JP2007110086A - 軟磁性膜とこの軟磁性膜を用いた記録ヘッド、ならびに前記軟磁性膜の製造方法と前記記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 飽和磁束密度Ｂｓが大きい軟磁性膜とこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド、ならびに安定性に優れたメッキ浴による製造効率に優れた高飽和磁束密度の前記軟磁性膜の製造方法と前記薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明の軟磁性膜１９，２１は、ＣｏとＦｅとＮとＯの元素のみからなるメッキ膜であり、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上である。また本発明の軟磁性膜の製造方法は、Ｆｅ塩の水溶液と、Ｃｏ塩の水溶液と、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムと、Ｌ−グルタミン酸のみからなるメッキ浴により、ＣｏとＦｅとＮとＯの元素のみで構成され且つ飽和磁束密度が２．３９Ｔ以上である軟磁性膜をメッキ形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば記録ヘッドの磁極部などに用いるのに好適な軟磁性膜に係り、特に飽和磁束密度Ｂｓが高く緻密な結晶構造で形成される軟磁性膜とこの軟磁性膜を用いた記録ヘッド、ならびに前記軟磁性膜の製造方法と前記記録ヘッドの製造方法に関する。

例えば記録ヘッドのコア層には、特に今後の高記録密度化に伴い、高い飽和磁束密度Ｂｓを有する磁性材料を使用し、前記コア層のギャップ近傍に磁束を集中させて、記録密度を向上させる必要がある。

前記磁性材料には従来からＣｏとＦｅとを含む合金からなる軟磁性膜がよく使用されている。

以下に示す特許文献１には、ＣｏとＦｅとを含む軟磁性膜およびその製造方法が開示されている。
米国特許出願公開第２００３／０２０９２９５号明細書

前記特許文献１には、ＣｏとＦｅとを含む軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓを大きくするために、軟磁性膜を形成する際のメッキ浴中に酢酸とホウ酸を添加することが開示されている。

しかし、メッキ浴中に酢酸が含まれると、酢酸はＣｏやＦｅと錯体を形成し易いため、メッキ形成レートが著しく低くなる。したがって、メッキ形成レートを大きくするには、メッキ浴中のＣｏイオンやＦｅイオンの濃度を非常に高くする必要がある。このように、メッキ浴中のＣｏイオン濃度やＦｅイオン濃度を高くすると、メッキ浴を循環濾過する際に使用されるフィルターやメッキ槽などのメッキ設備などの劣化を早めるため、頻繁な設備交換を行う必要が生じる。したがって、製造効率に劣ることとなると共に、設備交換が頻繁に重なることによって、メッキ浴の循環を停止することや設備交換時のゴミの混入などにより、メッキ浴の劣化を促進することにも繋がる。

また酢酸は揮発性が大きいため、メッキ浴中における濃度の経時変化が大きいため、メッキ浴の安定性に劣るとともに作業環境上も好ましくない。

本発明は前記従来の課題を解決するものであり、飽和磁束密度Ｂｓが高く緻密な結晶構造を有する軟磁性膜を提供することを目的としている。

また、従来に比べてメッキ浴の安定性を向上でき、飽和磁束密度Ｂｓの高い前記軟磁性膜を、高い製造効率にてメッキ形成できる軟磁性膜の製造方法を提供することを目的としている。

さらには、前記軟磁性膜を用いた記録ヘッドに係り、特に、狭小空間内に、緻密な微細結晶構造にて高飽和磁束密度Ｂｓを有する磁極層を形成でき、高性能で且つ安定した記録特性を有する記録ヘッド及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明の軟磁性膜は、ＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯのみが添加されてなり、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上であることを特徴とするものである。

この場合、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ及びＯの組成比の総和を１００ａｔ％としたときに、前記Ｎの組成比が０ａｔ％より大きく４．２ａｔ％以下の範囲内であるものとして構成することが好ましい。

また、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ及びＯの組成比の総和を１００ａｔ％としたときに、前記Ｏの組成比が０ａｔ％より大きく１０．８ａｔ％以下の範囲内であるものとして構成することが好ましい。

また本発明における軟磁性膜は、ＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯのみが添加されてなり、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ及びＯの組成比の総和を１００ａｔ％としたときに、前記Ｎの組成比が０ａｔ％より大きく４．２ａｔ％以下の範囲内であり、前記Ｏの組成比が０ａｔ％より大きく１０．８ａｔ％以下の範囲内であることを特徴とするものである。

本発明では、平均結晶粒径が、０．１μｍ以下の微細結晶構造であることが好ましい。
また、Ｃｏ及びＦｅの組成比の総和を１００ｗｔ％としたときに、前記Ｆｅの組成比は、６５．５ｗｔ％以上７４ｗｔ％以下の範囲内であるものとして構成できる。

この場合、前記Ｆｅの組成比は、６６ｗｔ％以上７３ｗｔ％以下の範囲内であるものとして構成することが好ましい。

また本発明の記録ヘッドは、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、記録媒体との対向面でトラック幅Ｔｗを規制する磁極部とを有する面内磁気記録方式の記録ヘッドであり、
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、あるいは、前記下部磁極層、または、前記上部磁極層及び前記下部磁極層は、上記のいずれかに記載された軟磁性膜によりメッキ形成されていることを特徴とするものである。

あるいは本発明における記録ヘッドは、少なくとも主磁極層を含む垂直磁気記録方式の記録ヘッドであり、前記主磁極層の記録媒体との対向面でトラック幅Ｔｗが規制され、前記主磁極層は、上記のいずれかに記載された軟磁性膜によりメッキ形成されていることを特徴とするものである。

本発明では、前記軟磁性膜でメッキ形成された前記上部磁極層、前記下部磁極層、及び前記主磁極層は、高い飽和磁束密度Ｂｓを有するとともに、前記軟磁性膜の平均結晶粒径が、０．１μｍ以下の微細結晶構造で形成され、前記上部磁極層、前記下部磁極層、及び前記主磁極層の表面を高精度に平坦化形成できることで、高い記録特性と安定性に優れた記録ヘッドを実現できる。

本発明では、前記トラック幅Ｔｗは、０．０５〜０．５μｍで、前記上部磁極層の膜厚は０．１〜５．０μｍの範囲、前記下部磁極層の膜厚は、０．１〜５．０μｍの範囲であり、前記下部磁極層、あるいは、前記上部磁極層、または、前記上部磁極層及び前記下部磁極層は、トラック幅Ｔｗのどの部位においても、膜厚方向に見たときに、複数の結晶が存在していることが好ましい。

また本発明では、前記トラック幅Ｔｗは、０．１〜１．０μｍで、前記主磁極層の膜厚は０．１〜２．０μｍの範囲であり、前記主磁極層は、トラック幅Ｔｗのどの部位においても、膜厚方向に見たときに、複数の結晶が存在していることが好ましい。

さらに、前記膜厚方向のどの部位においても、前記トラック幅Ｔｗ方向に見たときに、複数の結晶が存在していることがより好ましい。

これにより、狭小化された前記上部磁極層、前記下部磁極層及び前記主磁極層の全域を微細結晶にて緻密に形成できる。

また本発明の軟磁性膜の製造方法は、Ｆｅ塩の水溶液と、Ｃｏ塩の水溶液と、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムと、Ｌ−グルタミン酸のみからなるメッキ浴を用いて、ＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯのみが添加された軟磁性膜をメッキ形成することを特徴とするものである。

本発明では、上記のように、メッキ浴中にベンゼンスルフィン酸ナトリウムとＬ−グルタミン酸を添加する点に特徴的部分がある。本発明では、従来のようにメッキ浴中に、酢酸やホウ酸、塩化ナトリウムを添加せず、メッキ浴組成の経時変化を小さくでき、さらにはメッキ浴のｐＨの変動を抑制できる等、安定性に優れたメッキ浴に出来る。そして上記メッキ浴によって、ＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯのみが添加されてなり、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上である軟磁性膜を効率よくメッキ形成できる。

この場合、前記メッキ浴中に、前記ベンゼンスルフィン酸ナトリウムを０．０１ｇ／ｌ以上０．１０ｇ／ｌ以下の範囲内で添加するものとして構成することができる。

また、前記メッキ浴中に、前記Ｌ−グルタミン酸を０．１ｇ／ｌ以上０．５ｇ／ｌ以下の範囲内で添加するものとして構成することができる。

また本発明は、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、記録媒体との対向面でトラック幅Ｔｗを規制する磁極部とを有する面内磁気記録方式の記録ヘッドの製造方法において、
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を、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、
このとき前記上部磁極層、あるいは、前記下部磁極層、または、前記上部磁極層及び前記下部磁極層を、上記のいずれかに記載された製造方法による軟磁性膜でメッキ形成することを特徴とするものである。

このとき、前記磁極部のメッキ形成工程では、前記対向面において、前記磁極部をメッキ形成するための狭小空間を有するフレームを形成し、前記狭小空間では、前記トラック幅Ｔｗを、０．０５〜０．５μｍ、前記上部磁極層の膜厚を０．１〜５．０μｍの範囲、前記下部磁極層の膜厚を０．１〜５．０μｍの範囲内に規制しており、
前記狭小空間内に、前記メッキ浴を用いて、平均結晶粒径が０．１μｍ以下の微細結晶構造で、且つ、前記トラック幅Ｔｗのどの部位においても、膜厚方向に見たときに、複数の結晶が存在する前記上部磁極層、あるいは、前記下部磁極層、または、前記上部磁極層及び前記下部磁極層をメッキ形成することが好ましい。

