JP4047114B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
薄膜磁気ヘッド Download PDFInfo
- Publication number
- JP4047114B2 JP4047114B2 JP2002267729A JP2002267729A JP4047114B2 JP 4047114 B2 JP4047114 B2 JP 4047114B2 JP 2002267729 A JP2002267729 A JP 2002267729A JP 2002267729 A JP2002267729 A JP 2002267729A JP 4047114 B2 JP4047114 B2 JP 4047114B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- magnetic
- mass
- core layer
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3109—Details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3909—Arrangements using a magnetic tunnel junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
- H01F10/14—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing iron or nickel
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3109—Details
- G11B5/3116—Shaping of layers, poles or gaps for improving the form of the electrical signal transduced, e.g. for shielding, contour effect, equalizing, side flux fringing, cross talk reduction between heads or between heads and information tracks
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3109—Details
- G11B5/313—Disposition of layers
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3109—Details
- G11B5/313—Disposition of layers
- G11B5/3143—Disposition of layers including additional layers for improving the electromagnetic transducing properties of the basic structure, e.g. for flux coupling, guiding or shielding
- G11B5/3146—Disposition of layers including additional layers for improving the electromagnetic transducing properties of the basic structure, e.g. for flux coupling, guiding or shielding magnetic layers
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3163—Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3967—Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
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、高比抵抗かつ高飽和磁束密度であるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜磁気ヘッドや薄膜インダクタ等の平面型磁気素子で磁性材料を使用する部分には、ＮｉＦｅ合金（パーマロイ）がよく用いられる。
【０００３】
前記ＮｉＦｅ合金は、比較的優れた軟磁気特性を有し、しかもメッキ形成の容易さなどから、頻繁に使用される磁性材料の一つとなっている。
【０００４】
しかしながら、近年平面型磁気素子の高周波電流対応が進み、高周波電流領域におけるうず電流損失が問題になってきた。
【０００５】
うず電流損失を低減するためには、比抵抗の大きい軟磁性膜を用いることが有効である。
【０００６】
例えば、特開平８−２１２５１２号（特許文献１）には、ＮｉＦｅ２元系合金にＭｏを添加することによって、比抵抗を４０μΩ・ｃｍ以上とした軟磁性膜を用いて、高周波記録時のうず電流損失を低減することを目指した薄膜磁気ヘッドが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２１２５１２号公報（第１１−１２頁、第１６−１８図）
【特許文献２】
特開平９−６３０１６号公報（第５−６頁、第５図）
【特許文献３】
特開２０００−２３５９１１号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献４】
特開２０００−５８３６４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−２１２５１２号に記載のＦｅＮｉＭｏ合金膜は、前記ＦｅのＮｉに対する組成比が６０％を越えると、飽和磁束密度Ｂｓが急激に減少するものであった。その結果、特開平８−２１２５１２号に記載のＦｅＮｉＭｏ合金膜の飽和磁束密度Ｂｓは１．６Ｔ（テスラ）以下となっていた。理論的には、ＦｅＮｉＭｏ合金膜のＦｅ含有量が増大すれば、飽和磁束密度も大きくなるのだが、特開平８−２１２５１２号では、前記ＦｅのＮｉに対する組成比が６０％を越える安定なＦｅＮｉＭｏ合金膜を形成できていないものと考えられる。なお、このＦｅＮｉＭｏ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たものである。
【０００９】
また、特許文献２ないし４にも、ＦｅＮｉＭｏ合金膜が記載されているが、いずれも、前記ＦｅのＮｉに対する組成比が６０％を越える安定なＦｅＮｉＭｏ合金膜ではない。
【００１０】
しかしながら、今後の高記録密度化に伴い、記録密度を向上させるには、前記ＦｅＮｉＭｏ合金中のＦｅ含有量をさらに多くして、飽和磁束密度Ｂｓをさらに高くすることが要望されていた。
【００１１】
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、Ｆｅが従来よりも多く含有されても、高い飽和磁束密度Ｂｓの値を安定して示すことができ、同時に高比抵抗を示すＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッドを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁性材料製の下部コア層と、前記下部コア層上に磁気ギャップを介して形成された上部コア層と、両コア層に記録磁界を与えるコイル層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記下部コア層あるいは前記上部コア層のうち少なくとも一方は、磁気ギャップに隣接する部分が２層以上の磁性層から成り、前記磁性層のうち前記磁気ギャップから離れている側の磁性層が、以下の前記軟磁性膜により形成されていることを特徴とする。
組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．７０≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、３質量％≦ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示され、メッキ法によって形成される軟磁性膜。
本発明では、前記下部コア層上には記録媒体との対向面で下部磁極層が隆起形成されていることが好ましい。
また本発明における薄膜磁気ヘッドは、下部コア層及び上部コア層と、前記下部コア層と上部コア層との間に位置し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、
前記磁極部は、下部コア層と連続する下部磁極層、上部コア層と連続する上部磁極層、および前記下部磁極層と前記上部磁極層間に位置するギャップ層とで構成され、あるいは前記磁極部は、上部コア層と連続する上部磁極層、および前記上部磁極層と下部コア層との間に位置するギャップ層とで構成され、
前記下部磁極層あるいは前記上部磁極層のうち少なくとも一方が２層以上の磁性層から成り、前記磁性層のうち前記磁気ギャップから離れている側の磁性層が、以下の前記軟磁性膜により形成されていることを特徴とする。
組成式が（Ｆｅ x Ｎｉ y ） a Ｍｏ b （ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．７０≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、３質量％≦ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示され、メッキ法によって形成される軟磁性膜。
本発明では、前記下部コア層あるいは前記上部コア層のうち少なくとも一方が、前記軟磁性膜により形成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明では、ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜のＦｅの組成比ｘを規定している。飽和磁束密度Ｂｓは、主としてＦｅの組成比ｘに左右され、Ｆｅの組成比ｘが多いほど前記Ｂｓは大きくなる。これは、Ｓｌａｔｅｒ−Ｐａｕｌｉｎｇ曲線に示される原子磁気モーメントの関係に由来している。しかしながらＦｅの組成比がある一定以上多くなるとメッキ膜の成長過程が阻害され緻密な結晶を形成できず、前記Ｂｓは低下するものと考えられる。
【００１４】
本発明では、前記軟磁性膜はメッキ形成されたものである。メッキ形成により前記軟磁性膜の厚みを比較的自由に変更でき、フレームメッキ法を用いることで任意形状の前記軟磁性膜を厚みのある膜として形成することができる。また、メッキ形成によって形成された前記軟磁性膜は、スパッタ法などの真空成膜法によって形成された軟磁性膜よりも一定の膜厚になりやすい。軟磁性膜の膜厚が厚くなる程、メッキ形成によって形成された前記軟磁性膜と、スパッタ法などの真空成膜法によって形成された軟磁性膜との、膜厚の安定化度の差は大きくなる。
【００１５】
特に、本発明では、パルス電流による電気メッキ法を使用し、さらにメッキ浴組成を適正に調整することにより、高Ｆｅ濃度及び高飽和磁束密度のＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を得ることができる。
【００１６】
後述する製造方法によって、直流電流による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し、さらにメッキ浴組成を適正に調整することで、Ｆｅの組成比ｘが上記の値であり、しかも安定したＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を得ることができた。
【００１７】
また、本発明の軟磁性膜では、Ｍｏが上記組成比で含有されることにより、比抵抗が増大している。
【００１８】
本発明では、前記軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは１．６Ｔより大きく、比抵抗ρは６０μΩ・ｃｍより大きく、保磁力Ｈｃは９６Ａ／ｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
【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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
図２に示すように、磁極部１８上から絶縁層２５上にかけて上部コア層２２が例えばフレームメッキ法によりパターン形成されている。図１に示すように、前記上部コア層２２の先端部２２ａは、記録媒体との対向面でのトラック幅方向における幅寸法がＴ１で形成され、かかる幅寸法Ｔ１はトラック幅Ｔｗよりも大きく形成されている。また、上部コア層２２の前端面２２ａ１は、記録媒体との対向面よりハイト方向後方（図示Ｙ方向）に後退している。すなわち、図１において、記録媒体との対向面に現れているのは、下部コア層１６と磁極部１８であり、上部コア層２２の前端面２２ａ１は露出しない。
【００５１】
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。
【００５２】
本発明では、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６が以下の組成比を有する軟磁性膜で形成されている。
【００５３】
組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％）の関係を満足するものである。）で示される軟磁性膜。
