JP2821456B1 - コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜とその製造方法，及びそれを用いた複合型薄膜磁気ヘッドと磁気記憶装置 - Google Patents
コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜とその製造方法，及びそれを用いた複合型薄膜磁気ヘッドと磁気記憶装置Info
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- Power Engineering (AREA)
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Abstract
【要約】
【課題】 保磁力および磁歪定数が小さく，かつ２０，
０００Ｇ以上の飽和磁束密度をもつ軟磁性膜として，コ
バルト・鉄・ニッケル磁性薄膜とその製造方法，及びそ
れを用いた複合型薄膜磁気ヘッドと磁気記憶装置とを提
供する。 【解決手段】 上部磁性層２及び下部磁性層３又は上シ
ールド層３´を形成するコバルト・鉄・ニッケル磁性薄
膜は，コバルト含有量が４０〜７０重量％，鉄含有量が
２０〜４０重量％，およびニッケル含有量が１０〜２０
重量％であり，体心立方構造のγ相と面心立方構造のα
相の混晶である結晶構造を有する。また，これらコバル
ト・鉄・ニッケル磁性薄膜は，コバルト含有量が４０〜
７０重量％，鉄含有量が２０〜４０重量％，およびニッ
ケル含有量が１０〜２０重量％であり，前記コバルト・
鉄・ニッケル磁性薄膜９，１０が，体心立方構造のγ相
と面心立方構造のα相の混晶となる付近での，Ｘ線回折
又は電子線回折により（１１１）面，（２００）面，及
び（２２０）面からの回折が観測される実質的に面心立
方構造を有する。
０００Ｇ以上の飽和磁束密度をもつ軟磁性膜として，コ
バルト・鉄・ニッケル磁性薄膜とその製造方法，及びそ
れを用いた複合型薄膜磁気ヘッドと磁気記憶装置とを提
供する。 【解決手段】 上部磁性層２及び下部磁性層３又は上シ
ールド層３´を形成するコバルト・鉄・ニッケル磁性薄
膜は，コバルト含有量が４０〜７０重量％，鉄含有量が
２０〜４０重量％，およびニッケル含有量が１０〜２０
重量％であり，体心立方構造のγ相と面心立方構造のα
相の混晶である結晶構造を有する。また，これらコバル
ト・鉄・ニッケル磁性薄膜は，コバルト含有量が４０〜
７０重量％，鉄含有量が２０〜４０重量％，およびニッ
ケル含有量が１０〜２０重量％であり，前記コバルト・
鉄・ニッケル磁性薄膜９，１０が，体心立方構造のγ相
と面心立方構造のα相の混晶となる付近での，Ｘ線回折
又は電子線回折により（１１１）面，（２００）面，及
び（２２０）面からの回折が観測される実質的に面心立
方構造を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，磁気記憶装置用複
合型薄膜磁気ヘッドの磁極材料とその製造方法，並びに
磁気記憶装置用複合型薄膜磁気ヘッドとそれを用いた磁
気記憶装置に関する。
合型薄膜磁気ヘッドの磁極材料とその製造方法，並びに
磁気記憶装置用複合型薄膜磁気ヘッドとそれを用いた磁
気記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置に搭載させる磁気ヘッ
ドにおいては，高密度な磁気記録を行うため，ますます
強くかつ急峻な書き込み磁界を発生する必要が生じてい
る。
ドにおいては，高密度な磁気記録を行うため，ますます
強くかつ急峻な書き込み磁界を発生する必要が生じてい
る。
【０００３】近年では，再生用の磁気抵抗効果素子と記
録用のインダクティブヘッド素子を有する複合型薄膜磁
気ヘッドが，再生と記録に各々の素子を最適化できるた
めの主力になっている。
録用のインダクティブヘッド素子を有する複合型薄膜磁
気ヘッドが，再生と記録に各々の素子を最適化できるた
めの主力になっている。
【０００４】書き込み磁界を強くするためには，インダ
クティブヘッド素子の上部磁性層，あるいは上部磁性層
と下部磁性層の材料は，飽和磁束密度の高い磁性材料で
なければならない。また，この磁性材料は，書き込みコ
イルに電流を流すことで容易に励磁される必要があり，
そのためには保磁力が小さく，透磁率の高い磁性材料，
すなわち良好な軟磁性材料である必要がある。
クティブヘッド素子の上部磁性層，あるいは上部磁性層
と下部磁性層の材料は，飽和磁束密度の高い磁性材料で
なければならない。また，この磁性材料は，書き込みコ
イルに電流を流すことで容易に励磁される必要があり，
そのためには保磁力が小さく，透磁率の高い磁性材料，
すなわち良好な軟磁性材料である必要がある。
【０００５】上記インダクティブヘッド素子の上部磁性
層および下部磁性層の磁性材料として従来よく用いられ
てきたのは，パーマロイ（商標）と呼ばれるニッケル・
鉄合金膜のうち，磁歪定数が零に近いニッケル含有量８
２％程度の領域のものであった。この領域のパーマロイ
を以下８２パーマロイと呼ぶ。この８２パーマロイの飽
和磁束密度は９．０００〜１００００Ｇ（ガウス）程度
であるが，これより飽和磁束密度の高い良好な軟磁性材
料を用いれば，書き込み磁界がより強くて急峻な磁気ヘ
ッドを作ことができる。
層および下部磁性層の磁性材料として従来よく用いられ
てきたのは，パーマロイ（商標）と呼ばれるニッケル・
鉄合金膜のうち，磁歪定数が零に近いニッケル含有量８
２％程度の領域のものであった。この領域のパーマロイ
を以下８２パーマロイと呼ぶ。この８２パーマロイの飽
和磁束密度は９．０００〜１００００Ｇ（ガウス）程度
であるが，これより飽和磁束密度の高い良好な軟磁性材
料を用いれば，書き込み磁界がより強くて急峻な磁気ヘ
ッドを作ことができる。
【０００６】８２パーマロイ以上の飽和磁束密度を持っ
た磁気ヘッド用軟質磁性材料として，これまで種々の材
