JP2000322707A - 高飽和磁束密度を有するＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ磁性膜、およびこれを磁極に用いた複合型薄膜磁気ヘッド、並びに磁気記憶装置 - Google Patents

高飽和磁束密度を有するＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ磁性膜、およびこれを磁極に用いた複合型薄膜磁気ヘッド、並びに磁気記憶装置

Info

Publication number
JP2000322707A
JP2000322707A JP11128152A JP12815299A JP2000322707A JP 2000322707 A JP2000322707 A JP 2000322707A JP 11128152 A JP11128152 A JP 11128152A JP 12815299 A JP12815299 A JP 12815299A JP 2000322707 A JP2000322707 A JP 2000322707A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
film
iron
nickel
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11128152A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Ohashi
啓之 大橋
Mikiko Saito
美紀子 斎藤
Tamaki Toba
環 鳥羽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP11128152A priority Critical patent/JP2000322707A/ja
Priority to DE10022372A priority patent/DE10022372A1/de
Priority to US09/566,576 priority patent/US6507464B1/en
Priority to KR10-2000-0024825A priority patent/KR100402342B1/ko
Publication of JP2000322707A publication Critical patent/JP2000322707A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3967—Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/16—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing cobalt
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
    • H01F41/24—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates from liquids
    • H01F41/26—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates from liquids using electric currents, e.g. electroplating
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109—Details
    • G11B5/3113—Details for improving the magnetic domain structure or avoiding the formation or displacement of undesirable magnetic domains

Abstract

(57)【要約】 【課題】５Ｏｅ以下の低保磁力、２００００〜２３００
０Ｇの高飽和磁束度を有するＣｏＦｅＮｉ軟磁性膜を実
現すること、及び高記録密度でも熱揺らぎの少ない磁気
記憶装置を実現すること。 【解決手段】コバルト含有量が５０重量％以上８０重量
％以下、鉄含有量が２０重量％以上４０重量％以下、お
よびニッケル含有量が３重量％以上１０重量％未満であ
り、平均結晶粒径が４０ｎｍ以下であるＣｏＦｅＮｉ磁
性膜を電界めっきによって作製する。そして、この磁性
膜を磁極層に用いた磁気ヘッドを構成し、かつ、媒体保
磁力が３５００〜７０００Ｏｅの高保磁力媒体と組み合
わせた磁気記憶装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッド用の磁
極材料、及びこれを用いた複合型薄膜磁気ヘッド、並び
にこの複合型薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記憶装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記憶装置に搭載される磁気ヘッドに
おいては、高密度の記録を実現するため、ますます強い
記録磁界を発生する磁気ヘッドの必要性が生じている。
【０００３】磁気ディスク装置など近年の磁気記憶装置
の記録再生デバイスとしては、再生用の磁気抵抗効果ヘ
ッドと記録用のインダクティブヘッドとを備えた複合型
薄膜磁気ヘッドが主力になっている。その主な理由は、
再生ヘッドと記録ヘッドとをおのおの最適化することで
記憶装置をより高性能化できるからである。
【０００４】記録磁界を強くするためには、上記インダ
クティブヘッドの磁極層に、飽和磁束密度の高い材料を
用いる必要がある。さらに、磁極材料は、コイルが発生
する磁界により容易に磁化されなければならず、保磁力
が小さく透磁率の高い磁性材料すなわち良好な軟磁性材
料である必要がある。
【０００５】上記インダクティブヘッドの磁極層の材料
として、従来から良く用いられてきたのは電気めっき法
で作製されたニッケル・鉄合金（パーマロイ）である。
