JP3640898B2 - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録用の薄膜磁気ヘッドに係り、特にギャップ層の下部磁極層（あるいは下部コア層）側の界面付近での耐食性及び平滑性を向上させることができ、また非磁性化を促進でき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】
図１５は、従来における薄膜磁気ヘッド（薄膜磁気ヘッド）の構造を示す部分正面図である。
【０００３】
図１５に示す符号１は、パーマロイなどの磁性材料で形成された下部コア層であり、この下部コア層１の上に、絶縁層９が形成されている。
【０００４】
前記絶縁層９には、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、内幅寸法がトラック幅Ｔｗで形成された溝部９ａが形成されている。
【０００５】
この溝部９ａ内には、下から順に、下部コア層１に磁気的に接続する下部磁極層２、ギャップ層４、及び上部コア層６に磁気的に接続する上部磁極層５がメッキ形成されている。さらに、前記上部磁極層５上に上部コア層６がメッキ形成されている。
【０００６】
また、絶縁層９に形成された溝部９ａよりもハイト方向（図示Ｙ方向）における前記絶縁層９の上には、螺旋状にパターン形成されたコイル層（図示せず）が設けられている。
【０００７】
図１５に示すインダクティブヘッドでは、前記コイル層に記録電流が与えられると、下部コア層１及び上部コア層６に記録磁界が誘導され、下部コア層１と磁気的に接続する下部磁極層２及び上部コア層６と磁気的に接続する上部磁極層５間からの洩れ磁界により、ハードディスクなどの記録媒体に磁気信号が記録される。
【０００８】
ところで前記ギャップ層４は、メッキ形成可能な例えばＮｉＰで形成される。従来では前記ＮｉＰ膜を直流電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら直流電流を用いた電気メッキ法により前記ＮｉＰ膜を前記下部磁極層２との界面からメッキ成長させると、特に前記界面付近での元素Ｐの含有量は非常に小さくなることがわかった。例えば前記界面から２．５ｎｍ程度の膜厚内では前記元素Ｐの含有量は８質量％よりも小さくなることが後述の実験結果でわかった。
【００１０】
直流電流を用いて電気メッキすると、メッキ形成時のＮｉ−Ｐ膜に対する電流密度の分布に偏りが発生し、あるメッキ面に電流が集中的に且つ継続して流れる。そして、このような電流分布の偏りは、結晶性の下部磁極層２と格子整合性を図りやすい元素Ｎｉがエピタキシャル的に成長していき、結晶化することで、前記界面付近での元素Ｐの含有量は極端に小さくなるものと考えられる。また上記したＮｉのエピタキシャル成長により、前記界面での面粗れがひどくなる。
【００１１】
上記のように前記界面付近での元素Ｐの含有量が極端に小さく、また面粗れが発生したＮｉＰ膜は耐食性が低下し、中性からアルカリ領域の水溶液に弱いため、スライダ製造の洗浄工程などで使用される洗浄液に侵食されやすく、図１６（模式図）に示すように前記ＮｉＰ膜に亀裂が入るなどの不具合が発生した。これによってオーバーライト特性などの記録特性が低下する。
【００１２】
また前記界面付近での元素Ｐの含有量が低下することで、前記界面付近は磁性を帯びやすく、これによって前記ギャップ層４の膜厚で決定されるギャップ長Ｇｌの大きさが変動するため、所定の記録特性を有する薄膜磁気ヘッドを歩留まり良く製造できない。
【００１３】
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、特に非磁性のシード層上にギャップ層を形成することで前記ギャップ層に非磁性元素を所定量含有させることができ、ギャップ層の耐食性及び平滑性を向上させることができ、また前記ギャップ層の非磁性化を促進できる薄膜磁気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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下部コア層と、上部コア層との間にギャップ層を有する薄膜磁気ヘッド、あるいは下部コア層と、前記下部コア層上に下部磁極層、ギャップ層、上部磁極層の順で形成された磁極部、または前記下部コア層上にギャップ層、上部磁極層の順で形成された磁極部と、前記上部磁極層の上に形成された上部コア層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記ギャップ層は、前記下部コア層あるいは下部磁極層上に形成された非磁性のシード層上に形成されており、前記ギャップ層は、Ｎｉを主成分とした非磁性金属材料で形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明では、ギャップ層と前記下部コア層間、あるいは前記ギャップ層と前記下部磁極層間に非磁性のシード層を形成することで、前記ギャップ層と前記下部磁極層（あるいは下部コア層）とが直接、接しないようにしている。
【００１６】
これによって前記ギャップ層は、前記下部磁極層（あるいは下部コア層）との間で格子整合し難くなり、従来のようにギャップ層に含まれるＮｉがエピタキシャル成長することなく、従来問題とされていた前記ギャップ層の界面付近における非磁性元素の含有量を従来に比べて多くすることができ、前記界面付近での膜構造をアモルファス状態にすることができる。
【００１７】
このため前記ギャップ層の耐食性及び平滑性が向上し、前記ギャップ層がスライダ製造の洗浄工程の洗浄液等に侵食されず、従来のように前記ギャップ層に亀裂が入るなどの不具合を防止できる。
【００１８】
また、前記ギャップ層には所定量の非磁性元素を含有させることができ、適切に前記ギャップ層を非磁性化することができる。したがって前記ギャップ層と非磁性のシード層との総合膜厚で所定のギャップ長を容易に形成することができ、記録特性に優れた薄膜磁気ヘッドを製造することが可能である。
【００１９】
また本発明では、前記シード層の膜厚は３ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であることが好ましい。より好ましくは５ｎｍ以上で３０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは１０ｎｍ以上で２０ｎｍ以下である。前記シード層の膜厚が３ｎｍよりも小さくなると、前記下部磁極層（あるいは下部コア層）上を前記シード層で完全に覆うことができず、前記ギャップ層の一部が、前記下部磁極層（あるいは下部コア層）上に直接形成されてしまい、その部分では前記ギャップ層のＮｉ含有量が多くなる一方、非磁性元素の含有量が従来と同様に小さくなって前記ギャップ層の界面付近が結晶化してしまい、よって前記ギャップ層の耐食性や平滑性が低下し、また非磁性化を適切に促進できず好ましくない。
【００２０】
また前記シード層の膜厚が５０ｎｍよりも大きくなると、前記シード層の記録媒体対向面から露出する面積が大きくなる。前記シード層がＣｕなどさほど耐食性に優れていない材質で形成されると、前記シード層の記録媒体対向面から露出する面積が大きくなることで前記シード層が腐食しやすくなり好ましくない。また。
【００２１】
なお本発明では、前記シード層は、磁性元素を含有しない非磁性金属材料で形成されることが好ましい。これによって前記シード層の格子定数を、磁性材料で形成される下部磁極層及び下部コア層の格子定数と大きく異ならせることができ、前記シード層を、前記下部磁極層や下部コア層上でエピタキシャル成長させることなく形成できる。したがって前記シード層上に形成されるギャップ層を、前記シード層上でエピタキシャル成長させずに、界面付近での前記ギャップ層に非磁性元素を従来よりも多く取り込むことができ、前記界面付近を適切にアモルファス化できて好ましい。
【００２２】
また前記シード層を非磁性金属材料で形成することで、前記シード層をメッキ形成でき、これにより、前記シード層及びギャップ層を連続メッキにて形成することが可能になる。
【００２３】
本発明では、具体的には前記シード層は、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｏｓから選ばれた１種または２種以上の非磁性金属材料で形成されることが好ましい。
【００２４】