料が提案されている。特にコバルト・鉄・ニッケル三元
系合金膜は保磁力，磁歪定数が小さく，さらに１４００
０Ｇ以上の飽和磁束密度が得られることから，その組成
および添加材について検討がなされている。
た磁気ヘッド用軟質磁性材料として，これまで種々の材
料が提案されている。特にコバルト・鉄・ニッケル三元
系合金膜は保磁力，磁歪定数が小さく，さらに１４００
０Ｇ以上の飽和磁束密度が得られることから，その組成
および添加材について検討がなされている。
【０００７】例えば，特開平５−２０３１７号公報に
は，コバルトが６０〜９０重量％，鉄が３〜９重量％ニ
ッケルが５〜１５重量％であるコバルト・鉄・ニッケル
膜を用いた薄膜磁気ヘッドが提案されている。
は，コバルトが６０〜９０重量％，鉄が３〜９重量％ニ
ッケルが５〜１５重量％であるコバルト・鉄・ニッケル
膜を用いた薄膜磁気ヘッドが提案されている。
【０００８】また，特開平８−２４１５０３号公報に
は，コバルトが６０〜８０重量％，鉄が８〜２５重量％
ニッケルが１５〜２５重量％であるコバルト・鉄・ニッ
ケル膜を用いた薄膜磁気ヘッドが提案されている。
は，コバルトが６０〜８０重量％，鉄が８〜２５重量％
ニッケルが１５〜２５重量％であるコバルト・鉄・ニッ
ケル膜を用いた薄膜磁気ヘッドが提案されている。
【０００９】また，特開平８−３２１０１０号公報に
は，コバルトが６０〜７５重量％，鉄が３〜９重量％ニ
ッケルが１７〜２５重量％であるコバルト・鉄・ニッケ
ル膜を用いた薄膜磁気ヘッドが提案されている。
は，コバルトが６０〜７５重量％，鉄が３〜９重量％ニ
ッケルが１７〜２５重量％であるコバルト・鉄・ニッケ
ル膜を用いた薄膜磁気ヘッドが提案されている。
【００１０】図６は従来において知られている方法で作
製したコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜の結晶層
を示す図である。この時のめっき浴の組成および製造と
実験の一例を下記表１に示す。
製したコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜の結晶層
を示す図である。この時のめっき浴の組成および製造と
実験の一例を下記表１に示す。
【００１１】
【表１】 この例に見られるように，従来この種のめっき浴におい
ては，めっき膜の剥離を防ぐために応力緩和のための添
加剤が含まれている。応力緩和のための添加剤としては
サッカリンナトリウムなどイオウを含む有機物が多く用
いられている。このような添加剤は，有機物中のイオウ
がめっき膜中に硫化物の形で取り込まれて，引っ張り応
力を緩和している。めっき膜中のイオウ不純物の濃度は
０．１重量％〜１重量％程度である。
ては，めっき膜の剥離を防ぐために応力緩和のための添
加剤が含まれている。応力緩和のための添加剤としては
サッカリンナトリウムなどイオウを含む有機物が多く用
いられている。このような添加剤は，有機物中のイオウ
がめっき膜中に硫化物の形で取り込まれて，引っ張り応
力を緩和している。めっき膜中のイオウ不純物の濃度は
０．１重量％〜１重量％程度である。
【００１２】上記表１の条件で作製したコバルト・鉄・
ニッケル三元系合金薄膜の磁歪定数ゼロの曲線を図７に
示す。
ニッケル三元系合金薄膜の磁歪定数ゼロの曲線を図７に
示す。
【００１３】従来知られている方法で作製したコバルト
・鉄・ニッケル三元系合金薄膜において，磁歪定数ゼロ
が得られる組成は，ほぼコバルト９０重量％・鉄１０重
量％の点と，コバルト６０重量％・ニッケル４０重量％
を結ぶ線，およびコバルト６０重量％・ニッケル４０重
量％の点と，鉄１８重量％・ニッケル８２重量％の点を
結ぶ線の上にあり，図６に示すｆｃｃ（面心立方格子）
相とｂｃｃ（体心立方格子）相の混相になる曲線付近の
組成とは一致しない。
・鉄・ニッケル三元系合金薄膜において，磁歪定数ゼロ
が得られる組成は，ほぼコバルト９０重量％・鉄１０重
量％の点と，コバルト６０重量％・ニッケル４０重量％
を結ぶ線，およびコバルト６０重量％・ニッケル４０重
量％の点と，鉄１８重量％・ニッケル８２重量％の点を
結ぶ線の上にあり，図６に示すｆｃｃ（面心立方格子）
相とｂｃｃ（体心立方格子）相の混相になる曲線付近の
組成とは一致しない。
【００１４】上記表１の条件で作製したコバルト・鉄・
ニッケル三元系合金薄膜の保磁力の分布を図８に示す。
図８に示すように，保磁力が５エルステッド（Ｏｅ）以
下となるのは，ほぼ図６のｆｃｃ相とｂｃｃ相混相にな
る領域と，図７の磁歪定数ゼロの曲線で挟まれる領域で
ある。言い換えると，鉄含有量１５重量％〜５０重量％
程度の鉄・ニッケル二元合金から鉄含有量５重量％〜２
０重量程度の鉄・コバルト二元合金に向かって伸びる帯
状の領域の中に限定される。
ニッケル三元系合金薄膜の保磁力の分布を図８に示す。
図８に示すように，保磁力が５エルステッド（Ｏｅ）以
下となるのは，ほぼ図６のｆｃｃ相とｂｃｃ相混相にな
る領域と，図７の磁歪定数ゼロの曲線で挟まれる領域で
ある。言い換えると，鉄含有量１５重量％〜５０重量％
程度の鉄・ニッケル二元合金から鉄含有量５重量％〜２
０重量程度の鉄・コバルト二元合金に向かって伸びる帯
状の領域の中に限定される。
【００１５】先に挙げた従来の技術，特開平５−２６３
１７０号公報，特開平８−２４１５０３号公報，および
特開平８−３２１０１０号公報の組成は，いずれも上記
帯状の領域の中に入るものである。
１７０号公報，特開平８−２４１５０３号公報，および
特開平８−３２１０１０号公報の組成は，いずれも上記
帯状の領域の中に入るものである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上述のコバルト・鉄・
ニッケル膜は，いずれも鉄の含有量が２５重量％以下の
組成のものであり，これらの組成領域では，得られる膜
の飽和磁束密度は１４，０００〜１８，０００ガウス
（Ｇ）程度であり，これ以上の飽和磁束密度は実現でき
ない。
ニッケル膜は，いずれも鉄の含有量が２５重量％以下の
組成のものであり，これらの組成領域では，得られる膜
の飽和磁束密度は１４，０００〜１８，０００ガウス
（Ｇ）程度であり，これ以上の飽和磁束密度は実現でき
ない。
【００１７】高密度記録を可能にするためには，磁気ヘ
ッドのインダクティブヘッド素子に用いる磁性層にさら
に大きな飽和磁束密度を持つ材料を採用する必要があ
る。
ッドのインダクティブヘッド素子に用いる磁性層にさら
に大きな飽和磁束密度を持つ材料を採用する必要があ
る。
【００１８】本発明は，このような問題点を克服するた
めのものであり，その技術的課題は，保磁力および磁歪
定数が小さく，かつ２０，０００Ｇ以上の飽和磁束密度
をもつ軟磁性膜として，コバルト・鉄・ニッケル磁性薄
膜とその製造方法，及びそれを用いた複合型薄膜磁気ヘ
ッドと磁気記憶装置とを提供することにある。
めのものであり，その技術的課題は，保磁力および磁歪
定数が小さく，かつ２０，０００Ｇ以上の飽和磁束密度
をもつ軟磁性膜として，コバルト・鉄・ニッケル磁性薄
膜とその製造方法，及びそれを用いた複合型薄膜磁気ヘ
ッドと磁気記憶装置とを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】前記技術的課題を達成す
るために，本発明のコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜で
は，コバルト含有量が４０〜７０重量％，鉄含有量が２
０〜４０重量％，およびニッケル含有量が１０〜２０重
量％であり，体心立方構造のγ相と面心立方構造のα相
の混晶である結晶構造を有することを特徴とする。
るために，本発明のコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜で
は，コバルト含有量が４０〜７０重量％，鉄含有量が２
０〜４０重量％，およびニッケル含有量が１０〜２０重
量％であり，体心立方構造のγ相と面心立方構造のα相
の混晶である結晶構造を有することを特徴とする。
【００２０】また，本発明のコバルト・鉄・ニッケル磁
性薄膜では，コバルト含有量が４０〜７０重量％，鉄含
有量が２０〜４０重量％，およびニッケル含有量が１０
〜２０重量％であり，前記コバルト・鉄・ニッケル磁性
薄膜が体心立方構造のγ相と面心立方構造のα相の混晶
付近の組成において，面心立方構造（ｆｃｃ）を示し，
Ｘ線回折や電子線回折により（１１１）面，（２００）
面，及び（２２０）面の高次の回折まで観測されること
を特徴とする。
性薄膜では，コバルト含有量が４０〜７０重量％，鉄含
有量が２０〜４０重量％，およびニッケル含有量が１０
〜２０重量％であり，前記コバルト・鉄・ニッケル磁性
薄膜が体心立方構造のγ相と面心立方構造のα相の混晶
付近の組成において，面心立方構造（ｆｃｃ）を示し，
Ｘ線回折や電子線回折により（１１１）面，（２００）
面，及び（２２０）面の高次の回折まで観測されること
を特徴とする。
【００２１】また，本発明のコバルト・鉄・ニッケル磁
性薄膜では，前記コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜で
は，０．１重量％以下のイオウ含有量を有することを特
徴とする。
性薄膜では，前記コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜で
は，０．１重量％以下のイオウ含有量を有することを特
徴とする。
【００２２】また，本発明のコバルト・鉄・ニッケルの
磁性薄膜の製造方法では，有機添加剤として界面活性剤
のみを含むめっき浴を用いて，３〜２０ｍＡ／ｃｍ2 の
範囲の電流密度で電気めっきを行うことを特徴とする。
磁性薄膜の製造方法では，有機添加剤として界面活性剤
のみを含むめっき浴を用いて，３〜２０ｍＡ／ｃｍ2 の
範囲の電流密度で電気めっきを行うことを特徴とする。
【００２３】また，本発明のコバルト・鉄・ニッケルの
磁性薄膜製造方法では，前記記載のコバルト・鉄・ニッ
ケル磁性薄膜を成膜後１００〜３００℃の温度で熱処理
を行うことを特徴とする。
磁性薄膜製造方法では，前記記載のコバルト・鉄・ニッ
ケル磁性薄膜を成膜後１００〜３００℃の温度で熱処理
を行うことを特徴とする。
【００２４】また，本発明の再生用の磁気抵抗効果素子
と記録用のインダクティブヘッド素子を有する複合型磁
気ヘッドにおいて，前記インダクティブヘッド素子上部
磁極と下部磁極の全体または一部に前記のコバルト・鉄
・ニッケル磁性薄膜を配置することを特徴とする。
と記録用のインダクティブヘッド素子を有する複合型磁
気ヘッドにおいて，前記インダクティブヘッド素子上部
磁極と下部磁極の全体または一部に前記のコバルト・鉄
・ニッケル磁性薄膜を配置することを特徴とする。
【００２５】また，本発明の磁気記憶装置は，前記複合
型薄膜磁気ヘッドと，保磁力２５００エルステッド（Ｏ
ｅ）以上の高保磁力磁気記録媒体とを備えていることを
特徴とする。
型薄膜磁気ヘッドと，保磁力２５００エルステッド（Ｏ
ｅ）以上の高保磁力磁気記録媒体とを備えていることを
特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】図１は本発明の第１の実施の形態による複
合型薄膜磁気ヘッドの要部を示す断面図である。図１に
示すように，複合型薄膜磁気ヘッドは，インダクティブ
ヘッド素子を形成する上部磁性層２および下部磁性層３
にコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜を配置している。こ
のコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜は，絶縁層１，６上
にスパッタなどにより下地メッキを施した上に後述する
ように，電気めっきによって形成されている。
合型薄膜磁気ヘッドの要部を示す断面図である。図１に
示すように，複合型薄膜磁気ヘッドは，インダクティブ
ヘッド素子を形成する上部磁性層２および下部磁性層３
にコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜を配置している。こ
のコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜は，絶縁層１，６上
にスパッタなどにより下地メッキを施した上に後述する
ように，電気めっきによって形成されている。
【００２８】上部磁性層２および下部磁性層３の膜厚
は，うず電流による高周波での透磁率低下を避けるため
６μｍ以下であり，好ましくは３μｍ程度である。
は，うず電流による高周波での透磁率低下を避けるため
６μｍ以下であり，好ましくは３μｍ程度である。
【００２９】図１に示す複合型薄膜磁気ヘッドは，下部
磁性層３とギャップ層１が積層され，その上にパターニ
ングした絶縁層４と導体層からなる書き込みコイル５を
配置し，それらの上に上部磁性層２が積層されて成る記
録用ヘッドと，下シールド層８の上に２つのギャップ層
６に挟まれた磁気抵抗効果素子７を配置し，それらの上
に上シールド層３´が積層されて成る再生用ヘッドとか
らなる。本第１の実施の形態では，下部磁性層３と上シ
ールド層３´は同一のものである。ここで，下シールド
層８はアルミナ・チタンカーバイトからなる基板１３上
にスパッタ等により形成されたアルミナからなる被覆層
１２上に形成されている。さらに，上部磁性層２上は，
スパッタ等によって形成されたアルミナからなる被覆層
１１によって覆われている。
磁性層３とギャップ層１が積層され，その上にパターニ
ングした絶縁層４と導体層からなる書き込みコイル５を
配置し，それらの上に上部磁性層２が積層されて成る記
録用ヘッドと，下シールド層８の上に２つのギャップ層
６に挟まれた磁気抵抗効果素子７を配置し，それらの上
に上シールド層３´が積層されて成る再生用ヘッドとか
らなる。本第１の実施の形態では，下部磁性層３と上シ
ールド層３´は同一のものである。ここで，下シールド
層８はアルミナ・チタンカーバイトからなる基板１３上
にスパッタ等により形成されたアルミナからなる被覆層
１２上に形成されている。さらに，上部磁性層２上は，
スパッタ等によって形成されたアルミナからなる被覆層
１１によって覆われている。
【００３０】このように構成された複合薄膜磁気ヘッド
は，飽和磁束密度が高いコバルト・鉄・ニッケル三元系
合金薄膜を有する効果で，従来のヘッドに比べて高い書
き込み能力を持つ。飽和磁束密度の高い材料を上部磁性
層２と下部磁性層３に用いることで，これらの磁性層が
磁気的に過度に飽和することなく強い磁界強度および高
い磁界勾配を発生することができる。その結果，保磁力
の大きな磁気ディスク媒体に低ノイズで分解能の高い磁
気記録パターンを書き込むことができる。
は，飽和磁束密度が高いコバルト・鉄・ニッケル三元系
合金薄膜を有する効果で，従来のヘッドに比べて高い書
き込み能力を持つ。飽和磁束密度の高い材料を上部磁性
層２と下部磁性層３に用いることで，これらの磁性層が
磁気的に過度に飽和することなく強い磁界強度および高
い磁界勾配を発生することができる。その結果，保磁力
の大きな磁気ディスク媒体に低ノイズで分解能の高い磁
気記録パターンを書き込むことができる。
【００３１】ところで，従来の複合型薄膜磁気ヘッド
は，磁気デイスク表面とヘッドの隙間を平均で４０〜７
０ｎｍ程度にして，保磁力２，２００〜２，５００ Ｏ
ｅ程度の磁気ディスクに書き込みを行っていた。
は，磁気デイスク表面とヘッドの隙間を平均で４０〜７
０ｎｍ程度にして，保磁力２，２００〜２，５００ Ｏ
ｅ程度の磁気ディスクに書き込みを行っていた。
【００３２】本発明の複合型薄膜磁気ヘッドは，書き込
み能力が高いため，磁気ディスク表面とヘッドの隙間を
同等に保ちながら，２，５００ Ｏｅ以上の高い保磁力
を持つ磁気ディスク媒体と組み合わせることにより，よ
り記録密度の高い磁気ディスク装置を得ることができ
る。
み能力が高いため，磁気ディスク表面とヘッドの隙間を
同等に保ちながら，２，５００ Ｏｅ以上の高い保磁力
を持つ磁気ディスク媒体と組み合わせることにより，よ
り記録密度の高い磁気ディスク装置を得ることができ
る。
【００３３】なお，上部磁性層２は，形状が複雑なた
め，下部磁性層３より局所的な磁気飽和が早く始まる。
め，下部磁性層３より局所的な磁気飽和が早く始まる。
【００３４】従って，本発明のコバルト・鉄・ニッケル
磁性薄膜は，上部磁性層のみに適用して，下部磁性層３
はパーマロイで製造しても，同様の作用によりある程度
書き込み能力を高める効果は認められる。
磁性薄膜は，上部磁性層のみに適用して，下部磁性層３
はパーマロイで製造しても，同様の作用によりある程度
書き込み能力を高める効果は認められる。
【００３５】図２は本発明の第２の実施の形態による複
合型薄膜磁気ヘッドの要部を示す断面図である。図２に
示すように，インダクティブヘッド素子のギャップ層を
形成する記録用の上部磁性層２，１０あるいは上部磁性
層２，１０と下部磁性層３，９の一部として，コバルト
・鉄・ニッケル磁性薄膜９，１０を夫々配置している。
なお，第１の実施の形態と同様に，符号１１，１２はア
ルミナからなる被覆層であり，符号１３はアルミナ・チ
タンカーバイトからなる基板である。
合型薄膜磁気ヘッドの要部を示す断面図である。図２に
示すように，インダクティブヘッド素子のギャップ層を
形成する記録用の上部磁性層２，１０あるいは上部磁性
層２，１０と下部磁性層３，９の一部として，コバルト
・鉄・ニッケル磁性薄膜９，１０を夫々配置している。
なお，第１の実施の形態と同様に，符号１１，１２はア
ルミナからなる被覆層であり，符号１３はアルミナ・チ
タンカーバイトからなる基板である。
【００３６】第２の実施の形態において，コバルト・鉄
・ニッケル磁性薄膜９，１０は下部磁性層３，９のギャ
ップ層１側及び上部磁性層２，１０のギャップ層１側に
厚さ０．３μm で配置されている。
・ニッケル磁性薄膜９，１０は下部磁性層３，９のギャ
ップ層１側及び上部磁性層２，１０のギャップ層１側に
厚さ０．３μm で配置されている。
【００３７】上部磁性層２，１０および下部磁性層３，
９の残りの部分２，３はパーマロイで形成されており，
その厚さは３〜５μｍである。このように構成された第
２の実施の形態における複合型薄膜磁気ヘッドにおい
て，コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜９，１０を，０．
１μｍまで薄くしても書き込み能力向上の効果が認めら
れた。
９の残りの部分２，３はパーマロイで形成されており，
その厚さは３〜５μｍである。このように構成された第
２の実施の形態における複合型薄膜磁気ヘッドにおい
て，コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜９，１０を，０．
１μｍまで薄くしても書き込み能力向上の効果が認めら
れた。
【００３８】ここで，下部磁性層３，９のギャップ層１
側に配置されたコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜９は，
削除しても，同様の作用によりある程度書き込み能力を
高める効果は認められる。但し，下部磁性層３，９をす
べてパーマロイにした場合は，上部磁性層２，１０のコ
バルト・鉄・ニッケル磁性薄膜１０の膜厚を０．５μｍ
以上にしても，ヘッドの発生する磁界は飽和磁束密度の
比ほどは大きくならず，計算上は２０％程度の増加にと
どまる。但し，磁界勾配は，上部磁性層２，１０の磁気
的な飽和が解消されるため大幅に改善される。
側に配置されたコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜９は，
削除しても，同様の作用によりある程度書き込み能力を
高める効果は認められる。但し，下部磁性層３，９をす
べてパーマロイにした場合は，上部磁性層２，１０のコ
バルト・鉄・ニッケル磁性薄膜１０の膜厚を０．５μｍ
以上にしても，ヘッドの発生する磁界は飽和磁束密度の
比ほどは大きくならず，計算上は２０％程度の増加にと
どまる。但し，磁界勾配は，上部磁性層２，１０の磁気
的な飽和が解消されるため大幅に改善される。
【００３９】次に図１及び図２に示す複合ヘッドに用い
たコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜の製造について更に
具体的に説明する。
たコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜の製造について更に
具体的に説明する。
【００４０】図３はサッカリンを含まないめっき浴を用
いて作製したコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜の
結晶層を示す図である。この時のめっき浴の組成および
めっき条件の一例を下記表２に示す。
いて作製したコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜の
結晶層を示す図である。この時のめっき浴の組成および
めっき条件の一例を下記表２に示す。
【００４１】
【表２】 図４は，上記表２の条件で作製した本発明のコバルト・
鉄・ニッケル三元系合金薄膜における，磁歪定数ゼロの
曲線を示す。この場合の磁歪定数ゼロの組成は，ほぼコ
バルト８０重量％・鉄２０重量％の点と，コバルト６０
重量％・鉄１０重量％・ニッケル３０重量％を結ぶ線の
上にある。サッカリンナトリウムを応力緩和の添加剤と
して加えた図７の場合に比べて，鉄含有量が１０重量％
程度多い側に移動する。
鉄・ニッケル三元系合金薄膜における，磁歪定数ゼロの
曲線を示す。この場合の磁歪定数ゼロの組成は，ほぼコ
バルト８０重量％・鉄２０重量％の点と，コバルト６０
重量％・鉄１０重量％・ニッケル３０重量％を結ぶ線の
上にある。サッカリンナトリウムを応力緩和の添加剤と
して加えた図７の場合に比べて，鉄含有量が１０重量％
程度多い側に移動する。
【００４２】図５には，上記表２の条件で作製した本発
明のコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜における，
保磁力の分布を示す。この場合，コバルト３０〜７０重
量％・鉄３０〜５０重量％・ニッケル１０〜２０重量％
の領域で保磁力が２．５ Ｏｅ以下になり，良好な軟磁
気特性が得られる。
明のコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜における，
保磁力の分布を示す。この場合，コバルト３０〜７０重
量％・鉄３０〜５０重量％・ニッケル１０〜２０重量％
の領域で保磁力が２．５ Ｏｅ以下になり，良好な軟磁
気特性が得られる。
【００４３】図５と図８を比較すると，応力緩和の添加
剤を含まないめっき浴を用いて作製したコバルト・鉄・
ニッケル三元系合金薄膜で良好な軟質磁気特性が得られ
る組成領域は，サッカリンナトリウムを応力緩和の添加
剤として加えたコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜
で良好な軟磁気特性が得られる組成に比べて，ニッケル
含有量が３０〜４０重量％程度少なく，コバルト含有量
が３０〜４０重量％程度多い組成領域になっている。
剤を含まないめっき浴を用いて作製したコバルト・鉄・
ニッケル三元系合金薄膜で良好な軟質磁気特性が得られ
る組成領域は，サッカリンナトリウムを応力緩和の添加
剤として加えたコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜
で良好な軟磁気特性が得られる組成に比べて，ニッケル
含有量が３０〜４０重量％程度少なく，コバルト含有量
が３０〜４０重量％程度多い組成領域になっている。
【００４４】前述したように，応力緩和の添加剤いた表
１の条件で作製した場合，ｆｃｃ相とｂｃｃ相の混相に
なるのは，コバルト８０重量％と・鉄２０重量％の点と
鉄５０重量％。ニッケル５０重量％の点を結ぶ曲線付近
のごく狭い領域である。これに対して応力緩和の添加剤
を用いない場合，ｆｃｃ相とｂｃｃ相の混相が得られる
領域はかなり広く，コバルト８０重量％と・鉄２０重量
％の点と鉄７０重量％・ニッケル３０重量％の点を結ぶ
曲線付近で，コバルト３０〜７０重量％・鉄２０〜５０
重量％・ニッケル１０〜２０重量％の幅広い領域に広が
っている。
１の条件で作製した場合，ｆｃｃ相とｂｃｃ相の混相に
なるのは，コバルト８０重量％と・鉄２０重量％の点と
鉄５０重量％。ニッケル５０重量％の点を結ぶ曲線付近
のごく狭い領域である。これに対して応力緩和の添加剤
を用いない場合，ｆｃｃ相とｂｃｃ相の混相が得られる
領域はかなり広く，コバルト８０重量％と・鉄２０重量
％の点と鉄７０重量％・ニッケル３０重量％の点を結ぶ
曲線付近で，コバルト３０〜７０重量％・鉄２０〜５０
重量％・ニッケル１０〜２０重量％の幅広い領域に広が
っている。
【００４５】このように，応力緩和の添加剤を含まない
めっき浴を用いて作製した本発明の場合に，保磁力の小
さい領域がニッケルの少ない側に移動するのは，主にｆ
ｃｃとｂｃｃ相の混相領域がニッケルの少ない側に移動
したことに起因すると考えられる。
めっき浴を用いて作製した本発明の場合に，保磁力の小
さい領域がニッケルの少ない側に移動するのは，主にｆ
ｃｃとｂｃｃ相の混相領域がニッケルの少ない側に移動
したことに起因すると考えられる。
【００４６】また，磁歪ゼロラインが鉄含有量の多い側
にずれたことも，本発明による応力緩和の添加剤を含ま
ないめっき浴を用いて作製したコバルト・鉄・ニッケル
三元系合金薄膜が幅広い領域で良好な軟磁気特性を示す
要因の一つであると考えられる。
にずれたことも，本発明による応力緩和の添加剤を含ま
ないめっき浴を用いて作製したコバルト・鉄・ニッケル
三元系合金薄膜が幅広い領域で良好な軟磁気特性を示す
要因の一つであると考えられる。
【００４７】一般に，コバルト・鉄・ニッケル三元系合
金においては，ニッケルの磁気モーメントへの寄与が鉄
およびコバルトに比べて小さいため，ニッケルの含有量
が少ない組成の方が，飽和磁束密度が大きくなる。その
結果，サッカリンナトリウム等の応力緩和の添加剤を含
まないめっき浴を用いて作製したコバルト・鉄・ニッケ
ル三元系合金膜において良好な軟磁性が得られる組成で
の飽和磁束密度は，サッカリンナトリウムを応力緩和の
有機添加剤として含むめっき浴を用いて作製したコバル
ト・鉄・ニッケル三元系合金膜組成において良好な軟質
磁気特性が得られる組成での飽和磁束密度に比べて５，
０００〜８，０００Ｇほど大きな値が得られる。
金においては，ニッケルの磁気モーメントへの寄与が鉄
およびコバルトに比べて小さいため，ニッケルの含有量
が少ない組成の方が，飽和磁束密度が大きくなる。その
結果，サッカリンナトリウム等の応力緩和の添加剤を含
まないめっき浴を用いて作製したコバルト・鉄・ニッケ
ル三元系合金膜において良好な軟磁性が得られる組成で
の飽和磁束密度は，サッカリンナトリウムを応力緩和の
有機添加剤として含むめっき浴を用いて作製したコバル
ト・鉄・ニッケル三元系合金膜組成において良好な軟質
磁気特性が得られる組成での飽和磁束密度に比べて５，
０００〜８，０００Ｇほど大きな値が得られる。
【００４８】また，良好な軟磁気特性が得られる結晶領
域は，ｆｃｃ相とｂｃｃ相の混相領域のみではなく，ｆ
ｃｃ相とｂｃｃ相の混相領域付近において，ｆｃｃ相が
大きく支配する領域にもまたがっていた。本発明のコバ
ルト・鉄・ニッケル三元系合金膜では，Ｘ線回折や電子
線回折の結果からもｆｃｃの結晶状態を示す（１１
１），（２００）の他に（２２０）からの回折が得られ
た。一方，サッカリンナトリウム等の有機応力緩和剤を
用いたコバルト・鉄・ニッケル三元系合金膜ではｆｃｃ
の結晶状態を示す（１１１），（２００）の回折パター
ンは得られたものの（２２０）の回折パターンが得られ
ておらず，結晶性が劣っていることがわかった。このよ
うに結晶性が劣っていることは軟磁気特性，さらには飽
和磁束密度の低下，また耐蝕性の低下にもつながる。
域は，ｆｃｃ相とｂｃｃ相の混相領域のみではなく，ｆ
ｃｃ相とｂｃｃ相の混相領域付近において，ｆｃｃ相が
大きく支配する領域にもまたがっていた。本発明のコバ
ルト・鉄・ニッケル三元系合金膜では，Ｘ線回折や電子
線回折の結果からもｆｃｃの結晶状態を示す（１１
１），（２００）の他に（２２０）からの回折が得られ
た。一方，サッカリンナトリウム等の有機応力緩和剤を
用いたコバルト・鉄・ニッケル三元系合金膜ではｆｃｃ
の結晶状態を示す（１１１），（２００）の回折パター
ンは得られたものの（２２０）の回折パターンが得られ
ておらず，結晶性が劣っていることがわかった。このよ
うに結晶性が劣っていることは軟磁気特性，さらには飽
和磁束密度の低下，また耐蝕性の低下にもつながる。
【００４９】本発明の添加剤を含まないコバルト・鉄・
ニッケル三元系合金膜はこのような結晶性の観点からも
優れた膜が得られる。
ニッケル三元系合金膜はこのような結晶性の観点からも
優れた膜が得られる。
【００５０】以上述べたように，本発明の製造方法で製
したコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜は，これま
でにない大きな磁束密度と優れた軟磁気特製を兼ね備え
ている。
したコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜は，これま
でにない大きな磁束密度と優れた軟磁気特製を兼ね備え
ている。
【００５１】ここで，上述の製造方法においては，サッ
カリンナトリウム等の応力緩和の有機添加剤を含まない
めっき浴を用いるため，電流密度が高い場合には，膜の
応力が大きく，パターンめっきをした際に剥離するとい
う問題がある。この大きな応力による膜の剥離は電流密
度を下げることにより防ぐことができる。例えば，上記
表２の条件でパターンめっきを行った場合，電流密度２
０ｍＡ／ｃｍ2 ならば，膜厚０．３μｍまで，電流密度
１０ｍＡ／ｃｍ2 ならば，膜厚０．１μｍまで，電流密
度３ｍＡ／ｃｍ2 ならば，膜厚２．０μｍまでのコバル
ト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜を形成できることが確
認された。また，本発明のコバルト・鉄・ニッケル三元
系合金薄膜は，熱処理により優れた耐蝕性を示すことも
発見された。
カリンナトリウム等の応力緩和の有機添加剤を含まない
めっき浴を用いるため，電流密度が高い場合には，膜の
応力が大きく，パターンめっきをした際に剥離するとい
う問題がある。この大きな応力による膜の剥離は電流密
度を下げることにより防ぐことができる。例えば，上記
表２の条件でパターンめっきを行った場合，電流密度２
０ｍＡ／ｃｍ2 ならば，膜厚０．３μｍまで，電流密度
１０ｍＡ／ｃｍ2 ならば，膜厚０．１μｍまで，電流密
度３ｍＡ／ｃｍ2 ならば，膜厚２．０μｍまでのコバル
ト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜を形成できることが確
認された。また，本発明のコバルト・鉄・ニッケル三元
系合金薄膜は，熱処理により優れた耐蝕性を示すことも
発見された。
【００５２】例えば，電流密度３ｍＡ／ｃｍ2 で作製し
たコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜の孔蝕電位は
−２５０ｍＶであるのに対し，２００℃，１時間の真空
中熱処理を施したコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄
膜の孔蝕電位は−４０ｍＶと改善された。この熱処理の
耐蝕性への効果は，１００℃以上の温度から観測され
た。このような優れた耐蝕性はサッカリンナトリウム等
の有機添加剤を使用したコバルト・鉄・ニッケル三元系
合金薄膜では得られなかった。
たコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄膜の孔蝕電位は
−２５０ｍＶであるのに対し，２００℃，１時間の真空
中熱処理を施したコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄
膜の孔蝕電位は−４０ｍＶと改善された。この熱処理の
耐蝕性への効果は，１００℃以上の温度から観測され
た。このような優れた耐蝕性はサッカリンナトリウム等
の有機添加剤を使用したコバルト・鉄・ニッケル三元系
合金薄膜では得られなかった。
【００５３】また，本発明の応力緩和剤を含まないめっ
き浴組成およびめっき条件の他の例を下記表３に示す。
き浴組成およびめっき条件の他の例を下記表３に示す。
【００５４】
【表３】 上記表３の例においても，上記表２の例と同様の効果が
得られた。
得られた。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように，本発明では，高い
飽和磁束密度と優れた軟磁気特製を兼ね備えた磁性薄膜
の組成と結晶構造およびその製造方法を与える。
飽和磁束密度と優れた軟磁気特製を兼ね備えた磁性薄膜
の組成と結晶構造およびその製造方法を与える。
【００５６】また，本発明の磁性薄膜製造方法によれ
ば，コバルト含有量が３０〜７０重量％，鉄含有量が２
０〜５０重量％，ニッケル含有量が１０〜２０重量％
で，結晶構造が体心立方構造のγ相と面心立方構造のα
相の２相からなる，あるいは体心立方構造のγ相と面心
立方構造のα相の２相付近の面心立方構造が大きく支配
する層からなる磁性薄膜を製造することができる。この
磁性薄膜は，１９，０００〜２２，０００Ｇという高い
飽和磁束密度と，保磁力２．５ Ｏｅ以下という優れた
軟磁性膜を持つ。従って，この軟磁性膜をインダクティ
ブヘッド素子に使った複合型薄膜磁気ヘッドは，従来の
ヘッドに比べ発生磁界および磁界勾配を大きくできるた
め，高保磁力媒体と組み合わせることにより，磁気記憶
装置の記録密度を高めることができる。
ば，コバルト含有量が３０〜７０重量％，鉄含有量が２
０〜５０重量％，ニッケル含有量が１０〜２０重量％
で，結晶構造が体心立方構造のγ相と面心立方構造のα
相の２相からなる，あるいは体心立方構造のγ相と面心
立方構造のα相の２相付近の面心立方構造が大きく支配
する層からなる磁性薄膜を製造することができる。この
磁性薄膜は，１９，０００〜２２，０００Ｇという高い
飽和磁束密度と，保磁力２．５ Ｏｅ以下という優れた
軟磁性膜を持つ。従って，この軟磁性膜をインダクティ
ブヘッド素子に使った複合型薄膜磁気ヘッドは，従来の
ヘッドに比べ発生磁界および磁界勾配を大きくできるた
め，高保磁力媒体と組み合わせることにより，磁気記憶
装置の記録密度を高めることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態による複合型薄膜磁
気ヘッドの要部を示す断面図である。
気ヘッドの要部を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による複合型薄膜磁
気ヘッドの要部を示す断面図である。
気ヘッドの要部を示す断面図である。
【図３】本発明のコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄
膜の結晶相を示す図である。
膜の結晶相を示す図である。
【図４】本発明のコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄
膜の保磁力の等高線を示す図である。
膜の保磁力の等高線を示す図である。
【図５】本発明のコバルト・鉄・ニッケル三元系合金薄
膜の磁歪定数ゼロのラインを示す図である。
膜の磁歪定数ゼロのラインを示す図である。
【図６】従来技術による方法で作製したコバルト・鉄・
ニッケル三元系合金薄膜の結晶相を示す図である。
ニッケル三元系合金薄膜の結晶相を示す図である。
【図７】従来技術による方法で作製したコバルト・鉄・
ニッケル三元系合金薄膜の磁歪定数ゼロのラインを示す
図である。
ニッケル三元系合金薄膜の磁歪定数ゼロのラインを示す
図である。
【図８】従来技術による方法で作製したコバルト・鉄・
ニッケル三元系合金薄膜の保磁力の等高線を示す図であ
る。
ニッケル三元系合金薄膜の保磁力の等高線を示す図であ
る。
１ ギャップ層（絶縁層） ２ 上部磁性層 ３ 下部磁性層 ３´ 上シールド層 ４ 絶縁層 ５ 書き込みコイル ６ 絶縁層 ７ 磁気抵抗効果素子 ８ 下シールド層 ９ 下部磁性層（コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜） １０ 上部磁性層（コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜） １１，１２ 被覆層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｆ 41/26 Ｈ０１Ｆ 41/26 (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 山田 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 大橋 啓之 茨城県真壁郡関城町関館字大茶367の２ 茨城日本電気株式会社内 (72)発明者 安江 義彦 茨城県真壁郡関城町関館字大茶367の２ 茨城日本電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−3489（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01F 10/16 G11B 5/127 G11B 5/265 G11B 5/31 H01F 41/26
Claims (10)
- 【請求項１】 コバルト含有量が４０〜７０重量％，鉄
含有量が２０〜４０重量％，およびニッケル含有量が１
０〜２０重量％であり，体心立方構造のγ相と面心立方
構造のα相の混晶である結晶構造を有することを特徴と
するコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜。 - 【請求項２】 請求項１のコバルト・鉄・ニッケルの磁
性薄膜において，０．１重量％以下のイオウ含有量を有
し特徴とする請求項１記載のコバルト・鉄・ニッケル磁
性薄膜。 - 【請求項３】請求項２記載のコバルト・鉄・ニッケル磁
性薄膜を製造する方法であって，有機添加剤として界面
活性剤のみを含むめっき浴を用いて，３〜２０ｍＡ／ｃ
ｍ2 の範囲の電流密度で電気めっきを行うことを特徴と
するコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１あるいは請求項２記載のコバル
ト・鉄・ニッケル磁性薄膜を製造する方法であって，前
記コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜を成膜後１００〜３
００℃の温度で熱処理を行うことを特徴とするコバルト
・鉄・ニッケル磁性薄膜の製造方法。 - 【請求項５】 コバルト含有量が４０〜７０重量％，鉄
含有量が２０〜４０重量％，およびニッケル含有量が１
０〜２０重量％であり，前記コバルト・鉄・ニッケル磁
性薄膜が，体心立方構造のγ相と面心立方構造のα相の
混晶となる付近での，Ｘ線回折又は電子線回折により
（１１１）面，（２００）面，及び（２２０）面からの
回折が観測される実質的に面心立方構造を有することを
特徴とするコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜。 - 【請求項６】 請求項５のコバルト・鉄・ニッケルの磁
性薄膜において，０．１重量％以下のイオウ含有量を有
することを特徴とするコバルト・鉄・ニッケル磁性薄
膜。 - 【請求項７】 請求項６記載のコバルト・鉄・ニッケル
磁性薄膜を製造する方法であって，有機添加剤として界
面活性剤のみを含むめっき浴を用いて，３〜２０ｍＡ／
ｃｍ2 の範囲の電流密度で電気めっきを行うことを特徴
とするコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜の製造方法。 - 【請求項８】 請求項５又は請求項６記載のコバルト・
鉄・ニッケル磁性薄膜を製造する方法であって，前記コ
バルト・鉄・ニッケル磁性薄膜を成膜後１００〜３００
℃の温度で熱処理を行うことを特徴とするコバルト・鉄
・ニッケル磁性薄膜の製造方法。 - 【請求項９】 再生用の磁気抵抗効果素子と記録用のイ
ンダクティブヘッド素子を有する複合型磁気ヘッドにお
いて，前記インダクティブヘッド素子の上部磁極と下部
磁極の全体または一部に請求項１，２，５，及び６の内
のいずれかに記載のコバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜を
配置したことを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１０】 請求項９の複合型薄膜磁気ヘッドと，
保磁力２５００エルステッド以上の磁気記録媒体とを備
えたことを特徴とする磁気記憶装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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