【００５４】
本発明では、ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜のＦｅの組成比ｘを規定している。飽和磁束密度Ｂｓは、主としてＦｅの組成比ｘに左右され、Ｆｅの組成比ｘが多いほど前記Ｂｓは大きくなる。これは、Ｓｌａｔｅｒ−Ｐａｕｌｉｎｇ曲線に示される原子磁気モーメントの関係に由来している。しかしながらＦｅの組成比がある一定以上多くなるとメッキ膜の成長過程が阻害され緻密な結晶を形成できず、前記Ｂｓは低下するものと考えられる。
【００５５】
後述する本発明の製造方法では、直流電流による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し、さらにメッキ浴組成を適正に調整することで、Ｆｅの組成比ｘが上記の値であり、しかも安定したＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を得ることができた。
【００５６】
また、本発明の軟磁性膜では、Ｍｏが上記組成比で含有されることにより、比抵抗が増大している。
【００５７】
具体的には、前記軟磁性膜の比抵抗を４０μΩ・ｃｍ以上にすることができる。
【００５８】
また、本発明では、前記Ｆｅの質量％比ｘがｘ≧０．６５であり、かつ比抵抗が５５μΩ・ｃｍ以上であるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜によって前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を形成することができた。
【００５９】
さらに、本発明では、前記Ｆｅの質量％比ｘがｘ≧０．６５であり、かつ比抵抗が７０μΩ・ｃｍ以上であるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜によって前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を形成することができた。
【００６０】
本発明では、前記軟磁性膜はメッキ形成されたものであることが好ましい。メッキ形成により前記軟磁性膜の厚みを比較的自由に変更でき、前記軟磁性膜を厚みのある膜として形成することができる。
【００６１】
また、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６は、ＦｅのＮｉに対する質量％比ｘがｘ≧０．６５、より好ましくはｘ≧０．７０であるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜であるが、このようにＦｅ含有量が多くても、１．５０（Ｔ）以上、１．６７（Ｔ）以上、または１．７８（Ｔ）以上、さらには１．９０（Ｔ）以上の飽和磁束密度Ｂｓを安定して出せる。本発明で、高Ｆｅ濃度及び高飽和磁束密度を達成できるのは、パルス電流による電気メッキ法を使用し、さらにメッキ浴組成を適正に調整したためである。
【００６２】
なお、本発明の軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは、ＦｅのＮｉに対する質量％比ｘに加えて、Ｍｏの質量％ｂによっても規定される。Ｍｏの質量％ｂが大きくなると、ＦｅＮｉＭｏ合金の比抵抗ρが大きくなり、高周波領域におけるうず電流損失を効果的に低減できるが、飽和磁束密度が低下する。ただし、本発明のように、ＦｅＮｉＭｏ合金中のＭｏの質量％が０質量％＜ｂ≦５質量％の範囲であれば、飽和磁束密度が１．５０（Ｔ）以上である前記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を確実に得ることができる。
【００６３】
ＦｅＮｉＭｏ合金中のＭｏ濃度と比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓとの関係については後述する実施例のところで詳述する。
【００６４】
なお、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を構成する軟磁性膜は、保磁力Ｈｃを９６（Ａ／ｍ）以下にすることが可能である。
【００６５】
上記したように本発明における軟磁性膜としてのＦｅＮｉＭｏ合金は、飽和磁束密度Ｂｓが高く、また比抵抗も大きい。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、ギャップ近傍での磁束の集中化を図りつつ、高周波領域におけるうず電流損失を低減できるので、高記録密度化を促進させることができる。
【００６６】
上記したＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜は、他の形態の薄膜磁気ヘッドにも使用することができる。
【００６７】
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。
【００６８】
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）。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。また、上部コア層４０の前端面４０ａ１は、記録媒体との対向面よりハイト方向後方（図示Ｙ方向）に後退している。すなわち、図３において、記録媒体との対向面に現れているのは、下部コア層１６と磁極部３０であり、上部コア層４０の前端面４４ａ１は露出しない。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
図３及び図４に示す第２実施形態では、下部コア層１６及び／または上部コア層４０は、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示されるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成される。
【００８１】
上記ＦｅＮｉＭｏ合金は、飽和磁束密度Ｂｓが高く、また比抵抗も大きい。このような軟磁性膜を薄膜磁気ヘッドの前記下部磁極層３２及び上部磁極層３４として使用することで、ギャップ近傍での磁束の集中化を図りつつ、高周波領域におけるうず電流損失を低減できるので、高記録密度化を促進させることができる。
【００８２】
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、下部コア層１６及び／または上部コア層２２，４０が、上記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜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が、上記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成されるものであってもよい。
【００８３】
ただし、前記下部磁極層１９，３２及び／または上部磁極層２１，３４は、下部コア層１６と上部コア層２２、４０より飽和磁束密度が大きいことが好ましい。
【００８４】
また、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から離れた側の磁性層がＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成され、ギャップ層２０，３３に接する側の磁性層は、ギャップ層２０，３３から離れた側の磁性層よりも飽和磁束密度が大きいことが好ましい。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と、高周波領域における損失の低減ができ、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。
【００８５】
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。
【００８６】
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上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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
本発明では、下部コア層１６及び／または上部コア層４６は、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示されるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成されている。
【００９０】
上記ＦｅＮｉＭｏ合金は、飽和磁束密度Ｂｓが高く、また比抵抗も大きい。このような軟磁性膜を薄膜磁気ヘッドの前記下部コア層３２及び上部コア層３４として使用することで、ギャップ近傍での磁束の集中化を図りつつ、高周波領域におけるうず電流損失を低減できるので、高記録密度化を促進させることができる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
前記上層４８は、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示されるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成されている。
【００９４】
前記上部コア層４６を構成する上層４８は、前記高Ｂｓ層４７よりも比抵抗が高くされている。前記高Ｂｓ層４７は例えばＮｉＦｅ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。
【００９５】
前記上部コア層４６に比抵抗の高い上記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成される上層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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
この実施形態においては、上部コア層５５及び／または下部コア層１６は、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示されるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成されている。
【０１０４】
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。
【０１０５】
また上部コア層５５は、その全体が前記ＦｅＮｉＭｏ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から離れている側の層が上記ＦｅＮｉＭｏ合金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。
【０１０６】
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ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜はメッキ形成されていることが好ましい。本発明ではＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜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。 また前記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
本発明では、前記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜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。
【０１１５】
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、ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１１６】
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、ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１１７】
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ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１１８】
なお本発明では、上記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜の用途として図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ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜は、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。
【０１１９】
【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ＦｅＮｉＭｏ合金をメッキ形成した。なお、比較のために同様のパルス電流による電気メッキ法を用いてＮｉＦｅ合金のメッキ形成も行った。
【０１２０】
ＮｉＦｅ合金のメッキ浴の組成を表１に示し、ＦｅＮｉＭｏ合金のメッキ浴の組成を表２に示す。
【０１２１】
【表１】
【０１２２】
