JP2002208109A

JP2002208109A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002208109A
Application number: JP2001001471A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kawasaki; 光雄川崎; Yoshihiro Kaneda; 吉弘金田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2002-07-26

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、下部コア層及び上部コア層として使用
されるＮｉＦｅ合金膜では、飽和磁束密度Ｂｓは１．９
Ｔよりも小さかった。【解決手段】下部磁極層１９及び／または上部磁極層
２１を、Ｆｅの組成比が７６質量％以上で９０質量％以
下、あるいは平均結晶粒径が１３０Å以上で１７５Å以
下で且つＦｅの組成比が７０質量％以上で９０質量％以
下のＮｉＦｅ合金でメッキ形成する。これにより飽和磁
束密度を１．９Ｔ以上にでき、高記録密度化に優れた薄
膜磁気ヘッドを製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッドの
コア材として使用されるＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂ
ｓを従来よりも大きくすることができ、しかもその他の
軟磁気特性及び膜特性にも優れる薄膜磁気ヘッド及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜磁気ヘッドで磁性材料を使用する部
分には、ＮｉＦｅ合金（パーマロイ）がよく用いられ
る。

【０００３】前記ＮｉＦｅ合金は、比較的優れた軟磁気
特性を有し、しかもメッキ形成の容易さなどから、頻繁
に使用される磁性材料の一つとなっている。

【０００４】従来では、前記ＮｉＦｅ合金は、直流電流
を用いた電気メッキ法によりメッキ形成されていた。そ
して一般的には、前記Ｆｅの組成比は４５質量％以上で
５５質量％以下程度にされており、かかる組成の場合、
前記ＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓは１．５Ｔ（テス
ラ）程度となっていた。

【０００５】しかしながら、今後の高記録密度化に伴
い、記録密度を向上させるには、前記ＮｉＦｅ合金の飽
和磁束密度Ｂｓをさらに高くすることが要望されてい
た。

【０００６】そこで本発明者らは、従来のように直流電
流による電気メッキ法に代えて、パルス電流による電気
メッキ法を使用し、その結果、前記ＮｉＦｅ合金のＦｅ
の組成比Ｘを従来よりも多くでき、前記Ｆｅの組成比Ｘ
に主として依存する飽和磁束密度Ｂｓを大きくすること
に成功した。具体的には、前記飽和磁束密度を１．９Ｔ
程度にまで向上させることに成功した。パルス電流を用
いた電気メッキ法によるＮｉＦｅ合金膜及びその製造方
法に関しては、既に特願平１１−１７３８９５号として
出願している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特願平１１−１７３８
９５号によれば、パルス電流を用いた電気メッキ法によ
り、ＮｉＦｅ合金のＦｅの組成比Ｘが６０質量％以上で
７５質量％以下で、さらに平均結晶粒径が１０５Å以下
となる軟磁性膜を製造できる。

【０００８】しかしながら前記軟磁性膜では以下のよう
な問題点があった。すなわち前記軟磁性膜では飽和磁束
密度Ｂｓを１．９Ｔ以上にすることができなかったので
ある。

【０００９】上記の軟磁性膜の製造の際におけるメッキ
浴組成では、Ｎｉイオン濃度を４０ｇ／ｌ程度にしてい
た。そして前記メッキ浴中に含まれるＦｅイオン濃度を
増やしていくことでＮｉＦｅ合金中のＦｅ組成を大きく
できるものと思われたが、実際に実験をしてみると、前
記Ｆｅ組成比を７５質量％以上にできないことがわか
り、また仮に７５質量％以上にできたとしても、結晶性
が低下し緻密に結晶を形成できず、結局、飽和磁束密度
Ｂｓの向上を図れないばかりか、保磁力、面粗れ等の他
の膜特性の悪化を招いた。

【００１０】そこで本発明は上記従来の課題を解決する
ためのものであり、特にＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂ
ｓを１．９Ｔ以上にでき、しかも他の軟磁気特性及び膜
特性も優れた薄膜磁気ヘッドを提供することを目的とし
ている。

【００１１】また本発明は、メッキ浴組成を適切に調整
することで従来よりもＮｉＦｅ合金に含まれるＦｅ量を
増やすことができ、しかも従来よりも結晶粒径が大きく
緻密な結晶を形成することが可能な薄膜磁気ヘッドの製
造方法を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁性材料製の
下部コア層と、前記下部コア層上に磁気ギャップを介し
て形成された上部コア層と、両コア層に記録磁界を与え
るコイル層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、少なく
とも一方のコア層は、組成式がＮｉ_1-XＦｅ_Xで示され、
Ｆｅの組成比Ｘが７６質量％以上で９０質量％以下であ
る軟磁性膜で形成されていることを特徴とするものであ
る。

【００１３】また本発明では、前記下部コア層上には記
録媒体との対向面で下部磁極層が隆起形成され、前記下
部磁極層が前記軟磁性膜により形成されていることが好
ましい。

【００１４】また本発明の薄膜磁気ヘッドは、下部コア
層及び上部コア層と、前記下部コア層と上部コア層との
間に位置し且つトラック幅方向の幅寸法が前記下部コア
層及び上部コア層よりも短く規制された磁極部とを有
し、前記磁極部は、下部コア層と連続する下部磁極層、
上部コア層と連続する上部磁極層、および前記下部磁極
層と前記上部磁極層間に位置するギャップ層とで構成さ
れ、あるいは前記磁極部は、上部コア層と連続する上部
磁極層、および前記上部磁極層と下部コア層との間に位
置するギャップ層とで構成され、前記上部磁極層及び／
または下部磁極層は、組成式がＮｉ_1-XＦｅ_Xで示され、
Ｆｅの組成比Ｘが７６質量％以上で９０質量％以下であ
る軟磁性膜で形成されていることを特徴とするものであ
る。

【００１５】また本発明では、前記上部磁極層は前記軟
磁性膜で形成され、前記上部磁極層上に形成される上部
コア層は、前記上部磁極層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓ
を有する軟磁性膜で形成されることが好ましい。

【００１６】また本発明では、前記コア層は、少なくと
も磁気ギャップに隣接する部分が２層以上の磁性層から
成り、あるいは前記磁極層が２層以上の磁性層から成
り、前記磁性層のうち前記磁気ギャップに接する磁性層
が、前記軟磁性膜により形成されていることが好まし
い。

【００１７】また本発明では、前記磁気ギャップ層に接
する以外の他の磁性層は、前記磁気ギャップ層に接する
磁性層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で
形成されることが好ましい。

【００１８】また本発明では、前記軟磁性膜の平均結晶
粒径は１５０Å以上で１７５Å以下であることが好まし
い。

【００１９】本発明の薄膜磁気ヘッドのコア層や磁極層
に使用される軟磁性膜は、組成式がＮｉ_1-XＦｅ_Xで示さ
れ、Ｆｅの組成比Ｘは、７６質量％以上で９０質量％以
下であることを特徴とするものである。

【００２０】本発明におけるＮｉＦｅ合金の第一実施形
態では、前記ＮｉＦｅ合金のＦｅの組成比Ｘのみを規定
している。飽和磁束密度Ｂｓは、主としてＦｅの組成比
Ｘに左右され、Ｆｅの組成比Ｘが多いほど前記Ｂｓは大
きくなる。その理由は、Ｆｅの組成比Ｘが多くなること
で結晶化が適切に促進され、緻密に結晶が形成される点
にあると考えられる。しかしながらＦｅの組成比Ｘがあ
る一定以上多くなると結晶化は逆に阻害され緻密な結晶
を形成できず、前記Ｂｓは低下するものと考えられる。

【００２１】後述する本発明の製造方法によれば、メッ
キ浴組成を適正に調整することで、前記ＮｉＦｅ合金中
に占めるＦｅ量を７６質量％以上で９０質量％以下に設
定することができる。これにより前記ＮｉＦｅ合金の飽
和磁束密度Ｂｓを１．９５Ｔ以上にすることが可能であ
る。また保磁力Ｈｃを５５３（Ａ／ｍ）以下に抑えるこ
とができる。

【００２２】上記のＮｉＦｅ合金を薄膜磁気ヘッドのコ
ア層や磁極層に使用することで、ギャップ近傍に磁束を
集中させることができ、よって記録密度を向上させるこ
とができ、今後の高記録密度化に対応可能な薄膜磁気ヘ
ッドを製造することが可能である。

【００２３】また前記ＮｉＦｅ合金は、上記組成範囲内
で形成されることで結晶が緻密に形成され、膜面での面
粗れを抑制でき、薄膜磁気ヘッドの耐食性を向上させる
ことができる。

【００２４】また前記軟磁性膜に代えて、組成比がＮｉ
_1-XＦｅ_Xで示され、平均結晶粒径は、１３０Å以上で１
７５Å以下であり、しかもＦｅの組成比Ｘは、７０質量
％以上で９０質量％以下の範囲内である軟磁性膜が用い
られてもよい。

【００２５】本発明におけるＮｉＦｅ合金の第二実施形
態は、ＮｉＦｅ合金のＦｅの組成比Ｘと平均結晶粒径を
規定したものである。

【００２６】上記したように飽和磁束密度Ｂｓは主とし
てＦｅの組成比Ｘに左右されるが、さらに平均結晶粒径
も適正値内に収めることが、さらに安定して大きい飽和
磁束密度Ｂｓを得ることが可能である。

【００２７】ここで先に出願した特願平１１−１７３８
９５号においてもＦｅの組成比Ｘは７５質量％まで大き
くでき、この組成比は、上記した本発明における第二実
施形態のＮｉＦｅ合金のＦｅ組成比Ｘと一部で重複す
る。

【００２８】しかし本発明と特願平１１−１７３８９５
号とでは一部でＦｅの組成比Ｘが重複するものの本発明
における結晶粒径は１３０Å以上であり、結晶粒径を１
０５Å以下で規定した特願平１１−１７３８９５号とで
は結晶粒径の大きさが全く異なる。

【００２９】本発明では、特願平１１−１７３８９５号
におけるＮｉＦｅ合金よりも適切に結晶化が促進された
結果、結晶粒径が大きくなりしかも緻密に結晶が形成さ
れているものと考えられる。その結果、本発明では前記
ＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓを１．９Ｔ以上にで
き、より効果的に飽和磁束密度Ｂｓを大きくすることに
成功したのである。

【００３０】また本発明では、保磁力を５５３（Ａ／
ｍ）以下に抑えることができる。本来、結晶粒径が大き
くなると保磁力Ｈｃは大きくなるものと思われたが、本
発明では、結晶粒径が大きくなってもそれほど保磁力Ｈ
ｃの増加はなく、５５３（Ａ／ｍ）以下の保磁力Ｈｃ
は、例えば薄膜磁気ヘッドのコア材などに十分に使える
程度の低い値である。

【００３１】本発明では結晶粒径が大きくなっても保磁
力Ｈｃを低くできるのは、結晶が緻密に成長しているか
らであると考えられる。そしてこのように緻密に結晶が
形成されることにより、膜面の面粗れも小さくでき、本
発明によれば膜面の中心線平均粗さＲａを１０ｎｍ以下
に抑えることが可能である。また本発明では前記中心線
平均粗さＲａを７ｎｍ以下にすることが好ましい。

【００３２】上記のＮｉＦｅ合金を薄膜磁気ヘッドのコ
ア層や磁極層に使用することで、ギャップ近傍に磁束を
集中させることができ、よって記録密度を向上させるこ
とができ、今後の高記録密度化に対応可能な薄膜磁気ヘ
ッドを製造することが可能である。

【００３３】また前記ＮｉＦｅ合金は、上記組成範囲内
で形成されることで結晶が緻密に形成され、膜面での面
粗れを抑制でき、薄膜磁気ヘッドの耐食性を向上させる
ことができる。

