JP4212428B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
薄膜磁気ヘッド Download PDFInfo
- Publication number
- JP4212428B2 JP4212428B2 JP2003292840A JP2003292840A JP4212428B2 JP 4212428 B2 JP4212428 B2 JP 4212428B2 JP 2003292840 A JP2003292840 A JP 2003292840A JP 2003292840 A JP2003292840 A JP 2003292840A JP 4212428 B2 JP4212428 B2 JP 4212428B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- layer
- composition ratio
- alloy
- boundary line
- 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
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 160
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 138
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 138
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 36
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 16
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 167
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 52
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 39
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 35
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 31
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 22
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 description 18
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 8
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 8
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 5
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910019233 CoFeNi Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- -1 polyoxyethylene nonyl phenyl ether Polymers 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910017121 AlSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910000691 Re alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000702 sendust Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- G11B5/187—Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features
- G11B5/1875—"Composite" pole pieces, i.e. poles composed in some parts of magnetic particles and in some other parts of magnetic metal layers
- G11B5/1877—"Composite" pole pieces, i.e. poles composed in some parts of magnetic particles and in some other parts of magnetic metal layers including at least one magnetic thin film
- G11B5/1878—"Composite" pole pieces, i.e. poles composed in some parts of magnetic particles and in some other parts of magnetic metal layers including at least one magnetic thin film disposed immediately adjacent to the transducing gap, e.g. "Metal-In-Gap" structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
-
- 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
- G11B5/1274—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive with "composite" cores, i.e. cores composed in some parts of magnetic particles and in some other parts of magnetic metal layers
- G11B5/1276—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive with "composite" cores, i.e. cores composed in some parts of magnetic particles and in some other parts of magnetic metal layers including at least one magnetic thin film
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- H01F10/26—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the substrate or intermediate layers
- H01F10/30—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the substrate or intermediate layers characterised by the composition of the intermediate layers, e.g. seed, buffer, template, diffusion preventing, cap layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
本発明は、記録用の薄膜磁気ヘッドに係り、特にギャップ層をＮｉＰＲｅ合金でメッキ形成したときにその組成比の適正化を図ることにより種々の特性の向上を図る薄膜磁気ヘッドに関する。
例えば以下の特許文献１には、ギャップ層としてＮｉＰ合金やＮｉＰＷ合金が使用されている。ＮｉＰ合金やＮｉＰＷ合金はメッキ形成が可能であり、特許文献１に示す下部磁極層２１、ギャップ層２２及び上部磁極層３５の３層を連続してメッキ形成でき、磁極部の狭小化をより適切に促進させることが可能である。
また特許文献２には、ギャップ層としてＲｅなどの金属膜、あるいはこの金属膜を主体とした合金が開示されている。さらに薄膜磁気ヘッドの技術分野では無いが、特許文献３には、薄膜トランジスタのバリア膜としてＮｉＰ−Ｒｅ合金を使用することが開示されている。また特許文献４には、半導体素子のある一部位に使用される材質として、Ｒｅを含むニッケル合金が開示されている。
特開２００２−２９８３１０号公報
特開平１１−２１３３３２号公報
特開２００２−３５３２２２号公報