【０００６】前記複合型薄膜磁気ヘッドでは、特に、磁
歪定数が零に近いニッケル含有量８１〜８２重量％付近
の組成領域のものが良く用いられている。この組成領域
のパーマロイを以後８２パーマロイと呼ぶ。８２パーマ
ロイの飽和磁束密度は９０００〜１００００Ｇ（ガウ
ス）程度であるが、これより飽和磁束密度の高い良好な
軟磁性材料を用いれば、書き込み磁界がより強くて急峻
な磁気ヘッドを製造することができる。
【０００７】このため、これまでに８２パーマロイ以上
の飽和磁束密度を持った磁気ヘッド用軟磁性材料とし
て、種々の材料が提案されている。特に、３元系合金の
コバルト・鉄・ニッケル磁性膜は保磁力および磁歪定数
が小さく、さらに１４，０００Ｇ以上という高い飽和磁
束密度が得られることから、その組成および添加剤につ
いて種々の検討がなされている。
【０００８】例えば、特開平５−２６３１７０号公報で
は、コバルトが６０〜９０重量％、鉄が３〜９重量％、
ニッケルが５〜１５重量％であるコバルト・鉄・ニッケ
ル膜を用いた薄膜磁気ヘッドが提案されている。
【０００９】また、特開平８−２４１５０３号公報で
は、コバルトが６０〜８０重量％、鉄が８〜２５重量
％、ニッケルが１５〜２５重量％であるコバルト・鉄・
ニッケル膜を用いた薄膜磁気ヘッドが提案されている。
【００１０】また、特開平８−３２１０１０号公報で
は、コバルトが６０〜７５重量％、鉄が３〜９重量％、
ニッケルが１７〜２５重量％であるコバルト・鉄・ニッ
ケル膜を用いた薄膜磁気ヘッドが提案されている。
【００１１】しかし、これら従来方法に従って作製され
たコバルト・鉄・ニッケル膜の飽和磁束密度は、いずれ
も１４，０００〜１８，０００Ｇ程度であり、これ以上
の飽和磁束密度は実現できていない。また、いずれもコ
バルトを多量に含むことから、磁気ヘッドなどのデバイ
スに用いた場合に信頼性を保証するのに必要な耐食性が
パーマロイより大きく劣るという欠点がある。
【００１２】更に、特開平１１−７４１２２号公報で
は、コバルトが４０〜７０重量％、鉄が２０〜４０重量
％、およびニッケルが１０〜２０重量％であるコバルト
・鉄・ニッケル膜およびその製造方法が提案されてい
る。この公報においては、１９，０００〜２２，０００
Ｇという高い飽和磁束密度を持ち、かつ２．５Ｏｅ以下
の低保磁力のコバルト・鉄・ニッケル磁性膜を製造でき
ることが開示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気記
録の高密度化は、さらに高い記録能力を持つ磁気ヘッド
を要求している。これは、近年の高密度化進展に伴い、
記録の単位である最小磁化反転領域が室温においても熱
エネルギーの影響を受けるほど小さくなり、１０ギガビ
ット／平方インチを超える記録密度では、記録磁化が熱
揺らぎで不安定になる現象が現れるためである。
【００１４】熱揺らぎを小さくする最も有効な手段とし
て、磁気記録媒体の磁性層の磁気異方性エネルギーを高
めて磁化が熱揺らぎに抗する力を増やす方法がある。し
かし、磁気異方性エネルギーを高めることは、磁化を反
転するのに必要な磁界すなわち媒体の保磁力を大きくす
ることと同じ意味を持つ。そして保磁力の大きな媒体に
データを書き込むためには、ヘッドの記録磁界を強くす
る必要がある。このため、今後の更なる高密度化のため
には更に高い記録磁界を発生する高飽和磁束密度を有す
る材料が必要となる。
【００１５】本発明は、このような問題点を克服するた
めのものであり、保磁力および磁歪定数が小さく、かつ
２０，０００〜２３，０００Ｇという高い飽和磁束密度
をもつ軟磁性膜を実現することを目的とする。特に、前
述の従来技術で引用した特開平１１−７４１２２号公報
記載のＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ磁性膜と比較すると、Ｎｉ含有
量を更に少なくすることで、更に大きな飽和磁束密度を
有する材料の実現を目的としている。しかもその際、保
磁力及び磁歪定数等の特性も磁極材料へ適用するに必要
な特性とする必要がある。そしてこの磁性膜を備えた磁
気ヘッド、およびこの磁気ヘッドと高保磁力の媒体とを
組み合わせることで高記録密度でも熱揺らぎの少ない磁
気記憶装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のコバルト・鉄・ニッケル磁性膜では、コバ
ルト含有量が５０重量％以上８０重量％以下、鉄含有量
が２０重量％以上４０重量％以下、およびニッケル含有
量が３重量％以上１０重量％未満であり、平均結晶粒径
が４０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】上記組成の磁性膜はコバルトを多量に含有
するが、膜中の不純物として含まれるイオウ含有量を
０．１重量％以下とするこで高耐食性の膜を実現でき
る。
【００１８】また、本発明の複合型薄膜磁気ヘッドにお
いては、複合型薄膜磁気ヘッドを構成するインダクティ
ブヘッドの磁極層の全部または一部が前述のコバルト・
鉄・ニッケル磁性膜からなることを特徴とする。この
際、コバルト・鉄・ニッケル磁性膜の膜厚は０．３〜
２．０μｍとすることが好ましい。
【００１９】さらに本発明の磁気記憶装置では、前述の
本発明の複合型薄膜磁気ヘッドと磁気記録媒体とを組み
合わせた構成からなる。この際、前記磁気記録媒体の保
磁力は３５００Ｏｅ以上のものを採用することが好まし
い。そしてさらに、５０００Ｏｅ以上、さらには７００
０Ｏｅ以上の保磁力を有する媒体を用いることで、高記
録密度した際にも熱揺らぎの影響の少ない磁気記憶装置
を実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】図１は本発明の第１の実施の形態による複
合型薄膜磁気ヘッドの要部を示す断面図である。この第
１の実施の形態による複合型薄膜磁気ヘッドは、下部磁
極層２に記録ギャップとなる絶縁層４とが積層され、そ
の上にパターニングした絶縁層４と銅製のコイル３を配
置し、それらの上に上部磁極層１が積層されてなる記録
機能を有するインダクティブヘッドと、下シールド層６
