JPH06195624A - 磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 メタル・イン・ギャップ型磁気ヘッドにおい
て、金属磁性薄膜３，４と酸化物磁性材料との界面にＣ
ＶＤ法により成膜された反応防止膜１０，１１を配す
る。 【効果】 反応防止膜によって拡散層の形成が確実に防
止できるとともに、反応防止膜自体が疑似ギャップとし
て作用することがなく、良好な再生信号特性を得ること
が可能な磁気ヘッドが獲得できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるメタルテープ
等の高抗磁力磁気記録媒体への記録再生に使用される磁
気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録の分野においては記録信
号の高密度化が進行しており、これに伴ってメタルテー
プ等の高抗磁力，高残留磁束密度を有する磁気記録媒体
が使用されるようになっている。これに対応すべく磁気
ヘッドにおいてもコア材料に高飽和磁束密度，高透磁率
を有することが要求され、フェライトを補助コア材と
し、高飽和磁束密度を有する金属磁性薄膜を主コア材と
して磁気ギャップ部に挿入したメタル・イン・ギャップ
型の磁気ヘッドが提案され、既に一部で実用に至ってい
る。

【０００３】すなわち、上記メタル・イン・ギャップ型
の磁気ヘッドは、磁気ギャップを境として左右別々に作
製された一対の磁気コア半体が突き合わされ接合一体化
されてなるものであり、磁気ギャップの近傍部に高飽和
磁束密度を有する金属磁性薄膜が形成されてなるもので
ある。上記磁気コア半体はＭｎ−Ｚｎ系フェライト，Ｎ
ｉ−Ｚｎ系フェライト等の酸化物磁性材料により構成さ
れ、上記金属磁性薄膜は、例えばセンダストやアモルフ
ァス等の強磁性金属薄膜で構成されており、これにより
磁気ギャップから発生する磁界強度が大きくなりメタル
テープ等の高抗磁力磁気記録媒体に好適なものとなって
いる。

【０００４】ところで、上記金属磁性薄膜は、通常スパ
ッタリング法等の真空薄膜形成技術で成膜される。この
ため、上記金属磁性薄膜とフェライトからなる補助コア
部との界面で酸素の授受が行われ拡散層が形成される。

【０００５】すなわち、金属磁性薄膜が例えばスパッタ
リングによりフェライトからなる補助コア部上に被着さ
れると、フェライトは酸化物として不安定であるため当
該スパッタリング時の熱によりフェライトを構成する酸
素原子が拡散しセンダストを構成するＦｅ原子，Ａｌ原
子あるいはＳｉ原子と結合する。この結果、上記界面で
のフェライトは還元された状態となるとともに、金属磁
性薄膜は酸化された状態となり、いわゆる拡散層が形成
される。この拡散層は、このような金属磁性薄膜形成時
のみならず、上記磁気コア半体のガラス融着時の熱によ
っても生ずるものであり、透磁率が著しく低く非磁性に
近い。このため、この拡散層は、これら補助コア部と金
属磁性薄膜間の磁気抵抗を増大して効率の低下をもたら
すばかりか、特に前記金属薄膜が本来の磁気ギャップと
平行に位置する場合は、疑似ギャップとして動作して該
疑似ギャップから拾われた磁束と本来のギャップから拾
われた磁束とが干渉を起こして疑似信号を生成し、再生
信号の周波数特性が周期的に変動するいわゆるｆ特うね
りを誘発する。

【０００６】そこで、上記磁気ヘッドにおいては、上記
再生信号の劣化を誘発する拡散層の発生を防止するため
に、酸化物磁性材料と金属磁性薄膜との界面に反応防止
膜を設ける試みがなされている。上記反応防止膜として
は、スパッタリング法等のＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，化学反応を伴わ
ない物理的蒸着法）によって成膜される金属薄膜，合金
薄膜あるいは金属酸化物薄膜等が用いられている。これ
らは、いずれも酸化物磁性材料の酸素が金属磁性薄膜に
移行するのを防止することにより、上記界面反応を抑
え、拡散層の発生を防止する作用を有するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＶＤ
法によって成膜される反応防止膜を用いる場合には、膜
厚の適正化が困難であることから再生信号劣化を完全に
解消するのは難しい。

【０００８】すなわち、ＰＶＤ法による成膜では、成膜
面表面に凹凸があると、成膜に際して陰になる部分によ
って膜厚にばらつきが生じる。このため、かかる反応防
止膜によって反応防止効果を得るためには、ある程度以
上の膜厚が必要となる。しかし、あまり膜厚を厚くする
と、今度はこの反応防止膜自体が疑似ギャップとして動
作してしまう。

