JPH0296907A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
薄膜磁気ヘッドInfo
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- JPH0296907A JPH0296907A JP63249059A JP24905988A JPH0296907A JP H0296907 A JPH0296907 A JP H0296907A JP 63249059 A JP63249059 A JP 63249059A JP 24905988 A JP24905988 A JP 24905988A JP H0296907 A JPH0296907 A JP H0296907A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3109—Details
-
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B5/3113—Details for improving the magnetic domain structure or avoiding the formation or displacement of undesirable magnetic domains
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、高密度磁気記録に適した高再生出力の得られ
る薄膜磁気ヘッドに関する。
る薄膜磁気ヘッドに関する。
[従来の技術]
薄膜磁気ヘッドは磁気ディスク、磁気テープなどにおい
て、磁気記録媒体の磁気記録密度および使用周波数が極
めて高い場合に適した磁気ヘッドであり、電磁誘導を利
用した誘導型の薄膜磁気ヘッドでは、磁気ギャップを有
する磁気回路を形成する下部磁極膜および上部磁極膜、
この磁気回路と鎖交するコイル導体膜、コイルとコイル
の間あるいは磁極とコイルの間を電気的、磁気的に絶縁
する絶縁体膜とを薄膜形成技術および微細加工技術によ
って形成し、積層した構造になっている。
て、磁気記録媒体の磁気記録密度および使用周波数が極
めて高い場合に適した磁気ヘッドであり、電磁誘導を利
用した誘導型の薄膜磁気ヘッドでは、磁気ギャップを有
する磁気回路を形成する下部磁極膜および上部磁極膜、
この磁気回路と鎖交するコイル導体膜、コイルとコイル
の間あるいは磁極とコイルの間を電気的、磁気的に絶縁
する絶縁体膜とを薄膜形成技術および微細加工技術によ
って形成し、積層した構造になっている。
これら誘導型薄膜磁気ヘッドは2通常、薄膜の金属軟磁
性体からなる微細な磁気コアを用いているため、バルク
型の磁気ヘッドに比べ渦電流損失など高周波での磁気コ
ア損失が少なく、磁気回路もコンパクトにできるため、
広い周波数にわたる磁気記録再生において、記録、再生
効率を向上させることができる。さらに、誘導型の薄膜
磁気ヘッドは微細な磁気コアと微細なコイル巻線で構成
できるために低インピーダンスの磁気ヘッドとすること
ができ9本質的に高周波高密度磁気記録に適したものと
なっている。
性体からなる微細な磁気コアを用いているため、バルク
型の磁気ヘッドに比べ渦電流損失など高周波での磁気コ
ア損失が少なく、磁気回路もコンパクトにできるため、
広い周波数にわたる磁気記録再生において、記録、再生
効率を向上させることができる。さらに、誘導型の薄膜
磁気ヘッドは微細な磁気コアと微細なコイル巻線で構成
できるために低インピーダンスの磁気ヘッドとすること
ができ9本質的に高周波高密度磁気記録に適したものと
なっている。
この様な薄膜磁気ヘッドの電磁変換特性は磁極膜の磁気
特性に大きく依存している。すなわち短波長の記録を可
能にする高抗磁力媒体へ充分な記録をするためには高い
飽和磁束密度を持った磁極膜が必要とされ、高周波信号
を忠実に効率よく記録、再生するためには、高周波領域
での高い透磁率が必要となっている。
特性に大きく依存している。すなわち短波長の記録を可
能にする高抗磁力媒体へ充分な記録をするためには高い
飽和磁束密度を持った磁極膜が必要とされ、高周波信号