特開平５−３３５３１４号公報
ところで薄膜磁気ヘッドのギャップ層として必要な特性及び物性としては、非磁性であること、磁極層との界面での元素拡散が少ないこと、耐薬品性等が挙げられる。
このうち、ＮｉＰ合金は、本発明者が実験を行った結果、スライダ加工時等で使用するアルカリ水溶液に弱く、アルカリ水溶液に曝されると溶け出すなどの不具合を生じることがわかった。ギャップ層であるＮｉＰ合金が溶け出しそこに空間等が形成されていると、ギャップ層の上下に設けられた磁極層が、たとえば前記空間内から腐蝕したり、記録媒体上を摺動した際に損傷を受けやすくなるなどの不具合が生じるため、ギャップ層に用いられる材質はアルカリ水溶液に強いことが望ましい。
またＮｉＰ合金は、元素Ｐの組成比を適正化すれば非磁性となるが、本発明者が実験をしたところ、元素Ｐを約１６質量％以上含有しないと、２００℃の加熱処理後で磁性を持つことがわかった。加熱工程は薄膜磁気ヘッドの製造過程では必然であり、少なくとも２００℃程度の加熱処理後において非磁性を保つことが望ましい。
また元素Ｐは、合金内で最大で１８質量％程度までしか含有できないことがわかっており、この結果、ＮｉＰ合金を適切に非磁性化するには、非常に狭い許容範囲内で元素Ｐの含有量を調整する必要があった。
また特許文献２では、Ｒｅを用いた合金としたときに、その具体的な組成及び組成比は開示されておらず、前記合金膜が、実際にギャップ層として必要な上記した特性や物性を持ちえているのか不明である。
また特許文献３には［００３５］欄に、Ｒｅの含有量は５０〜７５％であると開示されているが、後述する実験では、このようにＲｅの含有量が高いと、特に加熱処理により元素拡散が生じやすく、好ましくないことがわかった。
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特にギャップ層として使用されるＮｉＰＲｅ合金の組成比を適正化することで、ギャップ層として必要な特性及び物性を向上させることが可能な薄膜磁気ヘッドを提供することを目的としている。
本発明は、記録媒体との対向面側に設けられた磁極部、前記磁極部に記録磁界を導く磁気回路構成部、記録磁界を誘導するためのコイル層を有し、前記磁極部が、下から下部磁極層、ギャップ層及び上部磁極層の順に積層された薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記ギャップ層は、ＮｉＰＲｅ合金でメッキ形成されたものであり、
ＮｉＰＲｅ合金の組成比は、図４及び図５に示す三元図で、
ａ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８４質量％：１６質量％：０質量％）と、
ｂ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（７２質量％：０質量％：２８質量％）とを結んだ直線の境界線Ａ（境界線Ａ上を含む）と、
ｃ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（２０質量％：０質量％：８０質量％）と、
ｄ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８２質量％：１８質量％：０質量％）とを結んだ直線の境界線Ｆ（境界線Ｆ上を含む）と、
Ｒｅの組成比が２質量％である直線の境界線Ｂ（境界線Ｂ上を含む）と、
Ｒｅの組成比が４６質量％である直線の境界線Ｃ（境界線Ｃ上を含む）と、
Ｐの組成比が、４質量％である直線の境界線Ｄ（境界線Ｄ上を含む）と、
で囲まれた範囲内であることを特徴とするものである。
前記ギャップ層は、ＮｉＰＲｅ合金でメッキ形成されたものであり、
ＮｉＰＲｅ合金の組成比は、図４及び図５に示す三元図で、
ａ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８４質量％：１６質量％：０質量％）と、
ｂ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（７２質量％：０質量％：２８質量％）とを結んだ直線の境界線Ａ（境界線Ａ上を含む）と、
ｃ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（２０質量％：０質量％：８０質量％）と、
ｄ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８２質量％：１８質量％：０質量％）とを結んだ直線の境界線Ｆ（境界線Ｆ上を含む）と、
Ｒｅの組成比が２質量％である直線の境界線Ｂ（境界線Ｂ上を含む）と、
Ｒｅの組成比が４６質量％である直線の境界線Ｃ（境界線Ｃ上を含む）と、
Ｐの組成比が、４質量％である直線の境界線Ｄ（境界線Ｄ上を含む）と、
で囲まれた範囲内であることを特徴とするものである。
上記した組成範囲内でメッキ形成されたＮｉＰＲｅ合金は、後述する実験結果によれば、非磁性状態を保ち、また耐薬品性に優れ、さらに加熱処理においても磁極層との界面で元素拡散が生じにくいものであることがわかった。
また本発明では、前記Ｐの組成比は８質量％以上であることが好ましい。これにより特に耐薬品性を向上させることができるとともに、高い温度の加熱によっても非磁性状態を適切に保つことができる。
また本発明では、前記Ｒｅの組成比は、１０質量％以上であることが好ましい。これによってより効果的に耐薬品性を向上させることができる。
また本発明では、前記Ｒｅの組成比は、３０質量％以下であることが好ましい。これによってより効果的に磁極層との界面での元素拡散を抑制できる。
本発明によれば、ギャップ層として使用されるＮｉＰＲｅ合金の組成比を適正化することで、耐薬品性に優れるとともに、高い温度の加熱によっても良好に非磁性状態を保ち、さらに磁極層との界面での元素拡散を抑制することができるＮｉＰＲｅ合金をメッキ形成できる。
図１は、本発明における薄膜磁気ヘッドの構造を示す部分正面図、図２は図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部分断面図である。
図１に示す薄膜磁気ヘッドは、記録用のインダクティブヘッドであるが、本発明では、このインダクティブヘッドの下に、磁気抵抗効果を利用した再生用ヘッド（いわゆるＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲなどを用いたＭＲヘッド）が積層されていてもよい。
図１に示す符号２０は、例えばＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金などの磁性材料で形成された下部コア層である。なお、前記下部コア層２０の下側に再生用ヘッドが積層される場合、前記下部コア層２０とは別個に、磁気抵抗効果素子をノイズから保護するシールド層を設けてもよいし、あるいは、前記シールド層を設けず、前記下部コア層２０を、前記再生用ヘッドの上部シールド層として機能させてもよい。
図１に示すように前記下部コア層２０の両側には、絶縁層２３が形成される。また図１に示すように、下部磁極層２１の基端から延びる下部コア層２０の上面２０ａはトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向に延びて形成されていてもよく、あるいは上部コア層２６から離れる方向に傾斜する傾斜面２０ｂ，２０ｂが形成されていてもよい。前記下部コア層２０の上面に傾斜面２０ｂ，２０ｂが形成されることで、サイドフリンジングの発生をより適切に低減させることができる。
図１に示すように、前記下部コア層２０上には、磁極部２４が形成され、前記磁極部２４は記録媒体との対向面に露出形成されている。この実施例において前記磁極部２４はトラック幅Ｔｗで形成された、いわばトラック幅規制部である。前記トラック幅Ｔｗは、０．７μｍ以下で形成されることが好ましく、より好ましくは０．５μｍ以下である。
図１に示す実施例では、前記磁極部２４は、下部磁極層２１、ギャップ層２２、および上部磁極層３５の積層構造で構成されている。
図１に示すように、前記下部コア層２０上には、メッキ下地層２５（図２を参照のこと）を介して、磁極部２４の最下層となる下部磁極層２１がメッキ形成されている。前記下部磁極層２１は、下部コア層２０と磁気的に接続されており、前記下部磁極層２１は、前記下部コア層２０と同じ材質でも異なる材質で形成されていてもどちらでもよい。前記下部磁極層２１はＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金などの磁性材料を用いて形成される。また前記下部磁極層２１は、単層膜でも多層膜で形成されていてもどちらでもよい。また前記メッキ下地層２５は設けられていなくてもよい。
前記下部磁極層２１上には、非磁性のギャップ層２２が積層されている。前記ギャップ層２２は前記下部磁極層２１上にメッキ形成されている。
