DE69631077T2

DE69631077T2 - Plattenspeichersystem sowie Dünnfilmmagnetkopf und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE69631077T2
Application number: DE69631077T
Authority: DE
Inventors: Sano Hitachi-shi Masaaki; Kita Hitachinaka-shi Yoshiaki; Narumi Hitachi-shi Shun-ichi; Kawabe Odawara-shi Takashi; Fuyama Hitachi-shi Moriaki; Takano Kodaira-shi Hisashi; Yamamoto Hachiouji-shi Hisano; Masuda Odawara-shi Kenzo
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: HGST Japan Ltd
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: US20030123186A1; JPH08212512A; US6262867B1; EP0725386B1; EP0725386A2; DE69631077D1; US20020008937A1; US6490131B2; US20020154444A1; US6661606B2; US6385009B2; US6118628A; SG42333A1; CN1068949C; EP0725386A3; CN1140296A

Description

Die Erfindung betrifft einen Dünnschichtmagnetkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Plattenspeichersystem mit einem derartigen Dünnschichtmagnetkopf gemäß der EP 0 012 326 A .
Da in den jüngsten Jahren die Aufzeichnungsdichte eines Plattenspeichersystems höher geworden ist und die magnetische Koerzitivkraft von Aufzeichnungsmedien zugenommen hat, wird ein Dünnschichtmagnetkopf benötigt, der auf einem Aufzeichnungsmedium mit hoher magnetischer Koerzitivkraft ausreichend aufzeichnen kann.
Um dies zu realisieren, ist es erforderlich, einen Werkstoff mit einer hohen Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) als Kernmaterial des Magnetkopfs zu verwenden. In der Vergangenheit wurde als Werkstoff eine Schicht aus einer 80Ni-Fe-Legierung mit einer Dicke von 3 μm verwendet.
Da der Widerstand der Schicht aus der 80Ni-Fe-Legierung jedoch nur 16 bis 20 μΩ·cm beträgt, wird der Wirbelstrom in einem Hochfrequenzband hoch. Dadurch wird die Stärke des Aufzeichnungsmagnetfelds des Magnetkopfs in einem Hochfrequenzband verringert, und dementsprechend ist die Aufzeichnungsfrequenz auf ein Maximum von 30 MHz begrenzt.
Als alternative Werkstoffe wurden amorphe Werkstoffe des Co-Systems und Dünnschichten aus Fe-Al-Si-Sendust-Legierungen vorgeschlagen. Sie werden in der Praxis jedoch noch nicht verwendet, da die zuerst genannten thermisch instabil sind, weil die Werkstoffe amorph sind, und die zuletzt genannten hinsichtlich des Fertigungsprozesses den Nachteil haben, daß der Werkstoff für den magnetische n Kern des induktiven Kopfs eine Wärmebehandlung bei einer hohen Temperatur von annähernd 500°C erfordert.
In den jüngsten Jahren wurden in der JP-60-82,638 A, der JP-61-76,642 A, der JP-64-8,605 A, der JP-2-68,906 A und in der JP-2-290,995 Werkstoffe aus den drei Elementen Co, Ni und Fe offenbart.
Obwohl die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) dieser Werkstoffe aus drei Elementen einen hohen Wert von 1,5 T aufweist, ist der spezifische Widerstand nicht groß, die Kristallkorngröße ist bei der 80Ni-Fe-Legierung nicht klein, und zusätzlich besteht, wie bei der 80Ni-Fe-Legierung, ein Nachteil in den Hochfrequenzcharakteristika.
Andererseits wächst die Speicherkapazität von Plattenspeichersystemen Jahr für Jahr stetig, und die Flächendichte einer heute hergestellten 3,5-Zoll-Platte wurde auf bis zu 350 MB pro 6,45 cm² (Quadratzoll) gesteigert.
In diesem Fall beträgt die Datenaufzeichnungsfrequenz annähernd 27 MHz, was nahe der Leistungsgrenze eines Magnetkopfs liegt, für den die Schicht aus der 80Ni-Fe-Legierung oder die Schicht aus der Co-Ni-Fe-Legierung verwendet wird.
Obwohl in der JP-3-68,744 A eine magnetische Schicht für eine Hochfrequenzverwendung offenbart ist, die durch Hinzufügen von Nb, Ta, Cr und Mo zu (40–50)Ni-Fe durch ein Sputterverfahren erzeugt wird, ist es schwierig, durch ein Sputterverfahren magnetisch eine dicke Schicht zu erzeugen, da das Material eine große magnetokristalline Anisotropie aufweist.
In der EP 0 012 326 – als am nächsten verwandten Stand der Technik – ist ein Dünnschichtaufzeichnungsmagnetkopf mit einer auf einem Ziel abgeschiedenen unteren Magnetschicht offenbart. Über dieser Schicht wird ein Isolator abgeschieden, in den Kupferspulen eingebettet sind. Eine obere Polstückschicht ist auf einer Seite so nach unten gekrümmt, daß sie einen Hals und einen Spalt zum Lesen eines magnetischen Aufzeichnungsmediums bildet. Auf der ande ren Seite ist die obere Polstückschicht so nach unten gekrümmt, daß sie mit der unteren Schicht zusammentrifft und einen hinteren Spalt bildet. Die obere Schicht wird durch Aufdampfen eines Metalls auf die untere Schicht, Aufbringen einer Widerstandsmaske und anschließendes Galvanisieren durch die Maske auf dem Metall abgeschieden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Dünnschichtmagnetkopf und ein Plattenspeichersystem mit einem Magnetkopf zum Aufzeichnen mit hoher Dichte in einem Hochfrequenzband zu schaffen, die zum Ausführen eines Hochgeschwindigkeitszugriffs und für eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit geeignet sind.
Die Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 3 gelöst. Der erfindungsgemäße Dünnschichtmagnetkopf ist in einem Plattenspeichersystem gemäß Anspruch 3 mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit, hoher Aufzeichnungsdichte, einer Magnetplatte, die bei einer Aufzeichnung oder Wiedergabe durch das Plattenspeichersystem mit mehr als 4000 min^–1 gedreht wird, und einer auf mehr als 45 MHz eingestellten Aufzeichnungsfrequenz montiert.
Der magnetische Kern des Schreibkopfs muß aus einem Werkstoff mit einer großen Sättigungsmagnetflußdichte (B_s), einer geringen magnetischen Koerzitivkraft in der Richtung der Hauptachse und einem hohen spezifischen Widerstand gefertigt sein.
Anders ausgedrückt ist der erzielbare Bereich an Zusammensetzungen mit hohem Widerstand und hoher Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) bei Ni-Fe-Legierungen ein Bereich, der 38 bis 60 Gew.-% Ni enthält.
Wird jedoch ein Magnetfilm mit einer Dicke von mehr als 2 μm verwendet, wie er normalerweise für einen durch ein Sputterverfahren hergestellten Dünnschichtmagnetkopf oder dergleichen verwen det wird, wird die Kristallkorngröße der Schicht groß, die magnetische Koerzitivkraft in der Richtung der Hauptachse ist groß, und es wird kaum eine einachsige magnetische Anisotropie induziert, da dieser Zusammensetzungsbereich ein Bereich ist, in dem die magnetokristalline Anisotropie am höchsten ist.
Daher wurde ein Galvanisierungsverfahren angewendet, um die Kristallkorngröße klein zu halten, und das Hinzufügen eines dritten Elements, wie Co, Mn, Cr, Pd, B, In oder dergleichen zu einer Basis aus einer Ni-Fe-Legierung aus zwei Elementen mit 38 bis 60 Gew.-% Ni wurde untersucht.
Die festgestellten Ergebnisse sind ein Zusammensetzungsbereich und ein Herstellungsverfahren einer herausragenden Dünnschicht mit einer Sättigungsmagnetflußdichte (B_s), die größer als 1,5 T ist, einer magnetischen Koerzitivkraft (H_CR) in der Richtung der Hauptachse von weniger als 795,8 A/m (1,0 Oe) und einem Widerstand von mehr als 40 μΩ·cm, wobei die Schichtdicke auf den für das Aufzeichnungsmagnetfeld erforderlichen 2 bis 5 μm gehalten wird.
Durch die Verwendung des Werkstoffs für einen Dünnschichtmagnetkopf ist es möglich, ein Hochleistungs-Plattenspeichersystem mit einer Flächendichte von 500 MB pro 6,45 cm² (Quadratzoll), einer Aufzeichnungsfrequenz von 45 MHz und einer Übertragungsgeschwindigkeit von über 15 MB/s zu schaffen.
Bei dem Plattenspeichersystem gemäß 3 hat die Magnetplatte eine Übertragungsgeschwindigkeit von mehr als 15 Megabyte pro Sekunde, eine Flächendichte für die Datenaufzeichnung von mehr als 500 Megabit pro 6,45 cm² (pro Quadratzoll) und einen Magnetplattendurchmesser von weniger als 8,9 cm (3,5 Zoll).
Bei dem Dünnschichtmagnetkopf steht ein Ende der auf der unteren magnetischen Schicht ausgebildeten oberen magnetischen Schicht mit einem Ende der unteren magnetischen Schicht in Kontakt und das andere Ende liegt der unteren magnetischen Schicht über einen magnetischen Spalt gegenüber, wodurch die obere magnetische Schicht in dem Teil zusammen mit der unteren magnetischen Schicht eine magnetische Schaltung mit dem magnetischen Spalt bildet, wobei eine leitfähige Spule eine Spule mit einer gegebenen Anzahl an Windungen bildet, die zwischen den beiden magnetischen Schichten verlaufen.
Ein Fertigungsverfahren für den Dünnschichtmagnetkopf gemäß Anspruch 1 umfaßt die Schritte der Erzeugung einer oberen magnetischen Schicht auf einer unteren magnetischen Schicht, die Herstellung einer Verbindung zwischen einem Ende der oberen magnetischen Schicht und einem Ende der unteren magnetischen Schicht, das Anordnen des anderen Endes der oberen magnetischen Schicht gegenüber dem anderen Ende der unteren magnetischen Schicht, wobei der magnetische Spalt zwischen ihnen angeordnet ist, wodurch die obere magnetische Schicht mit dem magnetischen Spalt in dem Teil zusammen mit der unteren magnetischen Schicht eine magnetische Schaltung bildet, und die Erzeugung einer leitenden Spule mit einer gegebenen Anzahl von Windungen, die zwischen den beiden magnetischen Schichten verlaufen.
Bei dem Herstellungsverfahren für den Dünnschichtmagnetkopf wird zumindest entweder die untere oder obere magnetische Schicht durch Galvanisieren unter Verwendung eines Ni-Fe-Galvanisierungsbads erzeugt, das eine metallische Ionenkonzentration von 15 bis 20 g/l Ni⁺⁺-Ionen und 2,0 bis 2,7 g/l Fe⁺⁺-Ionen enthält, wobei das Verhältnis von Ni⁺⁺-Ionen zu Fe⁺⁺-Ionen (Ni⁺⁺ : Fe⁺⁺) 7 zu 8 beträgt, ein Spannungsentlastungsmittel und ein oberflächenaktives Mittel enthalten sind und der pH-Wert bei 2,5 bis 3,5 liegt.
Insbesondere wird der Dünnschichtmagnetkopf vorzugsweise durch Galvanisieren über eine Maske in einem Magnetfeld erzeugt, wobei die Temperatur des Galvanisierungsbads auf 20 bis 35°C und die Stromdichte auf 5 bis 30 mA/cm² gehalten wird.
Ferner wird die Schicht bei dem in Anspruch 1 beschriebenen Dünnschichtmagnetkopf vorzugsweise unter Verwendung eines Galvanisierungsbads erzeugt, dem jeweils 0,4 bis 0,6 g/l Co-Ionen und/oder weniger als 0,1 g/l Cr-, Mo-, Pd-, In-, B-Ionen beigefügt wurden, und die Magnetschicht wird durch Galvanisieren über eine Maske in einem Magnetfeld erzeugt.
Erfindungsgemäß werden ein Verwischen beim Schreiben aufgrund der Aufzeichnungsfrequenz und einer Fluktuation eines Überschreibwerts durch Einstellen der Dicke, des spezifischen Widerstands und der relativen Durchlässigkeit bzw. Permeabilität der Magnetschicht eines Magnetpols für einen Schreibkopf unter Berücksichtigung des Wirbelstromverlusts und gleichzeitiges Einstellen der Datenaufzeichnungsfrequenz auf einen hohen Wert und Drehen einer zu dem vorstehend beschriebenen Kopf passenden Platte mit hoher Geschwindigkeit verhindert.