上に絶縁層８によってサンドイッチ状に挟持された磁気
抵抗効果素子７を配置し、それらの上に上シールド層５
が積層されてなる再生機能を有する磁気抵抗効果ヘッド
とからなる。本第１の実施の形態では、下部磁極層２と
上シールド層５が同一のものからなる共通シールド型複
合型薄膜磁気ヘッドである。そして、上記インダクティ
ブヘッドを構成する上部磁極層１および下部磁極層２を
コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜で形成する。このコバ
ルト・鉄・ニッケル磁性薄膜は後述する電気めっきによ
って形成し、飽和磁束密度が２００００〜２３０００
Ｇ、保磁力が５Ｏｅ以下の軟磁気特性を有する磁性膜で
ある。
【００２２】このインダクティブヘッドにおいては、上
部磁極層１および下部磁極層２が絶縁層４（記録ギャッ
プ）を挟み、リング状の磁気コアを形成しており、この
リング状の磁気コアはコイル３を流れる記録電流により
励磁され、その結果、記録ギャップからにじみ出る記録
磁界により磁気記録媒体への書き込みを行う。
【００２３】上部磁極層１および下部磁極層２の層厚
は、うず電流による高周波での透磁率低下を避けるため
５μｍ以下とすることが好ましい。さらに、１００ＭＨ
ｚ以上の周波数での記録を行う場合には３μｍ以下とす
ることが好ましい。
【００２４】このように構成された複合型薄膜磁気ヘッ
ドは、上部磁極層１及び下部磁極層２に設けたコバルト
・鉄・ニッケル磁性薄膜の効果によって、従来のヘッド
に比べて高い書き込み能力を持つ。これはコバルト・鉄
・ニッケル磁性膜によって、磁極層が磁気的に過度に飽
和することなく強い磁界強度および高い磁界勾配を発生
することができ、保磁力の大きな磁気記録媒体に対して
も低ノイズで分解能の高い磁気記録パターンを書き込む
ことが出来るためである。
【００２５】図４は本発明の複合型薄膜磁気ヘッドと高
保磁力媒体とを組み合わせた磁気記憶装置の概略を示す
構成図である。本発明の複合型薄膜磁気ヘッドは磁気ヘ
ッドスライダ３３に搭載され、サスペンション３４及び
アーム３５を介してボイスコイルモータ３６に取り付け
られており、このボイスコイルモータ３６によって、磁
気ヘッドの位置を制御（トラッキング）する。また、磁
気記録媒体３２は磁気ヘッドスライダ３３に対向して設
けられ、駆動用モータ３１によって回転する。複合型薄
膜磁気ヘッドの記録動作、再生動作は記録再生チャネル
３７からの信号によって行われ、この記録再生チャネル
３７は制御ユニット３８により制御される。同様に、ボ
イスコイルモータ３６、及び駆動用モータ３１も制御ユ
ニット３８により制御される。このように構成した磁気
記憶装置において、磁気記録媒体３２の保磁力が７００
０Ｏｅの媒体を用いて記録再生動作を行った結果、４０
ギガビット／平方インチ以上という高記録密度で、かつ
熱揺らぎの影響も受けにくい安定な磁気記録が可能であ
った。
【００２６】図２は本発明の第２の実施の形態による複
合型薄膜磁気ヘッドの要部を示す断面図である。この第
２の実施の形態による複合型薄膜磁気ヘッドにおいて
は、前述の第１の実施の形態の複合型薄膜磁気ヘッドの
上部磁極層１及び下部磁極層２の一部、特に、記録ギャ
ップである絶縁層４側の磁極層部分を本発明のコバルト
・鉄・ニッケル磁性膜１１，１２で形成する。
【００２７】このコバルト・鉄・ニッケル磁性膜１１，
１２の膜厚は０．１μｍと薄くしても書き込み能力の向
上は図れるが、その効果を十分発揮するために０．３μ
ｍ以上の膜厚とすることが好ましい。さらに、その効果
をより顕著とするためには０．５μｍ以上の膜厚とする
ことが好ましい。一方、膜厚を２μｍより厚くすると、
コバルト・鉄・ニッケル磁性膜の比透磁率が３００〜８
００（ＤＣ）と低いため記録能力が低下する。このた
め、膜厚は２μｍ以下とすることが好ましい。
【００２８】また、磁極層の残りの部分（以下、残余部
と記す）１３，１４に設ける材料としては、パーマロ
イ、センダスト（鉄・アルミニウム・珪素）、アモルフ
ァスＣｏ合金等の軟磁性膜を用いることができ、その膜
厚は２〜５μｍ程度とすることが好ましい。
【００２９】この際、特に記録再生機能をより向上させ
るためには、磁極層（下部磁極層２）とシールド層（上
シールド層５）とを同一膜で兼用している部分２，５
（以下、共通シールドと記す）は磁歪定数を極力ゼロに
近い軟磁性材料を用いることが好ましい。これは、共通
シールドに磁歪定数の大きな材料を用いると記録動作の
影響が再生へも影響し、再生波形が変化する現象が現れ
易くなるためである。このため、共通シールドのうちコ
バルト・鉄・ニッケル磁性膜１２以外の残りの部分、残
余部１４には磁歪定数の小さな材料を用いることが好ま
しく、例えば磁歪定数が１０― 7台の８２パーマロイな
どの材料を用いることが好ましい。
【００３０】このようにして構成した本発明の複合型薄
膜磁気ヘッドを図４に示した磁気記憶装置に組み込み、
磁気記録媒体３２として保磁力の異なる媒体を用いてオ
ーバーライト（Ｏ／Ｗ）特性を測定した。その結果を図
５に示す。測定は、磁気スペーシングを４８ｎｍ（浮上
量２５ｎｍ）及び５８ｎｍ（浮上量３５ｎｍ）とし、周
波数５０〜６０ＭＨｚで行った。比較のため、上部磁極
層１及び下部磁極層２を全て８２パーマロイとし、他は
本発明の複合型薄膜磁気ヘッドと同様とした従来型の装
置（図中にはパーマロイ磁極ヘッドと表記）も作製し、
そのＯ／Ｗ特性値も示した。
【００３１】図５に示したように、本発明のコバルト・
鉄・ニッケル磁性膜を用いた複合型薄膜磁気ヘッド（図
中にはＣｏＮｉＦｅ磁極ヘッドと表記）においては、３
０００〜７０００Ｏｅという大きな保磁力を持つ磁気記
録媒体にも低ノイズで分解能の高い磁気記録パターン
（Ｓ／Ｎ＞３０ｄＢ）を書き込むことが出来、２０ギガ
ビット／平方インチ以上の高記録密度（７０００Ｏｅ媒
体では４０ギガビット／平方インチ）でも熱揺らぎの影
響を受けにくい安定な磁気記録が可能であった。一方、
従来の複合型薄膜磁気ヘッドでは３０００Ｏｅの保磁力
を有する媒体でもＳ／Ｎ＜３０ｄＢと、良好な記録再生
が不可能であり、さらに３５００Ｏｅ以上の保磁力を有
