JP2003157509A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法、並びにそれを搭載した磁気ディスク装置 - Google Patents

薄膜磁気ヘッド及びその製造方法、並びにそれを搭載した磁気ディスク装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高保磁力媒体に十分書きこめるだけの磁界が
だせるような、高記録密度対応の薄膜磁気ヘッドを提供
する。 【解決手段】 下部磁極と、下部磁極と対向して設けら
れた上部磁極と、下部磁極と上部磁極との間に設けられ
た磁気ギャップ膜5とを備える磁気ヘッドにおいて、上
部磁極は、磁気ギャップ膜5と対向する側にスパッタ法
により成膜された第1の磁性膜6と、第１の磁性膜6上に
めっき法により成膜された第２の磁性膜7とを備え、第
１の磁性膜6の飽和磁束密度は、第２の磁性膜7の飽和磁
束密度より大きいことを特徴とする。以上のように構成
される薄膜磁気ヘッドは、磁気コアが安定に形成されて
いるので、より強い磁界を発生することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体の記
録／再生に用いられる薄膜磁気ヘッド及びその製造方
法、並びにそれを搭載した磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置の高記録密度化に伴
い、記録媒体の高保磁力化が進み、記録ヘッドの磁気コ
ア材料としては高保磁力媒体に十分書きこめるだけの磁
界がだせる飽和磁束密度(Bs)の高い材料が要求されてい
る。高飽和磁束密度（Bs）を有する材料としては，特開
平6-89422号、特開平8-241503や特開平6-346202、特開
平7-3489に記載のように、現在磁気コア材として採用さ
れているNi45Fe55（Bs:1.6T）より高いBsを有するCoNiF
e（Bs＞1.7T）がある。また，特許公報第2821456号には
めっき液組成としてサッカリンナトリウムを添加しない
浴を用いてさらにBsの高いめっき膜を作製する方法が開
示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高記録密度の磁気ディ
スク装置を実現するためには、高保磁力媒体に十分書き
こめるだけの磁界がだせる飽和磁束密度(以下、単にBs
と称する。)の高い材料を用い、より強い磁界を発生さ
せるために磁気コアを安定にかつ膜厚を厚く形成可能な
製膜技術が必要である。
【０００４】しかしながら、磁気コアを安定にかつ膜厚
を厚く形成可能な製膜技術は、現状では確立されていな
い。このため、高保磁力媒体に十分書きこめるだけの磁
界を発生する薄膜磁気ヘッドは実現されていない。
【０００５】本発明は、このような従来に実情に鑑み
て、たとえば4000Oeという高保磁力媒体に十分書きこめ
るだけの磁界がだせるような、高記録密度対応の薄膜磁
気ヘッド及びその製造方法、並びにそれを搭載した磁気
ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】磁気コアとなる磁性膜を
精度よく厚く形成するためには、電気めっき法を用いる
ことが有効である。電気めっき法を用いるには、スパッ
タ法、CVD法などにより形成した薄い導電膜すなわち下
地膜が必要となる。
【０００７】そこで、本発明者等は、下地膜について詳
細に検討し、下地膜の飽和磁束密度及び下地膜上に形成
される磁性膜の飽和磁束密度を制御することにより、高
保磁力媒体に十分書きこめるだけの磁界がだせるような
磁気コアを形成できるとの知見に至った。
【０００８】本発明に係る薄膜磁気ヘッド及びその製造
方法、並びにそれを搭載した磁気ディスク装置は、この
ような知見に基づいて完成されたものであり、下部磁極
と、該下部磁極と対向して設けられた上部磁極と、該下
部磁極と該上部磁極との間に設けられた磁気ギャップ膜
とを備える磁気ヘッドにおいて、該上部磁極は、磁気ギ
ャップ膜と対向する側にスパッタ法により成膜された第
1の磁性膜と、該第１の磁性膜上にめっき法により成膜
された第２の磁性膜とを備え、該第１の磁性膜の飽和磁
束密度は、第２の磁性膜の飽和磁束密度より大きいこと
を主な構成要素とする。
【０００９】以上のように構成される薄膜磁気ヘッド
は、磁気コアが安定に形成されているので、より強い磁
界を発生することが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した薄膜磁気
ヘッドについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】本発明を適用した薄膜磁気ヘッドは、下部