(1) Vorzugsweise wird eine Einrichtung mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von über 15 Megabyte pro Sekunde und einer Flächendichte von mehr als 500 Megabit pro 6,45 cm² (Quadratzoll) geschaffen.
(2) Vorzugsweise wird die Magnetplatte beim Speichern von Informationen unter Verwendung einer Magnetplatte mit einem Durchmesser von weniger als 8,9 cm (3,5 Zoll) beim Aufzeichnen und bei der Wiedergabe mit 4000 min^–1 gedreht, und die Aufzeichnungsfrequenz wird auf einen Wert über 45 MHz eingestellt.
(3) Vorzugsweise wird die Magnetplatte unter Verwendung einer metallischen Schicht mit einer magnetischen Koerzitivkraft von mehr als 159.154 A/m (2 kOe) hergestellt.
(4) Vorzugsweise ist die Aufbauzeit des Aufzeichnungsstroms auf einen Wert von weniger als 5 Nanosekunden (ns) eingestellt.
(5) Vorzugsweise wird die Spule eines induktiven Kopfs zum Ausführen einer Aufzeichnung von Informationen auf einer Magnetplatte durch einen Dünnschichtprozeß erzeugt, die Anzahl der Anschlüsse beträgt drei, und die Induktanz zwischen den Anschlüssen ist geringer als 1 Mikro-Henry (μH).
(6) Vorzugsweise weist die Spule eines induktiven Kopfs zum Ausführen einer Aufzeichnung von Informationen auf einer Magnetplatte einen zweischichtigen Aufbau auf, die Anzahl der Windungen der ersten Schicht entspricht der der zweiten Schicht, und die Richtungen der Wicklungen sind einander entgegengesetzt.
(7) Vorzugsweise weist die Spule eines induktiven Kopfs zum Ausführen einer Aufzeichnung von Informationen auf einer Magnetplatte einen einschichtigen Aufbau auf, ein zusätzlicher Anschluß ist mit einer Position (c) verbunden, die der Hälfte der Anzahl der Windungen zwischen dem Ausgangspunkt der Spule (a) und dem Endpunkt der Spule (b) entspricht, und der zwischen (c) und (a) fließende Strom und der zwischen (c) und (b) fließende Strom weisen in bezug aufeinander umgekehrte Phasen auf.
(8) Sind die Schichtdicke einer magnetischen Schicht des Kerns eines induktiven Kopfs d (μm), der spezifische Widerstand ρ (μΩ·cm) cm) und die relative Permeabilität bei einer niedrigen Frequenz μ, wird vorzugsweise eine Einrichtung geschaffen, bei denen diese Parameter die Beziehung μd²/ρ ≤ 500 aufweisen.
(9) Vorzugsweise weist zumindest ein Teil des Aufzeichnungsmagnetpols eines zur Datenaufzeichnung oder Datenaufzeichnung und -wiedergabe verwendeten Magnetkopfs einen mehrschichtigen Aufbau auf, bei dem abwechselnd eine magnetische Schicht und eine isolierende Schicht aufeinander geschichtet sind, und die Dicke der Schicht beträgt weniger als 2,7 μm.
(10) Vorzugsweise wird die vorstehend beschriebene Fe-Ni-Legierung zumindest für die obere magnetische Schicht der magnetischen Aufzeichnungsschichten eines zur Datenaufzeichnung oder zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe verwendeten Magnetkopfs verwendet, und für die untere magnetische Schicht wird eine amorphe Legierung auf Co-Basis oder eine amorphe Legierung auf Fe-Basis verwendet.
(11) Vorzugsweise enthält der Werkstoff für den Aufzeichnungsmagnetpol zumindest eines der Elemente Zr, Y, Ti, Hf, Al und Si.
(12) Vorzugsweise ist die magnetomotorische Aufzeichnungskraft, d. h. das Produkt des Aufzeichnungsstroms und der Anzahl der Windungen der Spule des zur Datenaufzeichnung oder zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe verwendeten Magnetkopfs auf einen Wert von mehr als 0, 5 Amperewindungen (AT) eingestellt.
(13) Vorzugsweise ist der spezifische Widerstand zumindest eines Teils des Aufzeichnungsmagnetpols des zur Datenaufzeichnung oder zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe verwendeten Ma gnetkopfs größer als 40 μΩ·cm, und die relative Permeabilität ist größer als 500.
(14) Vorzugsweise weist die Aufzeichnungsspule eines induktiven Kopfs zum Ausführen einer Aufzeichnung von Informationen auf einem Magnetplattenmedium einen einschichtigen Aufbau auf, ein zusätzlicher Anschluß ist mit einer Position (c) verbunden, die der Hälfte der Anzahl der Windungen zwischen dem Ausgangspunkt der Spule (a) und dem Endpunkt der Spule (b) entspricht, der zwischen (c) und (a) fließende Strom und der zwischen (c) und (b) fließende Strom weisen in bezug aufeinander umgekehrte Phasen auf, und ein Kopf aus zwei Elementen, für den ein Spinventilelement und ein hoch magnetoresistives Element verwendet werden, wird als Wiedergabekopf verwendet.

Im Hochfrequenzband über der Aufzeichnungsfrequenz von 45 MHz wird die Effizienz des Magnetkopfs (die Effizienz hinsichtlich des Induzierens des Magnetflusses) durch den Wirbelstromverlust dominiert. Obwohl zur Verringerung des Wirbelstromverlusts eine Verringerung der Schichtdicke des magnetischen Kerns am effektivsten ist, verursacht eine Verringerung der Schichtdicke die Unmöglichkeit eines Aufzeichnens aufgrund eines unzureichenden Aufzeichnungsmagnetflusses.
Zum ausreichenden Aufzeichnen auf einem Medium mit einer hohen magnetischen Koerzitivkraft von mehr als 159.154 A/m (2000 Oe), insbesondere von mehr als 183.027 A/m (2300 Oe), müssen die Schichtdicke mehr als 2 μm betragen und die Sättigungsmagnetflußdichte hoch sein. Im allgemeinen dient die Verwendung eines mehrschichtigen Films der Verringerung des Wirbelstromverlusts, doch der vom Kopf ausgeführte Prozeß zur Bewältigung der hohen Auf zeichnungsdichte ist ohne eine hohe Genauigkeit der Abmessungen schwierig zu realisieren.
Daher ist eine Verringerung des Wirbelstromverlusts durch Steigern des spezifischen Widerstands des Magnetkerns zur Erweigerung der Frequenzcharakteristika der Permeabilität (μ) des Magnetkerns bis auf die Hochfrequenzseite erforderlich.
Die magnetische Ni-Fe-Schicht (mit einer Schichtdicke von 3 μm) weist eine Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) von mehr als 1,5 T und einen spezifischen Widerstand (ρ) von 40 bis 50 μΩ·cm auf, wenn die Ni-Konzentration in einem Bereich von 38 bis 60 Gew.-% liegt. Dies bedeutet, daß der spezifische Widerstand (ρ) bei einer Ni-Konzentration von weniger als 38 Gew.-% hoch ist, die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) jedoch niedriger als 1,5 T wird.
Andererseits wird die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) ebenfalls niedriger als 1,5 T, wenn die Ni-Konzentration über 60 Gew.-% liegt. Genauer beträgt die Ni-Konzentration vorzugsweise 40 bis 50 Gew.-%.
Zur Herstellung einer Schicht mit einer derartigen Zusammensetzung ist ein Galvanisierungsprozeß geeignet. Dies bedeutet, daß die magnetische Koerzitivkraft selbst bei einer derartigen Zusammensetzung mit einer großen magnetokristallinen Anisotropie klein gehalten und die Ausrichtung des Kristalls so weit wie möglich verringert werden können, da die Kristallkorngröße durch ein Galvanisierungsverfahren sehr klein gehalten werden kann. Vorzugsweise ist das Ausrichtungsverhältnis des Kristalls auf unter 5,0, d. h. (111)/(200) < 5,0, unterdrückt.
Die Zusammensetzung eines Galvanisierungsbads zur Herstellung einer derartigen Schicht ist derart, daß die Ni- und Fe-Ionenkonzentrationen Ni⁺⁺: 15 bis 20 g/l und Fe⁺⁺: 2,0 bis 2,7 g/l und das Ionenverhältnis (Ni⁺⁺/Fe⁺⁺) 7 bis 8 betragen. In diesem Fall betragen die Galvanisierungsstromdichte 10 bis 20 mA/cm², der pH-Wert 3,0 und die Badtemperatur 30°C.
Wenn andererseits zumindest eines der Elemente Co, Mo, Cr, B, In und Pd hinzugefügt wird, sind vorzugsweise weniger als 15 Gew.-% Co und weniger als 3 Gew.-% Mo enthalten, um die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) höher als 1,5 T und den spezifischen Widerstand (ρ) höher als 40 μΩ·cm zu halten.
Bei der Verwendung als Co als Komponente in dem Bad werden vorzugsweise bis zu 100 g/l CoSO₄·6H₂O (21 g/l Co-Ionen) und bei der Verwendung von Mo 4,8 g/l Na₂MoO₄·2H₂O (1,9 g/l Mo-Ionen) hinzugefügt. Wird anstelle von Mo beispielsweise Cr [Cr₂(SO₄)₃· 18H₂O] hinzugefügt, kann die gleiche Wirkung festgestellt werden. Werden B oder In hinzugefügt, wird der spezifische Widerstand (ρ) um ca. 10% erhöht.
Wird andererseits Co hinzugefügt, wird die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) um nahezu 10% erhöht, während der spezifische Widerstand (ρ) geringfügig abnimmt. Daher wird Co vorzugsweise zusammen mit Mo verwendet. Da Co ferner das anisotrope Magnetfeld (H_K) erhöht, ist Co zur Stabilisierung der magnetischen Eigenschaften vorzuziehen.
Werden mehr als 15 Gew.-% Co hinzugefügt, wird die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) der Schicht erhöht, der spezifische Widerstand (ρ) wird jedoch zu gering. Daher kann der spezifische Widerstand (ρ) der Schicht nicht auf den gewünschten Wert erhöht werden, sofern nicht eine große Menge an Mo und Cr hinzugefügt werden.
Dies ist nicht wünschenswert, da die magnetische Koerzitivkraft der Schicht groß wird. Zur Erhöhung des spezifischen Widerstands (ρ) ohne eine Erhöhung der magnetischen Koerzitivkraft der Schicht sollte die hinzugefügte Menge an Mo und Cr auf 3 Gew.-% oder weniger begrenzt werden.
Werden B, In, Pd oder dergleichen hinzugefügt, die hinzugefügte Menge wie vorstehend begrenzt werden. In diesen Fällen können die Galvanisierungsbedingungen mit den vorstehend beschriebenen für die magnetische Ni-Fe-Schicht übereinstimmen.
Wird davon ausgegangen, daß der Hochfrequenzverlust (tan δ) der magnetischen Schicht nur der Wirbelstromverlust ist, kann der Hochfrequenzverlust durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden.
wobei μ'' und μ' ein reeller und ein imaginärer Teil der komplexen magnetischen Permeabilität sind. C ist eine durch die Form des Films bestimmte Konstante, und μ₀ ist die Permeabilität des Vakuums.
Anhand der vorstehend angegebenen Gleichung (1) kann der der Frequenz f entsprechende Wirbelstromverlust tan δ ermittelt werden, wenn die der magnetischen Schicht eigene relative Permeabilität durch μ, die Schichtdicke durch d und der spezifische Widerstand durch ρ gegeben sind. Da die der Frequenz entsprechende Veränderung der Effizienz des Kopfs (die Effizienz hinsichtlich des Induzierens eines Magnetflusses) proportional zur Veränderung des reellen Teils der komplexen Permeabilität ist, kann die Frequenzabhängigkeit der Effizienz des Kopfs durch Berechnen von δ anhand der Gleichung (1) und Heranziehen der Cosinuskomponente ermittelt werden.
Dies bedeutet, daß die Effizienz η des Kopfs bei jeder Frequenz durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann. η = cos[arctan(μ0μπd2f/Cρ)] (2)
Anhand der Gleichung (2) kann durch Spezifizieren des Werts μd²/ρ, der anhand der der magnetischen Schicht eigenen relativen Permeabilität μ ermittelt werden kann, die Effizienz η des Kopfs bei einer beliebigen Frequenz f extrapoliert werden.
