JPS62145521A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ｐ　ＣＭ　（Ｐｕｌｓｅ　Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄ
ｕｌａｔｉｏｎ）記録再生装置等に用いられる薄膜磁気
ヘッドに関し、詳細には強磁性酸化物基板上に下部磁性
膜を積層形成してなる複合法板を用いた薄膜磁気ヘッド
に関する。

〔発明の概要〕

強磁性酸化物基板上に下部磁性膜を形成し、上記下部磁
性膜上にコイル導体及び上部磁性膜を各々絶縁層を介し
て積層形成してなる薄膜磁気ヘッドにおいて、 上記強磁性酸化物基板と下部磁性膜との界面に酸化物材
料あるいは酸化物材料及び金属材料よりなる反応防止膜
を介在させることにより、上記界面での拡散層の形成を
防止し、擬似ギャップの影響を低減し、電磁変換特性に
優れ、良好な記録再生特性が得られるようにしたもので
ある。

〔従来の技術〕

磁気記録の分野においては、高密度記録化に伴い磁気記
録媒体は高抗磁力化の方向にあり、記録再生波長も短波
長化の一途をたどっている。したがって、磁気ヘッドに
おいても高飽和磁束密度を有するコア材を用い、また狭
ギャップ化を進める等、上述の高密度記録化への対応を
図っている。

かかる状況から、薄膜技術によって形成される薄膜磁気
ヘッドが開発され、実用化されていることは周知である
。

一般に薄膜磁気ヘッドは、磁気回路を構成する磁性ＦＪ
ＩＩＱやコイル導体等がスパッタリングに代表される真
空薄膜形成技術により形成されるために、狭トランク化
や狭ギャップ化等の微小寸法化が容易で高分解能記録が
可能であるという特徴を有しており、高密度記録化に対
応した磁気ヘッドとして注目されている。

上記薄膜磁気ヘッドとしては、従来、第３図に示すよう
に一１強磁性酸化物基板（５１）と下部磁性膜（５２）
よりなる複合基板上に、第１コイル導体（５３）。

第２コイル導体（５４）及び上部磁性膜（５８）が絶縁
層（５５）　、　（５６）　、　（’５７）を介して順
次、積層され、さらに、上記下部磁性膜（５２）と上部
磁性膜（５８）とをギヤ・ノブスペーサ（５９）を介し
て対向させ作動ギヤツブｇ′を構成したものが提案され
ている。

このように磁気記録媒体の高抗磁力に対応した薄膜磁気
ヘッドにおいては、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト等の強磁性
酸化物基板（５１）上に、Ｆｅ−Ａｆｆ−Ｓｉ系合金（
いわゆるセンダスト）等の高飽和磁束密度の強磁性金属
材料からなる下部磁性膜（５２）を被着形成した複合基
板を用いている。したがって、メタルテープ等の高抗磁
力を有する磁気記録媒体に高密度記録するのに好適なヘ
ッドとなっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記下部磁性膜（５２）は、通常、スパッタ
リング法やイオンブレーティング法等の真空薄膜形成技
術で被着形成される。このため、上記強磁性酸化物基板
（５１）と下部磁性膜（５２）との界面では、フェライ
ト（強磁性酸化物基板）とセンダスト（下部磁性膜）と
が接触した状態で、３００〜７００°Ｃの高温にさらさ
れることになる。したがって、フェライトを構成する酸
素原子が３００〜５００℃の平衡状態に向けて拡散を始
め、フェライト中の酸素原子はセンダストを構成するＦ
ｅ原子、Ａｆｆ原子あるいはＳｉ原子と結合する。この
結果、上記界面部のフェライトは還元された状態となり
、拡散層（６０）が形成される。この拡散層（６０）の
膜ｆｆＤは通常１〜５μｍ厚に形成される。

ざらに、上記拡散Ｎ　（６０）は下部磁性膜（５８）を
形成後に増長される傾向にある。すなわち、センダスト
の熱膨張係数は１３０　ｘ　１０−　’　／　℃〜１６
０　Ｘ　１０づ／℃テアリ、フェライトの熱膨張係数は
上記センダストのそれに比べて５０％程度異なる９０ｘ
ｌＯ−’／”ｃ〜１）０　ｘ　ｔｏ−’／　’ｃである
ことがら、センダスト膜の膜厚が厚くなるに従いフェラ
イトとセンダストとの界面の応力レベルは高いものとな
る。したがって、この応力による歪が加わった状態で、
スパッタリング後のアニール処理や保護板融着による加
熱が行われると、いわゆる歪時効現象が生じ、フェライ
ト表面の酸素原子の移動がさらに促進され、拡散層（６
０）の膜厚が大きなものとなってしまう。