【０００９】そこで、本発明は、このような従来の実情
に鑑みて提案されたものであり、確実に界面反応が防止
でき、且つそれ自体が疑似ギャップとして作用すること
がない反応防止膜を有し、良好な再生信号特性が得られ
る磁気ヘッドを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の磁気ヘッドは、少なくとも一方の磁気コ
ア半体が酸化物磁性材料と金属磁性薄膜により構成され
る一対の磁気コア半体を突き合わせ、上記金属磁性薄膜
間に磁気ギャップが形成されてなる磁気ヘッドにおい
て、上記金属磁性薄膜と酸化物磁性材料との界面にＣＶ
Ｄ法により成膜された反応防止膜が配されていることを
特徴とするものである。

【００１１】また、金属磁性薄膜と酸化物磁性材料の界
面の一部が磁気ギャップ近傍において、該磁気ギャップ
と平行であることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明の磁気ヘッドでは、金属磁性薄膜と酸化
物磁性材料との界面に、ＣＶＤ法によって成膜された反
応防止膜を配する。

【００１３】ＣＶＤ法による成膜では、ＰＶＤ法による
成膜において膜厚が成膜面の凹凸に依存して変動するの
に対して、成膜面の凹凸に依らず成膜面全面に亘って均
一な膜厚の薄膜が成膜される。また、成膜される薄膜は
緻密な膜質を有しており、したがって酸化物磁性材料の
酸素が通過し難く界面反応を防止するのに適している。
このため、ＣＶＤ法によって成膜された反応防止膜は、
それ自体が疑似ギャップとして作用することのない極め
て薄い膜厚範囲に膜厚が設定された場合でも金属磁性薄
膜と酸化物磁性材料の界面における反応を効果的に抑
え、拡散層の発生を確実に防止する。

【００１４】したがって、このようなＣＶＤ法によって
成膜された反応防止膜を用いることにより、拡散層によ
る疑似信号生成，反応防止膜による疑似信号生成のいず
れもが防止され、良好な記録再生特性が実現される。

【００１５】

【実施例】本発明を適用した一実施例について図面を参
照しながら説明する。

【００１６】本実施例の磁気ヘッドは、図１および図２
に示すように、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト，Ｎｉ−Ｚｎ系
フェライト等の酸化物磁性材料からなる補助コア部１，
２と、金属磁性薄膜３，４とを主要な構成要素とする一
対の磁気コア半体２１，２２を接合一体化してなるもの
である。

【００１７】ここで、磁気ギャップｇは、上記金属磁性
薄膜３，４同士をギャップスペーサ（図示は省略す
る。）を挟み込んで突き合わせることにより形成される
が、本実施例の磁気ヘッドでは、補助コア部１，２に設
けられたトラック幅規制溝５，６により前記磁気ギャッ
プｇのトラック幅Ｔｗが決められ、当該トラック幅Ｔｗ
はヘッドチップ厚Ｃｗより小となっている。

【００１８】また、本実施例の磁気ヘッドでは、磁気ギ
ャップｇの近傍の金属磁性薄膜３，４が当該磁気ギャッ
プｇと略平行に配置されており、したがって金属磁性薄
膜３，４の膜厚と無関係にトラック幅を増加することが
できる。上記トラック幅規制溝５，６により削り落とさ
れた切り欠き部には、接合ガラス７，８が充填され、磁
気記録媒体に対する当たり特性を確保するようになって
いる。

【００１９】また、上記磁気コア半体２１，２２を構成
する一方の補助コア部１の突き合わせ面中途部には、コ
イルを巻装するための溝として巻線溝９が形成されてい
る。

【００２０】上記金属磁性薄膜３，４は、上記巻線溝９
内も含め前記補助コア部１，２の突き合わせ面に沿って
フロント部からバック部に至るまで被着形成されてい
る。したがって、上記磁気コア半体２１，２２同士を接
合一体化することで、上記補助コア部１，２と金属磁性
薄膜３，４により閉磁路が構成される。

