JPH10199726A - Co−Ni−Feを主成分とする軟磁性薄膜,その製造方法,それを用いた磁気ヘッド及び磁気記憶装置 - Google Patents
Co−Ni−Feを主成分とする軟磁性薄膜,その製造方法,それを用いた磁気ヘッド及び磁気記憶装置Info
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Abstract
磁気ヘッド用軟磁性薄膜およびその製造方法を提供し,
また,この軟磁性薄膜を用いた磁気ヘッド及び磁気記憶
装置を提供する。 【解決手段】 磁気回路を形成する磁気ヘッドの下部軟
磁性体層13及び上部軟磁性体層18の内の少なくとも
一方を,原子比で30〜90%のCo,40%以下のN
i,40%以下のFeからなるCo−Ni−Fe合金
に,少なくともSを原子比で0.5〜4at%含有する
Co−Ni−Feを主成分とする軟磁性薄膜によって形
成する。この軟磁性薄膜は,Co,Ni,Feの各々の
金属塩を含むめっき液で有って,更に,硫黄系有機化合
物を含有するCo−Ni−Fe合金めっき液から電析し
て形成する。
Description
等に情報を記録再生する磁気ヘッドに用いられる軟磁性
薄膜材料及びその製造方法,並びに前記軟磁性膜を用い
た磁気ヘッド,及びそれを用いた磁気記憶装置に関す
る。
−Fe(パーマロイ)合金めっき膜が一般的であるが,
このNi−Fe合金めっき膜は,飽和磁束密度Bsが
0.8〜1.0テスラ(T)と小さいという問題点があ
る。また,Ni−Fe合金めっき膜は,比抵抗が20μ
Ωcmと小さいため,高周波記録時に渦電流によって記
録磁界の位相が遅れ,記録特性が劣化するという問題点
が有った。
は,少なくともNi−Fe合金めっき膜が示す以上の大
きなBsと高い比抵抗とをもつ磁気ヘッド用磁極材料の
開発が求められていた。
e(パーメンジュール)系,あるいはCo−Ni−Fe
(パーミンバー)系膜についての下記の報告などがあ
る。
n Magnetics, Vol. Mag-23, No.5,pages 2981-2983, 19
87(以下,従来技術1と呼ぶ)には,磁気ヘッドの磁極
片として,Ni−FeよりもCo−Feを用いたものが
特性が優れていることが開示されている。
究会,MR88−23(1988),(以下,従来技術
2と呼ぶ)には,磁気ヘッド用のCo−Ni−Fe系薄
膜を蒸着及び合金電着法によって形成したことが述べら
れている。
巻2号277頁(1994)(以下,従来技術3と呼
ぶ)には,磁気ヘッド用のCo−Ni−Fe合金電着膜
が示されている。
下,従来技術4と呼ぶ)には,重量比でNi≦75%,
Co:10〜90%,Fe≦15%からなる三元系合金
薄膜であって,磁歪が±2×10-6の範囲,Hk≦10
Oeの薄膜磁気ヘッドの磁気コアに用いる薄膜が開示さ
れている。
下,従来技術5と呼ぶ)には,薄膜磁気ヘッドにおい
て,上下磁性膜を有し,この上下磁性膜を重量比でN
i:3〜30%,Co:62〜95%,Fe:2〜8
%,面心立方(FCC)構造の合金薄膜で形成したもの
が開示されている。
下,従来技術6と呼ぶ)には,原子比でNi:20〜7
0%,Co:5〜45%,Fe:20〜75%,5%未
満のCr,Ti,Zr,Hf添加した合金からなる軟磁
性膜とそれを用いた磁気ヘッドとが開示されている。
いはCo−Ni−Fe系めっき膜で従来のNi−Fe
(パーマロイ)膜以上の高Bs(例えば1.8T)が得
られることが示されている。
ついては一切言及されておらず,前述した高比抵抗化と
いう問題点の解決策は開示していない。
記録を実現するため,高い保磁力を持つ記録媒体に十分
な情報書込みを行なうため,高飽和磁化(Bs)をもつ
磁極材料について開示している。
時の高周波記録に対する解決法,すなわち高Bsはもと
より高比抵抗を併せ持つ磁極材料を開示していなかっ
た。
(例えば,パーマロイ膜は20μΩcm)為,渦電流に
より記録磁界の位相遅れが生じ,磁気ヘッドの記録特性
が劣化するためである。
和磁化と同時に高い比抵抗を併せ持つ磁気ヘッド用軟磁
性薄膜およびその製造方法を提供することにある。ここ
で,本発明のこの技術的課題を更に具体的にのべれば,
飽和磁化Bs:2.0T≧Bs≧1.5T,比抵抗ρ:
425μΩcm≧ρ≧30μΩcm,保磁力Hc≦5O
eを満たす磁気特性を実現する磁気ヘッド用軟磁性薄膜
を提供することにある。
