JP2001143214A - 磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性が向上するとともに、優れた記録再生
特性及び耐食性を有する。 【解決手段】 磁気コア１，２により閉磁路が構成さ
れ、且つ前記閉磁路内にギャップを有してなり、上記ギ
ャップの少なくとも一部がＣｒ層１４，１５とＳｉＯ₂
層１６，１７とを順に積層して構成されるとともに、上
記磁気コア１，２の少なくとも一部が軟磁性薄膜５，６
により構成される。上記軟磁性薄膜５，６は、Ｆｅ_aＳ
ｉ_bＴａ_cＲｕ_dＧａ_eＮ_f（ただし、式中ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆは、各元素の組成を原子％で表す。）なる組
成式で示され、その組成範囲が、６２原子％＜ａ＜７５
原子％、７原子％＜ｂ＜１８原子％、３原子％＜ｃ＜１
０原子％、０原子％≦ｄ＜１０原子％、０原子％≦ｅ＜
６原子％、５原子％＜ｆ＜１２原子％であり、且つｂ＋
ｃ＞１３原子％である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる蒸着テー
プ等の高保磁力磁気記録媒体に対して記録・再生を行う
磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録の分野においては、記録
信号の高密度化が進行しており、高い保磁力と高い残留
磁束密度を有する磁気記録媒体、例えば強磁性金属材料
を非磁性支持体上に直接被着せしめてなる，いわゆる蒸
着テープ等が使用されるようになっている。

【０００３】これに伴って磁気ヘッドに対しては、コア
材料が高飽和磁束密度、高透磁率を有することが要求さ
れている。

【０００４】かかる要求を満たすために、従来から補助
コア材にフェライトを用い、そのフェライト上に高飽和
磁束密度を有する金属磁性薄膜を主コア材として形成
し、ギャップ部が上記金属磁性薄膜より形成されてな
る，いわゆるメタル・イン・ギャップ（ＭＩＧ）型の磁
気ヘッドが提案されており、蒸着テープ等の記録・再生
に好適なものとなっている。

【０００５】ところで、この種の磁気ヘッドにおいて
は、近年の高密度化の著しい進展に伴い、上記蒸着テー
プ等のように高保磁力を有する記録媒体に対して良好に
記録・再生する必要があることから、記録磁界を十分取
るためにより高い飽和磁束密度を持ち、かつ高周波領域
でも優れた軟磁気特性を有する金属磁性材料が求められ
ている。

【０００６】このような状況の中、Ｆｅを主成分とする
微結晶金属磁性薄膜は、高い飽和磁束密度を持ち、優れ
た軟磁気特性を示すことから、従来の磁気ヘッド用金属
磁性材料を置き換える形で実用化され始めている。

【０００７】例えば、図１６に示すように、ＭＩＧ型の
磁気ヘッドは、記録媒体対接触面の略中央に位置する磁
気ギャップｇを境として左右別々に作製された一対の磁
気コア半体１０１，１０２が磁気ギャップ形成面を突き
合わせて接合一体化されてなるものである。

【０００８】上記磁気コア半体１０１，１０２は、補助
コアである基体１０３，１０４と、主コア部である微結
晶金属磁性薄膜１０５，１０６とから構成されている。

【０００９】そして、図１７に示すように、金属磁性薄
膜１０５，１０６上には酸化物非磁性体等からなるＳｉ
Ｏ₂膜１０７，１０８が成膜され、磁気ギャップ形成面
において磁気ギャップｇを形成している。ＳｉＯ₂膜１
０７，１０８は、磁気ギャップ形成面のみならず、トラ
ック幅規制溝１０９，１１０，１１１，１１２の内面に
も成膜されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トラッ
ク幅規制溝１０９，１１０，１１１，１１２の内面に非
磁性材１１３を充填する融着工程において、図１７に示
すように、トラック幅規制溝１０９，１１０，１１１，
１１２におけるＳｉＯ₂膜１０７，１０８が侵食されて
しまう。これは、非磁性材１１３が、その成分としてＳ
ｉＯ₂を含有しているためと考えられる。この結果、本
来接触していないはずの非磁性材１１３と金属磁性薄膜
１０５，１０６とが接触することがあった。

【００１１】また、ＳｉＯ₂は酸化物であるため分子構
造が大きく、ＳｉＯ₂膜１０７，１０８は構造的に粗で
あるといえる。このようなＳｉＯ₂膜１０７，１０８の
構造的欠陥を通じて、非磁性材１１３と金属磁性薄膜１
０５，１０６とが接触することがあった。

【００１２】上述のような理由で非磁性材１１３と金属
磁性薄膜１０５，１０６とが接触すると、非磁性材１１
３と金属磁性薄膜１０５，１０６との界面で原子の移動
が起こり、金属磁性薄膜１０５，１０６の成分が非磁性
材１１３内に溶出する。これにより、非磁性材１１３と
の界面における金属磁性薄膜１０５，１０６の軟磁気特
性が劣化するという問題があった。