磁極と、下部磁極と対向して設けられた上部磁極と、下
部磁極と上部磁極との間に設けられた磁気ギャップ膜と
を備えている。そして、上部磁極は、磁気ギャップ膜と
対向する側にスパッタ法により成膜された第1の磁性膜
と、第１の磁性膜上にめっき法により成膜された第２の
磁性膜とを備え、第１の磁性膜の飽和磁束密度は、第２
の磁性膜の飽和磁束密度より大きいことを特徴とする。
【００１２】高記録密度化が進行し、記録ヘッドのトラ
ック幅が1μm以下、ギャップ膜厚が0.2μｍの領域にあ
っては、ギャップ近傍のBsが上部磁極材料のBsより低い
と、十分な記録磁界が得られないおそれがある。
【００１３】そこで、本発明では、第１の磁性膜のBs
を、第２の磁性膜のBsよりも大きくしている。これによ
り、ギャップ近傍が上部磁極より先に飽和することを防
止できるので、磁界勾配の低下が大きくなる、高周波側
で急激に特性が劣化するといった種々の問題を回避でき
る。
【００１４】また、第１の磁性膜及び上記第２の磁性膜
は、CoNiFe又はCoFeを含有し、CoNiFe又はCoFeの組成
は、10≦Co≦80wt％、0≦Ni≦25wt％、15≦Fe≦90wt％
であることがよい。CoNiFe又はCoFeの組成を前記組成範
囲にすることにより、高記録密度に対応できる磁界を発
生可能な薄膜磁気ヘッドとなる。
【００１５】さらにまた、第１の磁性膜に含有されるＦ
ｅの濃度は、第２の磁性膜に含有されるFeの濃度より高
いことがよい。これにより、第１の磁性膜のBsを第２野
路性膜のBsよりも大きくすることができる。
【００１６】さらにまた、第２の磁性膜にもCoNiFe膜あ
るいはCoFe膜を用いることにより、第２の磁性膜の結晶
性が良好になり、配向性の制御も容易になる。さらに、
異種金属が積層されることにより、電池反応が生じ、Co
NiFeを含有する第２の磁性膜が腐食するおそれもある
が、本発明のように第１の磁性膜もCoNiFeを含有すれ
ば、そのような腐食も生じない。
【００１７】また、第２の磁性膜は、めっき浴中に応力
緩和剤としてサッカリンナトリウムを含んだめっき浴か
ら作製することがよい。このようなめっき条件でめっき
を行うことにより、3μｍ以上の厚膜化も可能である。
【００１８】以上のように構成される薄膜磁気ヘッドに
よれば、保磁力4000 Oe以上の記録媒体に記録が可能で
ある。
【００１９】以下、上述した薄膜磁気ヘッドの記録ヘッ
ドの磁極層のプロセスフローについて説明する。なお、
プロセスフローを図１に示す。
【００２０】図１の(a)に示すように、再生ヘッドが形
成された基板1上に46NiFe膜2を作製後、到達真空度5×1
0-5Pa以上で、Arガスをスパッタ室内に導入し、CoNiFe
合金ターゲットを用いてDCまたはRFスパッタ法によりめ
っき下地膜CoNiFe膜3を100nm形成する。
【００２１】このとき、密着層として非磁性金属を5nm
程度形成してもよい。Co,Ni,Feをイオンとして含み、さ
らに応力緩和剤としてサッカリンナトリウムを1.5ｇ/ｌ
含んだめっき液を用い、この上に表1に示す条件でCoNiF
e膜4を電気めっき法で作製する。
【００２２】図１の(b)に示すように、さらにこの上に
磁気ギャップ膜5を形成する。磁気ギャップ膜5として
は、Al2O3,SiO2などの絶縁膜を単層または積層して用い
る。この上に、めっき下地膜としてCoNiFeからなる第１
の磁性膜6を前述と同様にスパッタ法により形成する。
【００２３】図１の(ｃ)に示すように、上部磁気コアを
形成するためのレジストフレーム8を作製し、これを所
望の形状にパターニング後、CoNiFeからなる第２の磁性
膜7、46NiFe膜9を順次めっき法にて作製する。なお、こ
こでは上部及び下部磁極の一部に46NiFe膜を用いたが、
すべて本発明によるCoNiFe膜を用いてもかまわない。ま
た、下地膜の厚さを100nmとしたが、膜厚は50nm〜200nm
で、本発明の目的を達成できる。
【００２４】
【表１】 図１の(ｄ)に示すように、レジスト、下地膜を除去し、
さらに上部、下部磁気コアを所定のトラック幅に加工す
るため、トリミング工程を行う。表１に代表的なめっき
条件を示したが、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅの組成範囲を、図２
に示す三元状態図のように10≦Co≦80wt％、0≦Ni≦25w
t％、15≦Fe≦90wt％と規定することにより、Ｂｓ＞2.0
Ｔが達成される。また、このとき印加する電流は直流、
パルスのどちらでもよい。
【００２５】