また本発明では、前記ギャップ層はＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｐ−Ｍｏ、およびＮｉ−Ｐ−Ｗのいずれか一種で形成されることが好ましい。
【００２５】
また本発明では、前記ギャップ層は、ＮｉＰで形成されており、前記シード層との界面から１０ｎｍまでのＰの含有量が８質量％以上で１５質量％以下であることが好ましい。
【００２６】
本発明では、前記シード層を形成し、下部磁極層（あるいは下部コア層）とギャップ層とが直接接しないようにすることで、前記ギャップ層の界面付近での元素Ｐを従来よりも多く含有したアモルファス状態にできる。これによって前記ギャップ層の耐食性及び平滑性を向上させることができる。また前記界面から１０ｎｍの膜厚内に元素Ｐが８質量％以上で１５質量％以下含有されることで、この部分を非磁性にでき、ギャップ長Ｇｌが所定値となる薄膜磁気ヘッドを歩留まり良く製造できる。
【００２７】
また本発明では、前記界面から４０ｎｍまでの膜厚内の元素Ｐの含有量が、８質量％以上で１５質量％以下であることが好ましい。
【００２８】
また本発明では、前記元素Ｐの含有量は、１０質量％以上で１５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは、前記元素Ｐの含有量は、１１質量％以上で１５質量％以下である。
【００２９】
上記組成範囲であれば、前記ギャップ層の耐食性をさらに向上させることができると共に、前記ギャップ層の界面付近での非磁性化をより促進でき、良好な記録特性を有する薄膜磁気ヘッドを製造することが可能である。
【００３０】
また本発明では、前記ギャップ層の膜厚全体の平均した元素Ｐの含有量は、１１質量％以上で１５質量％以下であることが好ましい。
【００３１】
前記界面から少なくとも１０ｎｍ、好ましくは４０ｎｍの膜厚内のみでなく前記ギャップ層の膜厚全体の元素Ｐの平均含有量を上記の範囲内に規制することで、前記ギャップ層全体の耐食性の向上を図ることができ、また前記ギャップ層全体の非磁性化を促進できる。
【００３２】
なお上記した元素Ｐの含有量の測定は、Ｘ線分析装置を用いて行った。Ｘ線分析装置のみでは元素Ｐの含有量は相対的な値しか得られないので、湿式分析で前記Ｘ線分析装置から得られた元素Ｐの含有量を補正し絶対値を得た。なお面積の広い膜試料を用いて補正した。それが上記した本発明の元素Ｐの含有量である。
【００３３】
また下部磁極層あるいは下部コア層との界面からの距離については、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて測定した。
【００３４】
また本発明は、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の上にギャップ層を介して対向する磁性材料製の上部コア層とを有する、薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
（ａ）前記下部コア層をメッキ形成する工程と、
（ｂ）前記下部コア層上に直接、または前記下部コア層上に下部磁極層をメッキ形成した後、この下部磁極層上に、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｏｓから選ばれた１種または２種以上の非磁性金属材料で形成されるシード層をメッキ形成する工程と、
（ｃ）前記シード層上にＮｉを主成分とした非磁性のギャップ層をメッキ形成する工程と、
（ｄ）前記ギャップ層上に直接に、あるいは上部磁極層を介して上部コア層をメッキ形成する工程と、
を有することを特徴とするものである。
【００３５】
上記製造方法のように下部磁極層あるいは下部コア層上にシード層を形成した後、前記シード層上にギャップ層を形成することで、前記ギャップ層と下部磁極層（あるいは下部コア層）とが直接、接するのを防止でき、これによって前記ギャップ層の界面付近に非磁性元素を多く取り込むことができ、前記界面付近をアモルファス状態でメッキ形成することができる。
【００３６】
また本発明では、前記（ｂ）工程において、前記シード層を３ｎｍ以上で５０ｎｍ以下の膜厚でメッキ形成することが好ましい。より好ましくは前記シード層を５ｎｍ以上で３０ｎｍ以下でメッキ形成することであり、さらに好ましくは前記シード層を１０ｎｍ以上で２０ｎｍ以下でメッキ形成することである。これによって下部磁極層（下部コア層）上を前記シード層で確実に覆うことができるとともに、前記シード層の記録媒体対向面から露出する面積を小さくでき、前記シード層の腐食を適切に防止することができる。
【００３７】
なお本発明では、前記ギャップ層をＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｐ−Ｍｏ、およびＮｉ−Ｐ−Ｗのいずれか一種でメッキ形成することが好ましい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明における薄膜磁気ヘッドの構造を示す部分正面図、図２は磁極部を拡大した部分拡大図、図３は図１に示す薄膜磁気ヘッドを３−３線から切断し矢印方向から見た部分断面図である。
【００３９】
図１に示す薄膜磁気ヘッドは、記録用のインダクティブヘッドであるが、本発明では、このインダクティブヘッドの下に、磁気抵抗効果を利用した再生用ヘッド（いわゆるＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲなどを用いたＭＲヘッド）が積層されていてもよい。
【００４０】
図１に示す符号２０は、例えばＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金あるいはＣｏなどの磁性材料で形成された下部コア層である。なお、前記下部コア層２０の下側に再生用ヘッドが積層される場合、前記下部コア層２０とは別個に、磁気抵抗効果素子をノイズから保護するシールド層を設けてもよいし、あるいは、前記シールド層を設けず、前記下部コア層２０を、前記再生用ヘッドの上部シールド層として機能させてもよい。
【００４１】
図１に示すように前記下部コア層２０の両側には、絶縁層２３が形成される。また図１に示すように、下部磁極層２１の基端から延びる下部コア層２０の上面２０ａはトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向に延びて形成されていてもよく、あるいは上部コア層２６から離れる方向に傾斜する傾斜面２０ｂ，２０ｂが形成されていてもよい。前記下部コア層２０の上面に傾斜面２０ｂ，２０ｂが形成されることで、サイドフリンジングの発生をより適切に低減させることができる。
【００４２】
図１に示すように、前記下部コア層２０上には、磁極部２４が形成され、前記磁極部２４は記録媒体との対向面に露出形成されている。この実施例において前記磁極部２４はトラック幅Ｔｗで形成された、いわばトラック幅規制部である。前記トラック幅Ｔｗは、０．７μｍ以下で形成されることが好ましく、より好ましくは０．５μｍ以下である。
【００４３】
図１に示す実施例では、前記磁極部２４は、下部磁極層２１、シード層３１、ギャップ層２２、および上部磁極層３５の積層構造で構成されている。
【００４４】
図１に示すように、前記下部コア層２０上には、メッキ下地層２５（図３を参照のこと）を介して、磁極部２４の最下層となる下部磁極層２１がメッキ形成されている。前記下部磁極層２１は、下部コア層２０と磁気的に接続されており、前記下部磁極層２１は、前記下部コア層２０と同じ材質でも異なる材質で形成されていてもどちらでもよい。前記下部磁極層２１はＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏなどの磁性材料を用いて形成される。また前記下部磁極層２１は、単層膜でも多層膜で形成されていてもどちらでもよい。なお前記下部磁極層２１の高さ寸法は、例えば０．３μｍ程度で形成される。
【００４５】
前記下部磁極層２１上には、非磁性のシード層３１が形成され、前記シード層３１の上にＮｉを主成分とした非磁性のギャップ層２２が積層されている。本発明では、前記シード層３１及びギャップ層２２は、非磁性金属材料で形成されて、下部磁極層２１上にメッキ形成される。なお前記シード層３１の膜厚は例えば３０ｎｍ（０．０３μｍ）、ギャップ層２２の高さ寸法は、例えば０．２μｍ程度で形成される。