を忠実に効率よく記録、再生するためには、高周波領域
での高い透磁率が必要となっている。
高周波領域での透磁率を向上させるためには。
磁化過程として磁壁移動よりも、そのスイッチング速度
が速い磁化回転を用いる必要があり、そのためには、薄
膜磁気ヘッドのトラック幅方向が磁化容易軸となる様に
磁極膜に一軸磁気異方性を付与し、磁化困難軸方向を励
磁方向とする必要がある。
が速い磁化回転を用いる必要があり、そのためには、薄
膜磁気ヘッドのトラック幅方向が磁化容易軸となる様に
磁極膜に一軸磁気異方性を付与し、磁化困難軸方向を励
磁方向とする必要がある。
[発明が解決しようとする課題]
磁極膜の透磁率は、その磁性材料の特性である一軸磁気
異方性があまり大き過ぎると困難軸方向の磁化曲線の傾
きが小さくなるため、かえって低くなってしまい、また
一軸磁気異方性があまり小さ過ぎると磁壁移動を生じ易
くしてしまい、高周波領域での実効透磁率は、低くなっ
てしまう。すなわち、最適な大きさの一軸磁気異方性が
存在するのであるが、その最適条件は単に一軸磁気異方
性の大きさだけでなく、薄膜磁気ヘッドの磁気コアの形
状にも依存しており、単純には決定できないという問題
点があった。
異方性があまり大き過ぎると困難軸方向の磁化曲線の傾
きが小さくなるため、かえって低くなってしまい、また
一軸磁気異方性があまり小さ過ぎると磁壁移動を生じ易
くしてしまい、高周波領域での実効透磁率は、低くなっ
てしまう。すなわち、最適な大きさの一軸磁気異方性が
存在するのであるが、その最適条件は単に一軸磁気異方
性の大きさだけでなく、薄膜磁気ヘッドの磁気コアの形
状にも依存しており、単純には決定できないという問題
点があった。
本発明は、上記事情に基づいて行われたもので、磁気コ
アの高周波領域の透磁率を向上させ記録再生効率の良好
な薄膜磁気ヘッドを提供するため、最適なヘッドの条件
を提供することを目的とする。
アの高周波領域の透磁率を向上させ記録再生効率の良好
な薄膜磁気ヘッドを提供するため、最適なヘッドの条件
を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
本発明の上記目的は、一軸磁気異方性を有する金属軟磁
性膜を磁極材料として用い、磁気回路の磁路方向を容易
軸方向と略直交させる様に構成し I MHz以上の周
波数を含む信号の記録、再生をする薄膜磁気ヘッドにお
いて、磁路を構成する磁極膜を非磁性層を介して2層以
上の積層膜とすること、磁極膜の容易軸方向の長さWと
一軸磁気異方性定数Kuの大きさを。
性膜を磁極材料として用い、磁気回路の磁路方向を容易
軸方向と略直交させる様に構成し I MHz以上の周
波数を含む信号の記録、再生をする薄膜磁気ヘッドにお
いて、磁路を構成する磁極膜を非磁性層を介して2層以
上の積層膜とすること、磁極膜の容易軸方向の長さWと
一軸磁気異方性定数Kuの大きさを。
30μm1≦W≦300 μm
かつ
Ku≦ 300J/m3
とすることによって達成することができる。
すなわち、高周波領域において記録、再生効率の良好な
薄膜磁気ヘッドを得るため1本発明によれば、磁気コア
の形状に見合った適切な一軸磁気異方性の大きさを見出
しこれらを選定することによりその目的を達成するもの
である。
薄膜磁気ヘッドを得るため1本発明によれば、磁気コア
の形状に見合った適切な一軸磁気異方性の大きさを見出
しこれらを選定することによりその目的を達成するもの
である。
尚非磁性層の厚みは0.002〜0.1μm、好ましく
は0.002〜0.05μmの範囲である。
は0.002〜0.05μmの範囲である。
以上の様にして構成された薄膜磁気ヘッドは。
磁気コアの高周波領域における透磁率を向上させること
ができ、記録、再生効率が良好な薄膜磁気ヘッドとなる
。
ができ、記録、再生効率が良好な薄膜磁気ヘッドとなる
。
[作用及び好適な実施例の態様]
以下1本発明の薄膜磁気ヘッドを詳細に説明する。
磁気ヘッドの磁区構造により、再生出力が変化すること
については、既に多くの研究がなされており2例えば山
川等(「単磁極型狭トラツク垂直磁気ヘッド」電子通信
学会技術研究報告磁気記録MR84−28(1984)
