JPH03171409A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばハートディスク等に情報を書込みある
いは続出しをするのに好適な薄膜磁気ヘッドに関するも
のである。

〔発明の概要〕

本発明は、磁気回路部が薄膜形成技術により形成されて
なる薄膜磁気ヘノドにおいて、トラノク幅方向と略平行
な略短冊状の磁性コアを下部磁性体の上又は下に積層す
ることにより、または基板にトラック幅方向と略平行に
凸部又は凹部を設け、これら凸部の高さ又は四部の深さ
及びこれらのトラック幅方向と略直交する方向の幅を所
定の値に規定することにより、磁区の安定化を図り、磁
気抵抗の増大を防止して大幅な出力の向上が図れるヘッ
ド効率の高い薄膜磁気ヘットを提供しようとするもので
ある。

Ｃ従来の技術） 一般に、薄膜磁気ヘッドは、磁気回路部を構成する磁性
体膜や導体コイルが真空薄膜形成技術により形成される
ため、狭トラック化や狭ギャソプ化等の微細寸法化が容
易でしかも高分解能記録が可能であるという特徴を有し
ており、高密度記録化に対応した磁気ヘッドとして注目
されている。

薄膜磁気ヘッドとしては、通常、下部磁性体上に絶縁膜
を介して単層または複数層の導体コイルが積層形成され
、さらにこの導体コイルの上部に絶縁膜を介して上部磁
性体が形成されて磁気回路部が構成されるようになって
いる。

ところで近年においては、より一層の記録密度の向上に
伴って記録媒体において狭トラック化が進められており
、これに対処するべく薄膜磁気ヘッドの分野においても
トラック幅を狭くなすとともに電磁変換特性、特に記録
・再生出力のさらなる向上が図られている。このような
状況の中にあって、薄膜磁気ヘッドにおいては、これら
電磁変換特性に大きく影響する磁性体膜の磁区の安定性
が益々重要になってきている。

ところが、これまでは磁区の安定化を図るのに磁性体膜
の形状３応力，磁歪等を制御することで磁気異方性を制
御してきたが、トラノク幅が１０μｍより小さくなって
くると、磁区の安定化が極めて難しくなってくる。例え
ば、記録・再生出力に大きく左右する磁化容易軸のトラ
ック幅方向への配列が不安定なものとなったり、あるい
は磁気抵抗が増大したり、異方性がばらついたりするこ
と等によって磁区が不安定なものとなる。このように、
狭トラック化を図ったにもかかわらず、磁区が不安定な
ものとなるために電磁変換特性が劣化し、結果としてヘ
ッド効率が低下するという問題が生ずる。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、磁区の安定化が図れ、狭トラ，ク化に対
応した薄膜磁気ヘッドを提供することを目的とし、さら
に磁気抵抗の増大を防止して大幅な出力の向上が図れる
ヘッド効率の高い薄膜磁気ヘッドを提供することを目的
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達戒するために提案されたもの
であって、基板上に形成された下部磁性体上に絶縁膜を
介して導体コイル及び上部磁性体が形成され磁気回路部
が構成されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、上記下部磁
性体にはトラック幅方向と略平行な略短冊状の磁性コア
が積層されていることを特徴とするものである。

さらに本発明の薄膜磁気ヘッドは、基板上に形成された
下部磁性体上に絶縁膜を介して導体コイル及び上部磁性
体が形成され磁気回路部が構成されてなる薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、基板にトラック幅方向と略平行な凸部又は
凹部が形成され、前記凸部の高さ又は四部の深さが下部
磁性体の厚みの１／１　０以下であり、且つトラック幅
方向と略直交する方向の幅が５μｍ以下であることを特
徴とするものである。

５ 〔作用〕 本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、トラック幅方向と
略平行な短冊状の磁性コアを下部磁性体の上又は下に積
層しているので、下部磁性体の磁化容易軸の向きが短冊
状に設けられる個々の磁性コアの磁化容易軸の向きに揃
い、当該下部磁性体の磁化容易軸のトラック幅方向への
配列が安定する。

特に、下部磁性体が短冊状の磁性コアの上に積層される
場合には、上記短冊状の磁性コアの形状にならって当該
下部磁性体も凹凸状となされ、当該下部磁性体の磁化容
易軸の向きがよりトラック幅方向と略平行な方向に揃い
易くなり、磁区が安定する。