磁性薄膜を用いた磁気ヘッド及び磁気記憶装置を提供す
ることにある。
め,本発明では,少なくともSを原子比で0.5から4
at%含有したCo−Ni−Fe膜であって,しかもC
o,Ni,及びFe3元素の組成が,原子比で,30%
≦Co≦90%,0%<Ni≦40%,0%<Fe≦4
0%を満たす軟磁性薄膜を硫黄系有機化合物を含む,C
o,Ni,及びFeの各々の金属塩からなるからなるめ
っき液を用いて,磁気ヘッドの磁気回路をなす下部軟磁
性体層あるいは上部磁性体層の少なくとも一部に成膜し
磁気ヘッドを形成することによって,高Bs且つ高比抵
抗の磁極からなる高密度,高周波記録特性の優れた磁気
ヘッド,磁気記憶装置を実現したものである。
0%のCo,40%以下のNi,40%以下のFeから
なるCo−Ni−Fe合金に,少なくともSを原子比で
0.5〜4at%含有することを特徴とするCo−Ni
−Feを主成分とする軟磁性薄膜が得られる。
Feの各々の金属塩を含むめっき液であって,更に,硫
黄系有機化合物を含有することを特徴とするCo−Ni
−Fe合金めっき液が得られる。
っき液において,前記硫黄系有機化合物は,チオ尿素,
アミノチアゾール,及びチオジグリコール酸の内の少な
くとも一種であることが好ましく,また,更に添加剤と
して,界面活性剤及び硼酸のうちの少なくとも一種を添
加してなることが好ましい。
o−Ni−Fe合金めっき液を用い,pH値2〜6,温
度20℃〜40℃,電流密度1〜30mA/cm2 の条
件での電析によって軟磁性薄膜を形成する方法であっ
て,前記電析の際に,当該形成される軟磁性薄膜に所定
方向に磁界を印加することを特徴とするCo−Ni−F
eを主成分とする軟磁性薄膜の製造方法が得られる。
る下部軟磁性体層及び上部軟磁性体層と,前記下部軟磁
性体層及び前記上部軟磁性体層に叉交する導電性薄膜材
料からなるコイル層と,非磁性絶縁材料よりなるギャッ
プ層又は層間絶縁層と,前記コイル層に駆動電流を通電
する電極を備えた磁気ヘッドにおいて,前記下部軟磁性
体層及び前記上部軟磁性体層の内の少なくとも一方は,
Co−Ni−Fe合金を主成分とし,副成分として原子
比で総含有量の0.5〜4%のSを含む軟磁性薄膜から
なることを特徴とする磁気ヘッドが得られる。
気回路をなす上部磁性体層及び下部磁性体層の少なくと
も一方の媒体対向面側の磁極端の一部が,Co−Ni−
Fe合金膜を主成分とし,副成分として原子比で0.5
〜4%のSを含有する第1の軟磁性薄膜材料で形成さ
れ,前記磁気回路の残りの部分が,前記第1の軟磁性薄
膜材料とは異なる第2の軟磁性薄膜材料で形成されてい
ることを特徴とする磁気へッドが得られる。
て,前記2の軟磁性薄膜材料は,Ni−Feめっき膜を
含むことが好ましい。
おいて,強磁性軟磁性薄膜の単層膜又は多層膜の磁気抵
抗効果を利用した再生ヘッドと複合化されていることを
特徴とする磁気ヘッドが得られる。
のデータ記録用トラックを有する磁気記録媒体と,前記
磁気記録媒体上に記録された磁気情報から漏洩する磁界
を検出する磁気抵抗効果素子と,前記記録媒体へ情報を
記録する書込み磁気ヘッドと,前記磁気抵抗効果素子及
び前記書込みヘッドを外部回路と接続するための導電性
リード線と,前記磁気抵抗効果素子及び前記書込みヘッ
ドを磁気記録媒体上の所定のトラック上へ移動させるた
めのアクチュエータ手段とを具備する磁気記億装置であ
つて,前記磁気記録媒体は2000Oe以上の保磁力を
有し,前記書込みヘッドの磁気回路をなす磁極材料は
0.5〜4at%の範囲のSと残部Co,Ni,及びF
eを主成分とする合金とから実質的になる軟磁性薄膜で
あり,前記合金は,原子比で,30〜90%のCo,4
0%以下のNiと,40%以下のFeからなることを特
徴とする磁気記憶装置が得られる。
て説明する。
の実施の形態による磁気ヘッドの要部を示す断面図であ
る。図1に示す磁気ヘッドは,上部磁性体層18乃至下
部磁性体層13の内の少なくとも一方をCo,Ni,及
びFeを主成分(但し,Co,Ni,及びFeは夫々3
0%≦Co≦90%,0%<Ni≦40%,0<Fe≦
40%の範囲)とし,少なくともSを原子比で0.5〜
4%含有する軟磁性めっき膜で形成したものである。他
の部分は,例えば,逢坂 哲彌 ほか:「薄膜磁気ヘッ
ド用メッキ形高飽和磁束密度材料」,電子材料,199
4年11月号,第41頁〜第46頁,工業調査会発行の
図2及びその説明に示されている薄膜磁気ヘッドの作製
