JP2002042306A

JP2002042306A - 磁気ヘッド及びその製造方法並びに磁気記憶装置

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Publication number: JP2002042306A
Application number: JP2000286809A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Honjo; 弘明本庄; Tsutomu Ishi; 勉石; Mikiko Saito; 美紀子斎藤; Shinsaku Saito; 信作斉藤; Tamaki Toba; 環鳥羽; Yoshihiro Nonaka; 義弘野中; Kazuhiko Hayashi; 一彦林; Nobuyuki Ishiwata; 延行石綿
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】サッカリンを含まない高純度な軟磁性膜は、
磁気特性的に優れている反面、高い膜応力を持つ。この
軟磁性膜を記録用磁性層に適用した場合、高い膜応力の
ために、膜はがれを生じるという問題があった。【解決手段】第1の磁性膜１６の下の第1の導電層２と
磁気分離層１３との間に第1の非磁性層１を挿入するこ
とによって、第1の導電層２と磁気分離層１３との密着
力を向上して第1の磁性膜１６の剥離を防止する。ま
た、第２の磁性層２１の下の第２の導電層４と磁気ギャ
ップ層１７との間に第２の非磁性層３を挿入することに
よって、第２の導電層４と磁気ギャップ層１７との密着
力を向上して第２の磁性層２１の剥離を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気媒体に対して
情報を記録するための磁気ヘッド、この磁気ヘッドの製
造方法、及びこの磁気ヘッドを用いた磁気記憶装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記憶装置の小型化及び大容量化に伴
って、磁気媒体上に記録される１ビット当りの体積が急
速に小さくなってきている。この微小なビットから発生
する磁気信号を大きな再生出力として検出できるのが、
磁気抵抗効果型ヘッド（以下「ＭＲヘッド」という。）
である。

【０００３】更に最近では、このＭＲヘッドに比べて更
に大幅な高出力化を実現できる巨大磁気抵抗効果（以下
「ＧＭＲ」という。）を用いたＧＭＲヘッドが実用化さ
れてきている。このＧＭＲヘッドでは、一般にスピンバ
ルブ効果を用いている。スピンバルブ効果とは、二枚の
隣接する磁性層の磁化方向間の余弦に抵抗の変化が対応
する現象であり、小さな動作磁界で大きな抵抗変化が得
られるものである。

【０００４】ＧＭＲヘッドは、再生専用であるので、記
録用のＩＤ（インダクティブ）ヘッドと組み合わせた複
合型薄膜磁気ヘッド（以下、単に「磁気ヘッド」とい
う。）として使用される。図５及び図６はこのような磁
気ヘッドの従来例を示し、図５は図６のＶ−Ｖ線縦断面
図、図６はエア・ベアリング・サーフェイス（ＡＢＳ）
から見た正面図である。以下、この図面に基づき説明す
る。

【０００５】図５及び図６を参照すると、基体１０は、
スライダとなるセラミック基板１１（図６では省略）上
に第1の磁気シールド層１２が設けられ、絶縁体からな
る磁気分離層１３に挟持されたＧＭＲ素子１４が第1の
磁気シールド層１２上に設けられたものである。また、
磁気分離層１３上に、第1の磁性層１６と兼用される第
２の磁気シールド層１５が設けられている。

【０００６】図６に最も良く示されるように、ＧＭＲ素
子１４は、ＧＭＲ効果を発生させるスピンバルブ積層構
造体である中央領域１４１と、中央領域１４１の両端に
配置され中央領域１４１に電流とバイアス磁界とを供給
する端部領域１４２とからなる。以上がＧＭＲヘッドの
構成である。

【０００７】ＩＤヘッドは、基体１０上に第1の磁性層
１６が設けられ、第1の磁性層１６上に記録ギャップ層
１７が設けられるとともに第1及び第２の絶縁層１８，
２０によって周囲を絶縁されたコイル１９が設けられ、
記録ギャップ層１７上及び第1及び第２の絶縁層１８，
２０上に第２の磁性層２１が設けられたものである。そ
して、コイル１９からの発生磁界によって磁化された第
1及び第２の磁性層１６，２１間の磁気ギャップ層１７
から漏れる磁束によって、磁気媒体(図示せず)に情報を
記録する。

【０００８】ＧＭＲヘッドが実際に使用される記録密度
は、１平方インチ当たり３ギガビット以上の高密度記録
領域である。これ以下の記録密度では、従来からの磁気
異方性を用いたＭＲヘッドで十分にまかなうことができ
る。すなわち、実用上意味のあるＧＭＲヘッドは、１平
方インチ当たり３ギガビット以上の高密度記録再生を実
現するものとなる。ＧＭＲヘッドを用いて構築される磁
気記憶装置は、１平方インチ当たり３ギガビット以上の
高密度記録再生装置である。

【０００９】一方、磁気媒体への記録機能を担うＩＤヘ
ッドも、ＧＭＲヘッドの進展に伴い、常に高密度な記録
性能の向上が求められてきた。特に、高密度な記録を行
うためには磁気媒体の高保磁力化が必須である。これ
は、記録密度の向上とともに、磁気媒体上に記録される
磁化の遷移長を小さくするため、また、１ビット当りの
磁化長が短くなっても磁化を安定に保持するためであ
る。このことから従来より、ＩＤヘッドとしては高密度
記録に適した高保磁力媒体に記録を行えるよう、記録磁
界を増大させるための開発が精力的に進められてきた。

【００１０】ところで、磁気ヘッドとしての製造工程の
簡便性、低コスト性を考慮した場合、磁性材料としては
めっき法で形成されることが有効である。めっき法にお
いては、予め磁極（第1及び第２の磁性層１６，２１）
の形状を貫いたフォトレジスト枠を形成し、この枠内に
めっき膜を成長させることで所望のパタンを得ることが
できる。この方法の簡便性、低コスト性から、現在では
この方法が薄膜磁気ヘッドの標準的な製造方法になって
いる。

【００１１】本発明者らは、特許第２８２１４５６号公
報に開示されているように、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅめっき膜
をサッカリンなどの添加剤の無いめっき浴で成膜し、膜
中のイオウ濃度を０．１重量％以下に抑えた高純度な膜
とすることによって、磁歪が実用水準にまで低減すると
ともに、１．９〜２．２［Ｔ］（テスラ）という極めて
高い飽和磁束密度（Ｂｓ）、及び１９９［Ａ／ｍ］以下
という極めて低い保持力を有する、軟磁性膜（以下「高
Ｂｓ軟磁性膜」という。）を得た。この高Ｂｓ軟磁性膜
は、第1及び第２の磁性層１６，２１として好適であ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高Ｂｓ
軟磁性膜を用いて第1及び第２の磁性層１６，２１を形
成すると、次の（イ）〜（ハ）に示すような問題が生じ
ていた。

【００１３】（イ）まず、第1及び第２の磁性層１６，
２１の剥離が生じる。

【００１４】（ロ）また、ステップカバー（ＳＣ）膜に
クラックが生じる。すなわち、第1及び第２の絶縁層１
８，２０の界面１８１にクラックが生じる。

【００１５】（ハ）高Ｂｓ軟磁性膜の成膜時にフレーム
レジストにクラックが生じ、このクラックに沿ってめっ
き膜が成長して、第1及び第２の磁性層１６，２１の形
状異常が生じる。

【００１６】そこで、本発明の技術的課題は、高Ｂｓ軟
磁性膜を第1及び第２の磁性層１６，２１に適用した場
合に生じる諸問題を解決することにより、高記録密度に
適した磁気ヘッド、及びその製造方法、並びにこれを用
いた磁気記憶装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、高Ｂｓ軟
磁性膜が約２００［ＭＰａ］と大きな応力を持つために
剥離等が生じること、及び高Ｂｓ軟磁性膜下に非磁性層
を挿入することによって高Ｂｓ軟磁性膜の密着力が増す
こと及び高Ｂｓ軟磁性膜の応力が減ることを見いだし
た。本発明はこの知見に基づきなされたものである。

【００１８】即ち、本発明によれば、基体上に設けられ
た第1の磁性層と、前記第1の磁性層上に夫々設けられた
記録ギャップ層及び絶縁層によって周囲を絶縁されたコ
イルと、前記記録ギャップ層上及び前記絶縁層上に設け
られた第２の磁性層とを備えた磁気ヘッドにおいて、前
記第1の磁性層の下に設けられた第1の導電層と、前記第
1の導電層の下に設けられた第1の非磁性層とを備え、前
記第1の磁性層は、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣｕ、Ｃｏ
ＦｅＭｏ、ＣｏＦｅＢ、およびＣｏＦｅの内の少なくと
も１種を主成分とする合金の内から選択された少なくと
も１種からなる単層膜、多層膜、混合物の内のいずれか
であるか、または、該単層膜、該多層膜、及び該混合物
の内のいずれか一種とＮｉＦｅを主成分とする合金との
多層膜からなり、前記第1の非磁性層は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷの内の
少なくとも一種を主成分とする金属からなる、単層膜、
多層膜、または合金膜からなることを特徴とする磁気ヘ
ッドが得られる。