【００３４】また本発明では、前記Ｆｅの組成比Ｘは、
７２．５質量％以上であることが好ましい。これにより
ＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓを１．９５Ｔ以上にす
ることができる。

【００３５】また本発明では、記平均結晶粒径は、１５
０Å以上であることが好ましい。これによりＮｉＦｅ合
金の飽和磁束密度Ｂｓを確実に１．９５Ｔ以上にするこ
とができる。

【００３６】また本発明では、前記Ｆｅの組成比Ｘは、
７８質量％以上で８５質量％以下であることが好まし
い。これにより前記ＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓを
２．０Ｔ以上にすることができる。

【００３７】また本発明では、前記軟磁性膜は、メッキ
により形成されていることが好ましい。メッキ形成によ
り前記軟磁性膜の厚みを比較的自由に変更でき、前記軟
磁性膜を厚みのある膜として形成することができる。

【００３８】次に本発明は、磁性材料製の下部コア層
と、記録媒体との対向面で前記下部コア層と磁気ギャッ
プを介して対向する上部コア層と、両コア層に記録磁界
を誘導するコイル層とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方
法において、前記上部コア層及び／または下部コア層
を、メッキ浴中におけるＮｉイオン濃度を６．６ｇ／ｌ
以上で２０ｇ／ｌ以下とし、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉ
イオン濃度の比率を０．１５以上で０．３６以下とし、
パルス電流を用いた電気メッキ法によって、ＮｉＦｅ合
金でメッキ形成することを特徴とするものである。

【００３９】また本発明では、前記下部コア層上には記
録媒体との対向面で下部磁極層を隆起形成し、このとき
前記下部磁極層を前記軟磁性膜によりメッキ形成するこ
とが好ましい。

【００４０】また本発明における薄膜磁気ヘッドの製造
方法は、下部コア層及び上部コア層と、前記下部コア層
と上部コア層との間に位置し且つトラック幅方向の幅寸
法が前記下部コア層及び上部コア層よりも短く規制され
た磁極部とを有し、前記磁極部を、下部コア層と連続す
る下部磁極層、上部コア層と連続する上部磁極層、およ
び前記下部磁極層と前記上部磁極層間に位置するギャッ
プ層とで形成し、あるいは前記磁極部は、上部コア層と
連続する上部磁極層、および前記上部磁極層と下部コア
層との間に位置するギャップ層とで形成し、前記上部磁
極層及び／または下部磁極層を、メッキ浴中におけるＮ
ｉイオン濃度を６．６ｇ／ｌ以上で２０ｇ／ｌ以下と
し、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を０．
１５以上で０．３６以下とし、パルス電流を用いた電気
メッキ法によって、ＮｉＦｅ合金でメッキ形成すること
を特徴とするものである。

【００４１】また本発明では、前記上部磁極層を前記軟
磁性膜でメッキ形成し、前記上部磁極層上に形成される
上部コア層を、前記上部磁極層よりも低い飽和磁束密度
Ｂｓを有する軟磁性膜で形成することが好ましい。

【００４２】また本発明では、前記コア層の少なくとも
磁気ギャップに隣接する部分を２層以上の磁性層で形成
し、あるいは前記磁極層を２層以上の磁性層で形成し、
前記磁性層のうち前記磁気ギャップに接する磁性層を、
前記軟磁性膜によりメッキ形成することが好ましい。

【００４３】また本発明では、前記磁気ギャップ層に接
する以外の他の磁性層を、前記磁気ギャップ層に接する
磁性層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で
形成することが好ましい。

【００４４】上記のように本発明ではＮｉＦｅ合金をパ
ルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成する。
パルス電流を用いた電気メッキ法では、例えば電流制御
素子のＯＮ／ＯＦＦを繰返し、メッキ形成時に、電流を
流す時間と、電流を流さない空白な時間を設ける。この
ように電流を流さない時間を設けることで、ＮｉＦｅ合
金膜を、少しずつメッキ形成し、直流電流を用いた電気
メッキ法に比べメッキ形成時における電流密度の分布の
偏りを緩和することが可能になっている。パルス電流に
よる電気メッキ法によれば直流電流による電気メッキ法
に比べて軟磁性膜中に含まれるＦｅ含有量の調整が容易
になり、前記Ｆｅ含有量を膜中に多く取り込むことがで
きる。

【００４５】また本発明では、上記のようにメッキ浴中
のＮｉイオン濃度を６．６ｇ／ｌ以上で２０ｇ／ｌ以下
に設定する。従来では前記Ｎｉイオン濃度は４０ｇ／ｌ
程度であったが、本発明ではこれよりもＮｉイオン濃度
を低濃度にしている。これにより成膜時、カソード（メ
ッキされる側）表面上に触れるメッキ液のＮｉイオンを
減らすことができ、攪拌効果を高めてＮｉＦｅ合金中に
多くのＦｅを入れることが可能になる。

【００４６】しかも本発明では、上記のようにＦｅイオ
ン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を０．１５以上で０．３
６以下に設定している。すなわち本発明ではＮｉイオン
濃度自体の大きさのみならずＦｅイオン濃度との比率を
規定することで、結晶性を高め緻密な結晶を形成するこ
とができる。本発明では、Ｎｉイオン濃度を小さくし、
上記の濃度比率を有することで、ＮｉＦｅ合金中のＦｅ
量は多くなるとともに結晶粒径が大きくなるが、上記の
ように緻密な結晶を形成できるから安定して高い飽和磁
束密度Ｂｓを得ることができ、さらに保磁力Ｈｃを低く
でき、また面粗れを小さくすることができる。また膜応
力を小さくすることができる。

【００４７】上記のメッキ浴から、Ｆｅの組成比が７６
質量％以上で９０質量％以下となるＮｉＦｅ合金膜、あ
るいはＦｅの組成比が７０質量％以上で９０質量％以下
で、平均結晶粒径が１３０Å以上で１７５Å以下となる
ＮｉＦｅ合金膜を再現性良く製造することが可能であ
る。

【００４８】また本発明では、前記Ｎｉイオン濃度を１
０ｇ／ｌ以上とし、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃
度の比率を０．２以上で０．３５以下とすることが好ま
しい。

【００４９】また本発明では、前記Ｎｉイオン濃度を１
０ｇ／ｌ以下とし、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃
度の比率を０．１５以上で０．３６以下とすることが好
ましい。

【００５０】また本発明では、ＮｉＦｅ合金のメッキ浴
中にサッカリンナトリウムを混入することが好ましい。
サッカリンナトリウム（Ｃ₆Ｈ₄ＣＯＮＮａＳＯ₂）は応
力緩和剤としての役割を有しており、したがって前記サ
ッカリンナトリウムを混入することでＮｉＦｅ合金の膜
応力を低減させることが可能である。

【００５１】また本発明では、前記メッキ浴中に、２−
ブチン−１、４ジオールを混入することが好ましい。こ
れによってメッキ形成されたＮｉＦｅ合金の結晶粒径の
粗大化は抑制され、前記結晶粒径が小さくなることで結
晶間に空隙が生じ難くなり、膜面の面粗れが抑制され
る。面粗れを抑制できることで保磁力Ｈｃを小さくする
ことも可能になる。

【００５２】また本発明では、前記メッキ浴中に２−エ
チルヘキシル硫酸ナトリウムを混入することが好まし
い。これによってメッキ浴中に生じる水素は、界面活性
剤である２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムによって除
去され、前記水素がメッキ膜に付着することによる面粗
れを抑制できる。

【００５３】また前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリウ
ムに代えて、ラウリル硫酸ナトリウムを用いても良い
が、２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムを用いた方が、
メッキ浴中に混入したときの泡立ちが少なく、したがっ
て前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムをメッキ浴中
に多く混入することができ、前記水素の除去をより適切
に行うことが可能になる。また前記２−エチルヘキシル
硫酸ナトリウムの添加によりＮｉＦｅ合金の膜応力を低
減させることも可能である。

【００５４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態の
薄膜磁気ヘッドの部分正面図、図２は図１に示す薄膜磁
気ヘッドを２−２線から切断し矢印方向から見た縦断面
図である。

【００５５】本発明における薄膜磁気ヘッドは、浮上式
ヘッドを構成するセラミック材のスライダ１１のトレー
リング側端面１１ａに形成されたものであり、ＭＲヘッ
ドｈ１と、書込み用のインダクティブヘッドｈ２とが積
層された、ＭＲ／インダクティブ複合型薄膜磁気ヘッド
（以下、単に薄膜磁気ヘッドという）となっている。

【００５６】ＭＲヘッドｈ１は、磁気抵抗効果を利用し
てハードディスクなどの記録媒体からの洩れ磁界を検出
し、記録信号を読み取るものである。

【００５７】図２に示すように、前記スライダ１１のト
レーリング側端面１１ａ上にＡｌ₂Ｏ₃膜１２を介してＮ
ｉＦｅ等からなる磁性材料製の下部シールド層１３が形
成され、さらにその上に絶縁材料製の下部ギャップ層１
４が形成されている。

【００５８】前記下部ギャップ層１４上には記録媒体と
の対向面からハイト方向（図示Ｙ方向）に向けて、異方
性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、巨大磁気抵抗効果（Ｇ
ＭＲ）素子あるいはトンネル型磁気抵抗効果（ＴＭＲ）
素子などの磁気抵抗効果素子１０が形成され、さらに前
記磁気抵抗効果素子１０及び下部ギャップ層１４上には
絶縁材料製の上部ギャップ層１５が形成されている。さ
らに前記上部ギャップ層１５の上にＮｉＦｅ等の磁性材
料で形成された上部シールド層１６が形成されている。
ＭＲヘッドｈ１は、前記下部シールド層１３から上部シ
ールド層１６までの積層膜で構成されている。

【００５９】次に図１及び２に示す実施形態では、前記
上部シールド層１６がインダクティブヘッドｈ２の下部
コア層としても兼用されており、前記下部コア層１６上
には、Ｇｄ決め層１７が形成され、記録媒体との対向面
から前記Ｇｄ決め層１７の先端部までの長さ寸法でギャ
ップデプス（Ｇｄ）が規制される。前記Ｇｄ決め層１７
は例えば絶縁材料などで形成される。

【００６０】また前記下部コア層１６の上面１６ａは図
１に示すように、磁極部１８の基端からトラック幅方向
（図示Ｘ方向）に離れるにしたがって下面方向に傾く傾
斜面で形成されており、これによりサイドフリンジング
の発生を抑制することが可能である。

【００６１】また図２に示すように、記録媒体との対向
面から前記Ｇｄ決め層１７上にかけて磁極部１８が形成
されている。

【００６２】前記磁極部１８は下から下部磁極層１９、
非磁性のギャップ層２０、及び上部磁極層２１が積層さ
れている。

【００６３】前記下部磁極層１９は、下部コア層１６上
に直接メッキ形成されている。また前記下部磁極層１９
の上に形成されたギャップ層２０は、メッキ形成可能な
非磁性金属材料で形成されていることが好ましい。具体
的には、ＮｉＰ、ＮｉＰｄ、ＮｉＷ、ＮｉＭｏ、Ａｕ、
Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｒのうち１種または２種以
上から選択されたものであることが好ましい。

【００６４】なお本発明における具体的な実施形態とし
て前記ギャップ層２０にはＮｉＰが使用される。ＮｉＰ
で前記ギャップ層２０を形成することで前記ギャップ層
２０を適切に非磁性状態にできるからである。

【００６５】さらに前記ギャップ層２０の上に形成され
た上部磁極層２１は、その上に形成される上部コア層２
２と磁気的に接続される。

【００６６】上記のようにギャップ層２０がメッキ形成
可能な非磁性金属材料で形成されると、下部磁極層１
９、ギャップ層２０及び上部磁極層２１を連続メッキ形
成することが可能である。