工程を踏襲して以下のようにして形成した。
ミックスの基板11上に,スパッタによって,数μmか
ら数十μmの絶縁物(例えば,アルミナ)層12を成膜
する。ついで,Ti/Ni−Fe(膜厚が2nm/10
0nm)積層膜(図示せず)をスパッタ成膜し,めっき
下地層を形成する。その後,フォトレジスト(以下,P
Rと呼ぶ)を塗布・露光し,所定の下部磁性体層13の
形状に対応したフォトレジストパタンを形成する。つい
で,電気めっき法により軟磁性膜を析出させ,いわゆる
フレームめっき法により下部磁性体層13を作製する。
この軟磁性膜はCo,Ni,及びFeを主成分(但し,
30%≦Co≦90%,0%<Ni≦40%,0%<F
e≦40%)とし,少なくともSを原子比でO.5から
4%含有するものであり,めっき浴はCo,Ni,及び
Feの各々の金属塩と,めっき液に導電性を付与する硫
酸アンモニウム等の電導塩,膜の構造や粒径を制御する
硫黄系有機化合物を含むことを基本とし,ラウリル硫酸
などの界面活性剤や硼酸等を添加してもよい。
長Gを持つ絶縁層(ギャップ層)14をスパッタ法で成
膜する。ギャップ膜の材質はアルミナである。その後,
下部磁性体層13の段差を解消するため,PR等からな
る有機物層15を形成し,銅めっき膜等の導電性材料か
らなるコイル16を形成する。ついで,コイル16の段
差を解消するため,PR等からなる有機物層17を形成
する。
Co,Ni,及びFeを主成分(但し,Co,Ni,及
びFeの夫々が30%≦Co≦90%,0%<Ni≦4
0%,0%<Fe≦40%の範囲内)とし,少なくとも
Sを原子比で0.5から4%含有する軟磁性膜からなる
上部磁性体層18を形成して,薄膜磁気ヘッドの素子部
の作成を行なう。最後に,薄膜磁気ヘッドの素子部を保
護する為,数十μmのスパッタアルミナ膜(図示せず)
を成膜して,薄膜磁気ヘッド素子が完成される。
断し,所定の研磨作業等を行いスライダー化する。又,
リード線取付作業,あるいはサスペンション取り付け作
業等,例えば,特開平7−262519号公報に示され
ている作業工程を経て,磁気ヘッドが完成される。
っき法により成膜されたCo,Ni,及びFeを主成分
(但し,30%≦Co≦90%,0%<Ni≦40%,
0%<Fe≦40%)とする軟磁性膜であり,少なくと
もSを原子比で0.5から4%含有している。この構成
により,高Bs(≧1.5T),低保磁力(≦5O
e),高比抵抗(即ち,30μΩcm≦比抵抗≦425
μΩcm)が実現される。
i,及びFeの各々の金属塩と,めっき液に導電性を付
与する硫酸アンモニウム等の電導塩,膜の構造や粒径を
制御する硫黄系有機化合物を含むめっき液から電析する
ことを基本とし,必要に応じてラウリル硫酸などの界面
活性剤や,硼酸等を添加してもよい。
CoとFeが0.0から0.1mol/dm3 程度で有
り,Niイオン濃度はCoあるいはFeイオン濃度の2
倍から10倍が目安である。硫黄有機化合物の添加量
は,0.01g/lから0.1g/lである。これは,
これ以下でもこれ以上でも保磁力(Hc)が増加するか
らである。
い。これはpHが6を越える範囲では,金属イオンの水
酸化物が生成し,浴が不安定となるからであり,pHが
2.0未満では,多量の水素が発生し,析出速度が極端
に低下し,生産性が阻害されるからである。
電流密度範囲を1〜30mA/cm2 で成膜する。この
電流密度範囲以下では,析出効率が低下するため好まし
くなく,これ以上では膜応力が増大し,均一膜質を得る
ことが困難となる。
ある。これは20℃未満の温度では,析出速度が低下
し,生産性が劣化するからであり,40℃を越えると成
膜の均一性が損なわれ,磁気特性の劣化につながり好ま
しくないからである。
することが望ましいが,この条件は使用するめっき槽の
形状や大きさ,及び被めっき物の大きさ(例えば,磁気
ヘッドウエハの大きさや同時にめっきするウエハの数)
等によるので,適宜最適化されるべき事項である。
sの3元組成図である。ここで,図2中の斜線で示した
領域(イ)で,Bs≧1.5Tという高い飽和磁化が実
現出来た。
力の観点から,比較のために従来より一般的に用いられ
ている添加剤(サッカリン)を用いて成膜したCo−N
i−Fe膜の保磁力の測定結果を示す図である。図3の
低保磁力の範囲と図2の高Bsの範囲とを比較すると,
低保磁力(≦5Oe)が得られる範囲と高Bs(≧1.