【表２】
【０１２３】
なお実験ではメッキ浴温度を２５℃〜３０℃に設定した。また電極のｐＨを３．０〜４．０に設定した。またアノード側の電極にはＮｉ電極を用いた。さらにパルス電流のデューティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）は３００／７００ｍｓｅｃである。
【０１２４】
本実施例ではＦｅＮｉＭｏ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。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、ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１２５】
本発明の軟磁性膜の製造方法に使用するメッキ浴中に含まれるＮｉイオン濃度は、１０ｇ／ｌと低濃度である。従って、成膜時カソード（メッキされる側）の表面に触れるメッキ液中のＮｉが相対的に低下し、攪拌効果が向上することで膜中にＦｅを多く取り込むことができる。また、攪拌効果が向上すると、Ｆｅイオンが適切に供給されるため、緻密な結晶を形成できるようになる。
【０１２６】
また本実施例のように、ＦｅＮｉＭｏ合金のメッキ浴中にサッカリンナトリウム（Ｃ６Ｈ４ＣＯＮＮａＳＯ２）を混入すると、前記サッカリンナトリウムは応力緩和剤の役割を持っているため、メッキ形成されたＦｅＮｉＭｏ合金の膜応力を低減させることが可能になる。
【０１２７】
また、ＦｅＮｉＭｏ合金のメッキ浴中に、２−ブチン−１、４ジオールを混入すると、前記ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１２８】
また、前記ＦｅＮｉＭｏ合金のメッキ浴中に、界面活性剤である２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムを混入すると、ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
また前記メッキ浴中にホウ酸を混入すると、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。
【０１３１】
まず、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比でｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％でａ＋ｂ＝１００質量％）で示される軟磁性膜のＦｅの組成比ｘ及びＭｏの組成ｂ（質量％）と、比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓとの関係について以下に説明する。
【０１３２】
図８及び図９はそれぞれ、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比でｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％でａ＋ｂ＝１００質量％で示される軟磁性膜のＦｅの組成比ｘ及びＭｏの組成ｂ（質量％）と、飽和磁束密度Ｂｓ及び比抵抗ρとの関係を示すグラフである。
【０１３３】
図８によると、Ｍｏを加えないＮｉｘＦｅｙ合金のＮｉに対するＦｅの組成比ｘを大きくすると飽和磁束密度Ｂｓが上昇する（◇）。本発明では、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５以上であっても飽和磁束密度は上昇し続ける。この傾向は、従来技術である特開平８−２１２５１２に記載された軟磁性膜と逆である。本実施の形態のように、メッキ浴中におけるＮｉイオン濃度を１０ｇ／ｌ以下とし、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を０．２１以上で０．３３以下とすること、及びパルス電流を用いた電気メッキ法を使用することで、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５以上であっても高い飽和磁束密度を発現できる磁性膜を再現性良くメッキ形成することを可能にしている。
【０１３４】
図８によると、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）であるとき（×）、飽和磁束密度Ｂｓは１．５０（Ｔ）となり、Ｍｏを含まないＮｉ３５Ｆｅ６５合金の飽和磁束密度Ｂｓ＝１．７５（Ｔ）の８６％の値になっている。ここで図９をみると、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）である（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金（×）の比抵抗ρは７５μΩ・ｃｍとなっており、Ｍｏを含まないＮｉ３５Ｆｅ６５合金（◇）の比抵抗３７μΩ・ｃｍの２０２％の値を示している。
【０１３５】
なお、図８及び図９によると、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が３（質量％）であるとき（△）、飽和磁束密度Ｂｓは１．５２（Ｔ）、比抵抗ρは７０μΩ・ｃｍである。また、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が２（質量％）であるとき（□）、飽和磁束密度Ｂｓは１．６５（Ｔ）、比抵抗ρは５５μΩ・ｃｍである
また、図８によると、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７０であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）であるとき（×）、飽和磁束密度Ｂｓは１．６７（Ｔ）となり、Ｍｏを含まないＮｉ３０Ｆｅ７０合金の飽和磁束密度Ｂｓ＝１．８７（Ｔ）の９０％の値になっている。ここで図９をみると、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７０であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）である（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金（×）の比抵抗ρは７０μΩ・ｃｍとなっており、Ｍｏを含まないＮｉ３０Ｆｅ７０合金（◇）の比抵抗３１μΩ・ｃｍの２２５％の値を示している。
【０１３６】
また、図８によると、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が３（質量％）であるとき（△）飽和磁束密度Ｂｓは１．７８（Ｔ）となり、Ｍｏを含まないＮｉ２５Ｆｅ７５合金（◇）の飽和磁束密度Ｂｓ＝１．９０（Ｔ）の９３％の値になっている。ここで図９をみると、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が３（質量％）である（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金（△）の比抵抗ρは５７μΩ・ｃｍとなっており、Ｍｏを含まないＮｉ２５Ｆｅ７５合金（◇）の比抵抗３５μΩ・ｃｍの１６３％の値を示している。
【０１３７】
また、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が２（質量％）であるとき（□）、飽和磁束密度Ｂｓは１．９０（Ｔ）となり、Ｍｏを含まないＮｉ２５Ｆｅ７５合金（◇）の飽和磁束密度Ｂｓ＝１．９０（Ｔ）と変わらない値になっている。ここで図９をみると、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が２（質量％）である（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金（□）の比抵抗ρは４０μΩ・ｃｍとなっており、Ｍｏを含まないＮｉ２５Ｆｅ７５合金（◇）の比抵抗３５μΩ・ｃｍの１１４％の値を示している。
【０１３８】
このように、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＭｏ濃度を大きくすると、比抵抗が大きくなり、それに伴って飽和磁束密度が低下することがわかる。
【０１３９】
図８及び図９の結果をまとめると、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５のとき、Ｍｏを２（質量％）から５（質量％）の範囲で添加すると、比抵抗ρを５５μΩ・ｃｍから７５μΩ・ｃｍにできることがわかる。本発明の場合、比抵抗ρが５５μΩ・ｃｍから７５μΩ・ｃｍの（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金であっても、１．５０（Ｔ）以上の飽和磁束密度を示すことができる。
【０１４０】
また、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７０のとき、Ｍｏを２（質量％）から５（質量％）の範囲で添加すると、比抵抗ρを４５μΩ・ｃｍから７０μΩ・ｃｍにできることがわかる。本発明の場合、比抵抗ρが４５μΩ・ｃｍから７０μΩ・ｃｍの（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金であっても、１．６７（Ｔ）以上の飽和磁束密度を示すことができる。
【０１４１】
さらに、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５のとき、Ｍｏを２（質量％）から３（質量％）の範囲で添加すると、比抵抗ρを４０μΩ・ｃｍから５７μΩ・ｃｍにできることがわかる。本発明の場合、比抵抗ρが４０μΩ・ｃｍから５７μΩ・ｃｍの（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金であっても、１．７８（Ｔ）以上１．９０以下の飽和磁束密度を示すことができる。
【０１４２】
次に、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中からなる軟磁性膜のＭｏ濃度（質量％）を変化させたときの飽和磁束密度Ｂｓ、比抵抗ρ、及び保磁力Ｈｃについて調べた。結果を図１０から図１２に示す。
【０１４３】
図１０から図１２には、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０のもの（比較例）と０．６５のもの及び０．７５のもの（実施例）それぞれの、Ｍｏ濃度を変えたときの飽和磁束密度Ｂｓ、比抵抗ρ、及び保磁力Ｈｃが示されている。
メッキ浴の組成は以下のとおりである。
【０１４４】
【表３】
【０１４５】
なお実験ではメッキ浴温度を２５℃〜３０℃に設定した。また電極のｐＨ３．０〜４．０に設定した。またアノード側の電極にはＮｉ電極を用いた。パルス電流のデューティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を３００／７００ｍｓｅｃである。
【０１４６】
図１０から、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０の場合（比較例）と、０．６５、０．７５の場合（実施例）の全てにおいて、Ｍｏ濃度が大きくなると比抵抗ρも単調増加することがわかる。
【０１４７】
ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５の場合、Ｍｏ濃度が１．０（質量％）を越えると比抵抗ρが４７μΩ・ｃｍを越え、Ｍｏ濃度が２．０（質量％）を越えると比抵抗ρが５５μΩ・ｃｍを越える。また、Ｍｏ濃度が３．０（質量％）を越えると比抵抗ρが７０μΩ・ｃｍを越え、Ｍｏ濃度が５．０（質量％）のときの比抵抗ρは７５μΩ・ｃｍである。
【０１４８】
ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５の場合、Ｍｏ濃度が０．６（質量％）を越えると比抵抗ρが４０μΩ・ｃｍを越え、Ｍｏ濃度が２．８（質量％）を越えると比抵抗ρが６０μΩ・ｃｍを越える。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５の場合、比抵抗ρの増加率（グラフの傾き）は、Ｍｏ濃度が０（質量％）から３．５（質量％）まで一定（８．３（μΩ・ｃｍ／Ｍｏ質量％））で、３．５（質量％）を越えると低下する（４．１（μΩ・ｃｍ／Ｍｏ質量％）になる）。
【０１４９】
ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０の場合も、組成比ｘが０．６５の場合及び０．７５の場合と同様の増加率を示している。ただし、比抵抗ρの絶対値は組成比ｘが０．６０の方が大きくなっている。
【０１５０】
次に、図１１から、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０の場合（比較例）と０．６５の場合、０．７５の場合（実施例）全てにおいて、Ｍｏ濃度が大きくなると飽和磁束密度Ｂｓが小さくなることがわかる。
【０１５１】
ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５の場合、Ｍｏ濃度が１．０（質量％）以下であると飽和磁束密度Ｂｓが１．７（Ｔ）以上になっており、Ｍｏ濃度が２．０（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．６５以上である。また、Ｍｏ濃度が３．０（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．５２以上であり、Ｍｏ濃度が５．０（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．５０以上である。