【００１９】また、本発明によれば、基体上に設けられ
た第1の磁性層と、前記第1の磁性層上に夫々設けられた
記録ギャップ層及び絶縁層によって周囲を絶縁されたコ
イルと、前記記録ギャップ層上及び前記絶縁層上に設け
られた第２の磁性層とを備えた磁気ヘッドにおいて、前
記第２の磁性層の下に設けられた第２の導電層と、前記
第２の導電層の下に設けられた第２の非磁性層とを備
え、前記第２の磁性層は、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣ
ｕ、ＣｏＦｅＭｏ、ＣｏＦｅＢ、およびＣｏＦｅの内の
少なくとも一種を主成分とする合金の内から選択された
少なくとも一種からなる単層膜、多層膜及び混合物の内
のいずれかであるか、または、該単層膜、該多層膜、及
び該混合物の内のいずれか一種とＮｉＦｅを主成分とす
る合金との多層膜からなり、前記第２の非磁性層がＴ
ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａおよ
びＷの内の少なくとも一種を主成分とする金属からな
る、単層膜、多層膜、または合金膜からなることを特徴
とする磁気ヘッドが得られる。

【００２０】また、本発明によれば、基体上に設けられ
た第1の磁性層と、前記第1の磁性層上に夫々設けられた
ら記録ギャップ層及び絶縁層によって周囲を絶縁された
コイルと、前記記録ギャップ層上及び前記絶縁層上に設
けられた第２の磁性層とを備えた磁気ヘッドにおいて、
前記第1の磁性層の下に設けられた第1の導電層と、前記
第1の導電層の下に設けられた第1の非磁性層と、前記第
２の磁性層の下に設けられた第２の導電層と、前記第２
の導電層の下に設けられた第２の非磁性層とを備え、前
記第1及び第２の磁性層が、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣ
ｕ、ＣｏＦｅＭｏ、ＣｏＦｅＢおよびＣｏＦｅの内の少
なくとも一種を主成分とする合金のうちから選択された
少なくとも一種からなる単層膜、多層膜、及び混合物、
もしくは該単層膜、該多層膜、該混合物とＮｉＦｅを主
成分とする合金との多層膜からなり、前記第1及び第２
の非磁性層がＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｈｆ、ＴａおよびＷの内の少なくとも一種を主成分とす
る金属からなる、単層膜、多層膜、または合金膜からな
ることを特徴とする磁気ヘッドが得られる。

【００２１】また、本発明によれば、基体上に設けられ
た第1の磁性層と、前記第1の磁性層上に夫々設けられた
記録ギャップ層及び絶縁層によって周囲を絶縁されたコ
イルと、前記記録ギャップ層上及び前記絶縁層上に設け
られた第２の磁性層とを備えた磁気ヘッドにおいて、前
記第1の磁性層の下に設けられた第1の導電層と、前記第
1の導電層の下に設けられた第1の非磁性層とを備え、前
記第1の磁性層が、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣｕ、Ｃｏ
ＦｅＭｏ、ＣｏＦｅＢおよびＣｏＦｅの内の少なくとも
一種を主成分とする合金の内から選択された少なくとも
一種からなる単層膜、多層膜及び混合物の内のいずれか
であるか、もしくは該単層膜、該多層膜、及び該混合物
の内のいずれかとＮｉＦｅを主成分とする合金との多層
膜からなり、前記第1の非磁性層は、引っ張り応力を有
する金属からなる、単層膜、多層膜、または合金膜から
なることを特徴とする磁気ヘッドが得られる。

【００２２】また、本発明によれば、基体上に設けられ
た第1の磁性層と、前記第1の磁性層上に夫々設けられた
記録ギャップ層及び絶縁層によって周囲を絶縁されたコ
イルと、前記記録ギャップ層上及び前記絶縁層上に設け
られた第２の磁性層とを備えた磁気ヘッドにおいて、前
記第２の磁性層の下に設けられた第２の導電層と、前記
第２の導電層の下に設けられた第２の非磁性層とを備
え、前記第２の磁性層が、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣ
ｕ、ＣｏＦｅＭｏ、ＣｏＦｅＢおよびＣｏＦｅの内の少
なくとも一種を主成分とする合金の内から選択された少
なくとも一種からなる単層膜、多層膜、混合物の内のい
ずれかであるか、もしくは該単層膜、該多層膜、及び該
混合物の内のいずれかとＮｉＦｅを主成分とする合金と
の多層膜からなり、前記第２の非磁性層は引っ張り応力
を有する金属からなる、単層膜、多層膜、または合金膜
からなることを特徴とする磁気ヘッドが得られる。

【００２３】また、本発明によれば、基体上に設けられ
た第1の磁性層と、前記第1の磁性層上に設けられた記録
ギャップ層及び絶縁層によって周囲を絶縁されたコイル
と、前記記録ギャップ層上及び前記絶縁層上に設けられ
た第２の磁性層とを備えた磁気ヘッドにおいて、前記第
1の磁性層の下に設けられた第1の導電層と、前記第1の
導電層の下に設けられた第1の非磁性層と、前記第２の
磁性層の下に設けられた第２の導電層と、前記第２の導
電層の下に設けられた第２の非磁性層とを備え、前記第
1及び第２の磁性層が、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣｕ、
ＣｏＦｅＭｏ、ＣｏＦｅＢ及びＣｏＦｅの内の少なくと
も一種を主成分とする合金からなる単層膜、多層膜、及
び混合物であるか、もしくは該単層膜、該多層膜、及び
該混合物の内のいずれかとＮｉＦｅを主成分とする合金
との多層膜からなり、前記第1及び第２の非磁性層は引
っ張り応力を有する金属からなる、単層膜、多層膜、ま
たは合金膜からなることを特徴とする磁気ヘッドが得ら
れる。

【００２４】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドにおいて、前記第1の非磁性層、または第
２の非磁性層がＴｉ、Ｔａ、およびＣｒからなることを
特徴とする磁気ヘッドが得られる。

【００２５】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドにおいて、前記第1の非磁性層はＴｉから
なり、当該非磁性層の膜厚が２［ｎｍ］以上かつ１０
［ｎｍ］以下であることを特徴とする磁気ヘッドが得ら
れる。

【００２６】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドにおいて、前記第1の非磁性層がＴａから
なり、当該非磁性層の膜厚が１．５［ｎｍ］以上かつ１
０［ｎｍ］以下であることを特徴とする磁気ヘッドが得
られる。

【００２７】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドにおいて、前記第1の非磁性層がＣｒから
なり、当該非磁性層の膜厚が２．５［ｎｍ］以上かつ１
０［ｎｍ］以下であることを特徴とする磁気ヘッドが得
られる。

【００２８】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドにおいて、前記第２の非磁性層がＴｉから
なり、当該非磁性層の膜厚が１０［ｎｍ］以上かつ２９
０［ｎｍ］以下であることを特徴とする磁気ヘッドが得
られる。

【００２９】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドにおいて、前記第２の非磁性層がＴａから
なり、当該非磁性層の膜厚が８［ｎｍ］以上かつ２９０
［ｎｍ］以下であることを特徴とする磁気ヘッドが得ら
れる。

【００３０】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドにおいて、前記第２の非磁性層がＴｉから
なり、当該非磁性層の膜厚が１２［ｎｍ］以上かつ２９
０［ｎｍ］以下であることを特徴とする磁気ヘッドが得
られる。

【００３１】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドにおいて、前記磁性層はＣｏＦｅＮｉ、Ｃ
ｏＦｅＣｕ、ＣｏＦｅＭｏ、ＣｏＦｅＢおよびＣｏＦｅ
の内のいずれかを主成分とするものからなることを特徴
とする磁気ヘッドが得られる。

【００３２】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドにおいて、前記磁性層はＣｏＦｅＮｉを主
成分とするものからなることを特徴とする磁気ヘッドが
得られる。

【００３３】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドにおいて、前記磁性層は、ＣｏＦｅＮｉを
主成分とする磁性層と、ＮｉＦｅを主成分とする磁性層
との積層構造からなり、前記ＣｏＦｅＮｉを主成分とす
る磁性層は、前記記録ギャップ層に近い側に配置されて
いることを特徴とする磁気ヘッドが得られる。