Durch Kombinieren des vorstehend erwähnten Kopfs und einer Magnetplatte, für die eine metallische Magnetschicht mit einer magnetischen Koerzitivkraft von mehr als 159154 A/m (2 kOe) verwendet wird und die bei einer Hochfrequenzaufzeichnung ein geringes Verwischen beim Beschreiben und eine geringe Fluktuation beim Überschreiben verursacht, ist es möglich, ein Hochleistungs-Plattenspeichersystem mit einer Flächendichte von mehr als 500 MB/6,451 cm² (pro Quadratzoll), einer Aufzeichnungsfrequenz von mehr als 45 MHz und einer Übertragungsgeschwindigkeit von mehr als 15 MB/s zu schaffen.
Bei der Verwendung einer schnellen und breiten SCSI (Small Computer System Interface, Kleincomputersystemschnittstelle) mit einem Datenbus mit einer Breite von zwei Byte als Eingangs/Ausgangsschnittstelle ist es aufgrund der Beziehung zwischen dem Preis einer Eingangs-/Ausgangsverrichtung und der Übertragungsgeschwindigkeit einer Magnetplatte, die die Eingangs/Ausgangsvorrichtung bildet, möglich, Daten mit bis zu maximal 20 MB/s zu übertragen, wenn die schnelle und breite SCSI mit einem Datenbus mit einer Breite von zwei Byte als Eingangs/Ausgangsschnittstelle verwendet wird.
Wenn die Übertragungsgeschwindigkeit pro Magnetplattenvorrichtung in diesem Fall über 15 MB/s beträgt, ist ersichtlich, daß der Preis der Eingangs-/Ausgangsvorrichtung verringert werden kann.
Wenn die Kapazität pro Magnetplattenvorrichtung 550 MB beträgt, ist es ferner möglich, ein Betriebssystem, wie Windows, einen Arbeitsplatz oder dergleichen, zu handhaben. Um diese Kapazität mit einer Magnetplatte des Typs mit 89 mm (3,5 Zoll) zu realisieren, ist zur Aufzeichnung von Daten eine Flächendichte von 500 MB pro 6,45 cm² (pro Quadratzoll) erforderlich.
Erfindungsgemäß wird ein Aufzeichnungskopf, der in einem Hochfrequenzbereich eine hinreichende Aufzeichnung auf einem Medium mit einer hohen magnetischen Koerzitivkraft ausführen kann, durch eine spezifizierte Zusammensetzung und mittels eines kostengünstigen Galvanisierungsverfahrens hergestellt.
Dadurch kann ein Plattenspeichersystem mit einer hohen Aufzeichnungsdichte realisiert werden, das für eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit geeignet ist und durch das die Zugriffszeit verringert und die Speicherkapazität gesteigert werden, indem die Übertragungsgeschwindigkeit höher als 15 MB/s, die Aufzeichnungsfrequenz höher als 45 MHz und die Drehzahl einer Magnetplatte höher als 4000 min^–1 gehalten werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Plattenspeichersystem zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, die ein Plattenspeichersystem zeigt;
3 ist eine Frontansicht, die ein Plattenspeichersystem zeigt;
4 ist eine Draufsicht, die ein Plattenspeichersystem zeigt;
5 ist eine Ansicht der Zusammensetzung eines Magnetkopfs und einer Haltevorrichtung;
6 ist eine Ansicht der Zusammensetzung eines Magnetkopfs und einer Haltevorrichtung;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schlitten mit einem Dünnschichtmagnetkopf zeigt;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kopf aus zwei Elementen zeigt;
9 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und einem Überschreiben zeigt;
10 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Kristallkorngröße und einer magnetischen Koerzitivkraft in der Richtung der Hauptachse zeigt;
11 ist eine Schnittansicht, die einen induktiven Kopf zeigt;
12 ist eine Draufsicht, die einen induktiven Kopf zeigt;
13 ist eine Draufsicht, die den Aufbau einer Schicht eines magnetoresistiven Kopfs zeigt;
14 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer Schicht eines magnetoresistiven Kopfs zeigt;
15 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer Schicht eines magnetoresistiven Kopfs zeigt;
16A ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Gehalt an Ni bzw. dem Verhältnis Ni : Fe und B_s zeigt;
16B ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Gehalt an Ni bzw. dem Verhältnis Ni : Fe und ρ zeigt;
16C ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Gehalt an Ni bzw. dem Verhältnis Ni : Fe und H_CH zeigt;
17A ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Gehalt an Mo und B_s zeigt;
17B ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Gehalt an Mo und ρ zeigt;
17C ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Gehalt an Mo und H_CH zeigt;
18A ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Gehalt an Mo und B_s zeigt;
18B ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Gehalt an Mo und ρ zeigt;
18C ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Gehalt an Mo und H_CH zeigt;
19 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und (μf/μ₁MHz);
20 ist eine Draufsicht, die einen Dünnschichtmagnetkopf zeigt;
21 ist eine Schnittansicht, die einen Dünnschichtmagnetkopf zeigt;
22 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kopf aus zwei Elementen zeigt; und
23 ist eine Draufsicht, die einen induktiven Kopf zeigt.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen eines Platten speichersystems, eines Dünnschichtmagnetkopfs für dieses und eines Fertigungsverfahrens für diese erläutert.
Ausführungsform 1
1 und 2 sind eine Gesamtansicht und eine Draufsicht, die eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Plattenspeichersystems zeigen. Das Plattenspeichersystem ist aus einer Magnetplatte 1 zum Aufzeichnen von Informationen, einem (in der Figur nicht gezeigten) Gleichstrommotor als Einrichtung zum Drehen der Magnetplatte, einem Magnetkopf 2 zum Schreiben und Lesen von Informationen, einer Positionierungsvorrichtung als Einrichtung zum Halten des Magnetkopfs 2 und zum Verändern der Position des Magnetkopfs 2 in bezug auf die Magnetplatte 1 zusammengesetzt, die aus einem Stellglied 4, einem Tauchspulenmotor 5 und einem Luftfilter 6 zum Sauberhalten des Inneren des Systems zusammengesetzt ist.
Das Stellglied 4 ist aus einem Wagen 7, einer Schiene 8 und einem Lager 9 zusammengesetzt. Der Tauchspulenmotor 5 besteht aus einer Tauchspule 10 und einem Magneten 11. Die Figuren zeigen ein Beispiel, bei dem acht Magnetplatten an einer einzigen Drehwelle befestigt sind, um eine große Speicherkapazität zu erhalten.
3 ist eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Plattenspeichersystems, und 4 ist eine Draufsicht des Plattenspeichersystems. In den Figuren bezeichnen das Bezugszeichen 1 eine Magnetplatte, das Bezugszeichen 2 einen Magnetkopf, das Bezugszeichen 3 eine kardanische Systemhaltevorrichtung und das Bezugszeichen 4 eine Positionierungsvorrichtung (ein Stellglied).
Die Magnetplatte 1 wird durch einen Drehantriebsmechanismus in der Richtung des Pfeils a gedreht. Der Magnetkopf 2 wird von der Haltevorrichtung 3 gehalten und auf dem Durchmesser O₁ der Drehung in der Richtung des Pfeils b₁ oder b₂ bewegt und positioniert, wodurch unter Verwendung eines geeigneten der Zylinder T₁ bis T_n eine magnetische Aufzeichnung oder Wiedergabe ausgeführt wird.
Die Magnetplatte 1 ist ein Medium mit einer Oberflächenrauhigkeit R_MAX von weniger als 10 nm (100 Å), vorzugsweise ein Medium mit einem besseren Oberflächenzustand mit einer Oberflächenrauhigkeit von weniger als 5 nm (50 Å).
Die Magnetplatte 1 wird durch Erzeugen einer magnetischen Aufzeichnungsschicht auf der Oberfläche eines starren Substrats mittels eines Vakuumschichterzeugungsverfahrens gefertigt. Die magnetische Aufzeichnungsschicht wird als Dünnschicht aus γ-Fe₂O₃, Co-Ni, Co-Cr oder dergleichen gefertigt.
Da die Schichtdicke der mittels des Vakuumschichterzeugungsverfahrens erzeugten magnetischen Aufzeichnungsschicht dünner als 0,5 μm ist, werden die Oberflächeneigenschaften des starren Substrats direkt von den Oberflächeneigenschaften der Aufzeichnungsschicht wiedergegeben.
Daher wird ein starres Substrat mit einer Oberflächenrauhigkeit R_MAX von weniger als 10 nm (100 Å) verwendet. Ein starres Substrat, dessen Hauptbestandteil Glas, chemisch verstärktes Natriumkarbonat-Aluminiumoxid-Silikatglas oder Keramik ist, ist als derartiges starres Substrat geeignet.
Die magnetische Aufzeichnungsschicht kann aus einem magnetischen Eisenoxid, wie γ-Fe₂O₃ oder dergleichen, oder einem magnetischen Nitrid erzeugt werden. Ist die magnetische Schicht ein Metall oder eine Legierung, ist auf der Oberfläche vorzugsweise eine Oxid schicht, eine Nitridschicht oder eine Oxidabdeckschicht vorgesehen. Vorzugsweise wird auch eine Kohlenstoffschutzschicht verwendet.
Dadurch wird die Haltbarkeit der magnetischen Aufzeichnungsschicht verbessert, und dementsprechend wird eine Beschädigung der Magnetplatte 1 verhindert, die verursacht werden könnte, wenn die Aufzeichnung oder Widergabe in niedrig schwebendem Zustand erfolgt oder zu Beginn oder am Ende ein Kontakt vorliegt.
Die Oxidschicht oder Nitridschicht kann durch reaktives Sputtern, reaktive Dampfabscheidung oder dergleichen erzeugt werden. Die Oxidbeschichtung kann durch absichtliches Oxidieren der Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht aus einem Metall oder einer Legierung, die zumindest eines der Elemente Eisen, Kobalt und Nickel, wie Co-Ni oder Co-Cr, enthält, mittels einer reaktiven Plasmabehandlung oder dergleichen erzeugt werden.
Die Magnetplatte 1 kann entweder dem senkrecht aufzeichnenden Typ angehören, bei dem die Restaufzeichnungsmagnetisierung in der magnetischen Aufzeichnungsschicht als Hauptkomponente eine Komponente in zur Schichtoberfläche senkrechter Richtung aufweist, oder dem längs aufzeichnenden Typ, bei dem die Restaufzeichnungsmagnetisierung als Hauptkomponente eine Längskomponente aufweist.
Es ist auch möglich, ein Schmiermittel auf die Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht aufzubringen, obwohl hier auf seine Darstellung verzichtet wird.
Die 5 und 6 sind Ansichten, die die zusammengesetzte Konstruktion des Magnetkopfs 2 and der kardanischen Systemhaltevorrichtung 3 zeigen.
Der Magnetkopf 2 weist auf der Seite eines Luftauslaßendes eines Schlittens 25 mit einem Körper aus einer Keramikstruktur, der von der Haltevorrichtung 3 gehalten wird, die von einer Positionierungsvorrichtung 4 so angetrieben wird, daß sie Kipp- und Rollbewegungen ausführen kann, indem auf die Oberfläche 24 gegenüber der Schwebefläche 23 eine Last aufgebracht wird, Lese- und Schreibelemente 22 auf. Das Lese- und Schreibelement 22 ist ein Dünnschichtelement, das durch den in der IC-Herstellungstechnologie verwendeten Prozeß hergestellt wird.
Die Haltevorrichtung 3 wird durch Anbringen und Befestigen eines Endes eines aus einem elastischen metallischen Blech ausgebildeten Haltekörpers 37 an einem an der Positionierungsvorrichtung 4 befestigten starren Armteil 51 unter Verwendung von Verbindungselementen 12, Anbringen eines aus einem ähnlichen metallischen Blech ausgebildeten flexiblen Körpers 36 an einem freien Ende am in seitlicher Richtung anderen Ende des Haltekörpers 37 und Anbringen des Magnetkopfs 2 an der unteren Oberfläche des flexiblen Körpers 36 konstruiert (siehe 3 und 4).
Der an dem festen Armteil 51 befestigte Abschnitt des Haltekörpers 37 weist einen elastischen Federteil 41 auf und bildet einen durch die Verbindung mit dem elastischen Federteil 41 starren Trägerteil 42. Der starre Trägerteil 42 weist auf beiden Seiten durch Biegen gebildete Flansche 42a, 42b auf.