5T)の範囲との領域が必ずしも重ならず,高Bs(≧
1.5T)且つ低保磁力(≦5Oe)である領域は狭い
ものである。更に,本発明者らは,この高Bs且つ低保
磁力なる領域の比抵抗を測定したところ,高Bs且つ低
Hcである領域では,比抵抗が高々20〜25μΩcm
程度で,従来のパーマロイ(20μΩcm)並みの比抵
抗であり,高周波記録特性の改善が困難であることが判
明した。
o−Ni−Feの3元系軟磁性膜を作製し,その時の保
磁力を測定した。その結果を図4に示す。
Oeの領域であり,黒く塗りつぶした領域(ニ)が2O
e以下の保磁力を示した領域である。ここで,図2にお
けるCo−Ni−Fe3元系膜の飽和磁化Bsを示した
領域とを比較すると,図4のチオ尿素を添加したもの
は,図2に示したサッカリン添加の場合とは異なり,チ
オ尿素添加で作製した領域に包含されていることがわか
る。
が,2Oe以下の低保磁力の得られる領域(図4の交差
した斜線で塗りつぶした領域(ニ))では,Bsの値が
1.8T以上有り,磁気ヘッド材料として望ましい特性
であった。
により高Bs且つ低保磁力が実現出来ることが判明し
た。又,他の硫黄系有機化合物,例えばアミノチアゾー
ル,チオジグリコール酸などでも同様な結果を得た。
本発明の眼目である比抵抗の測定実験,特に比抵抗の硫
黄含有量依存性について検討した。
らかな通り,硫黄含有量0.5at%で膜の比抵抗は3
0μΩcmとパーマロイの20μΩcm,サッカリン添
加剤を用いためっき浴で成膜した膜の25μΩcmより
大きな値となり,その後,S含有量が増すに連れ増大
し,4.8%含有時には450μΩcmという非常に大
きな比抵抗が実現された。しかし,同時に実施した保磁
力の測定結果から,Sの含有量には限界があることが判
明した。つまり,保磁力は図5に示した様に,一旦低下
し,S含有量が0.5at%で5Oeとなり,S含有量
が1at%程度で最小値0.8Oeとなる。その後,S
含有量が増すにつれて,徐々に保磁力は増大し,S含有
量4at%で5Oeとなる。これを越えるとで保磁力は
急激に増加し,例えば,4.8at%のSを含有した膜
では保磁力は14Oe程度となり,磁気ヘッド磁極材料
としては不適である。
を添加剤としためっき浴から成膜したCo−Ni−Fe
軟磁性膜では,膜中の硫黄含有量が0.5at%から4
at%の範囲で従来のパーマロイ以上の高い比抵抗(≧
30μΩcm)が得られ,しかも保磁力も5Oe以下の
良好な特性が実現される。
についても,サッカリン量を種々変化させて,S含有量
を増すことを試みたが,硫黄含有量は,0.3at%以
下で有り,高比抵抗化を実現することが出来なかった。
により,高比抵抗化する理由は確定出来ないが,透過型
電子顕微鏡によりS含有量0.3at%の膜(比抵抗2
0μΩcm,保磁力6.5Oe)と1at%の膜(比抵
抗55μΩcm,保磁力1.00Oe)の膜を観察した
ところ,前者の膜では粒径30nmで,後者の膜の粒径
10nm以下に比較して大きかった。従って,低S含有
量の膜では,磁性相の結晶磁気異方性が大きく,高い保
磁力を示し,粒界での電子散乱が少なく,小さな比抵抗
となったものと推定された。逆に,S含有量が1.0a
t%の膜では,粒径が小さいので,結晶磁気異方性が小
く低保磁力となり,粒界での電子散乱が大きく比抵抗が
増大したものと考えられる。
力が激増した理由は定かではないが,S含有量が4at
%を越えると膜応力が著しく増加することから,応力誘
起異方性によリ高保磁力化するか,あるいは磁性相が孤
立化することと関連しているものと推測される。
の実施の形態による磁気ヘッドの要部を示す断面図であ
る。図6に示すように,上部磁性体層18及び下部磁性
層13の内の少なくとも一方の媒体対向面側の一部をC
o,Ni,Feを主成分(但し,30%≦Co≦90
%,0%<Ni≦40%,0<Fe≦40%)とし,少
なくともSを原子比で,0.5〜4at%含有する軟磁
性めっき膜パタン19で形成したものである。
性体層側にのみ本発明の実施の形態による磁性めっき膜
パタンを挿入した例を開示してある。他の部分は前述と