7)による垂直磁気ヘッドに関する報告がある。前記
報告によれば、磁極厚0.3μlの単磁極型の垂直磁気
ヘッドにおいては、明瞭な還流磁区が観察され、トラッ
ク幅Wとトラック両端に形成された還流磁区のトラック
幅方向の長さ2hとの比2h/Wが30〜40%のとき
に、最大感度が得られ、この関係は材料定数(一軸磁気
異方性定数Ku、交換定数Aなど)によらないとしてい
る。
については、既に多くの研究がなされており2例えば山
川等(「単磁極型狭トラツク垂直磁気ヘッド」電子通信
学会技術研究報告磁気記録MR84−28(1984)
7)による垂直磁気ヘッドに関する報告がある。前記
報告によれば、磁極厚0.3μlの単磁極型の垂直磁気
ヘッドにおいては、明瞭な還流磁区が観察され、トラッ
ク幅Wとトラック両端に形成された還流磁区のトラック
幅方向の長さ2hとの比2h/Wが30〜40%のとき
に、最大感度が得られ、この関係は材料定数(一軸磁気
異方性定数Ku、交換定数Aなど)によらないとしてい
る。
しかし、これらの条件は明瞭な還流磁区が観察される薄
膜において見出されたものであり、また、扱われた周波
数も80KHz程度の比較的低い周波数に限られている
。
膜において見出されたものであり、また、扱われた周波
数も80KHz程度の比較的低い周波数に限られている
。
本発明が応用を考えている一例である電子スチルビデオ
カメラに用いるビデオフロッピーへの信号の記録、再生
においては、 10数MHzまでの信号によって磁気ヘ
ッドの磁極が磁化されなければならず、また、磁極厚も
1例えば10μ■程度となるため、磁区構造は必ずしも
明瞭な還流磁区構造を示さなくなり、いわゆるLlf’
tshltzタイプの磁区構造を示したり、三次元的な
磁区構造を示したりする様になる。さらに将来的には高
密度、高品位化のために、より高い信号周波数を扱う可
能性があり、IMHz以上の周波数で薄膜磁気ヘッドの
記録再生効率を更に向上させるための磁極材料と磁極形
状に関する条件を見出す必要がある。
カメラに用いるビデオフロッピーへの信号の記録、再生
においては、 10数MHzまでの信号によって磁気ヘ
ッドの磁極が磁化されなければならず、また、磁極厚も
1例えば10μ■程度となるため、磁区構造は必ずしも
明瞭な還流磁区構造を示さなくなり、いわゆるLlf’
tshltzタイプの磁区構造を示したり、三次元的な
磁区構造を示したりする様になる。さらに将来的には高
密度、高品位化のために、より高い信号周波数を扱う可
能性があり、IMHz以上の周波数で薄膜磁気ヘッドの
記録再生効率を更に向上させるための磁極材料と磁極形
状に関する条件を見出す必要がある。
なお2本出願人は既に特願昭62−279380におい
て一軸磁気異方性定数Kuと磁極の幅の関係に着目し、
実験により、比透磁率を極大とするこれらの最適な関係
を見出して出願している。
て一軸磁気異方性定数Kuと磁極の幅の関係に着目し、
実験により、比透磁率を極大とするこれらの最適な関係
を見出して出願している。
以上のことを考慮し次の様な実験を行い、上記条件を検
討した。すなわち、−層あたりの膜厚が12μmの単層
膜、6μmの2層膜、3−の4層膜を0.02μ■のS
iO2膜を絶縁層として作製し、それぞれの膜を用いて
、磁極幅W−で長さ30mmのストライブ状パターンを
磁極幅方向が容易軸となる様に多数形成しその一軸磁気
異方性定数(以下・Kuと記す)、磁極幅(以下Wと記
す)及び層数により1〜10MHzの周波数下で比透磁
率片′および磁区構造がどのように変化するか調べた。
討した。すなわち、−層あたりの膜厚が12μmの単層
膜、6μmの2層膜、3−の4層膜を0.02μ■のS
iO2膜を絶縁層として作製し、それぞれの膜を用いて
、磁極幅W−で長さ30mmのストライブ状パターンを
磁極幅方向が容易軸となる様に多数形成しその一軸磁気
異方性定数(以下・Kuと記す)、磁極幅(以下Wと記
す)及び層数により1〜10MHzの周波数下で比透磁
率片′および磁区構造がどのように変化するか調べた。
Wは。
30μ11〜200μlとした。第3図に試験片の形状
を示す。磁極材料は、Co Nb Zr88.