【表２】 また、サッカリンナトリウムは、図3に示すように、0.5
ｇ/ｌ程度めっき液に添加すれば、膜の応力は約200Mpa
程度まで低減できる。しかし、2.5ｇ/ｌ以上添加しても
応力はほとんど変化しない。また、膜中のS量が増加し
耐食性が劣化してしまうため、添加量は0.5〜2.0ｇ/ｌ
が最適である。
【００２６】図２は、本発明により作製したCoNiFe膜を
記録ヘッドの上部、下部磁気コアの一部に使用した、記
録再生分離型薄膜磁気ヘッドの断面図を示す。
【００２７】このヘッドを作製するには、まず、非磁性
基板10上に下部シールド膜11、下部磁気ギャップ膜(図
示せず)を形成しこの上に再生用素子12としてMRまたはG
MRセンサを形成する。磁区制御層13、電極膜14を形成
後、上部磁気ギャップ膜、上部磁気シールド膜(図示せ
ず)を形成する。
【００２８】次に再生素子と記録素子の磁気ギャップ膜
を形成し、その上に下部磁極を有する下部磁気コアを形
成する。下部磁気コアとして46NiFe膜2をめっき法で形
成する。
【００２９】次に、46NiFe膜2上にCoNiFe下地膜3をスパ
ッタリングで100nm形成し、CoNiFeめっき膜4を所定の厚
さまでめっきすることにより下部磁極を形成する。
【００３０】次に、CoNiFeめっき膜4上に、磁気ギャッ
プ膜5を形成する。記録電流を印加するためのコイル1
5、及び有機絶縁層16を形成する。
【００３１】次に、上部磁極を有する上部磁気コアを形
成する。まず、磁気ギャップ膜5及び有機絶縁層16上
に、CoNiFeからなる第１の磁性膜6をスパッタリングで1
00nm形成後、CoNiFeからなる第２の磁性膜7をめっき法
にて成膜することにより、上部磁極を形成する。
【００３２】次に、CoNiFeからなる第２の磁性膜7上
に、46NiFe膜9を順次めっき法にて成膜することによ
り、上部磁気コアを形成する。なお、上部磁極および上
部磁気コアを作製する際には、図４には図示しないレジ
ストフレームを作製している。
【００３３】次に、レジスト、下地膜を除去し、さらに
上部、下部磁気コアを所定のトラック幅に加工するた
め、トリミング工程を行う。さらにコイル、及び有機絶
縁層を形成し、46NiFe膜をフレームめっきする。このよ
うにして作製した記録再生分離型薄膜磁気ヘッドは良好
な記録特性を示し、高保磁力媒体にも十分記録可能であ
ることを確認した。
【００３４】上述した薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気デ
ィスク装置は、図５に示すように、情報を記録する磁気
ディスク115、磁気ディスクを回転させるモーター116、
磁気ディスクに情報を書き込みまたは磁気ディスクから
情報を読み出す磁気ヘッド117、磁気ディスクの目標位
置に決めるアクチュエータ118及びボイスコイルモータ1
19を備えている。
【００３５】また、磁気ヘッドが取り付けられ、磁気デ
ィスクとのサブミクロンスペースを安定に維持するため
のばね120とばねが固定され、前記アクチュエータおよ
びボイスコイルモータにより駆動されるガイドアーム12
1を備えている。さらに、図示していないが、磁気ディ
スク回転制御系、ヘッド位置決め制御系、記録/再生信
号処理系とからなる。
【００３６】以上のように構成される磁気ディスク装置
によれば、高保持力媒体に高密度記録をすることが可能
となる。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る薄膜磁気ヘッド及びそれを搭載する磁気ディス
ク装置では、上部磁極が、磁気ギャップ膜と対向する側
にスパッタ法により成膜された第1の磁性膜と、第１の
磁性膜上にめっき法により成膜された第２の磁性膜とを
備え、第１の磁性膜の飽和磁束密度が、第２の磁性膜の
飽和磁束密度より大きいので、より強い磁界を発生する
ことができる。従って、この薄膜磁気ヘッド及びそれを
搭載した磁気ディスク装置によれば、4000Oeといった高
保持力媒体に高密度記録をすることが可能となる。
【００３８】また、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造
方法によれば、4000Oeといった高保持力媒体に高密度記
録が可能な薄膜磁気ヘッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】薄膜磁気ヘッドの記録ヘッドの磁極層のプロセ
スフローを示す模式図である。
【図２】CoNiFe膜の組成範囲を示す３元系で示した特性
図である。
【図３】サッカリンナトリウムの添加量とCoNiFe膜の膜
応力の関係を示す特性図である。