同様の薄膜磁気ヘッドの作製工程を踏襲して形成されて
おり,軟磁性めっき膜パタン19の形成工程以外は,第
1の実施の形態の磁気ヘッドの箇所で記述した通りであ
る。軟磁性めっき膜パタン19の形成は,上部及び下部
磁性体層の形成と同様に,フレームめっき法により形成
され,めっき浴組成,めっき条件等は,本発明の第1の
実施の形態の磁気ヘッドで記述した軟磁性膜の形成法と
同様である。
実施の形態による磁気ヘッドの構造を示す断面図であ
る。図7に示すように,上部及び下部磁性体層13,1
8の少なくとも一方をCo,Ni,及びFeを主成分
(但し,Co,Ni,Feは夫々30%≦Co≦90
%,0%<Ni≦40%,0%<Fe≦40%の範囲
内)とし,少なくともSを原子比で0.5から4at%
含有する軟磁性めっき膜で形成しており,更に,記録媒
体上の記録情報を再生する磁気抵抗効果(MR)素子2
3と複合化された構造の磁気ヘッドである。
層13とアルミナスパッタ膜からなる絶縁物層14との
間には,下部シールド21が設けられ,さらに,その上
にシルド間ギャップ22を形成性する絶縁物層が設けら
れ,その絶縁物層22の中にMR素子23が収容されて
いる。
果を利用した再生専用素子を意味しており,MR素子ヘ
センス電流を通電する電極バタンや線形動作やバルクハ
ウゼンノイズ抑制の為の各種バイアス印加手段について
は,図の繁雑さを回避するため省略して示してある。
を作製する工程が別途必要となるが,再生ヘッドと記録
ヘッドを各々最適設計出来ること,MR膜の高感度性,
高出力性を利用出来,高面密度においても高い再生出力
が実現出来ること,従来の電磁誘導型薄膜ヘッドで再生
出力を得る必要が無いので,コイルの巻き数を低減出
来,ヘッドノイズを低減出来ることなどの利点がある。
13,あるいは上部磁性体層18の少なくとも一方の全
体を本発明の軟磁性めっき膜で構成する例を,図7に示
したが,第2の実施の形態(図6で図示)の如き,下
部,あるいは上部磁性体層の媒体対向面側の一部が,軟
磁性めっき膜で構成された薄膜磁気ヘッドとMR素子と
複合化されていてもよい。
は,第1乃至第3の実施の形態による磁気ヘッドの適用
例について説明する。
による磁気ヘッドを用いた磁気記憶装置30の構成図で
ある。図8の磁気記憶装置30は,磁気ヘッドを搭載し
たヘッドスライダー31,磁気記録媒体32(所謂磁気
ディスク板),アクチュエータ33,及びスピンドルモ
ータ34を備えている。スピンドルモータ34は,信号
処理系35に電気接続されている。
板からなる磁気記録媒体32に,スピンドルモータ34
により回転動作を付与する。アクチュエータ33によっ
て,ヘッドスライダー31を磁気記録媒体32の所定ト
ラック上に位置決めする。このヘッドスライダー31上
の磁気ヘッドは,信号処理系35と接続されている。
成された磁気ヘッドにより,所定の電気信号を磁気記録
媒体32上に磁気的情報として記録し,あるいは磁気記
録媒体32上の磁気的信号を磁気ヘッド,あるいはMR
素子と複合化されたヘッドであればMR素子の再生出力
を信号処理系35を経て電気信号として得るものであ
る。
と複合化された第3の実施の形態による磁気ヘッドでは
MR素子からの出力を用いて,トラック上の位置を検出
し,アクチュエータ33を制御し,ヘッドスライダー3
1の位置決めして,磁気ヘッドを所望のトラック上へ移
動させることが出来る。
ドの製造の具体例について説明する。
て説明する。
で洗浄後,スパッタ法によりTi/Ni−Feめっき下
地層を形成した。このめっき下地層の膜厚はTi:5n
m,Ni−Fe:50nmである。このような鍍金下地
層を成膜した基板を用い,下記表1に示すめっき浴に
て,軟磁性膜の成膜を行なった。
℃),アノード:白金,電流密度:20mA/cm2 ,
電極回転数:1000rpmである。
来のサッカリンナトリウムに変えた下記に示す浴組成の
めっき浴を用いて,磁性膜のめっきも行った。
75,硫酸ニッケル:0.2,硫酸鉄:0.0025,
サッカリンナトリウム:2(g/l),硼酸:0.