このような拡散層（６０）は非磁性に近いものであり、
磁気記録媒体対接面（６１）に露出した拡散層（６０）
が作動ギャップと略平行となる如く位置しているので、
凝似ギャップとして作用するという欠点がある。また、
上記拡散ＦＪ　（６０）による磁気抵抗の増大により、
複合基板の軟磁性特性が劣化し、再生出力の低下を招く
という問題もある。

さらに、上述の応力に起因して、上記下部磁性膜（５２
）にひび割れが生じることもあり、この膜（５２）の軟
磁性特性の劣化を招く虞れがある。

そこで、本発明は上述の事情に諧みて提案されたもので
あり、強磁性酸化物基板上に下部磁性膜を形成してなる
複合基板を用いた薄膜磁気ヘッドにおいて、上記強磁性
酸化物基板と下部磁性膜との界面での拡散層の形成を防
止し、これにより擬似ギャップの影響を低減し、＠Ｍｌ
変換特性にＩｒれ、良好な記録再生が可能な薄膜磁気ヘ
ッドを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明の薄膜磁気ヘッドは
、強磁性酸化物基板上に下部磁性膜を形成し、上記下部
磁性膜上にコイル導体及び上部磁性膜を各々絶縁層を介
して積層形成してなる薄膜磁気ヘッドにおいて、上記強
磁性金属薄膜と上記下部磁性膜との界面に酸化物材料よ
りなる反応防止膜を介在させたことを特徴とするもので
あり、さらには上記強磁性金属薄膜と上記下部磁性膜と
の界面に酸化物材料及び金属材料よりなる反応防止膜を
介在させたことを特徴とするものである。

〔作用〕

強磁性酸化物基板と下部磁性膜との界面に酸化物材料に
より形成される反応防止膜は、高温時における上記強磁
性酸化物基板から下部磁性膜への酸素原子の拡散防止作
用を有している。

また、上記界面に酸化物材料及び金属（オ料により形成
される反応防止膜は、上述の酸素原子の拡散防止作用を
有し、特に上記金属材料を下部Ｃイｌ性膜側に配設した
時は下部Ｋｉ磁性膜密着性が向上する。

（実施例〕 以下、本発明を適用したａＪ　ＩＩＩ磁気ヘッドの実施
例を図面を参照しながら説明する。

先ず、第１の実施例について、第１図を参照しながら説
明する。

本実施例の薄膜磁気ヘッドにおいては、第１図に示すよ
うに、強磁性酸化物基板（１）と下部磁性膜（３）との
界面に反応防止膜として酸化物膜（２）を介在させた複
合基板が用いられる。

上記酸化物膜（２）の材料としては、ＳｉＯ□。

Ｔａ２０５　、　ＡｌｚＯｘ　、　Ｃｒｚ０３　、　Ｓ
　ｉｏ、またはガラス等の酸素化合物を用いることがで
きる。

この酸化物膜（２）の膜厚ｄ、は、５０〜５００人の範
囲内に設定することが好ましい。すなわち、本発明者等
の実験により、再生出力の周波数特性を調べたところ、
この膜厚ｄ、を５００Å以上に設定すると、上記酸化物
膜（２）が擬似ギャップとして作用し、周波数７〜ｌＩ
ＭＨｚの範囲でのうねりが２ｄＢ以上となり、再生画像
の劣化をもたらし好ましくない。また、上記膜厚ｄ、が
５０Å以下では、強磁性酸化物基板（１）と下部磁性膜
（３）との界面での反応防止作用が薄くなる。

上記強磁性酸化物基板（１）としては、Ｎｉ−Ｚｎ系フ
ェライト基板、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト基板等が使用さ
れ、上記下部磁性膜（３）としては、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ
系合金（センダスト）、Ｆｅ−Ｎｔ系合金（パーマロイ
）等の高飽和磁束密度の強磁性金属材料が使用される。

このように上記界面に酸化物１）！（２）を介在させれ
ば、下部磁性膜（３）は強磁性酸化物基板（１）上に酸
化物膜（２）を介して形成されるので、スパッタリング
時に高温にさらされても強磁性酸化物基板（１）中の酸
素原子の拡散が防止される。このため、上記強磁性酸化
物基板（１）界面の低酸素状態に起因する前述の拡散層
が形成されなくなる。

また、上述のように下部磁性膜（３）をスパッタリング
で形成する際に、前記拡散層が形成されないことから、
このスパッタリング時の温度や速度等の条件を緩い条件
で管理できるので、歩留まりや条件管理等の点で有利で
ある。