する媒体への書き込みは不可能であった。
【００３２】なお、上記測定は磁気スペーシングを４８
ｎｍ及び５８ｎｍとして測定したが、さらに磁気スペー
シングを小さくすることによって媒体に対する記録ヘッ
ドの記録磁界は強くすることができる。このため、本発
明の複合型薄膜磁気ヘッドでは磁気スペーシングを更に
小さくすることで、７０００Ｏｅ以上の高保磁力を有す
る媒体への記録も可能になるものと考えられる。一方、
従来の複合型薄膜磁気ヘッドでは、更に浮上量を１７ｎ
ｍと小さくしても、３５００Ｏｅ以上の保磁力を有する
媒体への記録は不可能であった。
【００３３】図３は本発明の第３の実施の形態による複
合型薄膜磁気ヘッドの要部を示す断面図である。第２の
実施の形態と同様に、上部磁極層１及び下部磁極層２の
一部、特に、記録ギャップである絶縁層４側の磁極層部
分１１，１２を本発明のコバルト・鉄・ニッケル磁性膜
で形成する。そして特に、下部磁極層２と上シールド層
５とが同一部分からならず、それぞれ独立の層から構成
する。この構成では共通シールド型でないため、下部磁
極層２の材料特性が再生機能へ影響を及ぼすことを抑制
でき、共通シールド型で見られた記録動作がその後の再
生波形に影響を及ぼす現象を抑制できる。このため、磁
極層には比較的磁歪定数の大きな材料を用いることもで
きる。例えばパーマロイ、センダスト（鉄・アルミニウ
ム・珪素）、アモルファスＣｏ合金等の軟磁性膜を用い
ることができるが、特にニッケル含有量４０〜５５重量
％程度のニッケル・鉄膜（以下４５パーマロイと記
す）、或いは４５パーマロイに若干のコバルト等の他の
元素を添加し特性改善を行った軟磁性膜などを用いるこ
とが出来る。４５パーマロイの磁歪定数は１０― 5台と
大きいが、飽和磁束密度が１５０００Ｇ程度とかなり大
きい軟磁性材料である。そこで上部磁極層１及び下部磁
極層２のうち、コバルト・鉄・ニッケル磁性膜を設ける
部分１１，１２以外の残りの部分、残余部２３，２４
に、４５パーマロイ等の高飽和磁束密度を有する材料を
用いる。これによって、一層強い記録磁界を発生する複
合型薄膜磁気ヘッドを実現出来る。
【００３４】このようにして構成した本発明の複合型薄
膜磁気ヘッドを図４に示した磁気記憶装置に組み込み、
磁気記録媒体３２の保磁力が２０００乃至７０００Ｏｅ
の媒体を用いて記録再生動作を行った。本発明の磁気記
憶装置においては、特に磁気記録媒体に５０００Ｏｅ以
上の保磁力を有する媒体を用いることで３０ギガビット
／平方インチ以上、さらに、７０００Ｏｅ以上の保磁力
を有する媒体で４０ギガビット／平方インチ以上の高記
録密度が可能で、かつ熱揺らぎの影響を受けにくい安定
な磁気記録が可能であった。
【００３５】なお、第２の実施の形態である共通シール
ド型の複合型薄膜磁気ヘッドにおいても、４５パーマロ
イ等の高飽和磁束密度材料を上部磁極層１の残余部１３
にのみ用いることで、８２パーマロイ等を用いた場合よ
り強い記録磁界を発生する複合型薄膜磁気ヘッドを実現
できる。
【００３６】次に、本発明のコバルト・鉄・ニッケル磁
性薄膜の製造方法（電気めっき）を具体的に説明する。
表１は本発明の電気めっき浴の組成、表２は電気めっき
の条件である。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】表１及び表２に示しためっき浴組成、めっ
き条件で作製したコバルト５０重量％以上８０重量％以
下、鉄２０重量％以上４０重量％以下、ニッケル３重量
％以上１０重量％未満組成のコバルト・鉄・ニッケル磁
性膜では、保磁力が５Ｏｅ以下、かつ２００００〜２３
０００Ｇの高飽和磁束密度を有する優れた軟磁性膜が得
られた。一般に、コバルト・鉄・ニッケル三元系合金に
おいては、ニッケルの磁気モーメントへの寄与が鉄やコ
バルトに比べて小さいため、ニッケルの含有量を３重量
％より少なくすると、保磁力が５Ｏｅを超えてヒステリ
シスも大きくなり、その結果膜の透磁率も低下する。し
たがって、低保磁力、高飽和磁束密度等の優れた軟磁気
特性を得るためには、ニッケルの組成範囲を３重量％以
上とする必要がある。そして上記組成範囲領域のコバル
ト・鉄・ニッケル磁性膜において５Ｏｅ以下の低保磁力
を有する軟磁性膜は、いずれも平均結晶粒径が４０ｎｍ
以下であった。
【００４０】上記した条件、組成範囲で作製した本発明
のＣｏＦｅＮｉ磁性膜の磁気特性の代表例を表３に示
す。
【００４１】
【表３】
【００４２】また、本発明の組成範囲において優れた軟
磁性膜を実現するためには、従来の電気めっき膜の膜中
内部応力を低減するために用いる応力緩和剤であるサッ
カリンナトリウムを添加しないことが重要であった。サ
ッカリンナトリウムを添加した場合、ｂｃｃ相が現れ易
くなり結晶粒径が４０ｎｍ以上となるため、保磁力が２
０Ｏｅ以上と大きくなった。さらに、組成領域全域にわ
たって磁歪定数が大きくなり、また耐食性も低下する等
の問題も生じた。このため、本発明の製造方法において
は、サッカリンナトリウム等のイオウを含有する添加物
を使用しないことが重要である。そしてこのようにして
作製したコバルト・鉄・ニッケル磁性膜の組成を調べた
ところ、イオウ含有量が０．１重量％以下であれば耐食
性および軟磁気特性が良好な軟磁性膜が得られることが
分かった。
【００４３】また、本発明のコバルト・鉄・ニッケル磁
性膜の組成範囲においては、Ｆｅ含有量およびＣｏ含有
量が保磁力に大きな影響を及ぼす。
【００４４】まず、Ｆｅ含有量が４０重量％より多くな
るか、或いはＣｏ含有量が５０重量％より少なくなる
と、５Ｏｅ以下の保磁力を得ることは極めて困難になっ
た。この保磁力の組成依存性は次の２つの理由により生
じていると考えられる。第１は、めっき浴へのサッカリ
ンナトリウムの添加がない場合であっても、本発明の組
成範囲よりもＦｅ含有量が増えるとｂｃｃ層が現れ易く
なり、結晶粒径が大きくなるからである。第２は、Ｆｅ
含有量が４０重量％を超えると、めっき浴へのサッカリ
ンナトリウムの添加がない場合であっても、磁歪定数を
１０-6以下にするのが極めて困難になるからである。
【００４５】次に、Ｆｅ含有量を２０重量％より少なく