4,塩化アンモニウム:0.28,ドデシル硫酸ナトリ
ウム:0.01(g/l)。
m3 である。
膜した膜,及び比較浴からめっきした膜の磁気特性(飽
和磁化Bsと保磁力Hc),比抵抗ρ,膜組成および膜
中の硫黄(S)含有量の測定を行なった。
M)を用い,比抵抗ρは四端子法にて測定した。膜組成
については蛍光X線分析法で原子番号9以上の元素につ
いて測定し,膜中の硫黄量については炭素硫黄分析装置
を用い別途定量分析した。
を下記表2及び表3にまとめて示した。
る軟磁性膜では,Bsは,いずれも1.5T以上有り,
保磁力は5Oe以下であり,しかも比抵抗も従来のパー
マロイ膜の2倍程度の50μΩcm台の大きな値を示し
た。
は,Bsこそ1.6Tと大きかつたものの,保磁力Hc
は6.5Oeと大きく,逆に比抵抗は22μΩcmとパ
ーマロイ並みの値であった。
膜は高Bs(≧1.5T),低保磁力(≦5Oe),高
比抵抗ρ(50μΩcm位)と磁気ヘッドの磁極材料と
して,優れた特性を示した。
iCの基板11上にスパッタ法によりアルミナ膜を絶縁
物層12として約15μm成膜した。スパッタ条件は,
投入電力5kW,Ar圧力:5mTorrである。つい
で,Ti/Ni−Fe膜(膜厚5nm/100nm)の
めっき下地層をスパッタ法により成膜した。成膜条件は
投入電力600W,Ar圧力:5mTorrであり,成
膜時に永久磁石(磁界強度500Oe)により,一軸異
方性を付与した。その後,膜厚88μmのノボラック樹
脂系のポジ型PRを塗布し,下部磁性体層の形状に対応
したPRフレームパタンを形成した。また,トラック幅
2μmとした。
ッケル:0.2,硫酸鉄:0.015,硼酸:0.4,
塩化アンモニウム:0.28(以上,単位:mol/d
m3,ドデシル硫酸:0.01.チオ尿素:0.015
(以上,単位g/l)なるめっき浴を建浴し,pH:
2.8,浴温度:〜20℃,アノード:白金,電流密
度:20mA/cm2 の条件下でめっきを行ない,1a
t%の硫黄を含有するCo73Ni11Fe(at%)を成
膜し,下部磁性体層13を形成した。尚,めっき中は,
めっき層の外部から基板に約500Oeの磁界を印加
し,また適宜撹拌を行いめっき膜の均一性を保持した。
てアルミナスパッタ膜を成膜した。成膜条件は投入電力
600W,Ar圧力:5mTorrで有り,膜厚はO.