【００６７】なお前記磁極部１８は、ギャップ層２０及
び上部磁極層２１の２層で構成されていてもよい。

【００６８】図１に示すように、前記磁極部１８はトラ
ック幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸法がトラック幅
Ｔｗで形成されている。

【００６９】図１及び図２に示すように、前記磁極部１
８のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側及びハイト方
向後方（図示Ｙ方向）には絶縁層２３が形成されてい
る。前記絶縁層２３の上面は前記磁極部１８の上面と同
一平面とされる。

【００７０】図２に示すように、前記絶縁層２３上には
コイル層２４が螺旋状にパターン形成されている。また
前記コイル層２４上は有機絶縁製の絶縁層２５によって
覆われている。

【００７１】図２に示すように、磁極部１８上から絶縁
層２５上にかけて上部コア層２２が例えばフレームメッ
キ法によりパターン形成されている。図１に示すよう
に、前記上部コア層２２の先端部２２ａは、記録媒体と
の対向面でのトラック幅方向における幅寸法がＴ１で形
成され、かかる幅寸法Ｔ１はトラック幅Ｔｗよりも大き
く形成されている。

【００７２】また図２に示すように、前記上部コア層２
２の基端部２２ｂは、下部コア層１６上に形成された磁
性材料製の接続層（バックギャップ層）２６上に直接接
続されている。

【００７３】本発明では、前記上部磁極層２１及び／ま
たは下部磁極層１９が以下の組成比を有する軟磁性膜で
形成されている。

【００７４】（１）組成式がＮｉ_1-XＦｅ_Xで示され、Ｆ
ｅの組成比Ｘは、７６質量％以上で９０質量％以下であ
る。

【００７５】前記Ｆｅの組成比Ｘは、特願平１１−１７
３８９５号で出願したＮｉＦｅ合金のＦｅの組成比Ｘよ
りも多くなっている。

【００７６】飽和磁束密度Ｂｓは、主としてＦｅの組成
比Ｘに依存する。すなわちＦｅの組成比Ｘを多くすれば
前記Ｂｓを大きくできる。

【００７７】よってＦｅの組成比Ｘを７６質量％以上に
することにより、特願平１１−１７３８９５号の場合よ
りも前記飽和磁束密度Ｂｓを大きくできる。

【００７８】しかしながら前記Ｆｅの組成比Ｘは約８０
質量％を過ぎると、徐々に低下することが後述する実験
により確認されている。これは、Ｆｅ量があまり多くな
りすぎると結晶化の促進が阻害され緻密な結晶を形成で
きないことが原因であるものと考えられる。

【００７９】そこで本発明では後述する実験結果により
Ｆｅの組成比Ｘを、７６質量％以上で９０質量％以下と
した。これにより飽和磁束密度Ｂｓを１．９５Ｔ以上に
できる。

【００８０】次に、Ｆｅの組成比Ｘが７６質量％以上で
９０質量％以下とされたＮｉＦｅ合金の平均結晶粒径は
１５０Å以上で１７５Å以下であることが好ましい。

【００８１】後述する実験結果により、前記平均結晶粒
径を１５０Å以上にすると飽和磁束密度を確実に１．９
５Ｔ以上にできることがわかっている。また前記平均結
晶粒径を１７５Å以下にすることで保磁力Ｈｃを５５３
（Ａ／ｍ）以下にできることがわかっている。

【００８２】本発明における前記平均結晶粒径は、特願
平１１−１７３８９５号の場合よりも大きい値である
が、本発明では適切に結晶化が促進された結果、結晶粒
径が大きくなりしかも緻密に結晶が形成されているもの
と考えられる。その結果、本発明では前記ＮｉＦｅ合金
の飽和磁束密度Ｂｓを１．９５Ｔ以上にでき、より効果
的に飽和磁束密度Ｂｓを大きくすることに成功したので
ある。

【００８３】また前記結晶粒径は小さい方が保磁力Ｈｃ
を小さくできる点からして好ましいが、本発明では結晶
粒径が大きくなっても緻密な結晶を形成でき、前記結晶
粒径が１７５Åにまで大きくなっても保磁力Ｈｃを５５
３（Ａ／ｍ）以下に小さくできることが後述する実験に
よりわかっている。

【００８４】またＦｅの組成比Ｘが７６質量％以上で９
０質量％以下にされたＮｉ_1-XＦｅ_Xは膜面の面粗れが小
さく、本発明では前記膜面の中心線平均粗さＲａを１０
ｎｍ以下にすることができる。また前記Ｒａを７ｎｍ以
下にすることがより好ましい。

【００８５】また前記ＮｉＦｅ合金の比抵抗を、３０
（μΩ・ｃｍ）以上で５０（μΩ・ｃｍ）以下に設定す
ることができる。

【００８６】あるいは本発明では、前記上部磁極層２１
及び／または下部磁極層１９が以下の組成比を有する軟
磁性膜で形成されている。

【００８７】（２）組成式が、Ｎｉ_1-XＦｅ_Xで示され、
平均結晶粒径は、１３０Å以上で１７５Å以下であり、
且つＦｅの組成比Ｘは７０質量％以上で９０質量％以下
の範囲内である。

【００８８】上記したように飽和磁束密度Ｂｓは主とし
てＦｅの組成比Ｘで決められる。ところでこのＮｉＦｅ
合金では、Ｆｅの組成比Ｘが特願平１１−１７３８９５
号と一部重複するものの、その重複する部分においても
飽和磁束密度Ｂｓを特願平１１−１７３８９５号より大
きくできる。その理由は、本発明の方が特願平１１−１
７３８９５号に比べて平均結晶粒径が大きく緻密に結晶
が形成されている点にある。

【００８９】上記のＮｉＦｅ合金では結晶化が適切に促
進され、平均結晶粒径は大きくなって緻密な結晶が形成
され、その結果、飽和磁束密度Ｂｓを１．９Ｔ以上にで
きる。

【００９０】また緻密な結晶を形成できることで平均結
晶粒径が１３０Å以上で１７５Å以下に大きくなっても
保磁力Ｈｃを５５３（Ａ／ｍ）以下に抑えることができ
る。

【００９１】また本発明では、このように緻密に結晶が
形成されることにより、膜面の面粗れも小さくでき、本
発明によれば膜面の中心線平均粗さＲａを１０ｎｍ以下
に抑えることが可能である。また本発明では前記中心線
平均粗さＲａを７ｎｍ以下にすることが好ましい。

【００９２】さらに前記ＮｉＦｅ合金の比抵抗を３０
（μΩ・ｃｍ）以上で５０（μΩ・ｃｍ）以下に設定す
ることができる。

【００９３】また本発明では、上記（２）のＮｉＦｅ合
金のＦｅ組成比Ｘは７２．５質量％以上であることが好
ましい。これにより飽和磁束密度を１．９５Ｔ以上にす
ることができる。またこの際、前記ＮｉＦｅ合金の平均
結晶粒径が１５０Å以上であると確実に飽和磁束密度Ｂ
ｓを１．９５Ｔ以上にすることができる。

【００９４】次に本発明では上記（１）及び／または
（２）のＮｉＦｅ合金のＦｅの組成比Ｘは７８質量％以
上で８５質量％以下であることが好ましい。これにより
前記ＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上に
することができる。

【００９５】また本発明では前記ＮｉＦｅ合金の膜応力
は小さいことが好ましい。前記膜応力を小さくすること
で前記上部磁極層２１及び下部磁極層１９の膜剥がれや
ひび割れを適切に防止できるからである。

【００９６】本発明では前記膜応力は４００ＭＰａ以下
にすることが好ましい。前記膜応力を確実に４００ＭＰ
ａ以下にするには、前記Ｆｅの組成比Ｘを８６質量％以
下にすることが好ましいことが後述する実験により確認
されている。

【００９７】以上のように本発明では、上記（１）のＦ
ｅの組成比Ｘが７６質量％で９０質量％以下にされたＮ
ｉＦｅ合金によれば、前記飽和磁束密度Ｂｓを１．９５
Ｔ以上にできる。また平均結晶粒径を１５０Å以上で１
７５Å以下に設定することで確実に前記Ｂｓを１．９５
Ｔ以上にでき、しかも保磁力Ｈｃを５５３（Ａ／ｍ）以
下にできる。

【００９８】また上記（２）の平均結晶粒径が１３０Å
以上で１７５Å以下で、且つＦｅの組成比が７０質量％
以上で９０質量％以下にされたＮｉＦｅ合金によれば、
飽和磁束密度Ｂｓを１．９Ｔ以上にでき、しかも保磁力
Ｈｃを５５３（Ａ／ｍ）以下にできる。

【００９９】なお本発明における上記（１）及び（２）
のＮｉＦｅ合金の結晶構造は、ｂｃｃ構造（体心立方構
造）及びｆｃｃ構造（面心立方構造）の混相か、あるい
はｂｃｃ構造であることが好ましい。

【０１００】そして上記のＮｉＦｅ合金膜を上部磁極層
２１及び／または下部磁極層１９に使用することで、ギ
ャップ近傍に磁束を集中させることができ、よって記録
密度を向上させることができ、今後の高記録密度化に対
応可能な薄膜磁気ヘッドを製造することが可能である。

【０１０１】また前記ＮｉＦｅ合金は、上記組成範囲内
で形成されることで結晶が緻密に形成され、膜面での面
粗れを抑制でき、薄膜磁気ヘッドの耐食性を向上させる
ことができる。

【０１０２】上記した（１）あるいは（２）のＮｉＦｅ
合金は他の形態の薄膜磁気ヘッドにも使用することがで
きる。

【０１０３】図３は、本発明における第２実施形態の薄
膜磁気ヘッドの構造を示す部分正面図、図４は図３に示
す４−４線から薄膜磁気ヘッドを切断し矢印方向から見
た縦断面図である。

【０１０４】この実施形態では、ＭＲヘッドｈ１の構造
は図１及び図２と同じである。図３に示すように下部コ
ア層１６上には、絶縁層３１が形成されている。前記絶
縁層３１には、記録媒体との対向面からハイト方向（図
示Ｙ方向）後方に所定の長さ寸法で形成されたトラック
幅形成溝３１ａが形成されている。前記トラック幅形成
溝３１ａは記録媒体との対向面においてトラック幅Ｔｗ
で形成されている（図３を参照のこと）。

【０１０５】前記トラック幅形成溝３１ａには、下から
下部磁極層３２、非磁性のギャップ層３３、及び上部磁
極層３４が積層された磁極部３０が形成されている。

【０１０６】前記下部磁極層３２は、下部コア層１６上
に直接メッキ形成されている。また前記下部磁極層３２
の上に形成されたギャップ層３３は、メッキ形成可能な
非磁性金属材料で形成されていることが好ましい。具体
的には、ＮｉＰ、ＮｉＰｄ、ＮｉＷ、ＮｉＭｏ、Ａｕ、
Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｒのうち１種または２種以
上から選択されたものであることが好ましい。

【０１０７】なお本発明における具体的な実施形態とし
て前記ギャップ層３３にはＮｉＰが使用される。ＮｉＰ
で前記ギャップ層３３を形成することで前記ギャップ層
３３を適切に非磁性状態にできるからである。

【０１０８】なお前記磁極部３０は、ギャップ層３３及
び上部磁極層３４の２層で構成されていてもよい。

【０１０９】前記ギャップ層３３の上には、記録媒体と
の対向面からギャップデプス（Ｇｄ）だけ離れた位置か
ら絶縁層３１上にかけてＧｄ決め層３７が形成されてい
る。

【０１１０】さらに前記ギャップ層３３の上に形成され
た上部磁極層３４は、その上に形成される上部コア層４
０と磁気的に接続される。

【０１１１】上記のようにギャップ層３３がメッキ形成
可能な非磁性金属材料で形成されると、下部磁極層３
２、ギャップ層３３及び上部磁極層３４を連続メッキ形
成することが可能である。