4 8.0 3.8 (at%)のスパッタリング膜を用い、熱処理により異
方性を制御した後イオンビームによるドライエツチング
で各形状に仕上げた。この膜の飽和磁歪λSは+3 X
10”−7程度であり、さらに基板として膜とほぼ同
一の熱膨脹係数を持っ■HOYA製 P E G 31
20Cを用いて、パターン形状に依存する様な磁気弾性
効果による影響が出ない様にした。比透磁率片′は、そ
れぞれのパターンをコイル中に置きそのインダクタンス
の変化から求めた。反磁界による影響は計算により補正
した。また、磁区構造はビッタ−法により観察した。
を示す。磁極材料は、Co Nb Zr88.
4 8.0 3.8 (at%)のスパッタリング膜を用い、熱処理により異
方性を制御した後イオンビームによるドライエツチング
で各形状に仕上げた。この膜の飽和磁歪λSは+3 X
10”−7程度であり、さらに基板として膜とほぼ同
一の熱膨脹係数を持っ■HOYA製 P E G 31
20Cを用いて、パターン形状に依存する様な磁気弾性
効果による影響が出ない様にした。比透磁率片′は、そ
れぞれのパターンをコイル中に置きそのインダクタンス
の変化から求めた。反磁界による影響は計算により補正
した。また、磁区構造はビッタ−法により観察した。
第一図(a) 、 (b) 、 (c)に周波数が10
MIIzの場合でそれぞれ、磁極膜が単層、2層、4層
の各場合においてμγ′のKu、Wに対する関係を府′
等高線図として示した。磁極膜が単層の場合には。
MIIzの場合でそれぞれ、磁極膜が単層、2層、4層
の各場合においてμγ′のKu、Wに対する関係を府′
等高線図として示した。磁極膜が単層の場合には。
μγ′はW、Kuの全域においてなお比較的低い値にな
っている。
っている。
これに対して薄膜を2層及び4層とした場合には顕著な
μγ′の増大が見られ2特にW−30〜300μm、か
つKu≦300J/m3の範囲においてはμγ′がほぼ
t、ooo以上の値を示し、積層化した場合W、Kuの
この範囲で単層の薄膜に比し特に有効である。
μγ′の増大が見られ2特にW−30〜300μm、か
つKu≦300J/m3の範囲においてはμγ′がほぼ
t、ooo以上の値を示し、積層化した場合W、Kuの
この範囲で単層の薄膜に比し特に有効である。
更に詳しく見ると、2層の場合、W−90〜300μs
、Ku≦200J/m”の場合特に好ましくほぼ寿’
−1,100を満足している。4層の場合にあっては前
述のW−30〜300μs、Ku≦250J/m3でほ
ぼ府’ −1,100を満足している。
、Ku≦200J/m”の場合特に好ましくほぼ寿’
−1,100を満足している。4層の場合にあっては前
述のW−30〜300μs、Ku≦250J/m3でほ
ぼ府’ −1,100を満足している。
更にW=50〜200. K u≦200J/m3の範
囲ではほぼu−1’ −1,300であり顕著な値を示
している。
囲ではほぼu−1’ −1,300であり顕著な値を示
している。
μγ′の大きさは、磁極形状と異方性の大きさの組み合
せおよび積層化の結果得られる磁区構造によって大きく
変化しているものと思われる。
せおよび積層化の結果得られる磁区構造によって大きく
変化しているものと思われる。
従って、上記関係を満たす様な薄膜のWとKuを選択し
、且つ薄膜を積層化することにより、広い周波数におい
ても良好な記録再生効率を持つ薄膜磁気ヘッドを提供で
きる。また、この時、上記関係を満たす様なWとKuの
値は、一つの薄膜磁気ヘッドの磁気回路のすべての部分
で一定である必要はなく、上記関係が満たされる範囲で
あれば、一つの薄膜磁気ヘッドの磁気回路の各部分で異
なっていてもよい。例えば、W−50μlとW−100
μlの磁極を組み合せた様な薄膜磁気ヘッドにおいても
本発明の効果は得られる。