【００４６】
次に前記ギャップ層２２上には、後述する上部コア層２６と磁気的に接続する上部磁極層３５がメッキ形成されている。なお前記上部磁極層３５は、上部コア層２６と同じ材質で形成されていてもよいし、異なる材質で形成されていてもよい。前記上部磁極層３５はＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏなどの磁性材料を用いて形成される。また前記上部磁極層３５は、単層膜でも多層膜で形成されていてもどちらでもよい。なお前記上部磁極層３５の高さ寸法は、例えば２．４μｍ〜２．７μｍ程度で形成されている。
【００４７】
上記したようにシード層３１及びギャップ層２２が、非磁性金属材料で形成されていれば、下部磁極層２１、シード層３１、ギャップ層２２および上部磁極層３５を連続してメッキ形成することが可能になる。
【００４８】
なお本発明では前記磁極部２４は、シード層３１、ギャップ層２２及び上部磁極層３５からなる積層膜で形成されていてもよい。
【００４９】
また上記したように、磁極部２４を構成する下部磁極層２１および上部磁極層３５は、それぞれの磁極層が磁気的に接続されるコア層と同じ材質でも異なる材質で形成されてもどちらでもよいが、記録密度を向上させるためには、ギャップ層２２に対向する下部磁極層２１および上部磁極層３５は、それぞれの磁極層が磁気的に接続されるコア層の飽和磁束密度よりも高い飽和磁束密度を有していることが好ましい。このように下部磁極層２１および上部磁極層３５が高い飽和磁束密度を有していることにより、ギャップ近傍に記録磁界を集中させ、記録密度を向上させることが可能になる。
【００５０】
ところで本発明は、図２の部分拡大図で示すように、下部磁極層２１とギャップ層２２との間には非磁性のシード層３１が形成されている。これによって前記下部磁極層２１とギャップ層２２とが直接、接して形成されるのを防止することができる。
【００５１】
従って前記ギャップ層２２は、下部磁極層２１との間で格子整合しにくくなり、従来のように前記ギャップ層２２を構成する元素Ｎｉが下部磁極層２１側の界面でエピタキシャル成長して結晶化することを適切に抑制することができる。
【００５２】
すなわち本発明では、従来問題となっていた前記ギャップ層２２の下部磁極層２１側の界面（下面）付近での非磁性元素の含有量を従来よりも多くでき、この界面付近での膜構造をアモルファス化することが可能である。
【００５３】
従って本発明では、前記ギャップ層２２の耐食性及び平滑性を向上させることが可能であり、スライダ加工の洗浄工程などで使用される中性やアルカリ性の洗浄剤に曝されても、前記ギャップ層２２は侵食されず、前記ギャップ層２２に従来のような亀裂（図１５を参照のこと）が入ることはない。
【００５４】
また前記ギャップ層２２の前記界面付近に適量の非磁性元素が含まれることで、この部分での非磁性化を促進できる。
【００５５】
ギャップ長Ｇｌは、前記ギャップ層２２と非磁性のシード層３１との総合膜厚で決定されるが、前記ギャップ層２２の界面付近が適切に非磁性化されることで、前記ギャップ長Ｇｌを所定値に収めることが可能である。
【００５６】
よって本発明では、薄膜磁気ヘッドのオーバーライト特性などの記録特性を良好に保ち、しかも所定の記録特性を有する薄膜磁気ヘッドを歩留まり良く製造することが可能である。
【００５７】
次に前記シード層３１に必要な条件について説明する。前記シード層３１は、下部磁極層２１と異なる格子定数を有している必要がある。これによって前記シード層３１は、下部磁極層２１上でエピタキシャル成長することなく形成される。従って、前記下部磁極層２１とほぼ同じ格子定数を有するＮｉを含有した前記ギャップ層２２を、前記シード層３１上でエピタキシャル成長させることなく、界面付近での非磁性元素を従来よりも多く含んだアモルファス状態で形成することができる。
【００５８】
上記したシード層３１の格子定数を下部磁極層２１の格子定数と異なるものにするには、前記シード層３１を磁性元素を含まない非磁性金属材料で形成することが好ましい。ここでいう磁性元素とは特にＣｏ、Ｆｅ及びＮｉを指している。
【００５９】
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉの磁性元素を含むシード層３１であると、前記磁性元素の格子定数は、磁性材料の下部磁極層２１の格子定数とほぼ同じであるから、前記シード層３１の磁性元素が前記下部磁極層２１上でエピタキシャル成長しやすくなり、よって前記シード層３１上に形成されるギャップ層２２のＮｉも、シード層３１上でエピタキシャル成長しやすくなるので、従来の課題を適切に解決することができなくなる。よって本発明では、前記シード層３１を磁性元素を含まない非磁性金属材料で形成することが好ましい。なお具体的な前記シード層３１の材質については後述することとする。
【００６０】
次に前記シード層３１はメッキ形成可能であることが好ましい。前記シード層３１がメッキ可能な非磁性金属材料で形成されることで、下部磁極層２１、シード層３１、ギャップ層２２及び上部磁極層３５を連続メッキ形成することが可能になり、製造工程を簡略化することができる。
【００６１】
また前記シード層３１は、下部磁極層２１及びギャップ層２２との密着性が良好であることが好ましい。
【００６２】
また前記シード層３１は、結晶相で形成されてもアモルファス相で形成されてもどちらでも良い。
【００６３】
次に前記シード層３１の膜厚Ｈ１について以下に説明する。本発明では前記シード層３１の膜厚Ｈ１は、３ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であることが好ましい。前記シード層３１の膜厚Ｈ１が３ｎｍよりも小さくなると、前記下部磁極層２１上を完全に前記シード層３１で覆うことができない可能性があり、この結果、前記ギャップ層２２が前記下部磁極層２１上の一部に直接形成されて、その部分では前記ギャップ層２２を構成するＮｉがエピタキシャル成長して非磁性元素の含有量が従来程度にまで低下し、前記ギャップ層２２の耐食性や平滑性の向上、および前記ギャップ層２２の非磁性化を適切に促進させることができなくなる。
【００６４】
前記下部磁極層２１は、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏなどの磁性材料で形成されるが、これら磁性材料で形成された下部磁極層２１の平均結晶粒径は、概ね１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内である。
【００６５】
また前記下部磁極層２１の上面での中心線平均粗さＲａは、概ね２ｎｍ〜５ｎｍの範囲内である。
【００６６】
上記の平均結晶粒径や中心線平均粗さを有する下部磁極層２１の上面２１ａを、完全にシード層３１で覆うには、前記シード層３１の膜厚Ｈ１を３ｎｍ以上とすることが好ましく、これにより前記ギャップ層２２の一部が前記下部磁極層２１上に直接形成されるのを適切に防止することができる。
【００６７】
また前記シード層３１の膜厚Ｈ１が、５０ｎｍよりも大きくなると、記録媒体との対向面から露出する前記シード層３１の前端面３１ａの面積は大きくなる。前記シード層３１は例えばＣｕで形成されるが、Ｃｕは耐食性がさほど良くなく、従って前記シード層３１の膜厚Ｈ１が大きくなることで前記シード層３１の部分での腐食が問題となる。また前記シード層３１の膜厚Ｈ１が最大で５０ｎｍ形成されれば、上記した結晶粒径及び中心線平均粗さを有する前記下部磁極層２１の上面２１ａは前記シード層３１によって確実に覆われるので、これ以上前記シード層３１の膜厚Ｈ１を厚くする必要性も無い。したがって本発明では前記シード層３１の膜厚Ｈ１の上限値を５０ｎｍとすることとした。
【００６８】
また本発明では前記シード層３１の膜厚Ｈ１を５ｎｍ以上で３０ｎｍ以下とすることがより好ましく、前記膜厚Ｈ１を１０ｎｍ以上で２０ｎｍ以下にすることがさらに好ましい。これによって、より適切に前記シード層３１で前記下部磁極層２１上を覆うことができると共に、前記シード層３１の記録媒体対向面から露出する面積を小さくでき、耐食性に優れた薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
【００６９】