するか、Ｃｏ含有量を８０重量％より多くした場合に
も、５Ｏｅ以下の保磁力を得ることは困難であった。こ
れは、本発明の組成範囲よりもＣｏ含有量が増えると結
晶粒径が４０ｎｍ以上となるためである。
【００４６】また、表３にまとめた結果から分かるよう
に、ニッケル含有量が少ない程飽和磁束密度は増加する
が、Ｎｉ含有量３重量％未満では、５Ｏｅ以下の保磁力
を得ることは困難になった。また、膜が白濁し光沢を失
うことが多かった。これは、膜の表面が粗くなったため
だと考えられる。また、ニッケルはコバルト・鉄合金の
結晶磁気異方性エネルギーを減らすことにより保磁力を
下げる効果も持っていると考えられる。
【００４７】また、本発明のコバルト・鉄・ニッケル磁
性膜の組成範囲において、軟磁気特性はめっき電流、め
っき浴のｐＨ（水素イオン濃度）、およびめっきかくは
ん速度等のめっき条件の影響を受けることも判明した。
【００４８】ニッケル含有量が少ない膜組成において５
Ｏｅ以下の低保磁力を得るには、めっき電流密度は５ｍ
Ａ／ｃｍ2以上、より好ましくは１５ｍＡ／ｃｍ2以上に
する必要がある。また、ｐＨは３．５以下である必要が
あり、ｐＨがこれより高いと本発明の組成範囲であって
も保磁力が５Ｏｅ以上になる場合があった。
【００４９】なお、本発明のコバルト・鉄・ニッケル磁
性膜においては、磁気特性がほとんど変わらない程度に
１種以上の元素を微量に加えても本発明と同等の効果が
得られることは自明である。ただし、周期表の１〜３族
及び１７，１８族の元素と、シリコン、水銀、ハフニウ
ム、タンタルは共析させることはできなかった。
【００５０】また、本発明の複合型薄膜磁気ヘッドにお
いては、再生機能を有する磁気抵抗効果を利用したＭＲ
（磁気抵抗効果）素子、巨大磁気抵抗効果を利用したス
ピンバルブ素子、あるいはスピントンネル接合を利用し
たトンネル磁気抵抗効果素子などを用いることができ
る。
【００５１】
【発明の効果】本発明では、コバルト含有量が５０重量
％以上８０重量％以下、鉄含有量が２０重量％以上４０
重量％以下、ニッケル含有量が３重量％以上１０重量％
未満の組成領域で、平均結晶粒径が４０ｎｍ以下の軟磁
性膜を作製できる。この磁性膜は保磁力５Ｏｅ以下、飽
和磁束密度が２００００〜２３０００Ｇで、耐食性にも
優れた軟磁気特性を有する磁性膜である。したがって、
この磁性膜をインダクティブヘッドの磁極層に使った複
合型薄膜磁気ヘッドでは、従来のヘッドに比べ発生磁界
および磁界勾配を大きくできる。このため、この複合型
薄膜磁気ヘッドと高保磁力媒体とを組み合わせた磁気記
憶装置では、特に媒体保磁力が３５００Ｏｅ以上、更に
は７０００Ｏｅ以上の高保磁力媒体を用いることで、高
記録密度でも熱揺らぎが少なく安定な磁気記録を行うこ
とが可能な磁気記憶装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による複合型薄膜磁気
ヘッドの要部を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による複合型薄膜磁気
ヘッドの要部を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態による複合型薄膜磁気
ヘッドの要部を示す断面図である。
【図４】本発明の磁気記憶装置の概略を示す構成図であ
る。
【図５】本発明の複合型薄膜磁気ヘッドと従来の複合型
薄膜磁気ヘッドとのオーバーライト特性の比較を示す図
である。
【符号の説明】
１…上部磁極層 ２…下部磁極層 ３…コイル ４…絶縁層（記録ギャップ） ５…上シールド層 ６…下シールド層 ７…磁気抵抗効果素子 ８…絶縁層 ９…絶縁層 １０…基板 １１，１２…コバルト・鉄・ニッケル磁性膜 １３，１４，２３，２４…残余部 ３１…駆動用モータ ３２…磁気記録媒体 ３３…磁気ヘッドスライダ ３４…サスペンション ３５…アーム ３６…ボイスコイルモータ ３７…記録再生チャネル ３８…制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 10/16 Ｈ０１Ｆ 10/16 (72)発明者 鳥羽 環 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 5D033 BA02 BA07 BA41 BB21 BB43 CA01 DA04 5D034 BA03 BA15 BA18 BB02 BB08 CA06 5D093 HA01 HB23 JA07 5E049 AA04 AA09 AC00 BA12

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コバルト含有量が５０重量％以上８０重量
    ％以下、鉄含有量が２０重量％以上４０重量％以下、お
    よびニッケル含有量が３重量％以上１０重量％未満であ
    り、平均結晶粒径が４０ｎｍ以下であることを特徴とす
    るコバルト・鉄・ニッケル磁性膜。
  2. 【請求項２】請求項１記載のコバルト・鉄・ニッケル磁
    性膜において、不純物としてのイオウ含有量が０．１重
    量％以下であることを特徴とするコバルト・鉄・ニッケ
    ル磁性膜。
  3. 【請求項３】飽和磁束密度が２００００以上２３０００
    Ｇ以下であり、かつ保磁力が５Ｏｅ以下であることを特
    徴とする請求項１又は２記載のコバルト・鉄・ニッケル
    磁性膜。
  4. 【請求項４】磁気記録媒体からの信号磁束を電気抵抗の
    変化として検出する磁気抵抗効果素子を有する再生ヘッ
    ドと、磁極から発生する磁界により磁気記録媒体に記録
    するインダクティブヘッドとからなる複合型薄膜磁気ヘ
    ッドにおいて、前記磁極層の全部又は一部が請求項１乃
    至３のいずれか１項に記載のコバルト・鉄・ニッケル磁
    性膜であることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。
  5. 【請求項５】絶縁層によって磁気抵抗効果素子をサンド
    イッチ状に積層形成し、これを上下２層のシールド層で