次に前記ギャップ層２２上には、後述する上部コア層２６と磁気的に接続する上部磁極層３５がメッキ形成されている。なお前記上部磁極層３５は、上部コア層２６と同じ材質で形成されていてもよいし、異なる材質で形成されていてもよい。前記上部磁極層３５はＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金などの磁性材料を用いて形成される。また前記上部磁極層３５は、単層膜でも多層膜で形成されていてもどちらでもよい。
なお本発明では前記磁極部２４は、ギャップ層２２及び上部磁極層３５からなる積層膜で形成されていてもよい。
図２のように、前記磁極部２４は、記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）からハイト方向（図示Ｙ方向）にかけて長さ寸法Ｌ１で形成されている。前記磁極部２４と下部コア層２０間には例えば有機絶縁材料などで形成されたＧｄ決め層２７が形成されている。なお前記Ｇｄ決め層２７の先端から記録媒体との対向面までの距離はＬ２で形成され、この距離Ｌ２はギャップデプス（Ｇｄ）である。
また図２に示すように、前記磁極部２４のハイト方向（図示Ｙ方向）の後方であって下部コア層２０上には絶縁下地層２８を介してコイル層２９が螺旋状に巻回形成されている。前記絶縁下地層２８は、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2等の絶縁材料で形成されていることが好ましい。
さらに前記コイル層２９の各導体部のピッチ間は、絶縁層３０によって埋められている。前記絶縁層３０は、有機絶縁材料やＡｌ2Ｏ3等の無機絶縁材料とのを組み合わせて形成されるが、記録媒体との対向面には、前記無機絶縁材料が露出するように構成されている。
前記絶縁層３０は、図１に示すように、前記磁極部２４のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成され、前記絶縁層３０は記録媒体との対向面に露出形成されている。
図２に示すように、前記絶縁層３０上には、第２のコイル層３３が螺旋状に巻回形成されている。
図２に示すように、前記第２のコイル層３３は、レジストやポリイミド等の有機材料で形成された絶縁層３２によって覆われ、前記絶縁層３２上には、ＮｉＦｅ合金等で形成された上部コア層２６が例えばフレームメッキ法等によりパターン形成されている。
また図２に示すように、前記上部コア層２６の先端部２６ａは、前記上部磁極層３５上に磁気的に接続されて形成され、前記上部コア層２６の基端部２６ｂは、下部コア層２０上にＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成された持上げ層３６上に磁気的に接続されて形成されている。なお前記持上げ層３６は形成されていなくても良く、この場合、前記上部コア層２６の基端部２６ｂは、下部コア層２０上に直接接続されることになる。前記上部コア層２６上はＡｌ2Ｏ3等の保護層３４によって覆われている。
なお図１及び図２に示す薄膜磁気ヘッドにおいて、「磁極部に記録磁界を導く磁気回路構成部」は、下部コア層２０、持上げ層３６、及び上部コア層２６である。
本発明の特徴的部分について以下に説明する。
本発明では、前記ギャップ層２２は、ＮｉＰＲｅ合金でメッキ形成されたものである。
本発明では、前記ギャップ層２２は、ＮｉＰＲｅ合金でメッキ形成されたものである。
本発明におけるＮｉＰＲｅ合金のうち、元素Ｐと元素Ｒｅは、合金の非晶質化を促進させる働きがある。しかし例えばＮｉＲｅ合金などでは、合金は結晶化しやすく、またＮｉＰＲｅ合金でも元素Ｐと元素Ｒｅの組成比により結晶化しやすい。結晶化はアルカリ水溶液に対する耐薬品性を低下させたり、磁性を帯びやすい状態になるなど好ましくない。
一方、ＮｉＰＲｅ合金が非晶質化しても、やはり元素Ｒや元素Ｒｅの組成比によっては、耐薬品性の低下や磁性化、さらには界面拡散が生じやすい状態になる。
本発明では、後述する種々の実験を行った結果、以下に述べる組成比の範囲を得るに至ったのであり、本発明における組成比の範囲内では、ＮｉＰＲｅ合金を非晶質状態にできるとともに、アルカリ水溶液に対する耐薬品性に優れ、高い温度の加熱処理後においても非磁性状態を保ち、さらに加熱下で下部磁極層２１や上部磁極層３５との界面での元素拡散を抑制できる等、ギャップ層として必要な特性及び物性を持つＮｉＰＲｅ合金を得ることが可能である。
本発明での前記ＮｉＰＲｅ合金の組成比の範囲は図４及び図５に示す三元図から規定される。
図４及び図５は、底辺を元素Ｎｉの組成比軸とし、左側辺を元素Ｒｅの組成比軸とし、右側辺を元素Ｐの組成比軸とした三元図であり、図４に示すように、元素Ｎｉの組成比軸は図示右側から左側に向うに従って０質量％から１００質量％まで大きくなり、元素Ｒｅの組成比軸は図示下側から上側に向うに従って０質量％から１００質量％まで大きくなり、元素Ｐの組成比軸は図示上側から下側に向うに従って０質量％から１００質量％まで大きくなっている。
図４の三元図は、アルカリ水溶液に対するエッチングレート（Ｅ．Ｒ）の実験結果を掲載したもので、エッチングレートの単位は、（ｎｍ／Ｈｒ）である。前記エッチングレートが小さくなるほど耐薬品性に優れたものとなる。なお図４の実験における前記アルカリ水溶液には、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等からなる水溶液を使用した。
図５の三元図は、耐熱性に関する実験結果である。この明細書において「耐熱性に優れた」とは、ある加熱温度処理後において非磁性状態を保ち得ることを示し、「耐熱性に劣る」とは、ある加熱温度処理後において磁性を持ってしまうことを示す。以下、特に断わらない限り「耐熱性」とは上記のことを意味している。
なお図５の三元図上にある「ａｓ Ｐｌａｔｅ」の組成比ポイントは、非加熱状態で「磁性」となった組成比であることを意味する。同様に三元図上にある「２００℃」「２５０°℃」「３００℃」での各組成比ポイントは、これらの温度にて加熱処理後に「磁性」となった組成比であることを意味する。一方、三元図上にある「Ｏｖｅｒ ３００℃」の組成比ポイントは、３００℃の加熱処理後では「磁性」を帯びず、「非磁性」であった組成比であることを意味する。
本発明では、前記ギャップ層２２に使用されるＮｉＰＲｅ合金は、加熱状態、特に２００℃程度の加熱状態でも非磁性状態であるとともに、アルカリ水溶液に対する耐食性に優れ、しかも加熱状態において下部磁極層２１や上部磁極層３５との界面での元素拡散が生じないものであることが好ましく、そのような特性及び物性を有する組成比を後述する実験から求めた結果、次の組成範囲を得ることができた。
すなわち本発明のＮｉＰＲｅ合金の組成比は、図４及び図５に示す三元図で、
ａ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８４質量％：１６質量％：０質量％）と、
ｂ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（７２質量％：０質量％：２８質量％）とを結んだ直線の境界線Ａ（境界線Ａ上を含む）と、
Ｒｅの組成比が２質量％である直線の境界線Ｂ（境界線Ｂ上を含む）と、
Ｒｅの組成比が４６質量％である直線の境界線Ｃ（境界線Ｃ上を含む）と、
Ｐの組成比が、４質量％である直線の境界線Ｄ（境界線Ｄ上を含む）と、
Ｐの組成比が、１８質量％である直線の境界線Ｅ（境界線Ｄ上を含む）と、
で囲まれた範囲内で、ある。
ａ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８４質量％：１６質量％：０質量％）と、
ｂ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（７２質量％：０質量％：２８質量％）とを結んだ直線の境界線Ａ（境界線Ａ上を含む）と、
Ｒｅの組成比が２質量％である直線の境界線Ｂ（境界線Ｂ上を含む）と、
Ｒｅの組成比が４６質量％である直線の境界線Ｃ（境界線Ｃ上を含む）と、
Ｐの組成比が、４質量％である直線の境界線Ｄ（境界線Ｄ上を含む）と、
Ｐの組成比が、１８質量％である直線の境界線Ｅ（境界線Ｄ上を含む）と、
で囲まれた範囲内で、ある。
まず前記境界線Ａについて説明すると、図４及び図５に示す三元図上において、前記境界線Ａよりも左側の組成比領域（境界線Ａ上を含まない）では、ＮｉＰＲｅ合金は、２００℃程度の加熱状態で「磁性」を帯びやすい。一方、ＮｉＰＲｅ合金は、前記境界線Ａよりも右側の組成比領域（境界線Ａ上を含む）では、２００℃程度の加熱状態でも非磁性状態になる。
前記境界線Ａよりも左側の組成比領域は、斜め左下方向に向うに従って元素Ｒｅと元素Ｐとの各組成比がともに低くなる領域である。