【００３４】また、本発明によれば、前記いずれかの磁
気ヘッドにおいて、前記ＣｏＦｅＮｉを主成分とする磁
性層は、主にｆｃｃ構造及びｂｃｃ構造の内のいずれか
からなるか、又は主にｆｃｃ構造とｂｃｃ構造との混晶
からなる磁気ヘッドが得られる。

【００３５】また、本発明によれば、前記磁気ヘッドに
おいて、前記ＣｏＦｅＮｉを主成分とする磁性層は、２
０［ｎｍ］以下の結晶粒径からなることを特徴とする磁
気ヘッドが得られる。

【００３６】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドにおいて、前記絶縁層及び前記コイルは、
第1の絶縁層、コイル及び第２の絶縁層が順次積層され
たものであり、エア・ベアリング・サーフェイス側にお
ける前記第２の絶縁層の周端が、前記第1の絶縁層の周
端よりもエア・ベアリング・サーフェイス側にあること
を特徴とする磁気ヘッドが得られる。

【００３７】また、本発明によれば、前記いずれかの磁
気ヘッドにおいて、前記基体は、絶縁基板上に設けられ
た第1の磁気シールド層と、前記第１の磁気シールド層
上に設けられるとともに絶縁体からなる磁気分離層に挟
持された磁気抵抗効果素子と備え、さらに、前記磁気分
離層上に設けられ、前記第1の磁性層と兼用される第２
の磁気シールド層を備えていることを特徴とする磁気ヘ
ッドが得られる。

【００３８】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドを製造する方法であって、前記磁性層を電
気めっき法により形成することを特徴とする磁気ヘッド
の製造方法が得られる。

【００３９】また、本発明によれば、前記いずれか一つ
の磁気ヘッドを製造する方法であって、前記磁性層を、
応力緩和剤を添加していないめっき浴を用いて電気めっ
き法により形成することを特徴とする磁気ヘッドの製造
方法が得られる。

【００４０】また、本発明によれば、前記いずれかの磁
気ヘッドと、保磁力が２７８６００［Ａ／ｍ］以上であ
り且つ１平方インチ当りの記録密度が１０ギガビット以
上である記録媒体とを備えていることを特徴とする磁気
記憶装置が得られる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明に係
る磁気ヘッドの一実施形態を示し、図１は図２のＩ−Ｉ
線縦断面図、図２はエア・ベアリング・サーフェイス
（ＡＢＳ）から見た正面図である。以下、この図面に基
づき説明する。ただし、図５及び図６と同じ部分は同じ
符号を付すことにより説明を省略する。

【００４２】図１及び図２を参照すると、スライダとな
るセラミック基板１１は、アルミナとチタンカーバイド
とからなる複合セラミックである。この上に再生機能を
有するＧＭＲヘッドが形成されている。このＧＭＲヘッ
ドは、パタン化されたＣｏＺｒＴａ膜からなる第1の磁
気シールド層１２と、Ｎｉが８０重量％程度のＮｉＦｅ
膜からなる第２の磁気シールド層１５と、これらの間に
あって、アルミナからなる磁気分離層１３を介したＧＭ
Ｒ素子１４とからなる。第1の磁気シールド層１２の厚
さは１［μｍ］、第２の磁気シールド層１５の厚さは３
［μｍ］である。また、第1の磁気シールド層１２と第
２の磁気シールド層１５との間のギャップは０．１３
［μｍ］である。

【００４３】図２に最も良く示されるように、ＧＭＲ素
子１４は、磁気媒体(図示せず)からの磁界を感磁する中
央領域１４１と、中央領域１４１にバイアス磁界と電流
とを供給する端部領域１４２とからなる。中央領域１４
１は、一般にスピンバルブ効果と呼ばれるＧＭＲ効果を
有する積層構造体からなり、具体的には第1の磁気シー
ルド層１２側から、下地Ｚｒ膜（膜厚３［ｎｍ］）、Ｐ
ｔＭｎ膜（膜厚２０［ｎｍ］）、ＣｏＦｅ膜（膜厚２
［ｎｍ］）、Ｃｕ膜（膜厚２．１［ｎｍ］）、ＣｏＦｅ
膜（膜厚０．５［ｎｍ］）、ＮｉＦｅ膜（膜厚２［ｎ
ｍ］）、Ｚｒ膜（膜厚３［ｎｍ］）である。中央領域１
４１の幅は、０．５［μｍ］であり、再生トラック幅を
規定している。端部領域１４２は、永久磁石膜としての
ＣｏＰｔ膜（膜厚２０［ｎｍ］）と、電極膜としてのＡ
ｕ膜（膜厚５０［ｎｍ］）との積層構造である。

【００４４】ＧＭＲヘッド上にＩＤヘッドが形成されて
いる。つまり、磁気分離層１３上に、Ｔｉからなる第1
の非磁性膜１（膜厚３［ｎｍ］）及びＮｉＦｅからなる
第1の導電層２（膜厚１００［ｎｍ］）を介して、第1の
磁性層１６（第２の磁気シールド層１５を兼用）が形成
されている。第1の磁性層１６は、ＮｉＦｅ２．０［μ
ｍ］とサッカリンを添加していないＣｏＮｉＦｅ膜０．
５［μｍ］との積層膜からなる。第1の非磁性層１を介
することにより、第1の磁性層１６と磁気分離層１３と
の密着力が向上する。そのため、第1の磁性層１６を構
成するＣｏＮｉＦｅ膜の応力に起因する膜はがれを、防
ぐことができる。第1の非磁性層１の膜厚は、２［ｎ
ｍ］以上で密着力が良好となるが、再生ギャップ長が広
くなるため１０［ｎｍ］が上限である。

【００４５】ＩＤヘッドとしては、第２の磁気シールド
層１５を第1の磁性層１６とし、第1の磁性層１６上の記
録ギャップ層１７を介して存在する第1の絶縁層１８に
よってゼロスロートハイトを規定する。記録ギャップ層
１７は膜厚０．１５［μｍ］のアルミナからなる。第1
の絶縁層１８はフォトレジストからなる。また、第1の
絶縁層１８上にＣｕめっき膜からなるコイル１９が形成
されている。更に、第1の絶縁層１８の外周部を覆うよ
うに第２の絶縁層２０が形成されている。第２の絶縁層
２０によりコイル１９が絶縁されている。第２の絶縁層
２０はフォトレジストからなる。このような構造をとる
ことにより、第1の絶縁層１８と第２の絶縁層２０との
界面５が第２の磁性層２１側に露出しなくなる。それに
よって、第２の磁性層２１を構成するサッカリンを含ま
ないＣｏＮｉＦｅ膜の応力に起因する界面５のクラック
を、防ぐことができる。

【００４６】記録ギャップ層１７上及び第２の絶縁層２
０上に、Ｔｉからなる第２の非磁性層３（膜厚５０［ｎ
ｍ］）及びＮｉＦｅからなる第２の導電層４（膜厚５０
［ｎｍ］）を介して、第２の磁性層２１が形成されてい
る。第２の磁性層２１は、ＣｏＮｉＦｅ膜０．５［μ
ｍ］及びＮｉＦｅ膜２．８［μｍ］の積層膜からなると
ともに、磁気媒体(図示せず)と対向するＡＢＳに露出し
ている。第２の非磁性層３を介することにより、第２の
磁性層２１と記録ギャップ層１７及び第２の絶縁層２０
との密着力が向上するとともに、第２の磁性層２１のＣ
ｏＮｉＦｅ膜の応力が減少する。そのため、第２の磁性
層２１を構成するサッカリンを含まないＣｏＮｉＦｅ膜
の応力に起因する膜はがれを、防ぐことができる。

【００４７】第２の非磁性層３の膜厚は、第２の絶縁層
２０との密着性を得るため及び第２の磁性層２１のＣｏ
ＮｉＦｅ膜の応力を減少させるために、１０［ｎｍ］以
上必要である。

【００４８】第２の非磁性層３は実効的な記録ギャップ
の一部となる。そのため、実効的な記録ギャップ長ａ
は、記録ギャップ層１７の膜厚ｂと、第２の非磁性層３
の膜厚ｃとの和となる。また、実効記録ギャップ長ａ
は、５０［ｎｍ］以上かつ３００［ｎｍ］以下とするこ
とが望ましい。そのため、（ｂ＋ｃ）も５０ｎｍ以上か
つ３００ｎｍ以下となる。一方、記録ギャップ層１７
は、第1の磁性層１６と第２の磁性層２１とをＡＢＳ面
で電気的に分離するために、１０［ｎｍ］以上が必要で
ある。したがって、これらの条件を満たすために、第２
の非磁性層３の膜厚の上限値は２９０［ｎｍ］となる。