【０１５２】
ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５の場合、Ｍｏ濃度が０．６（質量％）以下であると飽和磁束密度Ｂｓが１．９（Ｔ）以上になっており、Ｍｏ濃度が２．８（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．７８以上である。また、Ｍｏ濃度が２．６（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．８以上であり、Ｍｏ濃度が４．５（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．７以上である。
【０１５３】
一方、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０の場合、組成比ｘが０．７５の場合と比べて、飽和磁束密度の絶対値は常に小さい。また、組成比ｘが０．６０の場合、Ｍｏ濃度が１．０（質量％）より大きくなると、飽和磁束密度が１．５（Ｔ）より小さくなってしまう。また、組成比ｘが０．６０の場合、組成比ｘが０．７５の場合と比べて、Ｍｏ濃度を増加させたときの飽和磁束密度の減少率が大きい。
【０１５４】
また、図１２から、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＭｏ濃度が増加すると保磁力Ｈｃが低下して軟磁気特性が向上することがわかる。ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５の場合、Ｍｏ濃度が２．５（質量％）以上５．０（質量％）以下であれば、保磁力Ｈｃを９６（Ａ／ｍ）以下にできる。また、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５の場合には、組成比ｘが０．７５の場合よりもさらに保磁力Ｈｃを小さくできる。
【０１５５】
図１３は、比抵抗ρを横軸に、飽和磁束密度Ｂｓを縦軸に設定して、図８から図１２のグラフのデータをとった各ＦｅＮｉＭｏ合金の比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓの値をプロットしたグラフである。
【０１５６】
図８から図１２の各点には、アルファベットと数字からなる符号がつけられており、図１３において同じ符号が付けられた点は同じ磁性材料から得られたデータに基づいてプロットされている。
【０１５７】
高周波特性に優れ、しかも、高記録密度化に対応できる薄膜磁気ヘッドを形成するための磁性材料に求められる特性は、飽和磁束密度Ｂｓが高く、かつ比抵抗ρも大きいことである。すなわち、図１３のグラフにおいて、ブロットされる点が図示右上方向にあるほど、好ましい磁性材料であるといえる。
しかし、一般に、磁性材料の飽和磁束密度Ｂｓを高くすると比抵抗ρが小さくなり、比抵抗ρを大きくすると飽和磁束密度Ｂｓが低くなる。
【０１５８】
図１３から、本発明では、飽和磁束密度Ｂｓを１．９０（Ｔ）にしても比抵抗４０μΩ・ｃｍを維持でき（図示Ａ１点）、比抵抗を７５μΩ・ｃｍにしても飽和磁束密度Ｂｓを１．５０（Ｔ）にできる（図示Ｃ７点）。
【０１５９】
また、図１３に示されたＦｅＮｉＭｏ合金のρ−Ｂｓプロットは、すべて図示Ａ１点―Ｃ４点―Ｃ１点−Ｃ５点−Ｃ２点−Ｃ６点−Ｃ３点−Ｃ７点を結んだ線分の図示右上方向に位置している。なお、Ｃ４点は、（ρ５０（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．７（Ｔ））、Ｃ１点は、（ρ５５（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．６５（Ｔ））、Ｃ５点は、（ρ５５（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．６５（Ｔ））、Ｃ２点は、（ρ７０（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．５２（Ｔ））、Ｃ６点は、（ρ７０（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．５２（Ｔ））、Ｃ３点は、（ρ７５（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．５０（Ｔ））である。
【０１６０】
図１３には、先行技術文献情報の特許文献１として開示された、特開平８−２１２５１２号公報の図１７に記載されたＦｅＮｉＭｏ合金の比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓを（◇）としてプロットしてある。図１３を見ると、先行技術のＦｅＮｉＭｏ合金のρ−Ｂｓプロットは、本発明のＦｅＮｉＭｏ合金より図示左下にある。
【０１６１】
このように、本発明は、従来より高い飽和磁束密度Ｂｓと大きな比抵抗ρを両立しうるＦｅＮｉＭｏ合金を提供することが出来る。
【０１６２】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％）の関係を満足するものである。）で示されることを特徴とする軟磁性膜を提供できる。
【０１６３】
本発明の軟磁性膜は、Ｆｅの組成比ｘが従来より大きく、しかも安定したＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜である。
また、本発明の軟磁性膜では、Ｍｏが上記組成比で含有されることにより、比抵抗が増大している。
【０１６４】
具体的には、前記軟磁性膜の比抵抗を４０μΩ・ｃｍ以上にすることができる。
【０１６５】
また、本発明は、ＦｅのＮｉに対する質量％比ｘがｘ≧０．６５、より好ましくはｘ≧０．７０であるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜であるが、このようにＦｅ含有量が多くても、１．５０（Ｔ）以上、１．６７（Ｔ）以上、または１．７８（Ｔ）以上、さらには１．９０（Ｔ）以上の飽和磁束密度Ｂｓを安定して出せる。従って、高い飽和磁束密度Ｂｓと大きな比抵抗ρを両立しうるＦｅＮｉＭｏ合金を容易に提供することが出来る。
【０１６６】
また本発明では、メッキ浴組成を適正に調整し、パルス電流を用いた電気メッキ法により、前記軟磁性膜を再現性良くメッキ形成することができる
以上、本発明のＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を、薄膜磁気ヘッドのコア層や磁極層に使用すれば、今後の高記録密度化、高周波数化に対応可能な薄膜磁気ヘッドを製造できる。
【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】組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比でｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％でａ＋ｂ＝１００質量％で示される軟磁性膜のＦｅの組成比ｘ及びＭｏの組成ｂ（質量％）と、飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示すグラフ、
【図９】組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比でｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％でａ＋ｂ＝１００質量％で示される軟磁性膜のＦｅの組成比ｘ及びＭｏの組成ｂ（質量％）と、比抵抗との関係を示すグラフ、
【図１０】（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０のもの（比較例）と０．６５、０．７５のもの（実施例）それぞれの、Ｍｏ濃度を変えたときの比抵抗を示すグラフ、
【図１１】（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０のもの（比較例）と０．６５、０．７５のもの（実施例）それぞれの、Ｍｏ濃度を変えたときの飽和磁束密度を示すグラフ、
【図１２】（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０のもの（比較例）と０．６５、０．７５のもの（実施例）それぞれの、Ｍｏ濃度を変えたときの保磁力を示すグラフ、
【図１３】比抵抗ρを横軸に、飽和磁束密度Ｂｓを縦軸に設定して、本発明によって得られた各ＦｅＮｉＭｏ合金の比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓの値をプロットしたグラフ、
【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、高比抵抗かつ高飽和磁束密度であるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜磁気ヘッドや薄膜インダクタ等の平面型磁気素子で磁性材料を使用する部分には、ＮｉＦｅ合金（パーマロイ）がよく用いられる。
【０００３】
前記ＮｉＦｅ合金は、比較的優れた軟磁気特性を有し、しかもメッキ形成の容易さなどから、頻繁に使用される磁性材料の一つとなっている。
【０００４】
しかしながら、近年平面型磁気素子の高周波電流対応が進み、高周波電流領域におけるうず電流損失が問題になってきた。
【０００５】
うず電流損失を低減するためには、比抵抗の大きい軟磁性膜を用いることが有効である。
【０００６】
例えば、特開平８−２１２５１２号（特許文献１）には、ＮｉＦｅ２元系合金にＭｏを添加することによって、比抵抗を４０μΩ・ｃｍ以上とした軟磁性膜を用いて、高周波記録時のうず電流損失を低減することを目指した薄膜磁気ヘッドが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２１２５１２号公報（第１１−１２頁、第１６−１８図）
【特許文献２】
特開平９−６３０１６号公報（第５−６頁、第５図）
【特許文献３】
特開２０００−２３５９１１号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献４】
特開２０００−５８３６４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−２１２５１２号に記載のＦｅＮｉＭｏ合金膜は、前記ＦｅのＮｉに対する組成比が６０％を越えると、飽和磁束密度Ｂｓが急激に減少するものであった。その結果、特開平８−２１２５１２号に記載のＦｅＮｉＭｏ合金膜の飽和磁束密度Ｂｓは１．６Ｔ（テスラ）以下となっていた。理論的には、ＦｅＮｉＭｏ合金膜のＦｅ含有量が増大すれば、飽和磁束密度も大きくなるのだが、特開平８−２１２５１２号では、前記ＦｅのＮｉに対する組成比が６０％を越える安定なＦｅＮｉＭｏ合金膜を形成できていないものと考えられる。なお、このＦｅＮｉＭｏ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たものである。
【０００９】
また、特許文献２ないし４にも、ＦｅＮｉＭｏ合金膜が記載されているが、いずれも、前記ＦｅのＮｉに対する組成比が６０％を越える安定なＦｅＮｉＭｏ合金膜ではない。
【００１０】
しかしながら、今後の高記録密度化に伴い、記録密度を向上させるには、前記ＦｅＮｉＭｏ合金中のＦｅ含有量をさらに多くして、飽和磁束密度Ｂｓをさらに高くすることが要望されていた。
【００１１】
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、Ｆｅが従来よりも多く含有されても、高い飽和磁束密度Ｂｓの値を安定して示すことができ、同時に高比抵抗を示すＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッドを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁性材料製の下部コア層と、前記下部コア層上に磁気ギャップを介して形成された上部コア層と、両コア層に記録磁界を与えるコイル層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記下部コア層あるいは前記上部コア層のうち少なくとも一方は、磁気ギャップに隣接する部分が２層以上の磁性層から成り、前記磁性層のうち前記磁気ギャップから離れている側の磁性層が、以下の前記軟磁性膜により形成されていることを特徴とする。
組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．７０≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、３質量％≦ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示され、メッキ法によって形成される軟磁性膜。
本発明では、前記下部コア層上には記録媒体との対向面で下部磁極層が隆起形成されていることが好ましい。
また本発明における薄膜磁気ヘッドは、下部コア層及び上部コア層と、前記下部コア層と上部コア層との間に位置し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、
前記磁極部は、下部コア層と連続する下部磁極層、上部コア層と連続する上部磁極層、および前記下部磁極層と前記上部磁極層間に位置するギャップ層とで構成され、あるいは前記磁極部は、上部コア層と連続する上部磁極層、および前記上部磁極層と下部コア層との間に位置するギャップ層とで構成され、