3μmとした。
性体層13の段差解消のための有機物層15を形成し
た。この段差解消用の有機物層15の膜厚は,5μmで
あり,露光・現像技術によりパタン化した後,大気中で
250℃,1時間の加熱処理を行い,PRパタンを熱硬
化させて形成した。
m)の積層膜をスパッタ法で成膜した。成膜条件は投入
電力600W,Ar圧力:5mTorrである。
タンを露光・現像により形成し,硫酸銅めっき浴中に
て,膜厚3μmのCu膜を析出させ,巻き数12ターン
のコイル16を形成し,その後,コイルのパタンの段差
解消のため,下部磁性体層13の段差解消の際と全く同
様にして,有機物層15を形成した。
て,1at%の硫黄を含有するCo73Ni11Fe15(a
t%)を成膜し,上部磁性体層18を形成した。
からなるオーバーコート層を成膜(成膜条件:投入電力
5kW,Ar圧力:5mTorr)して,ウエハ工程を
完了した。
6号公報に示されている公知の機械加工・研磨加工を行
いヘッドスライダーを作製し,磁気ヘッドの評価,特に
記録特性の評価を行なった。評価条件は媒体保磁力30
00Oe,磁気スペーシング100nm,磁気記録媒体
回転数:5400rpm,記録電流:25mAで行なっ
た。その結果,作製した本発明の例2による磁気ヘッド
Bs:1.7T,ρ:51μΩcm)では,−35dB
という十分なover write(以下,O/Wと呼ぶ)特性が
得られた。
s:1T,ρ:20μΩcm)とした以外は,本発明の
例2による磁気ヘッドと同様にして作製した磁気ヘッド
では,−22dBのO/W値しか得られなかつた。ま
た,MFM (Magnctic force microscopy)で磁気ディス
ク上に記録された情報ビットを観察したところ,パーマ
ロイを磁極とした磁気ヘッドに比較して,本発明の例2
による磁気ヘッドで記録したビットは高周波領域までビ
ット端部,ビット間の乱れはなく明瞭に記録されている
ことを確認した。
うに,Al2 O3 −TiCの基板11上にスパッタ法に
より,絶縁物層12として,アルミナ膜を約15μm成
膜し,ついで,Ti/Ni−Fe膜(膜厚5nm/10
0nm)のめっき下地層を成膜した後,1at%の硫黄
を含有するCo73 Ni11Fe15(at%)により下部
磁性体層13を形成し,更に段差解消のための有機物層
15(以下,第1の有機物層と呼ぶ),コイル16,及
び第2の有機物層17を形成した。
に,Ti/Ni−Feめっき下地層を成膜した後,上部
磁性体層18の媒体対向面側の部分のみに下部磁性体層
13と同じめっき浴を用いて1at%の硫黄を含有する
Co73Ni11Fe15(at%)軟磁性パターンを析出さ
せた。ついで,この軟磁性めっき膜パタン19と磁気的
連続性を維持するように,パーマロイの上部磁性体層1
8のパタンを形成し,磁気回路を形成した。
工程,及び機械加工・研磨加工を行いヘッドスライダー
を作製し,例2と同様にして,磁気ヘッドの評価,特に
記録特性の評価を行なった。その結果,−30dBのO
/W値を得た。
程が2段階に分割され,この面では,繁雑ではあるが,
一度に上部磁性体層を形成する場合に比較して,PRフ
レームパタンの形成精度が格段に向上し,トラック幅を
より高精度に規定出来るというメリットがある。
TiCの基板11上にスパッタ法により絶縁物層12と
してアルミナ膜を約15μm成膜したのち,膜厚2μm
のスパッタパーマロイ膜を成膜した。成膜条件は投入電
力600W,Ar圧力5mTorrで有り,成膜時に永
久磁石により一軸異方性を付与した。その後,フォトリ
ソグラフィ技術により所定形状の下部シールド21に加
工し,ついで,膜厚20nmのスパッタアルミナ膜から
なるシールド間ギャップ22の一部を形成した。その
後,Ni−Fe/Ta/CoZrMo積層膜からなるM
R膜を形成した。以上の成膜条件は,投入電力600
W,Ar圧力5mTorrで有り,いずれも成膜時に永
久磁石により500Oeの磁界を印加した。
定の形状に加工し,MR素子23を作製した。引き続
き,残りのシールド間ギャップ22,MR素子23へセ
ンス電流を通電する電極パタン,あるいはMR素子23
のノイズを抑制する縦バイアス印加パタンを形成した。
ここで,電極パタンはTa/Au積層スパッタ膜よりな
り,縦バイアス印加パタンはCoCrPt等のハード膜
をMR素子パタン端部に配置する構成とした。
の硫黄を含有するCo73Ni11Fe15(at%)膜から
なる下部磁性体層13(本例では上部シールドを兼ね
る),記録用ギャップのための絶縁物層14,段差解消
用の有機物層15,コイル16(巻き数は8ターンとし
た),下部磁性体層13と同じ1at%の硫黄を含有す
るCo73Ni11Fe15(at%)膜よりなる上部磁性体
層18,さらには図示しないオーバーコート層を形成し
た。
を行いヘッドスライダーを作製し,磁気ヘッドの評価,
特に記録特性の評価を例2と同様の条件で行なつた。そ