【図４】薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図５】磁気ディスク装置の断面模式図である。
【符号の説明】
１ 基板、２ 46NiFe膜、3 CoNiFe下地膜、4 CoNiFe
めっき膜、5 磁気ギャップ膜、6 第1の磁性膜、7 第
2の磁性膜、8 レジストフレーム、9 46NiFe膜、10
非磁性基板、11 下部シ−ルド、12 巨大磁気抵抗効果
膜、13 磁区制御膜、14 電極膜、15 導体コイル、16
有機絶縁層、115 磁気ディスク、116モータ、117
磁気ヘッド、118 アクチュエータ、119 ボイスコイル
モータ、120 ばね、121 ガイドアーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 府山 盛明 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 丸山 洋治 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 及川 玄 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Ｆターム(参考） 5D033 BA03 BA08 CA01 DA03 DA04 DA31

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】下部磁極と、該下部磁極と対向して設けら
    れた上部磁極と、該下部磁極と該上部磁極との間に設け
    られた磁気ギャップ膜とを備える磁気ヘッドにおいて、 該上部磁極は、磁気ギャップ膜と対向する側にスパッタ
    法により成膜された第1の磁性膜と、該第１の磁性膜上
    にめっき法により成膜された第２の磁性膜とを備え、該
    第１の磁性膜の飽和磁束密度は、第２の磁性膜の飽和磁
    束密度より大きいことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  2. 【請求項２】上記第１の磁性膜及び上記第２の磁性膜
    は、CoNiFe又はCoFeを含有し、 上記CoNiFe又はCoFeの組成は、10≦Co≦80wt％、0≦Ni
    ≦25wt％、15≦Fe≦90wt％であることを特徴とする請求
    項１記載の薄膜磁気ヘッド。
  3. 【請求項３】上記第１の磁性膜に含有されるＦｅの濃度
    は、上記第２の磁性膜に含有されるFeの濃度より高いこ
    とを特徴とする請求項２記載の薄膜磁気ヘッド。
  4. 【請求項４】下部磁極と、該下部磁極と対向して設けら
    れた上部磁極と、該下部磁極と該上部磁極との間に設け
    られた磁気ギャップ膜とを備える薄膜磁気ヘッドを製造
    するに際し、 該磁気ギャップ膜上に、Ｃｏ，Ｎｉ及びＦｅの含有量が
    10≦Co≦80wt％、0≦Ni≦25wt％、15≦Fe≦90wt％であ
    る材料を含有する第１の磁性膜をスパッタ法により成膜
    し、該第１の磁性膜上に、Ｃｏ，Ｎｉ及びＦｅの含有量
    が10≦Co≦80wt％、0≦Ni≦25wt％、15≦Fe≦90wt％で
    ある第２の磁性膜を電気めっき法により成膜することに
    より、該上部磁極を形成することを特徴とする薄膜磁気
    ヘッドの製造方法。
  5. 【請求項５】サッカリンナトリウムを含んだめっき浴を
    用いて、上記第２の磁性膜を形成することを特徴とする
    請求項４記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  6. 【請求項６】上記めっき浴中に含まれるサッカリンナト
    リウムの量は、0.5〜2ｇ/ｌであることを特徴とする請
    求項５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  7. 【請求項７】下部磁極、該下部磁極と対向して設けられ
    た上部磁極、及び該下部磁極と該上部磁極との間に設け
    られた磁気ギャップ膜とを備える磁気ヘッドを有する記
    録ヘッドと、再生ヘッドと、保磁力が4000Ｏｅ以上であ
    る磁気記録媒体とを備えた磁気ディスク装置において、 該上部磁極は、磁気ギャップ膜と対向する側にスパッタ
    法により成膜された第1の磁性膜と、該第１の磁性膜上
    にめっき法により成膜された第２の磁性膜とを備え、該
    第１の磁性膜の飽和磁束密度は、第２の磁性膜の飽和磁
    束密度より大きいことを特徴とする磁気ディスク装置。
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