【００１３】さらに、非磁性材１１３内に溶出した金属
磁性薄膜１０５，１０６の成分は、非磁性材１１３と反
応して非磁性材１１３内に泡を形成する。非磁性材１１
３内に泡が形成されることにより、以下のような様々な
悪影響が表れる。

【００１４】例えば、この泡は、非磁性材１１３の強度
を低下させる。また、泡が媒体との摺動面に表れると、
媒体に傷をつけたり、泡にゴミがたまって媒体との隙間
を生み出す。特に、磁気ギャップｇの深さを測定する磁
気ギャップｇの端部は、ＳｉＯ₂の構造が粗になりやす
いため、ＳｉＯ₂膜１０７，１０８の表面の化学ポテン
シャルが高くなり、ＳｉＯ₂層１０７，１０８が激しく
侵食されて、泡を形成しやすい。また、磁気ギャップｇ
の深さは、磁気ヘッドの電磁変換特性や寿命に大きく影
響を及ぼすため精度が要求されるが、泡が形成されるこ
とによって非磁性材１１３の可視性が劣化し、磁気ギャ
ップｇの深さの測定が困難となる。この結果、磁気ヘッ
ドの生産性が劣化することになる。

【００１５】また、上記金属磁性薄膜１０５，１０６
は、純鉄に近い組成の微細結晶が体積のほとんどを占め
る構造であることから、一般に耐食性が低く、これを用
いた磁気ヘッドの信頼性が低下するという問題を抱えて
いる。

【００１６】本発明は、かかる従来のものの有する欠点
を解消するために提案されたものであり、生産性が向上
するとともに、優れた記録再生特性及び耐食性を有する
磁気ヘッドを提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる磁気ヘッドは、磁気コアにより閉
磁路が構成され、且つ前記閉磁路内にギャップを有して
なり、上記ギャップの少なくとも一部がＣｒ層とＳｉＯ
₂層とを順に積層して構成されるとともに、上記磁気コ
アの少なくとも一部が軟磁性薄膜により構成される。上
記軟磁性薄膜は、Ｆｅ_aＳｉ_bＴａ_cＲｕ_dＧａ_eＮ_f（ただ
し、式中ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは、各元素の組成を原
子％で表す。）なる組成式で示され、その組成範囲が、 ６２原子％＜ａ＜７５原子％ ７原子％＜ｂ＜１８原子％ ３原子％＜ｃ＜１０原子％ ０原子％≦ｄ＜１０原子％ ０原子％≦ｅ＜６原子％ ５原子％＜ｆ＜１２原子％ であり、且つ ｂ＋ｃ＞１３原子％ であることを特徴とする。

【００１８】以上のように構成された磁気ヘッドでは、
上記組成の軟磁性薄膜は、微結晶析出型軟磁性薄膜であ
ることにより、高飽和磁束密度、及び優れた軟磁気特性
が実現されるとともに、核となる部分が高い耐食性を示
すＦｅ−Ｒｕ−Ｇａ−Ｓｉ合金で置き換えられることに
より、優れた耐腐食性能が併せて実現される。また、軟
磁性薄膜は、Ｃｒ層とＳｉＯ₂層とを介して、非磁性材
と隔てられている。このため、非磁性材によってＳｉＯ
₂層が侵食されたときに、軟磁性薄膜と非磁性材とが接
触することがない。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる磁気ヘッド
の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳
細に説明する。

【００２０】本例の磁気ヘッドは、図１に示すように、
記録媒体対接触面の略中央に位置する磁気ギャップｇを
境として左右別々に作製された一対の磁気コア半体１，
２が磁気ギャップ形成面を突き合わせて接合一体化され
てなるものである。

【００２１】上記磁気コア半体１，２は、補助コアであ
る基体３，４と、主コア部である金属磁性薄膜５，６と
から構成されている。

【００２２】上記基体３，４は、例えばＭｎ−Ｚｎ系フ
ェライトやＮｉ−Ｚｎ系フェライト等の酸化物磁性材料
からなり、上記金属磁性薄膜５，６と共に閉磁路を構成
する補助コア部となっている。

【００２３】上記基体３，４の前記磁気ギャップ形成面
と対向する面には、上記磁気ギャップｇのトラック幅Ｔ
ｗを規制するためのトラック幅規制溝７，８，９，１０
が、磁気ギャップｇの両端縁近傍部よりそれぞれデプス
方向に形成されている。なお、トラック幅規制溝７，
８，９，１０の断面は、Ｕ字型、Ｖ字型、方形等、如何
なる形状であっても構わない。

【００２４】また、上記基体３，４のうち一方の基体
（ここでは基体４）の上記磁気ギャップ形成面と対向す
る面には、上記磁気ギャップｇのデプスを規制すると共
にコイル（図示は省略する。）を巻装するための巻線溝
１１が側面形状を略矩形状として形成されている。な
お、上記巻線溝１１は、上記一方の基体４のみならず、
他方の基体３にも同様に形成されていてもよい。

【００２５】また、磁気コア半体１，２の対向面とは反
対側の面には、コイルとするために巻線を巻回する巻線
ガイド溝１２，１３が形成されている。

【００２６】一方、金属磁性薄膜５，６は、上記基体
３，４と共に閉磁路を構成する主コア部となるもので、
当該基体３、４の対向面にそれぞれフロントギャップ部
よりバックギャップ部に亘って成膜されている。したが
って、これらの金属磁性薄膜５，６の対向面がすなわち
上記磁気コア半体１，２の磁気ギャップ形成面となって
いる。

【００２７】なお、本例では、上記金属磁性薄膜５，６
は、上記基体３，４の対向面のみならず上記トラック幅
規制溝７，８，９，１０内にも成膜されている。また、
巻線溝１１内の全面、もしくは少なくとも一部に上記金
属磁性薄膜５，６が成膜されていてもよい。

【００２８】そして、本例の磁気ヘッドでは、磁気コア
半体１，２の金属磁性薄膜５，６上にＣｒ層１４，１５
が成膜され、さらにＣｒ層１４，１５上には、ＳｉＯ₂
層１６，１７が成膜されている。すなわち、磁気ギャッ
プ形成面においては、ＳｉＯ₂層１６，１７同士が突き
合わされて磁気ギャップｇを形成している。

【００２９】また、上記トラック幅規制溝７，８，９，
１０内には、それぞれ磁気記録媒体との当たり特性を確
保すると共に、摺接による偏摩耗を防止する目的で、ガ
ラス等からなる非磁性材１８が充填されている。

【００３０】Ｃｒ層１４，１５の膜厚は、６ｎｍ〜３０
ｎｍであることが好ましい。Ｃｒ層１４，１５の膜厚が
６ｎｍ未満であると、金属磁性薄膜５，６と非磁性材１
８とを隔てる効果が十分に表れず、非磁性材１８中に泡
を形成し、非磁性材１８の可視性を劣化させる虞があ
る。一方、Ｃｒ層１４，１５の膜厚が３０ｎｍを上回る
と、実効ギャップ長が大きくなり、電磁変換特性を劣化
させ、製造不良率が増大する虞がある。通常、実効ギャ
ップはギャップ膜の成膜厚さよりも１０％〜２０％程度
大きくなることが知られている。特に、Ｃｒ層１４，１
５の膜厚が厚くなると、Ｃｒ層１４，１５と金属磁性薄
膜５，６とが界面で反応して非磁性領域を生じ、実効ギ
ャップ長が大きくなりやすい。このため、Ｃｒ層１４，
１５の膜厚を６ｎｍ〜３０ｎｍとすることで、金属磁性
薄膜５，６と非磁性材１８との接触を防ぎ、且つ実効ギ
ャップ長を好ましい範囲内に制御することができる。

【００３１】ＳｉＯ₂層１６，１７は、Ｃｒ層１４，１
５とともに非磁性領域を生じ、磁気ギャップｇを形成す
る。このため、Ｃｒ層１４，１５の膜厚を考慮して、Ｓ
ｉＯ₂層１６，１７の膜厚は、磁気ヘッドが最適に動作
する磁気ギャップ長となるように適宜調節されることが
好ましい。

【００３２】ところで、磁気ヘッドを作製する際には、
磁気コア半体１，２が、磁気ギャップ形成面を突き合わ
せて密着され、トラック幅規制溝７，８，９，１０内に
非磁性材１８を流し込まれることにより接合される。以
下、この工程を融着工程と称する。

【００３３】ＳｉＯ₂層１６，１７は、非磁性材１８が
ＳｉＯ₂を含有しているため、非磁性材１８によって侵
食されやすい性質を有している。

【００３４】したがって、金属磁性薄膜５，６上に直接
ＳｉＯ₂層１６，１７が成膜された構造である従来の磁
気ヘッドは、融着工程を経ると、図１７に示すように、
トラック幅規制溝７，８，９，１０内に成膜された金属
磁性薄膜５，６が非磁性材１８と接触してしまう。この
ため、金属磁性薄膜５，６の成分が非磁性材１８に溶出
して、軟磁気特性の劣化を引き起こしたり、非磁性材１
８内に泡を形成する等の不都合を生じていた。

【００３５】しかし、本発明の磁気ヘッドでは、図２に
示すように、ＳｉＯ₂層１６，１７と金属磁性薄膜５，
６との間にはＣｒ層１４，１５が介在している。このた
め、図３に示すように、融着工程を経た後、ＳｉＯ₂層
１６，１７は非磁性材１８によって侵食される。一方、
Ｃｒ層１４，１５は、非磁性材１８に侵食されにくいた
めに、金属磁性薄膜５，６上に残存することになる。こ
のように、ＳｉＯ₂層１６，１７が侵食されたとして
も、Ｃｒ層１４，１５は金属磁性薄膜５，６と非磁性材
１８との接触を妨げることができる。