【０１１２】図４に示すように前記絶縁層３１の上には
コイル層３８が螺旋状にパターン形成されている。前記
コイル層３８は有機絶縁材料などで形成された絶縁層３
９によって覆われている。

【０１１３】図３に示すように、トラック幅規制溝３１
ａのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面に
は、前記上部磁極層３４の上面から前記絶縁層３１の上
面３１ｂにかけて下部コア層１６から離れる方向にした
がって徐々に幅寸法が広がる傾斜面３１ｃ，３１ｃが形
成されている。

【０１１４】そして図３に示すように上部コア層４０の
先端部４０ａは、前記上部磁極層３４上面から前記傾斜
面３１ｃ，３１ｃ上にかけて下部コア層１６から離れる
方向に形成されている。

【０１１５】図４に示すように前記上部コア層４０は、
記録媒体との対向面からハイト方向（図示Ｙ方向）にか
けて絶縁層３９上に形成され、前記上部コア層４０の基
端部４０ｂは下部コア層１６上に直接形成されている。

【０１１６】図３及び図４に示す第２実施形態では、下
部磁極層３２及び／または上部磁極層３４が、上記した
（１）または（２）の組成比及び平均結晶粒径を有する
ＮｉＦｅ合金で形成される。

【０１１７】前記下部磁極層３２及び上部磁極層３４が
１．９Ｔ以上あるいは１．９５Ｔ以上の高い飽和磁束密
度Ｂｓを有する上記したＮｉＦｅ合金で形成されること
で、ギャップ近傍に磁束を集中させることができ、記録
密度を向上させることができるから、高記録密度化に優
れた薄膜磁気ヘッドの製造が可能である。また本発明で
は前記ＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上
にすることも可能である。

【０１１８】また前記ＮｉＦｅ合金は、上記組成範囲内
で形成されることで結晶が緻密に形成され、膜面での面
粗れを抑制でき、薄膜磁気ヘッドの耐食性を向上させる
ことができる。

【０１１９】図１ないし図４に示す実施形態では、いず
れも下部コア層１６と上部コア層２２、４０間に磁極部
１８、３０を有し、前記磁極部１８，３０を構成する下
部磁極層１９，３２及び／または上部磁極層２１，３４
は、上記（１）または（２）の組成比及び平均結晶粒径
を有するＮｉＦｅ合金で形成されるものであるが、本発
明では、前記下部磁極層１９，３２及び／または上部磁
極層２１，３４は２層以上の磁性層が積層されて構成さ
れていてもよい。かかる構成の場合、ギャップ層２０，
３３に接する側の磁性層が上記（１）あるいは（２）の
ＮｉＦｅ合金で形成されることが好ましい。これによっ
てギャップ近傍に磁束をより集中させることができ、今
後の高記録密度化に対応可能な薄膜磁気ヘッドを製造す
ることが可能である。

【０１２０】また前記ギャップ層２０，３３に接する磁
性層以外の磁性層は、ＮｉＦｅ合金で形成され、前記他
の磁性層のＦｅの組成比は、前記ギャップ層２０，３３
に接する側の磁性層のＦｅ組成比よりも小さいことが好
ましい。これによって前記ギャップ層２０，３３に接す
る磁性層の飽和磁束密度Ｂｓを他の磁性層よりも高める
ことができ、ギャップ近傍に磁束をより適切に集中させ
ることが可能になる。なお前記他の磁性層はＮｉＦｅ合
金で形成される必要はなく、例えばＣｏＦｅ合金やＣｏ
ＦｅＮｉ等で形成されてもよい。かかる場合、前記他の
磁性層の飽和磁束密度Ｂｓが、ギャップ層２０，３３に
接する磁性層の前記Ｂｓよりも低くなるように組成比を
適切に調整する必要性がある。

【０１２１】また下部磁極層１９，３２の飽和磁束密度
Ｂｓは高いことが好ましいが、上部磁極層２１，３４の
飽和磁束密度Ｂｓよりも低くすることにより、下部磁極
層と上部磁極層との間における洩れ磁界を磁化反転しや
すくすると、より記録媒体への信号の書込み密度を高く
できる。

【０１２２】また下部コア層１６及び上部コア層２２，
４０を上記（１）または（２）のＮｉＦｅ合金で形成し
ても良いが、かかる場合、上部磁極層２１，３４及び下
部磁極層１９，３２の飽和磁束密度Ｂｓの方が、下部コ
ア層１６及び上部コア層２２，４０よりも高くなるよう
にＮｉＦｅ合金のＦｅ組成比を適切に調整することが好
ましい。

【０１２３】図５は本発明における第３実施形態の薄膜
磁気ヘッドの縦断面図である。この実施形態ではＭＲヘ
ッドｈ１が図１と同じである。図５に示すように下部コ
ア層１６にはアルミナなどによる磁気ギャップ層（非磁
性材料層）４１が形成されている。さらに前記磁気ギャ
ップ層４１の上にはポリイミドまたはレジスト材料製の
絶縁層４３を介して平面的に螺旋状となるようにパター
ン形成されたコイル層４４が設けられている。なお、前
記コイル層４４はＣｕ（銅）などの電気抵抗の小さい非
磁性導電性材料で形成されている。

【０１２４】さらに、前記コイル層４４はポリイミドま
たはレジスト材料で形成された絶縁層４５に囲まれ、前
記絶縁層４５の上に軟磁性材料製の上部コア層４６が形
成されている。

【０１２５】図５に示すように、前記上部コア層４６の
先端部４６ａは、記録媒体との対向面において、下部コ
ア層１６の上に前記磁気ギャップ層４１を介して対向
し、磁気ギャップ長Ｇｌ1の磁気ギャップが形成されて
おり、上部コア層４６の基端部４６ｂは図５に示すよう
に、下部コア層１６と磁気的に接続されている。

【０１２６】本発明では、下部コア層１６及び／または
上部コア層４６は、上記の（１）または（２）の組成比
及び平均結晶粒径を有するＮｉＦｅ合金で形成されてい
る。本発明におけるＮｉＦｅ合金は１．９Ｔ以上あるい
は１．９５Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを有し、また
組成比によっては２．０Ｔ以上の非常に高い飽和磁束密
度Ｂｓを得ることができる。

【０１２７】上部コア層４６及び／または下部コア層１
６が、１．９Ｔ以上あるいは１．９５Ｔ以上の高い飽和
磁束密度Ｂｓを有する上記したＮｉＦｅ合金で形成され
ることで、ギャップ近傍に磁束を集中させることがで
き、記録密度を向上させることができるから、高記録密
度化に優れた薄膜磁気ヘッドの製造が可能である。

【０１２８】また上記（１）または（２）のＮｉＦｅ合
金では結晶が緻密に形成され、膜面での面粗れを抑制で
き、薄膜磁気ヘッドの耐食性を向上させることができ
る。本発明では、前記膜面の中心線平均粗さＲａを１０
ｎｍ以下にすることができる。好ましくは７ｎｍ以下で
ある。また保磁力Ｈｃを小さくできる。具体的には前記
保磁力Ｈｃを５５３（Ａ／ｍ）以下にすることができ
る。

【０１２９】また上記（１）または（２）のＮｉＦｅ合
金であれば、３０（μΩ・ｃｍ）以上の比抵抗を得るこ
とができる。また膜応力を４００ＭＰａ以下にすること
ができる。

【０１３０】図６は本発明における第４実施形態の薄膜
磁気ヘッドの縦断面図である。図５との違いは、上部コ
ア層４６が２層の磁性層で積層されて構成されているこ
とである。

【０１３１】前記上部コア層４６は、高い飽和磁束密度
Ｂｓを有する高Ｂｓ層４７とその上に積層された上層４
８とで構成されている。

【０１３２】前記高Ｂｓ層４７は、上記（１）または
（２）の組成比及び平均結晶粒径を有するＮｉＦｅ合金
で形成されている。

【０１３３】これにより前記高Ｂｓ層４７の飽和磁束密
度Ｂｓを少なくとも１．９以上あるいは１．９５Ｔ以上
にできる。またより好ましくは前記Ｂｓを２．０Ｔ以上
にすることができる。

【０１３４】また上記（１）または（２）のＮｉＦｅ合
金で形成された高Ｂｓ層４７は結晶が緻密に形成される
ことで、前記高Ｂｓ層４７の膜面の面粗れを小さくで
き、よって耐食性を向上させることができ、しかも保磁
力Ｈｃを小さくすることができる。具体的には、前記膜
面の中心線平均粗さＲａを１０ｎｍ以下にでき、前記保
磁力Ｈｃを５５３（Ａ／ｍ）以下にすることができる。
さらに前記ＮｉＦｅ合金を使用した場合には比抵抗を３
０（μΩ・ｃｍ）以上にできる。また膜応力を４００Ｍ
Ｐａ以下にできる。

【０１３５】前記上部コア層４６を構成する上層４８
は、高Ｂｓ層４７に比べて飽和磁束密度Ｂｓが小さくな
っているものの、前記高Ｂｓ層４７よりも比抵抗が高く
されている。前記上層４８は例えばＮｉＦｅ合金で形成
され、この場合、前記上層４８のＦｅ含有量は、高Ｂｓ
層４７のＦｅ量よりも小さいことが好ましい。これによ
って前記高Ｂｓ層４７が前記上層４８よりも高い飽和磁
束密度Ｂｓを有し、ギャップ近傍に磁束を集中させて、
記録分解能を向上させることが可能になる。なお前記上
層４８はＮｉＦｅ合金で形成される必要はなく、例えば
ＣｏＦｅ合金やＣｏＦｅＮｉ等で形成されてもよい。か
かる場合、前記高Ｂｓ層４７の飽和磁束密度Ｂｓの方が
上層４８よりも高くなるように、前記上層４８を形成す
る軟磁性材料の組成比を適切に調整することが好まし
い。

【０１３６】また前記上部コア層４６に比抵抗の高い上
層４８が設けられたことで、記録周波数が上昇すること
により発生する渦電流による損失を低減させることがで
き、今後の高記録周波数化に対応可能な薄膜磁気ヘッド
を製造することができる。

【０１３７】また本発明では図６に示すように、高Ｂｓ
層４７が、ギャップ層４１と対向する下層側に形成され
ていることが好ましい。また前記高Ｂｓ層４７はギャッ
プ層４１上に直接接する上部コア層４６の先端部４６ａ
のみに形成されていてもよい。

【０１３８】また下部コア層１６も、高Ｂｓ層と高比抵
抗層の２層で構成されていてもよい。かかる構成の場
合、高比抵抗層の上に高Ｂｓ層が積層され、前記高Ｂｓ
層がギャップ層４１を介して上部コア層４６と対向す
る。

【０１３９】また図６に示す実施形態では、上部コア層
４６が２層の積層構造となっているが、３層以上であっ
てもよい。かかる構成の場合、高Ｂｓ層４７は、磁気ギ
ャップ層４１に接する側に形成されることが好ましい。

【０１４０】図７は本発明における第５実施形態の薄膜
磁気ヘッドの縦断面図である。図７の実施形態ではＭＲ
ヘッドｈ１の構成は図１と同じである。図７に示すよう
に下部コア層１６の上に下部磁極層５０が記録媒体との
対向面から隆起形成されている。前記下部磁極層５０の
ハイト方向後方（図示Ｙ方向）には絶縁層５１が形成さ
れている。前記絶縁層５１の上面は、凹形状となり、コ
イル形成面５１ａが形成されている。

【０１４１】前記下部磁極層５０上から前記絶縁層５１
上にかけてギャップ層５２が形成されている。さらに前
記絶縁層５１のコイル形成面５１ａ上にはギャップ層５
２を介してコイル層５３が形成されている。前記コイル
層５３上は有機絶縁製の絶縁層５４によって覆われてい
る。