、且つ薄膜を積層化することにより、広い周波数におい
ても良好な記録再生効率を持つ薄膜磁気ヘッドを提供で
きる。また、この時、上記関係を満たす様なWとKuの
値は、一つの薄膜磁気ヘッドの磁気回路のすべての部分
で一定である必要はなく、上記関係が満たされる範囲で
あれば、一つの薄膜磁気ヘッドの磁気回路の各部分で異
なっていてもよい。例えば、W−50μlとW−100
μlの磁極を組み合せた様な薄膜磁気ヘッドにおいても
本発明の効果は得られる。
なお非磁性層の材料としてはよく用いられるS iO2
でよいがその他SiO,A℃203゜Z r O2等を
用いることができる。
でよいがその他SiO,A℃203゜Z r O2等を
用いることができる。
以下に本関係を使って作製した薄膜磁気ヘッドの実施例
を示す。
を示す。
[実施例]
第2図に本発明の薄膜磁気ヘッドの磁極形状の一例を示
した。磁極材料には、co88.4Nb Zr
(at%)の非晶質軟磁性合金を用8.0 3.1
1 い、S t 02膜中間層2を0.02μIとし、各磁
性膜1を3μmとして交互に積層し実効磁極厚合計を1
2μmとした。異方性は磁極幅方向(W)に付与し、そ
の大きさはK u −100J / m3とした。その
他ヘツドの磁極幅W−100μm、ヘッド幅W’wa6
0μm、ギャップ(空隙)距離t −0,23μmの値
を採用した。
した。磁極材料には、co88.4Nb Zr
(at%)の非晶質軟磁性合金を用8.0 3.1
1 い、S t 02膜中間層2を0.02μIとし、各磁
性膜1を3μmとして交互に積層し実効磁極厚合計を1
2μmとした。異方性は磁極幅方向(W)に付与し、そ
の大きさはK u −100J / m3とした。その
他ヘツドの磁極幅W−100μm、ヘッド幅W’wa6
0μm、ギャップ(空隙)距離t −0,23μmの値
を採用した。
尚磁性材料としては、前述の如く、他にCo系のアモル
ファス軟磁性膜、パーマロイなどが採用でき、空隙層及
絶縁膜の材料としてはS iO2膜の他Aぶ203膜な
どが採用できる。
ファス軟磁性膜、パーマロイなどが採用でき、空隙層及
絶縁膜の材料としてはS iO2膜の他Aぶ203膜な
どが採用できる。
[発明の効果]
上述の様に薄膜磁気ヘッドにおいて1本発明の条件を満
たす様な薄膜の積層化、磁極幅、及び一軸磁気異方性定
数を選択することにより、IMHz以上の周波数を含む
信号の記録再生効率を向上させることができる。
たす様な薄膜の積層化、磁極幅、及び一軸磁気異方性定
数を選択することにより、IMHz以上の周波数を含む
信号の記録再生効率を向上させることができる。
第1図は、同じ比透磁率を与える磁極幅と一軸磁気異方
性定数との関係を示した図であって。 (a)は薄膜が単層で周波数がlOMHzの場合。 (b)は同様に単層でI MHzの場合。 (c)は薄膜が2層で周波数がlOMHzの場合。 (d)は同様に2層でI MHzの場合。 (0)は薄膜が4層で周波数がlOMHzの場合。 (f’)は同様に4層でI MHzの場合。 を表わし。 第2図は1本発明の実施例の薄膜磁気ヘッドの磁気コア
の形状を示した図。 第3図は試験片の形状を表した図。 をそれぞれ示す。 符号の説明 1・・・磁性膜(全体) 2・・・磁性膜積層3・・・
SiO膜 4・・・基板 1図 (b) 磁極幅W [/’ml 慮Jh幅W〔μm〕 (C) 、aζtJM 中爪 W [/−Lml (e) 植柚幅W 〔Pm〕 第 ! 図 第 図 (d) m極部 [Pm] (f) 伍梧幅 [/”m〕 第2図 第3図 手続補正書(自発) 昭和63年11月18日
性定数との関係を示した図であって。 (a)は薄膜が単層で周波数がlOMHzの場合。 (b)は同様に単層でI MHzの場合。 (c)は薄膜が2層で周波数がlOMHzの場合。 (d)は同様に2層でI MHzの場合。 (0)は薄膜が4層で周波数がlOMHzの場合。 (f’)は同様に4層でI MHzの場合。 を表わし。 第2図は1本発明の実施例の薄膜磁気ヘッドの磁気コア
の形状を示した図。 第3図は試験片の形状を表した図。 をそれぞれ示す。 符号の説明 1・・・磁性膜(全体) 2・・・磁性膜積層3・・・
SiO膜 4・・・基板 1図 (b) 磁極幅W [/’ml 慮Jh幅W〔μm〕 (C) 、aζtJM 中爪 W [/−Lml (e) 植柚幅W 〔Pm〕 第 ! 図 第 図 (d) m極部 [Pm] (f) 伍梧幅 [/”m〕 第2図 第3図 手続補正書(自発) 昭和63年11月18日
Claims (1)
- (1)一軸磁気異方性を有する金属軟磁性膜を磁極材料
として用い磁気回路の磁路方向を容易軸方向と略直交さ
せる様に構成し、1MHz以上の周波数を含む信号の記
録再生をする薄膜磁気ヘッドにおいて、磁路を構成する
磁極膜を非磁性層を介して2層以上の積層膜とすること
、磁極膜の容易軸方向の長さWと一軸磁気異方性定数K
uの大きさを、 30μm≦W≦300μm、 かつ Ku≦300J/m^3 とすることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63249059A JPH0778858B2 (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | 薄膜磁気ヘッド |
US07/413,504 US5018038A (en) | 1988-10-04 | 1989-09-27 | Thin film magnetic head with laminated metal and non magnetic film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63249059A JPH0778858B2 (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | 薄膜磁気ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0296907A true JPH0296907A (ja) | 1990-04-09 |
JPH0778858B2 JPH0778858B2 (ja) | 1995-08-23 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63249059A Expired - Fee Related JPH0778858B2 (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | 薄膜磁気ヘッド |
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US4780779A (en) * | 1987-11-19 | 1988-10-25 | Ampex Corporation | Laminated sendust metal-in-gap video head |
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- 1988-10-04 JP JP63249059A patent/JPH0778858B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-27 US US07/413,504 patent/US5018038A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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