ＮｉＰ合金は、元素Ｐが約１６質量％程度含まれていれば２００℃の加熱処理後においても非磁性になりやすいが、ＮｉＰＲｅ合金の場合、たとえ元素Ｐが約１６質量％を下回っても、ある程度Ｒｅが含有されていれば、ＮｉＰＲｅ合金は非磁性になる。しかし、境界線Ａよりも左側の組成比領域では、良好な非晶質状態にならず、前記境界線Ａよりも左側の組成比領域でのＮｉＰＲｅ合金は２００℃程度の加熱温度で磁性を帯びてしまう。
次に、図４及び図５に示す境界線Ｂは、元素Ｒｅの下限値を規定した境界線であり、前記Ｒｅを２質量％以上含有させることで、効果的に、加熱処理後において非磁性状態を保ち得ることがわかった。
また図４及び図５に示す境界線Ｃは、元素Ｒｅの上限値を規定した境界線であり、前記Ｒｅを４６質量以下にすることで、加熱下で、下部磁極層２１及び上部磁極層３５との界面での元素拡散を効果的に抑制できることがわかった。
また図４及び図５に示す境界線Ｄは、元素Ｐの下限値を規定した境界線であり、元素Ｐを４質量％程度まで小さくしても境界線ＡないしＥで囲まれた組成比の範囲内では、逆に元素Ｒｅを大きくできるため、耐熱性及び耐食性を適切に向上させることが可能であることがわかった。
また図４及び図５に示す境界線Ｅは、元素Ｐの上限値を規定した境界線であるが、この境界（元素Ｐが１８質量％以下）は、元素ＰをＮｉＰＲｅ合金内に含有させることができる最大値であり、これ以上元素Ｐを含有させることはできない。
境界線Ａ〜Ｅで囲まれた組成範囲内では、図４に示すように、アルカリ水溶液に対するエッチングレートを７（ｎｍ／Ｈｒ）より小さくでき、従来、ギャップ層として使用されていたＮｉＰ合金に比べてエッチングレートを低くできることがわかる。
特に境界線Ａ〜Ｅで囲まれた組成範囲内において、Ｎｉ、Ｐ及びＲｅの組成比をより限定すれば、アルカリ水溶液に対するエッチングレートを飛躍的に小さくさせることが可能であり、具体的には、前記エッチングレートを２（ｎｍ／Ｈｒ）より小さくすることが可能である。
また境界線Ａ〜Ｅで囲まれた組成範囲内では、図５に示すように、２００℃程度の加熱温度でも非磁性状態を保ち、従来、ギャップ層として使用されていたＮｉＰ合金に比べて、組成比の適用範囲を広げても、効果的に耐熱性を向上させることができるとわかる。
本発明では、前記境界線Ａ〜Ｅで囲まれた組成範囲内をさらに以下のように限定することが、より効果的である。
すなわち図４及び図５の三元図において、
ｃ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（２０質量％：０質量％：８０質量％）と、
ｄ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８２質量％：１８質量％：０質量％）とを結んだ直線を、境界線Ｆ（境界線Ｆ上を含む）としたとき、
ＮｉＰＲｅ合金の組成比は、境界線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＦで囲まれた範囲内であることが好ましい。
ｃ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（２０質量％：０質量％：８０質量％）と、
ｄ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８２質量％：１８質量％：０質量％）とを結んだ直線を、境界線Ｆ（境界線Ｆ上を含む）としたとき、
ＮｉＰＲｅ合金の組成比は、境界線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＦで囲まれた範囲内であることが好ましい。
前記境界線Ｆは、図４に示すように、ちょうどアルカリ水溶液に対するエッチングレートが０（ｎｍ／Ｈｒ）より大きく１（ｎｍ／Ｈｒ）より小さくなる丸印の組成比ポイントの右脇に位置する直線であり、この境界線Ｆ（境界線Ｆを含む）よりも左側の組成比領域を、境界線Ｆとともに、境界線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲んだ組成範囲では、より確実にアルカリ水溶液に対するエッチングレートを小さくできる。また、境界線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＦで囲まれた範囲内であれば、図５の耐熱性の三元図を見てもわかるように、より確実に２００℃程度の加熱処理後でも非磁性状態を保ち得ることがわかる。
次に本発明では、元素Ｐの組成比は８質量％以上であることが好ましい。すなわち図４及び図５に示す三元図で、上記した組成比の範囲を規制する境界線の一つを境界線Ｃ（元素Ｐの組成比が４質量％のライン）から境界線Ｇに置き換える。
これにより図４に示すように、アルカリ水溶液に対するエッチングレートが６（ｎｍ／Ｈｒ）より大きく７（ｎｍ／Ｈｒ）より小さい組成比が外れ、前記エッチングレートを６（ｎｍ／Ｈｒ）よりも小さい値にできる。
また図５に示すように、２５０℃で磁性を帯びた組成比が外れ、３００℃程度の加熱処理後でも非磁性状態を良好に保つＮｉＰＲｅ合金を得ることが可能になる。
また本発明では、元素Ｒｅの組成比は１０質量％以上であることが好ましい。すなわち図４及び図５に示す三元図で、上記した組成比の範囲を規制する境界線の一つを境界線Ｂ（元素Ｒｅの組成比が２質量％のライン）から境界線Ｈに置き換える。これにより図４に示すように、エッチングレートが４（ｎｍ／Ｈｒ）より大きく６（ｎｍ／Ｈｒ）より小さい組成比のほとんどがＮｉＰＲｅ合金の組成範囲内に含まれなくなり、より効果的にアルカリ水溶液に対する耐薬品性を向上させることができるとわかる。
また本発明では、元素Ｒｅの組成比は３０質量％以下であることが好ましい。すなわち図４及び図５に示す三元図で、上記した組成比の範囲を規制する境界線の一つを境界線Ｃ（元素Ｒｅの組成比が４６質量％のライン）から境界線Ｉに置き換える。これにより後述する実験によれば、より確実に加熱下で下部磁極層２１及び上部磁極層３５との界面での元素拡散を抑制することが可能である。
図３Ａは、図２に示す薄膜磁気ヘッドの変形例である。図２と同じ符号が付けられている層は図２と同じ層を示している。
図３Ａでは、メッキ絶縁下地層２８上に導電性材料で形成された複数本の第１のコイル片８１が形成されている。前記第１のコイル片８１上を覆う絶縁層３０はその上面が前記上部磁極層３５の上面と同一平面上にあり、前記上部磁極層３５上から前記絶縁層３０上にかけて上部コア層２６が形成されている。
図３Ａに示すように前記上部コア層２６の上には、例えばレジストなどの絶縁材料で形成された絶縁層８０が形成されている。前記絶縁層８０は有機絶縁材料で形成されていることが好ましい。図３Ａに示すように前記絶縁層８０上には、導電性材料で形成された複数本の第２のコイル片８２が形成されている。
前記第１のコイル片８１と第２のコイル片８２とは、それぞれのトラック幅方向における端部同士が電気的に接続されており、前記第１のコイル片８１と第２のコイル片８２とでトロイダルコイル層が構成されている。
次に図３Ｂは、図１ないし図３Ａに示す薄膜磁気ヘッドとは構造が異なる薄膜磁気ヘッドの部分縦断面図である。
符号５０はアルミナチタンカーバイト（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）などで形成されたスライダであり、前記スライダ５０上にＡｌ2Ｏ3層５１が形成されている。
前記Ａｌ2Ｏ3層５１上には、ＮｉＦｅ系合金やセンダストなどで形成された下部シールド層５２が形成され、前記下部シールド層５２の上にＡｌ2Ｏ3などで形成された下部ギャップ層や上部ギャップ層からなるギャップ層５３が形成されている。
前記ギャップ層５３内にはスピンバルブ型薄膜素子などのＧＭＲ素子に代表される磁気抵抗効果素子５４が形成されており、前記磁気抵抗効果素子５４の前端面は記録媒体との対向面から露出している。
前記ギャップ層５３上にはＮｉＦｅ系合金などで形成された上部シールド層５７が形成されている。
図３Ｂに示すように前記上部シールド層５７上には、Ａｌ2Ｏ3などで形成された分離層５８が形成されている。前記分離層５８の上に下部コア層５９が形成されている。
前記下部コア層５９上には記録媒体との対向面からハイト方向（図示Ｙ方向）にかけて所定の長さ寸法で形成された隆起層６２が形成されている。さらに前記隆起層６２のハイト方向（図示Ｙ方向）には、所定距離離れた位置にバックギャップ層６３が前記下部コア層５９上に形成されている。
前記隆起層６２及びバックギャップ層６３は磁性材料で形成され、また前記隆起層６２及びバックギャップ層６３は単層であってもよいし多層の積層構造で形成されていてもよい。
前記隆起層６２とバックギャップ層６３間の下部コア層５９上にはコイル絶縁下地層６４が形成され、前記コイル絶縁下地層６４上には、導電性材料で形成された複数本の第１のコイル片６５が形成されている。
前記第１のコイル片６５上はＡｌ2Ｏ3などの無機絶縁材料や有機絶縁材料で形成されたコイル絶縁層６６で埋められている。図３Ｂに示すように前記隆起層６２の上面、コイル絶縁層６６の上面、及びバックギャップ層６３の上面は図３Ｂに示す基準面Ａに沿った連続した平坦化面となっている。