【００４９】図３は、本発明に係る磁気ヘッドの外観斜
視図である。図４は、本発明に係る磁気ヘッドを搭載し
た磁気記憶装置を示すブロック図である。以下、これら
の図面に基づき説明する。

【００５０】図３に示すように、磁気ヘッド２５は、ス
ライダ２６、電極２７、記録再生素子２８が配置されて
いる。図４に磁気記憶装置２９が示されている。スピン
ドルモータ３０で回転する磁気媒体３１の磁気記録面に
対向して、磁気ヘッド２５がサスペンション３３及びア
ーム３４により取り付けられている。磁気ヘッド２５
は、ヴォイスコイルモータ（ＶＣＭ）３５で磁気媒体３
１上をトラッキングされる。磁記録再生動作は、磁気ヘ
ッド２５への記録再生チャネル３６からの信号により行
われる。記録再生チャネル３６、磁気ヘッド２５の位置
決めを行うＶＣＭ３５、及び磁気媒体３１を回転させる
スピンドルモータ３０は、それぞれ制御ユニット３７に
よって制御される。

【００５１】以上の構成において、磁気媒体３１の保磁
力を２７８６００［Ａ／ｍ］以上、磁気媒体３１と磁気
ヘッド２５との磁気間隙を３５［ｎｍ］とすることによ
って、およそ１０ギガビット／平方インチ又はそれ以上
の記録密度を有する磁気記憶装置２９が実現される。

【００５２】上記実施の形態では、高Ｂｓ軟磁性膜を磁
性層に用いた磁気ヘッドについて説明した。しかし、本
発明は、これに限定されるものではなく、一般的な磁性
層を用いた磁気ヘッドについても適用可能である。

【００５３】次に本発明の磁気ヘッドの具体例について
説明する。

【００５４】最初に、第1磁性層にＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ
Ｎｉ二層膜を用いた場合について、第1非磁性層によ
る、異常発生阻止効果を調べた。

【００５５】下記表１、表２、および表３は、第1の非
磁性層にＴｉ、ＴａおよびＣｒを用い、その膜厚を変え
て図１及び図２の構造の磁気ヘッドを試作した場合の、
第1の磁性層剥離発生確率、第２絶縁層クラック発生確
率、および第1の磁性層形状異常発生確率である。測定
に用いた素子において、第２磁気シールド層を兼ねる第
1の磁性層としては、応力緩和剤は用いずにメッキによ
り作成したＮｉ_８０Ｆｅ_２０（１．０μｍ）／Ｃｏ_６５
Ｆｅ_２３Ｎｉ_１２（１．０μｍ）二層膜（ＮｉＦｅ上に
ＣｏＦｅＮｉを積層、組成はａｔ％、）を、第２の磁性
層としては応力緩和剤を用いずにメッキにより作成した
Ｃｏ_６５Ｆｅ_２３Ｎｉ_１２（１．４μｍ）（組成はａｔ
％）をそれぞれ用いた。第２の非磁性層には３０ｎｍの
Ｔｉを用い、その結果、第２磁性層に起因する剥離、ク
ラック発生、および形状異常等の異常は生じなかった。
試作の際にはヘッドの各要素としては以下のものを用い
た。以下に示されている各材料の組成は、スパッタに用
いたターゲットの組成（ａｔ％）である。

【００５６】セラミック基板は、厚さ１．２ｍｍのアル
チック上にアルミナを３μｍ積層したものを用い、第1
の磁気シールド層としてＣｏ_８９Ｚｒ_４Ｔａ_４Ｃｒ
_３（１μｍ）、縦バイアス下地層としてＣｒ（１０ｎ
ｍ）、縦バイアスとしてＣｏ_７４． _５Ｃｒ_１０．５Ｐｔ
_１５（１６ｎｍ）、磁気分離層としてアルミナを用い
た。ＧＭＲ素子は、Ｔａ（３ｎｍ）／Ｐｔ_４６Ｍｎ_５４
（２０ｎｍ）／Ｃｏ_９０Ｆｅ_１ _０（３ｎｍ）／Ｒｕ
（０．７ｎｍ）／Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（３ｎｍ）／Ｃｕ
（２．１ｎｍ）／Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（０．５ｎｍ）／Ｎ
ｉ_８２Ｆｅ_１８（１ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／Ｔａ（３
ｎｍ）の積層構造とした。また、第1の導電層として
Ｎｉ_８０Ｆｅ_２０（１００ｎｍ）、記録ギャップ層とし
てアルミナ（０．１８μｍ）、コイルとしてＣｕ（１．
８μｍ）、第２の導電層としてＮｉ_８０Ｆｅ_２０（５０
ｎｍ）、第２の絶縁層としてレジストを夫々用いた。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】

【表３】

【００６０】第1非磁性層にＴｉを用いた場合は、その
膜厚が１．５ｎｍ以下では第1磁性層に起因する剥離、
クラック発生、および形状異常が３０％以上と大きな確
率で発生しているが、２．０ｎｍ以上ではそれぞれの異
常の発生確率が数％以下に低下しており、Ｔｉ第1非磁
性層による異常発生防止効果が現れている。

【００６１】第1非磁性層にＴａを用いた場合には、そ
の膜厚が１．０ｎｍ以下では第1磁性層に起因する剥
離、クラック発生、および形状異常が４０％以上と大き
な確率で発生しているが、１．５ｎｍ以上ではそれぞれ
の異常の発生確率が十数％以下に低下しており、Ｔａ第
1非磁性層による異常発生防止効果が現れている。

【００６２】第1非磁性層にＣｒを用いた場合には、そ
の膜厚が２．０ｎｍ以下では第1磁性層に起因する剥
離、クラック発生、および形状異常が４０％以上と大き
な確率で発生しているが、２．５ｎｍ以上ではそれぞれ
の異常の発生確率が十数％以下に低下しており、Ｃｒ第
1非磁性層による異常発生防止効果が現れている。

【００６３】次に、第1磁性層にＣｏＦｅＮｉ合金単層
膜を用い、ＣｏＦｅＮｉ合金の組成を変えてヘッドを作
成し、異常発生率を測定した。

【００６４】下記表４は、図１及び図２の構造の磁気ヘ
ッドを、第２の磁気シールド層を兼ねる第1の磁性層と
して、応力緩和剤を用いずにメッキにより作成した膜厚
２μｍの３種類の組成の異なるＣｏＦｅＮｉ（Ｃｏ_６５
Ｆｅ_２３Ｎｉ_１２、Ｃｏ_４３Ｆｅ_１６Ｎｉ_４１、Ｃｏ
_８０Ｆｅ_９Ｎｉ_１１、いずれも組成はａｔ％）を用
い、第1非磁性層にＴｉを用いた場合の、第1磁性層剥離
発生確率、第２絶縁層クラック発生確率、および第1の
磁性層形状異常発生確率の値がそれぞれ２０％未満にな
る最も薄いＴｉ非磁性層膜厚である。測定に用いた素子
においては、第２の磁性層としては応力緩和剤を用いず
にメッキにより作成したＣｏ_６５Ｆｅ_２３Ｎｉ
_１２（１．４μｍ）（組成はａｔ％、）を用いた。第２
磁性層に起因する異常発生を阻止するために、第２の非
磁性層に３０ｎｍのＴｉを用い、その結果、第２磁性層
に起因する剥離、クラック発生、および形状異常等の異
常は生じなかった。磁気ヘッドの各要素としては、表１
〜３のデータ取得に用いたものと同じものを用いた。

【００６５】

【表４】

【００６６】第1磁性層剥離発生確率、第２絶縁層クラ
ック発生確率、および第1の磁性層形状異常発生確率の
値がそれぞれ２０％未満になる最も薄いＴｉ非磁性層膜
厚は、いずれの組成の場合も２．０ｎｍであり、ＣｏＦ
ｅＮｉ合金の組成による、Ｔｉ非磁性層による異常発生
防止効果には差は見られなかった。

