JP4047115B2 - 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 - 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または磁極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ＦｅＮｉＲｅ合金からなる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り、比抵抗が４０μΩ・ｃｍ以上である軟磁性膜を形成し、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、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】
また、ＮｉＦｅにＭｏを含有させたＦｅＮｉＭｏ合金はＮｉＦｅに比べて耐蝕性が劣るという欠点を有していた。
【００１２】
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、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し、さらに耐蝕性に優れたＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜、及びこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド並びに軟磁性膜の製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明における軟磁性膜は、組成式が（Ｆｅ x Ｎｉ y ） a Ｒｅ b （ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ＜０．５８、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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合金からなり、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下であり、飽和磁束密度Ｂｓが１．１４（Ｔ）以上で１．５５（Ｔ）より小さく、保磁力Ｈｃが１２０（Ａ／ｍ）以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明では、飽和磁束密度が高く、同時に高比抵抗である軟磁性膜を得るために、従来のようにＮｉＦｅにＭｏなどの元素を添加する代わりに、ＮｉＦｅにＲｅを添加したＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を用いている。
【００１５】
本発明の軟磁性膜では、Ｒｅが含有されることにより比抵抗が増大している。
また、Ｆｅを含有する軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは、主としてＦｅの含有量に左右され、Ｆｅの組成比が多いほど前記Ｂｓは大きくなる。その理由は、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を得ることができる。
【００１８】
これにより、磁気ヘッドの高記録密度化の要求に対応可能な高い飽和磁束密度を有し、かつ高周波電流領域におけるうず電流損失を低減するために必要になる大きな比抵抗ρを有する軟磁性膜を得ることができる。
【００１９】
さらに、ＦｅＮｉＲｅ合金は耐蝕性が良好である。
【００２４】
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％比及び、Ｒｅの質量％によって規定される。Ｒｅの質量％が大きくなると、ＦｅＮｉＲｅ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。
【００２５】
ＦｅＮｉＲｅ合金中の、ＦｅのＮｉに対する質量％比及びＲｅ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。
【００２６】
また、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、
少なくとも一方のコア層は、前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜により形成されていることを特徴とするものである。
【００２７】
また、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。特に、前記下部磁極層が前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜により形成されていることが好ましい。
【００２８】
或いは、本発明の薄膜磁気へッドは、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ており、前記上部コア層、前記下部コア層、前記下部磁極層、または前記上部磁極層のうち少なくとも一つは前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜により形成されているものであることが好ましい。
【００２９】
または、前記上部磁極層、あるいは、前記下部磁極層、又は、前記上部磁極層及び前記下部磁極層のみが前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜により形成され、前記上部コア層及び前記下部コア層は、前記ＦｅＮｉＲｅ合金以外の合金からなる軟磁性膜からなるものであってもよい。
【００３０】
さらに、前記コア層は、少なくとも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、あるいは前記磁極層が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、前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜により形成されていることが好ましい。
【００３１】
上記したように本発明における軟磁性膜としてのＦｅＮｉＲｅ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、上部磁極層または下部磁極層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。
また本発明における軟磁性膜の製造方法は、メッキ浴中に含まれるＦｅイオン／Ｎｉイオン比を、０．１２〜０．２９とし、Ｒｅイオン濃度を、０．０１〜０．０４ｇ／ｌとし、メッキ浴のｐＨを３．０〜４．０に設定し、メッキ浴温度を２５〜３０℃に設定して、組成式が（Ｆｅ x Ｎｉ y ） a Ｒｅ b （ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ＜０．５８、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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をパルス電流を用いた電気メッキ法にてメッキ形成することを特徴とするものである。
【００３２】
【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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、この下部コア層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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、ＮｉＲｅ、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
メッキ形成により前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６の厚みを比較的自由に変更でき、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を厚みのある任意の形状を有する軟磁性膜として形成することができる。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
本発明では、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６が組成式がＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されている。
【００５４】
ＦｅＮｉＲｅ合金の具体的な組成式は、例えば（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．７４、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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。
【００５５】
本発明では、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を飽和磁束密度が高く、同時に高比抵抗である軟磁性膜によって形成するために、ＮｉＦｅにＲｅを添加したＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を用いている。
【００５６】
前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６は、Ｒｅが含有されることにより比抵抗が増大している。
【００５７】
また、Ｆｅを含有する軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは、主としてＦｅの含有量に左右され、Ｆｅの組成比が多いほど前記Ｂｓは大きくなる。その理由は、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。
【００５８】
後述する本発明の製造方法によって、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の組成比が大きく、しかも高飽和磁束密度Ｂｓを安定して発生させることのできるＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を得ることができ、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６とすることができる。
【００５９】
これにより、磁気ヘッドの高記録密度化の要求に対応可能な高い飽和磁束密度を有し、かつ高周波電流領域におけるうず電流損失を低減するために必要になる大きな比抵抗ρを有する前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を得ることができる。
【００６０】
さらに、ＦｅＮｉＲｅ合金からなる前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６は耐蝕性が良好である。
【００６１】
本発明では、ＦｅＮｉＲｅ合金の組成比を調整することにより、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下である軟磁性膜からなる前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を得ることができる。
【００６２】
また、本発明では、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下といった高比抵抗である軟磁性膜であっても、飽和磁束密度Ｂｓを高くすることができる。具体的には、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下であり、かつ飽和磁束密度Ｂｓが１．１４（Ｔ）以上で１．５５（Ｔ）より小さい軟磁性膜からなる前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を得ることができる。
【００６３】
また、本発明では、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を形成するためのＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃを１２０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。
【００６４】
或いは、本発明では、ＦｅＮｉＲｅ合金の組成比を調整することにより、飽和磁束密度Ｂｓが１．７５（Ｔ）以上で１．８９（Ｔ）より小さい軟磁性膜からなる前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を得ることができる。本発明では、飽和磁束密度Ｂｓが１．７６（Ｔ）以上で１．８８（Ｔ）より小さいといった高飽和磁束密度である軟磁性膜であっても、比抵抗ρを高くすることができる。具体的には、飽和磁束密度Ｂｓが１．７５（Ｔ）以上で１．８９（Ｔ）より小さく、かつ比抵抗が３４μΩ・ｃｍより大きく７６μΩ・ｃｍ以下である軟磁性膜からなる前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を得ることができる。
【００６５】
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％比及び、Ｒｅの質量％によって規定される。Ｒｅの質量％が大きくなると、ＦｅＮｉＲｅ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。
【００６６】
ＦｅＮｉＲｅ合金中の、ＦｅのＮｉに対する質量％比及びＲｅ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。
【００６７】
上記したように本発明における軟磁性膜としてのＦｅＮｉＲｅ合金は、飽和磁束密度Ｂｓが高く、また比抵抗ρ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。
【００６８】
上記したＦｅＮｉＲｅ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。
【００６９】
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。