【００２１】なお、上記金属磁性薄膜３，４には、高い
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
が使用される。かか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、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金，Ｆｅ−
Ａｌ系合金，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合
金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−Ｇｅ系合
金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ａｌ
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、Ｇａ、Ｃ
ｏ（Ｆｅの一部をＣｏで置換したものを含む）、Ｓｉを
基本組成とする合金に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｅ、
Ｎｉ、Ｐｄ、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、強磁性非晶質金属合金、
いわゆるアモルファス合金（例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏの
１つ以上の元素とＰ、Ｃ、Ｂ、Ｓｉの１つ以上の元素と
からなる合金、またはこれを主成分としＡｌ、Ｇｅ、Ｂ
ｅ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｎｂ等を含んだ合金等のメタル−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成分とするメタル−メタル系アモ
ルファス合金）等も使用される。

【００２２】これら金属磁性薄膜３，４の成膜方法とし
ては、真空蒸着法，スパッタリング法，イオンプレーテ
ィング法，クラスター・イオンビーム法等に代表される
真空薄膜形成技術が採用される。

【００２３】また、上記金属磁性薄膜３，４は前記強磁
性金属材料の単層膜であってもよいが、例えばＳｉ
Ｏ₂ ，Ｔａ₂ Ｏ₅ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＺｒＯ₂ ，Ｓｉ₃ Ｎ₄
等の絶縁膜を介して多層膜としてもよい。

【００２４】そして、上記金属磁性薄膜３，４と補助コ
ア部１，２との界面ｋ₁ ，ｋ₂ には、金属磁性薄膜３，
４と補助コア部１，２を構成する酸化物磁性材料との反
応を防止するために反応防止膜１０，１１が配される
が、本実施例の磁気ヘッドにあっては、この反応防止膜
１０，１１としてＣＶＤ法で成膜した薄膜を用いる。

【００２５】ＣＶＤ法とは反応系分子の気体、あるいは
これと不活性の単体との混合気体を基板上に流し、加水
分解，自己分解，光分解，酸化還元，置換などの反応に
よる生成物を基板上に蒸着させる化学反応を利用した薄
膜成膜方法である。ＣＶＤ法により形成した薄膜は、ス
パッタリング法等のＰＶＤ法により形成した薄膜と比べ
て、基盤表面の凹凸によらず、均一な膜厚が得られると
いう特徴をもつ。またＣＶＤ法は、ガスの化学反応によ
り、基板表面に薄膜を形成するため、基板表面に凹凸が
あっても、該基板表面での膜厚制御は容易である。した
がって、反応防止膜１０，１１として極薄い膜を基板全
体に均一に成膜する手段として適している。さらに、Ｃ
ＶＤ法で形成した反応防止膜１０，１１は、膜質が緻密
であり、反応防止効果に優れている。

【００２６】これに対してスパッタリング法等のＰＶＤ
法では、基板表面に凹凸があると、陰になった部分の膜
厚が薄くなってしまう。したがって、反応防止膜１０，
１１として極薄い膜厚を、基板全体で均一に制御するの
は困難である。一方、反応防止効果を得るために、膜厚
を厚くすると、反応防止膜が疑似ギャップとして作用し
てしまい、再生信号の品質を低下させてしまう。

【００２７】しかしながら、ＣＶＤ法により成膜された
反応防止膜１０，１１は、それ自体が疑似ギャップとし
て作用することのない極めて薄い膜厚範囲に膜厚が設定
された場合でも金属磁性薄膜３，４と酸化物磁性材料の
界面における反応を効果的に抑え、拡散層の発生を確実
に防止する。したがって、ＣＶＤ法によって成膜された
反応防止膜１０，１１を用いることにより、拡散層によ
る疑似信号生成，反応防止膜による疑似信号生成のいず
れもが防止でき、良好な記録再生特性を実現できる。

【００２８】なお、上記ＣＶＤ法としては成膜に際して
基板を加熱する高温ＣＶＤ法，プラズマ励起を用いたプ
ラズマＣＶＤ法等，いずれでもよい。また、上記反応防
止膜１０，１１において、十分な反応防止効果を得ると
ともにそれ自体が疑似ギャップとして作用するのを防止
するには、膜厚を適正化することが必要であり、例えば
０．５〜２００ｎｍ，好ましくは０．５〜１０ｎｍの範
囲に設定することが好ましい。

【００２９】以上、本実施例の磁気ヘッドは、ＣＶＤ法
により形成された反応防止膜１０，１１の介在により金
属磁性薄膜３，４と酸化物磁性材料との界面ｋ₁ ，ｋ₂
に拡散層が形成されることがないため、金属磁性薄膜
３，４の被着条件、例えばスパッタリング温度，スパッ
タリング速度等の条件を緩い条件で管理可能となる。さ
らにはガラス融着時の熱処理等の条件も緩和されるので
歩留りの向上や製造条件の管理の点でも有利であり、信
頼性の点においても充分良好なものとなる。

