と
を接続した部位を複数回巻いたコイル５を形成した薄膜
磁気ヘッドの製造方法において、上部磁極コア７を形成
する際に、異なった成膜方法を組み合わせることによっ
て上部磁極コア７の組成に傾斜を形成することを特徴と
する。

【００４１】この様に、上部磁極コア７を形成する際
に、異なった成膜方法を組み合わせること、例えば、ス
パッタリング法と電解メッキ法とを組み合わせることに
よって上部磁極コア７の成膜方向の組成に任意の傾斜を
形成することができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】ここで、本発明の第１の実施の形
態の薄膜磁気ヘッドを図２及び図３を参照して説明す
る。なお、図２（ａ）は上部磁極コアの平面図であり、
また、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖
線に沿った薄膜磁気ヘッドの要部断面図である。

【００４３】図２（ａ）参照本発明の実施の形態の薄膜磁気ヘッドの上部磁極コア１
１は、幅ｂが０．１〜６μｍ、例えば、５μｍの先端部
１２、幅ａが１０〜１００μｍ、例えば、５０μｍの後
部コア１４、及び、先端部１２と後部コア１４をスムー
ズに接続するテーパ部１３から構成される。

【００４４】図２（ｂ）参照この様な薄膜磁気ヘッドを形成するためには、まず、表
面に酸化膜（図示せず）を形成したＳｉ基板１５上に、
ＮｉＦｅからなる厚さ３〜４μｍ、例えば、３．５μｍ
の下部磁極コア１６を設けたのち、厚さ０．３〜０．６
μｍ、例えば、０．５μｍのギャップ層１７及び第１絶
縁膜１８を介して導電体膜を設け、パターニングするこ
とによって上部磁極コア１１と下部磁極コア１６の接続
部を複数回巻くコイル１９を形成し、次いで、第２絶縁
膜２０を形成し、コイル１９を被覆し、且つ、後部コア
１４と接する部分が露出するようにパターニングする。
なお、この場合のギャップ層１７の厚さが、磁気ギャッ
プの間隔ｄとなる。

【００４５】次いで、メッキベース層となる、厚さ５０
〜１００Å、例えば、５０ÅのＴｉ層（図示せず）、及
び、厚さ１０００Å以下、例えば、５００ÅのＮｉＦｅ
をスパッタリング法によって順次成膜し、レジストを露
光・現像することによって上部磁極コア１１を形成する
ための磁極用レジストパターンを形成する。

【００４６】次いで、１０００ｃｃ当たり、硫酸ニッケ
ル５０〜５００ｇ、例えば、５３ｇ、硫酸コバルト１０
〜１５０ｇ、例えば、１７ｇ、硫酸鉄４〜４０ｇ、例え
ば、５ｇ、不純物源としてのチオ尿素０．０１〜０．１
ｇ、例えば、０．０５ｇ、及び、その他緩衝剤、界面活
性剤を含むメッキ浴中で電解メッキを行うことによっ
て、厚さ１．０〜４．０μｍ、例えば、２．５μｍのＳ
（硫黄）等の不純物を含んだＣｏＮｉＦｅからなる上部
磁極コア１１を形成する。

【００４７】この場合の条件は、メッキ液を循環・攪拌
し、磁場を印加した状態で、２０〜４０℃、例えば、３
０℃の温度において、ｐＨを２〜３．５、例えば、ｐＨ
２．８に調整した条件で行った。

【００４８】最後に、上部磁極コアパターン以外の領域
におけるメッキベース層をＡｒイオンを用いたイオンミ
リング法或いはＦＩＢ（フォーカス・イオン・ビーム
法）によって除去する。

【００４９】図３（ａ）参照図３（ａ）は、上記の条件で電解メッキした場合の各部
位における不純物濃度〔原子％〕及び比抵抗〔μΩ・ｃ
ｍ〕の測定結果を示すもので、先端部から後部コアにか
けて不純物濃度が１原子％から４原子％以上へ増加し、
図２（ｂ）に示すように、先端部から低不純物濃度部２
１−中不純物濃度部２２−高不純物濃度部２３へと変化
し、不純物の増加に伴って比抵抗が３０μΩ・ｃｍ〜５
０μΩ・ｃｍ以上へと増加する。

【００５０】なお、この場合の不純物はチオ尿素に由来
するＳ（硫黄）が主成分であり、その他に、メッキ液を
構成する成分に基づいてＢ，Ｎ，Ｃ，Ｃｌ，Ｏ，Ｈ等も
含まれることになる。

【００５１】これは、上部磁極コア１１の形状、及び、
磁極用レジストパターンの高さによって、磁極内での先
端部１２と後部コア１４での電流密度が変わるためであ
り、この事情を図４（ａ）乃至図４（ｃ）を参照して説
明する。