あるいは本発明は、記録媒体との対向面でトラック幅Ｔｗを規制する主磁極層を含む垂直磁気記録方式の記録ヘッドの製造方法において、
前記主磁極層を、上記のいずれかに記載された製造方法による軟磁性膜でメッキ形成することを特徴とするものである。このとき、前記主磁極層のメッキ形成工程では、前記対向面において、前記主磁極層をメッキ形成するための狭小空間を有するフレームを形成し、前記狭小空間では、前記トラック幅Ｔｗを、０．１〜１．０μｍ、前記主磁極層の膜厚を０．１〜２．０μｍの範囲に規制しており、
前記狭小空間内に、前記メッキ浴を用いて、平均結晶粒径が１μｍ以下の微細結晶構造で、且つ、前記トラック幅Ｔｗのどの部位においても、膜厚方向に見たときに、複数の結晶が存在する前記主磁極層をメッキ形成することが好ましい。

また本発明では、前記軟磁性膜によってメッキ形成された前記下部磁極層、前記上部磁極層、あるいは前記主磁極層は、膜厚方向のどの部位においても、トラック幅Ｔｗ方向に見たときに、複数の結晶が存在していることがより好ましい。

本発明では、上記したメッキ浴組成を用いることで、上記した狭小空間内においても、ＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯのみが添加されてなり、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上である軟磁性膜を微細結晶にて緻密に形成できる。

本発明の軟磁性膜では、膜中にＣ、Ｓ、Ｃｌ、Ｂといった不純物が含有されていないため、飽和磁束密度Ｂｓを大きくすることができ、具体的には飽和磁束密度Ｂｓを２．３９Ｔ以上とすることが可能である。また、平均結晶粒径が、０．１μｍ以下の微細結晶構造で形成できる。

また本発明の軟磁性膜の製造方法では、メッキ浴に酢酸およびホウ酸が添加されていた従来のメッキ浴に比べて、経時変化を小さくでき、また前記従来のメッキ浴が有していない値のｐＫａをも有していることから、従来のメッキ浴に比較してメッキ浴のｐＨの安定性を向上することができ、メッキ形成される膜の結晶性を均一にし易い。

またメッキ浴中にＣｏやＦｅと錯体を形成し易い酢酸を添加しないため、メッキ形成レートを大きくすることができる。

また、メッキ形成レートを大きくすることができるため、メッキ浴中のＣｏやＦｅの濃度を高くする必要がない。したがって、メッキ設備の劣化を抑制することができる。そのため、メッキ設備のメンテナンス回数を大幅に減らすことができ、製造効率の向上を図ることができると共に、設備交換が頻繁に重なることによって生じるメッキ浴の劣化を効果的に抑制することが可能となる。

また、メッキ浴には揮発性が高く、特有の刺激臭を持つ酢酸を添加しないので、作業環境の悪化を適切に抑制することができる。

また、メッキ浴にホウ酸を添加しないため、メッキ形成された軟磁性膜にＢが含有されてしまうといったことがない。

また本発明における薄膜磁気ヘッド及びその製造方法では、上部磁極層や主磁極層の形成領域である狭小空間内へＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯのみが添加されてなり、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上である軟磁性膜を微細結晶にて緻密に形成でき、高い記録特性と安定性に優れた薄膜磁気ヘッドを実現できる。

図１は、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。

図１，図２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、書込み用の記録ヘッド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ＨＡという）となっている。

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。

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Ａｌ_２Ｏ_３膜１２を介してＮｉＦｅ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１４が形成されている。

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（ＧＭＲ）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。

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が記録ヘッド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は例えば有機絶縁材料で形成される。

また前記下部コア層１６の上面１６ａは図１に示すように、後記する磁極部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。

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。

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の順に積層された層構造となっている。

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。

なお前記ギャップ層２０にはＮｉＰが好ましく使用される。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。

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２２と磁気的に接続される。

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１９、ギャップ層２０及び上部磁極層２１を連続してメッキ形成することが可能である。

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。

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。

図１及び図２に示すように、前記磁極部１８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。

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。

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。

また図２に示すように、前記上部コア層２２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。

図１および図２に示す前記薄膜磁気ヘッドＨＡでは、前記上部磁極層２１及び下部磁極層１９（以下では磁極層１９、２１と表現する）はＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯの元素のみが添加されてなり、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上である軟磁性膜でメッキ形成されている。

ＣｏとＦｅのみで構成される純粋なＣｏＦｅメッキ膜を形成しようとしても、わずかながら不純物が混入してしまう。飽和磁束密度Ｂｓに代表される磁気特性は、不純物元素の添加量のみならず、不純物元素の種類にも左右される。

本実施形態では、上記したように、ＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯの元素のみが添加されている。

前記磁極層１９、２１は、Ｃｏ塩の水溶液、Ｆｅ塩の水溶液、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム及びＬ−グルタミン酸のみからなるメッキ浴を用いてメッキ形成されたものであり、これにより前記磁極層１９、２１を不純物元素としてＮとＯの元素のみが添加されたＣｏＦｅメッキ膜で形成でき、飽和磁束密度Ｂｓを２．３９Ｔ以上に大きくできる。

なおＣｏＦｅ合金で形成されたバルク材の飽和磁束密度Ｂｓは２．４Ｔ程度であるため、磁極層１９、２１の飽和磁束密度Ｂｓをバルク材にかなり近い飽和磁束密度Ｂｓにできることがわかった。

前記磁極層１９、２１の飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上と大きく構成できるのは、前記メッキ浴によってメッキ形成された軟磁性膜は膜中にＣ、Ｓ、Ｃｌ、Ｂといった不純物が含有されていないためである。軟磁性膜中に前記した各元素が含有されていると、飽和磁束密度Ｂｓが低下してしまうが、前記磁極層１９、２１は前記した各元素が含有されていない軟磁性膜で形成されることから、飽和磁束密度Ｂｓの低下を抑制し、飽和磁束密度Ｂｓを大きくすることが可能となるのである。

前記磁極層１９、２１では、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ及びＯの組成比の総和を１００ａｔ％としたときに、Ｎの組成比が０ａｔ％より大きく４．２ａｔ％以下の範囲内で構成されている。また、前記磁極層１９、２１では、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ及びＯの組成比の総和を１００ａｔ％としたときに、Ｏの組成比が０ａｔ％より大きく１０．８ａｔ％以下の範囲内で構成されている。不純物元素としての前記Ｎの組成比、および前記Ｏの組成比を前記範囲内とすれば、後記するように、飽和磁束密度Ｂｓを最大２．４５Ｔと極めて大きくできることが判った。

また、前記磁極層１９、２１では、Ｃｏ、及びＦｅの組成比の総和を１００ｗｔ％としたときに、Ｆｅの組成比が６５．５ｗｔ％（質量％）以上７４ｗｔ％（質量％）以下の範囲内で構成されている。Ｆｅの組成比を前記範囲内とすると、後記するように磁極層１９、２１の飽和磁束密度Ｂｓを、２．３９Ｔ以上と大きくすることができることが判った。

また、前記磁極層１９、２１では、Ｆｅの組成比が６６ｗｔ％以上７３ｗｔ％以下であることがより好ましい。Ｆｅの組成比を前記範囲内とすると、後記するように磁極層１９、２１の飽和磁束密度Ｂｓを２．４２Ｔ以上と非常に大きくできることが判った。

このように、前記薄膜磁気ヘッドＨＡでは、前記磁極層１９、２１の飽和磁束密度Ｂｓを大きくできるため、記録特性の大幅な向上を図ることが可能となる。

上記したＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加された軟磁性膜は、特に、上部磁極層２１や下部磁極層１９のように、非常に狭い空間内にメッキ形成される軟磁性膜として適した膜構造を有している。

図１に示すトラック幅Ｔｗは、０．０５〜０．５μｍの範囲内で形成される。前記上部磁極層２１の膜厚Ｈ１は、０．１〜５．０μｍの範囲内で形成され、前記上部磁極層２１の最大奥行き寸法（図示ｙ方向への長さ寸法）Ｌ１は、１．５〜３．５μｍの範囲内で形成される。また前記下部磁極層の膜厚Ｈ２は、０．１〜５．０μｍの範囲内で形成され、前記下部磁極層１９の奥行き寸法（図示ｙ方向への長さ寸法）とほぼ同じとなるギャップデプスＧｄは０．５〜２．５μｍの範囲内で形成される。ちなみに前記ギャップ層２０の膜厚は０．０５〜０．１５μｍの範囲内で形成されている。

本実施形態のＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加された軟磁性膜は、平均結晶粒径が０．１μｍ以下の微結晶構造で形成されている。なお前記平均結晶粒径の下限値は０．０１μｍ程度である。