【００３０】なお、本実施例では、両方の磁気コア半体
２１，２２に金属磁性薄膜３，４が形成された磁気ヘッ
ドについて説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば片方の磁気コア半体２１に金属磁性薄
膜３が形成された磁気ヘッドにも適当できることは言う
までもない。

【００３１】ところで、上記構成の磁気ヘッドは以下の
ようにして作製される。

【００３２】まず、図３に示すように、例えばＭｎ−Ｚ
ｎ系フェライトからなるヘッドコアブロック１２を用意
し、そのヘッドコアブロック１２の突き合わせ面となる
一表面１２ａ上に断面略半円弧状の溝１３，１４を切削
加工する。すなわち、上記断面略半円弧状の溝１３，１
４がトラック幅規制溝に相当することになる。

【００３３】次に図４に示すように、上記ヘッドコアブ
ロック１２の一表面１２ａ上に先の断面略半円弧状の溝
１３，１４内も含めて、反応防止膜となるＴａ₂ Ｏ₅ よ
りなる薄膜１５をＣＶＤ法により形成する。

【００３４】上記Ｔａ₂ Ｏ₅ よりなる薄膜１５を形成す
るには、まず上記フェライトコアブロック１２を成膜室
内にセットする。そして、フェライトコアブロック１２
を６００℃程度に加熱するとともにＴａ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）
₅ を気化させてＡｒ及びＯ₂とともに上記成膜室内にに
流入する。これによりＴａ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₅ とＯ₂ とが
化学反応を起こしてその生成物が上記フェライトコア１
２上に被着し、Ｔａ₂Ｏ₅ 薄膜が成膜される。なお、こ
こでは、Ｔａ₂ Ｏ₅ よりなる薄膜１５の膜厚は２ｎｍと
した。

【００３５】なお、本実施例では、基板を加熱すること
によりＴａ₂ Ｏ₅ よりなる薄膜１５を形成したが、低温
中でのＣＶＤ法や、プラズマを用いたＣＶＤ法であって
も同様の効果が得られる。上記Ｔａ₂ Ｏ₅ よりなる薄膜
１５は、ＣＶＤ法で形成することにより、基板に凹凸が
存在していても均一で緻密なものとなる。このため、上
記Ｔａ₂ Ｏ₅ よりなる薄膜１５を例えば、疑似ギャップ
として無視できる膜厚，すなわち１０ｎｍ以下の膜厚と
することができる。したがって、上記Ｔａ₂ Ｏ₅ よりな
る薄膜１５は、それ自体が疑似ギャップとして動作する
ことはなく、疑似ギャップを有効に制御することができ
る反応防止膜となる。

【００３６】続いて、図５に示すように、上記Ｔａ₂ Ｏ
₅ よりなる薄膜１５上にＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ系合金
等の金属磁性薄膜１６をスパッタリングにより形成す
る。このとき、上記Ｔａ₂ Ｏ₅ よりなる薄膜１５は、膜
厚が均一であり且つ膜質が緻密であるので、スパッタリ
ング時の熱により酸化物磁性材料の酸素がこれを通り抜
けて金属磁性薄膜１６で授受されることがなく、拡散層
の発生が確実に防止される。したがって、金属磁性薄膜
１６の成膜の際のスパッタリング温度、スパッタリング
速度等のスパッタ条件は比較的緩い条件で管理可能であ
る。なお、このとき金属磁性薄膜１６の膜厚は４μｍと
した。

【００３７】次に、先の工程と同様にして作製されたト
ラック幅規制溝１９，２０、Ｔａ₂Ｏ₅ よりなる薄膜２
１，金属磁性薄膜２２を有してなるヘッドコアブロック
１８に巻線溝１７を設け、これと先のヘッドコアブロッ
ク１２とを、その突き合わせ面にギャップスペーサとな
る膜厚１１５ｎｍのＳｉＯ₂ 膜（図示は省略する。）を
介してガラス融着により接合一体化する。

【００３８】この時もやはり、ガラス融着による熱が生
ずるが、上記Ｔａ₂ Ｏ₅ よりなる薄膜１５，２１によっ
て酸化物磁性材料から金属磁性薄膜１６，２２への酸素
の授受が確実に防止される。したがって、疑似ギャップ
の発生が抑制できるとともに、このガラス融着時の熱処
理等の条件も緩和化でき、歩留り，信頼性の向上が望め
る。