【００５２】図４（ａ）乃至図４（ｃ）参照図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、それぞれ電流密度に対す
る不純物濃度の変化、パターン幅、即ち、電流密度及び
レジスト高さを一定にした場合の磁極形状に対する不純
物濃度変化、及び、電流密度及びパターン幅を一定にし
た場合のレジスト高さに対する不純物濃度の変化を示し
たものであり、図４（ａ）乃至図４（ｃ）から明らかな
ように、不純物濃度は電流密度の増加、パターン幅の増
加、及び、レジスト高さの増加に伴って減少する。

【００５３】先端部１２では形状の影響を受け、即ち、
パターン幅が狭くなるので不純物濃度が高くなる傾向が
あるが、レジストの表面はほぼ平坦であるので先端部１
２におけるレジスト高さは高くなり、したがって、不純
物濃度は低下する。逆に、後部コア１４では、パターン
幅が広くなるので不純物濃度が低くなる傾向があるが、
レジスト高さが低いため不純物濃度が高くなる。また、
先端部１２における電流密度は後部コア１４に対して相
対的に高くなるため、結果として先端部１２での不純物
濃度が高くなり、図３（ａ）に示した不純物濃度分布が
得られる。

【００５４】この様に、上部磁極コア１１に組成傾斜、
即ち、不純物濃度傾斜を設けることによって、先端部に
おいては、比抵抗ρを小さくすることによって飽和磁束
密度Ｂ_sを大きくすることができるので、磁気ギャップ
において発生する磁界を大きくすることができる。

【００５５】また、上部磁極コア１１の後部コアにおい
ては、比抵抗ρを十分大きくすることができるので、渦
電流損失を抑制して表皮効果を低減することができ、そ
れによって高周波特性が向上する。

【００５６】図３（ｂ）参照図３（ｂ）は、上述の様に不純物濃度傾斜を設けたＣｏ
ＮｉＦｅ合金試料の高周波透磁率μ（図においては、規
格化した値を示している）の測定結果を、不純物濃度傾
斜を有しないＮｉＦｅ合金試料と比較したものであり、
１０⁷Ｈｚ（＝１０ＭＨｚ）以上の高周波においてかな
りの改善が得られ、１００ＭＨｚ以上の高周波での使用
が可能になる。

【００５７】上記の様に、本発明の第１の実施の形態に
おいては、上部磁極コア１１の先端部から後部コアにか
けて不純物濃度傾斜を設けたので、高周波特性を低減さ
せることなく、効率良く記録磁界を発生させることがで
きる。

【００５８】次に、図５を参照して、本発明の第１の実
施の形態の変形例を説明するが、上部磁極コア１１の形
成工程以外は、上記の第１の実施の形態と全く同様であ
る。図５参照まず、上記の第１の実施の形態と同様に、酸化膜（図示
せず）を形成したＳｉ基板１５上に、下部磁極コア１
６、ギャップ層１７、第１絶縁膜１８、コイル１９、及
び、第２絶縁膜２０を設けたのち、メッキベース層とな
る、Ｔｉ層（図示せず）及びＮｉＦｅ（図示せず）をス
パッタリング法によって順次成膜し、レジストを現像・
露光することによって上部磁極コア１１を形成するため
の磁極用レジストパターンを形成する。

【００５９】この磁極用レジストパターンを形成する際
に、先端部１２から後部コア１４にかけて全体が緩いテ
ーパ状になるようにパターニングすることによって、電
解メッキをした場合に先端部１２から後部コア１４にか
けて連続的に不純物濃度が増加した上部磁極コア１１が
形成される。

【００６０】最後に、上部磁極コアパターン以外の領域
におけるメッキベース層をＡｒイオンを用いたイオンミ
リング法或いはＦＩＢ（フォーカス・イオン・ビーム
法）によって除去する。この場合にも、上記第１の実施
の形態とほぼ同様の効果が得られる。

【００６１】次に、図６を参照して、本発明の第２の実
施の形態及びその変形例を説明するが、上部磁極コア１
１の形成工程以外は、上記の第１の実施の形態と全く同
様である。図６（ａ）参照まず、上記の第１の実施の形態と同様に、酸化膜（図示
せず）を形成したＳｉ基板１５上に、下部磁極コア１
６、ギャップ層１７、第１絶縁膜１８、コイル１９、及
び、第２絶縁膜２０を設けたのち、メッキベース層とな
る、Ｔｉ層（図示せず）及びＮｉＦｅ（図示せず）をス
パッタリング法によって順次成膜し、レジストを露光・
現像することによって上部磁極コア１１を形成するため
の磁極用レジストパターンを形成する。