【００６７】次に、ＣｏＦｅＮｉ／ＮｉＦｅ第２非磁性
層による、第２磁性層の異常発生防止効果を調べた。

【００６８】下記表５、表６、および表７は、図１及び
図２の構造の磁気ヘッドを、第２の非磁性層にＴｉ、Ｔ
ａおよびＣｒを用い、その膜厚を変えて試作した場合
の、第２の磁性層剥離発生確率、第２絶縁層クラック発
生確率、および第２の磁性層形状異常発生確率である。
測定に用いた素子において、第２の磁気シールド層を兼
ねる第1の磁性層としては、応力緩和剤を用いずにメッ
キにより作成したＣｏ_６ _５Ｆｅ_２３Ｎｉ_１２（２．０μ
ｍ）（組成はａｔ％、）を、第２の磁性層としては応力
緩和剤を用いずにメッキにより作成したＣｏ_６５Ｆｅ
_２３Ｎｉ_１２（０．７μｍ）／Ｎｉ_８０Ｆｅ_２０（０．
７μｍ）（組成はａｔ％、）をそれぞれ用いた。また、
第1の非磁性層には５ｎｍのＴｉを用い、その結果、第1
磁性層に起因する剥離、クラック発生、および形状異常
等の異常は生じなかった。試作の際にはヘッドの各要素
としては、表１〜３のデータ取得に用いたものと同じも
のを用いた。

【００６９】

【表５】

【００７０】

【表６】

【００７１】

【表７】

【００７２】第２非磁性層にＴｉを用いた場合は、その
膜厚が９．０ｎｍ以下では第1磁性層に起因する剥離、
クラック発生、および形状異常が５０％以上と大きな確
率で発生しているが、１０．０ｎｍ以上ではそれぞれの
異常の発生確率が十数％以下に低下しており、Ｔｉ第２
非磁性層による異常発生防止効果が現れていることがわ
かる。

【００７３】第２非磁性層にＴａを用いた場合には、そ
の膜厚が７．０ｎｍ以下では第２磁性層に起因する剥
離、クラック発生、および形状異常が５０％以上と大き
な確率で発生しているが、８．０ｎｍ以上ではそれぞれ
の異常の発生確率が十数％以下に低下しており、Ｔａ第
２非磁性層による異常発生防止効果が現れていることが
わかる。

【００７４】第２非磁性層にＣｒを用いた場合には、そ
の膜厚が１０．０ｎｍ以下では第２磁性層に起因する剥
離、クラック発生、および形状異常が３０％以上と大き
な確率で発生しているが、１２．０ｎｍ以上ではそれぞ
れの異常の発生確率が十数％以下に低下しており、Ｃｒ
第２非磁性層による異常発生防止効果が現れていること
がわかる。

【００７５】次に、第２磁性層にＣｏＦｅＮｉ合金単層
膜を用い、ＣｏＦｅＮｉ合金の組成を変えてヘッドを作
成し、異常発生率を測定した。

【００７６】表８は、図１及び図２の構造の磁気ヘッド
を、第２磁性層として、応力緩和剤を用いずにメッキに
より作成した膜厚１．２μｍの３種類の組成の異なるＣ
ｏＦｅＮｉ（Ｃｏ_６５Ｆｅ_２３Ｎｉ_１２、Ｃｏ_４３Ｆｅ
_１６Ｎｉ_４１、Ｃｏ_８０Ｆｅ _９Ｎｉ_１１、いずれも組
成はａｔ％）を用い、第２非磁性層にＴｉを用いた場合
の、第1磁性層剥離発生確率、第２絶縁層クラック発生
確率、および第1の磁性層形状異常発生確率の値がそれ
ぞれ２０％未満になる最も薄いＴｉ非磁性層膜厚であ
る。測定に用いた素子において、第２の磁気シールド層
を兼ねる第1の磁性層としては、応力緩和剤を用いずに
メッキにより作成したＣｏ_６５Ｆｅ_２３Ｎｉ_１ _２（２．
０μｍ）（組成はａｔ％、）を用いた。また、第1の非
磁性層には５ｎｍのＴｉを用い、その結果、第1磁性層
に起因する剥離、クラック発生、および形状異常等の異
常は生じなかった。試作の際にはヘッドの各要素として
は、表１〜３のデータ取得に用いたものと同じものを用
いた。

【００７７】

【表８】

【００７８】第1磁性層剥離発生確率、第２絶縁層クラ
ック発生確率、および第1の磁性層形状異常発生確率の
値がそれぞれ２０％未満になる最も薄いＴｉ非磁性層膜
厚は、いずれの組成のＣｏＦｅＮｉ合金を用いた場合も
１０．０ｎｍであり、ＣｏＦｅＮｉ合金の組成の違いに
よる、Ｔｉ非磁性層による異常発生防止効果には差は見
られなかった。

【００７９】次に、第1及び第２磁性層としてＣｏＦｅ
ＮｉとＮｉＦｅとの２層膜やＣｏＦｅＮｉ単層膜以外の
材料を用いた場合を検討した。

【００８０】表９、表１０、表１１、および表１２は、
図１及び図２の構造の磁気ヘッドを、第２の磁気シール
ド層を兼ねる第1の磁性層としては、応力緩和剤を用い
ずにメッキにより作成した膜厚２μｍのＣｏ_７４Ｆｅ
_２３Ｃｕ_３、Ｃｏ_７２Ｆｅ_２４Ｍｏ_４、Ｃｏ_７７Ｆｅ
_１９Ｂ_４およびＣｏ_９０Ｆｅ_１０（組成はａｔ％）を
用い、第1非磁性層に膜厚５ｎｍのＴｉ、Ｔａ及びＣ
ｒを用いた場合の、第1磁性層剥離発生確率、第２絶縁
層クラック発生確率、および第1の磁性層形状異常発生
確率である。測定に用いた素子においては、第２の磁性
層としては応力緩和剤を用いずにメッキにより作成した
Ｃｏ_６５Ｆｅ_２３Ｎｉ_１２（１．４μｍ）（組成はａｔ
％、）を用い、第２磁性層に起因する異常発生を阻止す
るために、第２の非磁性層に３０ｎｍのＴｉを用いた。
その結果、第２磁性層に起因する剥離、クラック発生、
および形状異常等の異常は生じなかった。磁気ヘッドの
各要素としては、表１〜３のデータ取得に用いたものと
同じものを用いた。

【００８１】

【表９】

【００８２】

【表１０】

【００８３】

【表１１】

【００８４】

【表１２】

【００８５】Ｃｏ_７４Ｆｅ_２３Ｃｕ_３、Ｃｏ_７２Ｆｅ
_２４Ｍｏ_４、Ｃｏ_７７Ｆｅ_１９Ｂ_４およびＣｏ_９０Ｆｅ
_１０のいずれの場合も、第1非磁性層を用いない場合
は、異常発生確率は５０％台から７０％台であり、前述
のＮｉＦｅ／ＣｏＦｅＮｉ二層やＣｏＮｉＦｅ単層の場
合ほどではないにしても高い異常発生確率である。しか
し、いずれの場合も膜厚５ｎｍのＴｉ、ＴａまたはＣｒ
を第1非磁性層に用いることにより、異常発生確率は数
％以下に低下した。Ｔｉ、ＴａおよびＣｒからなる第1
非磁性層は、ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅＮｉ二層膜やＣｏＦｅ
Ｎｉ単層の場合だけでなく、ＣｏＦｅＣｕ、ＣｏＦｅＭ
ｏ、ＣｏＦｅＢおよびＣｏＦｅを用いた場合にも、異常
発生防止効果があることがわかる。今回は検討しなかっ
たが、ＮｉＦｅとＣｏＦｅＣｕ、ＣｏＦｅＭｏ、ＣｏＦ
ｅＢ、またはＣｏＦｅを組み合わせた場合の多層膜等に
おいても同様の効果があるものと思われる。

【００８６】表１３、表１４、表１５および表１６は、
図１及び図２の構造の磁気ヘッドを、第２の磁性層とし
て、応力緩和剤を用いずにメッキにより作成した膜厚
１．４μｍのＣｏ_７４Ｆｅ_２３Ｃｕ_３、Ｃｏ_７２Ｆｅ
_２４Ｍｏ_４、Ｃｏ_７７Ｆｅ_１９Ｂ_４およびＣｏ_９０Ｆｅ
_１０（組成はａｔ％）を用い、第２非磁性層に膜厚３
０ｎｍのＴｉ、Ｔａ及びＣｒを用いた場合の、第２磁
性層剥離発生確率、第２絶縁層クラック発生確率、およ
び第２の磁性層形状異常発生確率である。測定に用いた
素子においては、第1の磁性層としては応力緩和剤を用
いずにメッキにより作成したＣｏ_６５Ｆｅ_２３Ｎｉ_１２
（２．０μｍ）（組成はａｔ％、）を用い、第1磁性層
に起因する異常発生を阻止するために、第1の非磁性層
に５ｎｍのＴｉを用いた。その結果、第1磁性層に起因
する剥離、クラック発生、および形状異常等の異常は生
じなかった。磁気ヘッドの各要素としては、表１〜３の
データ取得に用いたものと同じものを用いた。