【００３９】その後、図６に示すａ−ａ線およびｂ−ｂ
線で示す位置でスライシング加工して切り出し、必要に
応じて円筒研磨などを施して磁気ヘッドを完成する。

【００４０】次に、このようにして作製された磁気ヘッ
ドの性能を確認するために再生信号の周波数特性を調べ
た。その結果を図７に示す。

【００４１】また、比較として、反応防止膜としてスパ
ッタリング法によりＴａ₂ Ｏ₅ を２ｎｍ成膜した磁気ヘ
ッドを作製し、再生信号の周波数特性を調べた。なお、
この磁気ヘッドは反応防止膜の成膜方法以外は先の磁気
ヘッドと同一とした。その結果を図８に示す。

【００４２】その結果、ＣＶＤ法により２ｎｍのＴａ₂
Ｏ₅ を反応防止膜１０，１１として界面ｋ₁ ，ｋ₂ に成
膜した磁気ヘッドの周波数特性は図７に示すようにうね
りの幅がほとんど見られなかった。すなわち、上記Ｔａ
₂ Ｏ₅ をＣＶＤ法により反応防止膜１０，１１として成
膜した磁気ヘッドでは、そのうねりの幅は０．２〜０．
３ｄＢと極めて小さい値であるので、８ミリビデオテー
プ用の磁気ヘッドとして充分な性能を有していると判断
された。したがって、本例の磁気ヘッドは、フェライト
と金属磁性薄膜との界面で拡散層の形成が防止され、本
来の磁気ギャップと干渉を起こす疑似ギャップの発生が
有効に制御されたものであると言える。

【００４３】これに対して、図８を見てわかるように、
スパッタリング法によってＴａ₂ Ｏ ₅ 薄膜が成膜された
磁気ヘッドでは、再生信号の周波数特性のうねりの幅が
２ｄＢ程度と大きい。これは、Ｔａ₂ Ｏ₅ 薄膜が反応防
止膜として十分に機能せず、拡散層が形成されて疑似ギ
ャップとして作用したからと推測される。

【００４４】このことから、反応防止膜としてＣＶＤ法
によって成膜された薄膜を用いることは、界面反応を確
実に防止し、良好な再生信号特性を発揮する磁気ヘッド
を得る上で有効であることがわかった。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気ヘッドにおいては、金属磁性薄膜と酸化物磁性
材料との界面にＣＶＤ法により成膜された反応防止膜を
配しているので、上記反応防止膜によって上記酸化物磁
性材料と金属磁性薄膜の界面における反応が確実に抑え
られて拡散層の形成が防止できる。

【００４６】また、上記反応防止膜は、反応防止効果に
優れているので、それ自体が疑似ギャップとして作用す
ることのない極めて薄い膜厚範囲に設定した場合でも上
記効果を十分に発揮する。したがって、拡散層による疑
似信号生成，反応防止膜による疑似信号生成のいずれも
が防止でき、良好な再生信号特性を得ることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ヘッドの一構成例を示す斜視図で
ある。

【図２】上記磁気ヘッドの記録媒体摺動面を示す要部拡
大平面図である。

【図３】磁気ヘッドの製造工程のうち、トラック幅規制
溝形成工程を示す斜視図である。

【図４】磁気ヘッドの製造工程のうち、反応防止膜成膜
工程を示す斜視図である。

【図５】磁気ヘッドの製造工程のうち、金属磁性薄膜成
膜工程を示す斜視図である。

【図６】磁気ヘッドの製造工程のうち、ヘッドコアブロ
ックスライシング工程を示す斜視図である。

【図７】ＣＶＤ法によって成膜された反応防止膜を有す
る磁気ヘッドの再生信号の周波数特性を示す特性図であ
る。

【図８】スパッタリング法によって成膜された反応防止
膜を有する磁気ヘッドの再生信号の周波数特性を示す特
性図である。

【符号の説明】

１，２・・・補助コア部 ３，４，１６，２２・・・金属磁性薄膜 ５，６，１５，２１・・・反応防止膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方の磁気コア半体が酸化物
   磁性材料と金属磁性薄膜により構成される一対の磁気コ
   ア半体を突き合わせ、上記金属磁性薄膜間に磁気ギャッ
   プが形成されてなる磁気ヘッドにおいて、 上記金属磁性薄膜と酸化物磁性材料との界面にＣＶＤ法
   により成膜された反応防止膜が配されていることを特徴
   とする磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 金属磁性薄膜と酸化物磁性材料の界面の
   一部が磁気ギャップ近傍において、該磁気ギャップと平
   行であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。