【００６２】次いで、電解メッキを行う際に、電流密度
を高くした条件で、厚さ０．１〜１．０μｍ、例えば、
０．５μｍの低不純物濃度層２４を形成したのち、電流
密度を低下させた条件で、厚さ１．０〜３．０μｍ、例
えば、２．０μｍの高不純物濃度層２５を形成すること
によって、不純物濃度が異なる２層構造の上部磁極コア
１１が形成される。

【００６３】最後に、上部磁極コアパターン以外の領域
におけるメッキベース層をＡｒイオンを用いたイオンミ
リング法或いはＦＩＢ（フォーカス・イオン・ビーム
法）によって除去する。

【００６４】この様に、上部磁極コア１１の成膜方向に
不純物濃度分布を設けることによって、先端部における
渦電流損失による表皮効果がなく、後部コアにおいても
表皮効果を十分抑制された、理想的な磁束の流れに近づ
けることができ、また、内側の層を低不純物濃度層２４
とすることによって、磁気ギャップにおいて発生する磁
界をより大きくすることができる。

【００６５】また、この場合の内部の低不純物濃度層２
４の厚さは、後部コアにおける比抵抗ρの増加の観点か
ら、外部の高不純物濃度層２５の厚さ以下にすることが
望ましい。なお、これらの低不純物濃度層２４及び高不
純物濃度層２５の先端部から後部コアにかけても不純物
濃度傾斜が形成されることになる。

【００６６】図６（ｂ）参照図６（ｂ）は本発明の第２の実施の形態の変形例の要部
断面図であり、まず、上記の第１の実施の形態と同様
に、酸化膜（図示せず）を形成したＳｉ基板１５上に、
下部磁極コア１６、ギャップ層１７、第１絶縁膜１８、
コイル１９、及び、第２絶縁膜２０を設けたのち、メッ
キベース層となる、Ｔｉ層（図示せず）及びＮｉＦｅ
（図示せず）をスパッタリング法によって順次成膜し、
レジストを露光・現像することによって上部磁極コア１
１を形成するための磁極用レジストパターンを形成す
る。

【００６７】次いで、電解メッキを行う際に、電流密度
が連続的に低下する条件で、厚さ１．０〜４．０μｍ、
例えば、２．５μｍの上部磁極コア１１を形成すること
によって、成膜方向に沿って連続的に不純物濃度を高く
することができる。

【００６８】最後に、上部磁極コアパターン以外の領域
におけるメッキベース層をＡｒイオンを用いたイオンミ
リング法或いはＦＩＢ（フォーカス・イオン・ビーム
法）によって除去する。

【００６９】この場合も、上部磁極コア１１の成膜方向
に不純物濃度傾斜を設けることによって、先端部におけ
る渦電流損失による表皮効果がなく、後部コアにおいて
も表皮効果を十分抑制された、理想的な磁束の流れに近
づけることができ、また、内側の層を低不純物濃度にす
ることによって、磁気ギャップにおいて発生する磁界を
より大きくすることができる。

【００７０】以上、本発明の各実施の形態及びその変形
例を説明してきたが、上部磁極コア内における不純物濃
度傾斜は、上部磁極コアの形状、幅等の寸法、攪拌速
度、或いは、電流密度を組み合わせることによって制御
することができるものであるが、本発明は、上記の条件
に限られるものではない。

【００７１】即ち、上部磁極コア１１の形成に際して
は、電解メッキ法を用いているが、スパッタリング法或
いは蒸着法等の乾式成膜法と組み合わせて用いても良
く、第２絶縁膜２０上に、高飽和磁束密度の材料、例え
ば、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ_50-60等をスパッタリング法で
成膜したのち、所定の磁極用レジストパターンを設け、
次いで、上述の電解メッキ法を用いて不純物濃度を高め
て高比抵抗にした磁性体膜を形成すれば良い。

【００７２】また、上記のスパッタリング法で形成する
高飽和磁束密度Ｂ_sの材料がＦｅＮ、ＦｅＮＺｒ、Ｆｅ
ＮｉＴａ、或いは、センダスト等からなり、電解メッキ
液に対して還元性でない場合には、高飽和磁束密度の材
料をスパッタリング法で成膜したのち、還元性材料をメ
ッキベース層として成膜し、次いで、所定の磁極用レジ
ストパターンを形成したのち、上述の電解メッキ法を用
いて不純物濃度を高めて高比抵抗にした磁性体膜を形成
すれば良い。

【００７３】なお、スパッタリング膜及びメッキベース
層の除去は、第１の実施の形態と同様にＡｒイオンを用
いたイオンミリング法、或いは、ＦＩＢ法（フォーカス
・イオン・ビーム法）を用いれば良い。

【００７４】また、全合金組成における最大不純物濃度
Ｍが１０原子％を越えた場合には磁気特性が劣化するの
で、不純物濃度傾斜を階段的に、或いは、連続的に形成
する場合にも、また、成膜方向に形成する場合、或い
は、先端部から後部コアに沿って形成する場合にも、最
大不純物濃度Ｍが１０原子％を越えないように、即ち、
０原子％＜Ｍ≦１０原子％の範囲で傾斜を形成すること
が望ましい。