    挟持してなる磁気抵抗効果ヘッドと、絶縁層によってコ
    イルをサンドイッチ状に積層形成し、これを上下２層の
    磁極層で挟持してなるインダクティブヘッドとを隣接し
    て配置した複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記磁極層
    の全部または一部が請求項１乃至３のいずれか１項に記
    載のコバルト・鉄・ニッケル磁性膜であることを特徴と
    する複合型薄膜磁気ヘッド。
  6. 【請求項６】絶縁層によって磁気抵抗効果素子をサンド
    イッチ状に積層形成し、これを上下２層のシールド層で
    挟持してなる磁気抵抗効果ヘッドと、絶縁層によってコ
    イルをサンドイッチ状に積層形成し、これを上下２層の
    磁極層で挟持してなるインダクティブヘッドとを隣接し
    て配置した複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記磁極層
    の一部が請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコバル
    ト・鉄・ニッケル磁性膜であり、残りの部分がニッケル
    ・鉄磁性膜であることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッ
    ド。
  7. 【請求項７】前記ニッケル・鉄磁性膜が、ニッケル含有
    量４０〜５５重量％、残余が鉄のニッケル・鉄磁性膜で
    あることを特徴とする請求項６記載の複合型薄膜磁気ヘ
    ッド。
  8. 【請求項８】前記磁極層の全部または一部を形成するコ
    バルト・鉄・ニッケル磁性膜の膜厚が０．３から２．０
    μｍであることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか
    １項に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
  9. 【請求項９】前記２層のシールド層のうちの一方と、前
    記２層の磁極層のうちの一方とが同一の層からなること
    を特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の複
    合型薄膜磁気ヘッド。
  10. 【請求項１０】絶縁層によって磁気抵抗効果素子をサン
    ドイッチ状に積層形成し、これを上部シールド層及び下
    部シールド層で挟持してなる磁気抵抗効果ヘッドと、絶
    縁層によってコイルをサンドイッチ状に積層形成し、こ
    れを上部磁極層及び下部磁極層で挟持してなるインダク
    ティブヘッドとを隣接して配置した複合型薄膜磁気ヘッ
    ドにおいて、前記下部磁極層と前記上部シールド層とを
    同一の層で構成し、前記上部磁極層及び下部磁極層のう
    ち、前記上部磁極層と下部磁極層とが対向する側の磁極
    層の一部を膜厚０．３〜２．０μｍの請求項１乃至３の
    いずれか１項に記載のコバルト・鉄・ニッケル磁性膜と
    し、該磁極層の残りの部分のうち、少なくとも上部磁極
    層の残りの部分をニッケル含有量４０〜５５重量％、残
    余が鉄のニッケル・鉄磁性膜としたことを特徴とする複
    合型薄膜磁気ヘッド。
  11. 【請求項１１】少なくとも請求項４乃至１０のいずれか
    １項に記載の複合型薄膜磁気ヘッドと、保磁力が３５０
    ０エルステッド（Ｏｅ）以上である磁気記録媒体とを備
    えた磁気記憶装置。
  12. 【請求項１２】少なくとも請求項４乃至１０のいずれか
    １項に記載の複合型薄膜磁気ヘッドと、保磁力が３５０
    ０乃至７０００エルステッド（Ｏｅ）である磁気記録媒
    体とを備えた磁気記憶装置。
JP11128152A 1999-05-10 1999-05-10 高飽和磁束密度を有するＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ磁性膜、およびこれを磁極に用いた複合型薄膜磁気ヘッド、並びに磁気記憶装置 Pending JP2000322707A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11128152A JP2000322707A (ja) 1999-05-10 1999-05-10 高飽和磁束密度を有するＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ磁性膜、およびこれを磁極に用いた複合型薄膜磁気ヘッド、並びに磁気記憶装置
DE10022372A DE10022372A1 (de) 1999-05-10 2000-05-08 Co-Fe-Ni-Magnetfilm mit hoher magnetischer Sättigungsflußdichte, den Film verwendender Dünnfilm-Verbundmagnetkopf und den Kopf verwendende Magnetspeichervorrichtung
US09/566,576 US6507464B1 (en) 1999-05-10 2000-05-08 Co-Fe-Ni magnetic film having a high saturation magnetic flux density, composite thin film magnetic head using the film and magnetic memory device using the head