上記複合基板を構成する下部磁性膜（３）上には、フロ
ントギャップ部やバックギャップ部を除いてＳ　ｉＯ！
等よりなる第１絶縁膜（４）が形成されている。

また、上記第１絶縁膜（４）上には、ＣｕあるいはＡＩ
等の導電金属材料よりなる渦巻状の第１コイル導体（５
）が、所定の間隔をもって複数ターン（本実施例では４
ターン）形成されている。このコイル導体（４）は、通
常、上記導電金属材料を磁性基板（３）の全面に被着し
た後、パターンエツチングを施すことにより形成される
。

さらに、上記第１コイル導体（５）を被覆する如く第２
絶縁膜（６）が被着形成され、上記第１コイ小導体（５
）と同一の巻回方向を有し、上記第２絶縁膜（６）に形
成されたコンタクト窓部（図示せず）を介して上記第１
コイル導体（５）と電気的に接続された第２コイル導体
（７）が形成されている。

この第２コイル導体（７）も渦巻状で、本実施例では３
ターンを有している。したがって、本例のコイル導体は
、７ターンのスパイラル２層重ね巻線構造となっている
。なお、本発明では、コイル導体の巻線構造は限定され
るものではなく、上記スパイラル多層巻線構造の他、多
層ヘリカル型、ジグザグ型等、如何なる巻線構造であっ
ても良い。

上記第２コイル導体（７）上には、後述の上部Ｖ、性膜
との絶縁を図るために第３絶縁膜（８）が形成されてい
る。

そして、上記第３絶縁膜（８）上には、上記磁性基板（
３）との共働により磁気回路を構成する上部磁性膜（９
）が形成されている。この上部磁性膜（９）は、上述の
各コイル導体（５）　、　（７）の渦巻の中央部から磁
気記録媒体対接面（１０）に亘り跨がって被着形成され
、上記渦巻の中央部では、各絶縁膜（４＞、　（６）　
、　（８）に設けられた窓部（１））を介して磁性基＋
Ｆ１．（３）　と接続され、パックギャップを構成する
とともに、フロントギャップ近傍部では、ギャップスペ
ーサ（１２）を挾んで対向し、作動ギヤ、プＧを構成す
るようになっている。上記上部磁性膜（９）としては、
先の下部磁性ｌＩ！２（３）と同様に、センダストやパ
ーマロイ等の高飽和磁束密度である強磁性金属磁性材料
が使用される。

さらに、図示してないが、通常は上述のコイル導体（５
）　、　（７）や上部磁性膜（９）等により構成される
磁気回路部を保護するとともに、磁気記録媒体に対する
当たりを確保するために保護板がガラス等を接着剤とし
て融着接合されている。

このように強磁性酸化物基板（１）と下部磁性膜（３）
との界面に酸化物膜（２）を介在さ７せることにより、
前述の拡散層の発生を防止することができる。したがっ
て、再生出力のうねりが減少し、擬似ギャップの影響が
大幅に低減される。また、強磁性酸化物基板（１）と下
部磁性ｒＩＩＪ（３）とが磁気的に結合する界面近傍部
の軟磁性特性が劣化することがなくなり、再生出力の低
下やうねりが防止される。

さらに、強磁性酸化物基板（１）と下部磁ｍｒａ＜３）
との熱膨張係数の差に起因する熱応力は、上記酸化物膜
（２）によって分散され、下部磁性膜（３）形成後のア
ニール処理や保護板融着等による加熱においても、上記
下部磁性膜（３）にひび割れが生じ難くなる。したがっ
て、一層の磁気特性の向上が図れ、信頼性の高い薄膜磁
気−・フドとなる。

次に、第２の実施例について、第２図を参照しながら説
明する。なお、この第２図において、第１図と同一部材
には同一符号を付しその説明は省略する。

本実施例の薄膜磁気ヘッドは、第１実施例と同様の薄膜
磁気ヘッドにおいて、強磁性酸化物基板（１）と下部磁
性１）’Ａ（３）との界面に反応防止膜として酸化物膜
（２１）及び金属膜（２２）を介在させた複合店板を用
いたことに特徴を有する。

（１）と接合するように配設し、上記金属膜（２２）は
下部磁性膜（３）と接合するように配設する。

このような構成とすれば、上記酸化物膜（２１）が強磁
性酸化物基板（１）の低酸素化による前記拡散層の発生
を防止するとともに、上記金属膜（２２）と下部磁性膜
（３）とのなじみが良くなり、上記下部磁性膜（３）の
密着性が向上する。

したがって、上記界面における拡散層の発生を防止でき
るので、この界面部におけるｔｄ４以ギヤツブの影響が
低減できる。同時に、下部磁性膜（３）の付着強度を高
めることができ、構造的に強いものとなる。また、上記
酸化物膜（２１）及び金属膜（２２）を配設することで
、下部磁性膜（３）の歪が緩和されひび割れの防止を行
うこともできる。したがって、軟磁気特性に優れた信頼
性の高い薄膜磁気ヘッドを提供することができる。

上記酸化膜（２１）としては、第１の実施例における酸
化膜（２）と同一の材料が使用でき、金属膜（２２）と
しては、クロムＣｒ、タンタルＴａ、チクンＴｉ　　モ
１）ブ早′ンＭｎ　　々ンＪ′ｙ′ス卆ンＷ竺の］ド石
＜２性で、かつ活性な金属が使用される。

また、上記酸化物膜（２１）の膜厚ｄ、は５０〜３００
人の範囲内に設定し、上記金属１）！Ｗ（２２）の膜厚
ｄ３は５０〜２００人の範囲内に設定するとともに、合
計膜厚（ｄＺ＋　ｄ、）は５００人以内に設定すること
が好ましい。、上記合計膜厚（ｄ２＋ｄ３）が５００人
、以上となると、上記酸化物膜（２１）及び金属膜（２
２）が擬似ギヤツブとして作用し、再生信号が劣化する
。逆に、膜厚ｄ２が５０Å以下では反応防止作用が薄く
、膜厚ｄ３が５０Å以下では下部磁性膜（３）の密着性
の改善が図れない。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の薄膜磁気ヘ
ッドにおいては、強磁性酸化物基板上に下部磁性膜を形
成してなる複合基板において、強磁性酸化物基板と下部
磁性膜との界面に酸化物材料よりなる反応防止膜を形成
しているので、スパッタリング等で上記下部磁性膜を被
着しても、上記界面に低酸素状態の拡散層が形成される
ことがなくなる。したがって、この拡散層に起因して生
じる（疑似ギャップの影ツを大幅に低減できるとともに
、上記複合基板の軟磁性特性が確保され、良好な記録再
生特性が得られる。

また、上記界面に酸化物材料及び金属材料よりなる反応
防止膜を介在させることにより、擬似ギャップの影響が
低減され軟磁性特性が確保され、同時に上部磁性膜の密
着性が向上し、信顛性の裔い薄膜磁気ヘッドとなる。

さらに、拡散層が形成されないので、下部磁性膜の形成
条件、例えばスパッタリング温度やスパッタリング速度
等の制約が少なくなり、製造し易い薄膜磁気ヘッドとな
るという利点もある。

さらに、強磁性酸化物基板と下部磁性膜との熱膨張係数
の差による熱応力は、上述の酸化物膜あるいは酸化物膜
と金属膜で緩和されるため、スパッタリング終了後のア
ニール処理や保護板融着時の温度変化に対して上記下部
磁性膜にひび割れが入ることがなくなり、軟磁性特性の
劣化が防げられる。したがって、さらに薄膜磁気ヘッド
の磁気特性が高められ、良好な記録再生が可能となる。

これにより、下部磁性膜形成後の製造条件を緩い条件で
管理でき、さらに製造し易い薄膜磁気ヘッドとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すもので、強磁性酸化物
裁板と下部磁性膜との界面に酸化物材料よりなる反応防
止膜を介在させた薄膜磁気ヘッドを示す要部拡大断面図
である。 第２図は本発明の他の実施例を示すもので、強磁性酸化
物基板と下部磁性膜との県面に酸化物材料及び金属材料
よりなる反応防止膜を介在させた薄膜磁気ヘッドを示す
要部拡大断面図である。 第３図は従来の薄膜磁気ヘッドを示す要部拡大断面図で
ある。 ■・・・・・・・強磁性酸化物基板 ２・・・・・・・酸化物膜 ３・・・・・・・下部磁性■々 ５．７・・・・・コイル導体 ９・・・・・・・上部磁性膜 ２１・・・・・・酸化物膜 ２２・・・・・・金属膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）強磁性酸化物基板上に下部磁性膜を形成し、上記
   下部磁性膜上にコイル導体及び上部磁性膜を各々絶縁層
   を介して積層形成してなる薄膜磁気ヘッドにおいて、 上記強磁性酸化物基板と上記下部磁性膜との界面に酸化
   物材料よりなる反応防止膜を介在させたことを特徴とす
   る薄膜磁気ヘッド。
2. （２）強磁性酸化物基板上に下部磁性膜を形成し、上記
   下部磁性膜上にコイル導体及び上部磁性膜を各々絶縁層
   を介して積層形成してなる薄膜磁気ヘッドにおいて、 上記強磁性酸化物基板と上記下部磁性膜との界面に酸化
   物材料及び金属材料よりなる反応防止膜を介在させたこ
   とを特徴とする薄膜磁気ヘッド。