【００７０】
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）。
【００７１】
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。
【００７２】
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、ＮｉＲｅ、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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ＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されている。
【００８３】
ＦｅＮｉＲｅ合金の具体的な組成式は、例えば（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．７４、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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。
【００８４】
上記ＦｅＮｉＲｅ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１６及び／または上部コア層４０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。
【００８５】
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ＦｅＮｉＲｅ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ＦｅＮｉＲｅ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。
【００８６】
また、下部コア層１６と上部コア層２２、４０が上記ＦｅＮｉＲｅ合金以外の軟磁性膜、例えばＮｉＦｅ（パーマロイ）合金から形成され、前記下部磁極層１９，３２及び／または上部磁極層２１，３４が、上記ＦｅＮｉＲｅ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。
【００８７】
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。
【００８８】
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ＦｅＮｉＲｅ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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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ＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されている。
【００９４】
ＦｅＮｉＲｅ合金の具体的な組成式は、例えば（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．７４、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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。
【００９５】
上記ＦｅＮｉＲｅ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１６及び上部コア層４６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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
前記上層４８は、組成式がＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されている。
【００９９】
ＦｅＮｉＲｅ合金の具体的な組成式は、例えば（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．７４、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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。
【０１００】
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合金で形成されている。また、前記高Ｂｓ層４７が前記上層４８よりも高い飽和磁束密度Ｂｓを有すると、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。
【０１０１】
前記上部コア層４６に比抵抗の高い上記ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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ＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されている。
【０１１０】
ＦｅＮｉＲｅ合金の具体的な組成式は、例えば（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．７４、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
また、下部磁極層５０が上記ＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されてもよい。
【０１１３】
また、上部コア層５５は、その全体が前記ＦｅＮｉＲｅ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ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
本発明では、下部コア層１６、上部コア層２２、４０、４６、５５、下部磁極層１９、３２、５０、上部磁極層２１、３４を形成する前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を、直流電流または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。
【０１２２】
前記ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１２３】
さらに、フレームメッキ法を用いることにより、任意の形状の軟磁性膜を得ることが可能である。
【０１２４】
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、ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１２５】
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、ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１２６】
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ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１２７】
ただし、Ｆｅ含有量が低いＦｅＮｉＲｅ合金をメッキ形成するときには、直流電流による電気メッキ法を用いてもよい。具体的には、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．６２）、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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であれば、直流電流による電気メッキ法で製造できる。
【０１２８】
図８は、本発明の薄膜磁気ヘッドが形成されたスライダの全体図である。図８に示すＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣからなる略直方体のスライダ６０は、ハード磁気ディスク等の磁気記録装置に搭載されて、その対向面６０ｂが記録媒体に対向する。前記スライダ６０のトレーリング側の端面６０ａ上に、薄膜磁気ヘッドｈ２が形成されている。
【０１２９】
薄膜磁気ヘッドｈ２が形成されたスライダ６０は、対向面６０ｂが磁気記録装置のハードディスクなどの記録媒体（図示せず）に対向した状態で、記録媒体が回転する。このとき記録媒体の表面の空気流により、スライダ６０が記録媒体の表面からわずかに浮上した状態となるが、このとき、スライダ６０の端面に設けられた薄膜磁気ヘッドｈ２と記録媒体の表面との距離が所定値内となるように前記スライダ６０の浮上姿勢が決められる。
【０１３０】
薄膜磁気ヘッドｈ２のコイル層１２に記録電流が印加されると、上部コア層６および下部コア層１に記録磁界が誘導される。この記録磁界は、上部磁極層５と下部磁極層３との間でのギャップ層４を挟んで洩れ磁界を形成し、この洩れ磁界が記録媒体に付与される。
【０１３１】
近年、記録媒体の高記録密度化が進み、それに伴い記録媒体の狭い面積の領域に大きな磁界を集中して記録信号を記録することが求められている。このため、スライダ６０の端面に設けられたインダクティブヘッドｈ２と記録媒体の表面との距離を小さくすることが求められている。
【０１３２】
しかし、スライダ６０の端面に設けられたインダクティブヘッドｈ２と記録媒体の表面との距離が小さくなると、インダクティブヘッドｈ２が記録媒体の表面と接触しやすくなり、記録媒体の表面に塗布されている潤滑剤が薄膜磁気ヘッドに付着してインダクティブヘッドｈ２が腐蝕しやすくなる。
【０１３３】
本発明では、下部コア層１６、上部コア層２２、４０、４６、５５、下部磁極層１９、３２、５０、上部磁極層２１、３４を前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜として形成しているが、ＦｅＮｉＲｅ合金は耐蝕性に優れた材料であるので、前記潤滑剤が薄膜磁気ヘッドに付着しても下部コア層１６、上部コア層２２、４０、４６、５５、下部磁極層１９、３２、５０、上部磁極層２１、３４の腐蝕を抑えることができる。従って、インダクティブヘッドｈ２と記録媒体の表面との距離を小さくして高記録密度化対応を図ったときのインダクティブヘッドｈ２の信頼性を向上させることができる。
【０１３４】
なお本発明では、上記ＦｅＮｉＲｅ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ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１３５】
【実施例】
電気メッキ法を用いてＮｉＦｅ合金（比較例）、ＦｅＮｉＲｅ合金（実施例）をメッキ形成した。
【０１３６】
ＮｉＦｅ合金のメッキ浴の組成を表１に、ＦｅＮｉＲｅ合金のメッキ浴の組成を表２に示す。
【０１３７】
【表１】
【０１３８】
【表２】
【０１３９】
なお実験ではメッキ浴温度を２５℃〜３０℃に設定した。またメッキ浴のｐＨをｐＨ３．０〜ｐＨ４．０に設定した。またアノード側の電極にはＮｉ電極を用いた。本実施例ではパルス電流によるメッキ法を使用した。なお、パルス電流のデューティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を０．３（３００／７００ｍｓｅｃ）に設定した。
【０１４０】
本実施例ではＦｅＮｉＲｅ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、ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
また本実施例のように、ＦｅＮｉＲｅ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ＦｅＮｉＲｅ合金の膜応力を低減させることが可能になる。
【０１４３】
また上記したように、ＦｅＮｉＲｅ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ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１４４】
また、前記ＦｅＮｉＲｅ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、ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
まず、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（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Ｒｅ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。
【０１４８】
図９及び図１０はそれぞれ、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（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Ｒｅの組成ｂ（質量％）と、比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示すグラフである。
【０１４９】
図９によると、Ｒｅ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。
【０１５０】
また、Ｒｅを含有する（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金も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。本実施例では上述のように、メッキ浴中におけるＮｉイオン濃度を１０ｇ／ｌとし、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を０．１２以上で０．２９以下とし、さらにパルス電流を用いたメッキ法を用いることで、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が可能にしている。
【０１５１】