KR10-2000-0024825A KR100402342B1 (ko) 1999-05-10 2000-05-10 고포화 자속 밀도를 갖는 Ｃｏ-Ｆｅ-Ｎｉ 자기막, 이자기막을 이용한 합성 박막 자기 헤드, 및 이 헤드를이용한 자기 기억 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11128152A JP2000322707A (ja) 1999-05-10 1999-05-10 高飽和磁束密度を有するＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ磁性膜、およびこれを磁極に用いた複合型薄膜磁気ヘッド、並びに磁気記憶装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000322707A true JP2000322707A (ja) 2000-11-24

Family

ID=14977678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11128152A Pending JP2000322707A (ja) 1999-05-10 1999-05-10 高飽和磁束密度を有するＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ磁性膜、およびこれを磁極に用いた複合型薄膜磁気ヘッド、並びに磁気記憶装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6507464B1 (ja)
JP (1) JP2000322707A (ja)
KR (1) KR100402342B1 (ja)
DE (1) DE10022372A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7135103B2 (en) 2003-10-20 2006-11-14 Waseda University Preparation of soft magnetic thin film

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6477765B1 (en) * 1999-11-04 2002-11-12 Storage Technology Corporation Method of fabricating a magnetic write transducer
JP3249502B1 (ja) * 2000-12-27 2002-01-21 ティーディーケイ株式会社 コバルト・ニッケル・鉄合金薄膜およびその製造方法ならびに薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法
JP2002279608A (ja) * 2001-03-22 2002-09-27 Mitsumi Electric Co Ltd 薄膜型磁気ヘッド及びその製造方法
JP2002352403A (ja) * 2001-05-24 2002-12-06 Hitachi Ltd 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
JP2004152454A (ja) * 2002-11-01 2004-05-27 Hitachi Ltd 磁気ヘッド及びその製造方法
JP3799322B2 (ja) * 2002-11-15 2006-07-19 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 磁気ディスク装置
US20050035370A1 (en) * 2003-08-12 2005-02-17 Hrl Laboratories, Llc Semiconductor structure for a heterojunction bipolar transistor and a method of making same
JP2005086012A (ja) * 2003-09-09 2005-03-31 Fujitsu Ltd 磁性薄膜およびその製造方法並びに磁性薄膜を用いた磁気ヘッド
JP2007220777A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Fujitsu Ltd 軟磁性薄膜およびその製造方法並びに磁気ヘッド
US8118990B2 (en) * 2006-05-10 2012-02-21 Headway Technologies, Inc. Electroplated magnetic film for read-write applications
JP2007305882A (ja) * 2006-05-12 2007-11-22 Sony Corp 記憶素子及びメモリ
US8331064B2 (en) * 2008-04-18 2012-12-11 International Business Machines Corporation System having a TMR sensor with leads configured for providing joule heating
US8804282B1 (en) 2013-04-17 2014-08-12 HGST Netherlands N.V. Magnetic write head having a hybrid material main pole for high frequency recording
CN107611255B (zh) * 2017-09-11 2019-09-10 北京航空航天大学 一种高密度磁性存储器件

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2688630B2 (ja) 1992-03-17 1997-12-10 株式会社日立製作所 磁性合金膜及びその製造方法
US5780176A (en) * 1992-10-30 1998-07-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element
US5549978A (en) * 1992-10-30 1996-08-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element