【００３６】したがって、金属磁性薄膜５，６の成分が
非磁性材１８中に溶出することがなく、金属磁性薄膜
５，６は本来の優れた軟磁性特性を維持することができ
る。

【００３７】さらに、金属磁性薄膜５，６の成分と非磁
性材１８とが反応することによる泡が形成されなくな
る。したがって、非磁性材１８の強度が維持される。ま
た、泡が摺動面にでてこないため、媒体を傷つけるよう
なことがなくなり、泡にゴミがたまることによって生じ
る媒体と磁気ヘッドとの隙間をなくすことができる。さ
らに、非磁性材１８の可視性が向上するために、高精度
が要求される磁気ギャップ深さの測定が正確なものとな
り、製造歩留まり良く磁気ヘッドを作製することがで
き、磁気ヘッドの生産性が向上する。

【００３８】ところで、上述の金属磁性薄膜５，６は、
Ｆｅ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｒｕ、Ｇａ、Ｎを主な構成元素とす
るもので、先にも述べたように、Ｆｅ_aＳｉ_bＴａ_cＲｕ_d
Ｇａ_eＮ_f（ただし、式中ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは、各
元素の組成を原子％で表す。）なる組成式で示したとき
に、その組成範囲が、 ６２原子％＜ａ＜７５原子％ ７原子％＜ｂ＜１８原子％ ３原子％＜ｃ＜１０原子％ ０原子％≦ｄ＜１０原子％ ０原子％≦ｅ＜ ６原子％ ５原子％＜ｆ＜１２原子％ であり、且つｂ＋ｃ＞１３原子％である軟磁性薄膜であ
る。

【００３９】この金属磁性薄膜５，６は、上記組成から
Ｎを除いた組成のターゲットを用い、５〜２０モル％の
窒素を含むアルゴンガス雰囲気中で、ＲＦもしくはＤＣ
マグネトロンスパッタリングを行うことにより作製さ
れ、４５０℃〜６００℃の熱処理を経ることにより軟磁
気特性を発現する。

【００４０】実際に１０モル％の窒素を含むアルゴンガ
ス雰囲気でＲＦマグネトロンスパッタリングにより作製
された金属磁性薄膜５，６の窒素を除く組成と、５５０
度にて１時間保持した後の保磁力Ｈｃ、飽和磁束密度Ｂ
ｓ、磁化困難軸方向の透磁率μ_Hardとを表１〜表４に示
す。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】

【表３】

【００４４】

【表４】

【００４５】また、図４として、表１のデータをＦｅと
Ｔａの原子分率に着目して組成マップ上に配置した図を
示す。

【００４６】なお、金属磁性薄膜５，６の組成分率を窒
素を除いた組成分率で表したのは、軽元素である窒素の
分析精度が他の元素に比較して悪いためであり、以下、
組成は窒素を除く構成元素の原子分率の和を１００％と
して表示する。

【００４７】何れの組成でも、軟磁気特性が得られる窒
素の原子分率は、５〜１２％の範囲である。

【００４８】図４からわかるように、Ｔａの原子分率が
５〜７％以上の領域に保磁力が４０Ａ／ｍ以下の良好な
軟磁気特性を示す組成範囲がある。Ｔａは成膜時の非晶
質化を促進する元素として知られており、Ｔａの原子分
率が５〜７％以下の領域で良好な軟磁気特性が得られな
いのは、この領域では微結晶析出型の金属磁性薄膜５，
６に必要な熱処理前の非晶質構造が形成されないためで
あると考えられる。

【００４９】また、図５に、表１〜表４に示される全て
の磁性薄膜を０．５規定濃度のＮａＣｌ水溶液中に２０
０時間浸漬した前後の飽和磁化量の比を、Ｆｅの原子分
率に対してプロットしたグラフを示す。

【００５０】飽和磁化量の比が１である磁性薄膜は、全
く腐食しないことを示し、零に近くなるに従って腐食の
度合が大きいことを示している。

【００５１】図４より、Ｆｅの原子分率が高い程より高
い飽和磁束密度Ｂｓが得られるものの、図５より窒素を
除く構成元素の原子分率の和を１００％としたときのＦ
ｅの原子分率が７６％を超える領域から耐食性が劣化し
ていることがわかる。

【００５２】さらに、Ｓｉの原子分率とＳｉとＦｅの原
子分率の和による飽和磁束密度と飽和磁歪定数の変化を
図６に示す。

【００５３】上記和が０．１〜０．２１の範囲でＨｃ＜
８０Ａ／ｍ以下の軟磁気特性が得られでいるが、飽和磁
束密度を１．３Ｔ以上に、旦つ飽和磁歪定数を１×１０
^{- 6}以下にするためには、上記組成比（和）を０．１５〜
０．１７の範囲にすることがより望ましいことを見い出
した。

【００５４】かかる組成範囲は、Ｆｅ_aＳｉ_bＴａ_cＲｕ_d
Ｇａ_eＮ_fの組成式において、おおよそ４．５＜ａ／ｂ＜
６．０であると言い替えることができる。

【００５５】また、ＳｉはＴａと同様に熱処理前の非晶
質構造形成に寄与する元素であるために、Ｔａの原子分
率を減らした影響をＳｉの原子分率を増すことである程
度相殺することができる。

【００５６】Ｒｕは、添加量増加に対する飽和磁束密度
Ｂｓの低下が小さく、また耐食性向上に効果的であり、
表１より０〜１１原子％の広い原子分率範囲でＨｃ＜８
０Ａ／ｍの軟磁気特性が得られているが、より高い飽和
磁束密度を達成するためには、５原子％以内にすること
が望ましい。

【００５７】Ｇａは、金属磁性薄膜５，６の磁気異方性
の低減と耐食性向上に寄与する元素であり、表１より０
〜５原子％の原子分率範囲でＨｃ＜８０Ａ／ｍの軟磁気
特性が得られているが、より高い飽和磁束密度を得るた
めに原子分率は３原子％以内にすることが望ましい。

【００５８】以上の検討結果により、Ｆｅ_aＳｉ_bＴａ_c
Ｒｕ_dＧａ_eＮ_f（ただし、式中ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ
は、各元素の組成を原子％で表す。）なる組成式で示し
たときに、その組成範囲が、 ６２原子％＜ａ＜７５原子％ ７原子％＜ｂ＜１８原子％ ３原子％＜ｃ＜１０原子％ ０原子％≦ｄ＜１０原子％ ０原子％≦ｅ＜ ６原子％ ５原子％＜ｆ＜１２原子％ であり、且つｂ＋ｃ＞１３原子％であることが好ましい
と言える。

【００５９】さらに、磁気ヘッド等への応用を考慮する
と、上記組成式の各原子分率が、 ６５原子％＜ａ＜７０原子％ １０原子％＜ｂ＜１６原子％ ５原子％＜ｃ＜ ９原子％ ０原子％≦ｄ＜ ５原子％ ０原子％≦ｅ＜ ３原子％ ５原子％＜ｆ＜１２原子％ であり、且つ４．５＜ａ／ｂ＜６であることがより好ま
しい。

【００６０】また、Ｆｅ，Ｓｉ，Ｔａ，Ｒｕ，Ｇａ，Ｎ
以外の元素として、例えばＨｆを添加した場合、磁性薄
膜中の微結晶粒の粒界相を形成するＴａ元素と同様な効
果を示し、またＡｌ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｃｏ等の元素を添加
した場合は微結晶粒中に固溶することでＧａと同様、磁
気異方性の低減及び耐食性の向上といった効果を発揮す
る。したがって、本発明の金属磁性薄膜５，６へＡｌ，
Ｃｒ，Ｔｉ，Ｃｏ，Ｈｆの少なくとも１種以上の金属元
素を０〜６原子％程度添加しても、ほぼ同等の軟磁気特
性と耐食性が得られる。

【００６１】次に、金属磁性薄膜５，６として上記Ｆｅ
_aＳｉ_bＴａ_cＲｕ_dＧａ_eＮ_fなる組成式で示される金属磁
性薄膜を、上記構成の磁気ヘッドからＣｒ層１４，１５
を除いた構成の磁気ヘッドにおいて用い、その特性を評
価した。

【００６２】ここで用いた金属磁性薄膜５，６は、Ｆｅ
７４．０原子％、Ｓｉ１５．０原子％、Ｒｕ２．５原子
％、Ｇａ１．０原子％、Ｔａ７．５原子％のターゲット
を用い、窒素１０モル％添加アルゴン雰囲気中でＤＣス
パッタリングすることにより作製した。作製された金属
磁性薄膜５，６の保磁力Ｈｃは１５Ａ／ｍ、飽和磁束密
度Ｂｓは１．３５Ｔ、磁化困難軸方向の透磁率μ_Hardは
３２００であった。このとき、上記基体３，４上に上記
金属磁性薄膜５，６を直接成膜すると、フェライトと磁
性薄膜間で拡散反応が起こり疑似ギャップを生じるた
め、反応防止膜を介して上記金属磁性薄膜５，６を成膜
することが好ましい。

【００６３】また、比較のため、金属磁性薄膜５，６と
してＦｅ７８原子％、Ｔａ１０原子％、Ｎ１２原子％な
る組成を有する微結晶析出型金属磁性薄膜（Ｈｃ＝１５
Ａ／ｍ、Ｂｓ＝１．６Ｔ、μ_Hard＝４５００）を用いた
ＭＩＧ型ヘッド、及び金属磁性薄膜５，６としてＦｅ６
６原子％、Ｓｉ１４原子％、Ｒｕ８原子％、Ｇａ１２原
子％なる組成を有する結晶質金属磁性薄膜（Ｈｃ＝２５
Ａ／ｍ、Ｂｓ＝１．１Ｔ、μ_Hard＝１５００）を用いた
ＭＩＧ型ヘッドをそれぞれ作製し、先のＭＩＧ型ヘッド
と記録再生特性を比較した。