また、これら下部磁性体と短冊状の磁性コアはいずれも
磁性体であるので、これらが積層される部分においては
磁路断面積が増大し、磁気抵抗の低減が図れる。

さらに本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、基板にトラ
ック幅方向と略平行な凸部又は凹部を形６ 威し、これら凸部の高さ又は凹部の深さを下部磁性体の
厚みの１７１０以下としているので、この上に積層され
る下部磁性体は極端に大きな段差を有する凹凸状となる
ようなことがなく、磁気抵抗の増大が抑制される。

また、これら凸部又は凹部のトラソク幅方向と略直交す
る方向の幅を５μｍ以下としているので、下部磁性体の
磁化容易軸の向きが１・ラック幅方向と略平行な方向に
揃い易くなり、磁区が安定する。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した薄膜磁気ヘッドの具体的な実施
例について説明する。

本実施例の薄膜磁気ヘッドにおいては、第１図に示すよ
うに、基板（１）上に下部磁性体（２）が形成され、こ
の上に絶縁膜（３）を介して導体コイル（４）及び上部
磁性体（５）が形成されている。

上記基板（１）には、例えばチタン酸カリウムセラ呉ソ
クス，アルミナ等の非磁性材料よりなる基板、あるいは
Ｍｎ−Ｚｎ系フエライト．Ｎ１Ｚｎ系フエライト等の強
磁性材料よりなる基板が使用される。」二記基板（１）
に強磁性材料よりなる基板を用いた場合には、前記下部
磁性体（２）との絶縁をとるために当該基板（１）の上
にアル２ナ等の非磁性材料をスパンタリングした非磁性
膜（６）を形成する必要がある。本実施例では、強磁性
材料，非磁性材料を問わず、下部磁性体（２）を形成す
る−主面に非磁性膜（６）を形成した基板（１）を使用
した。

上記下部磁性体（２）は、第２図に示すように、トラッ
ク幅方向に対して略直交する方向に一体的に所定形状に
形成されるとともに、トラック幅方向と略平′行な短冊
状の磁性コア（７）の上に積層された形となっている。

上記短冊状の磁性コア（７）は、上記下部磁性体（２）
の磁化容易軸のトラック幅方向への配列を安定なものと
するために設けられるもので、前記基板（１）上に形成
される非磁性膜（６〉の上にトラック幅方向（図中矢印
ａ方向）と略平行となるように形戊されている。すなわ
ち、上記短冊状の磁性コア（７）は、各磁性コア（７ａ
）　，　（７ｂ）　，　（７ｃ）が平面形状を略矩形状
とした膜として形成され、これらが適当な間隔で｝・ラ
ック幅方向と略平行に並べられることにより短冊状とな
されている。

なお本実施例では、上記短冊状の磁性コア（７）の各々
の磁性コア（７ａ）　．　（７ｂ）　，　（７ｃ）が設
↓ノられる位置での前記下部磁性体（２）のトラソク幅
方向の幅と、これら各磁性コア（７ａ）　，　（７ｂ）
　．　（７ｃ）のトラック幅方向の長さを略同一長さと
した。

上記のように各磁性コア（７ａ）　，　（７ｂ）　．　
（７ｃ）をトラック幅方向と略平行に設ければ、それぞ
れの磁化容易軸は長手方向、すなわちトラック幅方向へ
配列される。例えば、これら各磁性コア（７ａ）　，　
（７ｂ）（７ｃ）の磁化容易軸の向きは、それぞれ第２
図中矢印方向に向くことになる。

従って、このように設けられた短冊状の磁性コア（７）
の上に積層される下部磁性体（２）は、当該短冊状の磁
性コア（７）の形状に応して凹凸状となされ、当該下部
磁性体（２）の凸部（２ａ）　，　（２ｂ）　．　（２
ｃ）での磁化容易軸がこれら各磁性コア（７ａ）　，　
（７ｂ）　．　（７９ Ｃ）の磁化容易軸の向きと同一方向に配列され、該下部
磁性体（２）の磁化容易軸のトラソク幅方向への配列が
安定したものとなり、磁区が安定する。

」二記下部磁性体（２）と上記短冊状の磁性コア（７）
は、いずれも高飽和磁束密度を有し且つ軟磁気特性に優
れた強磁性材料からなっている。例えば、これら下部磁
性体（２）と短冊状の俳性コア（７）に使用される強磁
性材料としては、従来から公知のものがいずれも使用で
き、結晶質，非結晶質を問わない。例示するならば、Ｆ
ｅ−Ａｆｆ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−ＡＥ系合金、Ｆｅ−Ｓ
ｉ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−ＡＩ！．−
Ｇｃ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｇ
ｅ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓ　ｉ　−Ａｎ系合金等の強磁
性金属材料、あるいはＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ系合金、さらに
は上記Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ系合金の耐蝕性や耐摩耗性の一
層の向上を図るために、Ｆｅ，ＧａＣｏ（Ｆｅの一部を
Ｃｏで置換したものを含む。）Ｓｉを基本組戒とする合
金に、Ｔｉ．Ｃｒ，ＭｎＺｒ　　Ｎｂ　　Ｍｏ　　Ｔａ
　　Ｗ　　Ｒｕ　　Ｏｓ　　Ｒｈ１０ Ｉｒ，Ｒｅ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｈｆ，Ｖの少なくとも
一種を添加したものであってもよい。

また、強磁性非品質金属合金、いわゆるアモルファス合
金（例えば、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏの一つ以上の元素とＰ．
Ｃ，Ｂ，Ｓｉの一つ以上の元素とからなる合金、または
これを主威分としＡｊ２Ｇｅ，Ｂｅ　　Ｓｎ，Ｉｎ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｔｉ，ＭｎＣｒ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ等を含んだ
合金等のメタルーメタロイド系アモルファス合金、ある
いはＣｏ，Ｈｆ，Ｚｒ等の遷移元素や希土類元素等を主
威分とするメタルーメタル系アモルファス合金）等も使
用される。ただし、通常は磁区のコントロールが容易な
材料、例えばＦｅ−Ｎｉ合金（パーマロイ）等が使用さ
れる。

これら下部磁性体（２）及び短冊状の磁性コア（７）を
形成する手法としては、メッキによる方法あるいは真空
薄膜形成技術、例えば蒸着法，スパソタリング法．イオ
ンプレーティング法等が挙げられる。なお本実施例では
、メッキ法を採用した。

上記のように下部磁性体（２）と短冊状の磁性コ１１ ア（７）は、いずれも強磁性材料からなるため、これら
の積層部分においては磁路断面積が増大し、磁気抵抗が
低減する。従って、電磁変換特性の向上が期待でき、再
生出力が向上し、高効率ヘッドが望める。

なお、これら下部磁性体（２）と短冊状の磁性コア（７
）との間には、絶縁膜（８）が形成されるが、この絶縁
膜（８）は膜厚が非常が薄いため、これら下部磁性体（
２）と短冊状の磁性コア（７）の磁気的導通は維持され
る。

また、上記下部磁性体（２）の上には、作動ギャンプＧ
を構成するためのギャップ膜（９）が形成されている。

ギャンプ膜（９）としては、例えばＳｉＯ２やＴ　ａ　
．０．等よりなる膜が使用される。さらに、上記ギャノ
プ膜（９）上には、ＣｕやＡｎ等の導電金属材料よりな
る導体コイル（４）が絶縁膜（３）に埋め込まれる形で
所定間隔で複数ターン（本実施例では４ターン）渦巻状
に形成されている。なお、上記導体コイル（４）の形態
としては、特に限定されるものではなく、例えばヘリカ
ル型，ジグｌ２ ザグ型等であってもよい。また、この例のように導体コ
イル（４）を一層巻線構造とするのみならず、多層巻線
構造としてもよい。

そして、さらに上記絶縁膜（３）上には、前記下部磁性
体（２）と共働して磁気回路部となる上部磁性体（５）
がやはり先の下部磁性体（２〉　と同様、強磁性材料に
よりメッキあるいは真空薄膜形成技術等によって所望形
状に形成されている。すなわち、上記上部磁性体（５）
は、導体コイル（４）の渦巻の中央部から磁気記録媒体
対接面近傍に跨いで形成され、上記渦巻の中央部では絶
縁膜（３）及びギャップ膜（９）に設けられた窓部（１
０）を介して下部磁性体（２）と接続されバンクギャソ
プを構成している。一方、磁気記録媒体対接面近傍では
、上記上部磁性体（５）はギャップ膜（９）を挾んで下
部磁性体（２）と対向し、作動ギャップＧを構戒するよ
うになっている。従って、上部磁性体（５）と下部磁性
体（２）は、導体コイル（４）を中央部に挾んでバック
ギャップ及び作動ギャップを介して磁気的に結合され、
磁気回路部を構戒する。

さらに、上記上部磁性体（５）の上には、前記磁気回路
部を保護し磁気記録媒体に対する当たりを確保するため
の保護板（ｌ１）が低融点ガラス等の接着剤（ｌ２）を
介して融着接合されている。

このように構成された薄膜磁気へ冫ドにおいては、短冊
状の磁性コア（７）の上に下部磁性体（２）を積層して
いるので、当該下部磁性体（２）の磁化容易軸のトラッ
ク幅方向への配列が当該短冊状の磁性コア（７）によっ
て安定した状態となされる。

なお上記の例では、下部磁性体（２）を短冊状の磁性コ
ア（７）の上に積層したが、逆に短冊状の磁性コア（７
）を下部磁性体（２）の上に積層するようにしてもよい
。この場合にも、上記下部磁性体（２）の磁化容易軸の
向きは、上記短冊状の磁性コア（７）の各磁性コア（７
ａ）　，　（７ｂ）　，　（７ｃ）のそれぞれの磁化容
易軸の向きに応して配列されることになる。従って、上
記下部磁性体（２）の磁化容易軸の向きがトラック幅方
向と略平行な向きに配列され、磁区が安定したものとな
る。

以上、説明してきた薄膜磁気ヘットにおいては、トラノ
ク幅方向と略平行な短冊状の磁性コアを下部磁性体の上
又は下に積層することで当該下部磁性体の磁区の安定化
を図ったが、これに限らず例えば基板に凸部又は凹部を
設け、これら凸部の高さ又は凹部の深さ及びこれらのト
ラック幅方向と略直交する方向の凸部又は凹部の幅を規
定することで当該下部磁性体の磁区の安定化を図るよう
にしてもよい。

例えば、第３図に示すように、基板（１）にトラック幅
方向と略平行に断面形状を略矩形状としたレソスト等か
らなる凸部（１３）を作動ギャップＧを除く部分に適当
な間隔で数箇設ける。すなわち、下部磁性体（２）と上
部磁性体（５）が対向する部分に３〜１０個凸部（１３
）が配置されるようにし、作動ギャップＧのデプスｏｐ
零の位置よりバックギャップ側へ５μｍ以上離れた位置
に最初の凸部（ｌ３）がくるように配置する。上記凸部
（１３）を作動ギャノプＧのデプスｏｐ零の位置よりバ
ックギャソプ側へ５μｍ以上離れた位置に設けるのは、
作動ギャソブＧのデプス０ｐがこの凸部（１３）の影響
で変化し１５ ないようにするためである。また、下部磁性体（２）と
上部磁性体（５）との間に凸部（１３）を３〜１０個設
けるようにしたのは、これらの範囲を越えると下部磁性
体（２）に形成される凹凸が少なく又は多くなり過ぎて
当該下部磁性体（２）の磁化容易軸が安定して配列され
なくなるからである。

また、上記凸部（１３）の高さＨ１は、下部磁性体（２
）の厚みＴの１７１０以下とする。このように規定する
のは、この凸部（１３）Ｊ二に積層される下部磁性体（
２）の磁気抵抗を増大させないようにするためである。

なお、下部磁性体（２）の厚めＴのｌ／１０以下といっ
ても、凸部（ｌ３）の高さＨ．が零では、当該下部磁性
体（２）の磁化容易軸のトラック幅方向への配列を安定
なものとすることができないため、これを含まないこと
は言うまでもない。

さらに、上記凸部（１３）のトラック幅方向と略直交す
る方向の幅Ｗ１を５μｍ以下とする。これより大きくす
ると、隣り合う凸部（１３）同士が接近し過ぎてこの凸
部（１３）上に積層される下部磁性体（２）の四〇がな
だらかとなり、当該下部磁性体（２）の１６ 磁化容易軸のトラック幅方向への配列が不安定なものと
なる。

」二記のような条件で凸部（１３）を基板（１）に設り
れば、この上に積層される下部磁性体（２）にも、これ
に対応した形で凹凸が形成されることになり、当該下部
磁性体（２）の磁化容易軸の向きがトラック幅方向へ安
定した状態で配列される。従って、下部磁性体（２）の
磁区を安定したものとすることができる。

なお、」二記凸部（Ｉ３）を形戒するには、例えば基板
（１）上ムこレジストを塗布した後、これを先の条件に
基づいて選択的に露光・現像し、残存したレジストを凸
部として使用すればよい。

またこの他、基板（１）に凸部（１３）を設けるのでは
なく、これとは逆に第４図に示すように、基板（１）に
凹部（１４）を設けるようにしてもよい。ここでの四部
（ｌ４）は、やはり上記凸部（１３）と同様な条件で設
Ｌｊる。すなわち、下部磁性体（２）と上部磁性体（５
）が対向する部分に３〜ｌＯ個凹部（ｌ４）が配置され
るようにし、作動ギャップＧのデプスｏｐ１７ 零の位置よりハンクギャンブ側へ５μｍ以上離れた位置
に最初の凹部（ｌ４）がくるように配置する。

さらに、上記凹部（１４）の深さ１４。を下部磁性体（
２）の厚みＴの１／１　０以下とするとともに、トラッ
ク幅方向と略直交する方向の幅Ｗ２を５μｍ以下とする
。

このようにすれば、先の凸部（１３）を設けたものと同
様、下部磁性体（２）はこれら凹部（１４）の形状に対
応して凹凸状となされ、当該下部磁性体ク２）の磁化容
易軸の向きが１・ラノク幅方向へ安定した状態で配列さ
れ、磁区が安定する。

なお、上記凹部（１４）を形成するには、例えば基板（
１）上に前記の条件が満たされるように選択的に露光・
現像してレジストを形成し、このレジストをマスクとし
てドライエンチングして凹部（１４）を形成ずればよい
。このとき、基板（１）には変質層が形成される虞れが
あるが、該基板（１）に非磁性材料よりなる基板を用い
れば、当該変質層が磁路に影響することはない。

１８ ［発明の効果〕 以上の説明からも明らかなように、本発明の薄１！　１
１気ヘッドにおいては、トラック幅方向と略平行な短冊
状の磁性コアを下部磁性体に積層し７ているので、当該
下部磁性体の磁化容易軸のトラック幅方向への配列を安
定したものとすることができる。

従って、下部磁性体の磁区が安定し、狭トラック化に対
応した薄膜磁気ヘノドとすることができる。

また、これら磁性コアはいずれも磁性体であるため、こ
れらの積層される部分での磁路断面積を増大せしめるこ
とができ、磁気抵抗の増大を防止することができる。従
って、電磁変換特性の向上が期待でき、大幅な出力の向
上が図れ、ヘッド効率の高いＨＩＳ磁気ヘッドを提供す
ることができる。

さらに本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、基板にトラ
ノク幅方向と略平行に設けた凸部又は凸部の高さ又は凹
部の深さ及びこれらのトラック幅方向と直交する方向の
幅を規定しているので、こｌ９ れらの上に積層される下部磁性体の磁気抵抗の増大を防
止することができるとともに、当該下部磁性体の磁化容
易軸のトラノク幅方向への配列を安定した状態のものと
することができる。

従って、下部磁性体の磁区が安定するばかりでなく、磁
気抵抗の増大が防止でき、電磁変換特性の向上が期待で
き、大幅な出力の向上が図れ、ヘッド効率の高い薄膜磁
気ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した簿膜磁気ヘッドの一例を示す
要部拡大断面図、第２図は下部磁性体を分解して示す要
部拡大斜視図、第３図は本発明を適用した薄膜磁気ヘノ
ドの他の例を示す要部拡大断面図、第４図は薄膜磁気ヘ
ットのさらに他の例を示す要部拡大断面図である。 １　・　・　・　基手反 ２　・・下部磁性体 ２０ ３　・　・ ４　・　・ ５　・　・ ７　・　・ １３ １　４　・ ・絶縁膜 ・導体コイル ・上部磁性体 ・短冊状の磁性コア ・・凸部 ・・凹部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成された下部磁性体上に絶縁膜を介し
   て導体コイル及び上部磁性体が形成され磁気回路部が構
   成されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、上記下部磁性体
   にはトラック幅方向と略平行な略短冊状の磁性コアが積
   層されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
2. （２）基板上に形成された下部磁性体上に絶縁膜を介し
   て導体コイル及び上部磁性体が形成され磁気回路部が構
   成されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、基板にトラック
   幅方向と略平行な凸部又は凹部が形成され、前記凸部の
   高さ又は凹部の深さが下部磁性体の厚みの１／１０以下
   であり、且つトラック幅方向と略直交する方向の幅が５
   μｍ以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。