【００８７】

【表１３】

【００８８】

【表１４】

【００８９】

【表１５】

【００９０】

【表１６】

【００９１】Ｃｏ_７４Ｆｅ_２３Ｃｕ_３、Ｃｏ_７２Ｆｅ
_２４Ｍｏ_４、Ｃｏ_７７Ｆｅ_１９Ｂ_４およびＣｏ_９０Ｆｅ
_１０のいずれの場合も、第２非磁性層を用いない場合
は、異常発生確率は５０％台から７０％台であり、前述
のＣｏＦｅＮｉ／ＮｉＦｅ二層やＣｏＦｅＮｉ単層の場
合ほどではないにしても高い異常発生確率である。しか
し、いずれの場合も膜厚３０ｎｍのＴｉ、ＴａまたはＣ
ｒを第２非磁性層に用いることにより、異常発生確率は
数％以下に低下した．Ｔｉ、ＴａおよびＣｒからなる第
２非磁性層は、ＣｏＮｉＦｅ／ＮｉＦｅ二層やＣｏＦｅ
Ｎｉ単層の場合だけではなく、ＣｏＦｅＣｕ、ＣｏＦｅ
Ｍｏ、ＣｏＦｅＢおよびＣｏＦｅを第２磁性層に用いた
場合にも、異常発生防止効果があることがわかる。

【００９２】今回は検討しなかったが、ＮｉＦｅとＣｏ
ＦｅＣｕ、ＣｏＦｅＭｏ、ＣｏＦｅＢまたはＣｏＦｅを
組み合わせた場合の多層膜等においても同様の効果があ
るものと思われる。

【００９３】第1非磁性層および第２非磁性層の異常防
止効果としては、次の２つの効果が考えられる。１つ
は、第1非磁性層が磁気分離層と第1導電層との間に介在
することにより、あるいは第２非磁性層が第２絶縁層と
第２導電層との間に介在することにより、磁気分離層と
第1導電層との間、あるいは第２絶縁層と第２導電層と
の間の付着力を高める効果である。もう一つは、第1非
磁性層が第1導電層／第1非磁性層と、あるいは第２非磁
性層が第２導電層／第２磁性層と隣接することにより、
第1導電層／第1非磁性層、あるいは第２導電層／第２磁
性層の応力を減少させる効果である。

【００９４】次に、異常発生防止効果が、付着力増強効
果によるものであるか、応力低減効果によるものである
かを調べた。

【００９５】最初に、非磁性層を用いることによる付着
力増強効果がどの程度であるかを調べた。ガラス基板上
に、非磁性層として厚さ１０ｎｍのＴｉ、ＴａおよびＣ
ｒをスパッタにより形成し、その上に導電層として厚さ
１００ｎｍのＮｉ_８０Ｆｅ_２ _０をスパッタにより形成
し、さらにその上に、磁性層として応力緩和剤を用いて
メッキにより厚さ２μｍのＣｏ_６５Ｆｅ_２３Ｎｉ_１２を
形成した。比較のために、非磁性層を用いないサンプル
も作成した。ここで、実際のプロセスと異なり、磁性層
をメッキにより作成する際に応力緩和剤を用いたのは、
応力緩和剤を用いないと、非磁性層を形成しなかった場
合に磁性層の剥離が直ちに生じてしまい、比較サンプル
の付着力測定ができなかったためである。

【００９６】このように作成した４種類のサンプルに対
し、アコースティックエミッション法により、付着力を
測定した。アコースティックエミッション法は、応力測
定対象の膜を形成した基板に反り応力を加えていき、膜
の基板からの剥離を音で検出することにより、剥離が発
生する応力を付着力として検出する方法である。応力を
加えることによる膜剥離はある程度の応力幅で生じる
が、ここでは、もっとも頻繁に剥離が生じた応力を付着
力と定義した。この場合の付着力を表１７に示す。

【００９７】

【表１７】

【００９８】非磁性層を用いない場合は、付着力は９Ｇ
Ｐａと小さいが、非磁性層としてＴｉ、ＴａおよびＣｒ
を用いた場合には付着力が大幅に増大した。この３種類
の非磁性層の中では、付着力はＴｉ及びＴａがほぼ同程
度であり、Ｃｒはそれよりやや小さかった。

【００９９】実際に図１および図２に示したような磁気
ヘッドを形成する場合においては、この実験の基板に相
当する部分が、磁気分離層や第２非磁性層といったガラ
ス以外の材料になるが、このような場合にも非磁性層の
存在による付着力増強効果は現れると思われる。

【０１００】次に、非磁性層を用いることによる応力低
減効果を調べた。反り量の分かっている基板上に、非磁
性層として厚さ１０ｎｍのＴｉ、ＴａおよびＣｒをスパ
ッタにより形成し、その上に導電層として厚さ１００ｎ
ｍのＮｉ_８０Ｆｅ_２０をスパッタにより形成し、さらに
その上に、磁性層として応力緩和剤を用いずにメッキに
より厚さ０．３μｍのＣｏ_６５Ｆｅ_２３Ｎｉ_１２を形成
した。比較のために、非磁性層を用いないサンプルも作
成した。ここで、実際のプロセスと異なり、磁性層を
０．３μｍと薄くしたのは、磁性層の膜厚が厚いと非磁
性層を形成しなかった場合に磁性層の剥離が直ちに生じ
てしまい、比較サンプルの付着力測定ができなかったた
めである。

【０１０１】このように作成した４種類のサンプルに対
し、Ｓｉ基板の反り量を測定し、膜の応力を求めた（表
１８）。

【０１０２】

【表１８】

【０１０３】非磁性層を用いない場合は、内部応力は２
５６０ＭＰａと大きいが、非磁性層としてＴｉ、Ｔａお
よびＣｒを用いた場合には内部応力は大幅に減少した。
Ｔｉ、ＴａおよびＣｒにはその上に形成されたＣｏＦｅ
Ｎｉメッキ膜の応力を低減させる効果があるものと思わ
れる。この３種類の非磁性層の中では、内部応力はＴｉ
が一番大きく次いでＴａ、Ｃｒはもっとも小さかった。

【０１０４】実際のヘッドにおいては、例えば表１、表
２および表３を比較した場合に、第1非磁性層膜厚が４
ｎｍのときにＴａおよびＴｉでは異常発生率が零であっ
たのに対し、Ｃｒの場合は若干の異常発生があったこと
から理解されるように、第1及び第２非磁性層にＣｒを
用いた場合よりＴａ及びＴｉの場合の方がやや異常発生
阻止効果が大きい傾向があった。表１８によると、Ｔｉ
及びＴａはＣｒほどの応力低減効果はないが、表１７か
ら理解されるように、ＴｉおよびＴａは付着力増強効果
ではＣｒを上回っている．この、２つの効果が足し合わ
された結果として、ＴｉおよびＴａはＣｒより優れた異
常発生防止効果を持つにいたったものと考えられる。

【０１０５】次に、Ｔｉ、ＴａおよびＣｒを非磁性層に
用いることにより、磁性層の応力を低減できる理由とし
て、非磁性層と導電層および磁性層のそれぞれの応力が
足し合わさる効果があるのではないかと考え、Ｔｉ、Ｔ
ａおよびＣｒ単層膜の応力を測定した。表１９は膜厚を
５０ｎｍとした場合のＴｉ、Ｔａ及びＣｒ単層膜の内部
応力である。

【０１０６】

【表１９】

【０１０７】Ｔｉ、Ｔａ及びＣｒのいずれの場合も内
部応力は負の値である。したがって、非磁性層、導電層
および磁性層のトータルでは、それぞれの応力が足し合
わさった応力値は、いずれの場合も非磁性層なしの場合
よりも小さくなることが期待され、表１８に示した結
果と傾向は合っている。単層膜の負の応力値はＴａ＞Ｃ
ｒ＞Ｔｉであったのに対し、非磁性層、導電層および磁
性層のトータルの応力値はＴｉ＞Ｔａ＞Ｃｒであり、必
ずしも単層膜の負の応力が大きいものが、トータルの応
力値が小さくはなっていない。非磁性層が磁性層の応力
を低減できる理由としては、必ずしも単に非磁性層単層
の負の応力が足し合わされたからというわけではないと
いうことを示す結果である。しかし、それが何であるか
を調べるのは今後の課題である。