図３Ｂに示すように前記隆起層６２及びコイル絶縁層６６の平坦化面上には、前記記録媒体との対向面からハイト方向（図示Ｙ方向）に所定の距離離れた位置からハイト方向に向けてＧｄ決め層６８が形成されている。
また図３Ｂに示すように、記録媒体との対向面から前記Ｇｄ決め層６８の前端面６８ａまでの隆起層６２上、前記Ｇｄ決め層６８の後端面６８ｂよりハイト方向のコイル絶縁層６６上、及び前記バックギャップ層６３上に、下から下部磁極層６９及びギャップ層７０が形成されている。前記下部磁極層６９及びギャップ層７０はメッキ形成されている。
また図３Ｂに示すように前記ギャップ層７０上及びＧｄ決め層６８上には、上部磁極層７１がメッキ形成され、さらに前記上部磁極層７１上には上部コア層７２がメッキ形成されている。
図３Ｂに示すように前記上部コア層７２の上には、例えばレジストなどの絶縁材料で形成された絶縁層７８が形成されている。前記絶縁層７８は有機絶縁材料で形成されていることが好ましい。
図３Ｂに示すように前記絶縁層７８上には、導電性材料で形成された複数本の第２のコイル片７６が形成されている。
前記第１のコイル片６５と第２のコイル片７６とは、それぞれのトラック幅方向における端部同士が電気的に接続されており、前記第１のコイル片６５と第２のコイル片７６とでトロイダルコイル層７７が構成されている。
前記トロイダルコイル層７７上にはＡｌ2Ｏ3やＡｌＳｉＯなどの絶縁材料で形成された保護層７５が形成されている。
図３Ｂに示す実施形態でも前記ギャップ層７０は、ＮｉＰＲｅ合金でメッキ形成される。前記ＮｉＰＲｅ合金の組成比は、図４及び図５を用いて説明した通りの範囲であり、これによりアルカリ水溶液に対する耐食性に優れ、加熱処理後、非磁性状態を良好に保ち、さらに加熱下で下部磁極層６９及び上部磁極層７１との界面での元素拡散を適切に抑制できるギャップ層７０を形成することができる。
なお本発明での薄膜磁気ヘッドは図１ないし図３の構造に限るものでは無い。磁極部と、前記磁極部に記録磁界を導く磁気回路構成部（コア層やバックギャップ層で構成される）、前記記録磁界を誘導するためのコイル層とを有し、前記磁極部が少なくともギャップ層とその上に形成された上部磁極層とで構成される薄膜磁気ヘッドであれば、本発明を適用したときに薄膜磁気ヘッドの性能を飛躍的に向上させることができる。
本発明では、以下に示すように種々の実験を行った結果、図４及び図５に示す三元図上からＮｉＰＲｅ合金の良好な組成比の範囲を規定するに至った。
まずは図６及び図７を用いて、アルカリ水溶液に対するエッチングレートの実験結果に関し説明する。
実験では、ＮｉＰＲｅ合金をベタ膜でメッキ形成し、アルカリ水溶液には、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等からなる水溶液を使用し、このアルカリ水溶液に前記ＮｉＰＲｅ合金を１２時間浸し、前記ＮｉＰＲｅ合金がどの程度侵食されるかを元素Ｒｅの組成比及び元素Ｐの組成比を変化させながら測定した。なお図６に示す三角、四角及び菱形の各実験ポイントは、ＮｉＰＲｅ合金中に占める元素Ｐの組成比の違いを示し、三角＜四角＜菱形の順で元素Ｐが増えていく。
図６に示すように、元素Ｐを最も多く含有した実験結果（菱形の実験ポイント）では、元素Ｒｅが０質量％に比べて、若干でも元素Ｒｅを含有すれば、エッチングレートが小さくなることがわかった。
また、元素Ｒｅを増やせば増やすほどエッチングレートは小さくなっていくが、このとき元素Ｐの含有量も多いほどエッチングレートはより効果的に小さくなることがわかった。
図７は、ＮｉＰ合金に対するエッチングレートの実験結果である。実験では、図７と同様にＮｉＰ合金をベタ膜でメッキ形成し、アルカリ水溶液には、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等からなる水溶液を使用し、このアルカリ水溶液に前記ＮｉＰ合金を２０時間浸し、前記ＮｉＰ合金がどの程度侵食されるかを元素Ｐの組成比を変化させながら測定した。
図７に示すように、元素Ｐが大きくなるほどエッチングレートが小さくなっていくことがわかった。
次に、図８ではＮｉＰＲｅ合金の耐熱性を元素Ｒｅの含有量を変化させながら測定し、図９ではＮｉＰ合金の耐熱性を元素Ｐの含有量を変化させながら測定した。
図８に示すように元素Ｒｅが０質量％のとき、すなわちＮｉＰ合金（元素Ｐの組成比は、１６．４質量％）のとき、温度が２３℃では、飽和磁束密度が０Ｔであり、非磁性状態となっているが、加熱温度を３００℃以上にすると飽和磁束密度が０Ｔよりも大きくなり磁性を持つことがわかった。
一方、元素Ｒｅが１．８質量％（元素Ｐは１５．８質量％）のとき、３４０℃程度の加熱では、若干、飽和磁束密度が０Ｔより大きくなり磁性を持つが、３００℃程度の加熱では、飽和磁束密度が０Ｔであり非磁性状態であることがわかった。
元素Ｒｅが５．２質量％（元素Ｐは１５．８質量％）のとき、及び元素Ｒｅが１０．４質量％（元素Ｐは１４．６質量％）のときは、加熱温度が４６０℃程度でも飽和磁束密度は０Ｔであり非磁性状態であることがわかった。
図９では、ＮｉＰ合金に対する耐熱性の実験結果であり、元素Ｐが１５質量％を越えると、加熱温度を２００℃程度まで上昇させても非磁性状態を保ち得ることがわかった。
図８及び図９に示す実験結果からわかることは、ＮｉＰＲｅ合金は、ＮｉＰ合金に比べて耐熱性に優れ、特に元素Ｒｅを２質量％程度含有させれば、耐熱性に非常に優れたＮｉＰＲｅ合金を得ることができることがわかった。
図１０ないし図１３は、非加熱状態、及び加熱処理後のＮｉＰＲｅ合金とＣｏＦｅ合金との界面拡散の状態を測定した実験結果である。図１０ないし１３に示す写真はいずれもＴＥＭ写真である。
実験では、基板上に下からＣｏＦｅ合金／ＮｉＰＲｅ合金／ＣｏＦｅ合金の３層の磁極部をメッキ形成し、非加熱状態の状態をＴＥＭ写真で撮影するとともに（各図の左図）、次に、約２５０℃の加熱を行ない、加熱後の状態をＴＥＭ写真で撮影した（各図の右図）。
またＴＥＭ写真の撮影とともに、各状態での組成分析を行ない、その結果が図１４ないし図１７に示されている。図１４は図１０に対応し、図１５は図１１に対応し、図１６は図１２に対応し、図１７は図１３に対応する組成分析結果である。組成分析にはＥＤＳを用いて測定した。
図１０ないし図１３のいずれの写真においても、より黒く写っている部分がＮｉＰＲｅ合金層である。
図１０は、ＮｉＰＲｅ合金の組成比をＮｉ：７６．５、Ｐ：１２．２、Ｒｅ：１１．３（いずれも質量％であり、ちょうどギャップ層の中心あたりの組成比を測定したものである。上記各組成比は非加熱状態の組成比であり（左図）、加熱すると若干、組成比に変動が生じる（右図））とした実験結果であり、非加熱状態、及び加熱後でも界面拡散は生じていないように見える。実際、組成分析を行っても図１４に示すように、基板からの距離で約３２０ｎｍから約４３０ｎｍ程度の範囲がＮｉＰＲｅ合金をメッキ形成した位置及び範囲であると思われるが、この範囲内にＮｉ、Ｐ、Ｒｅの各元素が集中し、図１４の左図（非加熱状態）と右図（加熱後）との元素分布にほとんど差が無いことがわかった。
図１１は、ＮｉＰＲｅ合金の組成比をＮｉ：６２．５、Ｐ：８．８、Ｒｅ：２８．７（いずれも質量％であり、ちょうどギャップ層の中心あたりの組成比を測定したものである。上記各組成比は非加熱状態の組成比であり（左図）、加熱すると若干、組成比に変動が生じる（右図））とした実験結果であり、非加熱状態、及び加熱後でも界面拡散は生じていないように見える。実際、組成分析を行っても図１５に示すように、基板からの距離で約３２０ｎｍから約４３０ｎｍ程度の範囲がＮｉＰＲｅ合金をメッキ形成した位置及び範囲であると思われるが、この範囲内にＮｉ、Ｐ、Ｒｅの各元素が集中し、図１５の左図（非加熱状態）と右図（加熱後）との元素分布にほとんど差が無いことがわかった。
図１２は、ＮｉＰＲｅ合金の組成比をＮｉ：５０．３、Ｐ：７．０、Ｒｅ：４２．７（いずれも質量％であり、ちょうどギャップ層の中心あたりの組成比を測定したものである。上記各組成比は非加熱状態の組成比であり（左図）、加熱すると若干、組成比に変動が生じる（右図））とした実験結果である。非加熱状態、及び加熱後でも界面拡散は生じていないように見えるが、若干、図１０や図１１に比べてると、図１２の右図（加熱状態）の、ＣｏＦｅ合金とＮｉＰＲｅ合金との界面がぼやけているようにも見える。
ただし、組成分析を行った実験結果の図１６では、基板からの距離で約３２０ｎｍから約４３０ｎｍ程度の範囲がＮｉＰＲｅ合金をメッキ形成した位置及び範囲であると思われるが、この範囲内にＮｉ、Ｐ、Ｒｅの各元素が集中し、図１６の左図（非加熱状態）と右図（加熱後）との元素分布にほとんど差が無いことがわかり、界面拡散はほとんど生じていないものと推定される。