Der flexible Körper 36 umfaßt zwei flexible äußere Rahmenteile 31, 32, die sich in seitlicher Richtung des Haltekörpers 36 nahezu parallel zur Axiallinie erstrecken, und einen seitlichen Rahmen 33, der die flexiblen äußeren Rahmenteile 31, 32 am vom Haltekörper entfernten Ende verbindet.
Der flexible Körper 36 umfaßt ferner ein zungenförmiges mittleres Teil 34, dessen eines Ende sich als freies Ende von der Nähe des mittleren Abschnitts des seitlichen Rahmens 33 entlang und nahezu parallel zu den flexiblen äußeren Rahmenteilen 31, 32 erstreckt und dessen anderes Ende auf der dem seitlichen Rahmen 33 gegenüberliegenden Seite durch Schweißen oder dergleichen in der Nähe des freien Endes des Haltekörpers 37 befestigt ist.
Auf der oberen Oberfläche des zungenförmigen mittleren Teils 34 des flexiblen Körpers 36 ist ein Vorsprung 35 zum Aufbringen einer Last, beispielsweise ein halbkugelförmiger Vorsprung, vorgesehen, und vom freien Ende des Haltekörpers 37 wird eine Last auf das zungenförmige mittlere Teil 34 übertragen. Die Oberfläche 24 des Magnetkopfs 2 ist mittels eines Klebstoffs an der unteren Oberfläche des zungenförmigen mittleren Teils 34 befestigt.
Bei dieser Ausführungsform wird eine Magnetplatte 1 mit der Oberflächenrauhigkeit R_MAX verwendet, und die Schwebehöhe g zu beginn des Schwebens des Magnetkopfs 2 ist auf einen Bereich von 0,01 bis 0,04 μm eingestellt.
Die Schwebehöhe g des innersten Zylinders T_n der in den Magnetplatten 1 vorgesehenen Lese- und Schreibzylinder T₁ bis T_n ist zwischen der Schwebehöhe g von 0,01 bis 0,04 μm zu Beginn des Schwebens und einem Wert von einem Mehrfachen der Schwebehöhe eingestellt.
Die Form des Schlittens 25, der den Magnetkopf 2 bildet, die von der Haltevorrichtung 3 auf den Magnetkopf 2 aufgebrachte Last, die Drehzahl der Magnetplatte 1, etc. werden so eingestellt, daß die vorstehend beschriebene Schwebehöhe erreicht wird.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Unterdruckschlitten zeigt. Der Lastschlitten 70 umfaßt eine Lufteinlaßfläche 71 und eine von zwei Überdruckerzeugungsflächen 72, 72 zur Erzeugung der Schwebekraft umgebene Unterdruckerzeugungsfläche 73 sowie eine Rille 74 mit einer Stufe, die größer als die Unterdruckerzeugungsfläche 73 ist, an der Grenze zwischen der Lufteinlaßfläche 71, den beiden Überdruckerzeugungsflächen 72, 72 und der Unterdruckerzeugungsfläche 73.
Am Luftauslaßende 75 weist der Unterdruckschlitten 70 auch Dünnschichtmagnetkopfelemente 76 zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Informationen auf und von einer Magnetplatte 1 auf.
Beim Schweben des Unterdruckschlittens 70 dehnt sich die über die Lufteinlaßfläche 71 eingeleitete Luft an der Unterdruckerzeugungsfläche 73 aus. Da der zur Rille 74 strömende Luftstrom ebenfalls zu diesem Zeitpunkt erzeugt wird, befindet sich im Inneren der Rille 74 ein Luftstrom, der von der Lufteinlaßfläche 71 zum Luftauslaßende 75 strömt.
Daher wird durch den Luftstrom ein Strömen von in der Luft schwebendem Staub in der Rille erzwungen, und der Staub wird selbst dann am Luftauslaßende 75 aus dem Unterdruckschlitten 70 nach außen abgegeben, wenn der in der Luft schwebende Staub während des Schwebens des Unterdruckschlittens 70 in die Lufteinlaßfläche 71 gelangt.
Da in der Rille während des Schwebens des Unterdruckschlittens 70 ein Luftstrom und keine Stagnation vorliegt, sammelt sich im Inneren ferner kein Staub an.
8 ist eine konzeptionelle Ansicht eines Kopfs aus zwei Elementen, die den Aufzeichnungskopf bilden. Der Kopf aus zwei Elementen umfaßt einen induktiven Kopf und einen Wiedergabekopf sowie einen Abschirmteil zum Verhindern einer Störung im Wiedergabekopf aufgrund eines Verlustmagnetflusses.
Obwohl bei dieser Ausführungsform die Montage des Aufzeichnungskopfs für eine senkrechte magnetische Aufzeichnung gezeigt ist, kann das erfindungsgemäße magnetoresistive Element durch die Kombination mit einem Kopf für eine vertikale magnetische Aufzeichnung für eine senkrechte Aufzeichnung verwendet werden.
Der Kopf weist einen Wiedergabekopf, der aus einer unteren Abschirmschicht 82 auf einem Substrat 80, einer magnetoresistiven Schicht 86, einer Elektrode 85 und einer oberen Abschirmschicht 81 zusammengesetzt ist, und einen Aufzeichnungskopf auf, der aus einer unteren magnetischen Schicht 84, einer Spule 87 und einer oberen magnetischen Schicht 83 zusammengesetzt ist.
Unter Verwendung dieses Kopfs werden Signale auf das Aufzeichnungsmedium geschrieben und Signale von einem Aufzeichnungsmedium gelesen. Der Magnetspalt zwischen dem Erfassungsteil des Wiedergabekopfs und dem Aufzeichnungskopf kann gleichzeitig auf der gleichen Spur angeordnet sein, indem eine überlappende Position auf dem gleichen Schlitten erzeugt wird, wie vorstehend beschrieben. Der Kopf ist in einem Schlitten ausgebildet und in einem Plattenspeichersystem montiert.
Bei dieser Ausführungsform werden die obere und die untere magnetische Schicht des induktiven Kopfs mittels des folgenden Fertigungsprozesses hergestellt.
Es wird ein induktiver Kopf mit einem oberen und einem unteren magnetischen Kern hergestellt, die bei einem pH-Wert von 3,0 und einer Galvanisierungsstromdichte von 15 mA in einem Galvanisierungsbad galvanisiert werden, das 16,7 g/l Ni⁺⁺, 2,4 g/l Fe⁺⁺ und ein gemeinsames Spannungsentlastungsmittel und ein oberflächenaktives Mittel enthält. Die Spurbreite beträgt 4,0 μm und die Spaltlänge 0,4 μm.
Die Zusammensetzung der magnetischen Schicht ist 42,4 Gew.-% Ni-Fe, und hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften betragen die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) 1,64 T, die magnetische Koerzitivkraft (H_CH) in der Richtung der Hauptachse 39,789 A/m (0,5 Oe) und der spezifische Widerstand (ρ) 48,1 μΩ·cm.
Der induktive Kopf umfaßt einen oberen magnetischen Kern 83, einen unteren magnetischen Kern 84, der auch als obere Abschirmschicht dient, eine Spule 87, ein magnetoresistives Element 86, eine Elektrode 85 zum Leiten eines Erfassungsstroms zu dem magnetoresistiven Element, eine untere Abschirmschicht 82 und einen Schlitten 80.
9 zeigt das bewertete Ergebnis der Leistung (der Überschreibeigenschaften) des erfindungsgemäßen Aufzeichnungskopfs mit diesem Aufbau. Es wurden herausragende Aufzeichnungseigenschaften von nahezu –50 dB in einem Hochfrequenzbereich über 40 MHz erzielt.
10 zeigt die Beziehung zwischen der magnetischen Koerzitivkraft in der Richtung der Hauptachse und die durchschnittliche Kristallkorngröße der magnetischen Schichten, die bei dieser Ausführungsform durch das Galvanisierungsverfahren und das Sputterverfahren erzielt wird. Es ist offensichtlich, daß bei einer Kristallkorngröße von weniger als 50 nm (500 Å) eine niedrige magnetische Koerzitivkraft von weniger als 79,577 A/m (1,0 Oe) erzielt werden kann.
Ferner kann als untere magnetische Schicht durch Galvanisieren eine Dünnschicht aus einer aus 70 bis 80 Gew.-% Ni und dem Rest Fe zusammengesetzten Ni-Fe-Legierung erzeugt werden, wie vorstehend beschrieben, oder die Schicht aus der Legierung kann auch durch ein Sputterverfahren erzeugt werden.
11 ist eine Schnittansicht und 12 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen induktiven Kopfs. Der Dünnschichtkopf umfaßt eine obere Abschirmschicht 81, eine auf die obere Abschirmschicht aufgebrachte untere magnetische Schicht 84 und eine obere magnetische Schicht 83, die aus der vorstehend beschriebenen magnetischen Schicht gefertigt sind.
11 ist eine Schnittansicht entlang der Ebene einer Linie A-A in 12. Ein nicht magnetischer Isolatorkörper 89 ist zwischen den Schichten 83 und 84 angeordnet. Ein Teil des isolierenden Körpers bestimmt einen magnetischen Spalt 88, und dieser wirkt in einer Umwandlungsbeziehung beispielsweise mit einem magnetischen Medium zusammen, das in einem luftgetragenen Verhältnis angeordnet ist, wie beim Stand der Technik.
Ein Haltekörper dient als Schlitten mit einer luftgetragenen Oberfläche, und dieser greift während einer Plattendateienoperation auf eine rotierende Platte zu und befindet sich in einer schwebenden Beziehung zu dieser.
Der Dünnschichtmagnetkopf weist einen hinteren Spalt 90 auf, der durch Verbinden einer oberen magnetischen Schicht 83 mit einer unteren magnetischen Schicht 84 gebildet wird. Der hintere Spalt 90 ist durch eine dazwischen angeordnete Spule 87 von dem magnetischen Spalt getrennt.
Die durchgehende Spule 87 bildet eine beispielsweise durch Galvanisieren zum elektromagnetischen Koppeln mit der unteren magnetischen Schicht erzeugte Schicht, die auf der unteren magnetischen Schicht 84 ausgebildet ist. Die Spule 87 weist in der Mitte der Spule einen elektrischen Kontaktpunkt 91, der durch den Isolationskörper 89 abgeschirmt ist, und einen großen Bereich auf, der am Anschlußpunkt der Spule am äußeren Ende einen elektrischen Kon taktpunkt 92 bildet. Die Kontaktpunkte sind mit externen Leitungsdrähten und einer (nicht gezeigten) Lese- und Schreibsignalverarbeitungskopfschaltung verbunden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die in einer einzigen Schicht ausgebildete Spule 87 leicht elliptisch verformt, und der Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser ist an der dem magnetischen Spalt zunächst gelegenen Position angeordnet, wobei der Durchmesser mit der Zunahme des Abstands zum magnetischen Spalt allmählich zunimmt.
Der hintere Spalt 90 ist relativ nahe an der luftgetragenen Oberfläche des magnetischen Spalts angeordnet. Zwischen dem hinteren Spalt 90 und dem magnetischen Spalt 88 sind jedoch die vielen, dichten Windungen der elliptischen Spulen angeordnet, und die Breite bzw. der Querschnittsdurchmesser der Spule ist in diesem Bereich klein. Der große Querschnittsdurchmesser in dem am weitesten von dem magnetischen Spalt entfernten Bereich verringert den elektrischen Widerstand.
Die elliptische Spule weist keine Winkel oder scharfen Ecken oder Kanten auf, und daher ist der Widerstand gegen Strom gering. Ferner ist die Gesamtlänge des Leiters der elektrischen Spule im Vergleich zu einer rechteckigen oder kreisförmigen (ringförmigen) Spule kurz.
Aufgrund dieser Vorteile ist der Gesamtwiderstand der Spule verhältnismäßig gering, dementsprechend ist die Wärmeentwicklung gering, und die Wärme wird geeignet abgestrahlt. Da die Wärmeentwicklung erheblich reduziert wird, werden ein Kollaps, eine Ausdehnung und Erweiterung der Dünnschicht verhindert, und die Ursache eines Vorragens von Kugelspitzen wird ausgeräumt.