前記下部磁極層あるいは前記上部磁極層のうち少なくとも一方が２層以上の磁性層から成り、前記磁性層のうち前記磁気ギャップから離れている側の磁性層が、以下の前記軟磁性膜により形成されていることを特徴とする。
組成式が（Ｆｅ x Ｎｉ y ） a Ｍｏ b （ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．７０≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、３質量％≦ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示され、メッキ法によって形成される軟磁性膜。
本発明では、前記下部コア層あるいは前記上部コア層のうち少なくとも一方が、前記軟磁性膜により形成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明では、ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜のＦｅの組成比ｘを規定している。飽和磁束密度Ｂｓは、主としてＦｅの組成比ｘに左右され、Ｆｅの組成比ｘが多いほど前記Ｂｓは大きくなる。これは、Ｓｌａｔｅｒ−Ｐａｕｌｉｎｇ曲線に示される原子磁気モーメントの関係に由来している。しかしながらＦｅの組成比がある一定以上多くなるとメッキ膜の成長過程が阻害され緻密な結晶を形成できず、前記Ｂｓは低下するものと考えられる。
【００１４】
本発明では、前記軟磁性膜はメッキ形成されたものである。メッキ形成により前記軟磁性膜の厚みを比較的自由に変更でき、フレームメッキ法を用いることで任意形状の前記軟磁性膜を厚みのある膜として形成することができる。また、メッキ形成によって形成された前記軟磁性膜は、スパッタ法などの真空成膜法によって形成された軟磁性膜よりも一定の膜厚になりやすい。軟磁性膜の膜厚が厚くなる程、メッキ形成によって形成された前記軟磁性膜と、スパッタ法などの真空成膜法によって形成された軟磁性膜との、膜厚の安定化度の差は大きくなる。
【００１５】
特に、本発明では、パルス電流による電気メッキ法を使用し、さらにメッキ浴組成を適正に調整することにより、高Ｆｅ濃度及び高飽和磁束密度のＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を得ることができる。
【００１６】
後述する製造方法によって、直流電流による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し、さらにメッキ浴組成を適正に調整することで、Ｆｅの組成比ｘが上記の値であり、しかも安定したＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を得ることができた。
【００１７】
また、本発明の軟磁性膜では、Ｍｏが上記組成比で含有されることにより、比抵抗が増大している。
【００１８】
本発明では、前記軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは１．６Ｔより大きく、比抵抗ρは６０μΩ・ｃｍより大きく、保磁力Ｈｃは９６Ａ／ｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
【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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
図２に示すように、磁極部１８上から絶縁層２５上にかけて上部コア層２２が例えばフレームメッキ法によりパターン形成されている。図１に示すように、前記上部コア層２２の先端部２２ａは、記録媒体との対向面でのトラック幅方向における幅寸法がＴ１で形成され、かかる幅寸法Ｔ１はトラック幅Ｔｗよりも大きく形成されている。また、上部コア層２２の前端面２２ａ１は、記録媒体との対向面よりハイト方向後方（図示Ｙ方向）に後退している。すなわち、図１において、記録媒体との対向面に現れているのは、下部コア層１６と磁極部１８であり、上部コア層２２の前端面２２ａ１は露出しない。
【００５１】
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。
【００５２】
本発明では、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６が以下の組成比を有する軟磁性膜で形成されている。
【００５３】
組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％）の関係を満足するものである。）で示される軟磁性膜。
【００５４】
本発明では、ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜のＦｅの組成比ｘを規定している。飽和磁束密度Ｂｓは、主としてＦｅの組成比ｘに左右され、Ｆｅの組成比ｘが多いほど前記Ｂｓは大きくなる。これは、Ｓｌａｔｅｒ−Ｐａｕｌｉｎｇ曲線に示される原子磁気モーメントの関係に由来している。しかしながらＦｅの組成比がある一定以上多くなるとメッキ膜の成長過程が阻害され緻密な結晶を形成できず、前記Ｂｓは低下するものと考えられる。
【００５５】
後述する本発明の製造方法では、直流電流による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し、さらにメッキ浴組成を適正に調整することで、Ｆｅの組成比ｘが上記の値であり、しかも安定したＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を得ることができた。
【００５６】
また、本発明の軟磁性膜では、Ｍｏが上記組成比で含有されることにより、比抵抗が増大している。
【００５７】
具体的には、前記軟磁性膜の比抵抗を４０μΩ・ｃｍ以上にすることができる。
【００５８】
また、本発明では、前記Ｆｅの質量％比ｘがｘ≧０．６５であり、かつ比抵抗が５５μΩ・ｃｍ以上であるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜によって前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を形成することができた。
【００５９】
さらに、本発明では、前記Ｆｅの質量％比ｘがｘ≧０．６５であり、かつ比抵抗が７０μΩ・ｃｍ以上であるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜によって前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を形成することができた。
【００６０】
本発明では、前記軟磁性膜はメッキ形成されたものであることが好ましい。メッキ形成により前記軟磁性膜の厚みを比較的自由に変更でき、前記軟磁性膜を厚みのある膜として形成することができる。
【００６１】
また、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６は、ＦｅのＮｉに対する質量％比ｘがｘ≧０．６５、より好ましくはｘ≧０．７０であるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜であるが、このようにＦｅ含有量が多くても、１．５０（Ｔ）以上、１．６７（Ｔ）以上、または１．７８（Ｔ）以上、さらには１．９０（Ｔ）以上の飽和磁束密度Ｂｓを安定して出せる。本発明で、高Ｆｅ濃度及び高飽和磁束密度を達成できるのは、パルス電流による電気メッキ法を使用し、さらにメッキ浴組成を適正に調整したためである。
【００６２】
なお、本発明の軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは、ＦｅのＮｉに対する質量％比ｘに加えて、Ｍｏの質量％ｂによっても規定される。Ｍｏの質量％ｂが大きくなると、ＦｅＮｉＭｏ合金の比抵抗ρが大きくなり、高周波領域におけるうず電流損失を効果的に低減できるが、飽和磁束密度が低下する。ただし、本発明のように、ＦｅＮｉＭｏ合金中のＭｏの質量％が０質量％＜ｂ≦５質量％の範囲であれば、飽和磁束密度が１．５０（Ｔ）以上である前記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を確実に得ることができる。
【００６３】
ＦｅＮｉＭｏ合金中のＭｏ濃度と比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓとの関係については後述する実施例のところで詳述する。
【００６４】
なお、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を構成する軟磁性膜は、保磁力Ｈｃを９６（Ａ／ｍ）以下にすることが可能である。
【００６５】
上記したように本発明における軟磁性膜としてのＦｅＮｉＭｏ合金は、飽和磁束密度Ｂｓが高く、また比抵抗も大きい。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、ギャップ近傍での磁束の集中化を図りつつ、高周波領域におけるうず電流損失を低減できるので、高記録密度化を促進させることができる。
【００６６】
上記したＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜は、他の形態の薄膜磁気ヘッドにも使用することができる。
【００６７】
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。
【００６８】
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）。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。また、上部コア層４０の前端面４０ａ１は、記録媒体との対向面よりハイト方向後方（図示Ｙ方向）に後退している。すなわち、図３において、記録媒体との対向面に現れているのは、下部コア層１６と磁極部３０であり、上部コア層４０の前端面４４ａ１は露出しない。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
図３及び図４に示す第２実施形態では、下部コア層１６及び／または上部コア層４０は、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示されるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成される。
【００８１】
上記ＦｅＮｉＭｏ合金は、飽和磁束密度Ｂｓが高く、また比抵抗も大きい。このような軟磁性膜を薄膜磁気ヘッドの前記下部磁極層３２及び上部磁極層３４として使用することで、ギャップ近傍での磁束の集中化を図りつつ、高周波領域におけるうず電流損失を低減できるので、高記録密度化を促進させることができる。
【００８２】
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、下部コア層１６及び／または上部コア層２２，４０が、上記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜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が、上記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成されるものであってもよい。
【００８３】
ただし、前記下部磁極層１９，３２及び／または上部磁極層２１，３４は、下部コア層１６と上部コア層２２、４０より飽和磁束密度が大きいことが好ましい。
【００８４】
また、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から離れた側の磁性層がＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成され、ギャップ層２０，３３に接する側の磁性層は、ギャップ層２０，３３から離れた側の磁性層よりも飽和磁束密度が大きいことが好ましい。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と、高周波領域における損失の低減ができ、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。
【００８５】
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。
【００８６】
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上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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
本発明では、下部コア層１６及び／または上部コア層４６は、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示されるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成されている。
【００９０】
上記ＦｅＮｉＭｏ合金は、飽和磁束密度Ｂｓが高く、また比抵抗も大きい。このような軟磁性膜を薄膜磁気ヘッドの前記下部コア層３２及び上部コア層３４として使用することで、ギャップ近傍での磁束の集中化を図りつつ、高周波領域におけるうず電流損失を低減できるので、高記録密度化を促進させることができる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