図９によると、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）より大きく３（質量％）より小さいとき（□）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５９６≦ｘ≦０．７３５の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは、Ｆｅが増えるに従ってほぼ直線的に上昇している。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５９６のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．４８（Ｔ）、組成比ｘが０．７３５のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．８８（Ｔ）である。
【０１５２】
Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が３（質量％）より大きく５（質量％）より小さいとき（△）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８５≦ｘ≦０．７３３の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは、Ｆｅが増えるに従って直線的に上昇している。また、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５４３≦ｘ≦０．５８５の範囲では、Ｆｅが増えても、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは変化しない。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５４３のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．３３（Ｔ）、組成比ｘが０．５８５のときの飽和磁束密度Ｂｓも１．３３（Ｔ）、組成比ｘが０．７３３のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．８３（Ｔ）である。
【０１５３】
Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）より大きく７（質量％）より小さいとき（◇）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８０≦ｘ≦０．７２２の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは、Ｆｅが増えるに従って直線的に上昇している。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８０のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．２０（Ｔ）、組成比ｘが０．７２２のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．７３（Ｔ）である。
【０１５４】
図９から、ＮｉＦｅにＲｅを添加すると、飽和磁束密度Ｂｓが低下することがわかる。（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが同じなら、Ｒｅの質量％ｂが大きい程、飽和磁束密度Ｂｓが小さくなる。また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが大きい方が、組成比ｘが小さい方に比べて、Ｒｅの質量％ｂを増加させたときの飽和磁束密度Ｂｓの低下率が小さい。
【０１５５】
なお（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５０であり、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）＜ｂ＜３（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．６５（Ｔ）、３（質量％）＜ｂ＜５（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．５６（Ｔ）、５（質量％）＜ｂ＜７（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．４６（Ｔ）である。
【０１５６】
また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７０であり、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）＜ｂ＜３（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．７９（Ｔ）、３（質量％）＜ｂ＜５（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．７３（Ｔ）、５（質量％）＜ｂ＜７（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．６５（Ｔ）である。
【０１５７】
次に、図１０をみると、Ｒｅを加えないＮｉxＦｅy合金は、Ｆｅの含有量が５８質量％のとき、比抵抗が最大値をとっており、Ｆｅの含有量が５８質量％より大きくても小さくても比抵抗は減少している。
【０１５８】
Ｒｅを含有する（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρは、常にＲｅを加えないＮｉxＦｅy合金よりの比抵抗ρより大きい。また、Ｒｅを含有する（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρは、Ｎｉに対するＦｅの組成比ｘが０．５８０付近で最大値をとっている。
【０１５９】
図１０によると、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）より大きく３（質量％）より小さいとき（□）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５９６のとき（ＦｅxＮｉy）aＲｅbの比抵抗ρは最大値６９μΩ・ｃｍをとる。また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５９６≦ｘ≦０．７３５の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρは、Ｆｅが増えるに従って減少している。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５９８のときの比抵抗ρは６３μΩ・ｃｍであり、組成比ｘが０．６７８のときの比抵抗ρは５６μΩ・ｃｍ、組成比ｘが０．７３５のときの比抵抗ρは５５μΩ・ｃｍである。
【０１６０】
Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が３（質量％）より大きく５（質量％）より小さいとき（△）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８５のとき（ＦｅxＮｉy）aＲｅbの比抵抗ρは最大値８１μΩ・ｃｍをとる。また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８５≦ｘ≦０．７３３の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρは、Ｆｅが増えるに従って減少し、組成ｘが０．５４３≦ｘ≦０．５５９の範囲では、Ｆｅが減少するに従って、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρも減少している。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５４３のときの比抵抗ρは７３μΩ・ｃｍであり、組成比ｘが０．６１３のときの比抵抗は７０μΩ・ｃｍ、組成比ｘが０．７３３のときの比抵抗は６７μΩ・ｃｍである。
【０１６１】
Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）より大きく７（質量％）より小さいとき（◇）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８０のとき（ＦｅxＮｉy）aＲｅbの比抵抗ρは最大値９０μΩ・ｃｍをとる。また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８０≦ｘ≦０．７２２の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρは、Ｆｅが増えるに従って減少している。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６４１のときの比抵抗は７９μΩ・ｃｍ、組成比ｘが０．７２２のときの比抵抗は７６μΩ・ｃｍである。
【０１６２】
なお（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５０であり、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）＜ｂ＜３（質量％）のときの比抵抗ρは５９μΩ・ｃｍ、３（質量％）＜ｂ＜５（質量％）のときの比抵抗ρは７０μΩ・ｃｍ、５（質量％）＜ｂ＜７（質量％）のときの比抵抗ρは７８μΩ・ｃｍである。
【０１６３】
また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７０であり、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）＜ｂ＜３（質量％）のときの比抵抗ρは５５μΩ・ｃｍ、３（質量％）＜ｂ＜５（質量％）のときの比抵抗ρは６８μΩ・ｃｍ、５（質量％）＜ｂ＜７（質量％）のときの比抵抗ρは７６μΩ・ｃｍである。
【０１６４】
図９及び図１０に示された結果から次のことがわかる。
（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＲｅ濃度を大きくすると、比抵抗ρが大きくなるが、それに伴って飽和磁束密度Ｂｓが低下する。
【０１６５】
（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘを大きくすると、Ｒｅを含有させた場合の飽和磁束密度Ｂｓの低下は小さくなり、飽和磁束密度Ｂｓの値が大きくなるが、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中の比抵抗ρは最大値よりも小さくなる。
【０１６６】
また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８０付近のとき、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中の比抵抗ρは最大値をとるが、飽和磁束密度Ｂｓの値は小さくなる。
【０１６７】
そこで、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘの値が０．５６０である（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金と、組成比ｘの値が０．７３０である（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金の、Ｒｅ含有量を変化させて、飽和磁束密度Ｂｓと比抵抗ρを測定した。
【０１６８】
図１１は、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から１０．１（質量％）の範囲で変化させて比抵抗ρと飽和磁束密度Ｂｓを測定した結果を示すグラフである。
メッキ浴の組成は以下のとおりである。
【０１６９】
【表３】
【０１７０】
なお実験ではメッキ浴温度を２５℃〜３０℃に設定した。またメッキ浴のｐＨをｐＨ３．０〜ｐＨ４．０に設定した。またアノード側の電極にはＮｉ電極を用いた。本実施例ではパルス電流によるメッキ法を使用した。なお、パルス電流のデューティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を０．３（３００／７００ｍｓｅｃ）に設定した。
【０１７１】
図１１をみると、（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金中のＲｅの濃度が大きくなるにつれて、（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは単調減少し、比抵抗ρは単調増加している。
【０１７２】
図１１によると、Ｒｅを加えないＮｉ44Ｆｅ56の飽和磁束密度Ｂｓは１．５５（Ｔ）であり、Ｒｅを加えていくとＲｅ濃度ｂが０（質量％）＜ｂ≦７．０（質量％）の範囲において一定の傾きで直線的に減少する。Ｒｅ濃度ｂが７．０（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）93.0Ｒｅ7.0の飽和磁束密度Ｂｓは１．２０（Ｔ）である。Ｒｅ濃度ｂが７．０（質量％）を越えると、飽和磁束密度Ｂｓ変化の傾きは緩やかになる。Ｒｅ濃度ｂが１０．１（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）89.9Ｒｅ10.1の飽和磁束密度Ｂｓは１．１４（Ｔ）である。
【０１７３】
また図１１によると、Ｒｅを加えないＮｉ44Ｆｅ56の比抵抗ρは５０μΩ・ｃｍである。また、Ｒｅ濃度ｂが１．６（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）98.4Ｒｅ1.6の比抵抗は６３μΩ・ｃｍである。Ｒｅ濃度ｂが１．６（質量％）≦ｂ≦７．０（質量％）の範囲では、比抵抗ρは一定の傾きで直線的に増加し、Ｒｅ濃度ｂが７．０（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）93.0Ｒｅ7.0の比抵抗ρは９０μΩ・ｃｍである。
【０１７４】
Ｒｅ濃度ｂが７．０（質量％）を越えると、比抵抗変化の傾きは緩やかになる。Ｒｅ濃度ｂが１０．１（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）89.9Ｒｅ10.1の比抵抗ρは９８μΩ・ｃｍである。
【０１７５】