【００６４】図７に、保磁力Ｈｃ１３２ｋＡ／ｍ、磁性
層の厚さ０．５３μｍの磁気記録媒体を用いてオーバー
ライト特性を測定した結果を示す。また、図８に、再生
出力の周波数依存性を測定した結果を示す。

【００６５】本発明の金属磁性薄膜５，６を適用したＭ
ＩＧヘッドは、結晶質の金属磁性薄膜を用いたＭｌＧヘ
ッドに比べて、使用した金属磁性薄膜５，６の高い飽和
磁束密度を反映した優れたオーバーライト特性に加え、
良好な軟磁気特性を反映して再生出力も全周波数帯域に
亘って高く、Ｆｅを核とする微結晶析出型金属磁性薄膜
を用いたＭＩＧヘッドとほぼ同等の記録再生特性を示し
ていることがわかる。

【００６６】また、上記３種類の金属磁性薄膜を適用し
たＭｌＧヘッドを、０．５規定濃度のＮａＣｌ水溶液中
に１時間浸漬した後、磁気記録媒体摺動面を観察した。
その結果、Ｆｅを核とする微結晶析出型金属磁性薄膜を
用いたＭＩＧヘッドでは、金属磁性薄膜表面が腐食して
しまっていた。これに対して、本発明の金属磁性薄膜を
適用したＭＩＧヘッドは、結晶質金属磁性薄膜を用いた
ＭＩＧヘッド同様に腐食は全く観察されず、高い信頼性
を有することが確認された。

【００６７】以上の結果より、本発明の金属磁性薄膜を
ＭＩＧヘッドに適用することで、優れた記録再生特性と
高い信頼性を付与することができることがわかる。

【００６８】なお、金属磁性薄膜５，６は、単一層から
なる金属磁性薄膜により構成されても良いが、金属磁性
薄膜５，６と、例えばＰｔ、Ａｕ、Ａｇ及びＰｄのうち
少なくとも一種を含有する貴金属層とを交互に積層した
構成であっても良い。これにより、磁性の均一性が高ま
り、軟磁気特性が向上するとともに、Ｆｅ−貴金属化合
物を生じ、回転磁化が促進されて高周波領域の透磁率が
向上するため、磁気ヘッドはより優れた再生特性を実現
できる。

【００６９】次に、上述のような金属磁性薄膜５，６、
Ｃｒ層１４，１５及びＳｉＯ₂層１６，１７を有する磁
気ヘッドを実際に作製し、その特性を評価した。なお、
以下の説明は、トラック幅規制溝の断面形状が図１に示
すようなＶ字型でなく、Ｕ字型の場合についての説明で
ある。

【００７０】先ず、図９に示すように、厚さが１ｍｍ程
度、長さ及び幅が４５ｍｍ程度の略平板状の基板２０を
用意した。この基板２０は、磁気ヘッドの基体３，４と
なるものであり、Ｍｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｚｎ等の軟磁性酸
化物からなる。この基板２０からは、磁気コア半体ブロ
ックが１４本得られる。

【００７１】次に、図１０に示すように、基板２０の一
主面に対して、規定されているトラック幅１６μｍが残
るように、トラック幅規制溝７，８，９，１０を形成し
た。このトラック幅規制溝７，８，９，１０は、断面形
状を略Ｕ字型とし、基板２０の一主面に対する開口部の
傾斜角度を６０°、開口部の幅を１９０μｍ、深さを９
５μｍとした。

【００７２】次に、図１１に示すように、巻線溝１１を
形成した。この巻線溝１１は、基板２０の一主面に対す
る開口部の幅を６５０μｍ、基体３，４の厚さ方向への
深さを２００μｍとした。巻線溝１１の開口部の、基板
２０の一主面に対する傾斜角度は、媒体摺動面に近い側
の端部を４０°、もう一方の側の端部を９０°とした。
巻線溝１１を形成することにより、基板２０の一主面上
に残存したトラック幅には、表面粗度が５０ｎｍ程度と
なるように研磨を行った。

【００７３】次に、図１２に示すように、基板２０のト
ラック幅規制溝７，８，９，１０等が形成された面に対
して、金属磁性薄膜５，６を成膜した。この金属磁性薄
膜５，６は、Ｆｅ７４．０原子％、Ｓｉ１４．０原子
％、Ｔａ８．０原子％、Ｒｕ３．０原子％、Ｇａ３．０
原子％、のターゲットを用い、ＤＣマグネトロンスパッ
タ装置により、導入ガスＡｒ＋Ｎ₂、電力密度５．０Ｗ
／ｃｍ²、Ａｒ＋Ｎ₂スパッタガス圧０．５Ｐａ（Ｎ₂分
圧２０％）の条件下で成膜された。金属磁性薄膜５，６
の膜厚は、４μｍとした。