そして、前記軟磁性膜が、上部磁極層２１や下部磁極層１９としてメッキ形成されることで、前記磁極層１９，２１全域を微細結晶構造で形成でき、少なくともトラック幅Ｔｗのどの部位においても、膜厚方向（図示Ｚ方向）に見たときに複数の結晶が存在した膜構造となっている。加えて、膜厚方向のどの部位においても、前記トラック幅Ｔｗ方向に見たときに複数の結晶が存在する膜構造であるとより好ましい。

このため、前記磁極層１９，２１は多数の微細結晶で形成された緻密な膜となり、安定した磁気特性を発揮できる。しかも、前記下部磁極層１９、上部磁極層２１の上面をいずれも平坦化面に近づけることができ、特に前記ギャップ層２０を平坦化面に近い前記下部磁極層１９上にメッキ形成でき、記録特性の安定化を図ることが可能である。

以上により、磁極層１９，２１を高い飽和磁束密度Ｂｓで、安定した磁気特性を発揮できる微細結晶構造の軟磁性膜で形成でき、したがって、高記録密度化に適切に対応可能な記録特性に優れた記録ヘッドを実現できる。

図３は第２実施形態の薄膜磁気ヘッドＨＢ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３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。

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。

図３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３に示すように、下部コア層１６と磁気的に接続されている。

図３に示す形態では、前記上部コア層４６の記録媒体との対向面でのトラック幅方向の幅寸法がトラック幅Ｔｗで規制されている。少なくとも前記上部コア層４６は、図１及び図２で説明した磁極層１９，２１と同様に、ＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯの元素のみが添加されてなり、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上である軟磁性膜でメッキ形成されている。前記上部コア層４６を、図１および図２に示す前記薄膜磁気ヘッドＨＡの前記磁極層１９、２１と同様に、高い飽和磁束密度Ｂｓで、安定した磁気特性を発揮できる微細結晶構造の軟磁性膜で形成でき、したがって、高記録密度化に適切に対応可能な記録特性に優れた記録ヘッドを実現できる。

なお図３に示す前記下部コア層１６も、前記上部コア層４６と同様に、ＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加され、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上である軟磁性膜で形成されてもよい。

図１ないし図３に示す薄膜磁気ヘッドＨＡ、ＨＢに内臓された記録ヘッドｈ２はいずれも記録媒体面に対し水平方向に記録する「面内磁気記録方式」であったが、上記したＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加された軟磁性膜は、以下に示す垂直磁気記録方式の薄膜磁気ヘッドの主磁極層にも適用できる。

図４は、図５に示す薄膜磁気ヘッドを４−４線から切断し矢印方向から見た第３実施形態の薄膜磁気ヘッドＨＣの縦断面図、図５は、前記薄膜磁気ヘッドの部分正面図、図６は、前記薄膜磁気ヘッドを構成する主磁極層とソレノイドコイル層とを示す部分平面図、である。

図４に示す薄膜磁気ヘッドＨＣを構成する記録ヘッドｈ３は、記録媒体Ｍに垂直磁界を与え、記録媒体Ｍのハード膜Ｍａを垂直方向に磁化させる、いわゆる垂直記録磁気ヘッドと呼ばれるものである。

記録媒体Ｍは例えばディスク状であり、その表面に残留磁化の高いハード膜Ｍａが、内方に磁気透過率の高いソフト膜Ｍｂを有しており、ディスクの中心が回転軸中心となって回転させられる。

スライダ１０１はＡｌ_２Ｏ_３・ＴｉＣなどの非磁性材料で形成されており、スライダ１０１の対向面１０１ａが記録媒体Ｍに対向し、記録媒体Ｍが回転すると、表面の空気流によりスライダ１０１が記録媒体Ｍの表面から浮上し、またはスライダ１０１が記録媒体Ｍに摺動する。

スライダ１０１のトレーリング側端面１０１ｂには、Ａｌ_２Ｏ_３またはＳｉＯ_２などの無機材料による非磁性絶縁層１０２が形成されて、この非磁性絶縁層１０２の上にＭＲヘッドｈ４が形成されている。

ＭＲヘッドｈ４は下部シールド層１０３と上部シールド層１０６と、下部シールド層１０３と上部シールド層１０６との間の無機絶縁層（ギャップ絶縁層）１０５内に位置する再生素子１０４とを有している。再生素子１０４は、ＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲなどの磁気抵抗効果素子である。

前記上部シールド層１０６の上には、コイル絶縁下地層１０７を介して、導電性材料で形成された複数本の第１コイル層１０８が形成されている。前記第１コイル層１０８は、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔｉ，ＮｉＰ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｒｈから選ばれる１種、または２種以上の非磁性金属材料からなる。あるいはこれら非磁性金属材料が積層された積層構造であってもよい。

前記第１コイル層１０８の周囲は、Ａｌ_２Ｏ_３などの無機絶縁材料で形成されたコイル絶縁層１０９が形成されている。

前記コイル絶縁層１０９の上面１０９ａは平坦化面に形成され、この上面１０９ａの上に、対向面ｈ３ａからハイト方向に所定長さで形成されトラック幅方向（図示Ｘ方向）への幅寸法がトラック幅Ｔｗで形成され所定長さ寸法Ｌ２で延びている主磁極層１１０が形成されている。前記主磁極層１１０は強磁性材料でメッキ形成されたものであり、ＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯのみが添加されてなり、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上である軟磁性膜で形成されている。

また、前記主磁極層１１０の基端部１１０ｂから前記主磁極層１１０と一体となり、ハイト方向（図示Ｙ方向）へトラック幅方向への幅寸法Ｔ２が前記トラック幅Ｔｗよりも広がって延びるヨーク部１２１が形成されている。この主磁極層１１０とヨーク部１２１とで第１の磁性部１６０が構成される（図６参照）。ただし、前記主磁極層１１０と前記ヨーク部１２１とが別体で構成されるものとして構成しても良い。図４に示す前記記録ヘッドｈ３では、前記主磁極層１１０と前記ヨーク部１２１とで構成される第１の磁性部１６０が、ＭＲヘッドｈ４側に位置する磁性部となる。

前記トラック幅Ｔｗは具体的には０．１μｍ〜１．０μｍ、前記長さ寸法Ｌ２は具体的には０．１μｍ〜１．０μｍの範囲内で形成される。

また、前記ヨーク部１２１は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）への幅寸法Ｔ２が最も広い部分で１μｍ〜１００μｍ程度であり、また前記ヨーク部１２１のハイト方向への長さ寸法Ｌ３は１μｍ〜１００μｍ程度である。

図５に示されるように、前記主磁極層１１０の周囲には、絶縁性材料層１１１が設けられている。そして、前記主磁極層１１０の上面１１０ｃと、前記主磁極層１１０の周囲に形成された前記絶縁性材料層１１１の上面１１１ａは同一面をなしている。前記絶縁性材料層１１１は、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ＳｉＯ_２、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒのいずれか１種または２種以上で形成することができる。

前記主磁極層１１０およびヨーク部１２１の上と前記絶縁性材料層１１１の上には、アルミナまたはＳｉＯ_２などの無機材料によって、ギャップ層１１２が設けられている。

図４に示すように、前記ギャップ層１１２上には、コイル絶縁下地層１１３を介して第２コイル層１１４が形成されている。前記第２コイル層は前記第１コイル層１０８と同様に、導電性材料によって複数本形成されている。前記第２コイル層１１４は、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔｉ，ＮｉＰ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｒｈから選ばれる１種、または２種以上の非磁性金属材料からなる。あるいはこれら非磁性金属材料が積層された積層構造であってもよい。

図６に示すように、前記第１コイル層１０８と前記第２コイル層１１４とは、それぞれのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における端部１０８ａおよび１１４ａ同士と、１０８ｂおよび１１４ｂ同士が電気的に接続されており、前記第１コイル層１０８と前記第２コイル層１１４とで、前記主磁極層１１０および前記ヨーク部１２１とを軸にして巻回形成されたソレノイドコイル層１２０が形成されている。

図４に示すように、前記第１コイル層１０８のハイト方向（図示Ｙ方向）の幅寸法Ｗ２０と、前記第２コイル層１１４のハイト方向（図示Ｙ方向）の幅寸法Ｗ２１とは、同じ寸法で形成されている。

前記第２コイル層１１４の周囲は、Ａｌ_２Ｏ_３などの無機絶縁材料で形成されたコイル絶縁層１１５が形成され、このコイル絶縁層１１５の上から前記ギャップ層１１２上にかけて、パーマロイなどの強磁性材料によって、第２の磁性部１６１であるリターンパス層１１６が形成されている。

図５に示すように、主磁極層１１０の前端面１１０ａの膜厚寸法Ｈｔは、リターンパス層１１６の前端面１１６ａの厚みＨｒよりも小さく、主磁極層１１０の前端面１１０ａでのトラック幅Ｔｗは、リターンパス層１１６の前端面１１６ａの同方向での幅寸法Ｗｒよりも十分に短くなっている。その結果、対向面ｈ３ａでは、主磁極層１１０の前端面１１０ａの面積が、リターンパス層１１６の前端面１１６ａでの面積よりも十分に小さい。従って、主磁極層１１０の前端面１１０ａに洩れ記録磁界の磁束φが集中し、この集中している磁束φにより前記ハード膜Ｍａが垂直方向へ磁化されて、磁気データが記録される。