【０１０８】ただし、上述のように非磁性層として負の
応力値を持つ材料を用いることが、トータルの応力値低
減に効果があることは、表１８および表１９のデータで
示されている通りであり、Ｔｉ、ＴａおよびＣｒ以外の
材料であっても、単層膜の応力が負の場合は、非磁性層
に用いた場合に磁性層の応力緩和効果が期待できる。そ
こで、いくつかの種類の材料について単層膜（厚さ５０
ｎｍ）をシリコン基板上に成膜し、膜応力を測定した。
その中で負の応力を示した材料について、ガラス基板上
に形成した膜厚５０ｎｍの単層膜の付着力を前述のアコ
ースティックエミッション法により測定し、それらの値
を表２０に示した。

【０１０９】

【表２０】

【０１１０】いずれの材料の場合も内部応力値は負であ
るから、トータルの磁性層の応力を低減する効果は期待
できる。しかし、ＭｎおよびＲｅの場合はクリーンなガ
ラス基板上に形成された膜であっても付着力が１０ＧＰ
ａ以下であり、実際にヘッｄドを作成した状態での異常
発生防止効果は期待できない．Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、ＭｏおよびＷの場合は、上述のＴｉ、ＴａおよびＣ
ｒほどは付着力は高くないものの、３０ＧＰａ台の付着
力を有しており、耐食性やヘッド製造プロセス適合性に
優れる場合には、第1および第２非磁性層材料の有力な
候補である。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る磁気
ヘッドによれば、磁性層の下に導電層を設け、この導電
層の下に非磁性層を設けたことにより、導電層によって
磁性層を電気めっきで形成することができるとともに、
非磁性層によって磁性層の下地に対する密着力を向上で
きる。この密着力が向上することによって、磁性層の応
力に起因する剥離等を防止できる。

【０１１２】また、ＣｏＮｉＦｅを主成分とする磁性層
を、応力緩和剤を添加していないめっき浴を用いて電気
めっき法によって形成すると、高Ｂｓ軟磁性膜が得られ
る。このとき、高Ｂｓ軟磁性膜は、応力が極めて大きい
が、非磁性層によって密着力が増強されているので剥離
等が生じない。

【０１１３】また、第1の絶縁層、コイル及び第２の絶
縁層が順次積層され、エア・ベアリング・サーフェイス
側における第２の絶縁層の周端が、第1の絶縁層の周端
よりもエア・ベアリング・サーフェイス側にあるものと
することにより、第２の絶縁層と第1の絶縁層との界面
が第２の磁性層側に露出することを防止できる。したが
って、第２の絶縁層と第1の絶縁層との界面が第２の磁
性層の応力を受けにくくなるので、当該界面に生じるク
ラックを防止できる。

【０１１４】本発明によって、大きな応力を持つ高Ｂｓ
軟磁性膜を磁性層に用いた磁気ヘッドの製造に関わる問
題が解決したので、１平方インチあたり１０ギガビット
以上の高密度記録再生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】本発明に係る磁気ヘッドの一実施形態を示す、
図２のＩ−Ｉ線縦断面図である。

【図２】本発明に係る磁気ヘッドの一実施形態を示す、
エア・ベアリング・サーフェイス（ＡＢＳ）から見た正
面図である。

【図３】本発明に係る磁気ヘッドを示す外観斜視図であ
る。

【図４】本発明に係る磁気ヘッドを搭載した磁気記憶装
置を示すブロック図である。

【図５】磁気ヘッドの従来例を示す、図６のＶ−Ｖ線縦
断面図である。

【図６】磁気ヘッドの従来例を示す、エア・ベアリング
・サーフェイス（ＡＢＳ）から見た正面図である。

【符号の説明】

１第1の非磁性層２第1の導電層３第２の非磁性層４第２の導電層５第1の絶縁層と第２の絶縁層との界面１０基体１１セラミック基板（絶縁基板）１２第1の磁気シールド層１３磁気分離層１４ＧＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）１５第２の磁気シールド層１６第1の磁性層１７記録ギャップ層１８第1の絶縁層１９コイル２０第２の絶縁層２１第２の磁性層２５磁気ヘッド２９磁気記憶装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年６月４日（２００１．６．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６７】次に、第２磁性層にＣｏＦｅＮｉ／ＮｉＦ
ｅを用いた場合の、第２非磁性層による第２磁性層の異
常発生防止効果を調べた。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７０】