図１２は、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．７３０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から６．９（質量％）の範囲で変化させて比抵抗ρと飽和磁束密度Ｂｓを測定した結果を示すグラフである。
メッキ浴の組成は以下のとおりである。
【０１７６】
【表４】
【０１７７】
なお実験ではメッキ浴温度を２５℃〜３０℃に設定した。またメッキ浴のｐＨをｐＨ３．０〜ｐＨ４．０に設定した。またアノード側の電極にはＮｉ電極を用いた。本実施例ではパルス電流によるメッキ法を使用した。なお、パルス電流のデューティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を０．３（３００／７００ｍｓｅｃ）に設定した。
【０１７８】
図１２をみると、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金中のＲｅの濃度が大きくなるにつれて、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは単調減少し、比抵抗ρは単調増加している。
【０１７９】
図１２によると、Ｒｅを加えないＮｉ27Ｆｅ73の飽和磁束密度Ｂｓは１．８９（Ｔ）であり、Ｒｅ濃度ｂが２．４（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）97.6Ｒｅ2.4の飽和磁束密度Ｂｓは１．８８（Ｔ）である。また、Ｒｅ濃度ｂが２．４（質量％）≦ｂ≦６．９（質量％）の範囲では、飽和磁束密度Ｂｓの減少率が大きくなって、一定の傾きで直線的に減少している。Ｒｅ濃度ｂが６．９（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）93.1Ｒｅ6.9の飽和磁束密度Ｂｓは１．７５（Ｔ）である。
【０１８０】
また図１２によると、Ｒｅを加えないＮｉ27Ｆｅ73の比抵抗ρは３４μΩ・ｃｍである。Ｒｅ濃度ｂが０（質量％）＜ｂ≦３．９（質量％）の範囲では、比抵抗ρは一定の傾きで直線的に増加し、Ｒｅ濃度ｂが３．９（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）96.1Ｒｅ3.9の比抵抗ρは６７．２μΩ・ｃｍである。Ｒｅ濃度ｂが３．９（質量％）を越えると、比抵抗変化の傾きは緩やかになる。Ｒｅ濃度ｂが６．９（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）93.1Ｒｅ6.9の比抵抗ρは７６μΩ・ｃｍである。
【０１８１】
図１１及び図１２の結果から、比抵抗ρの大きい（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金を得たいときには、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０〜０．５８０付近にし、さらにＲｅ濃度ｂを大きくすればよいことがわかる。
【０１８２】
例えば、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から１０．１（質量％）の範囲で変化させると、比抵抗が少なくとも５０μΩ・ｃｍより大きく、最大で９８μΩ・ｃｍ以下であり、飽和磁束密度Ｂｓが少なくとも１．１４（Ｔ）以上であり、最大で１．５５（Ｔ）である軟磁性膜を得ることができる。
【０１８３】
また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．７３０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から６．９（質量％）の範囲で変化させると、比抵抗が少なくとも３４μΩ・ｃｍより大きく、最大で７６μΩ・ｃｍ以下であり、飽和磁束密度Ｂｓが少なくとも１．７５（Ｔ）以上であり、最大で１．８９（Ｔ）である軟磁性膜を得ることができる。
【０１８４】
また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが大きい方（ｘ＝０．７３０）が、小さい方（ｘ＝０．５６０）に比べて、Ｒｅの質量％ｂを増加させたときの飽和磁束密度Ｂｓの低下率が小さいことがわかる。この結果と図９の結果を合わせて考えると、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘの値が大きい（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の方が、小さい方に比べて、Ｒｅの質量％ｂを増加させたときの飽和磁束密度Ｂｓの低下率が小さくなることが、少なくとも０．５６０≦ｘ≦０．７３０の範囲であるときには成り立つことがわかる。
【０１８５】
図１３は、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０に固定しＲｅ濃度ｂを変化させた（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金からなる軟磁性膜と、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．７３０に固定しＲｅ濃度ｂを変化させた（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の保磁力Ｈｃを示すグラフである。図１４は軟磁性膜の磁化困難軸方向に外部磁界を与えて測定した保磁力のグラフである。
【０１８６】
図１３の（□）によると、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金中のＲｅ濃度ｂが０（質量％）より大きく６．９（質量％）以下であるなら、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃは、２６４（Ａ／ｍ）以下になる。特に、Ｒｅ濃度ｂが２．４（質量％）以上６．９（質量％）以下であるなら、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃは１８４（Ａ／ｍ）以下になる。さらに、Ｒｅ濃度ｂが２．４（質量％）以上３．９（質量％）以下であるなら、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃは１２０（Ａ／ｍ）以下になる。
【０１８７】
また、図１３の（◇）によると（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金中のＲｅ濃度ｂが０（質量％）より大きく１０．１（質量％）以下であるなら、（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃは、１２０（Ａ／ｍ）以下になる。
【０１８８】
次に、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）93.1Ｒｅ6.9合金からなる軟磁性膜、（Ｆｅ0.750Ｎｉ0.250）95.0Ｍｏ5.0合金からなる軟磁性膜、及びＮｉ27Ｆｅ73からなる軟磁性膜の耐蝕性を調べた。
【０１８９】
それぞれの軟磁性膜をウェハー上に１μｍの膜厚で成膜し、生理食塩水（９ｇ／ｌＮａＣｌ）つけ、室温（２３℃）で、２４時間の浸漬試験を実施したときのサビの発生率をみた。結果を表５に示す。
【０１９０】
【表５】
【０１９１】
表５の結果から、本発明のＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜は、従来高比抵抗の軟磁性材料として知られていたＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜より耐食性に優れていることがわかった。なお、ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜はＭｏの含有量を増やすと耐蝕性がさらに悪化するが、本発明のＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜はＲｅの含有量を増やしても耐蝕性の悪化は見られなかった。
【０１９２】
なお、ＦｅＮｉＲｅ合金の組成比はＩＣＰ（誘導結合プラズマ）法によって測定した。
【０１９３】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明のＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜は、飽和磁束密度が高く、同時に高比抵抗である。
【０１９４】
本発明の軟磁性膜では、Ｒｅが含有されることにより比抵抗が増大している。
また、パルス電流による電気メッキ法を使用することで、Ｆｅの組成比が大きく、しかも高飽和磁束密度Ｂｓを安定して発生させることのできるＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を得ることができる。
【０１９５】
これにより、磁気ヘッドの高記録密度化の要求に対応可能な高い飽和磁束密度を有し、かつ高周波電流領域におけるうず電流損失を低減するために必要になる大きな比抵抗ρを有する軟磁性膜を得ることができる。
【０１９６】
さらに、ＦｅＮｉＲｅ合金は耐蝕性が良好である。
また、本発明では、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下といった高比抵抗である軟磁性膜であっても、飽和磁束密度Ｂｓを高くすることができる。具体的には、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下であり、かつ飽和磁束密度Ｂｓが１．１４（Ｔ）以上で１．５５（Ｔ）より小さい軟磁性膜を得ることができる。
【０１９７】
また、本発明のＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜は、保磁力Ｈｃを１２０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。
【０１９８】
或いは、本発明では、飽和磁束密度Ｂｓが１．７５（Ｔ）以上で１．８９（Ｔ）より小さいといった高飽和磁束密度である軟磁性膜であっても、比抵抗ρを高くすることができる。具体的には、飽和磁束密度Ｂｓが１．７５（Ｔ）以上で１．８９（Ｔ）より小さく、かつ比抵抗が３４μΩ・ｃｍより大きく７６μΩ・ｃｍ以下である軟磁性膜を得ることができる。
【０１９９】
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
また、本発明のＦｅＮｉＲｅ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。
【０２００】
また、薄膜磁気ヘッドの下部コア層、上部コア層、下部磁極層あるいは上部磁極層を耐蝕性に優れた前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜として形成することにより、薄膜磁気ヘッドと記録媒体の表面との距離を小さくして高記録密度化対応を図ったときの薄膜磁気ヘッドの腐蝕を低減して信頼性を向上させることができる。
【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】本発明の薄膜磁気ヘッドが形成されたスライダの全体図、
【図９】組成式が（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（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Ｒｅ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１０】組成式が（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（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Ｒｅの組成ｂ（質量％）と、比抵抗ρとの関係を示すグラフ、
【図１１】（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から１０．１（質量％）の範囲で変化させて比抵抗ρと飽和磁束密度Ｂｓを測定した結果を示すグラフ、
【図１２】（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．７３０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から６．９（質量％）の範囲で変化させて比抵抗ρと飽和磁束密度Ｂｓを測定した結果を示すグラフ、
【図１３】ＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０または０．７３０に固定しＲｅ濃度ｂを変化させた（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃ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または磁極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ＦｅＮｉＲｅ合金からなる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り、比抵抗が４０μΩ・ｃｍ以上である軟磁性膜を形成し、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、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】
また、ＮｉＦｅにＭｏを含有させたＦｅＮｉＭｏ合金はＮｉＦｅに比べて耐蝕性が劣るという欠点を有していた。
【００１２】
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、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し、さらに耐蝕性に優れたＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜、及びこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド並びに軟磁性膜の製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明における軟磁性膜は、組成式が（Ｆｅ x Ｎｉ y ） a Ｒｅ b （ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ＜０．５８、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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合金からなり、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下であり、飽和磁束密度Ｂｓが１．１４（Ｔ）以上で１．５５（Ｔ）より小さく、保磁力Ｈｃが１２０（Ａ／ｍ）以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明では、飽和磁束密度が高く、同時に高比抵抗である軟磁性膜を得るために、従来のようにＮｉＦｅにＭｏなどの元素を添加する代わりに、ＮｉＦｅにＲｅを添加したＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を用いている。
【００１５】
本発明の軟磁性膜では、Ｒｅが含有されることにより比抵抗が増大している。
また、Ｆｅを含有する軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは、主としてＦｅの含有量に左右され、Ｆｅの組成比が多いほど前記Ｂｓは大きくなる。その理由は、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を得ることができる。
【００１８】
これにより、磁気ヘッドの高記録密度化の要求に対応可能な高い飽和磁束密度を有し、かつ高周波電流領域におけるうず電流損失を低減するために必要になる大きな比抵抗ρを有する軟磁性膜を得ることができる。
【００１９】
さらに、ＦｅＮｉＲｅ合金は耐蝕性が良好である。
【００２４】
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％比及び、Ｒｅの質量％によって規定される。Ｒｅの質量％が大きくなると、ＦｅＮｉＲｅ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。
【００２５】
ＦｅＮｉＲｅ合金中の、ＦｅのＮｉに対する質量％比及びＲｅ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。
【００２６】
また、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、
少なくとも一方のコア層は、前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜により形成されていることを特徴とするものである。
【００２７】
また、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。特に、前記下部磁極層が前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜により形成されていることが好ましい。
【００２８】
或いは、本発明の薄膜磁気へッドは、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ており、前記上部コア層、前記下部コア層、前記下部磁極層、または前記上部磁極層のうち少なくとも一つは前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜により形成されているものであることが好ましい。
【００２９】
または、前記上部磁極層、あるいは、前記下部磁極層、又は、前記上部磁極層及び前記下部磁極層のみが前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜により形成され、前記上部コア層及び前記下部コア層は、前記ＦｅＮｉＲｅ合金以外の合金からなる軟磁性膜からなるものであってもよい。
【００３０】
さらに、前記コア層は、少なくとも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、あるいは前記磁極層が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、前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜により形成されていることが好ましい。
【００３１】
上記したように本発明における軟磁性膜としてのＦｅＮｉＲｅ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、上部磁極層または下部磁極層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。
また本発明における軟磁性膜の製造方法は、メッキ浴中に含まれるＦｅイオン／Ｎｉイオン比を、０．１２〜０．２９とし、Ｒｅイオン濃度を、０．０１〜０．０４ｇ／ｌとし、メッキ浴のｐＨを３．０〜４．０に設定し、メッキ浴温度を２５〜３０℃に設定して、組成式が（Ｆｅ x Ｎｉ y ） a Ｒｅ b （ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ＜０．５８、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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をパルス電流を用いた電気メッキ法にてメッキ形成することを特徴とするものである。
【００３２】
【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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、この下部コア層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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、ＮｉＲｅ、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
メッキ形成により前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６の厚みを比較的自由に変更でき、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を厚みのある任意の形状を有する軟磁性膜として形成することができる。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
本発明では、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６が組成式がＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されている。
【００５４】
ＦｅＮｉＲｅ合金の具体的な組成式は、例えば（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．７４、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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。
【００５５】
本発明では、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を飽和磁束密度が高く、同時に高比抵抗である軟磁性膜によって形成するために、ＮｉＦｅにＲｅを添加したＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を用いている。
【００５６】
前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６は、Ｒｅが含有されることにより比抵抗が増大している。
【００５７】
また、Ｆｅを含有する軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは、主としてＦｅの含有量に左右され、Ｆｅの組成比が多いほど前記Ｂｓは大きくなる。その理由は、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。
【００５８】
後述する本発明の製造方法によって、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の組成比が大きく、しかも高飽和磁束密度Ｂｓを安定して発生させることのできるＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を得ることができ、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６とすることができる。
【００５９】
これにより、磁気ヘッドの高記録密度化の要求に対応可能な高い飽和磁束密度を有し、かつ高周波電流領域におけるうず電流損失を低減するために必要になる大きな比抵抗ρを有する前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を得ることができる。
【００６０】
さらに、ＦｅＮｉＲｅ合金からなる前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６は耐蝕性が良好である。
【００６１】
本発明では、ＦｅＮｉＲｅ合金の組成比を調整することにより、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下である軟磁性膜からなる前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を得ることができる。
【００６２】
また、本発明では、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下といった高比抵抗である軟磁性膜であっても、飽和磁束密度Ｂｓを高くすることができる。具体的には、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下であり、かつ飽和磁束密度Ｂｓが１．１４（Ｔ）以上で１．５５（Ｔ）より小さい軟磁性膜からなる前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を得ることができる。
【００６３】
また、本発明では、前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を形成するためのＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃを１２０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。
【００６４】
或いは、本発明では、ＦｅＮｉＲｅ合金の組成比を調整することにより、飽和磁束密度Ｂｓが１．７５（Ｔ）以上で１．８９（Ｔ）より小さい軟磁性膜からなる前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を得ることができる。本発明では、飽和磁束密度Ｂｓが１．７６（Ｔ）以上で１．８８（Ｔ）より小さいといった高飽和磁束密度である軟磁性膜であっても、比抵抗ρを高くすることができる。具体的には、飽和磁束密度Ｂｓが１．７５（Ｔ）以上で１．８９（Ｔ）より小さく、かつ比抵抗が３４μΩ・ｃｍより大きく７６μΩ・ｃｍ以下である軟磁性膜からなる前記上部コア層２２及び／または下部コア層１６を得ることができる。
【００６５】
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％比及び、Ｒｅの質量％によって規定される。Ｒｅの質量％が大きくなると、ＦｅＮｉＲｅ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。
【００６６】
ＦｅＮｉＲｅ合金中の、ＦｅのＮｉに対する質量％比及びＲｅ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。
【００６７】
上記したように本発明における軟磁性膜としてのＦｅＮｉＲｅ合金は、飽和磁束密度Ｂｓが高く、また比抵抗ρ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。
【００６８】
上記したＦｅＮｉＲｅ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。
【００６９】
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。
【００７０】
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）。
【００７１】
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。
【００７２】
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、ＮｉＲｅ、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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ＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されている。
【００８３】
ＦｅＮｉＲｅ合金の具体的な組成式は、例えば（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．７４、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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。
【００８４】
上記ＦｅＮｉＲｅ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１６及び／または上部コア層４０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。
【００８５】
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ＦｅＮｉＲｅ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ＦｅＮｉＲｅ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。
【００８６】
また、下部コア層１６と上部コア層２２、４０が上記ＦｅＮｉＲｅ合金以外の軟磁性膜、例えばＮｉＦｅ（パーマロイ）合金から形成され、前記下部磁極層１９，３２及び／または上部磁極層２１，３４が、上記ＦｅＮｉＲｅ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。
【００８７】
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。
【００８８】
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ＦｅＮｉＲｅ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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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ＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されている。
【００９４】
ＦｅＮｉＲｅ合金の具体的な組成式は、例えば（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．７４、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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。
【００９５】
上記ＦｅＮｉＲｅ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１６及び上部コア層４６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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
前記上層４８は、組成式がＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されている。
【００９９】
ＦｅＮｉＲｅ合金の具体的な組成式は、例えば（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．７４、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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。
【０１００】
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合金で形成されている。また、前記高Ｂｓ層４７が前記上層４８よりも高い飽和磁束密度Ｂｓを有すると、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。
【０１０１】
前記上部コア層４６に比抵抗の高い上記ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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ＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されている。
【０１１０】
ＦｅＮｉＲｅ合金の具体的な組成式は、例えば（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．７４、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
また、下部磁極層５０が上記ＦｅＮｉＲｅで示される合金からなる軟磁性膜として形成されてもよい。
【０１１３】
また、上部コア層５５は、その全体が前記ＦｅＮｉＲｅ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ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
本発明では、下部コア層１６、上部コア層２２、４０、４６、５５、下部磁極層１９、３２、５０、上部磁極層２１、３４を形成する前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を、直流電流または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。
【０１２２】
前記ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１２３】
さらに、フレームメッキ法を用いることにより、任意の形状の軟磁性膜を得ることが可能である。
【０１２４】
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、ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１２５】
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、ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１２６】
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ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１２７】
ただし、Ｆｅ含有量が低いＦｅＮｉＲｅ合金をメッキ形成するときには、直流電流による電気メッキ法を用いてもよい。具体的には、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ≦０．６２）、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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であれば、直流電流による電気メッキ法で製造できる。
【０１２８】
図８は、本発明の薄膜磁気ヘッドが形成されたスライダの全体図である。図８に示すＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣからなる略直方体のスライダ６０は、ハード磁気ディスク等の磁気記録装置に搭載されて、その対向面６０ｂが記録媒体に対向する。前記スライダ６０のトレーリング側の端面６０ａ上に、薄膜磁気ヘッドｈ２が形成されている。
【０１２９】
薄膜磁気ヘッドｈ２が形成されたスライダ６０は、対向面６０ｂが磁気記録装置のハードディスクなどの記録媒体（図示せず）に対向した状態で、記録媒体が回転する。このとき記録媒体の表面の空気流により、スライダ６０が記録媒体の表面からわずかに浮上した状態となるが、このとき、スライダ６０の端面に設けられた薄膜磁気ヘッドｈ２と記録媒体の表面との距離が所定値内となるように前記スライダ６０の浮上姿勢が決められる。
【０１３０】
薄膜磁気ヘッドｈ２のコイル層１２に記録電流が印加されると、上部コア層６および下部コア層１に記録磁界が誘導される。この記録磁界は、上部磁極層５と下部磁極層３との間でのギャップ層４を挟んで洩れ磁界を形成し、この洩れ磁界が記録媒体に付与される。
【０１３１】
近年、記録媒体の高記録密度化が進み、それに伴い記録媒体の狭い面積の領域に大きな磁界を集中して記録信号を記録することが求められている。このため、スライダ６０の端面に設けられたインダクティブヘッドｈ２と記録媒体の表面との距離を小さくすることが求められている。
【０１３２】
しかし、スライダ６０の端面に設けられたインダクティブヘッドｈ２と記録媒体の表面との距離が小さくなると、インダクティブヘッドｈ２が記録媒体の表面と接触しやすくなり、記録媒体の表面に塗布されている潤滑剤が薄膜磁気ヘッドに付着してインダクティブヘッドｈ２が腐蝕しやすくなる。
【０１３３】
本発明では、下部コア層１６、上部コア層２２、４０、４６、５５、下部磁極層１９、３２、５０、上部磁極層２１、３４を前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜として形成しているが、ＦｅＮｉＲｅ合金は耐蝕性に優れた材料であるので、前記潤滑剤が薄膜磁気ヘッドに付着しても下部コア層１６、上部コア層２２、４０、４６、５５、下部磁極層１９、３２、５０、上部磁極層２１、３４の腐蝕を抑えることができる。従って、インダクティブヘッドｈ２と記録媒体の表面との距離を小さくして高記録密度化対応を図ったときのインダクティブヘッドｈ２の信頼性を向上させることができる。
【０１３４】
なお本発明では、上記ＦｅＮｉＲｅ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ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１３５】
【実施例】
電気メッキ法を用いてＮｉＦｅ合金（比較例）、ＦｅＮｉＲｅ合金（実施例）をメッキ形成した。
【０１３６】
ＮｉＦｅ合金のメッキ浴の組成を表１に、ＦｅＮｉＲｅ合金のメッキ浴の組成を表２に示す。
【０１３７】
【表１】
【表２】
なお実験ではメッキ浴温度を２５℃〜３０℃に設定した。またメッキ浴のｐＨをｐＨ３．０〜ｐＨ４．０に設定した。またアノード側の電極にはＮｉ電極を用いた。本実施例ではパルス電流によるメッキ法を使用した。なお、パルス電流のデューティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を０．３（３００／７００ｍｓｅｃ）に設定した。
【０１４０】
本実施例ではＦｅＮｉＲｅ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、ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
また本実施例のように、ＦｅＮｉＲｅ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ＦｅＮｉＲｅ合金の膜応力を低減させることが可能になる。
【０１４３】
また上記したように、ＦｅＮｉＲｅ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ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１４４】
また、前記ＦｅＮｉＲｅ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、ＦｅＮｉＲｅ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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
まず、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（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Ｒｅ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。
【０１４８】
図９及び図１０はそれぞれ、組成式が（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（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Ｒｅの組成ｂ（質量％）と、比抵抗ρ及び飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示すグラフである。
【０１４９】
図９によると、Ｒｅ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。
【０１５０】
また、Ｒｅを含有する（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金も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。本実施例では上述のように、メッキ浴中におけるＮｉイオン濃度を１０ｇ／ｌとし、且つＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率を０．１２以上で０．２９以下とし、さらにパルス電流を用いたメッキ法を用いることで、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が可能にしている。
【０１５１】
図９によると、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）より大きく３（質量％）より小さいとき（□）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５９６≦ｘ≦０．７３５の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは、Ｆｅが増えるに従ってほぼ直線的に上昇している。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５９６のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．４８（Ｔ）、組成比ｘが０．７３５のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．８８（Ｔ）である。
【０１５２】
Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が３（質量％）より大きく５（質量％）より小さいとき（△）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８５≦ｘ≦０．７３３の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは、Ｆｅが増えるに従って直線的に上昇している。また、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５４３≦ｘ≦０．５８５の範囲では、Ｆｅが増えても、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは変化しない。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５４３のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．３３（Ｔ）、組成比ｘが０．５８５のときの飽和磁束密度Ｂｓも１．３３（Ｔ）、組成比ｘが０．７３３のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．８３（Ｔ）である。
【０１５３】
Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）より大きく７（質量％）より小さいとき（◇）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８０≦ｘ≦０．７２２の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは、Ｆｅが増えるに従って直線的に上昇している。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８０のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．２０（Ｔ）、組成比ｘが０．７２２のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．７３（Ｔ）である。
【０１５４】
図９から、ＮｉＦｅにＲｅを添加すると、飽和磁束密度Ｂｓが低下することがわかる。（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが同じなら、Ｒｅの質量％ｂが大きい程、飽和磁束密度Ｂｓが小さくなる。また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが大きい方が、組成比ｘが小さい方に比べて、Ｒｅの質量％ｂを増加させたときの飽和磁束密度Ｂｓの低下率が小さい。
【０１５５】
なお（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５０であり、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）＜ｂ＜３（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．６５（Ｔ）、３（質量％）＜ｂ＜５（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．５６（Ｔ）、５（質量％）＜ｂ＜７（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．４６（Ｔ）である。
【０１５６】
また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７０であり、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）＜ｂ＜３（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．７９（Ｔ）、３（質量％）＜ｂ＜５（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．７３（Ｔ）、５（質量％）＜ｂ＜７（質量％）のときの飽和磁束密度Ｂｓは１．６５（Ｔ）である。
【０１５７】
次に、図１０をみると、Ｒｅを加えないＮｉxＦｅy合金は、Ｆｅの含有量が５８質量％のとき、比抵抗が最大値をとっており、Ｆｅの含有量が５８質量％より大きくても小さくても比抵抗は減少している。
【０１５８】
Ｒｅを含有する（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρは、常にＲｅを加えないＮｉxＦｅy合金よりの比抵抗ρより大きい。また、Ｒｅを含有する（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρは、Ｎｉに対するＦｅの組成比ｘが０．５８０付近で最大値をとっている。
【０１５９】
図１０によると、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）より大きく３（質量％）より小さいとき（□）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５９６のとき（ＦｅxＮｉy）aＲｅbの比抵抗ρは最大値６９μΩ・ｃｍをとる。また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５９６≦ｘ≦０．７３５の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρは、Ｆｅが増えるに従って減少している。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５９８のときの比抵抗ρは６３μΩ・ｃｍであり、組成比ｘが０．６７８のときの比抵抗ρは５６μΩ・ｃｍ、組成比ｘが０．７３５のときの比抵抗ρは５５μΩ・ｃｍである。
【０１６０】
Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が３（質量％）より大きく５（質量％）より小さいとき（△）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８５のとき（ＦｅxＮｉy）aＲｅbの比抵抗ρは最大値８１μΩ・ｃｍをとる。また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８５≦ｘ≦０．７３３の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρは、Ｆｅが増えるに従って減少し、組成ｘが０．５４３≦ｘ≦０．５５９の範囲では、Ｆｅが減少するに従って、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρも減少している。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５４３のときの比抵抗ρは７３μΩ・ｃｍであり、組成比ｘが０．６１３のときの比抵抗は７０μΩ・ｃｍ、組成比ｘが０．７３３のときの比抵抗は６７μΩ・ｃｍである。
【０１６１】
Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が５（質量％）より大きく７（質量％）より小さいとき（◇）には、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８０のとき（ＦｅxＮｉy）aＲｅbの比抵抗ρは最大値９０μΩ・ｃｍをとる。また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８０≦ｘ≦０．７２２の範囲において、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の比抵抗ρは、Ｆｅが増えるに従って減少している。なお、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６４１のときの比抵抗は７９μΩ・ｃｍ、組成比ｘが０．７２２のときの比抵抗は７６μΩ・ｃｍである。
【０１６２】
なお（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．６５０であり、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）＜ｂ＜３（質量％）のときの比抵抗ρは５９μΩ・ｃｍ、３（質量％）＜ｂ＜５（質量％）のときの比抵抗ρは７０μΩ・ｃｍ、５（質量％）＜ｂ＜７（質量％）のときの比抵抗ρは７８μΩ・ｃｍである。
【０１６３】
また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．７０であり、Ｒｅ濃度ｂ（質量％）が１（質量％）＜ｂ＜３（質量％）のときの比抵抗ρは５５μΩ・ｃｍ、３（質量％）＜ｂ＜５（質量％）のときの比抵抗ρは６８μΩ・ｃｍ、５（質量％）＜ｂ＜７（質量％）のときの比抵抗ρは７６μΩ・ｃｍである。
【０１６４】
図９及び図１０に示された結果から次のことがわかる。
（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＲｅ濃度を大きくすると、比抵抗ρが大きくなるが、それに伴って飽和磁束密度Ｂｓが低下する。
【０１６５】
（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘを大きくすると、Ｒｅを含有させた場合の飽和磁束密度Ｂｓの低下は小さくなり、飽和磁束密度Ｂｓの値が大きくなるが、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中の比抵抗ρは最大値よりも小さくなる。
【０１６６】
また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中の、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘが０．５８０付近のとき、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中の比抵抗ρは最大値をとるが、飽和磁束密度Ｂｓの値は小さくなる。
【０１６７】
そこで、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘの値が０．５６０である（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金と、組成比ｘの値が０．７３０である（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金の、Ｒｅ含有量を変化させて、飽和磁束密度Ｂｓと比抵抗ρを測定した。
【０１６８】
図１１は、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から１０．１（質量％）の範囲で変化させて比抵抗ρと飽和磁束密度Ｂｓを測定した結果を示すグラフである。
メッキ浴の組成は以下のとおりである。
【０１６９】
【表３】
なお実験ではメッキ浴温度を２５℃〜３０℃に設定した。またメッキ浴のｐＨをｐＨ３．０〜ｐＨ４．０に設定した。またアノード側の電極にはＮｉ電極を用いた。本実施例ではパルス電流によるメッキ法を使用した。なお、パルス電流のデューティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を０．３（３００／７００ｍｓｅｃ）に設定した。
【０１７１】
図１１をみると、（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金中のＲｅの濃度が大きくなるにつれて、（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは単調減少し、比抵抗ρは単調増加している。
【０１７２】
図１１によると、Ｒｅを加えないＮｉ44Ｆｅ56の飽和磁束密度Ｂｓは１．５５（Ｔ）であり、Ｒｅを加えていくとＲｅ濃度ｂが０（質量％）＜ｂ≦７．０（質量％）の範囲において一定の傾きで直線的に減少する。Ｒｅ濃度ｂが７．０（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）93.0Ｒｅ7.0の飽和磁束密度Ｂｓは１．２０（Ｔ）である。Ｒｅ濃度ｂが７．０（質量％）を越えると、飽和磁束密度Ｂｓ変化の傾きは緩やかになる。Ｒｅ濃度ｂが１０．１（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）89.9Ｒｅ10.1の飽和磁束密度Ｂｓは１．１４（Ｔ）である。
【０１７３】
また図１１によると、Ｒｅを加えないＮｉ44Ｆｅ56の比抵抗ρは５０μΩ・ｃｍである。また、Ｒｅ濃度ｂが１．６（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）98.4Ｒｅ1.6の比抵抗は６３μΩ・ｃｍである。Ｒｅ濃度ｂが１．６（質量％）≦ｂ≦７．０（質量％）の範囲では、比抵抗ρは一定の傾きで直線的に増加し、Ｒｅ濃度ｂが７．０（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）93.0Ｒｅ7.0の比抵抗ρは９０μΩ・ｃｍである。
【０１７４】
Ｒｅ濃度ｂが７．０（質量％）を越えると、比抵抗変化の傾きは緩やかになる。Ｒｅ濃度ｂが１０．１（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）89.9Ｒｅ10.1の比抵抗ρは９８μΩ・ｃｍである。
【０１７５】
図１２は、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．７３０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から６．９（質量％）の範囲で変化させて比抵抗ρと飽和磁束密度Ｂｓを測定した結果を示すグラフである。
メッキ浴の組成は以下のとおりである。
【０１７６】
【表４】
なお実験ではメッキ浴温度を２５℃〜３０℃に設定した。またメッキ浴のｐＨをｐＨ３．０〜ｐＨ４．０に設定した。またアノード側の電極にはＮｉ電極を用いた。本実施例ではパルス電流によるメッキ法を使用した。なお、パルス電流のデューティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を０．３（３００／７００ｍｓｅｃ）に設定した。
【０１７８】
図１２をみると、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金中のＲｅの濃度が大きくなるにつれて、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金の飽和磁束密度Ｂｓは単調減少し、比抵抗ρは単調増加している。
【０１７９】
図１２によると、Ｒｅを加えないＮｉ27Ｆｅ73の飽和磁束密度Ｂｓは１．８９（Ｔ）であり、Ｒｅ濃度ｂが２．４（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）97.6Ｒｅ2.4の飽和磁束密度Ｂｓは１．８８（Ｔ）である。また、Ｒｅ濃度ｂが２．４（質量％）≦ｂ≦６．９（質量％）の範囲では、飽和磁束密度Ｂｓの減少率が大きくなって、一定の傾きで直線的に減少している。Ｒｅ濃度ｂが６．９（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）93.1Ｒｅ6.9の飽和磁束密度Ｂｓは１．７５（Ｔ）である。
【０１８０】
また図１２によると、Ｒｅを加えないＮｉ27Ｆｅ73の比抵抗ρは３４μΩ・ｃｍである。Ｒｅ濃度ｂが０（質量％）＜ｂ≦３．９（質量％）の範囲では、比抵抗ρは一定の傾きで直線的に増加し、Ｒｅ濃度ｂが３．９（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）96.1Ｒｅ3.9の比抵抗ρは６７．２μΩ・ｃｍである。Ｒｅ濃度ｂが３．９（質量％）を越えると、比抵抗変化の傾きは緩やかになる。Ｒｅ濃度ｂが６．９（質量％）のとき、すなわち（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）93.1Ｒｅ6.9の比抵抗ρは７６μΩ・ｃｍである。
【０１８１】
図１１及び図１２の結果から、比抵抗ρの大きい（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金を得たいときには、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０〜０．５８０付近にし、さらにＲｅ濃度ｂを大きくすればよいことがわかる。
【０１８２】
例えば、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から１０．１（質量％）の範囲で変化させると、比抵抗が少なくとも５０μΩ・ｃｍより大きく、最大で９８μΩ・ｃｍ以下であり、飽和磁束密度Ｂｓが少なくとも１．１４（Ｔ）以上であり、最大で１．５５（Ｔ）である軟磁性膜を得ることができる。
【０１８３】
また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．７３０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から６．９（質量％）の範囲で変化させると、比抵抗が少なくとも３４μΩ・ｃｍより大きく、最大で７６μΩ・ｃｍ以下であり、飽和磁束密度Ｂｓが少なくとも１．７５（Ｔ）以上であり、最大で１．８９（Ｔ）である軟磁性膜を得ることができる。
【０１８４】
また、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘが大きい方（ｘ＝０．７３０）が、小さい方（ｘ＝０．５６０）に比べて、Ｒｅの質量％ｂを増加させたときの飽和磁束密度Ｂｓの低下率が小さいことがわかる。この結果と図９の結果を合わせて考えると、（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘの値が大きい（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金の方が、小さい方に比べて、Ｒｅの質量％ｂを増加させたときの飽和磁束密度Ｂｓの低下率が小さくなることが、少なくとも０．５６０≦ｘ≦０．７３０の範囲であるときには成り立つことがわかる。
【０１８５】
図１３は、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０に固定しＲｅ濃度ｂを変化させた（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金からなる軟磁性膜と、ＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．７３０に固定しＲｅ濃度ｂを変化させた（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の保磁力Ｈｃを示すグラフである。図１４は軟磁性膜の磁化困難軸方向に外部磁界を与えて測定した保磁力のグラフである。
【０１８６】
図１３の（□）によると、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金中のＲｅ濃度ｂが０（質量％）より大きく６．９（質量％）以下であるなら、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃは、２６４（Ａ／ｍ）以下になる。特に、Ｒｅ濃度ｂが２．４（質量％）以上６．９（質量％）以下であるなら、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃは１８４（Ａ／ｍ）以下になる。さらに、Ｒｅ濃度ｂが２．４（質量％）以上３．９（質量％）以下であるなら、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃは１２０（Ａ／ｍ）以下になる。
【０１８７】
また、図１３の（◇）によると（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金中のＲｅ濃度ｂが０（質量％）より大きく１０．１（質量％）以下であるなら、（Ｆｅ0.560Ｎｉ0.440）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃは、１２０（Ａ／ｍ）以下になる。
【０１８８】
次に、（Ｆｅ0.730Ｎｉ0.270）93.1Ｒｅ6.9合金からなる軟磁性膜、（Ｆｅ0.750Ｎｉ0.250）95.0Ｍｏ5.0合金からなる軟磁性膜、及びＮｉ27Ｆｅ73からなる軟磁性膜の耐蝕性を調べた。
【０１８９】
それぞれの軟磁性膜をウェハー上に１μｍの膜厚で成膜し、生理食塩水（９ｇ／ｌＮａＣｌ）つけ、室温（２３℃）で、２４時間の浸漬試験を実施したときのサビの発生率をみた。結果を表５に示す。
【０１９０】
【表５】
表５の結果から、本発明のＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜は、従来高比抵抗の軟磁性材料として知られていたＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜より耐食性に優れていることがわかった。なお、ＦｅＮｉＭｏ合金からなる軟磁性膜はＭｏの含有量を増やすと耐蝕性がさらに悪化するが、本発明のＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜はＲｅの含有量を増やしても耐蝕性の悪化は見られなかった。
【０１９２】
なお、ＦｅＮｉＲｅ合金の組成比はＩＣＰ（誘導結合プラズマ）法によって測定した。
【０１９３】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明のＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜は、飽和磁束密度が高く、同時に高比抵抗である。
【０１９４】
本発明の軟磁性膜では、Ｒｅが含有されることにより比抵抗が増大している。
また、パルス電流による電気メッキ法を使用することで、Ｆｅの組成比が大きく、しかも高飽和磁束密度Ｂｓを安定して発生させることのできるＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜を得ることができる。
【０１９５】
これにより、磁気ヘッドの高記録密度化の要求に対応可能な高い飽和磁束密度を有し、かつ高周波電流領域におけるうず電流損失を低減するために必要になる大きな比抵抗ρを有する軟磁性膜を得ることができる。
【０１９６】
さらに、ＦｅＮｉＲｅ合金は耐蝕性が良好である。
また、本発明では、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下といった高比抵抗である軟磁性膜であっても、飽和磁束密度Ｂｓを高くすることができる。具体的には、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下であり、かつ飽和磁束密度Ｂｓが１．１４（Ｔ）以上で１．５５（Ｔ）より小さい軟磁性膜を得ることができる。
【０１９７】
また、本発明のＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜は、保磁力Ｈｃを１２０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。
【０１９８】
或いは、本発明では、飽和磁束密度Ｂｓが１．７５（Ｔ）以上で１．８９（Ｔ）より小さいといった高飽和磁束密度である軟磁性膜であっても、比抵抗ρを高くすることができる。具体的には、飽和磁束密度Ｂｓが１．７５（Ｔ）以上で１．８９（Ｔ）より小さく、かつ比抵抗が３４μΩ・ｃｍより大きく７６μΩ・ｃｍ以下である軟磁性膜を得ることができる。
【０１９９】
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
また、本発明のＦｅＮｉＲｅ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。
【０２００】
また、薄膜磁気ヘッドの下部コア層、上部コア層、下部磁極層あるいは上部磁極層を耐蝕性に優れた前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜として形成することにより、薄膜磁気ヘッドと記録媒体の表面との距離を小さくして高記録密度化対応を図ったときの薄膜磁気ヘッドの腐蝕を低減して信頼性を向上させることができる。
【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】本発明の薄膜磁気ヘッドが形成されたスライダの全体図、
【図９】組成式が（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（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Ｒｅ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１０】組成式が（ＦｅxＮｉy）aＲｅb（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Ｒｅの組成ｂ（質量％）と、比抵抗ρとの関係を示すグラフ、
【図１１】（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から１０．１（質量％）の範囲で変化させて比抵抗ρと飽和磁束密度Ｂｓを測定した結果を示すグラフ、
【図１２】（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金中のＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．７３０に固定し、Ｒｅ濃度ｂを０（質量％）から６．９（質量％）の範囲で変化させて比抵抗ρと飽和磁束密度Ｂｓを測定した結果を示すグラフ、
【図１３】ＦｅのＮｉに対する組成比ｘを０．５６０または０．７３０に固定しＲｅ濃度ｂを変化させた（ＦｅxＮｉy）aＲｅb合金からなる軟磁性膜の磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃ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 (9)
- 組成式が（Ｆｅ x Ｎｉ y ） a Ｒｅ b （ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ＜０．５８、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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合金からなり、比抵抗が５０μΩ・ｃｍより大きく９８μΩ・ｃｍ以下であり、飽和磁束密度Ｂｓが１．１４（Ｔ）以上で１．５５（Ｔ）より小さく、保磁力Ｈｃが１２０（Ａ／ｍ）以下であることを特徴とする軟磁性膜。
- 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、
少なくとも一方のコア層は、請求項１に記載された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。 - 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２記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記下部磁極層が前記ＦｅＮｉＲｅ合金からなる軟磁性膜により形成されている請求項３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ている請求項２記載の薄膜磁気ヘッド。 - 前記コア層は、少なくとも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、あるいは前記磁極層が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、前記軟磁性膜により形成されている請求項２ないし５のいずれかに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、
前記上部磁極層、あるいは、前記下部磁極層、又は、前記上部磁極層及び前記下部磁極層は、請求項１に記載された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。 - 前記コア層は、少なくとも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、あるいは前記磁極層が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た側の磁性層が、前記軟磁性膜により形成されている請求項７に記載の薄膜磁気ヘッド。
- メッキ浴中に含まれるＦｅイオン／Ｎｉイオン比を、０．１２〜０．２９とし、Ｒｅイオン濃度を、０．０１〜０．０４ｇ／ｌとし、メッキ浴のｐＨを３．０〜４．０に設定し、メッキ浴温度を２５〜３０℃に設定して、組成式が（Ｆｅ x Ｎｉ y ） a Ｒｅ b （ただし、ｘ、ｙは質量％比で０．５４≦ｘ＜０．５８、ｘ＋ｙ＝１、ａ，ｂは質量％で、０質量％＜ｂ≦１０．１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をパルス電流を用いた電気メッキ法にてメッキ形成することを特徴とする軟磁性膜の製造方法。
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