Die Form der elliptischen Spule, deren Breite sich gleichmäßig verändert, kann durch eine herkömmliche, wirtschaftliche Technologie, wie Sputtern oder ein Dampfabscheidungsverfahren, erzeugt werden.
Bei einer Spule mit einer anderen Form, insbesondere einer Form mit Ecken, besteht bei einer Galvanisierung eine Anfälligkeit für eine ungleichmäßige Breite. Eine Spule ohne Ecken oder scharfe Kantenabschnitte ist geringen mechanischen Belastungen ausgesetzt.
Bei dieser Ausführungsform ist zwischen magnetischen Kernen eine nahezu elliptische Spule mit mehreren Windungen ausgebildet, der Querschnittsdurchmesser der Spule erweitert sich vom magnetischen Spalt zum hinteren Spalt allmählich, die Signalausgabeleistung wird gesteigert, und die Wärmeerzeugung wird verringert.
13 ist eine konzeptionelle Ansicht, die die Konstruktion auf der Oberfläche eines Substrats eines erfindungsgemäßen Elements mit magnetoresistiver Wirkung zeigt, das auf dem unteren Abschnitt des vorstehend erwähnten induktiven Kopfs ausgebildet ist.
Die magnetoresistive Schicht 110 ist entlang einer einem Aufzeichnungsmedium gegenüberliegenden Oberfläche 183 mit einer langen, rechteckigen Form mit der Breite 143 des Elements auf einem Substrat 150 ausgebildet. Diese Definition der Form hat die Wirkung der Erzeugung einer geeigneten formbedingten magnetischen Anisotropie in der in bezug auf die Richtung, in der das von der magnetoresistiven Schicht 110 zu erfassende Magnetfeld angelegt wird, senkrechten Richtung.
In der magnetoresistiven Schicht 110 wird Strom von elektrisch mit der Schicht verbundenen Elektroden 140 geleitet, und anhand der durch das an den Magnetfelderfassungsabschnitt mit der Breite 141 in der zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums parallelen Richtung und der Breite 142 in der zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums senkrechten Richtung angelegte Magnetfeld verursachten Veränderung des Widerstands der Schicht wird ein Ausgang erhalten.
Obwohl in dieser konzeptionellen Ansicht die Endabschnitte des magnetoresistiven Elements zur gegenüberliegenden Oberfläche des Aufzeichnungsmediums freiliegen, kann die mechanische Haltbarkeit des Elements gesteigert werden, indem ein jochförmiger, weicher, magnetischer Körper zum Leiten des Magnetfelds von einem Aufzeichnungsmedium auf der gegenüberliegenden Oberfläche angeordnet wird und eine magnetische Kopplung mit einem im Inneren angeordneten magnetoresistiven Element hergestellt wird.
Insbesondere wird der Widerstand der magnetischen Schaltung verringert, und die Empfindlichkeit kann durch Verringern der Höhe MR des Elements verbessert werden.
Das erfindungsgemäße magnetoresistive Element weist beispielsweise den in 14 gezeigten Aufbau auf. Das magnetoresistive Element wird durch Schichten einer magnetoresistiven Schicht 110, d. h. einer Vorspannungsschicht 132, einer magnetischen Schicht 111, einer nicht magnetischen, leitfähigen Schicht 120, einer magnetischen Schicht 112, einer nicht magnetischen, leitfähigen Schicht 120, einer magnetischen Schicht 111, einer Vorspannungsschicht 131 auf ein Substrat 150 und ferner durch elektrisches Verbinden einer Elektrode 140 mit der laminierten Schicht hergestellt.
Bei der Konstruktion des in 12 gezeigten Elements wird eine Elektrode 140 unter einer Vorspannungsschicht 131 angeordnet. Dies ist ein Beispiel für effektive Konstruktionen, bei denen eine Iso lierschicht, wie eine Nickeloxidschicht, als obere Vorspannungsschicht verwendet wird.
Eine weitere Konstruktion der Elektrode kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß eine Vorspannungsschicht teilweise erzeugt wird und dann über der Vorspannungsschicht eine Elektrode erzeugt wird. Es existieren weitere Verfahren, bei denen eine leitfähige Vorspannungsschicht, beispielsweise eine Fe-Mn-Schicht, eine Co-Pt-Schicht oder dergleichen, erzeugt wird und dann eine Elektrode unmittelbar auf der leitfähigen Vorspannungsschicht erzeugt wird.
Das vorliegende Element wird durch abwechselndes Aufeinanderschichten einer magnetischen Schicht, die aufgrund einer Vorspannungsschicht eine starke Anisotropie aufweist, einer magnetischen Schicht, die durch eine einachsige magnetische Anisotropie eine schwächere Anisotropie als die obige Anisotropie aufweist, einer formbedingten Anisotropie oder einer weichen Vorspannungsschicht über eine nicht magnetische, leitfähige Schicht zum Leiten von Strom zueinander ohne Veranlassen einer magnetischen Kopplung zwischen ihnen konstruiert. Insbesondere die Anlegerichtung der Anisotropie wird nachstehend beschrieben.
15 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein Beispiel der Anisotropiesteuerung in einem erfindungsgemäßen magnetoresistiven Element zeigt, und sie ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des in 14 unter A-A' gezeigten Elements.
Die Vorspannungsschichten 131 und 132 erzeugen durch einen geschalteten Anschluß in den in der Figur durch die Pfeile 171 und 172 angegebenen Richtungen eine Anisotropie. Der Pfeil 160 in der Figur gibt die Richtung des zu erfassenden Magnetfelds an, und der Pfeil 161 gibt die Richtung der in der magnetischen Schicht 111 induzierten unidirektionalen magnetischen Anisotropie an.
Die Richtung der leichten Magnetisierung der zwischen den nicht magnetischen, leitfähigen Schichten 120 angeordneten magnetischen Schicht 112 wird durch Induktion einer einachsigen magnetischen Anisotropie in der in der Figur durch den Pfeil 162 angegebenen Richtung angelegt. Dies kann durch Anlegen eines Magnetfelds in einer geeigneten Richtung während des Wachstums der magnetischen Schicht erreicht werden.
Die in der Figur gezeigte Ausführungsform ist ein Beispiel, bei dem das Erzeugen der Anisotropie durch die Vorspannungsschicht und die induktive magnetische Anisotropie erreicht wird. Dadurch schneiden die Pfeile 161 und 162 einander auf der Oberfläche der Schicht im rechten Winkel.
Durch eine derartige Einstellung, daß die Anisotropie der magnetischen Schicht 111 größer und die Anisotropie der magnetischen Schicht 112 kleiner als die Größe des zu erfassenden Magnetfelds ist, kann die Magnetisierung der magnetischen Schicht 111 auf einen nahezu konstanten Wert festgelegt werden, und im wesentlichen kann nur die Magnetisierung der magnetischen Schicht 111 auf ein externes Magnetfeld reagieren.
Ferner befindet sich die Magnetisierung der magnetischen Schicht 111 in bezug auf das zu erfassende Magnetfeld im Zustand der Erregung entlang der Nebenachse, wobei die Richtungen der Magnetisierung und eines externen Magnetfelds durch die Anisotropie 161 parallel zueinander sind.
Andererseits ist die Magnetisierung der magnetischen Schicht 112 in einem Zustand der Erregung entlang der Hauptachse, wobei die Richtungen der Magnetisierung und des externen Magnetfelds senkrecht zueinander sind. Durch diesen Effekt wird das vorstehend beschriebene Ansprechverhalten noch herausragender.
Zusätzlich hierzu kann das Element mit einer hohen Frequenz betrieben werden, da ein Zustand eintritt, in dem das Element aufgrund der Drehung der Magnetisierung der magnetischen Schicht 112 in bezug auf die Richtung des Pfeils 162 als Ursprung durch ein in der Richtung der Hauptachse erregtes, externes Magnetfeld angetrieben wird, und dementsprechend wird ein die Erregung der Bewegung der Wand der magnetischen Domäne begleitendes Rauschen verhindert.
Es existiert eine weitere Ausführungsform von magnetoresistivem Element, bei dem das Erzeugen der Anisotropie durch zwei unterschiedliche Arten von Vorspannungsschichten, d. h. eine antiferromagnetische Schicht und eine Dauermagnetschicht, erfolgt.
Das magnetoresistive Element wird durch Schichten einer Antiferromagnetischen Schicht 132, einer magnetischen Schicht 111, einer nicht magnetischen Schicht 120, einer magnetischen Schicht 112 und einer Dauermagnetschicht 133 auf ein Substrat 150 und anschließendes Verbinden einer Elektrode mit der laminierten Schicht erzeugt. Sowohl die antiferromagnetische Schicht 132 als auch die Dauermagnetschicht 133 sind jeweils an den beiden magnetischen Schichten 111, 112 befestigt, die durch die nicht magnetische Schicht getrennt sind.
Die Magnetisierung der magnetischen Schichten 111 und 112 wird jeweils in den durch die Pfeile 161 und 162 angegebenen Richtungen induziert, indem eine Wärmebehandlung in einem Magnetfeld oder eine Magnetisierungsbehandlung in den Richtungen 172 und 173, der zur Richtung 160 des zu erfassenden Magnetfelds parallelen und der zur Richtung 160 des zu erfassenden Magnetfelds senkrechten Richtung, vorgenommen wird.
Die antiferromagnetische Schicht ist beispielsweise aus Nickeloxid ausgebildet, und die Dauermagnetschicht ist aus einer Kobalt-Platin-Legierung ausgebildet. Die gleiche Wirkung kann erzielt werden, wenn die Positionen der Dauermagnetschicht und der antiferromagnetischen Schicht vertauscht oder die Richtungen der induzierten Magnetisierung umgekehrt werden.
Die Schichten, aus denen das erfindungsgemäße magnetoresistive Element ausgebildet ist, werden auf die folgende Weise unter Verwendung einer Hochfrequenz-Magnetron-Sputtervorrichtung hergestellt.
Magnetoresistive Elemente wurden durch aufeinanderfolgendes Schichten der folgenden Werkstoffe auf ein Keramiksubstrat und ein Si-Monokristallsubstrat mit einer Dicke von 1 mm und einem Durchmesser von 76,2 mm (3 Zoll) in einer Argonatmosphäre mit 4 mbar (3 Millitorr) hergestellt. Als Sputterziel werden Ziele aus Nickeloxid, Kobalt, einer Legierung aus Nickel und 20 At.-% Eisen und Kupfer verwendet.
Das Hinzufügen von Kobalt zu einer Legierung aus Nickel und 20 At.-% Eisen erfolgt durch Anordnen eines Kobaltspans auf einem Ziel aus der Legierung aus Nickel und 20 At.-% Eisen. Das Hinzufügen von Nickel und Eisen zu Kobalt erfolgt durch Anordnen von Nickel- und Eisenspänen auf einem Kobaltziel.
Die laminierte Schicht wird durch Anlegen von elektrischem Hochfrequenzstrom an jede Katzode, Anordnen jedes der Ziele in dem System zur Erzeugung von Plasma und anschließendes einzelnes Öffnen und Schließen eines für jede der Kathoden vorgesehenen Schiebers zum aufeinanderfolgenden Erzeugen jeder der Schichten hergestellt.
Bei der Erzeugung der Schichten wird unter Verwendung von zwei Magnetpaaren, die einander auf der Oberfläche des Substrats rechtwinklig kreuzen, parallel zum Substrat ein Magnetfeld von ca. 3978,85 A/m (50 Oe) angelegt, um in der Schicht eine einachsige magnetische Anisotropie zu erzeugen und die Richtung der geschalteten Verbindungsvorspannung einer Nickeloxidschicht in jeder Richtung zu induzieren.
Die Induktion der Anisotropie erfolgt durch Anlegen eines Magnetfelds in der zu induzierenden Richtung während der Erzeugung jeder der magnetischen Schichten unter Verwendung von zwei Magnetpaaren, die in der Nähe eines Substrats vorgesehen sind. Anderenfalls wird die antiferromagnetische Vorspannung in der Richtung eines Magnetfelds induziert, indem nach der Erzeugung des mehrschichtigen Films bei einer Temperatur nahe der Neel-Temperatur der antiferromagnetischen Schicht eine Wärmebehandlung in einem Magnetfeld ausgeführt wird.
Die Bewertung der Leistung des magnetoresistiven Elements erfolgt durch die Erzeugung rechteckiger Muster in der Schicht und die Erzeugung von Elektroden. Zu diesem Zeitpunkt werden die Mustererzeugung und die Elektrodenerzeugung ausgeführt, so daß die Richtung der einachsigen magnetischen Anisotropie der magnetischen Schicht parallel zur Richtung des Stroms in dem Element wird.
Die Messung erfolgt durch Leiten eines konstanten Stroms zwischen den Elektrodenanschlüssen, Anlegen eines Magnetfelds an die Oberfläche des Elements in der zur Richtung des Stromflusses senkrechten Richtung, Messen des elektrischen Widerstands des Elements als Spannung zwischen den Elektrodenanschlüssen und Erfassen der gemessenen Ergebnisse als Magnetowiderstandsverhältnis.
In Tabelle 1 ist werden die Eigenschaften des Elements durch das Magnetowiderstandsverhältnis und das Sättigungsmagnetfeld ausgedrückt. Der Wiedergabeausgang des Elements entspricht der Größe des Magnetowiderstandsverhältnisses, und die Empfindlichkeit entspricht der Größe des Sättigungsmagnetfelds.
Aufgrund der Ergebnisse von Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die magnetoresistiven Elemente Nr. 1 bis 5 im Vergleich zu Nr. 6 und 7 ein Magnetowiderstandsverhältnis, das größer als 4% ist, und bessere magnetische Eigenschaften aufweisen und insbesondere hinsichtlich der Widerstandsveränderungsgeschwindigkeit hervorragend sind.
Darunter zeigen die Proben Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 4 eine ausgezeichnete Magnetfeldempfindlichkeit von ca. 795,77 A/m (10 Oe) hinsichtlich des Sättigungsmagnetfelds und einen hohen Ausgang von 6 bis 7% des Magnetowiderstandsverhältnisses.
Tabelle 1
Anmerkung:

MV: Magnetowiderstandsverhältnis (%)
H_s: Sättigungsmagnetfeld (Oe) 1 Oe = 79,577 A/m

Bei dem Plattenspeichersystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der zwischen zwei Elektroden 85 angeordnete Bereich, der die Wiedergabespurbreite vorgibt, auf 2 μm eingestellt. Während der Aufzeichnung wird Strom mit 15 mA_op zur Spule 87 mit 20 Windungen geleitet, um beliebige Informationen auf einem Medium aufzuzeichnen.
Andererseits werden bei der Wiedergabe 8 mA Gleichstrom zu dem Leitungsdraht geleitet, um das Streumagnetfeld eines Mediums zu erfassen.
Ein Plattenspeichersystem wird konstruiert, indem dieser Magnetkopf mit einer Magnetplatte mit einem Durchmesser von 89,0 mm (3,5 Zoll) und einer Co-Cr-Ta-Aufzeichnungsschicht (die hinzugefügte Menge an Cr beträgt 16 At.-%) mit einer magnetischen Koerzitivkraft von 167.122 A/m (2100 Oe) in der Aufzeichnungsbitrichtung und einem Verhältnis der Ausrichtung der magnetischen Koerzitivkraft von 1,2 kombiniert wird.
Das Produkt Br·δ der Restmagnetflußdichte und der Schichtdicke der Aufzeichnungsschicht der verwendeten Magnetplatte betragen hier 100 Gauss·μm. Die Spezifikation der Magnetspeichervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2 Spezifikation einer Vorrichtung mit einem Durchmesser von 89,0 mm (3,5 Zoll), für die ein Kopf aus zwei Elementen verwendet wird
Ausführungsform 2
Die 16A, 16B und 16C sind Diagramme, die die Beziehungen zwischen den Bestandteilen der magnetischen Schicht, den magnetischen Eigenschaften und dem spezifischen Widerstand (ρ) zeigen, wenn die Metallionenkonzentrationen, d. h. die Mengen an Ni⁺⁺ und Fe⁺⁺, im Galvanisierungsbad verändert werden.
Ni⁺⁺ wird unter Verwendung von NiCl₂·6H₂O hinzugefügt, Fe⁺⁺ wird unter Verwendung von FeSO₄·7H₂O hinzugefügt, und ein ge meinsames Spannungsentlastungsmittel und ein oberflächenaktives Mittel werden hinzugefügt. Die Galvanisierung erfolgt bei einem pH-Wert von 3,0 und einer Galvanisierungsstromdichte von 15 mA/cm². Die Schichtdicke beträgt 3,0 μm.
Es ist ersichtlich, daß die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) größer als 1,5 T und der spezifische Widerstand (ρ) größer als 40 μΩ·cm sind, wenn der Gehalt an Ni in der Schicht innerhalb eines Bereichs von 38 bis 60 Gew.-% liegt, d. h. die Schicht weist dadurch herausragende Eigenschaften auf, daß die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) das 1,5-fache und der spezifische Widerstand (ρ) das Doppelte der entsprechenden Werte einer allgemein bekannten 80Ni-Fe-Permalloy-Schicht betragen.
Ferner ist die magnetische Koerzitivkraft in der Richtung der Hauptachse (H_CH), ähnlich wie bei 80Ni-Fe-Permalloy, kleiner als 79,577 A/m (1 Oe). Die veränderlichen Trends der Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) und des spezifischen Widerstands (ρ) sind nahezu identisch wie bei dem losen Werkstoff, doch die Abnahmegeschwindigkeiten bei einer Steigerung des Ni-Gehalts sind geringer als bei dem losen Werkstoff. Der Grund hierfür ist, daß die Schicht im Vergleich zu dem losen Werkstoff eine sehr geringe Kristallkorngröße von 4 bis 8 nm (40 bis 80 Å) aufweist.
Derartige Eigenschaften werden nicht erheblich verändert, wenn der pH-Wert innerhalb des Bereichs von 2,5 bis 3,5 und die Galvanisierungsstromdichte innerhalb eines Bereichs von 5 bis 30 mA/cm² verändert werden. Wird die Temperatur des Galvanisierungsbads innerhalb eines Bereichs von 25 bis 35°C verändert, nimmt der Gehalt an Ni bei einem Anstieg der Temperatur geringfügig zu, doch die Eigenschaften selbst werden nicht beeinträchtigt.
Die magnetische Schicht gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist für einen oberen magnetischen Kern eines induktiven Kopfs mit einem unteren magnetischen Kern geeignet, für den eine 70 bis 80 Gew.-% enthaltende Legierung der Fe-Ni-Reihe verwendet wird, doch die Schicht kann sowohl für obere als auch für untere magnetische Kerne verwendet werden.
Insbesondere hat B_s, wie in den 16A, 16B und 16C gezeigt, bei 40 bis 50 Gew.-% Ni mit 1,6 T den höchsten Wert, und die Kombination mit einer Schicht mit einem (Ni/Fe)-Verhältnis von 0,667 bis 1,00 ist zu bevorzugen. Gleichzeitig beträgt das (Ni/Fe)-Verhältnis einer Schicht mit 38 bis 60 Gew.-% Ni 0,613 bis 1,50.
Ausführungsform 3
Die 17A, 17B und 17C zeigen die Ergebnisse der Überprüfung der magnetischen Eigenschaften und des spezifischen Widerstands (ρ) einer Mo enthaltenden magnetischen Schicht aus einer Legierung der (44 Gew.-% Ni-Fe)-Reihe.
Dies bedeutet, daß die Figur die magnetischen Eigenschaften und den spezifischen Widerstand (ρ) einer magnetischen Schicht zeigt, die durch Hinzufügen von Mo als Element zur Erhöhung des spezifischen Widerstands (ρ) zu einem 16,7 g/l Ni⁺⁺ und 2,2 g/l Fe⁺⁺ enthaltenden Galvanisierungsbad erzeugt wird. Das Mo wird unter Verwendung von maximal 5 g/l NaMo₂O₄·4H₂O hinzugefügt.
Es ist ersichtlich, daß der spezifische Widerstand (ρ) der magnetischen Schicht proportional zur Menge des hinzugefügten Mo zunimmt. Der spezifische Widerstand (ρ) einer magnetischen Schicht mit 2 Gew.-% Mo liegt beispielsweise über 60 μΩ·cm, was in etwa dem Dreifachen des spezifischen Widerstands der 80Ni-Fe-Permalloyschicht entspricht.
In diesem Fall wird die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) um nur 5% verringert und beträgt nahezu 1,50 T, d. h. das 1,5-fache der Sättigungsmagnetflußdichte der 80Ni-Fe-Permalloyschicht.
Es ist jedoch nicht wünschenswert, mehr als 3 Gew.-% Mo (5 g/l Mo auf der Basis von Na₂MoO₄·4H₂O) hinzuzufügen, da die magnetische Koerzitivkraft in der Richtung der Hauptachse (H_CH) größer als 79,577 A/m (1 Oe) und die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) kleiner als 1,5 T werden.
Das Hinzufügen von Cr anstelle von Mo wurde untersucht, und die Ergebnisse stimmen nahezu mit denen bei einem Hinzufügen von Mo überein. Die magnetische Schicht gemäß dieser Ausführungsform kann auf die gleiche Weise wie die vorherigen Ausführungsformen verwendet werden.
Ausführungsform 4
Die 18A, 18B und 18C zeigen die Ergebnisse einer Überprüfung einer magnetischen Schicht aus (44 Gew.-% Ni-Fe)- 15 Gew.-% Co-Mo, zu der gleichzeitig Co und Mo hinzugefügt werden, um die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) und den spezifischen Widerstand (ρ) weiter zu steigern, ohne die magnetischen Eigenschaften der magnetischen Schicht zu verschlechtern.
Das Co wird unter Verwendung von CoSO₄·7H₂O hinzugefügt, und das Mo wird unter Verwendung von Na₂MoO₄·4H₂O hinzugefügt, wie bei der Ausführungsform 3. Bei den gezeigten Beispielen wurde die konstante Menge von 13 Gew.-% Co (100 g/l auf der Basis von CoSO₄·7H₂O) hinzugefügt, und andererseits wurde die hinzugefügte Menge an Mo bis auf 4% verändert.
Hierbei wird durch Hinzufügen von 13 Gew.-% Co die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) der magnetischen Schicht um 10% gesteigert und beträgt 1,78 T. Der spezifische Widerstand (ρ) sinkt jedoch um 30% und beträgt 35 μΩ·cm. Durch Hinzufügen von Mo wird der spezifische Widerstand (ρ) wieder hergestellt. Durch Hinzufügen von 2,5 Gew.-% Mo wird dagegen der spezifische Widerstand (ρ) um nahezu 20% erhöht und beträgt 55 μΩ·cm.
In diesem Fall beträgt die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) 1,55 T, was ein geringfügig höherer Wert als bei einer Schicht ohne Co ist. Da durch das Hinzufügen von Co ferner die Anisotropie der Schicht erhöht wird, werden die magnetischen Eigenschaften der Schicht stabilisiert.
Die magnetische Schicht gemäß dieser Ausführungsform kann auf die gleiche Weise verwendet werden, wie die gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Ausführungsform 5
19 zeigt die Permeabilität (μ) typischer, mittels der im Zusammenhang mit den Ausführungsformen 2 bis 4 beschriebenen Fertigungsverfahren gefertigter magnetischer Schichten, wobei gemäß der Figur die Permeabilität bei einer Frequenz von 1 MHz mit dem Wert μ normalisiert wurde. Zu Vergleichszwecken wurde auch die Permeabilität (μ) der 80Ni-Fe-Permalloyschicht gemessen. Die Dicke sämtlicher Schichten beträgt 3 μm.
Bei den Schichten gemäß dieser Ausführungsform mit einem spezifischen Widerstand von 48 bis 60 μΩ·cm liegt die Frequenz (f), bei der die Permeabilität (μ) um 25% abnimmt (d. h. 75% der ursprünglichen Permeabilität beträgt) im Bereich von 40 bis 70 MHz. Dieser Bereich ist 3 bis 5 Mal so breit wie die 15 MHz bei Permalloy. Es ist offensichtlich, daß die Frequenzcharakteristika der Schichten gemäß der vorliegenden Ausführungsform verbessert sind.
Ausführungsform 6
Die 20 und 21 sind Schnittansichten, die einen induktiven Kopf mit einer Spule mit einer zweistufigen Wicklung zeigen, bei dem erfindungsgemäße magnetische Schichten als obere und untere magnetische Schicht verwendet werden, wie bei der Ausführungsform 1.
Wie in der Figur gezeigt, umfaßt der Dünnschichtmagnetkopf 210 eine magnetische Schicht im unteren Abschnitt und eine magnetische Schicht im oberen Abschnitt, die von zwei Schichten 212 und 214 gebildet werden, die aus einem magnetischen Werkstoff, beispielsweise Permalloy, gefertigt sind. Die Schichten 212 und 214 werden in zwei Stufen abgeschieden, die jeweils das Formen der Schichten 221, 213 umfassen.
Die Schichten 212 und 214 sind außer in einem hinteren Bereich 218, in dem die Schichten physisch in Kontakt miteinander stehen, und einem oberen Endabschnitt 219, in dem die Schichten zur Erzeugung eines magnetischen Spalts 221 durch eine Dünnschicht 220 aus einem nicht magnetischen Werkstoff voneinander getrennt sind, durch Isolierschichten 215, 216 und 217 voneinander getrennt.
In dem Raum zwischen den Schichten 212 und 214 aus einem magnetischen Werkstoff ist eine flache, leitende Spule 222 vorgese hen. Die Spule 222 weist zwei zwischen den Schichten angeordnete Mehrfachwindungen auf 223a bis 223n auf, die in einem elliptischen Muster zwischen den Schichten 215, 216 und 217 aus dem isolierenden Werkstoff abgeschieden werden.
Der obere Endabschnitt des Wandlerspalts 221 liegt auf der gleichen Ebene wie eine Luftlagerfläche, die auf einem nicht magnetischen Substrat ausgebildet ist, auf dem die vorstehend beschriebenen Schichten angebracht sind.
Der Wandlerspalt 221 reagiert mit einem (nicht dargestellten) rotierenden magnetischen Aufzeichnungsmedium, wie einer rotierenden Magnetplatte, in luftgetragenem Verhältnis. Wird die Platte gedreht, schwebt der Kopf auf der Luftlagerfläche sehr nahe über der Aufzeichnungsoberfläche der Platte.
Der Dünnschichtmagnetkopf wird durch Abscheiden einer magnetischen Schicht 212 und einer Formschicht 211 auf einem Substrat 224 unter Verwendung einer geeigneten Maske zur Erzeugung einer abgeschiedenen Dünnschicht im oberen Bereich 219 eines Magnetpolchips hergestellt. Dann wird eine nicht magnetische Schicht 220 auf den Schichten 211 und 212 mit Ausnahme des hinteren Spaltbereichs 218 erzeugt.
Dann wird eine erste isolierende Schicht 215 auf der Schicht 220 mit Ausnahme des magnetischen Spalts 221 abgeschieden. Eine erste durchgehende, flache, leitende Schicht mit elliptischen, wirbelförmigen Wicklungen 223a bis 223n wird beispielsweise durch Galvanisierung auf der isolierenden Schicht abgeschieden.
Auf der ersten Schicht der Spule wird eine isolierende Schicht 216 abgeschieden, eine zweite Windungsschicht der Spule wird abgeschieden, und auf der Spule wird eine isolierende Schicht 217 abgeschieden. Dann wird, wie vorstehend beschrieben, die magnetische Schicht 214 auf der isolierten Spule mit Ausnahme des hinteren Spaltbereichs 218 abgeschieden, der in physischen Kontakt mit der magnetischen Schicht 212 steht.
Das obere Ende 219 des Magnetpolchips weist eine vorab ausgewählte, nahezu konstante Breite W auf. Die Breite W entspricht der Breite einer Spur auf dem entsprechenden drehbaren magnetischen Medium oder ist geringfügig schmaler als diese.
Die ausgewählte Breite W des oberen Endes des Magnetpolchips wird durch Abschneiden des oberen Endes des Magnetpolchips ermittelt, und der Schritt des Abschneidens des oberen Endes des Magnetpolchips wird vor dem Schritt der Abscheidung der Formschicht 213 für die zweite magnetische Schicht 214 ausgeführt. Durch ein derartiges Verändern des Prozesses kann das obere Ende des Magnetpolchips mit einer sehr viel höheren Genauigkeit als bei einem herkömmlichen Prozeß abgeschnitten werden.
Nach der Abscheidung der magnetischen Schicht 214 und vor der Abscheidung der Formschicht 213 wird die Dünnschichtkopfbaugruppe mit einer Photowiderstandsmaske 230 bedeckt. Dann wird auf einer der Seiten des Bereichs am oberen Ende des Magnetpolchips des Kopfs ein Fenster 232 auf der Photowiderstandsmaske erzeugt.
Der maskierte Kopf wird durch einen Ionenfräsprozeß erzeugt. Während des Prozesses wird der Abschnitt des Kopfs, der nicht von der Maske bedeckt ist, gefräst, um auf die gewünschte Breite gebracht zu werden, wie in 5 gezeigt.
Der Ionenfräsprozeß hat auf eine zu bearbeitende Oberfläche die gleichen Auswirkungen, wie unter normalen Bedingungen, und dementsprechend wird das nicht mit der Maske bedeckte Gefüge ebenfalls zusammen mit der Photowiderstandsmaske 230 aufbereitet.
Daher wird das vom Kopf erzeugte, aufbereitete Material erneut auf dem restlichen Abschnitt der Maske und auf dem Kopfgefüge abgeschieden, die zuvor aufbereitet wurden.
Aus diesem Grund wird das Ionenfräsen in zwei Schritten ausgeführt. Im ersten Schritt wird das nicht maskierte Gefüge durch die magnetische Schicht 14, die nicht magnetische Spaltschicht 220 und die magnetische Schicht 212 bis auf das Substrat 224 gefräst. Zum vollständigen Entfernen des Materials wird der erste Schritt vorzugsweise ausgeführt, bis das Substrat 224 geringfügig aufbereitet ist.
Der zweite Schritt des Ionenfräsprozesses wird ausgeführt, um das gesamte, neu abgeschiedene Material zu entfernen, und er wird in einem mit einem großen Winkel geneigten Zustand bei einer Neigung von 75° bis 80° zur vertikalen Richtung ausgeführt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Ionenfrässchritts wird ein magnetischer Permalloywerkstoff durch elektrischen Strom mit ca. 2 Watt pro Kubikzentimeter mit einer Ätzgeschwindigkeit von ca. 55 nm (550 Å) pro Minute gefräst. Dann wird der Photowiderstand entfernt, eine magnetische Formschicht wird abgeschieden, und damit ist ein Dünnschichtmagnetkopf fertiggestellt.
Die Photowiderstandmaske wird während des Ionenfräsens aufbereitet, und die Dicke des Photowiderstands auf dem Kopf wird abhängig von der Form der magnetischen Schicht 214 geringer als die Dicke des Photowiderstands auf dem Magnetpolchipbereich.
Der erfindungsgemäß hergestellte Dünnschichtmagnetkopf weist ein Jochgefüge mit einem magnetischen Wandlerspalt an einem Ende und einem hinteren Spaltbereich am anderen Ende auf, wobei das Jochgefüge eine leitende Spule zur Versorgung eines zwischen dem magnetischen Spalt und dem hinteren Spaltbereich des Jochgefüges angeordneten magnetischen Jochs mit Energie aufweist, die aus zwei aus einem magnetischen Werkstoff gefertigten Schichten ausgebildet ist.
Nachstehend wird ein unter Verwendung des gemäß der vorliegenden Ausführungsform gefertigten Dünnschichtmagnetkopfs konstruiertes Plattenspeichersystem beschrieben. Das Plattenspeichersystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfaßt eine Magnetplatte mit einem Außendurchmesser von ca. 8,90 mm (3,5 Zoll), eine Spindel zum Drehen der Platte, einem Positionierungsmechanismus für einen Magnetkopf und ein Gehäuse.
Der Magnetkopf ist ein induktiver Kopf, und die Spurweite beträgt 5,0 μm. Die obere und die untere magnetische Schicht des Kopfs sind Dünnschichten aus einer Legierung aus 44 Gew.-% Ni, Fe und 2 Gew.-% Mo mit einer Sättigungsmagnetflußdichte von 1,3 T, einem spezifischen Widerstand (ρ) von 60 μΩ·cm, einer relativen Permeabilität μ von 1000 und einer Schichtdicke d von 3 μm, und die Spaltlänge beträgt 0,4 μm.
Eine äquivalente Wirkung kann unter Verwendung des folgenden Werkstoffs, d. h. einer ähnlichen Legierung der Ni-Fe-Reihe mit einer Sättigungsmagnetflußdichte von 1,6 T, einem mehrschichtigen Film aus Fe-Co-Ni/Al₂O₃/Fe-Co-Ni und einer ZrO₂, Y₂O₃, HfO₂, Al₂O₃ oder SiO₂ enthaltenden Ni-Fe-Dünnschicht mit einer Korngröße von 2 bis 3 nm, für den Magnetpol erzielt werden.
Wird Oxid in die magnetische Schicht gemischt, beträgt die Korngröße vorzugsweise 0,5 bis 5 nm. Der Grund hierfür ist, daß nur der spezifische Widerstand erhöht werden kann, ohne die Sättigungsmagnetflußdichte und die weichmagnetischen Eigenschaften wesentlich zu verschlechtern, wenn die Oxidkorngröße innerhalb des oben genannten Bereichs liegt.
Durch Mischen des oben beschriebenen Oxids in die Dünnschicht aus der Fe-Ni-Legierung kann der spezifische Widerstand auf ca. 60 μΩ·cm erhöht werden, und die relative Permeabilität zeigt gute weichmagnetische Eigenschaften von annähernd 1000.
Andererseits können bei der Verwendung einer Ni-Fe-Dünnschicht ohne Oxid als Magnetpol eines Kopfs die Hochfrequenzcharakteristika durch Verringern der relativen magnetischen Permeabilität auf 500 oder weniger verbessert werden. Es ist jedoch erforderlich, die magnetomotorische Aufzeichnungskraft eines Kopfs auf einen Wert von mehr als 0,5 T einzustellen.
Die Aufzeichnungsschicht einer Magnetplatte wird aus CoCrTa (die hinzugefügte Menge an Cr beträgt 16 At.-%) mit einer magnetischen Koerzitivkraft von 167.112 A/m (2100 Oe) in der Aufzeichnungsbitrichtung und einem Ausrichtungsverhältnis der magnetischen Koerzitivkraft von 1,2 erzeugt. Das Produkt Br·δ der Restmagnetflußdichte und die Schichtdicke des Aufzeichnungsmediums betragen 0,03 T·nm (300 Gauss·μm).
Durch die Verwendung des Aufzeichnungsmediums können die lineare Aufzeichnungsdichtekennlinie verbessert und das Rauschen des Mediums in einem höheren linearen Aufzeichnungsdichtebereich erheblich verringert werden. Wenn die magnetische Koerzitivkraft des Mediums niedriger als 15.915 A/m (200 Oe) ist, wird die Bitfehlerrate verringert, wodurch die Vorrichtung inaktiviert wird.
Die Drehgeschwindigkeit der Spindel beim Aufzeichnen und bei der Wiedergabe ist auf 4491 min^–1 eingestellt, und die Schwebehöhe des Kopfs beträgt am äußersten Rand des Datenaufzeichnungsbereichs der Magnetplatte zu diesem Zeitpunkt 0,05 μm.
Die lineare Aufzeichnungsdichte auf jeder Spur wird so eingestellt, daß sie vom innersten Rand des Datenaufzeichnungsbereichs bis zu seinem äußersten Rand gleich bleibt, und die Aufzeichnungsfrequenz am äußersten Rand wird auf 67,5 MHz eingestellt.
Bei dem Plattenspeichersystem gemäß dieser Ausführungsform ist die lineare Aufzeichnungsdichte für Daten auf jeder Spur auf 144 kB/Zoll (144 kB pro 25,4 mm) eingestellt, und dementsprechend beträgt die Flächendichte 720 Megabit pro 6,45 cm² (Quadratzoll).
Bei der Ausführungsform werden vier Magnetplatten verwendet, die Formatkapazität des Systems beträgt 2,8 Gigabyte, und die Übertragungsgeschwindigkeit liegt bei 15 Megabyte pro Sekunde.
Obwohl bei dieser Ausführungsform eine 8/9-Umwandlung für die Datenaufzeichnung verwendet wird, kann selbst bei der Verwendung des herkömmlichen 1–7-Verfahrens zur Datenaufzeichnung ein System mit der gleichen Leistung wie diese Ausführungsform konstruiert werden. In diesem Fall beträgt die Aufzeichnungsfrequenz jedoch 45 MHz.
Die Spezifikation des gemäß dieser Ausführungsform konstruierten Plattenspeichersystems ist in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3 Spezifikation einer Vorrichtung des Typs mit einem Durchmesser von 8,9 mm (3,5 Zoll)
Ausführungsform 7
Es folgt eine Beschreibung der mit einem Plattenspeichersystem, bei dem ein erfindungsgemäßer Magnetkopf und Magnetplatten mit einem Plattendurchmesser von 63,5 mm (2,5 Zoll), 45,72 mm (1,8 Zoll) und 33,02 mm (1,3 Zoll) kombiniert wurden, erzielten Ergebnisse.
Der Magnetkopf und die Magnetplatten, die bei dieser Ausführungsform verwendet werden, stimmen mit den bei der Ausführungsform 6 verwendeten überein, die lineare Aufzeichnungsdichte für Daten auf jeder der Spuren ist auf 144 kB pro Zoll und die Spurdichte auf 5 kT (1000 Spuren) pro Zoll eingestellt. Die Drehzahl der Spindel ist so eingestellt, daß die Übertragungsgeschwindigkeit bei jeder der Platten 15 MB/s beträgt.
Ferner kann, wie im Zusammenhang mit der Ausführungsform 6 beschrieben, selbst bei der Verwendung des herkömmlichen 1–7-Verfahrens zur Datenaufzeichnung ein System mit der gleichen Leistung wie diese Ausführungsform konstruiert werden. In diesem Fall beträgt die Aufzeichnungsfrequenz jedoch 45 MHz.
Tabelle 4 Spezifikation einer Vorrichtung des Typs mit einem Durchmesser von 63,5 mm (2,5 Zoll)
Tabelle 5 Spezifikation einer Vorrichtung des Typs mit einem Durchmesser von 45,72 mm (1,8 Zoll)
Tabelle 6 Spezifikation einer Vorrichtung des Typs mit einem Durchmesser von 33,02 mm (1,3 Zoll)
Ausführungsform 8
Zwei Arten von induktiven Köpfen mit Magnetpolen mit unterschiedlichem spezifischem Widerstand ρ, unterschiedlicher Schicht dicke d und unterschiedlicher relativer Permeabilität μ werden hergestellt, und die Frequenzabhängigkeit der Intensität des Aufzeichnungsmagnetfelds wird für jeden der Köpfe unter Verwendung eines Elektronenstrahltomographieverfahrens gemessen.
Der Werkstoff für die Magnetpole, die Dicke d der Magnetpole, der spezifische Widerstand ρ und die relative Permeabilität μ in einem Niederfrequenzband unter 1 MHz sind für jeden der Kopfprototypen in Tabelle 7 gezeigt.
Der Kopf A umfaßt einen aus einer Einzelschicht aus einer Ni-Fe-Legierung ausgebildeten Magnetpol mit der im Zusammenhang mit der Ausführungsform 1 beschriebenen Zusammensetzung und einer Schichtdicke von 3 μm. Der Kopf B umfaßt einen durch Aufeinanderschichten von Fe-Co-Ni-Mo-Schichten mit einer Schichtdicke von 2,2 μm über eine Al₂O₃-Zwischenschicht, wie bei der Ausführungsform 4, erzeugten Magnetpol. Dadurch beträgt die Gesamtdicke der Magnetpolschicht dieses Kopfs 4,5 μm.
Wenn hierbei die Dicke der Einzelschicht aus Fe-Co-Ni-Mo des mehrschichtigen Films aus Fe-Co-Ni-Mo/Al₂O₃/Fe-Co-Ni-Mo 2,7 μm übersteigt, beträgt die Dämpfung der Intensität des Magnetfelds bei einer Aufzeichnungsfrequenz von 45 MHz mehr als 10%, wodurch ein Verwischen beim Schreiben bzw. eine Fluktuation in einer überschriebenen Schicht verursacht werden, was nicht wünschenswert ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Dicke der Fe-Co-Ni-Mo-Schicht auf 2,2 μm eingestellt.
Der Kopf C umfaßt eine untere magnetische Schicht eines Magnetpols, die eine amorphe Co-Ta-Zr-Einzelschicht mit einer Schichtdicke von 3 μm und einem spezifischen Widerstand von 90 μΩ·cm ist.
Tabelle 7 Spezifikation des Prototyps eines Dünnschichtmagnetkopfs
Anmerkung:

d: Dicke des Magnetpols
ρ: spezifischer Widerstand
μ: relative Permeabilität

Die Effizienz η der Köpfe wird anhand der gemessenen Ergebnisse der normalisierten Frequenzabhängigkeit der Intensität des Aufzeichnungsmagnetfelds berechnet. Bei dem Kopf A mit dem Magnetpol aus der Ni-Fe-Einzelschicht beginnt die Intensität des Aufzeichnungsmagnetfelds in der Nähe eines Punkts abzunehmen, der 10 MHz übersteigt, und die Intensität bei 100 MHz wird auf weniger als 60% der Intensität in dem Niederfrequenzband gedämpft.
Andererseits wird der Wirbelstromverlust wesentlich reduziert, obwohl für den Kopf B die Fe-Co-Ni-Mo-Schichten verwendet werden, deren magnetische Permeabilität und spezifischer Widerstand mit denen der für den Kopf A verwendeten NiFe-Schicht übereinstimmen, da die Schichten durch die Al₂O₃-Isolierschicht eine mehrschichtige Struktur aufweisen.
Bei diesem Kopf beträgt die Dämpfung der Intensität des Magnetfelds bei 100 MHz nahezu 20%, und die Frequenzcharakteristika werden verbessert. Bei dem Kopf C beträgt die Dämpfung der Intensi tät des Magnetfelds bei 100 MHz nahezu 0%, und die Frequenzcharakteristika sind herausragend.
Ausführungsform 9
Bei dieser Ausführungsform werden eine obere und eine untere magnetische Schicht gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt.
Es wird ein induktiver Kopf mit einem oberen und einem unteren Magnetkern hergestellt, die in einem 16,7 g/l Ni⁺⁺, 2,4 g/l Fe⁺⁺, ein gemeinsames Spannungsentlastungsmittel und ein oberflächenaktives Mittel enthaltenden Galvanisierungsbad mit einem pH-Wert von 3,0 und einer Galvanisierungsstromdichte von 15 mA durch eine Maske galvanisiert werden.
Die Spurbreite beträgt 4,0 μm und die Spaltlänge 0,4 μm. Die Zusammensetzung der magnetischen Schicht ist 42,4 Gew.-% Ni-Fe, und hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften betragen die Sättigungsmagnetflußdichte (B_s) 1,64 T, die magnetische Koerzitivkraft in der Richtung der Hauptachse (H_CH) 39,289 A/m (0,5 Oe) und der spezifische Widerstand (ρ) 48,1 μΩ·cm.
22 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Dualelementkopf zeigt, und 23 ist eine Draufsicht auf den Schreibkopf. Der Schreibkopf umfaßt einen oberen magnetischen Kern 320, einen unteren magnetischen Kern 321, der auch als obere Abschirmschicht dient, und eine Spule 325. Der Lesekopf umfaßt ein magnetoresistives Element 323, eine Elektrode 324 zum Leiten eines Erfassungsstroms zu dem magnetoresistiven Element 323 und eine untere Abschirmschicht 322. Der Schreib- und der Lesekopf sind auf einem Schlitten 326 ausgebildet.
Dieser induktive Kopf wurde auf dem im Zusammenhang mit der Ausführungsform 1 gezeigten Plattenspeichersystem montiert, um die Aufzeichnungsleistung zu bewerten. Das verwendete Medium weist einen Außendurchmesser von 3,5 Zoll und eine magnetische Koerzitivkraft von 198.943 A/m (2500 Oe) auf.
Die Leistung (die Überschreibeigenschaften) des bewerteten erfindungsgemäßen Aufzeichnungskopfs mit diesem Aufbau ist herausragend, d. h. ca. –50 dB in einem hohen Frequenzband über 40 MHz.
Ausführungsform 10
Für das Plattenspeichersystem gemäß dieser Ausführungsform wird der in 22 gezeigte Dualelementkopf verwendet, bei dem ein induktiver Kopf zum Aufzeichnen und ein magnetoresistives Element zur Wiedergabe verwendet werden. Die obere magnetische Schicht des Aufzeichnungsmagnetpols des induktiven Kopfs wird hergestellt, wie vorstehend beschrieben.
Für die andere obere Abschirmschicht 81, die auch als Aufzeichnungsmagnetpol dient, wird eine Mehrfachschicht aus Fe-Co-Ni/Al₂O₃/Fe-Co-Ni mit einer Einzelschichtdicke der Fe-Co-Ni-Schicht von 2,2 μm verwendet. Die Dicke der Al₂O₃-Zwischenschicht ist auf 0,1 μm eingestellt, und die Spurbreite des Aufzeichnungspols ist auf 3 μm eingestellt.
Eine 1 μm dicke Schicht aus der Ni-Fe-Legierung wird als untere Schicht 82 verwendet. Eine 15 nm dicke Schicht aus der Ni-Fe-Legierung wird als magnetoresistives Element 86 verwendet, das unter Verwendung eines Weichschichtvorspannungsverfahrens angetrieben wird.
Anstelle des magnetoresistiven Elements 86, für das die Schicht aus der Ni-Fe-Legierung verwendet wird, kann auch ein aus einer Ni-Fe-Schicht, einer Cu-Schicht, einer Co-Schicht und einer antiferromagnetischen Schicht der Ni-O-Reihe, der Fe-Mn-Reihe oder der Cr-Mn-Reihe zusammengesetztes Element des Spinventiltyps, ein hoch magnetoresistives Element aus Co-Ag, Co-Au, NiFe-Ag, Co-Cu, Fe-Ag oder dergleichen oder ein mehrschichtiges, hoch magnetoresistives Element der Co/Cr-, Fe/Cr-, Co/Cu- oder NiFe/Cu-Reihe verwendet werden.
Mit dem Plattenspeichersystem gemäß dieser Ausführungsform kann die gleiche Spezifikation erzielt werden, wie in Tabelle 2 gezeigt.

Claims

Dünnschichtmagnetkopf mit – einem unteren Magnetkern (84), – einem auf dem unteren Magnetkern (84) ausgebildeten oberen Magnetkern (83), – wobei ein Ende des oberen Magnetkerns (83) mit einem Ende des unteren Magnetkerns (84) in Kontakt steht und – das andere Ende des oberen Magnetkerns (83) dem anderen Ende des unteren Magnetkerns (84) über einen Magnetspalt gegenüberliegt, wodurch der obere Magnetkern (83) einen Magnetkreis bildet, der den Magnetspalt zusammen mit dem unteren Magnetkern (84) umfaßt, – einer leitfähigen Spule (87) mit einer gegebenen Anzahl von Windungen, die zwischen dem oberen Magnetkern (83) und dem unteren Magnetkern (84) hindurchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest entweder der obere Magnetkern (83) oder der untere Magnetkern (84) eine aus einer Ni-Fe-Legierung, die 38 bis 60 Gew.-% Ni und 40 bis 62 Gew.-% Fe enthält, gefertigte, galvanisierte Dünnschicht ist und zumindest einer der Magnetkerne (83, 84) eine Substanz enthält, die zumindest entweder weniger als 15 Gew.-% Co oder zumindest weniger als 3 Gew.-% des Gesamtgewichts mindestens eines der Elemente Mo, Cr, Pd, B oder In enthält.
Dünnschichtmagnetkopf nach Anspruch 1, bei dem die Dünnschicht eine Sättigungsmagnetflußdichte von mehr als 1,5 T, eine magnetische Koerzitivkraft in der Richtung der harten Achse von weniger als 795,77 A/m, einen spezifischen Widerstand von mehr als 40 μΩ·cm und eine Schichtdicke von 2 bis 5 μm aufweist.
Plattenspeichersystem mit einer Dünnschichtmagnetplatte (1) zur Aufzeichnung von Informationen, einer Haltevorrichtung (3) als Übertragungseinrichtung zum Zugreifen auf die Dünnschichtmagnetplatte (1) und einem Dünnschichtmagnetkopf nach Anspruch 1, der beweglich an der Haltevorrichtung (3) angeordnet ist.
Plattenspeichersystem nach Anspruch (3), dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnschichtmagnetkopf (2) ein Dualelement-Dünnschichtmagnetkopf ist.