【０１４２】図７に示すように上部コア層５５は、前記
ギャップ層５２上から絶縁層５４上にかけて例えばフレ
ームメッキ法によりパターン形成されている。

【０１４３】前記上部コア層５５の先端部５５ａは前記
ギャップ層５２上に下部磁極層５０と対向して形成され
る。前記上部コア層５５の基端部５５ｂは、下部コア層
１６上に形成された持上げ層５６を介して前記下部コア
層１６に磁気的に接続される。

【０１４４】この実施形態においては、上部コア層５５
及び／または下部磁極層５０は上記（１）または（２）
の組成比及び平均結晶粒径を有するＮｉＦｅ合金で形成
されている。

【０１４５】図７では下部磁極層５０が形成され、前記
下部磁極層５０が下部コア層１６よりも高い飽和磁束密
度Ｂｓを有する前記ＮｉＦｅ合金で形成されると、ギャ
ップ近傍に磁束を集中させることができ記録密度の向上
を図ることが可能である。

【０１４６】また上部コア層５５は、その全体が前記Ｎ
ｉＦｅ合金で形成されていてもよいが、図６と同様に前
記上部コア層５５が２層以上の磁性層の積層構造であ
り、そのギャップ層５２と対向する側が高Ｂｓ層として
前記ＮｉＦｅ合金膜で形成されていてもよい。またかか
る場合、前記上部コア層５５の先端部５５ａのみが２層
以上の磁性層の積層構造で形成され、前記ギャップ層５
２上に接して高Ｂｓ層が形成されていることが、ギャッ
プ近傍に磁束を集中させ、記録密度を向上させる点から
して好ましい。

【０１４７】なお本発明では、図１ないし図７に示す各
実施形態においてＮｉＦｅ合金膜はメッキ形成されてい
ることが好ましい。本発明では前記ＮｉＦｅ合金をパル
ス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成すること
ができる。

【０１４８】また前記ＮｉＦｅ合金をメッキ形成するこ
とで任意の膜厚で形成でき、スパッタで形成するよりも
厚い膜厚で形成することが可能になる。

【０１４９】また各実施形態において、符号１６の層
は、下部コア層と上部シールド層の兼用層となっている
が、前記下部コア層と上部シールド層とが別々に形成さ
れていてもよい。かかる場合、前記下部コア層と上部シ
ールド層間には絶縁層を介在させる。

【０１５０】次に図１ないし図７に示す薄膜磁気ヘッド
の一般的な製造方法について以下に説明する。

【０１５１】図１及び図２に示す薄膜磁気ヘッドは、下
部コア層１６上にＧｄ決め層１７を形成した後、レジス
トを用いて記録媒体との対向面からハイト方向に下部磁
極層１９、非磁性のギャップ層２０及び上部磁極層２１
から成る磁極部１８を連続メッキによって形成する。次
に前記磁極部１８のハイト方向後方に絶縁層２３を形成
した後、例えばＣＭＰ技術を用いて前記磁極部１８の上
面と前記絶縁層２３の上面とを同一平面に平坦化する。
前記絶縁層２３の上にコイル層２４を螺旋状にパターン
形成した後、前記コイル層２４の上に絶縁層２５を形成
する。そして前記磁極部１８上から絶縁層２５上にかけ
て上部コア層２２を例えばフレームメッキ法により形成
する。

【０１５２】図３及び図４に示す薄膜磁気ヘッドは、下
部コア層１６上に絶縁層３１を形成した後、レジストを
用いて前記絶縁層３１の記録媒体との対向面からハイト
方向後方に向けてトラック幅形成溝３１ａを形成する。
さらに前記トラック幅形成溝３１ａに図３に示す傾斜面
３１ｃ，３１ｃを形成する。

【０１５３】前記トラック幅形成溝３１ａ内に、下部磁
極層３２、非磁性のギャップ層３３を形成する。前記ギ
ャップ層３３上から絶縁層３１上にＧｄ決め層３７を形
成した後、前記ギャップ層３３上に上部磁極層３４をメ
ッキ形成する。次に前記絶縁層３１上にコイル層３８を
螺旋状にパターン形成した後、前記コイル層３８上に絶
縁層３９を形成する。そして前記上部磁極層３４上から
絶縁層３９上にかけて上部コア層４０を例えばフレーム
メッキ法にて形成する。

【０１５４】図５、図６に示す薄膜磁気ヘッドは、まず
下部コア層１６上にギャップ層４１を形成し、さらに絶
縁層４３を形成した後、前記絶縁層４３の上にコイル層
４４をパターン形成する。前記コイル層４４上に絶縁層
４５を形成した後、ギャップ層４１から前記絶縁層４５
上にかけて上部コア層４６をフレームメッキ法によりパ
ターン形成する。

【０１５５】図７に示す薄膜磁気ヘッドは、まず下部コ
ア層１６上にレジストを用いて下部磁極層５０を形成
し、さらに前記下部磁極層５０のハイト方向後方に絶縁
層５１を形成する。前記下部磁極層５０と前記絶縁層５
１の上面はＣＭＰ技術によって一旦平坦化された後、前
記絶縁層５１の上面に凹形状となるコイル形成面５１ａ
を形成する。次に前記下部磁極層５０上から前記絶縁層
５１上にギャップ層５２を形成した後、前記ギャップ層
５２上にコイル層５３を螺旋状にパターン形成し、さら
に前記コイル層５３上に絶縁層５４を形成する。そし
て、前記ギャップ層５２上から絶縁層５４上にかけて上
部コア層５５を例えばフレームメッキ法によりパターン
形成する。

【０１５６】次に本発明におけるＦｅの組成比が７６質
量％以上で９０質量％以下とされたＮｉＦｅ合金（上記
の（１））、あるいは平均結晶粒径が１３０Å以上で１
７５Å以下とされ、且つＦｅの組成比が７０質量％以上
で９０質量％以下とされたＮｉＦｅ合金（上記の
（２））のメッキ形成法について以下に説明する。

【０１５７】本発明では、前記ＮｉＦｅ合金をパルス電
流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成するものであ
る。

【０１５８】パルス電流を用いた電気メッキ法では、例
えば電流制御素子のＯＮ／ＯＦＦを繰返し、メッキ形成
時に、電流を流す時間と、電流を流さない空白な時間を
設ける。このように電流を流さない時間を設けること
で、ＮｉＦｅ合金膜を、少しずつメッキ形成し、そして
メッキ浴に占めるＦｅイオンの濃度を増やしても、従来
のように直流電流を用いた場合に比べメッキ形成時にお
ける電流密度の分布の偏りを緩和することが可能になっ
ている。

【０１５９】なおパルス電流は、例えば数秒サイクルで
ＯＮ／ＯＦＦを繰返し、デューティ比を０．１〜０．５
程度にすることが好ましい。パルス電流の条件は、Ｎｉ
Ｆｅ合金の平均結晶粒径及び膜面の中心線平均粗さＲａ
に影響を与える。

【０１６０】上記のようにパルス電流による電気メッキ
法では、メッキ形成時における電流密度の分布の偏りを
緩和することができるから、直流電流による電気メッキ
法に比べてＮｉＦｅ合金に含まれるＦｅ含有量を従来よ
りも増やすことが可能になる。

【０１６１】しかも本発明では、ＮｉＦｅ合金のメッキ
形成に使用されるメッキ浴組成を以下のように設定して
いる。

【０１６２】本発明では、メッキ浴中におけるＮｉイオ
ン濃度を６．６ｇ／ｌ以上で２０ｇ／ｌ以下とし、且つ
Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を０．１５以上
で０．３６以下としている。

【０１６３】このように本発明ではＮｉイオン濃度を
６．６ｇ／ｌ以上で２０ｇ／ｌに設定したが、従来では
前記Ｎｉイオン濃度を４０ｇ／ｌ程度にしており、本発
明では従来よりもＮｉイオン濃度を低くしていることが
わかる。

【０１６４】これにより成膜時、カソード（メッキされ
る側）表面上に触れるメッキ液中のＮｉイオンを減らす
ことができ、攪拌効果を高めてＮｉＦｅ合金中に多くの
Ｆｅを入れることが可能になる。

【０１６５】しかも本発明では、上記のようにＦｅイオ
ン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を０．１５以上で０．３
６以下に設定している。すなわち本発明ではＮｉイオン
濃度自体の大きさのみならずＦｅイオン濃度との比率を
規定することで、結晶性を高め緻密な結晶を形成するこ
とができる。本発明では、Ｎｉイオン濃度を小さくし、
上記の濃度比率を有することで、結晶化は促進されＮｉ
Ｆｅ合金の平均結晶粒径は大きくなるとともに緻密な結
晶が形成されることから安定して高い飽和磁束密度Ｂｓ
を得ることができ、さらに保磁力Ｈｃを低くでき、また
面粗れを小さくすることができる。さらに膜応力を小さ
くすることができる。

【０１６６】本発明では、メッキ浴中におけるＮｉイオ
ン濃度を６．６ｇ／ｌ以上で２０ｇ／ｌ以下とし、且つ
Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を０．１５以上
で０．３６以下とすることで、Ｆｅの組成比が７６質量
％以上で９０質量％以下のＮｉＦｅ合金、あるいは平均
結晶粒径が１３０Å以上で１７５Å以下であり、且つＦ
ｅの組成比が７０質量％以上で９０質量％以下となるＮ
ｉＦｅ合金を再現性良くメッキ形成することが可能であ
る。

【０１６７】また本発明では、前記Ｎｉイオン濃度を１
０ｇ／ｌ以上とした場合、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン
濃度の比率を０．２以上で０．３５以下とすることが好
ましい。

【０１６８】これによりＦｅの組成比が７６質量％以上
で９０質量％以下のＮｉＦｅ合金、あるいは平均結晶粒
径が１３０Å以上で１７５Å以下であり、且つＦｅの組
成比が７０質量％以上で９０質量％以下となるＮｉＦｅ
合金を再現性良くメッキ形成することが可能である。

【０１６９】一方、前記Ｎｉイオン濃度を１０ｇ／ｌ以
下とした場合、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率
を０．１５以上で０．３６以下とすることが好ましい。
これによりＦｅの組成比が７６質量％以上で９０質量％
以下のＮｉＦｅ合金、あるいは平均結晶粒径が１３０Å
以上で１７５Å以下であり、且つＦｅの組成比が７０質
量％以上で９０質量％以下となるＮｉＦｅ合金を再現性
良くメッキ形成することが可能である。

【０１７０】なお前記Ｎｉイオン濃度を１０ｇ／ｌ以下
の低濃度とした場合、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度
の比率を０．１５以上で０．３６以下にでき、前記Ｎｉ
イオン濃度を１０ｇ／ｌ以上にする場合に比べて、Ｆｅ
イオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率の範囲を広げること
ができる。従って、前記Ｎｉイオン濃度を１０ｇ／ｌ以
下の低濃度とした方が、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃
度の比率の調整を容易に行うことができて好ましい。

【０１７１】また本発明では、ＮｉＦｅ合金のメッキ浴
中にサッカリンナトリウム（Ｃ₆Ｈ₄ＣＯＮＮａＳＯ₂）
を混入することが好ましい。前記サッカリンナトリウム
は応力緩和剤の役割を持っており、メッキ形成されたＮ
ｉＦｅ合金の膜応力を低減させることが可能になる。

【０１７２】また上記したＮｉＦｅ合金のメッキ浴中
に、２−ブチン−１、４ジオールを混入することが好ま
しい。これにより前記ＮｉＦｅ合金の結晶粒径の粗大化
を抑制し保磁力Ｈｃを低減させることができる。

【０１７３】また本発明では、前記ＮｉＦｅ合金のメッ
キ浴中に２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムを混入する
ことが好ましい。