【００７５】また、上記の本発明の各実施の形態の説明
においては、磁極コアを形成する母材合金として、Ｃｏ
ＮｉＦｅの３元合金を用いているが、ＣｏＮｉ、ＣｏＦ
ｅ、或いは、ＮｉＦｅの２元合金を用いても良いもので
ある。

【００７６】また、上記の本発明の各実施の形態の説明
においては、基板として、表面に酸化膜を形成したＳｉ
基板を用いているが、酸化膜を形成していないＳｉ基板
でも良く、或いは、ガラス基板、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ基
板等を用いても良いものであり、また、メッキベース層
としてＮｉＦｅを用いているが、ＣｏＮｉＦｅを用いて
も良いものである。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば、上部磁極コア内の成膜
方向或いは、先端部から後部コアに沿った方向に組成傾
斜を形成しているので、高周波領域における情報記録特
性を向上することができ、それによって、ハードディス
ク装置の高密度記録化に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の特性の説明図であ
る。

【図４】本発明の第１の実施の形態における不純物濃度
の電流密度、パターン幅、及び、レジスト高さ依存性の
説明図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例の説明図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施の形態及びその変形例の説
明図である。

【図７】従来の薄膜磁気ヘッドの説明図である。

【符号の説明】

１基板２下部磁極コア３絶縁膜４絶縁膜５コイル６絶縁膜７上部磁極コア８先端部９テーパ部１０後部１１上部磁極コア１２先端部１３テーパ部１４後部コア１５Ｓｉ基板１６下部磁極コア１７ギャップ層１８第１絶縁膜１９コイル２０第２絶縁膜２１低不純物濃度部２２中不純物濃度部２３高不純物濃度部２４低不純物濃度層２５高不純物濃度層３１上部磁極コア３２先端部３３テーパ部３４後部コア３５Ｓｉ基板３６下部磁極コア３７ギャップ層３８第１絶縁膜３９コイル４０第２絶縁膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、下部磁極コアと上部磁極コア
とを絶縁膜を介して積層させ、後端において前記上部磁
極コアと下部磁極コアとが接し、先端において磁気ギャ
ップを形成し、且つ、前記上部磁極コアと下部磁極コア
とが接した部位を複数回巻いたコイルを設けた薄膜磁気
ヘッドにおいて、前記上部磁極コアの組成が傾斜を有す
ることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】上記上部磁極コアの先端部から後部にか
けて、合金中の不純物濃度が連続的に高くなっているこ
とを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】上記上部磁極コアの先端部から後部にか
けて、合金中の不純物濃度が階段的に高くなっているこ
とを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】上記上部磁極コアの積層方向において、
上記絶縁膜と接する側から表面方向にかけて、合金中の
不純物濃度が連続的に高くなっていることを特徴とする
請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】上記上部磁極コアを上記絶縁膜と接する
内側層と、前記内側層の上に設けた外側層の２層で構成
し、前記外側層の合金中の不純物濃度を前記内側層の合
金中の不純物濃度より高くしたことを特徴とする請求項
１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】上記合金中の不純物濃度の最大値Ｍが、
０原子％＜Ｍ≦１０原子％であることを特徴とする請求
項２乃至５のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】上記上部磁極コアの合金中の不純物が、
Ｓ，Ｂ，Ｎ，Ｃ，Ｃｌ，Ｏ，Ｈの中の少なくとも１種類
以上の元素からなることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】上記上部磁極コアの合金が、Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｆｅの中の少なくとも２種類以上の元素からなるこ
とを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】基板上に、下部磁極コアと上部磁極コア
とを絶縁膜を介して積層させ、後端において前記上部磁
極コアと下部磁極コアとを接続すると共に、先端におい
て磁気ギャップを形成し、且つ、前記上部磁極コアと下
部磁極コアとを接続した部位を複数回巻いたコイルを形
成する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前記上部磁
極コアをレジスト膜をマスクとして電解メッキ法で形成
する際に、電流密度、磁極形状、及び、レジスト膜の高
さの少なくとも一つを変化させることによって前記上部
磁極コアの組成に傾斜を形成することを特徴とする薄膜
磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１０】基板上に、下部磁極コアと上部磁極コ
アとを絶縁膜を介して積層させ、後端において前記上部
磁極コアと下部磁極コアとを接続すると共に、先端にお
いて磁気ギャップを形成し、且つ、前記上部磁極コアと
下部磁極コアとを接続した部位を複数回巻いたコイルを
形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前記上部
磁極コアを形成する際に、異なった成膜方法を組み合わ
せることによって前記上部磁極コアの組成に傾斜を形成
することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。