の結果,作製した本発明の例4による磁気ヘッド(B
s:1.7T,ρ:51μΩcm)では,−35dBと
いう十分なO/W特性が得られた。又,同時に,MR素
子を用いたことにより,例2に比べ約3倍も高い再生出
力を得ることが出来た。
高い飽和磁化(≧1.5T),低保磁力(≦5Oe),
高い比抵抗(≧30μΩcm)を持つ磁極用軟磁性膜材
料が実現され,この軟磁性膜を用いた磁気ヘッド,およ
び磁気記憶装置では,充分大きなO/W特性と高周波記
録特性が実現される。
ッドの要部を示す断面図である。
組成図である。
て成膜したCo−Ni−Fe膜の保磁力Hcの測定結果
を示す三元組成図である。
てチオ尿素を用いて成膜したCo−Ni−Fe膜の保磁
力Hcの測定結果を示す三元組成図である。
Fe膜の硫黄含有量と保磁力及び比抵抗との関係を示す
図である。
要部を示す断面図である。
要部を示す断面図である。
ヘッドを用いた磁気記憶装置の概略構成を示す図であ
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 原子比で30〜90%のCo,40%以
下のNi,及び40%以下のFeからなるCo−Ni−
Fe合金に,少なくともSを原子比で0.5〜4%含有
することを特徴とするCo−Ni−Feを主成分とする
軟磁性薄膜。 - 【請求項2】 Co,Ni,及びFeの各々の金属塩を
含むめっき液であって,更に,硫黄系有機化合物を含有
することを特徴とするCo−Ni−Fe合金めっき液。 - 【請求項3】 請求項2記載のCo−Ni−Fe合金め
っき液において,前記硫黄系有機化合物は,チオ尿素,
アミノチアゾール,及びチオジグリコール酸の内の少な
くとも一種であることを特徴とするCo−Ni−Fe合
金めっき液。 - 【請求項4】 請求項2又は3記載のCo−Ni−Fe
合金めっき液において,更に添加剤として,界面活性剤
及び硼酸のうちの少なくとも一種を添加してなることを
特徴とするCo−Ni−Fe合金めっき液。 - 【請求項5】 請求項2乃至4の内のいずれかに記載の
Co−Ni−Fe合金めっき液を用い,pH値2〜6,
温度20℃〜40℃,電流密度1〜30mA/cm2 の
条件での電析によって軟磁性薄膜を形成する方法であっ
て,前記電析の際に,当該形成される軟磁性薄膜に所定
方向に磁界を印加することを特徴とするCo−Ni−F
eを主成分とする軟磁性薄膜の製造方法。 - 【請求項6】 磁気回路を形成する下部軟磁性体層及び
上部軟磁性体層と,前記下部軟磁性体層及び前記上部軟
磁性体層に叉交する導電性薄膜材料からなるコイル層
と,非磁性絶縁材料よりなるギャップ層又は層間絶縁層
と,前記コイル層に駆動電流を通電する電極を備えた磁
気ヘッドにおいて,前記下部軟磁性体層及び前記上部軟
磁性体層の内の少なくとも一方は,Co−Ni−Fe合
金を主成分とし,副成分として,原子比で総含有量の
0.5〜4%のSを含む軟磁性薄膜からなることを特徴
とする磁気ヘッド。 - 【請求項7】 磁気ヘッドの磁気回路をなす上部磁性体
層及び下部磁性体層の少なくとも一方の媒体対向面側の
磁極端の一部が,Co−Ni−Fe合金膜を主成分と
し,副成分として原子比で0.5〜4at%のSを含有
する第1の軟磁性薄膜材料で形成され,前記磁気回路の
残りの部分が,前記第1の軟磁性薄膜材料とは異なる第
2の軟磁性薄膜材料で形成されていることを特徴とする
磁気へッド。 - 【請求項8】 請求項7記載の磁気ヘッドにおいて,前
記2の軟磁性薄膜材料は,Ni−Feめっき膜を含むこ
とを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項9】 請求項7又は8記載の磁気ヘッドにおい
て,強磁性軟磁性薄膜の単層膜又は多層膜の磁気抵抗効
果を利用した再生ヘッドと複合化されていることを特徴
とする磁気ヘッド。 - 【請求項10】 少なくとも複数のデータ記録用トラッ
クを有する磁気記録媒体と前記磁気記録媒体上に記録さ
れた磁気情報から漏洩する磁界を検出する磁気抵抗効果
素子と,前記記録媒体へ情報を記録する書込み磁気ヘッ
ドと,前記磁気抵抗効果素子及び前記書込みヘッドを外
部回路と接続するための導電性リード線と,前記磁気抵
抗効果素子及び前記書込みヘッドを磁気記録媒体上の所
定のトラック上へ移動させるためのアクチュエータ手段
とを具備する磁気記億装置であつて,前記磁気記録媒体
は,2000Oe以上の保磁力を有し,前記書込みヘッ
ドの磁気回路をなす磁極材料は,原子比で0.5〜4%
の範囲のSと残部Co,Ni,及びFeを主成分とする
合金とから実質的になる軟磁性薄膜であり,前記合金
は,原子比で,30〜90%のCo,40%以下のN
i,及び40%以下のFeからなることを特徴とする磁
気記憶装置。
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