前記上層４８は、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示されるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成されている。
【００９４】
前記上部コア層４６を構成する上層４８は、前記高Ｂｓ層４７よりも比抵抗が高くされている。前記高Ｂｓ層４７は例えばＮｉＦｅ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。
【００９５】
前記上部コア層４６に比抵抗の高い上記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成される上層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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
この実施形態においては、上部コア層５５及び／または下部コア層１６は、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示されるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜で形成されている。
【０１０４】
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。
【０１０５】
また上部コア層５５は、その全体が前記ＦｅＮｉＭｏ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から離れている側の層が上記ＦｅＮｉＭｏ合金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。
【０１０６】
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ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜はメッキ形成されていることが好ましい。本発明ではＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜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。 また前記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
本発明では、前記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜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。
【０１１５】
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、ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１１６】
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、ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１１７】
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ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１１８】
なお本発明では、上記ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜の用途として図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ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜は、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。
【０１１９】
【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ＦｅＮｉＭｏ合金をメッキ形成した。なお、比較のために同様のパルス電流による電気メッキ法を用いてＮｉＦｅ合金のメッキ形成も行った。
【０１２０】
ＮｉＦｅ合金のメッキ浴の組成を表１に示し、ＦｅＮｉＭｏ合金のメッキ浴の組成を表２に示す。
【０１２１】
【表１】
【表２】
なお実験ではメッキ浴温度を２５℃〜３０℃に設定した。また電極のｐＨを３．０〜４．０に設定した。またアノード側の電極にはＮｉ電極を用いた。さらにパルス電流のデューティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）は３００／７００ｍｓｅｃである。
【０１２４】
本実施例ではＦｅＮｉＭｏ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。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、ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１２５】
本発明の軟磁性膜の製造方法に使用するメッキ浴中に含まれるＮｉイオン濃度は、１０ｇ／ｌと低濃度である。従って、成膜時カソード（メッキされる側）の表面に触れるメッキ液中のＮｉが相対的に低下し、攪拌効果が向上することで膜中にＦｅを多く取り込むことができる。また、攪拌効果が向上すると、Ｆｅイオンが適切に供給されるため、緻密な結晶を形成できるようになる。
【０１２６】
また本実施例のように、ＦｅＮｉＭｏ合金のメッキ浴中にサッカリンナトリウム（Ｃ６Ｈ４ＣＯＮＮａＳＯ２）を混入すると、前記サッカリンナトリウムは応力緩和剤の役割を持っているため、メッキ形成されたＦｅＮｉＭｏ合金の膜応力を低減させることが可能になる。
【０１２７】
また、ＦｅＮｉＭｏ合金のメッキ浴中に、２−ブチン−１、４ジオールを混入すると、前記ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１２８】
また、前記ＦｅＮｉＭｏ合金のメッキ浴中に、界面活性剤である２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムを混入すると、ＦｅＮｉＭｏ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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
また前記メッキ浴中にホウ酸を混入すると、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。
【０１３１】
まず、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比でｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％でａ＋ｂ＝１００質量％）で示される軟磁性膜のＦｅの組成比ｘ及びＭｏの組成ｂ（質量％）と、比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓとの関係について以下に説明する。
【０１３２】
図８及び図９はそれぞれ、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比でｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％でａ＋ｂ＝１００質量％で示される軟磁性膜のＦｅの組成比ｘ及びＭｏの組成ｂ（質量％）と、飽和磁束密度Ｂｓ及び比抵抗ρとの関係を示すグラフである。
【０１３３】
図８によると、Ｍｏを加えないＮｉｘＦｅｙ合金のＮｉに対するＦｅの組成比ｘを大きくすると飽和磁束密度Ｂｓが上昇する（◇）。本発明では、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５以上であっても飽和磁束密度は上昇し続ける。この傾向は、従来技術である特開平８−２１２５１２に記載された軟磁性膜と逆である。本実施の形態のように、メッキ浴中におけるＮｉイオン濃度を１０ｇ／ｌ以下とし、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を０．２１以上で０．３３以下とすること、及びパルス電流を用いた電気メッキ法を使用することで、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５以上であっても高い飽和磁束密度を発現できる磁性膜を再現性良くメッキ形成することを可能にしている。
【０１３４】
図８によると、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）であるとき（×）、飽和磁束密度Ｂｓは１．５０（Ｔ）となり、Ｍｏを含まないＮｉ３５Ｆｅ６５合金の飽和磁束密度Ｂｓ＝１．７５（Ｔ）の８６％の値になっている。ここで図９をみると、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）である（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金（×）の比抵抗ρは７５μΩ・ｃｍとなっており、Ｍｏを含まないＮｉ３５Ｆｅ６５合金（◇）の比抵抗３７μΩ・ｃｍの２０２％の値を示している。
【０１３５】
なお、図８及び図９によると、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が３（質量％）であるとき（△）、飽和磁束密度Ｂｓは１．５２（Ｔ）、比抵抗ρは７０μΩ・ｃｍである。また、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が２（質量％）であるとき（□）、飽和磁束密度Ｂｓは１．６５（Ｔ）、比抵抗ρは５５μΩ・ｃｍである
また、図８によると、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７０であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）であるとき（×）、飽和磁束密度Ｂｓは１．６７（Ｔ）となり、Ｍｏを含まないＮｉ３０Ｆｅ７０合金の飽和磁束密度Ｂｓ＝１．８７（Ｔ）の９０％の値になっている。ここで図９をみると、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７０であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）である（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金（×）の比抵抗ρは７０μΩ・ｃｍとなっており、Ｍｏを含まないＮｉ３０Ｆｅ７０合金（◇）の比抵抗３１μΩ・ｃｍの２２５％の値を示している。
【０１３６】
また、図８によると、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が３（質量％）であるとき（△）飽和磁束密度Ｂｓは１．７８（Ｔ）となり、Ｍｏを含まないＮｉ２５Ｆｅ７５合金（◇）の飽和磁束密度Ｂｓ＝１．９０（Ｔ）の９３％の値になっている。ここで図９をみると、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が３（質量％）である（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金（△）の比抵抗ρは５７μΩ・ｃｍとなっており、Ｍｏを含まないＮｉ２５Ｆｅ７５合金（◇）の比抵抗３５μΩ・ｃｍの１６３％の値を示している。
【０１３７】
また、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が２（質量％）であるとき（□）、飽和磁束密度Ｂｓは１．９０（Ｔ）となり、Ｍｏを含まないＮｉ２５Ｆｅ７５合金（◇）の飽和磁束密度Ｂｓ＝１．９０（Ｔ）と変わらない値になっている。ここで図９をみると、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５であって、Ｍｏ濃度ｂ（質量％）が２（質量％）である（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金（□）の比抵抗ρは４０μΩ・ｃｍとなっており、Ｍｏを含まないＮｉ２５Ｆｅ７５合金（◇）の比抵抗３５μΩ・ｃｍの１１４％の値を示している。
【０１３８】
このように、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＭｏ濃度を大きくすると、比抵抗が大きくなり、それに伴って飽和磁束密度が低下することがわかる。
【０１３９】
図８及び図９の結果をまとめると、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５のとき、Ｍｏを２（質量％）から５（質量％）の範囲で添加すると、比抵抗ρを５５μΩ・ｃｍから７５μΩ・ｃｍにできることがわかる。本発明の場合、比抵抗ρが５５μΩ・ｃｍから７５μΩ・ｃｍの（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金であっても、１．５０（Ｔ）以上の飽和磁束密度を示すことができる。