前記リターンパス層１１６の前端面１１６ａは、記録媒体との対向面ｈ３ａに露出している。また、対向面ｈ３ａよりも奥側で、リターンパス層１１６の接続部１１６ｂと前記主磁極層１１０とが接続されている。これにより、主磁極層１１０からリターンパス層１１６を通る磁路が形成される。

なお、前記ギャップ層１１２上であって、記録媒体との対向面ｈ３ａから所定距離離れた位置に、無機または有機材料によってＧｄ決め層１１７が形成されている。記録媒体との対向面ｈ３ａからＧｄ決め層１１７の前端縁までの距離で、記録ヘッドｈ３のギャップデプス長が規定される。

前記リターンパス層１１６の前記接続部１１６ｂのハイト方向（図示Ｙ方向）側には、前記第２コイル層１１４から延出されたリード層１１８が、コイル絶縁下地層１１３を介して形成されている。そして、リターンパス層１１６およびリード層１１８が、無機非磁性絶縁材料などで形成された保護層１１９に覆われている。

前記記録ヘッドｈ３では、リード層１１８を介して前記第１コイル層１０８および第２コイル層１１４に記録電流が与えられると、前記第１コイル層１０８および前記第２コイル層１１４を流れる電流の電流磁界によって前記主磁極層１１０および前記リターンパス層１１６に記録磁界が誘導され、前記対向面ｈ３ａにおいて、主磁極層１１０の前端面１１０ａから記録磁界の磁束φ１が飛び出し、この記録磁界の磁束φ１が記録媒体Ｍのハード膜Ｍａを貫通しソフト膜Ｍｂを通過し、これにより、記録媒体Ｍに記録信号が書き込まれた後、リターンパス層１１６の前端面１１６ａへ前記磁束φ１が戻る。

図４に示す主磁極層１１０は、図１及び図２で説明した磁極層１９，２１と同様に、ＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加され、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上である軟磁性膜でメッキ形成されている。前記主磁極層１１０では、図１および図２に示す前記薄膜磁気ヘッドＨＡの前記磁極層１９、２１と同様に、飽和磁束密度Ｂｓを大きくすることができる。

また本実施形態のＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加された軟磁性膜は、平均結晶粒径が０．１μｍ以下の微結晶構造で形成されている。

前記主磁極層１１０は、トラック幅Ｔｗが０．１〜１．０μｍ、膜厚寸法Ｈｔが、０．１〜２．０μｍ、奥行きの長さ寸法Ｌ２が、０．１μｍ〜１．０μｍで形成された狭小構造であり、前記軟磁性膜が、前記狭小構造の主磁極層１１０としてメッキ形成されることで、前記主磁極層１１０全域が微細結晶構造で形成され、トラック幅Ｔｗのどの部位においても、膜厚方向（図示Ｚ方向）に見たときに複数の結晶が存在し、さらに好ましくは、膜厚方向のどの部位においてもトラック幅Ｔｗ方向に見たときに複数の結晶が存在する膜構造となっている。

このため、前記主磁極層１１０は多数の微細結晶で形成された緻密な膜となり、安定した磁気特性を発揮できる。しかも、前記主磁極層１１０の上面を平坦化面に近づけることができ、前記ギャップ層１１２を平坦化された前記主磁極層１１０上にメッキ形成でき、記録特性の安定化を図ることが可能である。

以上により、主磁極層１１０を高い飽和磁束密度Ｂｓで、安定した磁気特性を発揮できる軟磁性膜で形成でき、したがって、高記録密度化に適切に対応可能な記録特性に優れた垂直磁気記録ヘッドを実現できる。

なお図４に示す記録ヘッドｈ３において、リターンパス層１１６も前記主磁極層１１０と同様に、上記したＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯのみが添加されてなり、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上である軟磁性膜で形成されてもよい。

また、本実施形態における、ＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加された飽和磁束密度が２．３９Ｔ以上の軟磁性膜は、インダクタ等の平面型磁気素子等にも使用可能である。

次に図１及び図２に示す磁極層１９、２１のメッキ形成法について以下に説明する。
前記磁極層１９、２１をメッキ形成するためのメッキ浴は、Ｃｏ塩の水溶液とＦｅ塩の水溶液と、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムとＬ−グルタミン酸のみを添加して形成されたものが用いられる。前記Ｃｏ塩及びＦｅ塩は水溶液中でイオン化されている。

Ｃｏ塩の水溶液には、例えば、ＣｏＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏが用いられる。またＦｅ塩の水溶液には、例えば、ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏが用いられる。

ベンゼンスルフィン酸ナトリウムは、前記メッキ浴中のＯ原子と結合してベンゼンスルフォン酸になり前記メッキ浴中の酸素を取り込む機能を有することから、メッキ形成された軟磁性膜中へのＯ原子の含有を適切に抑制することができる。

Ｌ−グルタミン酸は、図７に示すように、２．１９、４．２５、９．６７の３つのｐＫａを有することが知られている。

一般的に、ある溶液についてのｐＫａが「Ａ」という値である場合、その溶液についてのｐＨが前記ｐＫａと同じ値「Ａ」であるときには、その溶液のｐＨの値「Ａ」を変化させるためには多量の酸または塩基が必要となる。すなわち、ｐＫａの値「Ａ」と同じｐＨでは、溶液の緩衝能が発揮されることが知られている。メッキ浴に緩衝能が発揮されると、メッキ浴を安定な状態で維持しやすくなるため好ましい。

前記特許文献１に記載された従来の軟磁性膜の製造方法では、メッキ浴中に酢酸とホウ酸が添加されていた（以下「従来のメッキ浴」という）。ここで図７に示すように、酢酸のｐＫａは４．７８である。またホウ酸のｐＫａは９．２４である。すなわち、前記従来のメッキ浴は、４．７８と９．２４の２つのｐＫａを有していることになる。

これに対して、本実施形態の磁極層１９、２１（軟磁性膜）の製造方法に用いられる前記メッキ浴（以下「本実施形態に係るメッキ浴」という）は、図７に示すように２．１９、４．２５、９．６７の３つのｐＫａを有している。そして、本実施形態に係るメッキ浴の３つのｐＫａのうち、４．２５と９．６７は、従来のメッキ浴の２つのｐＫａである４．７８と９．２４と非常に近い値をとるものとなっている。

本実施形態に係るメッキ浴の４．２５と９．６７という前記２つのｐＫａは、主に被メッキ物表面極近傍におけるｐＨの値の安定性に寄与し、メッキ効率の向上に寄与するものである。

後述するように、メッキ浴全体のｐＨを２．１９という値に調整すると、メッキ浴中における被メッキ物表面極近傍におけるメッキ浴のｐＨは４．２５、あるいは９．６７近くまで上昇することが予測される。これによって、Ｌ−グルタミン酸を添加した本実施形態に係るメッキ浴によって、ＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加され、２．３９Ｔ以上の飽和磁束密度を有し、且つ良好な結晶性を有する軟磁性膜をメッキ形成することができる。

さらに本実施形態に係るメッキ浴では、従来のメッキ浴にはない２．１９という値のｐＫａをも有している。このｐＫａは、メッキ浴全体のｐＨの値の安定性に寄与するものである。

したがって、本実施形態に係るメッキ浴では、酢酸およびホウ酸が添加されていた従来のメッキ浴に比べてメッキ浴の安定性を担保することができることに加え、さらに本実施形態に係るメッキ浴では、前記従来のメッキ浴が有していない２．１９という値のｐＫａをも有していることから、前記従来のメッキ浴に比較してメッキ浴の安定性を向上することができるため著しいｐＨ変動を抑制でき、メッキ形成される膜の結晶性を均一にし易い。

また、本実施形態に係るメッキ浴では、前記従来のメッキ膜と異なり、メッキ浴中に酢酸が添加されていない。酢酸はＣｏやＦｅと錯体を形成し易いため、酢酸を含むメッキ浴で形成された軟磁性膜は、メッキ形成レートが著しく低くなる。しかし、本実施形態に係るメッキ浴ではＣｏやＦｅと錯体を形成する酢酸が添加されていないため、メッキ形成レートを大きくすることができる。

また、本実施形態のメッキ浴では前記したように軟磁性膜中のＣｏやＦｅの組成比率を大きくすることができるため、メッキ浴中のＣｏやＦｅの濃度を高くする必要がない。したがって、例えばメッキ浴を循環させる際に使用されるフィルターやメッキ槽などのメッキ設備の劣化を抑制することができる。したがって、メッキ設備の設備交換などのメンテナンス回数を大幅に減らすことができる。したがって、製造効率の向上を図ることができると共に、設備交換が頻繁に重なることによってメッキ浴の循環停止や、設備交換時のゴミの混入などによる、メッキ浴の劣化を効果的に抑制することが可能となる。

また酢酸は非常に揮発性が高いため、酢酸を添加したメッキ浴では酢酸の揮発によってメッキ浴中の酢酸濃度が急激に低くなってしまうため、酢酸が添加される従来のメッキ浴では浴組成の経時変化が非常に大きく、メッキ浴の安定性に非常に劣る。また前記酢酸は特有の刺激臭があることから、メッキ浴から酢酸が揮発して周囲の環境雰囲気を悪化させ、作業環境上好ましくない。

これに対して、本発明に係るメッキ浴では酢酸が添加されていない。したがって、メッキ浴の浴組成の経時変化小さくすることができ、メッキ浴の安定性に優れるとともに、作業環境の悪化を適切に抑制することができる。

また、本実施形態に係るメッキ浴では、メッキ浴にホウ酸を添加しなくても、メッキ形成された軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓが低下しないことが判った。

本実施形態に係るメッキ浴では、前記ベンゼンスルフィン酸ナトリウムを０．０１ｇ／ｌ以上０．０５ｇ／ｌ以下の範囲内で添加することが好ましい。前記ベンゼンスルフィン酸ナトリウムを前記範囲内で添加すると、後記するように、飽和磁束密度Ｂｓを確実に２．４２Ｔ以上と大きくできることが判った。

また、前記Ｌ−グルタミン酸を０．１ｇ／ｌ以上０．５ｇ／ｌ以下の範囲内で添加することが好ましい。前記Ｌ−グルタミン酸を前記範囲内で添加すると、後記するように、飽和磁束密度Ｂｓを確実に２．４２Ｔ以上と大きくできることが判った。

なお、本実施形態に係るメッキ浴では、前記Ｌ−グルタミン酸に代えて異性体であるＤ−グルタミン酸、またはその塩を使用しても、メッキ浴に対する溶解度が非常に低いため、Ｌ−グルタミン酸を使用することが好ましい。

なお、本実施形態に係る前記メッキ浴では、腐食の原因となっていたＳ（硫黄）などの不純物を含むサッカリンナトリウム（Ｃ_６Ｈ_４ＣＯＮＮａＳＯ_２）などは添加されていない。また従来、耐食性の向上のために添加されていたＲｈなどの貴金属元素を含む化合物も添加されていない。

前記磁極層１９、２１は、前記メッキ浴を用いた電気メッキ法によりメッキ形成される。好ましくは、前記電気メッキ法はパルス電流を用いた電気メッキ法である。

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、磁極層１９、２１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る。

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。

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前記磁極層１９，２１の結晶をより微細化できる。また、前記磁極層１９，２１内に含まれるＦｅ含有量を従来よりも増やすことが可能になる。

前記パルス電流による電気メッキ法を用いると、磁極層１９、２１に含まれるのＦｅ量を、６５．５ｗｔ％〜７４ｗｔ％の範囲内、好ましくは６６ｗｔ％〜７３ｗｔ％の範囲内に適切且つ容易に調整できる。

図１，図２に示す磁極部１８をメッキ形成する際には、まず、前記下部コア層１６上に前記磁極部１８を形成するためのフレームとなるレジスト層（図示しない）を塗布し、前記レジスト層に露光現像によって、前記磁極部１８の形成領域に狭小空間（抜きパターン）を形成する。この狭小空間は、図１に示すトラック幅Ｔｗを有し、また前記狭小空間の高さ寸法は、少なくとも下部磁極層１９、ギャップ層２０及び上部磁極層２１の高さ寸法を合計した高さ寸法以上で形成される。

本実施形態では、上記したＣｏ塩の水溶液とＦｅ塩の水溶液と、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムとＬ−グルタミン酸のみを添加して形成されたメッキ浴を用いて、前記狭小空間内に、ＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加され、２．３９Ｔ以上の飽和磁束密度を有し、且つ良好な結晶性を有する軟磁性膜からなる下部磁極層１９及び上部磁極層２１をメッキ形成する。

前記軟磁性膜は、前記狭小空間内にて、平均結晶粒径が０．１μｍ以下の微細結晶構造にてメッキ成長し、トラック幅Ｔｗ方向のどの部位においても膜厚方向に見たときに、複数の結晶が存在し、さらに好ましくは、膜厚方向のどの部位においても前記トラック幅Ｔｗ方向に見たときに複数の結晶が存在する膜構造でメッキ成長している。

よって前記下部磁極層１９及び前記上部磁極層２１は、狭小空間内に微細結晶構造で緻密にメッキ形成されたものとなり、安定した磁気特性を発揮でき、また前記下部磁極層１９の上面及び前記上部磁極層２１の上面を効果的に平坦化面に近付けることが出来る。したがって、前記下部磁極層１９上にメッキ形成されるギャップ層２０を、出来る限り表面の凹凸が小さい形状にて適切にメッキ形成でき、安定した特性を有する記録ヘッドｈ２を適切且つ容易に製造できる。

また図４ないし図６に示す垂直磁気記録方式の記録ヘッドｈ３の主磁極層１１０も、前記磁極層１９，２１と同様の製造方法により形成できる。

すなわち、前記主磁極層１１０をメッキ形成する際には、まず、前記コイル絶縁層１０９上に前記主磁極層１１０を形成するためのフレームとなるレジスト層（図示しない）を塗布し、前記レジスト層に露光現像によって、前記主磁極層１１０の形成領域に狭小空間（抜きパターン）を形成する。この狭小空間は、図５，図６に示すトラック幅Ｔｗを有し、また前記狭小空間の高さ寸法は、少なくとも主磁極層１１０の膜厚寸法Ｈｔ以上で形成される。

本実施形態では、上記したＣｏ塩の水溶液とＦｅ塩の水溶液と、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムとＬ−グルタミン酸のみを添加して形成されたメッキ浴を用いて、前記狭小空間内に、ＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加され、２．３９Ｔ以上の飽和磁束密度を有し、且つ良好な結晶性を有する軟磁性膜からなる主磁極層１１０をメッキ形成する。

前記軟磁性膜は、前記狭小空間内にて、平均結晶粒径が０．１μｍ以下の微細結晶構造にてメッキ成長し、トラック幅Ｔｗ方向のどの部位においても膜厚方向に見たときに、２個以上の結晶が存在し、さらに好ましくは、膜厚方向のどの部位においても前記トラック幅Ｔｗ方向に見たときに２個以上の結晶が存在する膜構造でメッキ成長している。

よって前記主磁極層１１０は、狭小空間内に微細結晶構造で緻密にメッキ形成されたものとなり、安定した磁気特性を発揮でき、また前記主磁極層１１０の上面を効果的に平坦化面に近付けることが出来る。したがって、前記主磁極層１１０上に形成されるギャップ層１１２を、表面の凹凸が出来る限り小さい形状にて適切にメッキ形成でき、安定した特性を有する記録ヘッドｈ３を適切且つ容易に製造できる。

なお図３に示す上部コア層４６及び下部コア層１６も、前記した本実施形態に係るメッキ浴を用いてメッキ形成される。前記コア層１６、４６を、パルス電流を用いた電気メッキ法によって形成する。

図８は、本実施形態に係るメッキ浴を用いて形成した軟磁性膜の実施例、および従来のメッキ浴を用いたメッキ浴で形成した軟磁性膜の比較例について、膜中に含有される検出元素の種類と組成比、および飽和磁束密度Ｂｓとを示す表である。

ここで、本実施形態に係る実施例１を形成したメッキ浴の組成比および電流密度は、ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを１２．４５ｇ／ｌ、ＣｏＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを１．４３１ｇ／ｌ、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムを０．０１ｇ／ｌ、Ｌ−グルタミン酸を０．１ｇ／ｌ、電流密度を３０ｍＡ／ｃｍ^２した。

また、従来のメッキ浴の組成および電流密度は、以下の通りである。
比較例１を形成したメッキ浴組成および電流密度：ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを１２２．００ｇ／ｌ、ＣｏＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを５３．００ｇ／ｌ、酢酸を１２ｇ／ｌ、ホウ酸を２５ｇ／ｌ、塩化ナトリウムを０．５０ｇ／ｌ、電流密度を２０ｍＡ／ｃｍ^２とした。

比較例２を形成したメッキ浴組成および電流密度：ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを６２．９５ｇ／ｌ、ＣｏＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを１７．５４ｇ／ｌ、酢酸を３ｇ／ｌ、ホウ酸を０ｇ／ｌ、塩化ナトリウムを０ｇ／ｌ、電流密度を２０ｍＡ／ｃｍ^２とした。

比較例３を形成したメッキ浴組成および電流密度：ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを８．７３ｇ／ｌ、ＣｏＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを１．４ｇ／ｌ、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムを０．０１ｇ／ｌ、Ｌ−グルタミン酸を０．１ｇ／ｌ、ホウ酸を２５ｇ／ｌ、塩化ナトリウムを０ｇ／ｌ、電流密度を３０ｍＡ／ｃｍ^２とした。

比較例４を形成したメッキ浴組成および電流密度：ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを８．７３ｇ／ｌ、ＣｏＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを１．４ｇ／ｌ、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムを０．０１ｇ／ｌ、Ｌ−グルタミン酸を０．１ｇ／ｌ、ホウ酸を０ｇ／ｌ、塩化ナトリウムを０．５ｇ／ｌ、電流密度を３０ｍＡ／ｃｍ^２とした。

また、各試料において、メッキ浴の温度を３０℃とし、またパルス電流のデューティ比を１０％とし、またメッキ形成時間を３０分とした。なお、これら条件は下記の実験、全てに共通させている。

なお、図８に示す検出結果は、オージェ電子分光分析法（ＡＥＳ）による検出結果を示している。図８に示す検出に用いた機器は、日本電子株式会社製 ＪＡＭＰ−７８３０Ｆである。分析条件としては、加速電圧を１０ｋＶとした。また各軽元素の感度係数はオージェ電子分光分析装置に設定されている設定値を使用した。図８の組成比はＣｏ、Ｆｅ、Ｎ、Ｏ、Ｃ、Ｓ、Ｃｌ、Ｂの組成比の総和を１００ａｔ％としたときの値である。

図８に示すように、比較例１では飽和磁束密度Ｂｓが２．４５Ｔと大きな値であるが、メッキ浴に酢酸が添加されているため、メッキ浴中からの酢酸の揮発によるメッキ浴の経時変化が激しく安定性に劣るとともに、揮発した酢酸によって作業環境が汚染される。比較例１の軟磁性膜を形成する際に使用したメッキ浴の経時変化についての実験結果は後記する。

図８に示すように、比較例２はＮとＯの他にＣが含有されている。しかし図８に示すように、前記比較例２ではＣの含有量が３．０ａｔ％と非常に大きいことから、飽和磁束密度Ｂｓが２．１１Ｔと小さな値になっている。

また比較例１と比較して比較例２では、ホウ酸と塩化ナトリウムを添加していないため、Ｏの検出量が増えてしまっていることが判る。

図８に示すように比較例３では、ＮとＯの他にＢ（ホウ素）が含有されている。したがって、飽和磁束密度Ｂｓが２．２８Ｔと小さな値になっている。

図８に示すように比較例４では、ＮとＯのみが含有されているが、飽和磁束密度Ｂｓが２．１８Ｔと小さな値になっている。これは、塩化ナトリウム添加による不均一結晶の形成が見られ、それによる飽和磁束密度Ｂｓの低下によるものと考えられる。

これに対し実施例では図８に示すように、ＮとＯのみが含有されており、しかも飽和磁束密度Ｂｓが２．４５Ｔと非常に大きな値となっていることが判る。

図９は、本実施形態に係るメッキ浴を用いて形成した軟磁性膜について、軟磁性膜中のＦｅ量と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示したグラフである。図１０は、メッキ浴中のＦｅ濃度、軟磁性膜中のＦｅ組成及び飽和磁束密度Ｂｓを示す表である。この際のメッキ条件として、メッキ浴中に添加したＬ−グルタミン酸量を０．３７ｇ／ｌ、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムを０．０３５ｇ／ｌ、電流密度を３０ｍＡ／ｃｍ^２とした。また、ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを１２．４５〜２４．９０ｇ／ｌ、ＣｏＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを１．４３〜４．７７ｇ／ｌとした。Ｆｅの組成比（ｗｔ％）は、上記したオージェ電子分光分析法（ＡＥＳ）で測定した。Ｆｅ及びＣｏを足した合計の組成比が１００ｗｔ％である。また図１０に示すＦｅの組成比（ａｔ％）は、Ｆｅの組成比（ｗｔ％）から換算した値である。よって図１０に示すＦｅの組成比（ａｔ％）は、ＦｅとＣｏを足した合計組成比（１００ａｔ％）に対する値である。

図９に示すように、上記した本実施形態のメッキ浴を用いて軟磁性膜をメッキ形成すると、ＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加され、Ｆｅの組成比が６５．５ｗｔ％以上７４ｗｔ％以下と非常に大きなＦｅ含有率の軟磁性膜をメッキ形成できることがわかった。また、本実施形態に係るメッキ浴でメッキ形成した軟磁性膜のＦｅの組成比を６５．５ｗｔ％以上７４ｗｔ％以下の範囲内とすると、軟磁性膜の磁束密度Ｂｓを２．３９Ｔ以上にできることが判った。また、本実施形態に係るメッキ浴を用いてメッキ形成した軟磁性膜のＦｅ量を６６ｗｔ％以上７３ｗｔ％以下の範囲内とすると、飽和磁束密度Ｂｓを２．４２Ｔ以上と極めて大きくできることが判った。

図１１は、本実施形態に係る前記メッキ浴に添加するＬ−グルタミン酸およびベンゼンスルフィン酸ナトリウムの各添加量と、飽和磁束密度Ｂｓとを示す表である。

ここで、本実施形態に係るメッキ浴の組成比は、ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを１２．４５ｇ／ｌ、ＣｏＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏを１．４３１ｇ／ｌに、図１１に示す量のベンゼンスルフィン酸ナトリウムとＬ−グルタミン酸を添加した。なお軟磁性膜を形成するためのメッキ条件として電流密度を３０ｍＡ／ｃｍ^２とした。

図１１に示すように、前記Ｌ−グルタミン酸を０．１０ｇ／ｌ以上０．５０ｇ／ｌ以下の範囲内で添加すると、飽和磁束密度Ｂｓは２．４２Ｔ以上２．４８Ｔ以下と非常に大きくすることができることが判った。

また図１１に示すように、前記ベンゼンスルフィン酸ナトリウムを０．０１ｇ／ｌ以上０．１ｇ／ｌ以下の範囲内で添加すると、飽和磁束密度Ｂｓを２．４２Ｔ以上２．４８Ｔ以下と非常に大きくすることができることが判った。

図１２は従来の前記メッキ浴で形成した軟磁性膜を比較例５ないし１０とし、この比較例５ないし１０の飽和磁束密度Ｂｓを測定した結果を示す表である。

図１２に示す表のうち、左側に示す表は従来のメッキ浴の組成である。メッキ浴の組成はメッキ浴１と２の２種類で測定を行った。メッキ条件としての電流密度を３０ｍＡ／ｃｍ^２とした。

また右側に示す表は、建浴直後のメッキ浴でメッキ形成した比較例５および８、建浴後に４８時間放置したメッキ浴でメッキ形成した比較例６および９、建浴後４８時間放置後のメッキ浴によって５μｍ厚の軟磁性膜をメッキ形成した後のメッキ浴でメッキ形成した比較例７および１０のそれぞれについて、飽和磁束密度Ｂｓを測定し、この飽和磁束密度Ｂｓの変化から、メッキ浴の経時変化を調べたものである。

なお、比較例５、６および７は従来のメッキ浴１でメッキ形成した軟磁性膜、比較例８、９および１０は従来のメッキ浴２でメッキ形成した軟磁性膜である。

まずメッキ浴１について、建浴した直後のメッキ浴でメッキ形成した比較例５と、４８時間放置したメッキ浴でメッキ形成した比較例６とを比較すると、４８時間放置後のメッキ浴でメッキ形成した比較例６の方が飽和磁束密度Ｂｓが小さくなっている。そして、４８時間放置後のメッキ浴でメッキ形成した比較例６と、４８時間放置後のメッキ浴によって５μｍ厚の軟磁性膜をメッキ形成した後のメッキ浴でメッキ形成した比較例７とを比較すると、比較例７の方は飽和磁束密度Ｂｓが測定不能まで低下している。

またメッキ浴２について、建浴した直後のメッキ浴でメッキ形成した比較例８と、４８時間放置後のメッキ浴によって５μｍ厚の軟磁性膜をメッキ形成した後のメッキ浴でメッキ形成した比較例１０とを比較すると、比較例１０の方が飽和磁束密度Ｂｓが小さくなっている。

以上のように、従来のメッキ浴では、メッキ浴の経時変化による軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓが低下することが判った。

これは、メッキ浴に添加された酢酸の揮発が進み、メッキ浴の緩衝作用が減少するためと考えられる。

図１３は図１３の左側に示す表のメッキ浴の組成（上記した実施例１の軟磁性膜をメッキ形成する際に使用したメッキ浴と同じ）でメッキ形成した軟磁性膜を実施例２ないし４とし、この実施例２ないし４の飽和磁束密度Ｂｓを測定した結果を示す表である。

図１３の右側に示す表は、建浴直後のメッキ浴でメッキ形成した実施例２、建浴後に４８時間放置したメッキ浴でメッキ形成した実施例３、建浴後４８時間放置後のメッキ浴によって５μｍ厚の軟磁性膜をメッキ形成した後のメッキ浴でメッキ形成した実施例４のそれぞれについて、飽和磁束密度Ｂｓを測定し、この飽和磁束密度Ｂｓの変化から、メッキ浴の経時変化を調べたものである。

図１３に示すように、建浴した直後のメッキ浴でメッキ形成した実施例２と、４８時間放置したメッキ浴でメッキ形成した実施例３と比較すると、飽和磁束密度Ｂｓには全く変化（減少傾向）がみられなかった。そして、４８時間放置後のメッキ浴でメッキ形成した実施例３と、４８時間放置後のメッキ浴によって５μｍ厚の軟磁性膜をメッキ形成した後のメッキ浴でメッキ形成した実施例４とを比較すると、飽和磁束密度Ｂｓは全く変化（減少傾向）がみられなかった。図１３に示すように、飽和磁束密度Ｂｓについて、前記実施例２と実施例４とでも変化（減少傾向）がみられないため、本実施形態のメッキ浴は経時変化が少なく、非常に安定性の高いものであることが判った。