次に前記シード層３１の材質について以下に説明する。前記シード層３１は、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｏｓから選ばれた１種または２種以上の非磁性金属材料で形成されることが好ましい。これら非磁性金属材料を使用することで、前記シード層３１をメッキ形成することが可能になる。
【００７０】
またこれら非磁性金属材料からなるシード層３１の格子定数は、下部磁極層２１の格子定数、およびギャップ層２２を構成する元素Ｎｉの格子定数とも大きく異なるものであり、前記シード層３１が前記下部磁極層２１上でエピタキシャル成長することを適切に防止することができる。
【００７１】
次に、ギャップ層２２の材質について説明する。本発明では、前記ギャップ層２２はＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｐ−Ｍｏ、およびＮｉ−Ｐ−Ｗのいずれか一種で形成されることが好ましい。
【００７２】
これら非磁性金属材料を使用することで前記ギャップ層２２をメッキ形成することが可能になる。またこれら非磁性金属材料の組成比を適切に調整することで、前記ギャップ層２２を非磁性化することができ、さらに耐食性や平滑性を良好にすることが可能である。
【００７３】
次に、前記ギャップ層２２の好ましい組成範囲について以下に説明する。本発明では前記ギャップ層２２は、ＮｉＰで形成されており、前記シード層３１との界面から１０ｎｍまでのＰの含有量が８質量％以上で１５質量％以下であることが好ましい。さらに好ましくは４０ｎｍまでの膜厚内の元素Ｐの含有量が、８質量％以上で１５質量％以下に設定されている。この組成範囲で形成されたギャップ層２２はアモルファス状態になっている。
【００７４】
本発明では、元素Ｐの含有量は界面付近で従来よりも多くなり、適正量の元素Ｐを含んだアモルファス状態でメッキ形成されることで、前記界面付近でのギャップ層２２の耐食性及び平滑性を向上させることが可能である。従って本発明では、スライダ加工の洗浄工程などで使用される中性やアルカリ性の洗浄剤に曝されても、前記ギャップ層２２は侵食されず、前記ギャップ層２２に従来のような亀裂（図１５を参照のこと）が入ることはない。
【００７５】
また前記ギャップ層２２の前記界面付近で適量の元素Ｐが含まれることで、この部分での非磁性化を促進できる。ギャップ長Ｇｌは前記ギャップ層２２の膜厚と非磁性のシード層３１の膜厚Ｈ１との総合膜厚で決定されるが、前記ギャップ層２２の界面付近が適切に非磁性化されることで、前記ギャップ長Ｇｌを所定値に収めることが可能である。
【００７６】
よって本発明では、薄膜磁気ヘッドのオーバーライト特性などの記録特性を良好に保ち、しかも所定の記録特性を有する薄膜磁気ヘッドを歩留まり良く製造することが可能である。
【００７７】
なお、上記した元素Ｐの含有量の測定は、Ｘ線分析装置によって行った。ただしＸ線分析装置による元素Ｐの含有量は相対値として測定されるので、これを絶対値に補正するため、前記Ｘ線分析装置による測定後、湿式分析を行った。なお面積の広い膜試料を用いて補正した。これにより測定された元素Ｐの含有量が上記した値である。
【００７８】
また前記界面からの距離については、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて測定した。
【００７９】
また本発明では、前記界面から１０ｎｍまで、好ましくは４０ｎｍの膜厚までの元素Ｐの含有量が、１０質量％以上で１５質量％以下であることが好ましい。また前記元素Ｐの含有量は１１質量％以上で１５質量％以下であることがより好ましい。
【００８０】
上記の範囲内であれば、前記ＮｉＰ膜で形成されたギャップ層２２のアモルファス化をより促進でき、耐食性及び平滑性の向上、さらには非磁性化をより促進させることができる。よって前記ギャップ層２２の界面付近に亀裂等の不具合が発生することはなく、記録特性に優れた薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
【００８１】
また本発明では、前記ギャップ層２２の膜厚全体の平均した元素Ｐの含有量は、１１質量％以上で１５質量％以下であることが好ましい。このようにギャップ層２２の膜厚全体で上記した元素Ｐを含有することにより、前記ギャップ層２２の膜厚全体の耐食性を向上させることができ、しかも非磁性化を促進できる。よって前記ギャップ層２２全体を洗浄液などによる侵食から適切に保護できると共に、前記ギャップ近傍において漏れ磁界を確実に発生させることができる。
【００８２】
次に、図２に示す磁極部以外の部分について説明する。図３のように、前記磁極部２４は、記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）からハイト方向（図示Ｙ方向）にかけて長さ寸法Ｌ１で形成されている。前記磁極部２４と下部コア層２０間には例えば有機絶縁材料などで形成されたＧｄ決め層２７が形成されている。なお前記Ｇｄ決め層２７の先端から記録媒体との対向面までの距離はＬ２で形成され、この距離Ｌ２はギャップデプス（Ｇｄ）である。
【００８３】
また図３に示すように、前記磁極部２４のハイト方向（図示Ｙ方向）の後方であって下部コア層２０上には絶縁下地層２８を介してコイル層２９が螺旋状に巻回形成されている。前記絶縁下地層２８は、例えば、ＡｌＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＴｉＯ、ＡｌＮ、ＡｌＳｉＮ、ＴｉＮ、ＳｉＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＮｉＯ、ＷＯ、ＷＯ₃、ＢＮ、ＣｒＮ、ＳｉＯＮのうち少なくとも１種からなる絶縁材料で形成されていることが好ましい。
【００８４】
さらに前記コイル層２９の各導体部のピッチ間は、絶縁層３０によって埋められている。前記絶縁層３０は、ＡｌＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＴｉＯ、ＡｌＮ、ＡｌＳｉＮ、ＴｉＮ、ＳｉＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＮｉＯ、ＷＯ、ＷＯ₃、ＢＮ、ＣｒＮ、ＳｉＯＮのうち少なくとも１種から選択されることが好ましい。
【００８５】
前記絶縁層３０は、図１に示すように、前記磁極部２４のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成され、前記絶縁層３０は記録媒体との対向面に露出形成されている。
【００８６】
図３に示すように、前記絶縁層３０上には、第２のコイル層３３が螺旋状に巻回形成されている。
【００８７】
図３に示すように、前記第２のコイル層３３は、レジストやポリイミド等の有機材料で形成された絶縁層３２によって覆われ、前記絶縁層３２上には、ＮｉＦｅ合金等で形成された上部コア層２６が例えばフレームメッキ法等によりパターン形成されている。
【００８８】
また図３に示すように、前記上部コア層２６の先端部２６ａは、前記上部磁極層３５上に磁気的に接続されて形成され、前記上部コア層２６の基端部２６ｂは、下部コア層２０上にＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成された持上げ層３６上に磁気的に接続されて形成されている。なお前記持上げ層３６は形成されていなくても良く、この場合、前記上部コア層２６の基端部２６ｂは、下部コア層２０上に直接接続されることになる。前記上部コア層２６上はＡｌ₂Ｏ₃等の保護層３４によって覆われている。
【００８９】
また図１に示すように、前記上部磁極層３５上に接合されている端部での上部コア層２６の幅寸法は、前記上部磁極層３５のトラック幅方向の幅寸法よりも大きくなっていることがわかる。これにより、前記上部コア層２６からの磁束を、効率よく前記上部磁極層３５に流すことができ、記録特性の向上を図ることができる。
【００９０】
図４は、本発明の別の実施の形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図である。なお図４に示す薄膜磁気ヘッドの図示左側の端面が記録媒体との対向面となっている。
【００９１】
本実施の形態では、下部コア層４０の上に、非磁性のシード層３７が形成されている。そしてＮｉを主成分とした非磁性のギャップ層４１が前記シード層３７上に形成されている。
【００９２】
このように本発明では、前記下部コア層４０とギャップ層４１と間にシード層３７が介在することで、前記ギャップ層４１が、下部コア層４０に直接、接して形成されるのを適切に防止することができる。
【００９３】
従って前記ギャップ層４１は、下部コア層４０との間で格子整合しにくくなり、従来のように前記ギャップ層４１を構成する元素Ｎｉが下部コア層４０側の界面（下面）からエピタキシャル成長することを適切に抑制することができる。
【００９４】
すなわち本発明では、従来問題となっていた前記ギャップ層４１の界面付近での非磁性元素の含有量を従来よりも多くでき、前記界面付近でのギャップ層４１をアモルファス化することができる。従って本発明では、前記ギャップ層４１の耐食性及び平滑性を向上させることが可能であり、スライダ加工の洗浄工程などで使用される中性やアルカリ性の洗浄剤に曝されても、前記ギャップ層４１は侵食されず、前記ギャップ層４１に従来のような亀裂（図１５を参照のこと）が入ることはない。
【００９５】
また前記ギャップ層４１の前記界面付近で適量の非磁性元素が含まれることで、この部分での非磁性化を促進できる。
【００９６】
ギャップ長Ｇｌは、前記ギャップ層４１と非磁性のシード層３７との総合膜厚で決定されるが、前記ギャップ層４１の界面付近が適切に非磁性化されることで、前記ギャップ長Ｇｌを所定値に収めることが可能である。
【００９７】
よって本発明では、薄膜磁気ヘッドのオーバーライト特性などの記録特性を良好に保ち、しかも所定の記録特性を有する薄膜磁気ヘッドを歩留まり良く製造することが可能である。
【００９８】
次に前記シード層３７の膜厚は、３ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であることが好ましい。前記シード層３７の膜厚が３ｎｍよりも小さくなると、前記下部コア層４０上を完全に前記シード層３７で覆うことができない可能性があり、この結果、前記ギャップ層４１が前記下部コア層４０上の一部に直接形成されて、この部分では、前記ギャップ層４１を構成するＮｉがエピタキシャル成長してしまい、従来と同様に前記ギャップ層４１の耐食性や平滑性を適切に向上させることができず、また非磁性化を適切に促進させることができないため、本発明では、前記シード層３７の膜厚を３ｎｍ以上に設定した。
【００９９】
また前記シード層３７の膜厚が５０ｎｍよりも大きくなると、記録媒体との対向面から露出する前記シード層３７の前端面３７ａの面積は大きくなる。前記シード層３７は例えばＣｕで形成されるが、Ｃｕは耐食性がさほど良くなく、従って前記シード層３７の膜厚が大きくなることで前記シード層３７の部分での腐食が問題となる。また前記シード層３７の膜厚Ｈ１が最大で５０ｎｍ形成されれば、前記下部コア層４０の上面は前記シード層３７によって確実に覆われるので、これ以上前記シード層３７の膜厚を厚くする必要性も無い。したがって本発明では前記シード層３７の膜厚の上限値を３０ｎｍとすることとした。なお前記シード層３７の膜厚は５ｎｍ以上で３０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以上で２０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【０１００】
また前記シード層３７は、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｏｓから選ばれた１種または２種以上の非磁性金属材料で形成されることが好ましい。これら非磁性金属材料を使用することで、前記シード層３７をメッキ形成することが可能になる。
【０１０１】
またこれら非磁性金属材料からなるシード層３７の格子定数は、下部コア層４０の格子定数、およびギャップ層４１を構成する元素Ｎｉの格子定数とも大きく異なるものであり、前記シード層３７が前記下部コア層４０上でエピタキシャル成長することを適切に防止することができ、したがって前記シード層３７上に形成される前記ギャップ層４１のエピタキシャル成長を適切に抑制でき、従来問題とされた界面付近での非磁性元素の含有量を従来よりも多く取り込んでアモルファス状態にすることができ、耐食性及び平滑性に優れ、また非磁性化を適切に促進させることができる前記ギャップ層４１を形成することが可能である。
【０１０２】
また本発明では、前記ギャップ層４１はＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｐ−Ｍｏ、およびＮｉ−Ｐ−Ｗのいずれか一種で形成されることが好ましい。
【０１０３】
これら非磁性金属材料を使用することで前記ギャップ層４１をメッキ形成することが可能になる。またこれら非磁性金属材料の組成比を適切に調整することで、前記ギャップ層４１を非磁性化することができ、さらに耐食性や平滑性を良好にすることが可能である。
【０１０４】
また本発明では、非磁性金属材料として、ＮｉＰが選択され、前記シード層３７との界面から１０ｎｍの膜厚内で、好ましくは４０ｎｍの膜厚内での元素Ｐの含有量は８質量％以上で１５質量％以下に設定されることが好ましい。より好ましくは１０質量％以上で１５質量％以下であり、さらに好ましくは１１質量％以上で１５質量％以下である。
【０１０５】
これにより前記シード層３７との界面から１０ｎｍの膜厚内での前記ギャップ層４１は、上記数値範囲内の元素Ｐを含有したアモルファス状態となっている。このため前記界面での耐食性及び平滑性を向上させることができ、スライダ製造工程での洗浄液等による侵食を回避でき、従来のように前記ギャップ層４１の界面付近での亀裂等の発生を抑制することができる。また上記の元素Ｐを含むギャップ層４１であれば前記界面付近での非磁性化を適切に促進させることができるため、ギャップ長Ｇｌが一定の大きさである薄膜磁気ヘッドを歩留まり良く製造することが可能である。
【０１０６】
また前記ギャップ層４１の膜厚全体の平均した元素Ｐの含有量は１１質量％以上で１５質量％以下であることが好ましく、これによりギャップ層４１の膜厚全体を適量の元素Ｐを含んだアモルファス状態にでき、耐食性を向上させることができると共に、ギャップ近傍において漏れ磁界を確実に発生させることができる。
【０１０７】
なお前記元素Ｐの含有量の測定方法に関しては図１で説明した通りであり、Ｘ線分析装置を用い、さらに湿式分析で前記Ｘ線分析装置で測定された含有量を補正して絶対値にし、なおこのとき面積の広い膜試料を用いて補正した。また前記界面からの距離については透過電子顕微鏡を用いて測定した。
【０１０８】
図４では前記ギャップ層４１の上にはポリイミドまたはレジスト材料製の絶縁層４２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４３が設けられている。なお、前記コイル層４３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。
【０１０９】
さらに、前記コイル層４３はポリイミドまたはレジスト材料で形成された絶縁層４４に囲まれ、絶縁層４４の上に軟磁性材料製の上部コア層４５が形成されている。
【０１１０】
図４に示すように、上部コア層４５の先端部４５ａは、記録媒体との対向面において、下部コア層４０の上にギャップ層４１を介して対向し、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４５の基端部４５ｂは、下部コア層４０と磁気的に接続されている。
【０１１１】
また下部コア層４０の飽和磁束密度Ｍｓは高いことが好ましいが、上部コア層４５の飽和磁束密度Ｍｓよりも低くすることにより、下部コア層４０と上部コア層４５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。
【０１１２】
次に図１ないし３と同じ形状の薄膜磁気ヘッドの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【０１１３】
図５では下部コア層２０上に、レジスト層５１を塗布形成している。前記レジスト層５１の厚さ寸法Ｈ３は、少なくとも図１に示す完成した薄膜磁気ヘッドにおける磁極部２４の厚さ寸法よりも厚く形成されていなければならない。
【０１１４】
次にレジスト層５１に、露光現像によって、記録媒体との対向面からハイト方向（図示Ｙ方向）に所定の長さ寸法であって、且つトラック幅方向（図示Ｘ方向）に所定の幅寸法で形成される溝５１ａを形成し、溝５１ａ内に、磁極部２４を形成する。
【０１１５】
図５に示すように磁極部２４を、下から下部磁極層２１、非磁性のシード層３１、ギャップ層２２、および上部磁極層３５で構成し、これら各層を、メッキ下地層２５を下地として連続してメッキ形成する。これにより製造工程の簡略化を図ることが可能である。
【０１１６】
上記のように下部磁極層２１の上に直接、ギャップ層２２をメッキ形成しないで、まず非磁性のシード層３１をメッキ形成し、その上に前記ギャップ層２２をメッキ形成することで、前記下部磁極層２１と格子整合性を図りやすいギャップ層２２のＮｉのエピタキシャル成長を抑制することができ、従来問題とされていた前記ギャップ層２２の界面付近での非磁性元素の含有量を従来よりも多くでき、前記界面付近をアモルファス状態で形成することができる。
【０１１７】
ここで本発明では、前記シード層３１を、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｏｓから選ばれた１種または２種以上の非磁性金属材料でメッキ形成する。これら非磁性金属材料の格子定数は、下部磁極層２１及びギャップ層２２を構成するＮｉの格子定数と大きく異なるため、前記前記シード層３１を下部磁極層２１上にメッキ形成した際に、前記シード層３１が前記下部磁極層２１上でエピタキシャルに成長するのを防止でき、したがって前記シード層３１上に形成されるギャップ層２２もエピタキシャル成長しないで、適量の非磁性元素を含有したアモルファス状態としてメッキ形成することが可能になる。
【０１１８】
また本発明では、前記ギャップ層２２のメッキ方法には、従来と同じ直流電流を用いた電気メッキ法を用いることができる。
【０１１９】
本発明では、ギャップ層２２下に前記シード層３１が形成されているから、直流電流を用いた電気メッキ法によっても、前記シード層３１上では、前記ギャップ層２２のＮｉのエピタキシャル成長は適切に抑制され、従来問題とされていた前記ギャップ層２２の界面付近での非磁性元素の含有量を、従来よりも多くすることができる。
【０１２０】
ただし本発明では前記直流電流を用いた電気メッキ法に代えて、前記ギャップ層２２をパルス電流を用いた電気メッキ法によってメッキ形成することもできる。
【０１２１】
本発明では数秒サイクルでＯＮ／ＯＦＦを繰返し、そのときのデューティ比を、０．１から０．５程度に設定することが好ましい。例えば０．５秒サイクルでＯＮ／ＯＦＦを繰返す。
【０１２２】
上記のようにパルス電流を用いた電気メッキ法によれば、ギャップ層２２のメッキ形成時に、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とができる。このように電流を流さない時間を設けることで、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。そして前記ギャップ層２２を少しずつメッキ形成することができる。
【０１２３】
このようにパルス電流を用いた電気メッキ法によって、メッキ形成時における電流密度の分布の偏りを低減させることで、前記シード層３１を設けたことと合わせて、より確実に界面付近でのギャップ層２２の非磁性元素の含有量を従来よりも多くすることができ、前記ギャップ層２２をアモルファス状態で形成することができる。
【０１２４】
また本発明では、前記ギャップ層２２を、最初に所定の電流密度を有するパルス電流を用いて所定の膜厚までメッキ形成した後、残りのギャップ層２２を前記所定の電流密度よりも高い電流密度を有するパルス電流を用いてメッキ形成してもよい。
【０１２５】
これにより前記シード層３１を設けたことと合わせて、さらに確実に界面付近でのギャップ層２２の非磁性元素の含有量を従来よりも多くすることができ、前記ギャップ層２２をアモルファス状態で形成することができる。
【０１２６】
また前記ギャップ層２２を所定の電流密度を有するパルス電流を用いて所定膜厚までメッキ形成した後、残りのギャップ層２２を前記所定の電流密度よりも高い電流密度を有するパルス電流によってメッキ形成することで、前記残りのギャップ層２２を速くメッキ形成することができ、前記ギャップ層２２のメッキ形成を短時間で形成することが可能になる。
【０１２７】
また本発明では、前記所定の電流密度を、例えば１．５ｍＡ／ｃｍ²以上で３．０ｍＡ／ｃｍ²以下とし、この電流密度を有するパルス電流を用いて前記ギャップ層２２を最初の１０ｎｍの膜厚までメッキ形成し、あるいは前記ギャップ層２２を最初の４０ｎｍの膜厚までメッキ形成する。このときメッキ形成時間は、７〜１５分程度である。またＯＮ／ＯＦＦのデューティー比は、例えば０．５秒サイクルである。
【０１２８】
また本発明では、前記電流密度を有するパルス電流により、前記ギャップ層２２を１０ｎｍ、あるいは４０ｎｍまでメッキ成長させた後、前記残りのギャップ層２２を、例えば８．５ｍＡ／ｃｍ²以上で１１．０ｍＡ／ｃｍ²以下の電流密度を有するパルス電流を用いてメッキ形成する。これにより前記残りのギャップ層２２を速くメッキ形成でき、前記ギャップ層２２のメッキ形成時間の短縮化を図ることができる。なおメッキ形成時間は、最終的に得たい膜厚の大きさによって異なるが、例えば７分から８分程度である。またＯＮ／ＯＦＦのデューティー比は、例えば０．５秒サイクルである。
【０１２９】
上記した直流電流による電気メッキ法、あるいはパルス電流を用いた電気メッキ法によって、シード層の上にＮｉＰからなるギャップ層を形成した場合、前記シード層との界面から１０ｎｍまでのＰの含有量を８質量％以上で１５質量％以下にでき、また前記界面から４０ｎｍまでの膜厚内の元素Ｐの含有量を、８質量％以上で１５質量％以下にでき、より好ましくは、前記元素Ｐの含有量を、１０質量％以上で１５質量％以下に、さらに好ましくは、前記元素Ｐの含有量を、１１質量％以上で１５質量％以下にすることができる。
【０１３０】
また本発明では、前記ギャップ層の膜厚全体の平均した元素Ｐの含有量を、１１質量％以上で１５質量％以下にすることができる。
【０１３１】
なお本発明では、前記ギャップ層２２をＮｉ−Ｐで形成することに限定されない。前記ギャップ層２２をＮｉ−Ｐ以外に、Ｎｉ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｐ−Ｍｏ、およびＮｉ−Ｐ−Ｗのいずれか一種でメッキ形成することが可能である。かかる場合でも、下部磁極層２１上にシード層３１をメッキ形成した後、前記シード層３１上にギャップ層２２を形成することで、前記ギャップ層２２の界面付近での元素Ｗ、元素ＰとＭｏあるいは元素ＰとＷを適量含ませ、前記ギャップ層２２をアモルファス状態にすることができ、前記ギャップ層２２の耐食性及び平滑性を向上させることができ、また非磁性化を促進することができる。
【０１３２】
なお上記したパルス電流を用いた電気メッキ法は、下部コア層２０、下部磁極層２１、上部磁極層３５、上部コア層２６などの各磁性層をメッキ形成する際に使用しても良い。これにより結晶粒の粗大化が抑制されるとともに、前記各磁性層の上面はより平滑面とされる。したがって前記各磁性層の飽和磁束密度を向上させることができる。また前記下部磁極層２１上を適切にシード層３１で覆うことができ、前記シード層３１上にギャップ層２２をＮｉがエピタキシャル成長することなく非磁性元素を所定量含んだアモルファス状態で容易にメッキ形成することができる。
【０１３３】
なお好ましい製造方法としては、下部コア層２０、下部磁極層２１、シード層３１、ギャップ層２２、上部磁極層３５、及び上部コア層２６をすべて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である。
【０１３４】
なお図５に示す溝５１ａ内に形成される磁極部２４の膜構成は、上記した積層構造に限られない。すなわち、磁極部２４は、シード層３１、ギャップ層２２及び上部磁極層３５の積層構造であってもよい。
【０１３５】
次に図５では、前記レジスト層５１を除去し、新たなレジスト層を形成し、このレジスト層に持上げ層３６形成のための抜きパターンを形成する。そして前記抜きパターン内に持上げ層３６を形成する（図６を参照のこと）。
【０１３６】
次に図７に示す工程では、磁極部２４上から下部コア層２０上、さらには持上げ層３６上からハイト方向にかけて、絶縁材料で形成された絶縁下地層２８をスパッタ形成する。
【０１３７】
そして図７に示すように、絶縁下地層２８上に、コイル層２９を螺旋状にパターン形成する。
【０１３８】
次に図８に示す工程では、コイル層２９上を絶縁層３０により覆う。このとき、磁極部２４上および持上げ層３６上も絶縁層３０によって覆われる。
【０１３９】
なお本実施の形態では絶縁層３０を無機材料によってスパッタ形成する。前記無機材料には、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂のうちから１種または２種以上を選択することが好ましい。
【０１４０】
そして図８に示すように、絶縁層３０の表面をＣＭＰ技術などを利用して研磨し、磁極部２４の表面が露出するＢ−Ｂ線上まで削っていく。その状態を示すのが、図９である。
【０１４１】
また上記のＣＭＰ法によって、絶縁層３０の表面は、磁極部２４の接合面２４ａと同一平面上で平坦化されて形成されている。
【０１４２】
次に、図１０に示されるように、絶縁層３０上に、第２のコイル層３３を螺旋状にパターン形成する。第１層目のコイル層２９と第２のコイル層３３とは、それぞれの巻き中心部を介して電気的に接続される。さらに、第２のコイル層３３を、レジストやポリイミドなどの有機絶縁材料で形成された絶縁層３２によって覆い、絶縁層３２上に上部コア層２６を、フレームメッキ法などの既存の方法でパターン形成する。
【０１４３】
図１０に示すように上部コア層２６は、その先端部２６ａにて磁極部２４上に接して形成され、また基端部２６ｂにて下部コア層２０上に形成された持上げ層３６上に磁気的に接して形成される。
【０１４４】
【実施例】
本発明では、実施例として、下部磁極層上にＣｕで形成されたシード層を形成した後、前記シード層の上にギャップ層をメッキ形成し、比較例として、下部磁極層上に直接、ギャップ層をメッキ形成し、それぞれのギャップ層の表面状態を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で調べた。
【０１４５】
実施例では、最下層として下部磁極層２１となる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した。前記ＮｉＦｅの組成比は、Ｆｅが７０質量％で、残りがＮｉ質量％であった。なお前記下部磁極層を、４０００ｍＡのパルス電流を用いてメッキ形成した。
【０１４６】
次に、前記下部磁極層２１に、Ｃｕからなるシード層を７０ｍＡの直流電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成した。また前記シード層を概ね２０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲内で形成した。
【０１４７】
そして、前記シード層上にＮｉＰからなるギャップ層を７０ｍＡの直流電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成した。なおメッキ浴組成は、硫酸ニッケルが１００ｇ／ｌ、塩化ニッケルが３０ｇ／ｌ、亜リン酸水素ナトリウムが３０ｇ／ｌであった。
【０１４８】
次に前記ギャップ層上にＮｉＦｅからなる上部磁極層を４０００ｍＡのパルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成した。前記上部磁極層のＮｉＦｅ組成はＦｅが７０質量％で、残りがＮｉの質量％であった。
【０１４９】
次に比較例では、最下層となるＮｉＦｅの下部磁極層を４０００ｍＡのパルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成した。前記下部磁極層のＮｉＦｅ組成はＦｅが７０質量％で、残りがＮｉの質量％であった。
【０１５０】
次に前記下部磁極層に、ＮｉＰからなるギャップ層を７０ｍＡの直流電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成した。なおこのときのメッキ浴組成は、上記の実施例のときと同じである。さらに前記ギャップ層の上にＮｉＦｅからなる上部磁極層を４０００ｍＡパルス流電流を用いて電気メッキ法によりメッキ形成した。
【０１５１】
実施例の透過電子顕微鏡で撮影した写真を図１１に、その模式図を図１２に、また比較例の透過電子顕微鏡で撮影した写真を図１３に示す。
【０１５２】
図１１及び図１２に示す実施例では、前記ギャップ層の下部磁極層側の界面（下面）は平滑化され、また前記ギャップ層には、上部磁極層や下部磁極層に見られる黒ずみの斑点が無いことがわかる。前記上部磁極層及び下部磁極層に見られる黒ずみの斑点は結晶である。すなわち実施例では、前記ギャップ層には結晶化された部分はなく全体的にアモルファス状態になっていると認めることができる。
【０１５３】
また図１１及び図１２を見てわかるように、前記ギャップ層の下に形成されたＣｕからなるシード層は、下部磁極層と同じように結晶相である。ただし前記シード層と下部磁極層の界面は、割合にはっきりと見て取ることができる。これは前記シード層が前記下部磁極層と格子整合しておらず、前記シード層が前記下部磁極層上でエピタキシャル成長していないことを意味する。
【０１５４】
実施例では、比較例と同じように前記ギャップ層を直流電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成しているが、前記下部磁極層と格子整合を図らないシード層を設け、その上にギャップ層をメッキ形成することで、前記ギャップ層と下部磁極層間の格子整合性を断ち切ることができ、前記ギャップ層を適切なアモルファス相として形成することが可能になるのである。
【０１５５】
一方、比較例の場合、前記下部磁極層とギャップ層との界面は、面粗れがひどく、また前記界面付近での前記ギャップ層には黒ずみの斑点が見られる。これは前記ギャップ層を構成する元素Ｎｉがエピタキシャル的に成長し結晶化した部分であると認められる。
【０１５６】
以上のように、シード層の上にギャップ層をメッキ形成した場合、従来のように下部磁極層上に直接、ギャップ層をメッキ形成した場合に比べて、ギャップ層の下部磁極層側の界面付近を適切にアモルファス状態に形成でき、Ｎｉ結晶化を抑制できることがわかる。
【０１５７】
次に、本発明では上記したシード層上にギャップ層を直流電流によってメッキ形成した実施例の膜構成、および、下部磁極層上に直接、ギャップ層を直流電流によってメッキ形成した比較例の膜構成を用いて、前記ギャップ層の下部磁極層側の界面（下面）からの距離と、元素Ｐの含有量との関係について調べた。前記界面からの距離については透過電子顕微鏡を用いて測定し、元素Ｐの含有量については、Ｘ線分析装置（湿式分析で補正）を用いて行った。その実験結果を図１４に示す。なお前記透過電子顕微鏡には、日本電子（株）製ＪＥＭ２０１０Ｆを使用し、Ｘ線分析装置には、ノーラン社製ＶＡＮＴＡＧＥを使用した。
【０１５８】
図１４に示すように比較例では、界面から２．５ｎｍ程度まで元素Ｐの含有量が非常に低く８質量％以下であることがわかる。一方、実施例では、前記界面から１０ｎｍのいずれにおいても元素Ｐの含有量は１２質量％以上であり、また前記界面から４０ｎｍの膜厚内でも同様である。このように実施例では比較例に比べて特に界面での元素Ｐの含有量を多くできることがわかる。
【０１５９】
また比較例の場合、界面から約２．５ｎｍを越えると、元素Ｐの含有量は８質量％を上回るが、グラフに示すように、その上限はせいぜい１２質量％であり、また前記元素Ｐの含有量は、界面から深くなるほど一定に保たれるわけでなく、前記含有量の変動が激しいことがわかる。
【０１６０】
それに対し実施例の場合、界面からの深さに関係なく、前記元素Ｐの含有量は、ほぼ一定に保たれることがわかる。なおこの実施例では、膜厚全体での平均した元素Ｐの含有量は約１３質量％であり、本発明では前記元素Ｐの含有量は平均して１１質量％以上で１５質量％以内に収まることが好ましい。この範囲内であれば、前記ギャップ層全体の耐食性を向上させることができるとともに、非磁性化を促進させることが可能である。
【０１６１】
ところで比較例のように、特に界面付近で元素Ｐが極端に小さくなっていると、この部分では図１３に見たように元素Ｎｉの結晶化が促進し、耐食性が低下しており中性やアルカリ溶液の洗浄液などによって侵食されやくなっている。また前記界面付近では元素Ｎｉの含有量が極端に多いことで磁性を帯び、前記界面付近は実質的にギャップ層として機能していないと考えられる。
【０１６２】