【表６】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７１】

【表７】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９３】第1非磁性層および第２非磁性層の異常防
止効果としては、次の２つの効果が考えられる。１つ
は、第1非磁性層が磁気分離層と第1導電層との間に介在
することにより、あるいは第２非磁性層が第２絶縁層と
第２導電層との間に介在することにより、磁気分離層と
第1導電層との間、あるいは第２絶縁層と第２導電層と
の間の付着力を高める効果である。もう一つは、第1非
磁性層が第1導電層／第1磁性層と、あるいは第２非磁性
層が第２導電層／第２磁性層と隣接することにより、第
1導電層／第1磁性層、あるいは第２導電層／第２磁性層
の応力を減少させる効果である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９９】実際に図１および図２に示したような磁気
ヘッドを形成する場合においては、この実験の基板に相
当する部分が、磁気分離層や第２絶縁層といったガラス
以外の材料になるが、このような場合にも非磁性層の存
在による付着力増強効果は現れると思われる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斎藤美紀子東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者斉藤信作東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (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 (72)発明者野中義弘東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者林一彦東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者石綿延行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 BA03 BA08 BA41 BA71 BB43 CA04 DA04 5D034 BA02 BB09 BB12 DA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に設けられた第1の磁性層と、前
記第1の磁性層上に夫々設けられた記録ギャップ層及び
絶縁層によって周囲を絶縁されたコイルと、前記記録ギ
ャップ層上及び前記絶縁層上に設けられた第２の磁性層
とを備えた磁気ヘッドにおいて、前記第1の磁性層の下
に設けられた第1の導電層と、前記第1の導電層の下に設
けられた第1の非磁性層とを備え、前記第1の磁性層は、
ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣｕ、ＣｏＦｅＭｏ、ＣｏＦｅ
Ｂ、およびＣｏＦｅの内の少なくとも１種を主成分とす
る合金の内から選択された少なくとも１種からなる単層
膜、多層膜、混合物の内のいずれかであるか、または、
該単層膜、該多層膜、及び該混合物の内のいずれか一種
とＮｉＦｅを主成分とする合金との多層膜からなり、前
記第1の非磁性層は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷの内の少なくとも一種を
主成分とする金属からなる、単層膜、多層膜、または合
金膜からなることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】基体上に設けられた第1の磁性層と、前
記第1の磁性層上に夫々設けられた記録ギャップ層及び
絶縁層によって周囲を絶縁されたコイルと、前記記録ギ
ャップ層上及び前記絶縁層上に設けられた第２の磁性層
とを備えた磁気ヘッドにおいて、前記第２の磁性層の下
に設けられた第２の導電層と、前記第２の導電層の下に
設けられた第２の非磁性層とを備え、前記第２の磁性層
は、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣｕ、ＣｏＦｅＭｏ、Ｃｏ
ＦｅＢ、およびＣｏＦｅの内の少なくとも一種を主成分
とする合金の内から選択された少なくとも一種からなる
単層膜、多層膜及び混合物の内のいずれかであるか、ま
たは、該単層膜、該多層膜、及び該混合物の内のいずれ
か一種とＮｉＦｅを主成分とする合金との多層膜からな
り、前記第２の非磁性層がＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、
Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷの内の少なくとも一種
を主成分とする金属からなる、単層膜、多層膜、または
合金膜からなることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】基体上に設けられた第1の磁性層と、前
記第1の磁性層上に夫々設けられたら記録ギャップ層及
び絶縁層によって周囲を絶縁されたコイルと、前記記録
ギャップ層上及び前記絶縁層上に設けられた第２の磁性
層とを備えた磁気ヘッドにおいて、前記第1の磁性層の
下に設けられた第1の導電層と、前記第1の導電層の下に
設けられた第1の非磁性層と、前記第２の磁性層の下に
設けられた第２の導電層と、前記第２の導電層の下に設
けられた第２の非磁性層とを備え、前記第1及び第２の
磁性層が、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣｕ、ＣｏＦｅＭ
ｏ、ＣｏＦｅＢおよびＣｏＦｅの内の少なくとも一種を
主成分とする合金のうちから選択された少なくとも一種
からなる単層膜、多層膜、及び混合物、もしくは該単層
膜、該多層膜、該混合物とＮｉＦｅを主成分とする合金
との多層膜からなり、前記第1及び第２の非磁性層がＴ
ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａおよ
びＷの内の少なくとも一種を主成分とする金属からな
る、単層膜、多層膜、または合金膜からなることを特徴
とする磁気ヘッド。
【請求項４】基体上に設けられた第1の磁性層と、前
記第1の磁性層上に夫々設けられた記録ギャップ層及び
絶縁層によって周囲を絶縁されたコイルと、前記記録ギ
ャップ層上及び前記絶縁層上に設けられた第２の磁性層
とを備えた磁気ヘッドにおいて、前記第1の磁性層の下
に設けられた第1の導電層と、前記第1の導電層の下に設
けられた第1の非磁性層とを備え、前記第1の磁性層が、
ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣｕ、ＣｏＦｅＭｏ、ＣｏＦｅ
ＢおよびＣｏＦｅの内の少なくとも一種を主成分とする
合金の内から選択された少なくとも一種からなる単層
膜、多層膜及び混合物の内のいずれかであるか、もしく
は該単層膜、該多層膜、及び該混合物の内のいずれかと
ＮｉＦｅを主成分とする合金との多層膜からなり、前記
第1の非磁性層は、引っ張り応力を有する金属からな
る、単層膜、多層膜、または合金膜からなることを特徴
とする磁気ヘッド。
【請求項５】基体上に設けられた第1の磁性層と、前
記第1の磁性層上に夫々設けられた記録ギャップ層及び
絶縁層によって周囲を絶縁されたコイルと、前記記録ギ
ャップ層上及び前記絶縁層上に設けられた第２の磁性層
とを備えた磁気ヘッドにおいて、前記第２の磁性層の下
に設けられた第２の導電層と、前記第２の導電層の下に
設けられた第２の非磁性層とを備え、前記第２の磁性層
が、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣｕ、ＣｏＦｅＭｏ、Ｃｏ
ＦｅＢおよびＣｏＦｅの内の少なくとも一種を主成分と
する合金の内から選択された少なくとも一種からなる単
層膜、多層膜、混合物の内のいずれかであるか、もしく
は該単層膜、該多層膜、及び該混合物の内のいずれかと
ＮｉＦｅを主成分とする合金との多層膜からなり、前記
第２の非磁性層は引っ張り応力を有する金属からなる、
単層膜、多層膜、または合金膜からなることを特徴とす
る磁気ヘッド。
【請求項６】基体上に設けられた第1の磁性層と、前
記第1の磁性層上に設けられた記録ギャップ層及び絶縁
層によって周囲を絶縁されたコイルと、前記記録ギャッ
プ層上及び前記絶縁層上に設けられた第２の磁性層とを
備えた磁気ヘッドにおいて、前記第1の磁性層の下に設
けられた第1の導電層と、前記第1の導電層の下に設けら
れた第1の非磁性層と、前記第２の磁性層の下に設けら
れた第２の導電層と、前記第２の導電層の下に設けられ
た第２の非磁性層とを備え、前記第1及び第２の磁性層
が、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣｕ、ＣｏＦｅＭｏ、Ｃｏ
ＦｅＢ及びＣｏＦｅの内の少なくとも一種を主成分とす
る合金からなる単層膜、多層膜、及び混合物であるか、
もしくは該単層膜、該多層膜、及び該混合物の内のいず
れかとＮｉＦｅを主成分とする合金との多層膜からな
り、前記第1及び第２の非磁性層は引っ張り応力を有す
る金属からなる、単層膜、多層膜、または合金膜からな
ることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】請求項１乃至６の内のいずれか一つに記
載の磁気ヘッドにおいて、前記第1の非磁性層、または
第２の非磁性層がＴｉ、Ｔａ、およびＣｒからなること
を特徴とする磁気ヘッド。
【請求項８】請求項１，３，４，６，及び７の内のい
ずれか一つに記載の磁気ヘッドにおいて、前記第1の非
磁性層はＴｉからなり、当該非磁性層の膜厚が２［ｎ
ｍ］以上かつ１０［ｎｍ］以下であることを特徴とする
磁気ヘッド。
【請求項９】請求項１，３，４，６及び７の内のいず
れか一つに記載の磁気ヘッドにおいて、前記第1の非磁
性層がＴａからなり、当該非磁性層の膜厚が１．５［ｎ
ｍ］以上かつ１０［ｎｍ］以下であることを特徴とする
磁気ヘッド。
【請求項１０】請求項１，３，４，６及び７の内のい
ずれか一つに記載の磁気ヘッドにおいて、前記第1の非
磁性層がＣｒからなり、当該非磁性層の膜厚が２．５
［ｎｍ］以上かつ１０［ｎｍ］以下であることを特徴と
する磁気ヘッド。
【請求項１１】請求項２、３、５、６、及び７の内の
いずれか一つに記載の磁気ヘッドにおいて、前記第２の
非磁性層がＴｉからなり、当該非磁性層の膜厚が１０
［ｎｍ］以上かつ２９０［ｎｍ］以下であることを特徴
とする磁気ヘッド。
【請求項１２】請求項２、３、５、６、及び７の内の
いずれか一つに記載の磁気ヘッドにおいて、前記第２の
非磁性層がＴａからなり、当該非磁性層の膜厚が８［ｎ
ｍ］以上かつ２９０［ｎｍ］以下であることを特徴とす
る磁気ヘッド。
【請求項１３】請求項２、３、５、６、及び７の内の
いずれか一つに記載の磁気ヘッドにおいて、前記第２の
非磁性層がＴｉからなり、当該非磁性層の膜厚が１２
［ｎｍ］以上かつ２９０［ｎｍ］以下であることを特徴
とする磁気ヘッド。
【請求項１４】請求項１乃至１１の内のいずれか一つ
に記載の磁気ヘッドにおいて、前記磁性層はＣｏＦｅＮ
ｉ、ＣｏＦｅＣｕ、ＣｏＦｅＭｏ、ＣｏＦｅＢおよびＣ
ｏＦｅの内のいずれかを主成分とするものからなること
を特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１５】請求項１乃至１２の内のいずれか一つ
に記載の磁気ヘッドにおいて、前記磁性層はＣｏＦｅＮ
ｉを主成分とするものからなることを特徴とする磁気ヘ
ッド。
【請求項１６】請求項１乃至１３の内のいずれか一つ
に記載の磁気ヘッドにおいて、前記磁性層は、ＣｏＦｅ
Ｎｉを主成分とする磁性層と、ＮｉＦｅを主成分とする
磁性層との積層構造からなり、前記ＣｏＦｅＮｉを主成
分とする磁性層は、前記記録ギャップ層に近い側に配置
されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１７】請求項１３又は１４記載の磁気ヘッド
において、前記ＣｏＦｅＮｉを主成分とする磁性層は、
主にｆｃｃ構造及びｂｃｃ構造の内のいずれかからなる
か、又は主にｆｃｃ構造とｂｃｃ構造との混晶からなる
磁気ヘッド。
【請求項１８】請求項１５記載の磁気ヘッドにおい
て、前記ＣｏＦｅＮｉを主成分とする磁性層は、２０
［ｎｍ］以下の結晶粒径からなることを特徴とする磁気
ヘッド。
【請求項１９】請求項１乃至１８の内のいずれか一つ
に記載の磁気ヘッドにおいて、前記絶縁層及び前記コイ
ルは、第1の絶縁層、コイル及び第２の絶縁層が順次積
層されたものであり、エア・ベアリング・サーフェイス
側における前記第２の絶縁層の周端が、前記第1の絶縁
層の周端よりもエア・ベアリング・サーフェイス側にあ
ることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２０】請求項１乃至１９の内のいずれか一つ
に記載の磁気ヘッドにおいて、前記基体は、絶縁基板上
に設けられた第1の磁気シールド層と、前記第１の磁気
シールド層上に設けられるとともに絶縁体からなる磁気
分離層に挟持された磁気抵抗効果素子と備え、さらに、
前記磁気分離層上に設けられ、前記第1の磁性層と兼用
される第２の磁気シールド層を備えていることを特徴と
する磁気ヘッド。
【請求項２１】請求項１乃至２０の内のいずれか一つ
に記載の磁気ヘッドを製造する方法であって、前記磁性
層を電気めっき法により形成することを特徴とする磁気
ヘッドの製造方法。
【請求項２２】請求項１乃至２０の内のいずれか一つ
に記載の磁気ヘッドを製造する方法であって、前記磁性
層を、応力緩和剤を添加していないめっき浴を用いて電
気めっき法により形成することを特徴とする磁気ヘッド
の製造方法。
【請求項２３】請求項１乃至２０の内のいずれか一つ
に記載の磁気ヘッドと、保磁力が２７８６００［Ａ／
ｍ］以上であり且つ１平方インチ当りの記録密度が１０
ギガビット以上である記録媒体とを備えていることを特
徴とする磁気記憶装置。