JPH0689413A

JPH0689413A - 薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH0689413A
Application number: JP16064492A
Authority: JP
Inventors: Masaki Oura; 正樹大浦; Makoto Saito; 真斉藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1994-03-29
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JP2550829B2

Abstract

(57)【要約】【目的】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ッドを提供することにある。【構成】耐摩耗性が非常に優れたサファイア単結晶基板
１０上に第１の磁性層１１が１.５μｍの厚さでスパッ
タ形成され所定の形状にパターニングされる。さらに磁
気ギャップ長となるアルミナ膜１２が０.５μｍ形成さ
れ平面状渦巻形の導体コイル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
パッタ形成され所定の形状にパターニングされる。【効果】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
気ヘッドを得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメッキ、蒸着、スパッタ
等の膜形成手段とフォトリソグラフィーと呼称される高
精度パターン形成手段を用いて形成する薄膜磁気ヘッド
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】薄膜技術を用いて磁気回路を構成した磁
気ヘッドが、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ェライト片に巻
線を施したタイプの磁気ヘッドにとってかわろうとする
動きがさかんである。この薄膜ヘッドの代表的な構成は
特開昭５５−８４０１９号公報及び特開昭５５−８４０
２０号公報に詳細に記述されている。特開昭５５−８４
０１９号公報及び特開昭５５−８４０２０号公報によれ
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ック
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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような薄膜ヘッド
磁気回路において、データの記録密度を増すためには、
磁気ヘッ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も有効な磁界を発生させ得な
い。したがっ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、このことは磁気ヘッ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
クローズアップさせる状況になってきている。

【０００４】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ッドを提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち第１の磁性層の
厚さに対して第２の磁性層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。

【０００６】

【作用】薄膜ヘッドにおいて媒体上の一つの磁化反転を
再生した場合図１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った磁気ヘッド
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ーシュートが発生する。この孤立
波形のアンダーシュートはよく観察すると左右のアンダ
ーシュート量が異なっておりこの差異に筆者は注目し
た。すなわち図１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ーシュート量が異なってい
ることである。この原因は図２で示された薄膜磁気ヘッ
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は途中で折れ曲った構造となっ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ーシュート量が
少ない側は第２の磁性層がある側であり、アンダーシュ
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ーシュート量の差がど
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、図
３（ａ）、（ｂ）の２つの孤立波形の重ね合せにより図
３（ｃ）として求めることが出来る。図３（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はア
ンダシュート量の大きさに依存することが理解されよ
う。したがって△Ｔ₁と△Ｔ₂の大きさを比較した場合、
アンダシュートの小さい側のピークシフト△Ｔ₁が小に
なる。図４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が大であり
かつ膜圧に依存する傾向が△Ｔ₁に比して大である。こ
のことからピークシフトを減小させるためには第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。

【０００７】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ッ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。図２の薄膜ヘッド断面構造図にもどってこの観点
から磁路構造を見ると、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、
スパッタ、メッキ等の技術をつかっ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、スパッタの場合はこの傾向が顕著で
あり、カバレッジファ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が、この傾斜角が３
０°前後の場合で０.７〜０.８が一般的である。すなわ
ち薄膜ヘッド構造においては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っとも
飽和が起こりやすい箇所であると言える。したがって第
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ッジファクターで割
った値すなわち第１の磁性層の厚さの１.２〜１.４倍程
度とするのがが好ましい。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
好ましいという理由を説明した。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例についてさらに説明す
る。図５に磁気テープ用薄膜ヘッドの断面図を示す。耐
摩耗性が非常に優れたサファイア単結晶基板１０上に第
１の磁性層１１が１.５μｍの厚さでスパッタ形成され
所定の形状にパターニングされる。さらに磁気ギャップ
長となるアルミナ膜１２が０.５μｍ形成され平面状渦
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１
４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覆うようにスパッタ形成さ
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１１と第２の磁性層１
５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
を所定のギャップ深さになるまで（一点鎖線で示す）研
摩加工し、磁気ヘッド素子を得る。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ッタされた磁性
層膜のカバレッジファクターは０.７５であったため１.
５÷０.７５＝２で決定された。このような方法で得ら
れた磁気ヘッ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２.２５μｍであった。一方同様な方
法で形成された第１と第２の磁性層膜厚が共に２μｍの
ヘッドは２.８μｍであった。また共に膜厚１.５μｍを
有するヘッドは２.１μｍ程度であったが非常にヘッド
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
めなかったことに原因することがわかった。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
ヘッドとしての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。

【０００９】本実施例における双方の磁性層の厚みの差
０.５μｍ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。

【００１０】また本実施例においては特に記さなかった
が、通常薄膜ヘッ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
か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。

【００１１】

【発明の効果】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ッドを得ることが出来る。
また薄膜ヘッ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ッド
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ッドに限定され
るものではなくフロッピー装置、ディスク装置用等の薄
膜ヘッドさらにはＶＴＲ、ＰＣＭ、オーディオといった
装置の薄膜ヘッドに対しても広く応用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】薄膜ヘッドの孤立再生波形を示す図。

【図２】従来の薄膜ヘッドの断面模式図。

【図３】本発明の原理を説明するための薄膜ヘッド孤立
再生波形と合成した波形を示す図。

【図４】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。

【図５】本発明の一実施例を示す薄膜ヘッド断面図であ
る。

【符号の説明】

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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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導体コイルと、該導体コイル
を前記第１の磁性層との間に挾むように第１の磁性層上
に、記録媒体対向面に磁気ギャップを有し、記録媒体対
向面と反対側で第１の磁性層と磁気的に短絡するように
形成された第２の磁性層とを具備し、前記第１の磁性層
の厚さに対して第２の磁性層の厚さを厚くしたことを特
徴とする薄膜磁気ヘッド。