【０１７４】前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムは
界面活性剤である。前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリ
ウムの混入によって、ＮｉＦｅ合金のメッキ形成時に発
生する水素を除去でき、メッキ膜に前記水素が付着する
ことを防止することができる。前記メッキ膜に水素が付
着すると、結晶が緻密に形成されずその結果、膜面の面
粗れをひどくする原因となるため、本発明のように前記
水素を除去することで、前記メッキ膜の膜面の面粗れを
小さくでき、保磁力Ｈｃを小さくすることが可能であ
る。

【０１７５】なお前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリウ
ムに代えてラウリル硫酸ナトリウムを混入してもよい
が、前記ラウリル硫酸ナトリウムは、前記２−エチルヘ
キシル硫酸ナトリウムに比べてメッキ浴中に入れたとき
泡立ちやすいために、前記ラウリル硫酸ナトリウムを効
果的に水素を除去できる程度に混入することが難しい。
このため本発明では、前記ラウリル硫酸ナトリウムに比
べて泡立ちにくい２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムを
水素を効果的に除去できる程度に混入することができて
好ましい。

【０１７６】また前記メッキ浴中にホウ酸を混入するこ
とが好ましい。ホウ酸は、電極表面のｐＨ緩衝剤とな
り、またメッキ膜の光沢を出すのに効果的である。

【０１７７】

【実施例】本発明では、メッキ浴からパルス電流による
電気メッキ法を用いてＮｉＦｅ合金をメッキ形成し、こ
の際、メッキ浴中のＮｉイオン濃度やＦｅイオン濃度／
Ｃｏイオン濃度の比率を変化させながら、組成比の異な
る複数のＮｉＦｅ合金をメッキ形成した。

【０１７８】まず、Ｎｉイオン濃度を４０．０７ｇ／ｌ
に固定し、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を異
ならせたメッキ浴組成（比較例１）は以下の表１に示さ
れている。

【０１７９】

【表１】

【０１８０】なお実験ではメッキ浴温度を３０℃に設定
した。また電極のｐＨを２．８に設定した。また電流密
度を４６．８ｍＡ／ｃｍ²に設定した。またアノード側
の電極にはＦｅ電極を用いた。

【０１８１】上記表１の各メッキ浴組成でメッキ形成さ
れたＮｉＦｅ合金の軟磁気特性及び膜特性については以
下の通りであった。

【０１８２】

【表２】

【０１８３】表２の成膜品は、表１のＦｅイオン／
Ｎｉイオンが０．１６以下の浴から得られたＮｉＦｅ合
金に対応し、表２の成膜品は、表１のＦｅイオン／
Ｎｉイオンが０．１６以上の浴から得られたＮｉＦｅ合
金に対応し、表２の成膜品は、表１のＦｅイオン／
Ｎｉイオンが０．１６以上の浴から得られたＮｉＦｅ合
金に対応する。

【０１８４】表２の成膜品は、Ｆｅの組成比が６０質
量％以下であり、飽和磁束密度Ｂｓも１．７Ｔ以下と極
めて低い。また成膜品及び成膜品はいずれもＦｅの
組成比が７０質量％以上となる場合があるが、飽和磁束
密度Ｂｓは１．９Ｔよりも小さくなり、１．９Ｔ以上の
飽和磁束密度Ｂｓを得ることができなかった。

【０１８５】このように表１のメッキ浴組成から得られ
たＮｉＦｅ合金がいずれも１．９Ｔよりも小さい飽和磁
束密度Ｂｓしか得られない理由は、メッキ浴中に含まれ
るＮｉイオン濃度が４０．０７ｇ／ｌと非常に高濃度で
あるため、成膜時カソード（メッキされる側）の表面に
触れるメッキ液もＮｉが多くなり、攪拌効果が低下する
ことで膜中にＦｅを多く取り込むことができないこと
と、攪拌効果の低下によりＦｅイオンが適切に供給され
ず結晶化が鈍化するため、結晶の成長過程で結晶間に粒
界が発生して個々の結晶粒径が小さくなり、しかも結晶
間に空隙が発生しやすいなど緻密な結晶を形成できない
からであると考えられる。表２におけるＮｉＦｅ合金は
いずれも平均結晶粒径が１３０Åよりも小さかった。

【０１８６】上記の実験結果から本発明では、次のよう
にＮｉイオン濃度を低濃度にし、さらにＦｅイオン濃度
／Ｎｉイオン濃度の比率を適切に調整することとした。

【０１８７】まず本発明では、Ｎｉイオン濃度を表１に
おけるＮｉイオン濃度の約１／２にあたる１９．９１ｇ
／ｌに固定し、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率
を０．２以上で０．３５以下にしたメッキ浴組成（実施
例１）は以下の表３に示されている。

【０１８８】

【表３】

【０１８９】またメッキ浴温度を３０℃に設定した。ま
た電極のｐＨを２．８に設定した。また電流密度を４
６．８ｍＡ／ｃｍ²に設定した。さらにパルス電流のデ
ューティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を４００／１０００ｍｓ
ｅｃに設定した。またアノード側の電極にはＦｅ電極を
用いた。なおこの条件は以下の表５、７、９、１１及び
１３のメッキ浴からＮｉＦｅ合金をメッキ形成する際の
共通した実験条件である。

【０１９０】表３によるメッキ浴組成から得られたＮｉ
Ｆｅ合金の軟磁気特性及び膜特性については以下の表４
に示される。

【０１９１】

【表４】

【０１９２】表４に示すように、ＮｉＦｅ合金のＦｅ組
成比は７３質量％以上で７８．６質量％以下であり、し
かも飽和磁束密度Ｂｓは１．９Ｔ以上であった。さらに
膜面の面粗れも小さく膜面の中心線平均粗さＲａは７ｎ
ｍ以下であった。さらに膜応力も小さく２９０ＭＰａ以
上で５５０ＭＰａ以下であった。

【０１９３】このようにメッキ浴中におけるＮｉイオン
濃度を表１の約１／２の低濃度にし、さらにＦｅイオン
濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を０．２以上で０．３５以
下にすることで、Ｆｅ合金中に含まれるＦｅ組成比を確
実に７０質量％以上にできる。しかも平均結晶粒径は１
３０Å以上に大きくなるとともに緻密に結晶が形成され
ていることで、飽和磁束密度Ｂｓを安定して１．９Ｔ以
上にできるとともに膜面の面粗れを適切に抑制すること
が可能である。

【０１９４】次にＮｉイオン濃度を表１におけるＮｉイ
オン濃度の約１／２にあたる１９．９１ｇ／ｌに固定
し、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を０．３５
以上にしたメッキ浴組成（比較例２）は以下の表５に示
されている。

【０１９５】

【表５】

【０１９６】表５によるメッキ浴組成から得られたＮｉ
Ｆｅ合金の軟磁気特性及び膜特性については以下の表６
に示される。

【０１９７】

【表６】

【０１９８】表６に示すように、ＮｉＦｅ合金のＦｅ組
成比は７８．８質量％以上で８０質量％以下であり、し
かも飽和磁束密度Ｂｓは１．９Ｔ以上であった。

【０１９９】しかし膜面の中心線平均粗さＲａは９ｎｍ
以上となり表４の場合に比べて膜面の面粗れがひどくな
った。さらに膜応力も５６０ＭＰａ以上になり、表４の
場合に比べて膜応力が大きくなった。

【０２００】このように中心線平均粗さＲａが大きくな
ると耐食性の低下とともに飽和磁束密度Ｂｓのばらつき
も大きくなり好ましくない。

【０２０１】また表４と表６とでは、メッキ浴組成のＮ
ｉイオン濃度が同じであるものの、Ｆｅイオン濃度との
比率が異なり、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率
を適切な範囲内に収めないと、飽和磁束密度Ｂｓ、膜面
の中心線平均粗さＲａさらには膜応力等の種々の磁気特
性及び膜特性を良好にできないことがわかった。

【０２０２】表４と表６とを見比べると、種々の磁気特
性及び膜特性は表４の方が好ましいことがわかる。

【０２０３】次にＮｉイオン濃度を表１におけるＮｉイ
オン濃度の約１／４にあたる１０．３１ｇ／ｌに固定
し、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を０．２３
４以上で０．３５以下にしたメッキ浴組成（実施例２）
は以下の表７に示されている。

【０２０４】

【表７】

【０２０５】表７によるメッキ浴組成から得られたＮｉ
Ｆｅ合金の軟磁気特性及び膜特性については以下の表８
に示される。

【０２０６】

【表８】

【０２０７】表８に示すように、Ｆｅの組成比は７０質
量％以上で８１質量％以下になり、また飽和磁束密度Ｂ
ｓは１．９Ｔ以上であった。

【０２０８】この表８と表４とを見比べてみると表８の
方がＦｅ量を多くできることがわかる。これはメッキ浴
中におけるＮｉイオン濃度がさらに低濃度になったこと
で攪拌効果が上がったからである。また表８のＮｉＦｅ
合金の平均結晶粒径は１３０Å以上であった。

【０２０９】次にＮｉイオン濃度を表１におけるＮｉイ
オン濃度の約１／４にあたる１０．３１ｇ／ｌに固定
し、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を０．３５
以上にしたメッキ浴組成（比較例３）は以下の表９に示
されている。

【０２１０】

【表９】

【０２１１】表９によるメッキ浴組成から得られたＮｉ
Ｆｅ合金の軟磁気特性及び膜特性については以下の表１
０に示される。

【０２１２】

【表１０】

【０２１３】表１０に示すようにＦｅ組成比は７９質量
％以上で８２質量％以下であり、飽和磁束密度Ｂｓも
１．９Ｔ以上であったが、表９に比べて膜面の中心線平
均粗さＲａが大きくなりやすく適切に膜面の面粗れを抑
制できないと共に、膜応力が４００ＭＰａ以上に大きく
なってしまった。

【０２１４】表８と表１０を見比べると、ＮｉＦｅ合金
の軟磁気特性及び膜特性は表８の方が好ましいことがわ
かる。

【０２１５】次にＮｉイオン濃度を表１におけるＮｉイ
オン濃度の約１／６にあたる６．６８ｇ／ｌに固定し、
Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を０．１５６以
上で０．３６以下にしたメッキ浴組成（実施例３）は以
下の表１１に示されている。

【０２１６】

【表１１】

【０２１７】表１１によるメッキ浴組成から得られたＮ
ｉＦｅ合金の軟磁気特性及び膜特性については以下の表
１２に示される。

【０２１８】

【表１２】

【０２１９】表１２に示すようにＦｅの組成比は７０質
量％以上で８８質量％以下であり、また飽和磁束密度Ｂ
ｓは１．９Ｔ以上であり、組成比によっては２．０Ｔ以
上となる場合があった。また表１２のＮｉＦｅ合金の平
均結晶粒径は１３０Å以上であり、さらに膜面の中心線
平均粗さＲａが１０ｎｍ以下と面粗れを抑制することが
できた。

【０２２０】またこの表１２と表８とを見比べてみると
表１２の方がＦｅ量を多くできることがわかる。これは
メッキ浴中におけるＮｉイオン濃度がさらに低濃度にな
ったことで攪拌効果が上がったからである。

【０２２１】次にＮｉイオン濃度を表１におけるＮｉイ
オン濃度の約１／６にあたる６．６８ｇ／ｌに固定し、
Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を０．３６以上
にしたメッキ浴組成（比較例４）は以下の表１３に示さ
れている。

【０２２２】

【表１３】

【０２２３】表１３によるメッキ浴組成から得られたＮ
ｉＦｅ合金の軟磁気特性及び膜特性については以下の表
１４に示される。

【０２２４】

【表１４】

【０２２５】表１４に示すように、Ｆｅの組成比は７４
質量％以上で８２質量％以下となり、また飽和磁束密度
は１．９Ｔ以上となったが、表１２に比べて膜面の中心
線平均粗さＲａが１０ｎｍ以上となり、膜面の面粗れが
ひどくなった。また飽和磁束密度Ｂｓも表１２のように
２．０Ｔを越えることがなかった。

【０２２６】表１２と表１４を見比べると、ＮｉＦｅ合
金の軟磁気特性及び膜特性は表１２の方が好ましいこと
がわかる。

【０２２７】上記した実験結果から本発明では、以下の
ようにメッキ浴組成を規定することとした。

【０２２８】まずメッキ浴中に占めるＮｉイオン濃度を
６．６ｇ／ｌ以上で２０ｇ／ｌ以下とした。さらにＦｅ
イオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を０．１５ｇ／ｌ以
上で０．３６ｇ／ｌ以下とした。この条件に当てはまる
メッキ浴組成は、表３のメッキ浴組成（実施例１）、表
７のメッキ浴組成（実施例２）、および表１１のメッキ
浴組成（実施例３）である。

【０２２９】そしてこれらメッキ浴組成から得られたＮ
ｉＦｅ合金は、表４、表８及び表１２に示すように、い
ずれもＦｅ組成比を７０質量％以上で９０質量％以下に
でき、さらに飽和磁束密度Ｂｓを１．９Ｔ以上にできる
ことがわかる。また平均結晶粒径を１３０Å以上で１５
０Å以下に調整することができる。また膜面の中心線平
均粗さＲａや膜応力を適切な範囲内に収めることが可能
である。

【０２３０】また前記Ｆｅの組成比を７６質量％以上に
するには、例えば表７のメッキ浴の場合、Ｆｅイオンを
３．０１ｇ／ｌ以上にすればＦｅ組成比が７６質量％以
上となるＮｉＦｅ合金を得やすい。また表１１のメッキ
浴の場合、Ｆｅイオンを１．６１ｇ／ｌにした場合でも
Ｆｅの組成比を７６質量％以上にできる場合があるが、
前記Ｆｅイオンを１．８１ｇ／ｌ以上にした方がより確
実にＦｅの組成比を７６質量％以上にできることが実験
によりわかっている。

【０２３１】以上のメッキ浴から本発明におけるＮｉＦ
ｅ合金膜を再現性良くメッキ形成することが可能であ
る。

【０２３２】次に、前記メッキ浴中におけるＮｉイオン
濃度を１０ｇ／ｌ以上にした場合、Ｆｅイオン濃度／Ｎ
ｉイオン濃度の比率を０．２以上で０．３５以下にする
ことが好ましい。そのメッキ浴組成は表３及び表７であ
る。

【０２３３】一方、前記メッキ浴中におけるＮｉイオン
濃度を１０ｇ／ｌ以下にした場合、Ｆｅイオン濃度／Ｎ
ｉイオン濃度の比率を０．１５以上で０．３６以下にす
ることが好ましい。そのメッキ浴組成は表１１である。

【０２３４】このようにＮｉイオン濃度を１０ｇ／ｌ以
下の低濃度にすると、Ｎｉイオン濃度を１０ｇ／ｌ以上
にする場合に比べて、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度
の比率の範囲を０．１５以上で０．３６以下に広げるこ
とができるので、Ｎｉイオン濃度を１０ｇ／ｌ以下にす
る方が、Ｆｅイオン濃度との比率の調整が容易になり好
ましい。

【０２３５】次に、メッキ浴中のＮｉイオン濃度を６．
６ｇ／ｌ以上で２０ｇ／ｌ以下とし、さらにＦｅイオン
濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を０．１５ｇ／ｌ以上で
０．３６ｇ／ｌ以下として、パルス電流による電気メッ
キ法によりメッキ形成されたＮｉＦｅ合金（実施例）の
Ｆｅ組成比と各軟磁気特性及び膜特性との関係について
調べた。また同時に、メッキ浴中のＮｉイオン濃度を４
０．０７ｇ／ｌの高濃度にし、パルス電流による電気メ
ッキ法によりメッキ形成されたＮｉＦｅ合金（比較例
１）、及び直流電流による電気メッキ法によりメッキ形
成されたＮｉＦｅ合金（比較例５）のＦｅ組成比と各軟
磁気特性及び膜特性との関係について調べた。

【０２３６】まず実施例及び比較例１、５の各サンプル
におけるＦｅの組成比と飽和磁束密度Ｂｓとの関係につ
いて以下に説明する。

【０２３７】図８に示すように、まず実施例では、比較
例１及び比較例５に比べてＦｅの組成比Ｘを大きくでき
ることがわかる。

【０２３８】比較例５では、Ｆｅの組成比Ｘの上限は、
７２．５質量％程度であり、実施例と同様にパルス電流
による電気メッキ法を用いた比較例２においても、Ｆｅ
の組成比Ｘの上限は７５質量％程度である。

【０２３９】これに対し実施例ではＦｅの組成比Ｘを７
５質量％よりも多くすることが可能である。これは実施
例のメッキ浴組成が、比較例１のメッキ浴組成よりも低
濃度で攪拌効果を高めることができるからであり、これ
により膜中にＦｅを多く取り込むことが可能になる。

【０２４０】次に図８に示すように、実施例では、Ｆｅ
の組成比Ｘを７６質量％以上で９０質量％以下とするこ
とにより、飽和磁束密度Ｂｓを１．９５Ｔ以上にできる
ことがわかる。ここで前記Ｆｅの組成比Ｘを９０質量％
よりも多くすることにより前記Ｂｓが低下するのは、結
晶が奇麗に成長せず緻密な結晶が形成され難くなるから
であると考えられる。

【０２４１】一方、比較例１での前記飽和磁束密度Ｂｓ
は高くて１．９Ｔ程度、比較例５での前記Ｂｓは高くて
１．８Ｔ程度であり、実施例では、比較例１、５に比べ
て飽和磁束密度Ｂｓを大きくできることがわかる。

【０２４２】以上から本発明におけるＮｉＦｅ合金は飽
和磁束密度Ｂｓが１．９５Ｔ以上となるようにするた
め、Ｆｅの組成比Ｘを７６質量％以上で９０質量％以下
とした。

【０２４３】次に図８に示すように、実施例では、Ｆｅ
の組成比Ｘを７０質量％以上で９０質量％以下とするこ
とにより、飽和磁束密度Ｂｓを１．９Ｔ以上にできるこ
とがわかる。ところで比較例１においても、Ｆｅの組成
比Ｘを最高で７５質量％程度までに大きくすることがで
きるが、比較例１では前記飽和磁束密度Ｂｓを１．９Ｔ
以上にできず、Ｆｅの組成比Ｘが７０質量％から７５質
量％の間において、実施例の方が比較例１よりも前記Ｂ
ｓを高くできる。

【０２４４】これは実施例の方が比較例１に比べて平均
結晶粒径を大きくできて緻密な結晶を形成できるからで
ある。

【０２４５】図９は、実施例のＮｉＦｅ合金と比較例１
のＮｉＦｅ合金の平均結晶粒径と飽和磁束密度Ｂｓとの
関係を示すグラフである。なお前記平均結晶粒径は、Ｘ
線回折の回折プロファイル半値幅から測定したものであ
る。

【０２４６】図９に示すように、結晶粒径が大きくなる
ほど飽和磁束密度Ｂｓは大きくなることがわかる。この
実験結果からすると前記平均結晶粒径を１３０Å以上に
すれば、飽和磁束密度Ｂｓを１．９Ｔ以上にできること
がわかる。また前記平均結晶粒径を１５０Å以上にすれ
ば前記Ｂｓを１．９５Ｔ以上にでき、前記平均結晶粒径
を１７０Å以上にすれば前記Ｂｓを２．０Ｔ以上にでき
ることがわかる。

【０２４７】これに対し比較例１の場合は、実施例の場
合に比べて前記平均結晶粒径は小さく、飽和磁束密度Ｂ
ｓを１．９Ｔ以上にすることができない。

【０２４８】このように実施例と比較例１とで結晶粒径
に差が出るのは、実施例の方が比較例１に比べてメッキ
浴中のＮｉイオン濃度は低いので、Ｆｅイオンの供給を
一定にでき、膜内全体に適切にＦｅが入り込むことで結
晶間に粒界が発生しづらく、結晶が成長しやすいからで
あると考えられる。

【０２４９】そして本発明では、結晶粒径が大きくなる
と共に緻密に結晶が形成されていくため、飽和磁束密度
Ｂｓが向上し具体的には１．９Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂ
ｓを得ることが可能になっている。

【０２５０】以上からＮｉＦｅ合金のＦｅの組成比Ｘを
７０質量％以上で９０質量％以上とし、このとき平均結
晶粒径を１３０Å以上で１７５Åとすれば、飽和磁束密
度Ｂｓを１．９Ｔ以上にできることがわかる。またＦｅ
の組成比Ｘを７２．５質量％以上にし、前記平均結晶粒
径を１５０Å以上にすれば、確実に前記飽和磁束密度Ｂ
ｓを１．９５Ｔ以上にできるとわかる。

【０２５１】またＦｅの組成比を７８質量％以上で８５
質量％以下にすれば、飽和磁束密度を２．０Ｔ以上にす
ることができる。

【０２５２】次に本発明では、保磁力Ｈｃの面からＮｉ
Ｆｅ合金に含まれるＦｅの組成比Ｘ及び平均結晶粒径を
考察することとした。

【０２５３】まず図１０は、ＮｉＦｅ合金に含まれるＦ
ｅの組成比Ｘと保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフであ
り、このグラフからわかるように、実施例での保磁力Ｈ
ｃは、３５５．５（Ａ／ｍ）以下になっていることがわ
かる。なお実施例での保磁力Ｈｃは、比較例１，５に比
べて大きくなる。

【０２５４】次に実施例では、ＮｉＦｅ合金中に含まれ
るＦｅの組成比が大きくなることによって前記保磁力Ｈ
ｃが低下することがわかる。このような傾向を示すのは
Ｆｅの組成比Ｘが大きくなることによって平均結晶粒径
が小さくなるからであると考えられ、このように前記保
磁力Ｈｃの大小は、平均結晶粒径に大きく依存するもの
と思われる。そこで薄膜磁気ヘッドのコア材として使用
可能な前記保磁力Ｈｃが５５３（Ａ／ｍ）以下となるＮ
ｉＦｅ合金の平均結晶粒径を調べることとした。

【０２５５】図１１は、実施例及び比較例１における平
均結晶粒径と保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフである。

【０２５６】図１１に示すように、実施例の方が比較例
１に比べて前記平均結晶粒径が大きく、前記平均結晶粒
径が大きくなることで前記保磁力Ｈｃは大きくなること
がわかる。しかし実施例の方が比較例１に比べて結晶粒
径が大きくなっても保磁力Ｈｃの上昇は鈍く、これは結
晶粒径が大きくなっても緻密な結晶が形成されているか
らであると考えられる。

【０２５７】この実験結果により、前記保磁力Ｈｃが５
５３（Ａ／ｍ）以下となる平均結晶粒径は１７５Åであ
ることがわかった。

【０２５８】以上から本発明におけるＮｉＦｅ合金のＦ
ｅの組成比Ｘを７０質量％以上で９０質量％以下とした
場合、平均結晶粒径を１３０Å以上で１７５Å以下に設
定した。これによって飽和磁束密度Ｂｓを１．９Ｔ以上
にでき、かつ保磁力Ｈｃを５５３（Ａ／ｍ）以下にする
ことが可能である。

【０２５９】次に、実施例及び比較例１、５おける各Ｎ
ｉＦｅ合金のＦｅの組成比Ｘと比抵抗との関係について
調べた。比抵抗は、特に今後の高周波数化・高記録密度
化に伴って渦電流損失の低減を図るために必要な軟磁気
特性である。その実験結果は図１２に示されている。

【０２６０】図１２に示すように、Ｆｅの組成比Ｘが７
０質量％以上で９０質量％以下の範囲内における実施例
の比抵抗は、３０（μΩ・ｃｍ）以上で５０（μΩ・ｃ
ｍ）の範囲内であることがわかる。一方、実施例よりも
ＮｉＦｅ合金のＦｅの組成比Ｘが小さい比較例１及び５
もまた、比抵抗は３０（μΩ・ｃｍ）以上で５０（μΩ
・ｃｍ）の範囲内である。

【０２６１】すなわち実施例では、比較例１及び５と同
程度の比抵抗を得ることができるとわかる。

【０２６２】次に本発明では、実施例及び比較例１、５
の各サンプルのＦｅの組成比Ｘと膜応力との関係につい
て調べた。膜応力は小さいことが好ましい。ＮｉＦｅ合
金をメッキ形成後、膜剥がれやひび割れを防止するため
である。実験結果は図１３に示されている。

【０２６３】図１３に示すように、実施例及び比較例
１、５のそれぞれにおいて、Ｆｅの組成比Ｘが大きくな
れば、膜応力が大きくなることがわかる。

【０２６４】しかしながら実施例では、比較例１及び比
較例２よりもＦｅの組成比Ｘが多い範囲内においても膜
応力は小さく、前記Ｆｅの組成比Ｘが８６質量％よりも
大きくなって初めて前記膜応力は４００ＭＰａ以上にな
ることがわかる。そこで本発明では８６質量％以下のＦ
ｅの組成比Ｘを好ましい範囲とし、これによって膜応力
を４００ＭＰａ以下にできる。

【０２６５】次に本発明では、ＮｉＦｅ合金の膜面の中
心線平均粗さＲａの範囲を規定する。前記中心線平均粗
さＲａは小さいほど耐食性を向上させることができる。
また特に保磁力Ｈｃに大きな影響を与え、前記Ｒａが小
さいほど前記保磁力Ｈｃを小さくできる。

【０２６６】そこで実施例及び比較例１における各サン
プルの膜面の中心線平均粗さＲａと保磁力Ｈｃとの関係
について調べた。その実験結果を図１４に示す。

【０２６７】図１４に示すように、膜面の中心線平均粗
さＲａが大きくなることにより、保磁力Ｈｃが上昇しや
すいことがわかる。本発明では、前記中心線平均粗さＲ
ａを１０ｎｍ以下にすることが好ましいとし、７ｎｍ以
下をより好ましい範囲とした。前記中心線平均粗さＲａ
を７ｎｍ以下にすることにより、保磁力Ｈｃを３１６
（Ａ／ｍ）以下に小さくできることが図１４よりわか
る。

【０２６８】

【発明の効果】以上詳述した本発明では、薄膜磁気ヘッ
ドのコア層や磁極層をＮｉ_1-XＦｅ_X合金で形成し、この
ときＦｅ組成比Ｘを７６質量％以上で９０質量％以下と
することにより前記ＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓを
１．９５Ｔ以上にすることができる。

【０２６９】また組成式がＮｉ_1-XＦｅ_Xで表される軟磁
性膜の平均結晶粒径を１３０Å以上で１７５Å以下と
し、且つＦｅ組成比Ｘを７０質量％以上で９０質量％以
下とすることにより、前記軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓ
を１．９０Ｔ以上にすることができる。

【０２７０】また本発明では、メッキ浴組成を適正に調
整し、パルス電流を用いた電気メッキ法により、前記軟
磁性膜を再現性良くメッキ形成することができる以上、
１．９Ｔ以上の高飽和磁束密度Ｂｓを有するＮｉＦｅ合
金膜を、薄膜磁気ヘッドのコア層や磁極層に使用すれ
ば、今後の高記録密度化、高周波数化に対応可能な薄膜
磁気ヘッドを製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の薄膜磁気ヘッドの部分
正面図、

【図２】図１の縦断面図、

【図３】本発明の第２実施形態の薄膜磁気ヘッドの部分
正面図、

【図４】図３の縦断面図、

【図５】本発明の第３実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断
面図、

【図６】本発明の第４実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断
面図、

【図７】本発明の第５実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断
面図、

【図８】パルス電流を用いた電気メッキ法により、Ｎｉ
Ｆｅ合金膜を形成した実施例と、同じくパルス電流を用
いた電気メッキ法で且つメッキ浴のＮｉイオン濃度を高
濃度にしてＮｉＦｅ合金膜を形成した比較例１と、直流
電流を用いた電気メッキ法によりＮｉＦｅ合金膜を形成
した比較例５におけるＦｅの組成比と飽和磁束密度Ｂｓ
との関係を示すグラフ、

【図９】実施例と比較例１における結晶粒径と飽和磁束
密度Ｂｓとの関係を示すグラフ、

【図１０】実施例、比較例１及び比較例５におけるＦｅ
の組成比と保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフ、

【図１１】実施例及び比較例１における結晶粒径と保磁
力Ｈｃとの関係を示すグラフ、

【図１２】実施例、比較例１及び比較例５におけるＦｅ
の組成比と比抵抗との関係を示すグラフ、

【図１３】実施例、比較例１及び比較例５におけるＦｅ
の組成比と膜応力との関係を示すグラフ、

【図１４】実施例及び比較例１における膜面の中心線平
均粗さＲａと保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフ、

【符号の説明】

１１スライダ１０磁気抵抗効果素子１６下部コア層（上部シールド層）１８、３０磁極部１９、３２、５０下部磁極層２０、３３ギャップ層２１、３４上部磁極層２２、４０、４６、５５上部コア層４１磁気ギャップ層４７高Ｂｓ層４８上層

フロントページの続きＦターム(参考） 4K023 AB12 CB09 CB12 CB13 DA06 DA11 4K024 AA15 BA01 BB14 CA01 CA02 CA07 GA16 5D033 BA03 BA08 BA12 DA04 DA31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性材料製の下部コア層と、前記下部コ
ア層上に磁気ギャップを介して形成された上部コア層
と、両コア層に記録磁界を与えるコイル層とを有する薄
膜磁気ヘッドにおいて、少なくとも一方のコア層は、組成式がＮｉ_1-XＦｅ_Xで示
され、Ｆｅの組成比Ｘが７６質量％以上で９０質量％以
下である軟磁性膜で形成されていることを特徴とする薄
膜磁気ヘッド。
【請求項２】前記下部コア層上には記録媒体との対向
面で下部磁極層が隆起形成され、前記下部磁極層が前記
軟磁性膜により形成されている請求項１記載の薄膜磁気
ヘッド。
【請求項３】下部コア層及び上部コア層と、前記下部
コア層と上部コア層との間に位置し且つトラック幅方向
の幅寸法が前記下部コア層及び上部コア層よりも短く規
制された磁極部とを有し、前記磁極部は、下部コア層と連続する下部磁極層、上部
コア層と連続する上部磁極層、および前記下部磁極層と
前記上部磁極層間に位置するギャップ層とで構成され、
あるいは前記磁極部は、上部コア層と連続する上部磁極
層、および前記上部磁極層と下部コア層との間に位置す
るギャップ層とで構成され、前記上部磁極層及び／または下部磁極層は、組成式がＮ
ｉ_1-XＦｅ_Xで示され、Ｆｅの組成比Ｘが７６質量％以上
で９０質量％以下である軟磁性膜で形成されていること
を特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】前記上部磁極層は前記軟磁性膜で形成さ
れ、前記上部磁極層上に形成される上部コア層は、前記
上部磁極層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性
膜で形成される請求項３記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】前記コア層は、少なくとも磁気ギャップ
に隣接する部分が２層以上の磁性層から成り、あるいは
前記磁極層が２層以上の磁性層から成り、前記磁性層の
うち前記磁気ギャップに接する磁性層が、前記軟磁性膜
により形成されている請求項１ないし４のいずれかに記
載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】前記磁気ギャップ層に接する以外の他の
磁性層は、前記磁気ギャップ層に接する磁性層よりも低
い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で形成される請求
項５記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】前記軟磁性膜の平均結晶粒径は１５０Å
以上で１７５Å以下である請求項１ないし６のいずれか
に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】前記軟磁性膜に代えて、組成比がＮｉ
_1-XＦｅ_Xで示され、平均結晶粒径は、１３０Å以上で１
７５Å以下であり、しかもＦｅの組成比Ｘは、７０質量
％以上で９０質量％以下の範囲内である軟磁性膜が用い
られる請求項１ないし６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘ
ッド。
【請求項９】前記Ｆｅの組成比Ｘは、７２．５質量％
以上である請求項８記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１０】前記平均結晶粒径は、１５０Å以上で
ある請求項９記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１１】前記Ｆｅの組成比Ｘは、７８質量％以
上で８５質量％以下である請求項１ないし１０のいずれ
かに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１２】前記軟磁性膜は、メッキにより形成さ
れている請求項１ないし１１のいずれかに記載の薄膜磁
気ヘッド。
【請求項１３】磁性材料製の下部コア層と、記録媒体
との対向面で前記下部コア層と磁気ギャップを介して対
向する上部コア層と、両コア層に記録磁界を誘導するコ
イル層とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前記上部コア層及び／または下部コア層を、メッキ浴中
におけるＮｉイオン濃度を６．６ｇ／ｌ以上で２０ｇ／
ｌ以下とし、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比
率を０．１５以上で０．３６以下とし、パルス電流を用
いた電気メッキ法によって、ＮｉＦｅ合金でメッキ形成
することを特徴とする軟磁性膜の製造方法。
【請求項１４】前記下部コア層上には記録媒体との対
向面で下部磁極層を隆起形成し、このとき前記下部磁極
層を前記軟磁性膜によりメッキ形成する請求項１３記載
の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１５】下部コア層及び上部コア層と、前記下
部コア層と上部コア層との間に位置し且つトラック幅方
向の幅寸法が前記下部コア層及び上部コア層よりも短く
規制された磁極部とを有し、前記磁極部を、下部コア層と連続する下部磁極層、上部
コア層と連続する上部磁極層、および前記下部磁極層と
前記上部磁極層間に位置するギャップ層とで形成し、あ
るいは前記磁極部は、上部コア層と連続する上部磁極
層、および前記上部磁極層と下部コア層との間に位置す
るギャップ層とで形成し、前記上部磁極層及び／または下部磁極層を、メッキ浴中
におけるＮｉイオン濃度を６．６ｇ／ｌ以上で２０ｇ／
ｌ以下とし、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比
率を０．１５以上で０．３６以下とし、パルス電流を用
いた電気メッキ法によって、ＮｉＦｅ合金でメッキ形成
することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１６】前記上部磁極層を前記軟磁性膜でメッ
キ形成し、前記上部磁極層上に形成される上部コア層
を、前記上部磁極層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有す
る軟磁性膜で形成する請求項１５記載の薄膜磁気ヘッド
の製造方法。
【請求項１７】前記コア層の少なくとも磁気ギャップ
に隣接する部分を２層以上の磁性層で形成し、あるいは
前記磁極層を２層以上の磁性層で形成し、前記磁性層の
うち前記磁気ギャップに接する磁性層を、前記軟磁性膜
によりメッキ形成する請求項１３ないし１６のいずれか
に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１８】前記磁気ギャップ層に接する以外の他
の磁性層を、前記磁気ギャップ層に接する磁性層よりも
低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で形成する請求
項１７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１９】前記Ｎｉイオン濃度を１０ｇ／ｌ以上
とし、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を
０．２以上で０．３５以下とする請求項１３ないし１８
のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２０】前記Ｎｉイオン濃度を１０ｇ／ｌ以下
とし、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を
０．１５以上で０．３６以下とする請求項１３ないし１
８のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２１】メッキ浴中にサッカリンナトリウムを
混入する請求項１３ないし２０のいずれかに記載の薄膜
磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２２】前記メッキ浴中に２−ブチン−１、４
ジオールを混入する請求項１３ないし２１のいずれかに
記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２３】前記メッキ浴中に２−エチルヘキシル
硫酸ナトリウムを混入する請求項１３ないし２２のいず
れかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。