図１３は、ＮｉＰＲｅ合金の組成比をＮｉ：４７．５、Ｐ：５．１、Ｒｅ：４７．４（いずれも質量％であり、ちょうどギャップ層の中心あたりの組成比を測定したものである。上記各組成比は非加熱状態の組成比であり（左図）、加熱すると若干、組成比に変動が生じる（右図））とした実験結果である。図１３の右図（加熱状態）は、左図（非加熱状態）に比べて、ＣｏＦｅ合金とＮｉＰＲｅ合金との界面がぼやけ、界面拡散が生じているものと想定される。
実際、組成分析を行った実験結果の図１７では、基板からの距離で約３２０ｎｍから約４３０ｎｍ程度の範囲がＮｉＰＲｅ合金をメッキ形成した位置及び範囲であると思われるが、図１７の左図（非加熱状態）に比べて右図（加熱後）では、基板からの距離で約３２０ｎｍから約４３０ｎｍ程度の範囲での元素Ｒｅが減少するとともに、元素Ｒｅがこの範囲を越えて広い範囲に渡って若干ながらも拡散していることがわかった。元素Ｐも図１７の左図に比べて右図の方が広い範囲にわたって分布していることがわかった。
図１０ないし図１３に示す実験では、図１３の元素Ｒｅの組成比が最も高く、図１０の元素Ｒｅの組成比が最も小さい。この実験結果からわかることは、元素Ｒｅをあまり多く含有させすぎると、ＮｉＰＲｅ合金の上下にある磁性層（ＣｏＦｅ合金）との間で加熱により界面拡散を生じるということである。
次に本発明では、図６及び図７に示すアルカリ水溶液に対するエッチングレートの実験結果と、さらに実験ポイントを増やしその結果を図４に示す三元図上に表した。
また図８及び図９に示す耐熱性の実験結果と、さらに実験ポイントを増やしその結果を図５に示す三元図上に表した。なお図５の三元図上にある「ａｓ Ｐｌａｔｅ」での実験ポイントは、非加熱状態で「磁性」となった組成比であることを意味する。同様に三元図上にある「２００℃」「２５０°℃」「３００℃」での各ポイントは、これらの加熱温度処理後において「磁性」となった組成比であることを意味する。一方、三元図上にある「Ｏｖｅｒ ３００℃」での実験ポイントは、３００℃の加熱処理後では「磁性」を帯びず、「非磁性」であった組成比であることを意味する。
本発明では、まず図４及び図５に示す三元図上に、ａ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８４質量％：１６質量％：０質量％）と、ｂ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（７２質量％：０質量％：２８質量％）とを結んだ直線の境界線Ａを引いた。
図４を見てわかるように、この境界線Ａよりも左側の組成比領域には、エッチングレートが１０（ｎｍ／Ｈｒ）よりも大きくなる実験ポイントが存在していることがわかる。元素Ｐの組成比によってはＮｉＰ合金のエッチングレートは１０（ｎｍ／Ｈｒ）より大きくなりやすかったので、ＮｉＰＲｅ合金のエッチングレートは少なくとも１０（ｎｍ／Ｈｒ）以下であることが好ましい。
また図５を見てわかるように、前記境界線Ａよりも左側の組成比領域には、２００℃で磁性を持つ実験ポイントが存在することがわかる。２００℃という加熱温度は実際に、薄膜磁気ヘッドの製造過程で例えば有機絶縁層を硬化させるときなど、最低限必要な温度であるので、２００℃の加熱温度でも非磁性状態を保つことが好ましい。
図４及び図５に示すように、前記境界線Ａよりも右側の組成比領域では、アルカリ水溶液に対するエッチングレートが７（ｎｍ／Ｈｒ）より小さくなるとともに、２００℃の加熱処理後でも適切に非磁性状態を保つことができ、ＮｉＰ合金よりも耐食性及び耐熱性に優れたものとなる。
次に図４及び図５に示す直線の境界線Ｂは、元素Ｒｅの組成比が一定して２質量％である線であり、元素Ｒｅの組成比が２質量％以上であると、図８で説明したように耐熱性を良好に保つことができる。また図４に示すように、前記元素Ｒｅを２質量％以上とすれば、アルカリ水溶液に対し、７（ｎｍ／Ｈｒ）未満のエッチングレートを得ることができるとわかる。
次に、図４及び図５に示す直線の直線の境界線Ｃは、元素Ｒｅの組成比が一定て４６質量％である線であり、図１０ないし図１７に示す実験結果から前記Ｒｅを４６質量以下にすると、加熱下で磁極層との界面での元素拡散を効果的に抑制できる。図１３、１７では、積層直後（左図）におけるＮｉＰＲｅ合金の元素Ｒｅが４７．１質量％であり、この組成比であると加熱後、ＣｏＦｅ合金との界面で元素拡散を生じるため（図１３、図１７の右図）、本発明では、元素Ｒｅの組成比を４６質量％以下に規定した。
次に、図４及び図５に示す境界線Ｄは、元素Ｐが４質量％となる部分である。元素Ｐを４質量％程度まで小さくしていくと、図７や図９などからＮｉＰＲｅ合金の耐食性や耐熱性は大きく低下するような感じがするが、図４及び図５に示すように、本発明では、境界線Ａよりも右側の組成比領域をＮｉＰＲｅ合金の組成比としており、前記境界線Ａと境界線Ｄとの交点での元素Ｒｅの組成比は約２１質量％になるため、この程度の元素Ｒｅを含有していれば、図６や図８の実験結果から耐食性及び耐熱性が向上し、確かに図４や図５を見てわかるように、境界線Ａと境界線Ｄとの交点付近での耐食性や耐熱性は、他の組成域に比べて若干低下する傾向にあるものの、依然として７（ｎｍ／Ｈｒ）未満のエッチングレートを保つとともに、２００℃での加熱処理後での非磁性状態を保つことが可能となっている。
次に、図４及図５に示す境界線Ｅは、元素Ｐの上限値を規定した境界線であるが、この境界（元素Ｐが１８質量％以下）は、元素ＰをＮｉＰＲｅ合金内に含有させることができる最大値であり、これ以上元素Ｐを含有させることは製造工程上困難である。従って元素Ｐの最大値を１８質量％以下と規定した。
本発明では、上記した境界線ＡないしＥによって囲まれた範囲が、Ｎｉ、Ｐ及びＲｅの組成範囲として規定される。なお各境界線上も本発明の組成比として含む。
次に本発明では、前記境界線Ａ〜Ｅで囲まれた組成範囲内をさらに以下のように限定することが、より効果的である。
図４及び図５の三元図において、ｃ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（２０質量％：０質量％：８０質量％）と、ｄ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８２質量％：１８質量％：０質量％）とを結んだ直線を、境界線Ｆ（境界線Ｆ上を含む）としたとき、ＮｉＰＲｅ合金の組成比は、境界線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＦで囲まれた範囲内であることが好ましい。
図４を見ると、エッチングレートが０（ｎｍ／Ｈｒ）より大きく１（ｎｍ／Ｈｒ）未満となる実験ポイント（白抜きの丸印）は、三元図上にて右斜め上方に向けてほぼ直線的に延びていることがわかる。これらの実験ポイントのちょうど右脇を通るように引いたのが境界線Ｆである。前記境界線Ｆ（境界線Ｆを含む）よりも左側の組成比領域を、境界線Ｆとともに、境界線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲んだ組成範囲では、より確実にアルカリ水溶液に対するエッチングレートを小さくできる。また、境界線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＦで囲まれた範囲内であれば、図５の耐熱性の三元図を見てもわかるように、より確実に２００℃程度の加熱処理後でも非磁性状態を保ち得ることがわかる。
次に本発明では、元素Ｐの組成比は８質量％以上であることが好ましい。すなわち図４及び図５に示す三元図で、上記した組成比の範囲を規制する境界線の一つを境界線Ｃ（元素Ｐの組成比が４質量％のライン）から境界線Ｇに置き換える。
図７や図９を見てわかるように、ＮｉＰ合金において、元素Ｐの含有量を８質量％以上にすれば、元素Ｐがそれより低い場合に比べてアルカリ水溶液に対する耐食性及び耐熱性を向上させることが可能である。
実際に、三元図上において境界線の一つを、境界線Ｃから境界線Ｇに置き換えると、図４に示すように、アルカリ水溶液に対するエッチングレートが６（ｎｍ／Ｈｒ）より大きく７（ｎｍ／Ｈｒ）より小さい実験ポイントが外れ、前記エッチングレートを６（ｎｍ／Ｈｒ）よりも小さい値にできる。
また図５に示すように、２５０℃で磁性を帯びた実験ポイントが外れ、３００℃程度の加熱処理後でも良好に非磁性状態を保つＮｉＰＲｅ合金を得ることが可能になる。
また本発明では、元素Ｒｅの組成比は１０質量％以上であることが好ましい。すなわち図４及び図５に示す三元図で、上記した組成比の範囲を規制する境界線の一つを境界線Ｂ（元素Ｒｅの組成比が２質量％のライン）から境界線Ｈに置き換える。
図６に示すように、元素Ｒｅの組成比を１０質量％以上にすると、エッチングレートをより効果的に小さくできることがわかる。
実際に、三元図上において境界線の一つを、境界線Ｂから境界線Ｈに置き換えると、図４に示すように、エッチングレートが４（ｎｍ／Ｈｒ）より大きく６（ｎｍ／Ｈｒ）より小さい実験ポイントのほとんどがＮｉＰＲｅ合金の組成比の範囲内に含まれなくなり、より効果的にアルカリ水溶液に対する耐薬品性を向上させることができるとわかる。
また本発明では、元素Ｒｅの組成比は３０質量％以下であることが好ましい。すなわち図４及び図５に示す三元図で、上記した組成比の範囲を規制する境界線の一つを境界線Ｃ（元素Ｒｅの組成比が４６質量％のライン）から境界線Ｉに置き換える。
図１０ないし図１７に示す実験結果によれば、図１２の実験のように、非加熱状態でのＮｉＰＲｅ合金の元素Ｒｅ組成比が４２．７質量％の場合でも、加熱下において界面拡散は生じにくい状態であるが、より確実に前記界面拡散を抑制するには、図１１に示す実験結果のように、ＮｉＰＲｅ合金の元素Ｒｅ組成比を２８．７質量％程度まで小さくすることが好ましい。よって本発明では、より好ましい元素Ｒｅの組成比を３０質量％以下と規定した。
最後に、ＮｉＰＷ合金及びＮｉＷ合金の元素Ｗの組成比とアルカリ水溶液に対するエッチングレートとの関係について説明する。
図１８に示すように、ＮｉＰＷ合金は、例えば元素Ｗの組成比を１０〜２０質量％程度にすれば、エッチングレートを１５（ｎｍ／Ｈｒ）程度まで低くできる。またＮｉＷ合金では、元素Ｗを４８質量％程度にするとエッチングレートは２５（ｎｍ／Ｈｒ）程度になる。しかしこれらエッチングレートは、ＮｉＰＲｅ合金に比べて顕著に高い値である。よって特許文献１には、例えばギャップ層としてＮｉＰＷ合金を使用するなどとの記載があるものの、ＮｉＰＷ合金はＮｉＰＲｅ合金に比べてギャップ層に使用しても不具合の生じやすい材料であることがわかった。
２０、５９ 下部コア層
２１、６９ 下部磁極層
２２、７０ ギャップ層
２４ 磁極層
２６、７２ 上部コア層
２９、３３、７７ コイル層
３５、７１ 上部磁極層
２１、６９ 下部磁極層
２２、７０ ギャップ層
２４ 磁極層
２６、７２ 上部コア層
２９、３３、７７ コイル層
３５、７１ 上部磁極層
Claims (4)
- 記録媒体との対向面側に設けられた磁極部、前記磁極部に記録磁界を導く磁気回路構成部、記録磁界を誘導するためのコイル層を有し、前記磁極部が、下から下部磁極層、ギャップ層及び上部磁極層の順に積層された薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記ギャップ層は、ＮｉＰＲｅ合金でメッキ形成されたものであり、
ＮｉＰＲｅ合金の組成比は、図４及び図５に示す三元図で、
ａ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８４質量％：１６質量％：０質量％）と、
ｂ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（７２質量％：０質量％：２８質量％）とを結んだ直線の境界線Ａ（境界線Ａ上を含む）と、
ｃ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（２０質量％：０質量％：８０質量％）と、
ｄ点（Ｎｉ：Ｐ：Ｒｅ）＝（８２質量％：１８質量％：０質量％）とを結んだ直線の境界線Ｆ（境界線Ｆ上を含む）と、
Ｒｅの組成比が２質量％である直線の境界線Ｂ（境界線Ｂ上を含む）と、
Ｒｅの組成比が４６質量％である直線の境界線Ｃ（境界線Ｃ上を含む）と、
Ｐの組成比が、４質量％である直線の境界線Ｄ（境界線Ｄ上を含む）と、
で囲まれた範囲内であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 元素Ｐの組成比は８質量％以上である請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
- 元素Ｒｅの組成比は、１０質量％以上である請求項１又は２に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 元素Ｒｅの組成比は、３０質量％以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003292840A JP4212428B2 (ja) | 2003-08-13 | 2003-08-13 | 薄膜磁気ヘッド |
| GB0415736A GB2405026B (en) | 2003-08-13 | 2004-07-14 | Thin film magnetic head including NiPre alloy gap layer |
| US10/916,029 US7359148B2 (en) | 2003-08-13 | 2004-08-11 | Thin film magnetic head including NiPRe alloy gap layer |
| CN200410057463.8A CN1284142C (zh) | 2003-08-13 | 2004-08-12 | 间隙层为NiPRe合金的薄膜磁头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003292840A JP4212428B2 (ja) | 2003-08-13 | 2003-08-13 | 薄膜磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005063561A JP2005063561A (ja) | 2005-03-10 |
| JP4212428B2 true JP4212428B2 (ja) | 2009-01-21 |
Family
ID=32906132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003292840A Expired - Fee Related JP4212428B2 (ja) | 2003-08-13 | 2003-08-13 | 薄膜磁気ヘッド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7359148B2 (ja) |
| JP (1) | JP4212428B2 (ja) |
| CN (1) | CN1284142C (ja) |
| GB (1) | GB2405026B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007334934A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Shinka Jitsugyo Kk | 積層体の研磨量検出素子、ウエファー、および積層体の研磨方法 |
| US8808524B2 (en) * | 2009-01-27 | 2014-08-19 | Seagate Technology Llc | Direct electrodeposition of magnetic recording head features |
| US9984707B2 (en) * | 2015-11-11 | 2018-05-29 | Seagate Technology Llc | Write pole wrap-around shield with gap lamination |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2189257B (en) * | 1986-03-28 | 1989-04-26 | Mitsubishi Metal Corp | High-frequency magnetic core material made of iron-based alloy |
| KR920005044B1 (en) * | 1987-07-23 | 1992-06-25 | Hitachi Ltd | Magnetic head |
| US5316844A (en) * | 1990-04-16 | 1994-05-31 | Hoya Electronics Corporation | Magnetic recording medium comprising an aluminum alloy substrate, now magnetic underlayers, magnetic layer, protective layer, particulate containing protective layer and lubricant layer |
| JPH05335314A (ja) | 1992-06-02 | 1993-12-17 | Seiko Epson Corp | 電極の製造方法 |
| JPH0636233A (ja) * | 1992-07-17 | 1994-02-10 | Tdk Corp | 薄膜磁気ヘッド |
| JPH11213332A (ja) | 1998-01-22 | 1999-08-06 | Hitachi Ltd | 薄膜磁気ヘッド及び磁気ディスク装置 |