【０１４０】
また、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７０のとき、Ｍｏを２（質量％）から５（質量％）の範囲で添加すると、比抵抗ρを４５μΩ・ｃｍから７０μΩ・ｃｍにできることがわかる。本発明の場合、比抵抗ρが４５μΩ・ｃｍから７０μΩ・ｃｍの（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金であっても、１．６７（Ｔ）以上の飽和磁束密度を示すことができる。
【０１４１】
さらに、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５のとき、Ｍｏを２（質量％）から３（質量％）の範囲で添加すると、比抵抗ρを４０μΩ・ｃｍから５７μΩ・ｃｍにできることがわかる。本発明の場合、比抵抗ρが４０μΩ・ｃｍから５７μΩ・ｃｍの（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金であっても、１．７８（Ｔ）以上１．９０以下の飽和磁束密度を示すことができる。
【０１４２】
次に、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中からなる軟磁性膜のＭｏ濃度（質量％）を変化させたときの飽和磁束密度Ｂｓ、比抵抗ρ、及び保磁力Ｈｃについて調べた。結果を図１０から図１２に示す。
【０１４３】
図１０から図１２には、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０のもの（比較例）と０．６５のもの及び０．７５のもの（実施例）それぞれの、Ｍｏ濃度を変えたときの飽和磁束密度Ｂｓ、比抵抗ρ、及び保磁力Ｈｃが示されている。
メッキ浴の組成は以下のとおりである。
【０１４４】
【表３】
なお実験ではメッキ浴温度を２５℃〜３０℃に設定した。また電極のｐＨ３．０〜４．０に設定した。またアノード側の電極にはＮｉ電極を用いた。パルス電流のデューティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を３００／７００ｍｓｅｃである。
【０１４６】
図１０から、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０の場合（比較例）と、０．６５、０．７５の場合（実施例）の全てにおいて、Ｍｏ濃度が大きくなると比抵抗ρも単調増加することがわかる。
【０１４７】
ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５の場合、Ｍｏ濃度が１．０（質量％）を越えると比抵抗ρが４７μΩ・ｃｍを越え、Ｍｏ濃度が２．０（質量％）を越えると比抵抗ρが５５μΩ・ｃｍを越える。また、Ｍｏ濃度が３．０（質量％）を越えると比抵抗ρが７０μΩ・ｃｍを越え、Ｍｏ濃度が５．０（質量％）のときの比抵抗ρは７５μΩ・ｃｍである。
【０１４８】
ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５の場合、Ｍｏ濃度が０．６（質量％）を越えると比抵抗ρが４０μΩ・ｃｍを越え、Ｍｏ濃度が２．８（質量％）を越えると比抵抗ρが６０μΩ・ｃｍを越える。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５の場合、比抵抗ρの増加率（グラフの傾き）は、Ｍｏ濃度が０（質量％）から３．５（質量％）まで一定（８．３（μΩ・ｃｍ／Ｍｏ質量％））で、３．５（質量％）を越えると低下する（４．１（μΩ・ｃｍ／Ｍｏ質量％）になる）。
【０１４９】
ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０の場合も、組成比ｘが０．６５の場合及び０．７５の場合と同様の増加率を示している。ただし、比抵抗ρの絶対値は組成比ｘが０．６０の方が大きくなっている。
【０１５０】
次に、図１１から、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０の場合（比較例）と０．６５の場合、０．７５の場合（実施例）全てにおいて、Ｍｏ濃度が大きくなると飽和磁束密度Ｂｓが小さくなることがわかる。
【０１５１】
ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５の場合、Ｍｏ濃度が１．０（質量％）以下であると飽和磁束密度Ｂｓが１．７（Ｔ）以上になっており、Ｍｏ濃度が２．０（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．６５以上である。また、Ｍｏ濃度が３．０（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．５２以上であり、Ｍｏ濃度が５．０（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．５０以上である。
【０１５２】
ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５の場合、Ｍｏ濃度が０．６（質量％）以下であると飽和磁束密度Ｂｓが１．９（Ｔ）以上になっており、Ｍｏ濃度が２．８（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．７８以上である。また、Ｍｏ濃度が２．６（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．８以上であり、Ｍｏ濃度が４．５（質量％）以下であれば、飽和磁束密度Ｂｓは１．７以上である。
【０１５３】
一方、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０の場合、組成比ｘが０．７５の場合と比べて、飽和磁束密度の絶対値は常に小さい。また、組成比ｘが０．６０の場合、Ｍｏ濃度が１．０（質量％）より大きくなると、飽和磁束密度が１．５（Ｔ）より小さくなってしまう。また、組成比ｘが０．６０の場合、組成比ｘが０．７５の場合と比べて、Ｍｏ濃度を増加させたときの飽和磁束密度の減少率が大きい。
【０１５４】
また、図１２から、（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中のＭｏ濃度が増加すると保磁力Ｈｃが低下して軟磁気特性が向上することがわかる。ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７５の場合、Ｍｏ濃度が２．５（質量％）以上５．０（質量％）以下であれば、保磁力Ｈｃを９６（Ａ／ｍ）以下にできる。また、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５の場合には、組成比ｘが０．７５の場合よりもさらに保磁力Ｈｃを小さくできる。
【０１５５】
図１３は、比抵抗ρを横軸に、飽和磁束密度Ｂｓを縦軸に設定して、図８から図１２のグラフのデータをとった各ＦｅＮｉＭｏ合金の比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓの値をプロットしたグラフである。
【０１５６】
図８から図１２の各点には、アルファベットと数字からなる符号がつけられており、図１３において同じ符号が付けられた点は同じ磁性材料から得られたデータに基づいてプロットされている。
【０１５７】
高周波特性に優れ、しかも、高記録密度化に対応できる薄膜磁気ヘッドを形成するための磁性材料に求められる特性は、飽和磁束密度Ｂｓが高く、かつ比抵抗ρも大きいことである。すなわち、図１３のグラフにおいて、ブロットされる点が図示右上方向にあるほど、好ましい磁性材料であるといえる。
しかし、一般に、磁性材料の飽和磁束密度Ｂｓを高くすると比抵抗ρが小さくなり、比抵抗ρを大きくすると飽和磁束密度Ｂｓが低くなる。
【０１５８】
図１３から、本発明では、飽和磁束密度Ｂｓを１．９０（Ｔ）にしても比抵抗４０μΩ・ｃｍを維持でき（図示Ａ１点）、比抵抗を７５μΩ・ｃｍにしても飽和磁束密度Ｂｓを１．５０（Ｔ）にできる（図示Ｃ７点）。
【０１５９】
また、図１３に示されたＦｅＮｉＭｏ合金のρ−Ｂｓプロットは、すべて図示Ａ１点―Ｃ４点―Ｃ１点−Ｃ５点−Ｃ２点−Ｃ６点−Ｃ３点−Ｃ７点を結んだ線分の図示右上方向に位置している。なお、Ｃ４点は、（ρ５０（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．７（Ｔ））、Ｃ１点は、（ρ５５（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．６５（Ｔ））、Ｃ５点は、（ρ５５（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．６５（Ｔ））、Ｃ２点は、（ρ７０（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．５２（Ｔ））、Ｃ６点は、（ρ７０（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．５２（Ｔ））、Ｃ３点は、（ρ７５（μΩ・ｃｍ）；Ｂｓ１．５０（Ｔ））である。
【０１６０】
図１３には、先行技術文献情報の特許文献１として開示された、特開平８−２１２５１２号公報の図１７に記載されたＦｅＮｉＭｏ合金の比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓを（◇）としてプロットしてある。図１３を見ると、先行技術のＦｅＮｉＭｏ合金のρ−Ｂｓプロットは、本発明のＦｅＮｉＭｏ合金より図示左下にある。
【０１６１】
このように、本発明は、従来より高い飽和磁束密度Ｂｓと大きな比抵抗ρを両立しうるＦｅＮｉＭｏ合金を提供することが出来る。
【０１６２】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．６５≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％）の関係を満足するものである。）で示されることを特徴とする軟磁性膜を提供できる。
【０１６３】
本発明の軟磁性膜は、Ｆｅの組成比ｘが従来より大きく、しかも安定したＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜である。
また、本発明の軟磁性膜では、Ｍｏが上記組成比で含有されることにより、比抵抗が増大している。
【０１６４】
具体的には、前記軟磁性膜の比抵抗を４０μΩ・ｃｍ以上にすることができる。
【０１６５】
また、本発明は、ＦｅのＮｉに対する質量％比ｘがｘ≧０．６５、より好ましくはｘ≧０．７０であるＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜であるが、このようにＦｅ含有量が多くても、１．５０（Ｔ）以上、１．６７（Ｔ）以上、または１．７８（Ｔ）以上、さらには１．９０（Ｔ）以上の飽和磁束密度Ｂｓを安定して出せる。従って、高い飽和磁束密度Ｂｓと大きな比抵抗ρを両立しうるＦｅＮｉＭｏ合金を容易に提供することが出来る。
【０１６６】
また本発明では、メッキ浴組成を適正に調整し、パルス電流を用いた電気メッキ法により、前記軟磁性膜を再現性良くメッキ形成することができる
以上、本発明のＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜を、薄膜磁気ヘッドのコア層や磁極層に使用すれば、今後の高記録密度化、高周波数化に対応可能な薄膜磁気ヘッドを製造できる。
【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】組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比でｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％でａ＋ｂ＝１００質量％で示される軟磁性膜のＦｅの組成比ｘ及びＭｏの組成ｂ（質量％）と、飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示すグラフ、
【図９】組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比でｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％でａ＋ｂ＝１００質量％で示される軟磁性膜のＦｅの組成比ｘ及びＭｏの組成ｂ（質量％）と、比抵抗との関係を示すグラフ、
【図１０】（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０のもの（比較例）と０．６５、０．７５のもの（実施例）それぞれの、Ｍｏ濃度を変えたときの比抵抗を示すグラフ、
【図１１】（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０のもの（比較例）と０．６５、０．７５のもの（実施例）それぞれの、Ｍｏ濃度を変えたときの飽和磁束密度を示すグラフ、
【図１２】（ＦｅxＮｉy）aＭｏb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６０のもの（比較例）と０．６５、０．７５のもの（実施例）それぞれの、Ｍｏ濃度を変えたときの保磁力を示すグラフ、
【図１３】比抵抗ρを横軸に、飽和磁束密度Ｂｓを縦軸に設定して、本発明によって得られた各ＦｅＮｉＭｏ合金の比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓの値をプロットしたグラフ、
【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 (5)
- 磁性材料製の下部コア層と、前記下部コア層上に磁気ギャップを介して形成された上部コア層と、両コア層に記録磁界を与えるコイル層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記下部コア層あるいは前記上部コア層のうち少なくとも一方は、磁気ギャップに隣接する部分が２層以上の磁性層から成り、前記磁性層のうち前記磁気ギャップから離れている側の磁性層が、以下の前記軟磁性膜により形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
組成式が（ＦｅxＮｉy）aＭｏb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．７０≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、３質量％≦ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示され、メッキ法によって形成される軟磁性膜。 - 前記下部コア層上には記録媒体との対向面で下部磁極層が隆起形成されている請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
- 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、
前記磁極部は、下部コア層と連続する下部磁極層、上部コア層と連続する上部磁極層、および前記下部磁極層と前記上部磁極層間に位置するギャップ層とで構成され、あるいは前記磁極部は、上部コア層と連続する上部磁極層、および前記上部磁極層と下部コア層との間に位置するギャップ層とで構成され、
前記下部磁極層あるいは前記上部磁極層のうち少なくとも一方が２層以上の磁性層から成り、前記磁性層のうち前記磁気ギャップから離れている側の磁性層が、以下の前記軟磁性膜により形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
組成式が（Ｆｅ x Ｎｉ y ） a Ｍｏ b （ただし、ｘ、ｙは質量％比で、０．７０≦ｘ≦０．７５、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、３質量％≦ｂ≦５質量％、ａ＋ｂ＝１００質量％の関係を満足するものである。）で示され、メッキ法によって形成される軟磁性膜。 - 前記下部コア層あるいは前記上部コア層のうち少なくとも一方が、前記軟磁性膜により形成されている請求項３に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは１．６Ｔより大きく、比抵抗ρは６０μΩ・ｃｍより大きく、保磁力Ｈｃは９６Ａ／ｍ以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002267729A JP4047114B2 (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | 薄膜磁気ヘッド |
| US10/659,118 US7052560B2 (en) | 2002-09-13 | 2003-09-10 | Soft magnetic film and thin film magnetic head using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002267729A JP4047114B2 (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | 薄膜磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004111411A JP2004111411A (ja) | 2004-04-08 |
| JP4047114B2 true JP4047114B2 (ja) | 2008-02-13 |
Family
ID=31986715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002267729A Expired - Fee Related JP4047114B2 (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | 薄膜磁気ヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7052560B2 (ja) |
| JP (1) | JP4047114B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060042938A1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-02 | Heraeus, Inc. | Sputter target material for improved magnetic layer |
| JP2006252620A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ヘッド及びその製造方法 |
| US20060286414A1 (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-21 | Heraeus, Inc. | Enhanced oxide-containing sputter target alloy compositions |
| US20070253103A1 (en) * | 2006-04-27 | 2007-11-01 | Heraeus, Inc. | Soft magnetic underlayer in magnetic media and soft magnetic alloy based sputter target |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4242710A (en) * | 1979-01-29 | 1980-12-30 | International Business Machines Corporation | Thin film head having negative magnetostriction |
| US4536229A (en) * | 1983-11-08 | 1985-08-20 | At&T Bell Laboratories | Fe-Ni-Mo magnet alloys and devices |
| JPS63100148A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-02 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 蒸着用Ｎｉ−Ｆｅ基合金 |
| JPH08212512A (ja) | 1995-02-03 | 1996-08-20 | Hitachi Ltd | 磁気記憶装置及びそれに用いる薄膜磁気ヘッドとその製造方法 |
| JPH0963016A (ja) | 1995-08-25 | 1997-03-07 | Hitachi Ltd | 薄膜磁気ヘッドの製造方法、薄膜磁気ヘッド及び磁気記憶装置 |
| FR2764430B1 (fr) * | 1997-06-04 | 1999-07-23 | Mecagis | Procede de traitement thermique sous champ magnetique d'un composant en materiau magnetique doux |
| JP2000058364A (ja) * | 1998-08-04 | 2000-02-25 | Fujitsu Ltd | 磁性薄膜及びその形成方法 |
| JP2000235911A (ja) * | 1998-12-14 | 2000-08-29 | Fujitsu Ltd | 磁性材料およびそれを用いた磁気ヘッド並びに磁気記録装置 |
| JP2001006931A (ja) * | 1999-06-21 | 2001-01-12 | Alps Electric Co Ltd | 軟磁性膜及びその製造方法、ならびにこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド |
-
2002
- 2002-09-13 JP JP2002267729A patent/JP4047114B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-09-10 US US10/659,118 patent/US7052560B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004111411A (ja) | 2004-04-08 |
| US20040051997A1 (en) | 2004-03-18 |
| US7052560B2 (en) | 2006-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3629431B2 (ja) | 軟磁性膜の製造方法と薄膜磁気ヘッドの製造方法 | |
| JP3708856B2 (ja) | 軟磁性膜と前記軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド、および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 | |
| JP4047115B2 (ja) | 軟磁性膜及び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 | |
| US6801392B2 (en) | Soft magnetic film having high saturation magnetic flux density, thin film magnetic head using the same, and methods of producing the soft magnetic film and the thin film magnetic head | |
| JP3756778B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッドの製造方法 | |
| JP4183554B2 (ja) | 軟磁性膜の製造方法と薄膜磁気ヘッドの製造方法 | |
| US7396445B2 (en) | Method of manufacturing a thin-film magnetic head using a soft magnetic film having high saturation magnetic flux density | |
| US7101633B2 (en) | Electroplated magnetic thin film, method of manufacturing the same, electroplating bath and thin film magnetic head | |
| US7002778B2 (en) | Magnetic head having an Fe-Ni-X layer | |
| JP4047114B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド | |
| JP3679757B2 (ja) | 軟磁性膜の製造方法と薄膜磁気ヘッドの製造方法 | |
| JP3667642B2 (ja) | 軟磁性膜及びその製造方法 | |
| JP3672533B2 (ja) | 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 | |
| JP2002208109A (ja) | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 | |
| JP4635626B2 (ja) | 軟磁性膜の製造方法及び磁気ヘッドの製造方法 | |
| JP3774200B2 (ja) | 電析磁性薄膜、その製造方法および薄膜磁気ヘッド | |
| JP3679730B2 (ja) | 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 | |
| JP2003059717A (ja) | 軟磁性膜と薄膜磁気ヘッドとこれらの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040323 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061005 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061207 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071113 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071121 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111130 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |