JPH0544086B2 - - Google Patents

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JPH0544086B2
JPH0544086B2 JP57016220A JP1622082A JPH0544086B2 JP H0544086 B2 JPH0544086 B2 JP H0544086B2 JP 57016220 A JP57016220 A JP 57016220A JP 1622082 A JP1622082 A JP 1622082A JP H0544086 B2 JPH0544086 B2 JP H0544086B2
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JP
Japan
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magnetic
thickness
magnetic layer
layer
thin film
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Masaki Oora
Makoto Saito
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109Details
    • G11B5/3116Shaping of layers, poles or gaps for improving the form of the electrical signal transduced, e.g. for shielding, contour effect, equalizing, side flux fringing, cross talk reduction between heads or between heads and information tracks
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3163Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメツキ、蒸着、スパツタ等の膜形成手
段とフオトリソグラフイーと呼称される高精度パ
ターン形成手段を用いて形成する薄膜磁気ヘツド
に関するものである。
薄膜技術を用いて磁気回路を構成した磁気ヘツ
ドが、データの記録密度を向上する上で利点があ
るとされ、パーマロイ金属片あるいはフエライト
片に巻線を施したタイプの磁気ヘツドにとつてか
わろうとする動きがさかんである。この薄膜ヘツ
ドの代表的な構成は特開昭55−84019号公報及び
特開昭55−84020号公報に詳細に記述されている。
特開昭55−84019号公報及び特開昭55−84020号公
報によてば、ヨーク構造は磁極先端領域及び後端
領域で構成され、パーマロイのような磁気材料の
2層で構成される。上下の磁気層の磁極先端領域
は磁気記録媒体のトラツクの幅に等しいか、又は
それより僅かに小さく、磁気記録媒体に対して法
線方向に僅かに伸びており、磁極先端領域に続く
後端領域では上下の磁気層の幅は漸進的に増大し
ている。このような薄膜ヘツド磁気回路におい
て、データの記録密度を増すためには、磁気ヘツ
ドの動作面に露出した磁性層の厚み、すなわちポ
ールピースの厚さを薄くすることが基本的に重要
な要素である。しかしながら同一の磁気回路を用
いて、記録媒体への書込みと再生を兼用させる場
合においては、前述した高記録密度化をはかるた
め、ポールピースの厚さを薄くする要件は必要十
分条件とはなり得ない。すなわち書込みに際して
は、動作面から所定のすきまを有して配置された
記録媒体に書込みに必要な磁界を発生させるため
導体コイルに流した励磁電流により磁気回路を励
磁する必要がある。この時磁性層の厚みが薄いと
磁気的に飽和し励磁電流を増して有効な磁界を発
生させ得ない。したがつて書込みと再生を共に満
足させ得る磁性層厚の範囲を求めることが重要で
ある。しかしながら高記録密度化を実現するため
記録媒体は高保磁力を持たせる方向にあり、この
ことは磁気ヘツドとしてより強い磁界を発生させ
る必要が新たに発生し、前記した書込みと再生を
共に満足させる為の磁性層厚の範囲が非常に狭く
なるか、もしくはその範囲が存在しえないという
問題点をクローズアツプさせる状況になつてきて
いる。
本発明の目的は十分な書込磁界を発生させつつ
高記録密度を実現させ得る薄膜磁気ヘツドを提供
することにある。
すなわち第1の磁性層の厚さに対して第2の磁
性層厚の厚さを厚くすることにより、同一の磁性
層厚さを有する磁気回路に比して、書込磁界を強
くすると同時に高密度化をはかる上で生じる再生
波形干渉によるピークシフトを減ぜしめる効果を
持つことを見い出した。以下本発明をさらに詳細
に説明する。薄膜ヘツドにおいて媒体上の一つの
磁化反転を再生した場合第1図に示した孤立反転
再生波形が得られる。この再生波形は従来のバル
ク材で作つた磁気ヘツドと異なり、動作面に露出
している磁性層の厚みすなわちポールピース厚み
が数μmのオーダであるために孤立波形の両サイ
ドにアンダ−シユートが発生する。この孤立波形
のアンダーシユートはよく観察すると左右のアン
ダ−シユート量が異なつておりこの差異に筆者は
注目した。すなわち第1図の再生波形のピーク位
置に対して左側の部分と右側の部分のアンダ−シ
ユート量が異なつていることである。この原因は
第2図で示された薄膜磁気ヘツドの一般的構造の
断面図において、第1の磁性層1は媒体平面3に
対して垂直方向に伸びており、第2の磁性層2は
途中で折れ曲つて構造になつていることに起因し
ている。この孤立再生波形においてアンダ−シユ
ート量が少ない側は第2の磁性層がある側であ
り、アンダ−シユート量が大きい側は第1の磁性
層の側である。ここで高密度化した場合にこれら
のアンダ−シユート量の差がどのように影響する
か言及しよう。一般的に高記録密度化した場合に
得られる再生波形は孤立波形の重ね合せがかなり
の精度で成り立つことが言われている。今、一つ
の磁化反転の次に非常に短かい間隔で次の磁化反
転がきた場合を考える、この2つの磁化反転によ
る再生波形は、第3図a,bの2つの孤立波形の
重ね合せにより第3図cとして求めることが出来
る。第3図cにおいて△T1及び△T2として示さ
れているように本来あるべき波形ピークの位置が
ずれるすなわちピークシフトが発生する。これら
のピークシフト量の大きさは、それぞれの孤立波
形ピーク位置に対応したもう一つの孤立波形のす
その勾配の大小で決定される。今、最初の孤立波
形に対して次の孤立波形のピークの位置が最初孤
立波形の0を横切る近傍にある場合その位置での
前記した勾配アンダシユート量の大きさに依存す
ることが理解されよう。したがつて△T1と△T2
の大きさを比較した場合、アンダシユートの小さ
い側のピークシフト△T1が小にする。第4図は
ポールピースの厚みを可変させピークシフト△
T1と△T2の関係を図示したものである。この図
から同一のポールピース厚みに対しては△T2
大でありかつ膜厚に依存する傾向が△T1に比し
て大である。このことからピークシフトを減少さ
せるためには第1の磁性層厚みを薄くする方が効
果的であることがわかる。すなわち第1と第2の
磁性層膜厚を共に同一量減少させるよりは第1の
磁性層をより薄くすべきであることを示してい
る。
一方書込側に対しては、前述したように記録媒
体を磁化するため磁気ヘツド動作面に強い磁界を
発生させる必要があり、磁気回路の磁路は出来る
だけ飽和を防ぐような構造をとることが重要であ
る。このためには磁路となる磁性層の飽和磁束密
度を上げることが必要であると同時に磁路の断面
積を増加させることも重要である。第2図の薄膜
ヘツド断面構造図にもどつてこの観点から磁路構
造をみると、第2の磁性層の斜面部4が問題とな
る。一般的にある段差を有したものの上から蒸
着、スパツタ、メツキ等の技術をつかつて膜形成
を行なう場合斜面部のつきまわりは平面上に形成
した膜厚よりも減少する。特に蒸着、スパツタの
場合はこの傾向が顕著であり、カバレツジフアク
ターと称される平面と斜面部の膜厚相対比は斜面
の傾斜に依存するか、この傾斜角が30°前後の場
合で0.7〜0.8が一般的である。すなわち薄膜ヘツ
ド構造においてこの斜面部が断面積を考慮した場
合一番小さくなるところであり磁気的にもつとも
飽和が起こりやすい箇所であると言える。したが
つて第2の磁性層を第1の磁性層と磁気的に同一
の条件で使うには、第2の磁性層の厚さをカバレ
ツジフアクターで割つた値すなわち第1の磁性層
の厚さの1.2〜1.4倍程度が好ましい。以上再生時
及び書込時共第1の磁性層の厚さよりも第2の磁
性層の厚さを増した方が好ましいという効果を説
明した。
以下本発明の一実施例についてさらに説明す
る。第5図に磁気テープ用薄膜ヘツドの断面図を
示す。耐摩耗性が非常に優れたサフアイア単結晶
基板10上に第1の磁性層11が1.5μmの厚さで
スパツタ形成され所定の形状にパターニングされ
る。さらに磁気ギヤツプ長となるアルミナ膜12
が0.5μm形成され平面状過巻形の導体コイル13
が蒸着されパターニングされる。導体コイル13
の凹凸をカバーするよう適当な絶縁物14をその
上に形成し第2の磁性層15が厚さ2μmの厚さ
で導体コイル及び絶縁物をおおうようにスパツタ
形成され所定の形状にパターニングされる。この
時磁気回路の動作面から遠い側は第1の磁性層1
1と第2の磁性層15が磁気的に短絡するよう予
めアルミナ膜は除去される。このあと端子部(図
示せず)を形成し所定の厚さの保護層16が付着
される。このあと複数個ならんだ素子を所定のギ
ヤツプ深さになるまで(−点鎖線で示す)研摩加
工し、磁気ヘツド素子を得る。ここで第1の磁性
層膜厚1.5μmと第2の磁性層膜厚2μmと異ならせ
たのは、上記構造体において斜面部のスパツタさ
れた磁性層膜をカバレツジフアクターは0.75であ
つたため1.5÷0.75=2で決定された。このよう
な方法で得られた磁気ヘツド素子を用いて保磁力
600Oeの大きさを有した磁気テープ媒体に、互い
に2.1μmの間隔をおいて2つの磁化反転を記録し
た。この時読み出された磁化反転の間隔は2.25μ
mであつた。一方同様な方法で形成された第1と
第2の磁性層厚が共に2μmのヘツドは2.8μmであ
つた。また共に膜厚1.5μmを有するヘツドは2.1μ
m程度であつたが非常にヘツド出力が小さく書込
時に磁路が飽和して十分媒体に書き込めなかつた
ことに原因することがわかつた。このことは明ら
かに第1と第2の磁性層の厚さを変えたことが薄
膜ヘツドとして特性を改善していることを示して
おり本発明の効果を如実に示すものである。
本実施例における双方の磁性層の厚みの差0.5μ
mは、双方の磁性層膜を形成する際のバラツキ
巾、通常は膜厚の±10%、以上であることに留意
されたい。また本実施例においては特に記されな
かつが、通常薄膜ヘツドの磁気回路構造において
動作面に露出した磁性体の厚みすなわちポールピ
ース厚に比して内部において部分的に厚くし記
録、再生効率をあげる手段が用いられる場合があ
るが本特許は上記構造においても実施例で述べた
と同様の効果を得ることが出来ることは動作原理
からも明らかである。
本発明によれば、良好な書込特性を保ちつつ高
密度化に適した媒体磁化位置を忠実に再現しうる
再生特性を有した薄膜磁気ヘツドを得ることが出
来る。また薄膜ヘツド素子を形成する上で従来行
なわれていたプロセスを変更する必要はなく単に
膜厚をコントロールするだけであり、この手段を
とることにより薄膜ヘツド素子のコストを上昇さ
せるものではない。また本発明の適用は実施例に
記載した磁気テープ用ヘツドに限定されるのもの
ではなくフロツピー装置、デイスク装置用等の薄
膜ヘツドさらにはVTR,PCM,オーデイオとい
つた装置の薄膜ヘツドに対しても広く応用可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は薄膜ヘツドの孤立再生波形を示す図、
第2図は従来の薄膜ヘツドの断面模式図、第3図
は本発明の原理を説明するための薄膜ヘツド孤立
再生波形と合成した波形を示す図、第4図は本発
明を説明するためのポールピース厚みとピークシ
フトの関係を示す図、第5図は本発明の一実施例
を示す薄膜ヘツド断面図である。 11……第1の磁性層、15……第2の磁性
層、10……基板、12……アルミナ膜、13…
…導体コイル、14……絶縁物、16……保護
膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 磁気記録媒体に対し、情報の再生又は記録及
    び再生を行う薄膜磁気ヘツドにおいて、 基板と 該基板上に形成された第1の磁性層と、 該第1の磁性層上に形成された磁気ギヤツプ層
    と、 該磁気ギヤツプ層上に形成された導体コイル
    と、 前記磁気ギヤツプ層上及び絶縁層を介して前記
    導体コイル上に形成された第2の磁性層とを具備
    し、 前記第1及び第2の磁性層は磁気記録媒体のト
    ラツクの幅に等しいか又はそれより僅かに小さい
    幅を持つ先端領域と、幅が漸進的に増大する後端
    領域で構成され、 前記第2の磁性層の先端領域は、前記磁気ギヤ
    ツプ層上に位置する平坦部と、該平坦部に続く前
    記導体コイルの乗り上げ部に位置する斜面部で構
    成され、該平坦部の厚みは対向する第1の磁性層
    の厚みよりも大きく、斜面部の厚みは第1の磁性
    層の厚みとほぼ同じであることを特徴とする薄膜
    磁気ヘツド。 2 前記第2の磁性層の平坦部の厚みは、当該第
    2の磁性層の平坦部と斜面部の膜厚相対比に従つ
    て決定されることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の薄膜磁気ヘツド。 3 前記第2の磁性層の平坦部の厚みは、当該第
    2の磁性層の斜面部の角度によつて決定されるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の薄膜
    磁気ヘツド。 4 前記第2の磁気層の平坦部の厚みは、対向す
    る前記第1の磁性層の厚みの約1.2〜1.4倍である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の薄
    膜磁気ヘツド。
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