| US6778357B2 (en) * | 2000-11-10 | 2004-08-17 | Seagate Technology Llc | Electrodeposited high-magnetic-moment material at writer gap pole |
| JP3929697B2 (ja) * | 2000-12-07 | 2007-06-13 | アルプス電気株式会社 | 磁気記録素子およびその製造方法 |
| JP3640898B2 (ja) | 2001-04-02 | 2005-04-20 | アルプス電気株式会社 | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 |
| JP2002353222A (ja) | 2001-05-29 | 2002-12-06 | Sharp Corp | 金属配線、それを備えた薄膜トランジスタおよび表示装置 |
| US6786803B2 (en) * | 2002-11-19 | 2004-09-07 | International Business Machines Corporation | Onboard multiphase electronic lapping guide design for MR heads |
| JP3842724B2 (ja) * | 2002-11-29 | 2006-11-08 | アルプス電気株式会社 | 磁気ヘッドの製造方法 |
| JP2005063562A (ja) * | 2003-08-13 | 2005-03-10 | Alps Electric Co Ltd | 薄膜磁気ヘッドと、前記薄膜磁気ヘッドを用いた磁気装置、並びに前記薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
-
2003
- 2003-08-13 JP JP2003292840A patent/JP4212428B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-07-14 GB GB0415736A patent/GB2405026B/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-08-11 US US10/916,029 patent/US7359148B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-08-12 CN CN200410057463.8A patent/CN1284142C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1581298A (zh) | 2005-02-16 |
| US7359148B2 (en) | 2008-04-15 |
| CN1284142C (zh) | 2006-11-08 |
| US20050034789A1 (en) | 2005-02-17 |
| GB2405026A (en) | 2005-02-16 |
| JP2005063561A (ja) | 2005-03-10 |
| GB2405026B (en) | 2006-08-16 |
| GB0415736D0 (en) | 2004-08-18 |
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 | |
| KR19990029607A (ko) | 자기헤드 | |
| US7929256B2 (en) | Thin film magnetic head with protrusion heater and temperature correcting resistor | |
| JP2006202393A (ja) | 磁気ヘッド及び磁気ヘッドの製造方法 | |
| 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 | |
| US6765757B2 (en) | Soft magnetic film having high saturation magnetic flux density, thin-film magnetic head using the same, and manufacturing method of the same | |
| 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 | |
| US6600629B2 (en) | Thin film magnetic head having gap layer made of nip and method of manufacturing the same | |
| JP4645555B2 (ja) | 軟磁性膜とこの軟磁性膜を用いた記録ヘッド、ならびに前記軟磁性膜の製造方法と前記記録ヘッドの製造方法 | |
| JP4212428B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド | |
| US7002778B2 (en) | Magnetic head having an Fe-Ni-X layer | |
| US7215512B2 (en) | Thin-film magnetic head, magnetic device including the same, and method for manufacturing the same | |
| US20020078552A1 (en) | Method of manufacturing thin-film magnetic head | |
| JP3679757B2 (ja) | 軟磁性膜の製造方法と薄膜磁気ヘッドの製造方法 | |
| JP2008102992A (ja) | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 | |
| JP3396455B2 (ja) | 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 | |
| JP2004185668A (ja) | 磁気ヘッドの製造方法 | |
| JP2008078378A (ja) | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP2004111411A (ja) | 軟磁性膜及びこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド | |
| JP3774200B2 (ja) | 電析磁性薄膜、その製造方法および薄膜磁気ヘッド | |
| US7933098B2 (en) | Thin film magnetic head using a shunt line connecting to the magnetic layer at a position that deviates from the center of the heat generating region | |
| JP2002298310A (ja) | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 | |
| JP2007250100A (ja) | 磁気ヘッドの製造方法および磁気ヘッド | |
| JP2003045719A (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 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060203 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071228 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080108 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080111 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080318 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080428 |
|
| 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: 20081028 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081028 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |