JP3679757B2 - 軟磁性膜の製造方法と薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば薄膜磁気ヘッドのコア材として使用されるＣｏＦｅ合金の飽和磁束密度ＢｓをＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓよりも大きくできると同時に、耐侵食性に優れた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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば薄膜磁気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。
【０００３】
前記磁性材料には従来からＮｉＦｅ合金がよく使用されている。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、１．８Ｔ程度の飽和磁束密度Ｂｓを得ることが可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記ＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓをさらに高めるには、例えば直流電流を用いた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する。
【０００５】
これにより前記ＮｉＦｅ合金のＢｓを高めることが可能になったが、かかる場合でも飽和磁束密度Ｂｓはせいぜい１．９Ｔ程度までしか上がらず、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることは非常に困難であった。
【０００６】
また飽和磁束密度Ｂｓを上げると、膜面の面粗れがひどくなり、前記ＮｉＦｅ合金が薄膜磁気ヘッドを製造する過程で使用される様々な溶剤に侵食されるといった問題があった。
【０００７】
またＮｉＦｅ合金以外によく使用される磁性材料としてはＣｏＦｅ合金を挙げることができるが、従来では、ＣｏＦｅ合金中に占めるＣｏ含有量を５０質量％前後としており、かかる組成比の場合、飽和磁束密度Ｂｓは小さく、また膜面での面粗れがひどく耐食性が低いものとなっていた。
【０００８】
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、ＣｏＦｅ合金の組成比を適正化することで、飽和磁束密度ＢｓをＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓよりも高く、しかも耐食性にも優れた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ことを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明における軟磁性膜の製造方法は、サッカリンナトリウムを混入していないメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を３．０以上で８．０以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６５質量％以上で７５質量％以下となるＣｏ１−ＸＦｅＸをメッキ形成することを特徴とするものである。
【００２５】
上記のように本発明では、ＣｏＦｅ合金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。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、ＣｏＦｅ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。
【００２７】
また本発明では、前記メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入していない。前記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、一般的にメッキ浴中に混入される。
【００２９】
このように本発明では、ＣｏＦｅ合金からなる軟磁性膜を、メッキ浴中に占めるＦｅ濃度のＣｏイオン濃度に対する比率を所定範囲内にし、且つこのメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入せず、パルス電流を用いた電気メッキ法を用いて、ＣｏＦｅ合金をメッキ形成することにより、高い飽和磁束密度Ｂｓを有し、さらに耐食性に優れた軟磁性膜を製造することが可能になったのである。
【００３２】
あるいは本発明における軟磁性膜の製造方法は、サッカリンナトリウムを混入したメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６８質量％以上で８０質量％以下となるＣｏ1-XＦｅXをメッキ形成することを特徴とするものである。
【００３３】
この発明ではメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入している。サッカリンナトリウムを混入すると混入しない場合に比べて飽和磁束密度Ｂｓが低下する傾向にあるが、メッキ浴中のＦｅイオン濃度を、上記した比率内に収め、さらにパルス電流を用いた電気メッキ法を使用することで、飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔ以上で、且つ耐食性に優れた軟磁性膜を製造することが可能になる。
【００３４】
また本発明では、Ｆｅイオン濃度を１．０ｇ／ｌ以上で７．５ｇ／ｌ以下に設定することが好ましく、より好ましくは、Ｆｅイオン濃度を１．０ｇ／ｌ以上で１．５ｇ／ｌ以下に設定する。
またＣｏイオン濃度を０．２ｇ／ｌ以上で１．４ｇ／ｌ以下に設定することが好ましい。
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ＣｏＦｅ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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、
少なくとも一方のコア層を、上記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。
【００３８】
また本発明では、前記下部コア層上に記録媒体との対向面で下部磁極層を隆起形成し、前記下部磁極層を前記軟磁性膜でメッキ形成することが好ましい。
【００３９】
さらに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及び／または下部磁極層を、上記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。
【００４０】
また本発明では、前記コア層を、少なくとも磁気ギャップに隣接する部分で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、このとき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。
【００４１】
また本発明では、前記磁気ギャップに接する磁性層以外の他の磁性層を、ＣｏＦｅ合金で形成し、このとき前記他の磁性層のＦｅの組成比を、前記磁気ギャップ層に接する側の磁性層のＦｅの組成比Ｘよりも小さくすることが好ましい。
【００４２】
上記したように本発明における軟磁性膜としてのＣｏＦｅ合金を、パルス電流を用いた電気メッキ法により、例えばサッカリンナトリウムを混入していないメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃の比率を１．０以上で１７．０以下としてメッキ形成することで、前記ＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすることができる。
【００４３】
そしてこのような軟磁性膜を薄膜磁気ヘッドのコア材として使用することで、飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔ以上と高く高記録密度化を図ることができ、また耐食性にも優れた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。
【００４４】
【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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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を連続メッキ形成することが可能である。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
（１）組成式がＣｏ1-XＦｅXで示され、Ｆｅの組成比Ｘは、５０質量％以上で９０質量％以下であり、且つメッキ形成されることを特徴とする軟磁性膜。
【００６４】
このように本発明では前記Ｆｅ含有量Ｘを５０質量％以上で９０質量％以下に設定している。
【００６５】
前記Ｆｅ含有量Ｘを上記範囲内に設定したのは、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上に設定できるからである。好ましくは、前記Ｆｅの組成比は、６０質量％以上で７８質量％以下であり、かかる場合、飽和磁束密度Ｂｓを２．２５Ｔ以上にできる。またより好ましくは、前記Ｆｅの組成比は、６５質量％以上で７５質量％以下であり、かかる場合、飽和磁束密度Ｂｓを２．３Ｔ以上にできる。
【００６６】
上記した飽和磁束密度の値はＮｉＦｅ合金よりも大きく、また本発明では安定して高い飽和磁束密度を得ることができる。
【００６７】
ところで上記した軟磁性膜は、後で詳述するように、メッキ浴中に応力緩和剤となるサッカリンナトリウム（Ｃ6Ｈ4ＣＯＮＮａＳＯ2）を混入せずに、メッキ浴中のＦｅイオン濃度のＣｏイオン濃度に対する比率を所定範囲内に設定し、このメッキ浴からパルス電流を用いた電気メッキ法によってメッキ形成されたものである。
【００６８】
後述する実験によれば、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入しない方が混入した場合に比べてＣｏＦｅの飽和磁束密度Ｂｓを向上させることができ、特にＦｅの組成比を適正化することで、２．３Ｔ以上の非常に高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることが可能になる。
【００６９】
前記サッカリンナトリウムを混入しないことで飽和磁束密度Ｂｓが向上する理由は、メッキ面に対するＦｅイオンの出入りが良好になり緻密な膜を形成できるからであると考えられる。
【００７０】
メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入しないことで膜応力等が、混入する場合に比べて大きくなる傾向にあるが、前記膜応力の値は図１に示す磁極層１９、２１として使用できない範囲でなく、一方、今後の高記録密度化を促進させるために必要な飽和磁束密度ＢｓをＦｅの広い組成範囲にわたって２．０Ｔ以上にでき、あるいはＦｅ組成によっては２．３Ｔ以上にできる。
【００７１】
従ってギャップ層２０を介した下部磁極層１９及び／または上部磁極層２１に上記組成比のＣｏＦｅ合金を使用することで、ギャップ近傍に磁束を集中させることができ、高記録密度化に対応可能な薄膜磁気ヘッドを得ることができる。
【００７２】
しかも上記組成範囲内であると結晶が緻密に形成されることで、膜面の面粗れを抑制でき、耐食性を向上させることができる。従って薄膜磁気ヘッドの製造時に使用される各種溶剤に腐食するのを未然に防止することが可能である。なお本発明では、ＣｏＦｅ合金膜の膜面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を９ｎｍ以下にすることができる。好ましくは、前記中心線平均粗さ（Ｒａ）を５ｎｍ以下にすることができる。
【００７３】
このように中心線平均粗さＲａを小さく抑えることができる理由は、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入しないことで、メッキ形成されたＣｏＦｅ内に耐食性を低下させる元素Ｓが入り込むことがなくなり、また結晶粒径が小さくなり緻密な膜を形成する等であると考えられ、このためサッカリンナトリウムを混入しない方が混入する場合に比べて中心線平均粗さＲａを小さくでき耐食性を適切に向上させることができる。
【００７４】
また本発明では、前記保磁力Ｈｃを２３７０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。
【００７５】
また本発明では、比抵抗を１７（μΩ・ｃｍ）以上にすることができる。また膜応力を１２００ＭＰａ以下、好ましくは４００ＭＰａ以下にすることができる。さらに異方性磁界Ｈｋに関しては、従来から軟磁性材料として一般的に使用されているＮｉＦｅ合金と同程度の異方性磁界Ｈｋを得ることができる。
（２）組成式がＣｏ1-XＦｅXで示され、Ｆｅの組成比Ｘは、６８質量％以上で８０質量％以下であり、且つメッキ形成されることを特徴とする軟磁性膜。
【００７６】
この軟磁性膜は、（１）の軟磁性膜とは違ってメッキ浴中に応力緩和剤となるサッカリンナトリウム（Ｃ6Ｈ4ＣＯＮＮａＳＯ2）を混入し、メッキ浴中のＦｅイオン濃度のＣｏイオン濃度に対する比率を所定範囲内に設定し、このメッキ浴からパルス電流を用いた電気メッキ法によってメッキ形成されたものである。
【００７７】
後述する実験によれば、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入した場合でもＦｅの組成比を適正化することで、２．０Ｔ以上、好ましくは２．２５Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることが可能になる。
【００７８】
メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入した場合、混入しない場合に比べて２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることが可能なＦｅ組成範囲は小さくなるものの、従来のＮｉＦｅ合金より高い飽和磁束密度を得ることができ、本発明におけるＣｏＦｅ合金を使用すれば今後の高記録密度化に適切に対応可能な薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
【００７９】
またメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入することで混入しない場合に比べて膜応力を効果的に小さくすることができる。
【００８０】
しかも上記組成範囲内であると結晶が緻密に形成されることで、膜面の面粗れを抑制でき、耐食性を向上させることができる。従って薄膜磁気ヘッドの製造時に使用される各種溶剤に腐食するのを未然に防止することが可能である。なお本発明では、ＣｏＦｅ合金膜の膜面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を９ｎｍ以下にすることができる。
【００８１】
また本発明では、前記保磁力Ｈｃを１５８０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。
【００８２】
また本発明では、比抵抗を２５（μΩ・ｃｍ）以上にすることができる。また膜応力を４００ＭＰａ以下にすることができる。さらに異方性磁界Ｈｋに関しては、従来から軟磁性材料として一般的に使用されているＮｉＦｅ合金と同程度の異方性磁界Ｈｋを得ることができる。
【００８３】
上記した（１）または（２）のＣｏＦｅ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。
【００８４】
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。
【００８５】
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）。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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４０と磁気的に接続される。
【００９２】
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３２、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。
【００９３】
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３９によって覆われている。
【００９４】
図３に示すように、トラック幅規制溝３１ａ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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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）あるいは（２）のＣｏＦｅ合金で形成される。
【００９８】
前記下部磁極層３２及び上部磁極層３４が２．０Ｔ以上、好ましくは２．２５Ｔ以上、より好ましくは２．３Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを有する上記したＣｏＦｅ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。
【００９９】
また前記ＣｏＦｅ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、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９ｎｍ以下にすることができる。より好ましくは５ｎｍ以下である。また保磁力Ｈｃを小さくできる。
【０１００】
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）あるいは（２）のＣｏＦｅ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組成範囲のＣｏＦｅ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。
【０１０１】
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、ＣｏＦｅ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ＣｏＦｅ合金で形成される必要はなく、例えばＮｉＦｅ合金で形成されてもよい。かかる場合、ＮｉＦｅ合金のＦｅ量は、ギャップ層２０，３３に接する側の磁性層のＣｏＦｅのＦｅ量よりも多くてもかなわない。後述の実験で示されるように、ＮｉＦｅ合金の場合、Ｆｅ量が７３質量％程度でも飽和磁束密度Ｂｓはせいぜい１．９Ｔ程度であり、２．０Ｔを越えることがなく、よってギャップ層２０，３３側の磁性層のＢｓの方を高くすることが可能だからである。
【０１０２】
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。
【０１０３】
また下部コア層１６及び上部コア層２２，４０を上記組成範囲のＣｏＦｅ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ＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を適切に調整することが好ましい。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
本発明では、下部コア層１６及び／または上部コア層４６は、上記した（１）または（２）のＣｏＦｅ合金で形成されている。この組成比で形成されたＣｏＦｅ合金は２．０Ｔ以上、好ましくは２．２５Ｔ以上、より好ましくは２．３Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。
【０１０８】
上部コア層４６及び／または下部コア層１６が、２．０Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを有する上記したＣｏＦｅ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。
【０１０９】
また前記ＣｏＦｅ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、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９ｎｍ以下にすることができる。好ましくは５ｎｍ以下にすることができる。また保磁力Ｈｃを小さくできる。
【０１１０】
またＣｏＦｅ合金が上記組成範囲内であると、１７（μΩ・ｃｍ）以上、好ましくは２５（μΩ・ｃｍ）以上の比抵抗を得ることができる。また膜応力を、１２００ＭＰａ以下、好ましくは４００ＭＰａ以下にすることができる。さらに異方性磁界Ｈｋに関しては、従来から軟磁性材料として一般的に使用されているＮｉＦｅ合金と同程度の異方性磁界Ｈｋを得ることができる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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４８とで構成されている。
【０１１３】
前記高Ｂｓ層４７は、上記した（１）または（２）のＣｏＦｅ合金で形成されている。
【０１１４】
これにより前記高Ｂｓ層４７の飽和磁束密度Ｂｓを２．０以上、好ましくは２．２５Ｔ以上、より好ましくは２．３Ｔ以上にできる。
【０１１５】
また上記の（１）または（２）のＣｏＦｅ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９ｎｍ以下にでき、好ましくは５ｎｍ以下にでき、前記保磁力Ｈｃを２３７０（Ａ／ｍ）以下にでき、好ましくは１５８０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。さらにＣｏＦｅ合金を使用した場合には比抵抗を１７（μΩ・ｃｍ）以上、好ましくは２５（μΩ・ｃｍ）以上にできる。また膜応力を１２００ＭＰａ以下にでき、好ましくは４００ＭＰａ以下にできる。
【０１１６】
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ＣｏＦｅ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ＣｏＦｅ合金で形成される必要はなく、例えばＮｉＦｅ合金で形成されてもよい。かかる場合、ＮｉＦｅ合金のＦｅ量は、高Ｂｓ層４７のＣｏＦｅのＦｅ量よりも多くてもかまわない。後述の実験で示されるように、ＮｉＦｅ合金の場合、Ｆｅ量が７３質量％程度でも飽和磁束密度Ｂｓはせいぜい１．９Ｔ程度であり、２．０Ｔを越えることがなく、よって高Ｂｓ層４７側のＢｓの方を高くすることが可能だからである。
【０１１７】
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。なお後述の実験結果に示すようにＮｉＦｅ合金の方が、ＣｏＦｅ合金に比べて比抵抗を高くすることができるので、上層４８にはＣｏＦｅ合金よりもＮｉＦｅ合金を使用する方が好ましい。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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５２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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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は上記した（１）または（２）のＣｏＦｅ合金で形成されている。
【０１２６】
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ＣｏＦｅ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。
【０１２７】
また上部コア層５５は、その全体が前記ＣｏＦｅ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ＣｏＦｅ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５２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。
【０１２８】
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ＣｏＦｅ合金膜はメッキ形成されている。本発明では前記ＣｏＦｅ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。
【０１２９】
また前記ＣｏＦｅ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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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５１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。
【０１３７】
次に本発明におけるＦｅの組成比が５０質量％以上で９０質量％以下とされたＣｏＦｅ合金のメッキ形成法について以下に説明する。
【０１３８】
本発明では、前記ＣｏＦｅ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。
【０１３９】
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、ＣｏＦｅ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。
【０１４０】
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、ＣｏＦｅ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。
【０１４１】
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ＣｏＦｅ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。
【０１４２】
しかも本発明では、ＣｏＦｅ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。本発明では、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０以上で１７．０以下に設定する。メッキ浴中に占めるＦｅイオン濃度のＣｏイオン濃度に対する比率をこの程度に設定することで攪拌効果を挙げ、Ｆｅ組成比の増大を図ることができる。
【０１４３】
さらに本発明では前記メッキ浴中にサッカリンナトリウム（Ｃ6Ｈ4ＣＯＮＮａＳＯ2）を混入していない。サッカリンナトリウムは応力緩和剤であり、一般的にメッキ浴中に混入されている。しかしながら本発明では、前記サッカリンナトリウムを混入せず、これによってメッキ面にＦｅイオンの出入りを良好にでき、Ｆｅ組成比の増大を図ることができると共に緻密な膜を形成することが可能である。
【０１４４】
後述の実験結果に示すように、上記の条件で形成されたＣｏＦｅ合金であると、Ｆｅ組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にでき、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上にできるとともに、安定して高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。
【０１４５】
また上記のイオン濃度の比率で形成されたＣｏＦｅ合金の膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下にでき、好ましくは５ｎｍ以下にでき耐食性に優れた軟磁性膜を製造することが可能になっている。特に上記した製造方法のようにメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入しないことで、ＣｏＦｅ合金膜中に耐食性を低下させる元素Ｓが混在せず、また結晶粒径はより微細化し、よって膜面の中心線平均粗さＲａを効果的に９ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下にすることが可能になる。
【０１４６】
一方、上記のイオン濃度の比率から外れると、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０よりも小さく、あるいは１７．０よりも大きくすると、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度を得ることができない場合があり、安定して高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができなくなる。さらに膜面の中心線平均粗さＲａは９ｎｍよりも大きくなり、耐食性が悪い軟磁性膜しか製造することができない。
【０１４７】
また本発明では、Ｆｅイオン濃度は、１．０ｇ／ｌ以上で７．５ｇ／ｌ以下で設定されることが好ましい。本発明では前記Ｆｅイオン濃度をこの程度の範囲内にすることで攪拌効果を上げることができ、より適切にＣｏＦｅ合金のＦｅ含有量を大きくすることができる。
【０１４８】
以上のように本発明では、パルス電流による電気メッキ法を用い、メッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０以上で１７．０以下にし、且つメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入しないことで、従来よりも高い飽和磁束密度Ｂｓを有するＣｏＦｅ合金を製造することができる。具体的には前記Ｂｓを２．０Ｔ以上にできる。また上記した組成範囲内で形成されたＣｏＦｅ合金は、結晶が緻密に形成され膜面の面粗れも少なく、したがって耐食性が高く保磁力Ｈｃの小さいメッキ膜を形成できる。
【０１４９】
また本発明では、サッカリンナトリウムを混入していないメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０以上で１０．０以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６０質量％以上で７８質量％以下となるＣｏ1-XＦｅXをメッキ形成することが好ましい。これにより飽和磁束密度を効果的に２．２５Ｔ以上得ることが可能になる。
【０１５０】
あるいは本発明では、サッカリンナトリウムを混入していないメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を３．０以上で８．０以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６５質量％以上で７５質量％以下となるＣｏ1-XＦｅXをメッキ形成することがより好ましい。これにより飽和磁束密度を効果的に２．３Ｔ以上得ることが可能になる。
【０１５１】
サッカリンナトリウムを混入しないメッキ浴を用い、パルス電流による電気メッキ法によりＣｏＦｅ合金をメッキ形成するときに、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を上記のように徐々に絞り込むことで、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔよりも高い２．２５Ｔ以上、あるいは２．３Ｔ以上の非常に高い値にすることが可能になる。
【０１５２】
上記のサッカリンナトリウムをメッキ浴中に混入させないで行う軟磁性膜の製造方法によって、上記した（１）の軟磁性膜を得ることができる。
【０１５３】
次に本発明では、サッカリンナトリウムを混入したメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６８質量％以上で８０質量％以下となるＣｏ1-XＦｅXをメッキ形成することができる。
【０１５４】
この製造方法によって上記した（２）の軟磁性膜を製造することができる。この製造方法では、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入させている。サッカリンナトリウムは応力緩和剤であり、よってサッカリンナトリウムを混入させない場合に比べて膜応力の低下を図ることができる。
【０１５５】
ただしメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入させると、混入させない場合に比べて飽和磁束密度Ｂｓは低下する傾向にある。しかしながら、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入した場合でも、メッキ浴中に占めるＦｅイオン濃度のＣｏイオン濃度に対する比率の適正化とパルス電流によるメッキ法により、飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔ以上となるＦｅ組成を有するＣｏＦｅ合金をメッキ形成することが可能になる。
【０１５６】
なお前記飽和磁束密度Ｂｓは２．２５Ｔ以上であることが好ましい。
また上記した組成範囲内で形成されたＣｏＦｅ合金は、結晶が緻密に形成され膜面の面粗れも少なく、したがって耐食性が高く保磁力Ｈｃの小さいメッキ膜を形成できる。本発明では、ＣｏＦｅ合金の膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下にでき耐食性に優れた軟磁性膜を製造することが可能になっている。
【０１５７】
次にサッカリンナトリウムが混入されないメッキ浴中、およびサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴中の双方において、以下の材質が含まれていることが好ましい。
【０１５８】
本発明ではＣｏＦｅ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ＣｏＦｅ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。
【０１５９】
また本発明では、前記ＣｏＦｅ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。
【０１６０】
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、ＣｏＦｅ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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
なお本発明では、上記（１）あるいは（２）のＣｏＦｅ合金の用途として図１ないし図７に示す薄膜磁気ヘッドを提示したが、この用途に限定されるものではない。例えば前記ＣｏＦｅ合金は、薄膜インダクタ等の平面型磁気素子等にも使用可能である。
【０１６４】
【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ＣｏＦｅ合金をメッキ形成し、この際、メッキ浴中の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ＣｏＦｅ合金をメッキ形成した。
【０１６５】
まずＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．５よりも小さくなる場合（比較例１）のメッキ浴組成は以下の表１に示されている。なおメッキ浴中にはサッカリンナトリウムが混入されている。
【０１６６】
【表１】
【０１６７】
表１に示すようにＦｅイオン濃度は４ｇ／ｌである。実験ではＦｅイオン濃度を固定して、Ｃｏイオン濃度を３．０ｇ／ｌ、３．４ｇ／ｌ及び４．１ｇ／ｌと変化させて各メッキ浴組成からＣｏＦｅ合金を製造した。
【０１６８】
次にＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．５以上で２．５以下になる場合（実施例）のメッキ浴組成は以下の表２に示されている。なおメッキ浴中にはサッカリンナトリウムが混入されている。
【０１６９】
【表２】
【０１７０】
表２に示すようにＦｅイオン濃度は１．２３ｇ／ｌあるいは４．０ｇ／ｌである。実験ではＦｅイオン濃度を固定して、Ｃｏイオン濃度を０．５７ｇ／ｌ（Ｆｅイオンは１．２３ｇ／ｌ）、０．６９ｇ／ｌ（Ｆｅイオンは１．２３ｇ／ｌ）、あるいは１．６ｇ／ｌ（この場合は、Ｆｅイオンは４．０ｇ／ｌ）と変化させて各メッキ浴組成からＣｏＦｅ合金を製造した。
【０１７１】
最後に、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が２．５よりも大きくなる場合（比較例２）のメッキ浴組成比は以下の表３に示されている。なおメッキ浴中にはサッカリンナトリウムが混入されている。
【０１７２】
【表３】
【０１７３】
表３に示すようにＦｅイオン濃度は４ｇ／ｌである。実験ではＦｅイオン濃度を固定して、Ｃｏイオン濃度を０．１１ｇ／ｌ、０．３４ｇ／ｌ、０．５７ｇ／ｌ、０．９１ｇ／ｌ及び１．２６ｇ／ｌと変化させて各メッキ浴組成からＣｏＦｅ合金を製造した。
【０１７４】
なお表１ないし表３に示すように、メッキ浴にはＦｅイオン及びＣｏイオン以外に、サッカリンナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、２−ブチン−１，４−ジオール、ホウ酸、および塩化ナトリウムを、各表に記載された量だけ混入した。
【０１７５】
また表１ないし表３のメッキ浴組成からＣｏＦｅ合金をメッキ形成するとき、以下の成膜条件を共通にした。
【０１７６】
まずメッキ浴温度を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。さらにパルス電流のディーティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を４００／１０００ｍｓｅｃに設定した。またアノード側の電極にはＦｅ電極を用いた。
【０１７７】
表１ないし表３の各メッキ浴組成でメッキ形成されたＣｏＦｅ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。
【０１７８】
【表４】
【０１７９】
表４は、表１の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５よりも小さくした比較例１の実験結果である。表４に示すように、Ｆｅの組成比は５９質量％以上で６７質量％以下となり、飽和磁束密度Ｂｓは２．２５Ｔ以下であった。飽和磁束密度Ｂｓは２．０Ｔを越える場合もあるが越えない場合もあり、飽和磁束密度Ｂｓは不安定であった。また膜面の中心線平均粗さＲａは９ｎｍよりも大きくなり、面粗れがひどくなってしまった。
【０１８０】
面粗れがひどくなる原因はいくつか考えられるが、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．５よりも小さくなると、成膜時カソード（メッキされる側）表面に触れるメッキ液もＣｏが多くなり、攪拌効果の低下により、ＣｏＦｅ合金中に含まれるＦｅ量の低下とともに結晶粒径の粗大化が顕著になりやすく、これにより面粗れがひどくなるものと予想される。
【０１８１】
【表５】
【０１８２】
表５は、表２の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下とした実施例の実験結果である。表５に示すように、Ｆｅの組成比は６８質量％以上で８０質量％以下となり、飽和磁束密度Ｂｓは２．２５Ｔ以上で２．３Ｔ以下であった。このようにＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下とすれば、飽和磁束密度Ｂｓを常に２Ｔよりも大きくすることができることがわかる。このように安定して２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。
【０１８３】
また膜面の中心線平均粗さＲａは９ｎｍ以下となり、面粗れを効果的に抑制できることがわかった。
【０１８４】
このように、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下とすることにより、比較例１に比べて、成膜時カソード表面に触れるメッキ液にＦｅが多く含まれ、攪拌効果が上がり、ＣｏＦe合金中にＦｅが多く含まれるとともに、結晶粒径が小さくなり緻密な膜を形成でき、飽和磁束密度Ｂｓ及び面粗れの小さいＣｏＦｅ合金をメッキ形成できるものと予測される。
【０１８５】
【表６】
【０１８６】
表６は、表３の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を２．５よりも大きくした比較例２の実験結果である。表６に示すように、Ｆｅの組成比は８３質量％以上となり、飽和磁束密度Ｂｓは２．２Ｔ以下であった。飽和磁束密度Ｂｓは２．０Ｔを越える場合もあるが越えない場合もあり飽和磁束密度Ｂｓは不安定であった。また膜面の中心線平均粗さＲａは１０ｎｍ以上になり、面粗れがひどくなってしまった。
【０１８７】
Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を２．５よりも大きくすると、ＦｅがＣｏに比べて優位に析出する異常析出となる。かかる場合、結晶粒径の粗大化が顕著になりやすい。これによって飽和磁束密度の以下とともに膜面の面粗れがひどくなってしまうものと予測される。
【０１８８】
また面粗れを抑制できるか否かについては、上記したＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率の他にＦｅイオン濃度自体の大きさも大きく関与する。本発明では前記Ｆｅイオン濃度は、１．０ｇ／ｌ〜１．５ｇ／ｌであることが好ましい。なお従来ではＦｅイオン濃度は４．０ｇ／ｌ程度であった。本発明のようにＦｅイオン濃度を従来よりも低濃度にすることで、攪拌効果を上げることができ、ＣｏＦｅ合金中に含まれるＦｅ量を増やすことができると共に、結晶粒径を小さくでき緻密な膜を形成できて、面粗れを抑制することが可能である。
【０１８９】
また表２の実施例の場合には、サンプルによって２−ブチン−１、４ジオールを混入した。これによってメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の結晶粒径の粗大化を抑制でき、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、膜面の面粗れを抑制することができる。
【０１９０】
次に、ＮｉイオンとＦｅイオンを有するメッキ浴からＮｉＦｅ合金をパルス電流による電気メッキ法によりメッキ形成し、そのＮｉＦｅ合金のＦｅ組成、Ｎｉ組成、およびＮｉＦｅ合金の軟磁気特性及び膜特性を調べた。
【０１９１】
また、ＣｏイオンとＦｅイオンを有し、さらにサッカリンナトリウムを含まないメッキ浴からパルス電流による電気メッキ法によりＣｏＦｅ合金をメッキ形成し、メッキ浴中に占めるＦｅイオン濃度、Ｃｏイオン濃度、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度、メッキ形成されたＣｏＦｅ合金中に占めるＦｅ組成比、Ｃｏ組成比、およびＣｏＦｅ合金の軟磁気特性及び膜特性を調べた。
【０１９２】
なおメッキ浴には、塩化ナトリウム（５ｇ／ｌ）、ホウ酸（２５ｇ／ｌ）及びラウリル硫酸ナトリウム（０．０２ｇ／ｌ）を混入した。また成膜条件としてメッキ浴温度を３０℃、また電極のｐＨを２．３５に設定した。また電流密度を４３０ｍＡ／ｃｍ2に設定した。さらにパルス電流のディーティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を２００／８００ｍｓｅｃに設定した。またアノード側の電極にはＣｏ電極を用いた。
【０１９３】
さらに、既に表１ないし表６で説明したメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入させてメッキ形成したＣｏＦｅ合金のうち、いくつかのＣｏＦｅ合金を選び出し、これらＣｏＦｅ合金の軟磁気特性及び膜特性を測定した。なお表１ないし表６にない、新たなＦｅイオン濃度、およびＣｏイオン濃度を有し且つサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からＣｏＦｅ合金をメッキ形成し、これらＣｏＦｅ合金の軟磁気特性及び膜特性も測定した。その実験結果を表７に示す。
【０１９４】
表７に示す「ＣｏＦｅ」の欄は、サッカリンナトリウムが混入したメッキ浴中からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の実験結果、「ＣｏＦｅ−Ｎ」欄は、サッカリンナトリウムが混入していないメッキ浴中からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の実験結果である。
【０１９５】
【表７】
【０１９６】
この表７を基にして各ＣｏＦｅ合金のＦｅ量と軟磁気特性及び膜特性との関係を以下にまとめた。またＮｉＦｅ合金についてもＮｉＦｅ合金中に含まれるＦｅ量と軟磁気特性及び膜特性との関係について調べた。
【０１９７】
図８はＣｏＦｅ合金中あるいはＮｉＦｅ合金中に含まれるＦｅ量と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示すグラフである。
【０１９８】
図８に示すように、ＮｉＦｅ合金の場合は、Ｆｅ含有量Ｘが最高でも約７３質量％程度であり、これ以上Ｆｅをメッキ膜中に入れることができない。そして飽和磁束密度Ｂｓは高くて１．９Ｔ程度であり、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることができない。
【０１９９】
一方、ＣｏＦｅ合金の場合には、Ｆｅをメッキ膜中に７３質量％以上入れることが可能である。ここで図８を見てわかるように、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成された「ＣｏＦｅ」よりも、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成された「ＣｏＦｅ−Ｎ」の方が飽和磁束密度Ｂｓを高くできることがわかった。
【０２００】
図８及び図９（図９は、特に縦軸のレンジを大きくした、図８の「ＣｏＦｅ−Ｎ」のＦｅ組成比と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示すグラフ）を見てわかるように、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）の場合、Ｆｅ組成比を５０質量％以上で９０質量以下に設定すれば、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上得られることがわかった。
【０２０１】
また、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）の場合、Ｆｅ組成比を６０質量％以上で７８質量％以下に設定すれば、飽和磁束密度Ｂｓを２．２５Ｔ以上得られることがわかった。
【０２０２】
さらにサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）の場合、Ｆｅ組成比を６５質量％以上で７５質量％以下に設定すれば、飽和磁束密度Ｂｓを２．３Ｔ以上得られることがわかった。
【０２０３】
従って、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金は、Ｆｅ組成比が５０質量％以上で９０質量％以下であり、好ましくは６０質量％以上で７８質量％以下であり、より好ましくは６５質量％以上で７５質量％以下であるとした。
【０２０４】
次に、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成したＣｏＦｅ合金（図８のＣｏＦｅ）では、Ｆｅ含有量を約６０質量％以上から約９０質量％以下とすれば飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上にすることができることがわかった。このようにＣｏＦｅ合金の方がＮｉＦｅ合金に比べて前記Ｂｓを高くできることがわかる。
【０２０５】
しかしながらサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金のＦｅ含有量が上記範囲内であると、その一部の範囲において結晶粒径の粗大化、及び主としてそれに伴う面粗れの悪化が問題となる。
【０２０６】
図１０は、ＣｏＦｅ合金中に占めるＦｅ含有量と膜面の中心線平均粗さＲａとの関係を示すグラフである。図９に示すようにサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成したＣｏＦｅ合金（図９のＣｏＦｅのグラフ）のＦｅ量が７５質量％前後のときに、最も中心線平均粗さＲａを小さくすることができることがわかる。
【０２０７】
図１０に示すように、Ｆｅ量を６８質量％以上で８０質量％以下にすれば、膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下にできることがわかる。
【０２０８】
Ｆｅ量を６８質量％以上で８０質量％以下としたとき、図８の飽和磁束密度Ｂｓのグラフと照らし合わせると、飽和磁束密度Ｂｓを２．２５Ｔ以上にできることがわかる。
【０２０９】
このように本発明では、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成したＣｏＦｅ合金（図８のＣｏＦｅのグラフ）のＦｅ量を６８質量％以上で８０質量％以下とすると、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上にでき、具体的には２．２５Ｔ以上にでき、また膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下にできることがわかる。
【０２１０】
上記の表２及び表５で説明したように、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下にすることで、攪拌効果の向上により、ＣｏＦｅ合金中に含まれるＦｅ量を６８質量％以上で８０質量％以下にでき、また結晶粒径の粗大化を抑制できて緻密な膜を形成することができ、飽和磁束密度を２．０Ｔ以上にできると共に中心線平均粗さを９ｎｍ以下にでき面粗れの少ないＣｏＦｅ合金を製造することができる。
【０２１１】
一方、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成したＣｏＦｅ合金では、図１０の「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフを見てわかるように、Ｆｅの組成比を５０質量％上で９０質量％以下にしても膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下に抑えやすく、組成比によっては前記中心線平均粗さＲａを５ｎｍ以下に抑制することが可能である。
【０２１２】
サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の膜面の中心線平均粗さＲａが小さい理由は、膜中に耐食性を低下させる元素Ｓが含まれないことや結晶粒径の効果的な微細化が考えられる。
【０２１３】
次に図１１はＣｏＦｅ合金及びＮｉＦｅ合金のＦｅ含有量と保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフである。図１１に示すようにＮｉＦｅ合金の保磁力Ｈｃよりも高くなるものの、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴組成からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１１に示す「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）の場合、Ｆｅの組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすることで、保磁力Ｈｃを２３７０（Ａ／ｍ）以下に抑えることが可能になる。またＦｅの組成比を７０質量％以上にすると保磁力Ｈｃを１５８０（Ａ／ｍ）以下に小さくできることがわかる。
【０２１４】
また図１１に示すように、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴組成からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１１に示す「ＣｏＦｅ」のグラフ）の場合、Ｆｅの組成比を６８質量％以上で８０質量％以下にすれると、保磁力Ｈｃを１５８０（Ａ／ｍ）以下に小さくできることがわかる。
【０２１５】
次に図１２は、ＣｏＦｅ合金とＮｉＦｅ合金のＦｅ含有量と比抵抗との関係を示すグラフである。前記比抵抗は、今後の高記録周波数化にともなって渦電流損失を抑制すべくある程度大きい方が好ましい。図１２に示すように、ＣｏＦｅ合金はＮｉＦｅ合金に比べて比抵抗は小さくなるが、サッカリンナトリウムがメッキ浴中に混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１２に示す「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）の場合、Ｆｅの組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすることで、比抵抗を１７（μΩ・ｃｍ）以上にすることが可能になる。
【０２１６】
またサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１２に示す「ＣｏＦｅ」のグラフ）の場合、Ｆｅ含有量を６８質量％以上で８０質量％以下にすることで、前記ＣｏＦｅ合金においても２５（μΩ・ｃｍ）以上を確保できる。
【０２１７】
次に図１３は、ＣｏＦｅ合金とＮｉＦｅ合金のＦｅ含有量と膜応力との関係を示すグラフである。膜応力は、メッキ膜の膜剥がれやひび割れを抑制すべくある程度小さい方が好ましい。図１３に示すように、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ（図１３に示す「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）の場合、Ｆｅの組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすることで、膜応力を１２００（ＭＰａ）以下に抑えることが可能になる。またＦｅ組成比を徐々に上げていくと膜応力は小さくなっていき、Ｆｅ組成比が約７５質量％以上になると前記膜応力を４００（ＭＰａ）以下に抑えることが可能であることがわかる。
【０２１８】
サッカリンナトリウムは応力緩和剤であるから、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１３の「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）は、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１３の「ＣｏＦｅ」のグラフ）に比べて膜応力が大きくなりやすい。しかしながら膜応力を１２００（ＭＰａ）以下に抑えることができれば、前記ＣｏＦｅを薄膜磁気ヘッドの磁極やコア材として使用することができる。またＦｅの組成比によっては、前記ＣｏＦｅの膜応力を４００（ＭＰａ）以下に抑えることができ、より効果的にＣｏＦｅを薄膜磁気ヘッドの磁極やコア材として使用できる。
【０２１９】
サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１３の「ＣｏＦｅ」のグラフ）では、Ｆｅ含有量を６８質量％以上で８０質量％以下の範囲内すると、膜応力はＮｉＦｅ合金に比べて大きくなるものの、前記膜応力を４００ＭＰａ以下に抑制することが可能になっている。
【０２２０】
次に図１４は、ＣｏＦｅ合金とＮｉＦｅ合金のＦｅ含有量と異方性磁界Ｈｋとの関係を示すグラフである。図１４に示すように、サッカリンナトリウムが混入していないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１４に示す「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）では、Ｆｅの組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすると、ＮｉＦｅ合金と同程度、あるいはそれ以上の異方性磁界Ｈｋを得ることができるとわかる。またサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１４に示す「ＣｏＦｅ」のグラフ）では、Ｆｅ組成比を６８質量％以上で８０質量％以下にすると、ＮｉＦｅ合金と同程度の異方性磁界Ｈｋを得ることができるとわかる。
【０２２１】
次に図１５は、ＣｏＦｅ合金とＮｉＦｅ合金のＦｅ含有量と結晶粒径との関係を示すグラフである。図１５に示すように、サッカリンナトリウムが混入していないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１５に示す「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）では、Ｆｅの組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすると、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１５に示す「ＣｏＦｅ」のグラフ）に比べて結晶粒径を小さくすることが可能である。具体的には結晶粒径を２５０Å以下に抑えることができる。このようにメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入させない方が、混入させた場合に比べて緻密な膜を形成することが可能になり、このことは、図１０で説明した膜面の中心線平均粗さＲａを小さくできる原因の一つとなっている。
【０２２２】
なおサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１４に示す「ＣｏＦｅ」のグラフ）でも、Ｆｅ組成比を６８質量％以上で８０質量％以下にすれば、結晶粒径を３５０Å以下に抑えることが可能である。
【０２２３】
図１６は、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からＣｏＦｅ合金をメッキ形成したときのＦｅ組成比と、メッキ浴中に占めるＦｅイオン濃度（ｇ／ｌ）、Ｃｏイオン濃度（ｇ／ｌ）及びＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率との関係を示すグラフである。
【０２２４】
既に説明したように本発明では、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を５０質量％以上で９０質量％以下に設定した。このグラフ及び表７に示した「ＣｏＦｅ−Ｎ」欄の各Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を考慮すると、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０以上で１７以下にすれば、ＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を５０質量％以上で９０質量％以下に設定できるものと考えられる。よって本発明では、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０以上で１７以下に設定した。またこのときＣｏイオン濃度は、概ね０．２ｇ／ｌ以上で１．４（ｇ／ｌ）以下であることが好ましく、またＦｅイオン濃度は、概ね１．０ｇ／ｌ以上で７．５（ｇ／ｌ）以下であることが好ましい。
【０２２５】
次に、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の、好ましいＦｅ組成比を６０質量％以上で７８質量％以下に設定した。図１６及び表７に示した「ＣｏＦｅ−Ｎ」欄の各Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を考慮すると、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０ｇ／ｌ以上で１０ｇ／ｌ以下にすれば、ＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を６０質量％以上で７８質量％以下に設定できるものと考えられる。よって本発明では、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率の好ましい範囲を１．０ｇ／ｌ以上で１０ｇ／ｌ以下に設定した。またこのときＣｏイオン濃度は、概ね０．２ｇ／ｌ以上で１．４（ｇ／ｌ）以下であることが好ましく、またＦｅイオン濃度は、概ね１．０ｇ／ｌ以上で７．５（ｇ／ｌ）以下であることが好ましい。
【０２２６】
次に、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の、好ましいＦｅ組成比を６５質量％以上で７５質量％以下に設定した。図１６及び表７に示した「ＣｏＦｅ−Ｎ」欄の各Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を考慮すると、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を３．０以上で８以下にすれば、ＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を６５質量％以上で７５質量％以下に設定できるものと考えられる。よって本発明では、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率の好ましい範囲を３．０以上で８以下に設定した。またこのときＣｏイオン濃度は、概ね０．２ｇ／ｌ以上で１．４（ｇ／ｌ）以下であることが好ましく、またＦｅイオン濃度は、概ね１．０ｇ／ｌ以上で７．５（ｇ／ｌ）以下であることが好ましい。
【０２２７】
【発明の効果】
以上詳述した本発明では、ＣｏＦｅ合金のＦｅ量を５０質量％以上で９０質量％以下にすることで、ＮｉＦｅ合金よりも高い２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを安定して得ることができる。また前記Ｆｅ量を６０質量％以上で７８質量％以下にすることで、２．２５Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることができ、さらにＦｅ量を６５質量％以上で７５質量％以下にすることで２．３Ｔ以上の飽和磁束密度を得ることができる。
【０２２８】
しかも本発明では上記の組成範囲内であれば、結晶粒径の粗大化を抑制して緻密な膜を形成でき、膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下にすることができる。このように面粗れを抑制できることで耐食性にも優れた軟磁性膜を製造することができる。
【０２２９】
また本発明では、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入せず、メッキ浴中のＦｅイオン濃度のＣｏイオン濃度に対する適正化、およびパルスメッキによって上記したＦｅ組成比及び飽和磁束密度を得ることが可能になる。
【０２３０】
本発明では上記ＣｏＦｅ合金を例えば薄膜磁気ヘッドのコア材として使用することができる。これにより高記録密度化に優れまた耐食性にも優れた薄膜磁気ヘッドを製造することが可能である。
【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を使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と飽和磁束密度との関係を示すグラフ、
【図９】図８に示すサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）のＦｅ量と飽和磁束密度との関係を示すグラフ、
【図１０】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と膜面の中心線平均粗さＲａとの関係を示すグラフ、
【図１１】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフ、
【図１２】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と比抵抗との関係を示すグラフ、
【図１３】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と膜応力との関係を示すグラフ、
【図１４】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と異方性磁界Ｈｋとの関係を示すグラフ、
【図１５】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と結晶粒径との関係を示すグラフ、
【図１６】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金のＦｅ量と、メッキ浴に占めるＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度、Ｆｅイオン濃度（ｇ／ｌ）及びＣｏイオン濃度（ｇ／ｌ）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
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば薄膜磁気ヘッドのコア材として使用されるＣｏＦｅ合金の飽和磁束密度ＢｓをＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓよりも大きくできると同時に、耐侵食性に優れた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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば薄膜磁気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。
【０００３】
前記磁性材料には従来からＮｉＦｅ合金がよく使用されている。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、１．８Ｔ程度の飽和磁束密度Ｂｓを得ることが可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記ＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓをさらに高めるには、例えば直流電流を用いた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する。
【０００５】
これにより前記ＮｉＦｅ合金のＢｓを高めることが可能になったが、かかる場合でも飽和磁束密度Ｂｓはせいぜい１．９Ｔ程度までしか上がらず、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることは非常に困難であった。
【０００６】
また飽和磁束密度Ｂｓを上げると、膜面の面粗れがひどくなり、前記ＮｉＦｅ合金が薄膜磁気ヘッドを製造する過程で使用される様々な溶剤に侵食されるといった問題があった。
【０００７】
またＮｉＦｅ合金以外によく使用される磁性材料としてはＣｏＦｅ合金を挙げることができるが、従来では、ＣｏＦｅ合金中に占めるＣｏ含有量を５０質量％前後としており、かかる組成比の場合、飽和磁束密度Ｂｓは小さく、また膜面での面粗れがひどく耐食性が低いものとなっていた。
【０００８】
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、ＣｏＦｅ合金の組成比を適正化することで、飽和磁束密度ＢｓをＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓよりも高く、しかも耐食性にも優れた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ことを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明における軟磁性膜の製造方法は、サッカリンナトリウムを混入していないメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を３．０以上で８．０以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６５質量％以上で７５質量％以下となるＣｏ１−ＸＦｅＸをメッキ形成することを特徴とするものである。
【００２５】
上記のように本発明では、ＣｏＦｅ合金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。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、ＣｏＦｅ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。
【００２７】
また本発明では、前記メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入していない。前記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、一般的にメッキ浴中に混入される。
【００２９】
このように本発明では、ＣｏＦｅ合金からなる軟磁性膜を、メッキ浴中に占めるＦｅ濃度のＣｏイオン濃度に対する比率を所定範囲内にし、且つこのメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入せず、パルス電流を用いた電気メッキ法を用いて、ＣｏＦｅ合金をメッキ形成することにより、高い飽和磁束密度Ｂｓを有し、さらに耐食性に優れた軟磁性膜を製造することが可能になったのである。
【００３２】
あるいは本発明における軟磁性膜の製造方法は、サッカリンナトリウムを混入したメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６８質量％以上で８０質量％以下となるＣｏ1-XＦｅXをメッキ形成することを特徴とするものである。
【００３３】
この発明ではメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入している。サッカリンナトリウムを混入すると混入しない場合に比べて飽和磁束密度Ｂｓが低下する傾向にあるが、メッキ浴中のＦｅイオン濃度を、上記した比率内に収め、さらにパルス電流を用いた電気メッキ法を使用することで、飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔ以上で、且つ耐食性に優れた軟磁性膜を製造することが可能になる。
【００３４】
また本発明では、Ｆｅイオン濃度を１．０ｇ／ｌ以上で７．５ｇ／ｌ以下に設定することが好ましく、より好ましくは、Ｆｅイオン濃度を１．０ｇ／ｌ以上で１．５ｇ／ｌ以下に設定する。
またＣｏイオン濃度を０．２ｇ／ｌ以上で１．４ｇ／ｌ以下に設定することが好ましい。
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ＣｏＦｅ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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、
少なくとも一方のコア層を、上記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。
【００３８】
また本発明では、前記下部コア層上に記録媒体との対向面で下部磁極層を隆起形成し、前記下部磁極層を前記軟磁性膜でメッキ形成することが好ましい。
【００３９】
さらに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及び／または下部磁極層を、上記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。
【００４０】
また本発明では、前記コア層を、少なくとも磁気ギャップに隣接する部分で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、このとき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。
【００４１】
また本発明では、前記磁気ギャップに接する磁性層以外の他の磁性層を、ＣｏＦｅ合金で形成し、このとき前記他の磁性層のＦｅの組成比を、前記磁気ギャップ層に接する側の磁性層のＦｅの組成比Ｘよりも小さくすることが好ましい。
【００４２】
上記したように本発明における軟磁性膜としてのＣｏＦｅ合金を、パルス電流を用いた電気メッキ法により、例えばサッカリンナトリウムを混入していないメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃の比率を１．０以上で１７．０以下としてメッキ形成することで、前記ＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすることができる。
【００４３】
そしてこのような軟磁性膜を薄膜磁気ヘッドのコア材として使用することで、飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔ以上と高く高記録密度化を図ることができ、また耐食性にも優れた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。
【００４４】
【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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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を連続メッキ形成することが可能である。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
（１）組成式がＣｏ1-XＦｅXで示され、Ｆｅの組成比Ｘは、５０質量％以上で９０質量％以下であり、且つメッキ形成されることを特徴とする軟磁性膜。
【００６４】
このように本発明では前記Ｆｅ含有量Ｘを５０質量％以上で９０質量％以下に設定している。
【００６５】
前記Ｆｅ含有量Ｘを上記範囲内に設定したのは、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上に設定できるからである。好ましくは、前記Ｆｅの組成比は、６０質量％以上で７８質量％以下であり、かかる場合、飽和磁束密度Ｂｓを２．２５Ｔ以上にできる。またより好ましくは、前記Ｆｅの組成比は、６５質量％以上で７５質量％以下であり、かかる場合、飽和磁束密度Ｂｓを２．３Ｔ以上にできる。
【００６６】
上記した飽和磁束密度の値はＮｉＦｅ合金よりも大きく、また本発明では安定して高い飽和磁束密度を得ることができる。
【００６７】
ところで上記した軟磁性膜は、後で詳述するように、メッキ浴中に応力緩和剤となるサッカリンナトリウム（Ｃ6Ｈ4ＣＯＮＮａＳＯ2）を混入せずに、メッキ浴中のＦｅイオン濃度のＣｏイオン濃度に対する比率を所定範囲内に設定し、このメッキ浴からパルス電流を用いた電気メッキ法によってメッキ形成されたものである。
【００６８】
後述する実験によれば、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入しない方が混入した場合に比べてＣｏＦｅの飽和磁束密度Ｂｓを向上させることができ、特にＦｅの組成比を適正化することで、２．３Ｔ以上の非常に高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることが可能になる。
【００６９】
前記サッカリンナトリウムを混入しないことで飽和磁束密度Ｂｓが向上する理由は、メッキ面に対するＦｅイオンの出入りが良好になり緻密な膜を形成できるからであると考えられる。
【００７０】
メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入しないことで膜応力等が、混入する場合に比べて大きくなる傾向にあるが、前記膜応力の値は図１に示す磁極層１９、２１として使用できない範囲でなく、一方、今後の高記録密度化を促進させるために必要な飽和磁束密度ＢｓをＦｅの広い組成範囲にわたって２．０Ｔ以上にでき、あるいはＦｅ組成によっては２．３Ｔ以上にできる。
【００７１】
従ってギャップ層２０を介した下部磁極層１９及び／または上部磁極層２１に上記組成比のＣｏＦｅ合金を使用することで、ギャップ近傍に磁束を集中させることができ、高記録密度化に対応可能な薄膜磁気ヘッドを得ることができる。
【００７２】
しかも上記組成範囲内であると結晶が緻密に形成されることで、膜面の面粗れを抑制でき、耐食性を向上させることができる。従って薄膜磁気ヘッドの製造時に使用される各種溶剤に腐食するのを未然に防止することが可能である。なお本発明では、ＣｏＦｅ合金膜の膜面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を９ｎｍ以下にすることができる。好ましくは、前記中心線平均粗さ（Ｒａ）を５ｎｍ以下にすることができる。
【００７３】
このように中心線平均粗さＲａを小さく抑えることができる理由は、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入しないことで、メッキ形成されたＣｏＦｅ内に耐食性を低下させる元素Ｓが入り込むことがなくなり、また結晶粒径が小さくなり緻密な膜を形成する等であると考えられ、このためサッカリンナトリウムを混入しない方が混入する場合に比べて中心線平均粗さＲａを小さくでき耐食性を適切に向上させることができる。
【００７４】
また本発明では、前記保磁力Ｈｃを２３７０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。
【００７５】
また本発明では、比抵抗を１７（μΩ・ｃｍ）以上にすることができる。また膜応力を１２００ＭＰａ以下、好ましくは４００ＭＰａ以下にすることができる。さらに異方性磁界Ｈｋに関しては、従来から軟磁性材料として一般的に使用されているＮｉＦｅ合金と同程度の異方性磁界Ｈｋを得ることができる。
（２）組成式がＣｏ1-XＦｅXで示され、Ｆｅの組成比Ｘは、６８質量％以上で８０質量％以下であり、且つメッキ形成されることを特徴とする軟磁性膜。
【００７６】
この軟磁性膜は、（１）の軟磁性膜とは違ってメッキ浴中に応力緩和剤となるサッカリンナトリウム（Ｃ6Ｈ4ＣＯＮＮａＳＯ2）を混入し、メッキ浴中のＦｅイオン濃度のＣｏイオン濃度に対する比率を所定範囲内に設定し、このメッキ浴からパルス電流を用いた電気メッキ法によってメッキ形成されたものである。
【００７７】
後述する実験によれば、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入した場合でもＦｅの組成比を適正化することで、２．０Ｔ以上、好ましくは２．２５Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることが可能になる。
【００７８】
メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入した場合、混入しない場合に比べて２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることが可能なＦｅ組成範囲は小さくなるものの、従来のＮｉＦｅ合金より高い飽和磁束密度を得ることができ、本発明におけるＣｏＦｅ合金を使用すれば今後の高記録密度化に適切に対応可能な薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
【００７９】
またメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入することで混入しない場合に比べて膜応力を効果的に小さくすることができる。
【００８０】
しかも上記組成範囲内であると結晶が緻密に形成されることで、膜面の面粗れを抑制でき、耐食性を向上させることができる。従って薄膜磁気ヘッドの製造時に使用される各種溶剤に腐食するのを未然に防止することが可能である。なお本発明では、ＣｏＦｅ合金膜の膜面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を９ｎｍ以下にすることができる。
【００８１】
また本発明では、前記保磁力Ｈｃを１５８０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。
【００８２】
また本発明では、比抵抗を２５（μΩ・ｃｍ）以上にすることができる。また膜応力を４００ＭＰａ以下にすることができる。さらに異方性磁界Ｈｋに関しては、従来から軟磁性材料として一般的に使用されているＮｉＦｅ合金と同程度の異方性磁界Ｈｋを得ることができる。
【００８３】
上記した（１）または（２）のＣｏＦｅ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。
【００８４】
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。
【００８５】
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）。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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４０と磁気的に接続される。
【００９２】
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３２、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。
【００９３】
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３９によって覆われている。
【００９４】
図３に示すように、トラック幅規制溝３１ａ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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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）あるいは（２）のＣｏＦｅ合金で形成される。
【００９８】
前記下部磁極層３２及び上部磁極層３４が２．０Ｔ以上、好ましくは２．２５Ｔ以上、より好ましくは２．３Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを有する上記したＣｏＦｅ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。
【００９９】
また前記ＣｏＦｅ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、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９ｎｍ以下にすることができる。より好ましくは５ｎｍ以下である。また保磁力Ｈｃを小さくできる。
【０１００】
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）あるいは（２）のＣｏＦｅ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組成範囲のＣｏＦｅ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。
【０１０１】
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、ＣｏＦｅ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ＣｏＦｅ合金で形成される必要はなく、例えばＮｉＦｅ合金で形成されてもよい。かかる場合、ＮｉＦｅ合金のＦｅ量は、ギャップ層２０，３３に接する側の磁性層のＣｏＦｅのＦｅ量よりも多くてもかなわない。後述の実験で示されるように、ＮｉＦｅ合金の場合、Ｆｅ量が７３質量％程度でも飽和磁束密度Ｂｓはせいぜい１．９Ｔ程度であり、２．０Ｔを越えることがなく、よってギャップ層２０，３３側の磁性層のＢｓの方を高くすることが可能だからである。
【０１０２】
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。
【０１０３】
また下部コア層１６及び上部コア層２２，４０を上記組成範囲のＣｏＦｅ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ＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を適切に調整することが好ましい。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
本発明では、下部コア層１６及び／または上部コア層４６は、上記した（１）または（２）のＣｏＦｅ合金で形成されている。この組成比で形成されたＣｏＦｅ合金は２．０Ｔ以上、好ましくは２．２５Ｔ以上、より好ましくは２．３Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。
【０１０８】
上部コア層４６及び／または下部コア層１６が、２．０Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを有する上記したＣｏＦｅ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。
【０１０９】
また前記ＣｏＦｅ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、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９ｎｍ以下にすることができる。好ましくは５ｎｍ以下にすることができる。また保磁力Ｈｃを小さくできる。
【０１１０】
またＣｏＦｅ合金が上記組成範囲内であると、１７（μΩ・ｃｍ）以上、好ましくは２５（μΩ・ｃｍ）以上の比抵抗を得ることができる。また膜応力を、１２００ＭＰａ以下、好ましくは４００ＭＰａ以下にすることができる。さらに異方性磁界Ｈｋに関しては、従来から軟磁性材料として一般的に使用されているＮｉＦｅ合金と同程度の異方性磁界Ｈｋを得ることができる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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４８とで構成されている。
【０１１３】
前記高Ｂｓ層４７は、上記した（１）または（２）のＣｏＦｅ合金で形成されている。
【０１１４】
これにより前記高Ｂｓ層４７の飽和磁束密度Ｂｓを２．０以上、好ましくは２．２５Ｔ以上、より好ましくは２．３Ｔ以上にできる。
【０１１５】
また上記の（１）または（２）のＣｏＦｅ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９ｎｍ以下にでき、好ましくは５ｎｍ以下にでき、前記保磁力Ｈｃを２３７０（Ａ／ｍ）以下にでき、好ましくは１５８０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。さらにＣｏＦｅ合金を使用した場合には比抵抗を１７（μΩ・ｃｍ）以上、好ましくは２５（μΩ・ｃｍ）以上にできる。また膜応力を１２００ＭＰａ以下にでき、好ましくは４００ＭＰａ以下にできる。
【０１１６】
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ＣｏＦｅ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ＣｏＦｅ合金で形成される必要はなく、例えばＮｉＦｅ合金で形成されてもよい。かかる場合、ＮｉＦｅ合金のＦｅ量は、高Ｂｓ層４７のＣｏＦｅのＦｅ量よりも多くてもかまわない。後述の実験で示されるように、ＮｉＦｅ合金の場合、Ｆｅ量が７３質量％程度でも飽和磁束密度Ｂｓはせいぜい１．９Ｔ程度であり、２．０Ｔを越えることがなく、よって高Ｂｓ層４７側のＢｓの方を高くすることが可能だからである。
【０１１７】
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。なお後述の実験結果に示すようにＮｉＦｅ合金の方が、ＣｏＦｅ合金に比べて比抵抗を高くすることができるので、上層４８にはＣｏＦｅ合金よりもＮｉＦｅ合金を使用する方が好ましい。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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５２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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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は上記した（１）または（２）のＣｏＦｅ合金で形成されている。
【０１２６】
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ＣｏＦｅ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。
【０１２７】
また上部コア層５５は、その全体が前記ＣｏＦｅ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ＣｏＦｅ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５２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。
【０１２８】
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ＣｏＦｅ合金膜はメッキ形成されている。本発明では前記ＣｏＦｅ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。
【０１２９】
また前記ＣｏＦｅ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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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５１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。
【０１３７】
次に本発明におけるＦｅの組成比が５０質量％以上で９０質量％以下とされたＣｏＦｅ合金のメッキ形成法について以下に説明する。
【０１３８】
本発明では、前記ＣｏＦｅ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。
【０１３９】
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、ＣｏＦｅ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。
【０１４０】
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、ＣｏＦｅ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。
【０１４１】
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ＣｏＦｅ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。
【０１４２】
しかも本発明では、ＣｏＦｅ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。本発明では、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０以上で１７．０以下に設定する。メッキ浴中に占めるＦｅイオン濃度のＣｏイオン濃度に対する比率をこの程度に設定することで攪拌効果を挙げ、Ｆｅ組成比の増大を図ることができる。
【０１４３】
さらに本発明では前記メッキ浴中にサッカリンナトリウム（Ｃ6Ｈ4ＣＯＮＮａＳＯ2）を混入していない。サッカリンナトリウムは応力緩和剤であり、一般的にメッキ浴中に混入されている。しかしながら本発明では、前記サッカリンナトリウムを混入せず、これによってメッキ面にＦｅイオンの出入りを良好にでき、Ｆｅ組成比の増大を図ることができると共に緻密な膜を形成することが可能である。
【０１４４】
後述の実験結果に示すように、上記の条件で形成されたＣｏＦｅ合金であると、Ｆｅ組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にでき、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上にできるとともに、安定して高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。
【０１４５】
また上記のイオン濃度の比率で形成されたＣｏＦｅ合金の膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下にでき、好ましくは５ｎｍ以下にでき耐食性に優れた軟磁性膜を製造することが可能になっている。特に上記した製造方法のようにメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入しないことで、ＣｏＦｅ合金膜中に耐食性を低下させる元素Ｓが混在せず、また結晶粒径はより微細化し、よって膜面の中心線平均粗さＲａを効果的に９ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下にすることが可能になる。
【０１４６】
一方、上記のイオン濃度の比率から外れると、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０よりも小さく、あるいは１７．０よりも大きくすると、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度を得ることができない場合があり、安定して高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができなくなる。さらに膜面の中心線平均粗さＲａは９ｎｍよりも大きくなり、耐食性が悪い軟磁性膜しか製造することができない。
【０１４７】
また本発明では、Ｆｅイオン濃度は、１．０ｇ／ｌ以上で７．５ｇ／ｌ以下で設定されることが好ましい。本発明では前記Ｆｅイオン濃度をこの程度の範囲内にすることで攪拌効果を上げることができ、より適切にＣｏＦｅ合金のＦｅ含有量を大きくすることができる。
【０１４８】
以上のように本発明では、パルス電流による電気メッキ法を用い、メッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０以上で１７．０以下にし、且つメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入しないことで、従来よりも高い飽和磁束密度Ｂｓを有するＣｏＦｅ合金を製造することができる。具体的には前記Ｂｓを２．０Ｔ以上にできる。また上記した組成範囲内で形成されたＣｏＦｅ合金は、結晶が緻密に形成され膜面の面粗れも少なく、したがって耐食性が高く保磁力Ｈｃの小さいメッキ膜を形成できる。
【０１４９】
また本発明では、サッカリンナトリウムを混入していないメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０以上で１０．０以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６０質量％以上で７８質量％以下となるＣｏ1-XＦｅXをメッキ形成することが好ましい。これにより飽和磁束密度を効果的に２．２５Ｔ以上得ることが可能になる。
【０１５０】
あるいは本発明では、サッカリンナトリウムを混入していないメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を３．０以上で８．０以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６５質量％以上で７５質量％以下となるＣｏ1-XＦｅXをメッキ形成することがより好ましい。これにより飽和磁束密度を効果的に２．３Ｔ以上得ることが可能になる。
【０１５１】
サッカリンナトリウムを混入しないメッキ浴を用い、パルス電流による電気メッキ法によりＣｏＦｅ合金をメッキ形成するときに、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を上記のように徐々に絞り込むことで、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔよりも高い２．２５Ｔ以上、あるいは２．３Ｔ以上の非常に高い値にすることが可能になる。
【０１５２】
上記のサッカリンナトリウムをメッキ浴中に混入させないで行う軟磁性膜の製造方法によって、上記した（１）の軟磁性膜を得ることができる。
【０１５３】
次に本発明では、サッカリンナトリウムを混入したメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６８質量％以上で８０質量％以下となるＣｏ1-XＦｅXをメッキ形成することができる。
【０１５４】
この製造方法によって上記した（２）の軟磁性膜を製造することができる。この製造方法では、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入させている。サッカリンナトリウムは応力緩和剤であり、よってサッカリンナトリウムを混入させない場合に比べて膜応力の低下を図ることができる。
【０１５５】
ただしメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入させると、混入させない場合に比べて飽和磁束密度Ｂｓは低下する傾向にある。しかしながら、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入した場合でも、メッキ浴中に占めるＦｅイオン濃度のＣｏイオン濃度に対する比率の適正化とパルス電流によるメッキ法により、飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔ以上となるＦｅ組成を有するＣｏＦｅ合金をメッキ形成することが可能になる。
【０１５６】
なお前記飽和磁束密度Ｂｓは２．２５Ｔ以上であることが好ましい。
また上記した組成範囲内で形成されたＣｏＦｅ合金は、結晶が緻密に形成され膜面の面粗れも少なく、したがって耐食性が高く保磁力Ｈｃの小さいメッキ膜を形成できる。本発明では、ＣｏＦｅ合金の膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下にでき耐食性に優れた軟磁性膜を製造することが可能になっている。
【０１５７】
次にサッカリンナトリウムが混入されないメッキ浴中、およびサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴中の双方において、以下の材質が含まれていることが好ましい。
【０１５８】
本発明ではＣｏＦｅ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ＣｏＦｅ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。
【０１５９】
また本発明では、前記ＣｏＦｅ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。
【０１６０】
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、ＣｏＦｅ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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
なお本発明では、上記（１）あるいは（２）のＣｏＦｅ合金の用途として図１ないし図７に示す薄膜磁気ヘッドを提示したが、この用途に限定されるものではない。例えば前記ＣｏＦｅ合金は、薄膜インダクタ等の平面型磁気素子等にも使用可能である。
【０１６４】
【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ＣｏＦｅ合金をメッキ形成し、この際、メッキ浴中の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ＣｏＦｅ合金をメッキ形成した。
【０１６５】
まずＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．５よりも小さくなる場合（比較例１）のメッキ浴組成は以下の表１に示されている。なおメッキ浴中にはサッカリンナトリウムが混入されている。
【０１６６】
【表１】
表１に示すようにＦｅイオン濃度は４ｇ／ｌである。実験ではＦｅイオン濃度を固定して、Ｃｏイオン濃度を３．０ｇ／ｌ、３．４ｇ／ｌ及び４．１ｇ／ｌと変化させて各メッキ浴組成からＣｏＦｅ合金を製造した。
【０１６８】
次にＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．５以上で２．５以下になる場合（実施例）のメッキ浴組成は以下の表２に示されている。なおメッキ浴中にはサッカリンナトリウムが混入されている。
【０１６９】
【表２】
表２に示すようにＦｅイオン濃度は１．２３ｇ／ｌあるいは４．０ｇ／ｌである。実験ではＦｅイオン濃度を固定して、Ｃｏイオン濃度を０．５７ｇ／ｌ（Ｆｅイオンは１．２３ｇ／ｌ）、０．６９ｇ／ｌ（Ｆｅイオンは１．２３ｇ／ｌ）、あるいは１．６ｇ／ｌ（この場合は、Ｆｅイオンは４．０ｇ／ｌ）と変化させて各メッキ浴組成からＣｏＦｅ合金を製造した。
【０１７１】
最後に、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が２．５よりも大きくなる場合（比較例２）のメッキ浴組成比は以下の表３に示されている。なおメッキ浴中にはサッカリンナトリウムが混入されている。
【０１７２】
【表３】
表３に示すようにＦｅイオン濃度は４ｇ／ｌである。実験ではＦｅイオン濃度を固定して、Ｃｏイオン濃度を０．１１ｇ／ｌ、０．３４ｇ／ｌ、０．５７ｇ／ｌ、０．９１ｇ／ｌ及び１．２６ｇ／ｌと変化させて各メッキ浴組成からＣｏＦｅ合金を製造した。
【０１７４】
なお表１ないし表３に示すように、メッキ浴にはＦｅイオン及びＣｏイオン以外に、サッカリンナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、２−ブチン−１，４−ジオール、ホウ酸、および塩化ナトリウムを、各表に記載された量だけ混入した。
【０１７５】
また表１ないし表３のメッキ浴組成からＣｏＦｅ合金をメッキ形成するとき、以下の成膜条件を共通にした。
【０１７６】
まずメッキ浴温度を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。さらにパルス電流のディーティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を４００／１０００ｍｓｅｃに設定した。またアノード側の電極にはＦｅ電極を用いた。
【０１７７】
表１ないし表３の各メッキ浴組成でメッキ形成されたＣｏＦｅ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。
【０１７８】
【表４】
表４は、表１の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５よりも小さくした比較例１の実験結果である。表４に示すように、Ｆｅの組成比は５９質量％以上で６７質量％以下となり、飽和磁束密度Ｂｓは２．２５Ｔ以下であった。飽和磁束密度Ｂｓは２．０Ｔを越える場合もあるが越えない場合もあり、飽和磁束密度Ｂｓは不安定であった。また膜面の中心線平均粗さＲａは９ｎｍよりも大きくなり、面粗れがひどくなってしまった。
【０１８０】
面粗れがひどくなる原因はいくつか考えられるが、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．５よりも小さくなると、成膜時カソード（メッキされる側）表面に触れるメッキ液もＣｏが多くなり、攪拌効果の低下により、ＣｏＦｅ合金中に含まれるＦｅ量の低下とともに結晶粒径の粗大化が顕著になりやすく、これにより面粗れがひどくなるものと予想される。
【０１８１】
【表５】
表５は、表２の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下とした実施例の実験結果である。表５に示すように、Ｆｅの組成比は６８質量％以上で８０質量％以下となり、飽和磁束密度Ｂｓは２．２５Ｔ以上で２．３Ｔ以下であった。このようにＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下とすれば、飽和磁束密度Ｂｓを常に２Ｔよりも大きくすることができることがわかる。このように安定して２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。
【０１８３】
また膜面の中心線平均粗さＲａは９ｎｍ以下となり、面粗れを効果的に抑制できることがわかった。
【０１８４】
このように、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下とすることにより、比較例１に比べて、成膜時カソード表面に触れるメッキ液にＦｅが多く含まれ、攪拌効果が上がり、ＣｏＦe合金中にＦｅが多く含まれるとともに、結晶粒径が小さくなり緻密な膜を形成でき、飽和磁束密度Ｂｓ及び面粗れの小さいＣｏＦｅ合金をメッキ形成できるものと予測される。
【０１８５】
【表６】
表６は、表３の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を２．５よりも大きくした比較例２の実験結果である。表６に示すように、Ｆｅの組成比は８３質量％以上となり、飽和磁束密度Ｂｓは２．２Ｔ以下であった。飽和磁束密度Ｂｓは２．０Ｔを越える場合もあるが越えない場合もあり飽和磁束密度Ｂｓは不安定であった。また膜面の中心線平均粗さＲａは１０ｎｍ以上になり、面粗れがひどくなってしまった。
【０１８７】
Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を２．５よりも大きくすると、ＦｅがＣｏに比べて優位に析出する異常析出となる。かかる場合、結晶粒径の粗大化が顕著になりやすい。これによって飽和磁束密度の以下とともに膜面の面粗れがひどくなってしまうものと予測される。
【０１８８】
また面粗れを抑制できるか否かについては、上記したＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率の他にＦｅイオン濃度自体の大きさも大きく関与する。本発明では前記Ｆｅイオン濃度は、１．０ｇ／ｌ〜１．５ｇ／ｌであることが好ましい。なお従来ではＦｅイオン濃度は４．０ｇ／ｌ程度であった。本発明のようにＦｅイオン濃度を従来よりも低濃度にすることで、攪拌効果を上げることができ、ＣｏＦｅ合金中に含まれるＦｅ量を増やすことができると共に、結晶粒径を小さくでき緻密な膜を形成できて、面粗れを抑制することが可能である。
【０１８９】
また表２の実施例の場合には、サンプルによって２−ブチン−１、４ジオールを混入した。これによってメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の結晶粒径の粗大化を抑制でき、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、膜面の面粗れを抑制することができる。
【０１９０】
次に、ＮｉイオンとＦｅイオンを有するメッキ浴からＮｉＦｅ合金をパルス電流による電気メッキ法によりメッキ形成し、そのＮｉＦｅ合金のＦｅ組成、Ｎｉ組成、およびＮｉＦｅ合金の軟磁気特性及び膜特性を調べた。
【０１９１】
また、ＣｏイオンとＦｅイオンを有し、さらにサッカリンナトリウムを含まないメッキ浴からパルス電流による電気メッキ法によりＣｏＦｅ合金をメッキ形成し、メッキ浴中に占めるＦｅイオン濃度、Ｃｏイオン濃度、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度、メッキ形成されたＣｏＦｅ合金中に占めるＦｅ組成比、Ｃｏ組成比、およびＣｏＦｅ合金の軟磁気特性及び膜特性を調べた。
【０１９２】
なおメッキ浴には、塩化ナトリウム（５ｇ／ｌ）、ホウ酸（２５ｇ／ｌ）及びラウリル硫酸ナトリウム（０．０２ｇ／ｌ）を混入した。また成膜条件としてメッキ浴温度を３０℃、また電極のｐＨを２．３５に設定した。また電流密度を４３０ｍＡ／ｃｍ2に設定した。さらにパルス電流のディーティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を２００／８００ｍｓｅｃに設定した。またアノード側の電極にはＣｏ電極を用いた。
【０１９３】
さらに、既に表１ないし表６で説明したメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入させてメッキ形成したＣｏＦｅ合金のうち、いくつかのＣｏＦｅ合金を選び出し、これらＣｏＦｅ合金の軟磁気特性及び膜特性を測定した。なお表１ないし表６にない、新たなＦｅイオン濃度、およびＣｏイオン濃度を有し且つサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からＣｏＦｅ合金をメッキ形成し、これらＣｏＦｅ合金の軟磁気特性及び膜特性も測定した。その実験結果を表７に示す。
【０１９４】
表７に示す「ＣｏＦｅ」の欄は、サッカリンナトリウムが混入したメッキ浴中からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の実験結果、「ＣｏＦｅ−Ｎ」欄は、サッカリンナトリウムが混入していないメッキ浴中からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の実験結果である。
【０１９５】
【表７】
この表７を基にして各ＣｏＦｅ合金のＦｅ量と軟磁気特性及び膜特性との関係を以下にまとめた。またＮｉＦｅ合金についてもＮｉＦｅ合金中に含まれるＦｅ量と軟磁気特性及び膜特性との関係について調べた。
【０１９７】
図８はＣｏＦｅ合金中あるいはＮｉＦｅ合金中に含まれるＦｅ量と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示すグラフである。
【０１９８】
図８に示すように、ＮｉＦｅ合金の場合は、Ｆｅ含有量Ｘが最高でも約７３質量％程度であり、これ以上Ｆｅをメッキ膜中に入れることができない。そして飽和磁束密度Ｂｓは高くて１．９Ｔ程度であり、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることができない。
【０１９９】
一方、ＣｏＦｅ合金の場合には、Ｆｅをメッキ膜中に７３質量％以上入れることが可能である。ここで図８を見てわかるように、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成された「ＣｏＦｅ」よりも、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成された「ＣｏＦｅ−Ｎ」の方が飽和磁束密度Ｂｓを高くできることがわかった。
【０２００】
図８及び図９（図９は、特に縦軸のレンジを大きくした、図８の「ＣｏＦｅ−Ｎ」のＦｅ組成比と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示すグラフ）を見てわかるように、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）の場合、Ｆｅ組成比を５０質量％以上で９０質量以下に設定すれば、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上得られることがわかった。
【０２０１】
また、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）の場合、Ｆｅ組成比を６０質量％以上で７８質量％以下に設定すれば、飽和磁束密度Ｂｓを２．２５Ｔ以上得られることがわかった。
【０２０２】
さらにサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）の場合、Ｆｅ組成比を６５質量％以上で７５質量％以下に設定すれば、飽和磁束密度Ｂｓを２．３Ｔ以上得られることがわかった。
【０２０３】
従って、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金は、Ｆｅ組成比が５０質量％以上で９０質量％以下であり、好ましくは６０質量％以上で７８質量％以下であり、より好ましくは６５質量％以上で７５質量％以下であるとした。
【０２０４】
次に、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成したＣｏＦｅ合金（図８のＣｏＦｅ）では、Ｆｅ含有量を約６０質量％以上から約９０質量％以下とすれば飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上にすることができることがわかった。このようにＣｏＦｅ合金の方がＮｉＦｅ合金に比べて前記Ｂｓを高くできることがわかる。
【０２０５】
しかしながらサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金のＦｅ含有量が上記範囲内であると、その一部の範囲において結晶粒径の粗大化、及び主としてそれに伴う面粗れの悪化が問題となる。
【０２０６】
図１０は、ＣｏＦｅ合金中に占めるＦｅ含有量と膜面の中心線平均粗さＲａとの関係を示すグラフである。図９に示すようにサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成したＣｏＦｅ合金（図９のＣｏＦｅのグラフ）のＦｅ量が７５質量％前後のときに、最も中心線平均粗さＲａを小さくすることができることがわかる。
【０２０７】
図１０に示すように、Ｆｅ量を６８質量％以上で８０質量％以下にすれば、膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下にできることがわかる。
【０２０８】
Ｆｅ量を６８質量％以上で８０質量％以下としたとき、図８の飽和磁束密度Ｂｓのグラフと照らし合わせると、飽和磁束密度Ｂｓを２．２５Ｔ以上にできることがわかる。
【０２０９】
このように本発明では、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成したＣｏＦｅ合金（図８のＣｏＦｅのグラフ）のＦｅ量を６８質量％以上で８０質量％以下とすると、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上にでき、具体的には２．２５Ｔ以上にでき、また膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下にできることがわかる。
【０２１０】
上記の表２及び表５で説明したように、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下にすることで、攪拌効果の向上により、ＣｏＦｅ合金中に含まれるＦｅ量を６８質量％以上で８０質量％以下にでき、また結晶粒径の粗大化を抑制できて緻密な膜を形成することができ、飽和磁束密度を２．０Ｔ以上にできると共に中心線平均粗さを９ｎｍ以下にでき面粗れの少ないＣｏＦｅ合金を製造することができる。
【０２１１】
一方、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成したＣｏＦｅ合金では、図１０の「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフを見てわかるように、Ｆｅの組成比を５０質量％上で９０質量％以下にしても膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下に抑えやすく、組成比によっては前記中心線平均粗さＲａを５ｎｍ以下に抑制することが可能である。
【０２１２】
サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の膜面の中心線平均粗さＲａが小さい理由は、膜中に耐食性を低下させる元素Ｓが含まれないことや結晶粒径の効果的な微細化が考えられる。
【０２１３】
次に図１１はＣｏＦｅ合金及びＮｉＦｅ合金のＦｅ含有量と保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフである。図１１に示すようにＮｉＦｅ合金の保磁力Ｈｃよりも高くなるものの、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴組成からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１１に示す「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）の場合、Ｆｅの組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすることで、保磁力Ｈｃを２３７０（Ａ／ｍ）以下に抑えることが可能になる。またＦｅの組成比を７０質量％以上にすると保磁力Ｈｃを１５８０（Ａ／ｍ）以下に小さくできることがわかる。
【０２１４】
また図１１に示すように、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴組成からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１１に示す「ＣｏＦｅ」のグラフ）の場合、Ｆｅの組成比を６８質量％以上で８０質量％以下にすれると、保磁力Ｈｃを１５８０（Ａ／ｍ）以下に小さくできることがわかる。
【０２１５】
次に図１２は、ＣｏＦｅ合金とＮｉＦｅ合金のＦｅ含有量と比抵抗との関係を示すグラフである。前記比抵抗は、今後の高記録周波数化にともなって渦電流損失を抑制すべくある程度大きい方が好ましい。図１２に示すように、ＣｏＦｅ合金はＮｉＦｅ合金に比べて比抵抗は小さくなるが、サッカリンナトリウムがメッキ浴中に混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１２に示す「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）の場合、Ｆｅの組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすることで、比抵抗を１７（μΩ・ｃｍ）以上にすることが可能になる。
【０２１６】
またサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１２に示す「ＣｏＦｅ」のグラフ）の場合、Ｆｅ含有量を６８質量％以上で８０質量％以下にすることで、前記ＣｏＦｅ合金においても２５（μΩ・ｃｍ）以上を確保できる。
【０２１７】
次に図１３は、ＣｏＦｅ合金とＮｉＦｅ合金のＦｅ含有量と膜応力との関係を示すグラフである。膜応力は、メッキ膜の膜剥がれやひび割れを抑制すべくある程度小さい方が好ましい。図１３に示すように、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ（図１３に示す「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）の場合、Ｆｅの組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすることで、膜応力を１２００（ＭＰａ）以下に抑えることが可能になる。またＦｅ組成比を徐々に上げていくと膜応力は小さくなっていき、Ｆｅ組成比が約７５質量％以上になると前記膜応力を４００（ＭＰａ）以下に抑えることが可能であることがわかる。
【０２１８】
サッカリンナトリウムは応力緩和剤であるから、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１３の「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）は、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１３の「ＣｏＦｅ」のグラフ）に比べて膜応力が大きくなりやすい。しかしながら膜応力を１２００（ＭＰａ）以下に抑えることができれば、前記ＣｏＦｅを薄膜磁気ヘッドの磁極やコア材として使用することができる。またＦｅの組成比によっては、前記ＣｏＦｅの膜応力を４００（ＭＰａ）以下に抑えることができ、より効果的にＣｏＦｅを薄膜磁気ヘッドの磁極やコア材として使用できる。
【０２１９】
サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１３の「ＣｏＦｅ」のグラフ）では、Ｆｅ含有量を６８質量％以上で８０質量％以下の範囲内すると、膜応力はＮｉＦｅ合金に比べて大きくなるものの、前記膜応力を４００ＭＰａ以下に抑制することが可能になっている。
【０２２０】
次に図１４は、ＣｏＦｅ合金とＮｉＦｅ合金のＦｅ含有量と異方性磁界Ｈｋとの関係を示すグラフである。図１４に示すように、サッカリンナトリウムが混入していないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１４に示す「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）では、Ｆｅの組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすると、ＮｉＦｅ合金と同程度、あるいはそれ以上の異方性磁界Ｈｋを得ることができるとわかる。またサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１４に示す「ＣｏＦｅ」のグラフ）では、Ｆｅ組成比を６８質量％以上で８０質量％以下にすると、ＮｉＦｅ合金と同程度の異方性磁界Ｈｋを得ることができるとわかる。
【０２２１】
次に図１５は、ＣｏＦｅ合金とＮｉＦｅ合金のＦｅ含有量と結晶粒径との関係を示すグラフである。図１５に示すように、サッカリンナトリウムが混入していないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１５に示す「ＣｏＦｅ−Ｎ」のグラフ）では、Ｆｅの組成比を５０質量％以上で９０質量％以下にすると、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１５に示す「ＣｏＦｅ」のグラフ）に比べて結晶粒径を小さくすることが可能である。具体的には結晶粒径を２５０Å以下に抑えることができる。このようにメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入させない方が、混入させた場合に比べて緻密な膜を形成することが可能になり、このことは、図１０で説明した膜面の中心線平均粗さＲａを小さくできる原因の一つとなっている。
【０２２２】
なおサッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（図１４に示す「ＣｏＦｅ」のグラフ）でも、Ｆｅ組成比を６８質量％以上で８０質量％以下にすれば、結晶粒径を３５０Å以下に抑えることが可能である。
【０２２３】
図１６は、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からＣｏＦｅ合金をメッキ形成したときのＦｅ組成比と、メッキ浴中に占めるＦｅイオン濃度（ｇ／ｌ）、Ｃｏイオン濃度（ｇ／ｌ）及びＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率との関係を示すグラフである。
【０２２４】
既に説明したように本発明では、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を５０質量％以上で９０質量％以下に設定した。このグラフ及び表７に示した「ＣｏＦｅ−Ｎ」欄の各Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を考慮すると、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０以上で１７以下にすれば、ＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を５０質量％以上で９０質量％以下に設定できるものと考えられる。よって本発明では、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０以上で１７以下に設定した。またこのときＣｏイオン濃度は、概ね０．２ｇ／ｌ以上で１．４（ｇ／ｌ）以下であることが好ましく、またＦｅイオン濃度は、概ね１．０ｇ／ｌ以上で７．５（ｇ／ｌ）以下であることが好ましい。
【０２２５】
次に、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の、好ましいＦｅ組成比を６０質量％以上で７８質量％以下に設定した。図１６及び表７に示した「ＣｏＦｅ−Ｎ」欄の各Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を考慮すると、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．０ｇ／ｌ以上で１０ｇ／ｌ以下にすれば、ＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を６０質量％以上で７８質量％以下に設定できるものと考えられる。よって本発明では、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率の好ましい範囲を１．０ｇ／ｌ以上で１０ｇ／ｌ以下に設定した。またこのときＣｏイオン濃度は、概ね０．２ｇ／ｌ以上で１．４（ｇ／ｌ）以下であることが好ましく、またＦｅイオン濃度は、概ね１．０ｇ／ｌ以上で７．５（ｇ／ｌ）以下であることが好ましい。
【０２２６】
次に、サッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金の、好ましいＦｅ組成比を６５質量％以上で７５質量％以下に設定した。図１６及び表７に示した「ＣｏＦｅ−Ｎ」欄の各Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を考慮すると、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を３．０以上で８以下にすれば、ＣｏＦｅ合金のＦｅ組成比を６５質量％以上で７５質量％以下に設定できるものと考えられる。よって本発明では、前記Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率の好ましい範囲を３．０以上で８以下に設定した。またこのときＣｏイオン濃度は、概ね０．２ｇ／ｌ以上で１．４（ｇ／ｌ）以下であることが好ましく、またＦｅイオン濃度は、概ね１．０ｇ／ｌ以上で７．５（ｇ／ｌ）以下であることが好ましい。
【０２２７】
【発明の効果】
以上詳述した本発明では、ＣｏＦｅ合金のＦｅ量を５０質量％以上で９０質量％以下にすることで、ＮｉＦｅ合金よりも高い２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを安定して得ることができる。また前記Ｆｅ量を６０質量％以上で７８質量％以下にすることで、２．２５Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることができ、さらにＦｅ量を６５質量％以上で７５質量％以下にすることで２．３Ｔ以上の飽和磁束密度を得ることができる。
【０２２８】
しかも本発明では上記の組成範囲内であれば、結晶粒径の粗大化を抑制して緻密な膜を形成でき、膜面の中心線平均粗さＲａを９ｎｍ以下にすることができる。このように面粗れを抑制できることで耐食性にも優れた軟磁性膜を製造することができる。
【０２２９】
また本発明では、メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入せず、メッキ浴中のＦｅイオン濃度のＣｏイオン濃度に対する適正化、およびパルスメッキによって上記したＦｅ組成比及び飽和磁束密度を得ることが可能になる。
【０２３０】
本発明では上記ＣｏＦｅ合金を例えば薄膜磁気ヘッドのコア材として使用することができる。これにより高記録密度化に優れまた耐食性にも優れた薄膜磁気ヘッドを製造することが可能である。
【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を使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と飽和磁束密度との関係を示すグラフ、
【図９】図８に示すサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）のＦｅ量と飽和磁束密度との関係を示すグラフ、
【図１０】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と膜面の中心線平均粗さＲａとの関係を示すグラフ、
【図１１】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフ、
【図１２】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と比抵抗との関係を示すグラフ、
【図１３】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と膜応力との関係を示すグラフ、
【図１４】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と異方性磁界Ｈｋとの関係を示すグラフ、
【図１５】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ−Ｎ）、サッカリンナトリウムが混入されたメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅ）及びＮｉＦｅ合金のＦｅ量と結晶粒径との関係を示すグラフ、
【図１６】パルス電流を用いた電気メッキを使用し、且つサッカリンナトリウムが混入されていないメッキ浴からメッキ形成されたＣｏＦｅ合金のＦｅ量と、メッキ浴に占めるＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度、Ｆｅイオン濃度（ｇ／ｌ）及びＣｏイオン濃度（ｇ／ｌ）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
Claims (12)
- サッカリンナトリウムを混入していないメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を３．０以上で８．０以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６５質量％以上で７５質量％以下となるＣｏ１−ＸＦｅＸ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。
- サッカリンナトリウムを混入したメッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上で２．５以下にし、パルス電流による電気メッキ法により、Ｆｅの組成比Ｘが６８質量％以上で８０質量％以下となるＣｏ１−ＸＦｅＸ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。
- Ｆｅイオン濃度を１．０ｇ／ｌ以上で７．５ｇ／ｌ以下に設定する請求項１または２に記載の軟磁性膜の製造方法。
- Ｆｅイオン濃度を１．０ｇ／ｌ以上で１．５ｇ／ｌ以下に設定する請求項３記載の軟磁性膜の製造方法。
- Ｃｏイオン濃度を０．２ｇ／ｌ以上で１．４ｇ／ｌ以下に設定する請求項１ないし４のいずれかに記載の軟磁性膜の製造方法。
- 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１ないし５のいずれかに記載の軟磁性膜の製造方法。
- 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１ないし６のいずれかに記載の軟磁性膜の製造方法。
- 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、
少なくとも一方のコア層を、請求項１ないし７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薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 前記下部コア層上に記録媒体との対向面で下部磁極層を隆起形成し、前記下部磁極層を前記軟磁性膜でメッキ形成する請求項８記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
- 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及び／または下部磁極層を、請求項１ないし７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薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 前記コア層を、少なくとも磁気ギャップに隣接する部分で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、このとき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８ないし１０のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
- 前記磁気ギャップに接する磁性層以外の他の磁性層を、ＣｏＦｅ合金で形成し、このとき前記他の磁性層のＦｅの組成比を、前記磁気ギャップ層に接する側の磁性層のＦｅの組成比Ｘよりも小さくする請求項１１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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