US5652054A (en) * 1994-07-11 1997-07-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic recording media having a magnetic thin film made of magnetic metals grains and nonmagnetic matrix
JPH08241503A (ja) 1995-03-03 1996-09-17 Hitachi Ltd 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
JPH08321010A (ja) 1995-05-26 1996-12-03 Sumitomo Metal Ind Ltd 薄膜磁気ヘッド
JP2821456B1 (ja) 1997-07-03 1998-11-05 学校法人早稲田大学 コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜とその製造方法，及びそれを用いた複合型薄膜磁気ヘッドと磁気記憶装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7135103B2 (en) 2003-10-20 2006-11-14 Waseda University Preparation of soft magnetic thin film

Also Published As

Publication number Publication date
US6507464B1 (en) 2003-01-14
DE10022372A1 (de) 2001-03-15
KR100402342B1 (ko) 2003-10-22
KR20000077200A (ko) 2000-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5812350A (en) Metal-in-gap thin film magnetic head employing Ni45 Fe55
US5864450A (en) NI45FE55 metal-in-gap thin film magnetic head
US7354664B1 (en) Magnetically soft, high saturation magnetization laminate of iron-cobalt-nitrogen and iron-nickel for perpendicular media underlayers
KR100269820B1 (ko) 자기저항효과 헤드
US8085499B2 (en) Thin film perpendicular magnetic recording head, their fabrication process and magnetic disk drive using it
JP2000048327A (ja) 薄膜磁気ヘッド
JP2001134907A (ja) 磁気ヘッドおよびその製造方法、それを用いる磁気記録再生装置
JP2000322707A (ja) 高飽和磁束密度を有するＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ磁性膜、およびこれを磁極に用いた複合型薄膜磁気ヘッド、並びに磁気記憶装置
JP2001076315A (ja) 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
US5673162A (en) Magnetoresistive head with soft adjacent layer comprising amorphous magnetic material
Ohashi et al. Write performance of heads with a 2.1-Tesla CoNiFe pole
JP4759455B2 (ja) 磁気シールド及びその製造方法、薄膜磁気ヘッド
JP2001006931A (ja) 軟磁性膜及びその製造方法、ならびにこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド
US20040101712A1 (en) Magnetic head and method for production therefor
US6687082B1 (en) Magnetic head and manufacturing method thereof and magnetic recording and reproducing apparatus
JP2001195706A (ja) 記録ヘッド、記録ヘッドの製造方法、及び複合ヘッド並びに磁気記録再生装置
US20070047140A1 (en) Electroplated multiple layer soft magnetic materials with high magnetic moment
JP2002093620A (ja) 磁性薄膜とその製造方法及びそれを用いた磁気ヘッド並びに電解めっき装置
JPH0660333A (ja) 磁気抵抗効果型ヘッド
US6592811B1 (en) Magnetic material having a high saturation magnetic flux density and a low coercive force
JP3631449B2 (ja) 薄膜磁気ヘッド
JP3331389B2 (ja) 垂直磁気ヘッド
JP3629473B2 (ja) 軟磁性膜及びその製造方法、ならびにこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド
JP2000137909A (ja) 薄膜磁気ヘッド
JPH0765328A (ja) 軟磁性膜の交換バイアス膜合金及び磁気抵抗型薄膜磁気ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030902

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20050311