一方、実施例の場合、前記界面から１０ｎｍの膜厚内、好ましくは４０ｎｍの膜厚のいずれでも元素Ｐは８質量％以上を確保でき、図１２に見たように前記界面付近でのアモルファス化を促進でき耐食性を向上させることができる。また元素Ｐを８質量％以上確保することで前記界面での非磁性化を適切に促進できる。ここで上限であるが、本発明では１５質量％以下と設定した。これはメッキ浴中の元素Ｐ量を増やしても、メッキ形成されたＮｉＰ中の含有量は１５質量％を越えることはないことに起因する。また好ましい範囲としては１０質量％以上で１５質量％以下であり、より好ましい範囲としては１１質量％以上で１５質量％以下とした。これによってより適切にギャップ層の界面付近での耐食性及び非磁性化を促進することができる。なお図１４に示す実施例では、上記した好ましい範囲、およびより好ましい範囲を満たしていることがわかる。
【０１６３】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば、下部磁極層（あるいは下部コア層）上に、非磁性のシード層が形成され、このシード層上にＮｉを主成分としたギャップ層を形成することで、前記ギャップ層が前記下部磁極層上に直接、接するのを回避でき、したがって、従来問題とされていた前記ギャップ層の界面（下面）付近での元素Ｎｉのエピタキシャル成長による結晶化を抑制できるので、従来よりも界面付近での非磁性元素を多く取り込み、アモルファス状態にすることができる。従って界面付近での前記ギャップ層の耐食性を向上させることができ、中性やアルカリ溶液に曝されても前記ギャップ層の侵食を適切に防止できる。
【０１６４】
また前記元素Ｐの含有量を適量確保できることで、界面付近での非磁性化を促進できる。
【０１６５】
よって本発明では、記録特性に優れ、しかも一定の記録特性を有する薄膜磁気ヘッドを歩留まり良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の薄膜磁気ヘッドを示す正面図、
【図２】磁極部を拡大した部分拡大図、
【図３】図１の薄膜磁気ヘッドの３−３線における部分断面図、
【図４】本発明の第２の実施の形態の薄膜磁気ヘッドを示す部分断面図、
【図５】本発明の図１ないし図３に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す一工程図、
【図６】図５に示す工程の次に行なわれる一工程図、
【図７】図６に示す工程の次に行なわれる一工程図、
【図８】図７に示す工程の次に行なわれる一工程図、
【図９】図８に示す工程の次に行なわれる一工程図、
【図１０】図９に示す工程の次に行なわれる一工程図、
【図１１】シード層上にギャップ層をパルス電流による電気メッキ法によりメッキ形成した本発明（実施例）の磁極部の透過電子顕微鏡写真、
【図１２】図１１の模式図、
【図１３】下部磁極層上にギャップ層を直流電流による電気メッキ法によりメッキ形成した従来（比較例）の磁極部の透過電子顕微鏡写真、
【図１４】従来例及び比較例におけるＮｉＰの界面からの距離と元素Ｐの含有量との関係を示すグラフ、
【図１５】従来における薄膜磁気ヘッドの構造を示す部分正面図、
【図１６】従来における薄膜磁気ヘッドの不具合を説明するための磁極部の拡大図、
【符号の説明】
２０ 下部コア層
２１ 下部磁極層
２２ ギャップ層
２６ 上部コア層
２９、３３、４３ コイル層
３１、４１ シード層
３５ 上部磁極層
５１ レジスト層

Claims (17)

1. 下部コア層と、上部コア層との間にギャップ層を有する薄膜磁気ヘッド、あるいは下部コア層と、前記下部コア層上に下部磁極層、ギャップ層、上部磁極層の順で形成された磁極部、または前記下部コア層上にギャップ層、上部磁極層の順で形成された磁極部と、前記上部磁極層の上に形成された上部コア層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、
   前記ギャップ層は、前記下部コア層あるいは下部磁極層上に形成された非磁性のシード層上に形成されており、前記ギャップ層は、Ｎｉを主成分とした非磁性金属材料で形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
2. 前記シード層の膜厚は３ｎｍ以上で５０ｎｍ以下である請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
3. 前記シード層の膜厚は５ｎｍ以上で３０ｎｍ以下である請求項２記載の薄膜磁気ヘッド。
4. 前記シード層の膜厚は１０ｎｍ以上で２０ｎｍ以下である請求項３記載の薄膜磁気ヘッド。
5. 前記シード層は、磁性元素を含有しない非磁性金属材料で形成される請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
6. 前記シード層は、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｏｓから選ばれた１種または２種以上の非磁性金属材料で形成される請求項５記載の薄膜磁気ヘッド。
7. 前記ギャップ層はＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｐ−Ｍｏ、およびＮｉ−Ｐ−Ｗのいずれか一種で形成される請求項１ないし６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
8. 前記ギャップ層は、ＮｉＰで形成されており、前記シード層との界面から１０ｎｍまでのＰの含有量が８質量％以上で１５質量％以下である請求項７記載の薄膜磁気ヘッド。
9. 前記界面から４０ｎｍまでの膜厚内の元素Ｐの含有量が、８質量％以上で１５質量％以下である請求項８記載の薄膜磁気ヘッド。
10. 前記元素Ｐの含有量は、１０質量％以上で１５質量％以下である請求項８または９に記載の薄膜磁気ヘッド。
11. 前記元素Ｐの含有量は、１１質量％以上で１５質量％以下である請求項８または９に記載の薄膜磁気ヘッド。
12. 前記ギャップ層の膜厚全体の平均した元素Ｐの含有量は、１１質量％以上で１５質量％以下である請求項８ないし１１のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
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の上にギャップ層を介して対向する磁性材料製の上部コア層とを有する、薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
    （ａ）前記下部コア層をメッキ形成する工程と、
    （ｂ）前記下部コア層上に直接、または前記下部コア層上に下部磁極層をメッキ形成した後、この下部磁極層上に、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｏｓから選ばれた１種または２種以上の非磁性金属材料で形成されるシード層をメッキ形成する工程と、
    （ｃ）前記シード層上にＮｉを主成分とした非磁性のギャップ層をメッキ形成する工程と、
    （ｄ）前記ギャップ層上に直接に、あるいは上部磁極層を介して上部コア層をメッキ形成する工程と、
    を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
14. 前記（ｂ）工程において、前記シード層を３ｎｍ以上で５０ｎｍ以下の膜厚で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。
15. 前記シード層を５ｎｍ以上で３０ｎｍ以下でメッキ形成する請求項１４記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
16. 前記シード層を１０ｎｍ以上で２０ｎｍ以下でメッキ形成する請求項１５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
17. 前記ギャップ層をＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｐ−Ｍｏ、およびＮｉ−Ｐ−Ｗのいずれか一種で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。

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