【００７４】次に、図１３に示すように、金属磁性薄膜
５，６上に、Ｃｒ層１４，１５及びＳｉＯ₂層１６，１
７を成膜し、磁気コア半体１，２を作製した。このＣｒ
層１４，１５及びＳｉＯ₂層１６，１７は、高周波ＲＦ
スパッタ装置により、電力密度１Ｗ／ｃｍ²、Ａｒスパ
ッタガス圧０．４Ｐａ、電極間距離６０ｍｍの条件下で
成膜された。表５に、Ｃｒ層１４，１５の膜厚及びＳｉ
Ｏ₂層１６，１７の膜厚を示した。

【００７５】次に、図１４に示すように、一対の磁気コ
ア半体１，２を組み合わせることによって、磁気コアブ
ロック２１を作製した。この磁気コアブロック２１は、
一対の磁気コア半体１，２のトラック幅部分同士が重な
り合うように密着され、非磁性材１８を流し込まれるこ
とにより接合されて作製された。

【００７６】次に、図１５に示すように、磁気コアブロ
ック２１の外側の、巻線を回装する部分に、巻線ガイド
溝１２，１３を形成した。また、媒体との摺動面となる
部分は、円筒研削を施されることにより曲面形状とされ
た。この磁気コアブロック２１は、アジマスが２０°と
なるように、ヘッドチップに切断され、磁気ヘッドが作
製された。

【００７７】以上のようにして作製されたサンプル１〜
サンプル９の磁気ヘッドについて、非磁性材１８中の泡
の発生率、非磁性材１８の可視性及び実効ギャップ長を
評価した。

【００７８】泡の発生率の測定方法について説明する。
磁気ヘッドの作製途中、すなわち図１４に示すような磁
気コアブロック２１を媒体摺動面側からみたとき、非磁
性材１８がトラック幅規制溝７，８，９，１０に充填さ
れている部分を非磁性材充填部２２とする。この非磁性
材充填部２２を媒体摺動面側から光学顕微鏡にて観察し
たとき、一つでも泡が観察されたものを、泡が発生した
こととした。そして、磁気コアブロック２１の非磁性材
充填部２２の総数に対する、泡が発生した非磁性材充填
部２２の割合を、泡の発生率として％で表した。

【００７９】非磁性材１８の可視性は、作製された磁気
ヘッドの側面から非磁性材１８を目視したときの、磁気
コア半体１，２が突き合わされてなる磁気ギャップｇの
端部の見えやすさによって評価した。非磁性材１８がガ
ラス本来の透明度を有しており、磁気ギャップｇの端部
を容易に目視できる状態を○とし、ガラス本来の透明度
は低下しているものの、磁気ギャップｇの端部の目視が
可能であるものを△とし、非磁性材１８が金属磁性薄膜
５，６との反応によってガラス本来の透明度を失い、磁
気ギャップｇの端部が全く目視できない状態を×として
表した。

【００８０】実効ギャップ長の測定は、実効ギャップ長
ｇｌと波長λとが等しいとき、信号の再生出力が０にな
ることを利用した。すなわち、ギャップ長設定値周辺の
様々な周波数の信号を再生し、再生出力が極小となると
き、λ＝ｇｌとして実効ギャップ長ｇｌを定義した。

【００８１】泡の発生率、非磁性材１８の可視性及び実
効ギャップ長の評価結果を、併せて表５に示す。

【００８２】

【表５】

【００８３】表５からも明らかなように、Ｃｒ層１４，
１５が全く形成されていないサンプル１及びＣｒ層１
４，１５の膜厚が１ｎｍであるサンプル２は、非磁性材
１８と金属磁性薄膜５，６とが接触・反応したため、泡
の発生率が１００％であり、非磁性材１８の可視性が著
しく損なわれた。また、Ｃｒ層１４，１５の膜厚が５ｎ
ｍであるサンプル３も同様に、泡の発生率が２０％であ
り、非磁性材１８の可視性に劣ることがわかる。

【００８４】一方、Ｃｒ層１４，１５の膜厚が５０ｎｍ
であるサンプル８及びＣｒ層１４，１５の膜厚が９５ｎ
ｍであるサンプル９は、実効ギャップ長が０．２５以上
であり、実効ギャップ長が増大していることがわかる。
実効ギャップ長が大きくなると、磁気ヘッドの電磁変換
特性が劣化し、製造不良率の増加を引き起こす虞がある
ので好ましくない。

【００８５】これに対して、サンプル４〜サンプル７で
は、泡の発生率が抑えられ、非磁性材１８の可視性が良
好であるとともに、実効ギャップ長が抑えられている。
このことから、Ｃｒ層１４，１５の膜厚は、６ｎｍ〜３
０ｎｍの範囲とされることが好ましいとわかる。

【００８６】以上のように、金属磁性薄膜５，６として
上記の組成の金属磁性薄膜５，６を用い、金属磁性薄膜
５，６上にＣｒ層１４，１５及びＳｉＯ₂層１６，１７
を積層した磁気ヘッドでは、優れた記録再生特性と耐腐
食性を付与される。それとともに、軟磁気特性を劣化さ
せることなく、非磁性材１８内に泡を生ずることによる
様々な悪影響を抑えることができる。

【００８７】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、主コア部として上述の組成の金属磁性薄膜
を用いているため、磁気ヘッドは優れた軟磁気特性を有
し、高い耐腐食性能を有する。それとともに、この磁気
ヘッドでは金属磁性薄膜上にＣｒ層及びＳｉＯ₂層が成
膜されているため、軟磁気特性を劣化させることなく、
磁気ギャップ深さの測定が正確に行われる。したがっ
て、生産性が向上され、記録再生特性に優れ、信頼性の
高い磁気ヘッドを提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる磁気ヘッドの一構成例を示す概
略斜視図である。

【図２】融着工程前の磁気ヘッドの磁気記録媒体摺動面
を示す概略平面図である。

【図３】本発明にかかる磁気ヘッドの磁気記録媒体摺動
面を示す概略平面図である。

【図４】Ｆｅ−Ｔａ−（Ｒｕ＋Ｓｉ＋Ｇａ）３元組成図
における磁気特性の分布を示す特性図である。

【図５】Ｆｅの原子分率と耐食性の関係を示す特性図で
ある。

【図６】Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｆｅ）と飽和磁束密度Ｂｓ及び
飽和磁歪定数λｓの関係を示す特性図である。

【図７】各種軟磁性薄膜を用いた磁気ヘッドにおけるオ
ーバーライト特性の相違を示す特性図である。

【図８】各種軟磁性薄膜を用いた磁気ヘッドにおける再
生出力の周波数特性の相違を示す特性図である。

【図９】同磁気ヘッドの製造方法を説明するための図で
あり、基板を示す斜視図である。

【図１０】同方法を説明するための図であり、トラック
幅規制溝を形成した基板を示す斜視図である。

【図１１】同方法を説明するための図であり、巻線溝を
形成した基板を示す斜視図である。

【図１２】同方法を説明するための図であり、金属磁性
薄膜を成膜した基板を示す斜視図である。

【図１３】同方法を説明するための図であり、磁気コア
半体ブロックを示す斜視図である。

【図１４】同方法を説明するための図であり、磁気コア
ブロックを示す斜視図である。

【図１５】同方法を説明するための図であり、巻線ガイ
ド溝を形成した磁気コアブロックを示す斜視図である。

【図１６】融着工程前の従来の磁気ヘッドの磁気記録媒
体摺動面を示す概略平面図である。

【図１７】従来の磁気ヘッドの磁気記録媒体摺動面を示
す概略平面図である。

【符号の説明】

１，２ 磁気コア半体、３，４ 基体、５，６ 金属磁
性薄膜、７，８，９，１０ トラック幅規制溝、１１
巻線溝、１２，１３ 巻線ガイド溝、１４，１５Ｃｒ
層、１６，１７ ＳｉＯ₂層、１８ 非磁性材

フロントページの続き (72)発明者 井上 喜彦 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5D093 AA01 BB05 BB18 CA01 CA07 JA01 JB01 JB03 5D111 AA22 BB17 BB31 BB33 BB48 CC09 CC22 CC47 FF02 FF05 FF15 FF47 KK20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気コアにより閉磁路が構成され、且つ
   前記閉磁路内にギャップを有してなる磁気ヘッドにおい
   て、 上記ギャップの少なくとも一部がＣｒ層とＳｉＯ₂層と
   を順に積層して構成されるとともに、上記磁気コアの少
   なくとも一部が軟磁性薄膜により構成され、 上記軟磁性薄膜が、Ｆｅ_aＳｉ_bＴａ_cＲｕ_dＧａ_eＮ_f（た
   だし、式中ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは、各元素の組成を
   原子％で表す。）なる組成式で示され、その組成範囲
   が、 ６２原子％＜ａ＜７５原子％ ７原子％＜ｂ＜１８原子％ ３原子％＜ｃ＜１０原子％ ０原子％≦ｄ＜１０原子％ ０原子％≦ｅ＜６原子％ ５原子％＜ｆ＜１２原子％ であり、且つ ｂ＋ｃ＞１３原子％ であることを特徴とする磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 上記組成範囲が、 ６５原子％＜ａ＜７０原子％ １０原子％＜ｂ＜１６原子％ ５原子％＜ｃ＜９原子％ ０原子％≦ｄ＜５原子％ ０原子％≦ｅ＜３原子％ ５原子％＜ｆ＜１２原子％ であり、且つ ４．５＜ａ／ｂ＜６ であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 上記軟磁性薄膜が、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、
   Ｃｏ、又はＨｆの少なくとも１種を６原子％以下の範囲
   で含有することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッ
   ド。
4. 【請求項４】 上記Ｃｒ層の膜厚が、６ｎｍ〜３０ｎｍ
   の範囲であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッ
   ド。