これは、本実施形態のメッキ浴には、酢酸などの揮発性が非常に高い材料が添加されていないことから、メッキ浴の浴組成変化が非常に少ないため、メッキ浴の緩衝作用が所定時間経過後にも維持され易いためと考えられる。

図１４は、前記従来のメッキ浴の浴組成に対しホウ酸を含有しないメッキ浴（ホウ酸無添加メッキ浴）を形成し、このメッキ浴によってメッキ形成した軟磁性膜（図８に示す比較例２）の飽和磁束密度Ｂｓを示した表である。

図１４に示す表のうち、左側に示す表は前記ホウ酸無添加メッキ浴の組成である。
また右側に示す表は、ホウ酸無添加メッキ浴で形成した比較例２の飽和磁束密度Ｂｓの測定結果である。

図１４に示すように、前記比較例２では、飽和磁束密度Ｂｓが２．１１Ｔと低い値になっている。このことから、酢酸が添加された従来のメッキ浴では、ホウ酸を添加しないと飽和磁束密度Ｂｓを大きくできないことが判った。これは、ｐＫａが４．７８の酢酸のみでは緩衝作用が不十分であり、ｐＫａが９．２４のホウ酸を添加することによって、初めて高飽和磁束密度Ｂｓを実現できるからであると考えられる。

一方、本実施形態に係るメッキ浴では図１３に示すように、ホウ酸が添加されなくても、形成された軟磁性膜（実施例２ないし４）の飽和磁束密度Ｂｓを２．４８Ｔと大きくできることが判った。

図１５はベンゼンスルフィン酸ナトリウムとＬ−グルタミン酸を添加したメッキ浴にホウ酸を添加してメッキ浴（ホウ酸添加メッキ浴）を形成し、このホウ酸添加メッキ浴でメッキ形成した軟磁性膜（図８に示す比較例３）の飽和磁束密度Ｂｓを示した表である。

図１５に示す表のうち、左側に示す表は前記ホウ酸添加メッキ浴の組成である。
また右側に示す表は、ホウ酸添加メッキ浴で形成した比較例３の飽和磁束密度Ｂｓの測定結果である。

図１５に示すように、前記比較例３では、飽和磁束密度Ｂｓが２．２８Ｔと低い値になっている。

一方、図１３に示すように、ホウ酸が添加されていない本実施形態に係るメッキ浴では、メッキ形成された軟磁性膜（実施例２ないし４）の飽和磁束密度Ｂｓを２．４８Ｔと大きくできることが判った。

このことから、酢酸を添加せず、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム及びＬ−グルタミン酸を添加したメッキ浴であっても、さらにホウ酸を添加すると飽和磁束密度Ｂｓが小さくなってしまうことが判った。これは、メッキ形成された軟磁性膜中にＢが含有されてしまうためと考えられる。

図１６は、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムとＬ−グルタミン酸を添加したメッキ浴にＮａＣｌを添加してメッキ浴（塩化ナトリウム添加メッキ浴）を形成し、この塩化ナトリウム添加メッキ浴でメッキ形成した軟磁性膜（図８に示す比較例４）の飽和磁束密度Ｂｓを示した表である。

図１６に示す表のうち、左側に示す表は前記塩化ナトリウム添加メッキ浴の組成である。

また右側に示す表は、塩化ナトリウム添加メッキ浴でメッキ形成した比較例４の飽和磁束密度Ｂｓの測定結果である。

図１６に示すように、前記比較例４では、飽和磁束密度Ｂｓが２．１８Ｔと低い値になっている。

一方、図１３に示すように、塩化ナトリウムが添加されていない本実施形態に係るメッキ浴では、形成された軟磁性膜（実施例２ないし４）の飽和磁束密度Ｂｓを２．４８Ｔと大きくできることが判った。

このことから、酢酸及びホウ酸を添加せず、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム及びＬ−グルタミン酸を添加したメッキ浴であっても、さらに塩化ナトリウムを添加すると飽和磁束密度Ｂｓが小さくなってしまうことが判った。これは、塩化ナトリウム添加による不均一結晶の形成が見られ、それによる飽和磁束密度Ｂｓの低下によるものと考えられる。

以上から、Ｆｅ塩の水溶液と、Ｃｏ塩の水溶液と、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムと、Ｌ−グルタミン酸のみからなるメッキ浴を形成することで、ＣｏＦｅメッキ膜中に不純物元素としてＮ及びＯのみが添加されてなり、２．３９Ｔ以上、好ましくは２．４２Ｔ以上の高飽和磁束密度を有する軟磁性膜をメッキ形成できることがわかった。

次に、図１２に示す従来のメッキ浴１及びメッキ浴２を用いて、また、図１３に示す本実施形態のメッキ浴を用いて、夫々、直径が３インチの基板上に軟磁性膜をメッキ形成した。

そして各軟磁性膜の膜厚方向からの断面状態を集束イオンビーム加工観察装置（ＦＩＢ−ＳＩＭ（ＳＩＩ製 型式ＳＭＩ−９８００９）にて観察した。なお実験では、Ｇａ（ガリウム）のイオンビームを使用し、また加速電圧を３０ｋＶとした。

図１７は、従来のメッキ浴２によりメッキ形成された軟磁性膜のＳＩＭ像、図１８は、本実施形態のメッキ浴によりメッキ形成された軟磁性膜のＳＩＭ像である。

接触式表面粗さ測定器により表面粗さＲａを測定したところ、従来のメッキ浴１によりメッキ形成された軟磁性膜、従来のメッキ浴２によりメッキ形成された軟磁性膜、及び本実施形態のメッキ浴によりメッキ形成された軟磁性膜のいずれにおいても、前記表面粗さＲａは９〜１１Åの範囲内となり、さほど変わらなかった。このように、本実施形態のメッキ浴でも従来のメッキ浴でもメッキ形成された軟磁性膜の表面粗さＲａがさほど変わらないのは、直径が３インチの基板上の広い範囲にわたって形成された軟磁性膜の表面粗さＲａを測定したものであること、また測定誤差によると考えられる。しかし、前記軟磁性膜をメッキ形成する記録ヘッドでの形成領域は非常に狭い狭小空間なので、次には、そのような狭小空間にメッキ形成される軟磁性膜の状態を測定した。

図１９（ａ）は、幅が０．５μｍ、高さが１．０μｍの狭小空間内に、上記した従来のメッキ浴２を用いて軟磁性膜をメッキ形成し、前記軟磁性膜の断面状態を集束イオンビーム加工観察装置（ＦＩＢ−ＳＩＭ（ＳＩＩ製 型式ＳＭＩ−９８００９）にて観察したＳＩＭ像である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）の模式図である。

図２０（ａ）は、幅が０．５μｍ、高さが１．０μｍの狭小空間内に、上記した本実施形態のメッキ浴組成を用いて軟磁性膜をメッキ形成し、前記軟磁性膜の断面状態を集束イオンビーム加工観察装置（ＦＩＢ−ＳＩＭ（ＳＩＩ製 型式ＳＭＩ−９８００９）にて観察したＳＩＭ像である。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）の模式図である。

図１９に示すように、従来のメッキ浴２でメッキ形成された軟磁性膜の結晶は膜厚方向に向かって柱状晶となっていることがわかった。特に、幅が０．５μｍ、高さが１．０μｍの狭小空間では、下面から上面にまで貫く柱状晶が形成されており、微細結晶化しておらず、前記軟磁性膜の表面は非常に大きな凹凸形状となっていることがわかった。

一方、図２０に示すように、本実施形態のメッキ浴で形成された軟磁性膜の結晶は微細結晶化し、幅が０．５μｍ、高さが１．０μｍの狭小空間において、幅方向のどの部位においても膜厚方向に見たときに複数の結晶が存在し、且つ膜厚方向のどの部位においても幅方向に見たときに複数の結晶が存在した緻密な膜構造となっており、前記軟磁性膜の表面は、図１９に比して平坦化面に近いことがわかった。

図１９、図２０における軟磁性膜の平均結晶粒径を、ＳＩＭ像断面に現れる１０個の結晶粒をランダムに選んで、トラック幅方向（Ｘ方向）の長さ寸法、及び高さ方向（Ｚ方向）の長さ寸法をそれぞれ測定し、各長さ寸法を平均して求めた。その結果を、図２１に示す。

図２１に示すように、図１９の従来例での軟磁性膜の平均結晶粒径は０．１μｍよりも大きく、図２０での実施例での軟磁性膜の平均結晶粒径は、０．１μｍ以下であることがわかった。

なおＳＩＭ像断面に１０個以上の結晶粒が現れていない場合は、前記ＳＩＭ像断面に現れる全ての結晶粒に対して上記した測定を行い平均結晶粒径を求める。

第１実施形態の薄膜磁気ヘッドの部分正面図、 図１の縦断面図、 第２実施形態の薄膜磁気ヘッドの部分縦断面図、 第３実施形態の薄膜磁気ヘッドを示す部分縦断面図、 図４に示す磁気ヘッドの正面図、 図４に示す磁気ヘッドの部分平面図、 Ｌ−グルタミン酸、酢酸、ホウ酸のｐＫａを示す表、 実施例、および比較例の軟磁性膜について、膜中に含有される検出元素の種類と組成比、および飽和磁束密度Ｂｓの測定結果、 本実施形態の軟磁性膜中のＦｅ量と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示したグラフ、 メッキ浴中のＦｅ濃度、軟磁性膜中のＦｅ組成及び飽和磁束密度Ｂｓを示す表、 本実施形態の製造方法で用いるメッキ浴に添加するＬ−グルタミン酸およびベンゼンスルフィン酸ナトリウムの各添加量と、飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示す表、メッキ浴中のＦｅ濃度、軟磁性膜中のＦｅ組成及び飽和磁束密度Ｂｓを示す表である。 従来の製造方法で用いるメッキ浴で形成した軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓの測定結果を示す表、 本実施形態の製造方法で用いるメッキ浴で形成した軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓの測定結果を示す表、 従来の製造方法で用いるメッキ浴の浴組成に対しホウ酸を含有しないメッキ浴で形成した軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓを示した表、 本実施形態の製造方法で用いるメッキ浴にホウ酸を添加したメッキ浴で形成した軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓを示した表、 本実施形態の製造方法で用いられるメッキ浴にＮａＣｌを添加したメッキ浴で形成した軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓを示した表、 直径が３インチの基板上に、従来のメッキ浴にてメッキ形成された軟磁性膜の膜厚方向からの断面状態を集束イオンビーム加工観察装置にて観察した際のＳＩＭ像、 直径が３インチの基板上に、本実施形態のメッキ浴にてメッキ形成された軟磁性膜の膜厚方向からの断面状態を集束イオンビーム加工観察装置にて観察した際のＳＩＭ像、 （ａ）は、幅が０．５μｍ、高さが１．０μｍの狭小空間内に、従来のメッキ浴組成を用いて軟磁性膜をメッキ形成し、前記軟磁性膜の断面状態を集束イオンビーム加工観察装置にて観察したＳＩＭ像であり、（ｂ）は、（ａ）の模式図、 （ａ）は、幅が０．５μｍ、高さが１．０μｍの狭小空間内に、本実施形態のメッキ浴組成を用いて軟磁性膜をメッキ形成し、前記軟磁性膜の断面状態を集束イオンビーム加工観察装置にて観察したＳＩＭ像であり、（ｂ）は、（ａ）の模式図、 図１９及び図２０の各軟磁性膜のＳＩＭ像断面に現れる１０個の結晶粒の粒径、及びその平均値の表、

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 磁極部
１９ 下部磁極層
２０ ギャップ層
２１ 上部磁極層
２２、４６ 上部コア層
４１ 磁気ギャップ層
１１０ 主磁極層
１１６ リターンパス層

Claims (20)

1. ＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯのみが添加されてなり、飽和磁束密度Ｂｓが２．３９Ｔ以上であることを特徴とする軟磁性膜。
2. Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ及びＯの組成比の総和を１００ａｔ％としたときに、前記Ｎの組成比が０ａｔ％より大きく４．２ａｔ％以下の範囲内である請求項１記載の軟磁性膜。
3. Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ及びＯの組成比の総和を１００ａｔ％としたときに、前記Ｏの組成比が０ａｔ％より大きく１０．８ａｔ％以下の範囲内である請求項１または２に記載の軟磁性膜。
4. ＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯのみが添加されてなり、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ及びＯの組成比の総和を１００ａｔ％としたときに、前記Ｎの組成比が０ａｔ％より大きく４．２ａｔ％以下の範囲内であり、前記Ｏの組成比が０ａｔ％より大きく１０．８ａｔ％以下の範囲内であることを特徴とする軟磁性膜。
5. 平均結晶粒径が、０．１μｍ以下の微細結晶構造である請求項１ないし４のいずれかに記載の軟磁性膜。
6. Ｃｏ及びＦｅの総和を１００ｗｔ％としたときに、前記Ｆｅの組成比は、６５．５ｗｔ％以上７４ｗｔ％以下の範囲内である請求項１ないし５のいずれかに記載の軟磁性膜。
7. 前記Ｆｅの組成比は、６６ｗｔ％以上７３ｗｔ％以下の範囲内である請求項６記載の軟磁性膜。
8. 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、記録媒体との対向面でトラック幅Ｔｗを規制する磁極部とを有する面内磁気記録方式の記録ヘッドであり、
   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、あるいは、前記下部磁極層、または、前記上部磁極層及び前記下部磁極層は、請求項１ないし７のいずれかに記載された軟磁性膜によりメッキ形成されていることを特徴とする記録ヘッド。
9. 前記トラック幅Ｔｗは、０．０５〜０．５μｍで、前記上部磁極層の膜厚は０．１〜５．０μｍの範囲、前記下部磁極層の膜厚は、０．１〜５．０μｍの範囲であり、前記下部磁極層、あるいは、前記上部磁極層、または、前記上部磁極層及び前記下部磁極層は、トラック幅Ｔｗのどの部位においても、膜厚方向に見たときに、複数の結晶が存在している請求項８記載の記録ヘッド。
10. 少なくとも主磁極層を含む垂直磁気記録方式の記録ヘッドであり、前記主磁極層の記録媒体との対向面でトラック幅Ｔｗが規制され、前記主磁極層は、請求項１ないし７のいずれかに記載された軟磁性膜によりメッキ形成されていることを特徴とする記録ヘッド。
11. 前記トラック幅Ｔｗは、０．１〜１．０μｍで、前記主磁極層の膜厚は０．１〜２．０μｍの範囲であり、前記主磁極層は、トラック幅Ｔｗのどの部位においても、膜厚方向に見たときに、複数の結晶が存在している請求項１０記載の記録ヘッド。
12. 前記膜厚方向のどの部位においても、前記トラック幅Ｔｗ方向に見たときに、複数の結晶が存在している請求項９または１１に記載の記録ヘッド。
13. Ｆｅ塩の水溶液と、Ｃｏ塩の水溶液と、ベンゼンスルフィン酸ナトリウムと、Ｌ−グルタミン酸のみからなるメッキ浴を用いて、ＣｏＦｅメッキ膜中に、不純物元素としてＮとＯのみが添加された軟磁性膜をメッキ形成することを特徴とする軟磁性膜の製造方法。
14. 前記メッキ浴中に、前記ベンゼンスルフィン酸ナトリウムを０．０１ｇ／ｌ以上０．１０ｇ／ｌ以下の範囲内で添加する請求項１３記載の軟磁性膜の製造方法。
15. 前記メッキ浴中に、前記Ｌ−グルタミン酸を０．１ｇ／ｌ以上０．５ｇ／ｌ以下の範囲内で添加する請求項１３または１４記載の軟磁性膜の製造方法。
16. 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、記録媒体との対向面でトラック幅Ｔｗを規制する磁極部とを有する面内磁気記録方式の記録ヘッドの製造方法において、
    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を、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、
    このとき前記上部磁極層、あるいは、前記下部磁極層、または、前記上部磁極層及び前記下部磁極層を、請求項１３ないし１５のいずれかに記載された製造方法による軟磁性膜でメッキ形成することを特徴とする記録ヘッドの製造方法。
17. 前記磁極部のメッキ形成工程では、前記対向面において、前記磁極部をメッキ形成するための狭小空間を有するフレームを形成し、前記狭小空間では、前記トラック幅Ｔｗを、０．０５〜０．５μｍ、前記上部磁極層の膜厚を０．１〜５．０μｍの範囲、前記下部磁極層の膜厚を０．１〜５．０μｍの範囲内に規制しており、
    前記狭小空間内に、前記メッキ浴を用いて、平均結晶粒径が０．１μｍ以下の微細結晶構造で、且つ、前記トラック幅Ｔｗのどの部位においても、膜厚方向に見たときに、複数の結晶が存在する前記上部磁極層、あるいは、前記下部磁極層、または、前記上部磁極層及び前記下部磁極層をメッキ形成する請求項１６記載の記録ヘッドの製造方法。
18. 記録媒体との対向面でトラック幅Ｔｗを規制する主磁極層を含む垂直磁気記録方式の記録ヘッドの製造方法において、
    前記主磁極層を、請求項１３ないし１５のいずれかに記載された製造方法による軟磁性膜でメッキ形成することを特徴とする記録ヘッドの製造方法。
19. 前記主磁極層のメッキ形成工程では、前記対向面において、前記主磁極層をメッキ形成するための狭小空間を有するフレームを形成し、前記狭小空間では、前記トラック幅Ｔｗを、０．１〜１．０μｍ、前記主磁極層の膜厚を０．１〜２．０μｍの範囲に規制しており、
    前記狭小空間内に、前記メッキ浴を用いて、平均結晶粒径が１μｍ以下の微細結晶構造で、且つ、前記トラック幅Ｔｗのどの部位においても、膜厚方向に見たときに、複数の結晶が存在する前記主磁極層をメッキ形成する請求項１８記載の記録ヘッドの製造方法。
20. 前記軟磁性膜によってメッキ形成された前記下部磁極層、前記上部磁極層、あるいは前記主磁極層は、膜厚方向のどの部位においても、トラック幅Ｔｗ方向に見たときに、複数の結晶が存在している請求項１７または１９に記載の記録ヘッドの製造方法。

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