JPH1196514A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＲ／インダクティブ複合型薄膜磁気ヘッド
では、下部コア層がコア機能とシールド機能とを兼用し
ているが、従来では下部コア層が単層で形成されていた
ため、元々異なる磁気特性の必要なコア機能とシールド
機能とを同時に向上させることは困難であった。また下
部コア層を形成していたパーマロイでは比抵抗が低く、
高周波数帯域では、渦電流損失が増大するなどの問題が
あった。 【解決手段】 下部コア層が２層構造で形成され、しか
も第１下部コア層７および第２下部コア層８がＣｏを主
成分とし、アモルファス構造を主体とした軟磁性膜で形
成されている。特に、第２下部コア層８のＣｏ濃度が、
第１下部コア層７のＣｏ濃度よりも高くなっている。こ
れにより、第２下部コア層８のコア機能を向上させ、同
時に第１下部コア層７のシールド機能を向上させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハードディ
スク装置などに搭載されるＭＲ／インダクティブ複合型
の薄膜磁気ヘッドに係り、特に下部コア層のコア機能と
シールド機能の両方を同時に向上させた薄膜磁気ヘッド
およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の薄膜磁気ヘッドを記録
媒体の対向側から示した拡大断面図である。この薄膜磁
気ヘッドは、例えば浮上式ヘッドを構成するスライダの
トレーリング側端面に磁気抵抗効果を利用した読み出し
ヘッドｈ1と、書き込み用のインダクティブヘッドｈ2と
が積層された、いわゆるＭＲ／インダクティブ複合型薄
膜磁気ヘッドである。

【０００３】読み出しヘッドｈ1では、センダストやＮ
ｉ−Ｆｅ系合金（パーマロイ）などにより形成された下
部シールド層１上に、Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）などの非磁
性材料による下部ギャップ層２が形成され、その上に磁
気抵抗効果素子層３が成膜されている。前記磁気抵抗効
果素子層３は、三層で構成されており、下から軟磁性層
（ＳＡＬ層）、非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）、磁気抵抗効
果層（ＭＲ層）の順に積層されている。通常、前記磁気
抵抗効果素子層はＮｉ−Ｆｅ系合金（パーマロイ）の
層、前記非磁性層はＴａ（タンタル）の層であり、前記
軟磁性層はＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ系合金により形成されてい
る。

【０００４】前記磁気抵抗効果素子層３の両側には、縦
バイアス層としてハードバイアス層４が形成されてい
る。また、前記ハードバイアス層４の上にＣｕ（銅）、
Ｗ（タングステン）などの電気抵抗の小さい非磁性導電
性材料の主電極層５が形成されている。さらにその上
に、アルミナなどの非磁性材料による上部ギャップ層６
が形成される。前記上部ギャップ層６の上には下部コア
層２０がパーマロイなどのメッキにより形成されてい
る。インダクティブヘッドｈ2ではこの下部コア層２０
が記録媒体に記録磁界を与えるリーディング側コア部と
して機能し、読み出しヘッドｈ1では上部シールド層と
して機能している。また読み出しヘッドｈ1では、下部
シールド層１と下部コア層２０との間隔によりギャップ
長Ｇｌ1が決定される。

【０００５】前記下部コア層２０の上には、アルミナな
どによるギャップ層（非磁性材料層）９とポリイミドま
たはレジスト材料により形成された絶縁層（図示しな
い）が積層され、前記絶縁層の上には螺旋状となるよう
にパターン形成されたコイル層１０が設けられている。
前記コイル層１０はＣｕ（銅）などの電気抵抗の小さい
非磁性導電材料で形成されている。そして前記コイル層
１０はポリイミドまたはレジスト材料で形成された絶縁
層（図示しない）に囲まれ、前記絶縁層の上にパーマロ
イなどの磁性材料で形成された上部コア層１１がメッキ
形成されている。なお、前記上部コア部１１は記録媒体
に記録磁界を与えるインダクティブヘッドｈ2のトレー
リング側コア部として機能している。

【０００６】前記上部コア層１１は、図に示すように記
録媒体の対向側で下部コア層２０の上に前記ギャップ層
９を介して対向し、記録媒体に記録磁界を与える磁気ギ
ャップ長Ｇｌ2の磁気ギャップが形成されている。そし
て、前記上部コア層１１の上にアルミナなどの保護層１
２が設けられている。インダクティブヘッドｈ2では、
コイル層１０に記録電流が与えられて、コイル層１０か
ら上部コア層１１及び下部コア層２０に記録磁界が与え
られる。そして、磁気ギャップの部分における、下部コ
ア層２０と上部コア層１１との間での洩れ磁界により、
ハードディスクなどの記録媒体に磁気信号が記録され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１０に示
す薄膜磁気ヘッドでは、前述したように、下部コア層２
０がインダクティブヘッドｈ2のリーディング側コア部
として機能しているだけでなく、読み出しヘッドｈ1の
上部シールド層としても機能しているため、前記下部コ
ア層２０はコアとしての性質及びシールドとしての性質
の双方を兼ね備えたものでなければならない。以下に示
す表１は、下部コア層２０のコア機能およびシールド機
能に必要な磁気特性、および下部コア層２０として従来
から使用されていたＮｉ−Ｆｅ系合金（パーマロイ）の
磁気特性を示している。

【０００８】

【表１】

【０００９】表１に示す◎は特に必要な磁気特性、○は
◎に次いで必要な磁気特性、△は適度な値を有していれ
ばよい磁気特性を示している。表１に示すように、下部
コア層２０のコア機能を向上させるためには、まず高い
飽和磁束密度（Ｂｓ）が必要である。高記録密度化に伴
いトラック幅を狭くする必要があるが、このとき前記飽
和磁束密度が低いと、ライトフリンジングなどの問題が
発生し、記録特性が低下してしまう。

【００１０】また、比抵抗（ρ）を高くする必要があ
る。前記比抵抗が低いと、高周波数帯域にて渦電流損失
が増大し、また渦電流損失による記録磁界の位相遅れ
（ＮＬＴＳ）などの問題が発生してしまう。さらに、異
方性磁界（Ｈｋ）をできるだけ高くしておく必要があ
る。これは、磁場中アニールにより、トラック幅方向に
適性に磁化を揃え、記録媒体からの外部磁界方向を磁化
困難軸とするためである。トラック幅方向に適性に磁化
を揃えることで、記録時における磁化反転を良好にする
ことができる。また、密着性を向上させるために、応力
（σ）をある程度低くしておく必要がある。

【００１１】次に、下部コア層２０のシールド機能を向
上させるには、まず、高い透磁率（μ）が必要である。
前記透磁率が高いことで、記録媒体からの余分な信号
（ノイズなど）が下部コア層２０に吸収され、ＭＲ層を
適性に作動させることができる。また、磁歪定数（λ）
を低くしておくことが必要である。前記磁歪定数を低く
することで、下部コア層２０の磁区構造を安定化させ、
また透磁率（μ）を高くすることが可能である。

【００１２】また、高周波数帯域で渦電流の発生を抑制
するために、比抵抗（ρ）を高くすることが好ましく、
さらに応力（σ）および保磁力（Ｈｃ）をある程度低く
しておくことが好ましい。また、表１に示すように、下
部コア層２０のシールド機能を向上させるには、飽和磁
束密度（Ｂｓ）をそれほど高くする必要はない。記録媒
体からの信号は非常に小さいため、飽和磁束密度が比較
的小さくても、記録媒体からの信号により磁化飽和に達
することがないからである。

【００１３】また、異方性磁界（Ｈｋ）もそれほど高く
する必要はないが、少なくとも１（Ｏｅ；エルステッ
ド）以上は必要である。異方性磁界（Ｈｋ）が１（Ｏ
ｅ）以下であると等方性になるため、磁場中アニールを
施しても、磁化をトラック幅方向に揃えることができな
くなる。逆に、異方性磁界（Ｈｋ）が高くなりすぎる
と、透磁率（μ）と異方性磁界（Ｈｋ）との間には、μ
＝飽和磁束密度（Ｂｓ）／異方性磁界（Ｈｋ）という関
係式が成り立っているので、透磁率（μ）が低下してし
まい、従ってシールド機能は低下してしまう。

【００１４】ところで、下部コア層２０がＮｉＦｅ系合
金で形成されると、表１に示すようにＮｉＦｅ系合金の
比抵抗（ρ）は非常に低くなっているため、記録周波数
を高くした場合、前記下部コア層２０に渦電流が発生
し、渦電流による熱損失が増大しやすくなる。また、Ｎ
ｉＦｅ系合金の異方性磁界（Ｈｋ）は、表１に示すよう
に、３〜４（Ｏｅ；エルステッド）となっているが、下
部コア層２０のコア機能としては、より高い異方性磁界
（Ｈｋ）が必要である。ただし、仮に異方性磁界（Ｈ
ｋ）が高いとコア機能は向上するが、前記異方性磁界
（Ｈｋ）が高いことで透磁率（μ）は低下してしまい、
逆にシールド機能は低下してしまう。

【００１５】このように、元々異なる磁気特性の必要な
下部コア層２０のコア機能とシールド機能とを同時に向
上させるには、従来の下部コア層２０の構造では難し
く、また上述したように、ＮｉＦｅ系合金では、比抵抗
（ρ）が低いなどの問題があり、高周波数帯域では渦電
流による熱損失が増大してしまうなど、高密度記録化に
対応することができないものとなっていた。

【００１６】本発明は上記従来の課題を解決するための
ものであり、下部コア層の構造、および前記下部コア層
に使用される軟磁性材料を改良して、前記下部コア層の
コア機能およびシールド機能を同時に向上させた薄膜磁
気ヘッドおよびその製造方法を提供することを目的とし
ている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気抵抗効果
素子層と、この磁気抵抗効果素子層に検出電流を与える
電極層と、前記電極層の上に絶縁層を介して形成された
読み出しヘッドの上部シールド機能を兼ね備えた下部コ
ア層と、記録媒体との対向部で前記下部コア層と磁気ギ
ャップを介して対向する上部コア層と、両コア層に磁界
を与えるコイル層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記下部コア層は、Ｃｏを主成分とし、アモルファス構
造を主体とした軟磁性膜が２層積層された構造となって
おり、前記２層のうち、前記上部コア層に対向する上側
の下部コア層は、前記磁気抵抗効果素子層に対向する下
側の下部コア層よりもＣｏの濃度が高くなっていること
を特徴とするものである。

【００１８】本発明では、Ｃｏを主成分とし、アモルフ
ァス構造を主体とした軟磁性膜の組成式はＣｏ_aＺｒ_bＮ
ｂ_cで示され、この軟磁性膜が、前記上側の下部コア層
として使用されるとき、組成比ａ（ａｔ％）は、８５≦
ａ≦９１であり、この軟磁性膜が、前記下側の下部コア
層として使用されるとき、組成比ａ（ａｔ％）は、７８
≦ａ≦８２であり、組成比ｂ，ｃ（ａｔ％）は、上側の
下部コア層および下側の下部コア層共に、 ｂ＝（０．５〜０．８）×（１００−ａ）、ｃ＝１００
−ａ−ｂ である。

【００１９】なお本発明では、前記組成比ｂは、ｂ＝
（０．６〜０．７）×（１００−ａ）であることがより
好ましい。

【００２０】また本発明では、前記軟磁性膜を構成する
元素Ｚｒに代えて、Ｈｆが添加されてもよいし、あるい
は前記軟磁性膜を構成する元素Ｎｂに代えて、Ｔａまた
はＭｏが添加されてもよい。つまり本発明では、ＣｏＺ
ｒＮｂ系合金の他に、ＣｏＨｆＴａ系合金、ＣｏＺｒＴ
ａ系合金、ＣｏＺｒＭｏ系合金などが下部コア層として
使用可能である。なお、ＣｏＨｆＴａ系合金などの組成
比は、前述したＣｏＺｒＮｂ系合金の組成比をそのまま
用いればよい。

【００２１】そして本発明における上側の下部コア層の
磁気特性として、飽和磁束密度（Ｂｓ）は、１．０〜
１．４（Ｔ；テスラ）の範囲内、比抵抗（ρ）は、９０
（μΩ・ｃｍ）以上、異方性磁界（Ｈｋ）は、１０（Ｏ
ｅ；エルステッド）以上である。 また、本発明におけ
る下側の下部コア層の磁気特性として、飽和磁束密度
（Ｂｓ）は、０．６〜０．８（Ｔ）の範囲内、比抵抗
（ρ）は１２０（μΩ・ｃｍ）以上、キュリー温度（Ｔ
ｃ）は５００℃以下である。

【００２２】また、熱処理温度によるが、本発明では、
前記下側の下部コア層の異方性磁界（Ｈｋ）は１〜５
（Ｏｅ）の範囲内であり、より好ましくは、２〜３（Ｏ
ｅ）の範囲である。

【００２３】そして、前記下側の下部コア層の透磁率
（μ）は３０００以上である。

【００２４】また、前記上側の下部コア層および下側の
下部コア層の磁歪定数（λ）は絶対値で５×１０^-7以下
であり、より好ましくは、絶対値で３×１０^-7以下であ
る。

【００２５】また本発明では、前記上側の下部コア層の
膜厚と、前記下側の下部コア層の膜厚とを足した下部コ
ア層全体の膜厚が、１〜４（μｍ）の範囲内であること
が好ましく、さらに前記上側の下部コア層の膜厚が、前
記下部コア層全体の膜厚に対して５０％〜９０％を占め
ていることが好ましい。

【００２６】上側の下部コア層の膜厚を、下側の下部コ
ア層の膜厚よりも厚くするのは、上側の下部コア層は、
記録コアとして機能する部分であり、そのために膜厚を
厚くして、なるべく磁化が飽和しにくいようにする必要
があるからである。

【００２７】なお本発明では、前記上側の下部コア層お
よび下側の下部コア層の磁化は、トラック幅方向に揃え
られ、記録媒体への記録磁界方向および記録媒体からの
外部磁界方向が磁化困難軸とされている。

【００２８】また本発明は、磁気抵抗効果素子層と、こ
の磁気抵抗効果素子層に検出電流を与える電極層と、前
記電極層の上に絶縁層を介して形成された読み出しヘッ
ドの上部シールド機能を兼ね備えた下部コア層と、記録
媒体との対向部で前記下部コア層と磁気ギャップを介し
て対向する上部コア層と、両コア層に磁界を与えるコイ
ル層とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前
記絶縁層の上に、Ｃｏを主成分とし、アモルファス構造
を主体とする軟磁性膜を成膜して第１（下側の）下部コ
ア層を形成する工程と、前記第１下部コア層の上に、前
記第１下部コア層のＣｏ濃度よりも高いＣｏ濃度を有
し、アモルファス構造を主体とする軟磁性膜を成膜して
第２（上側の）下部コア層を形成する工程と、前記第１
および第２下部コア層に対して、磁場中で２００℃〜４
００℃の範囲内のアニール処理を施す工程と、を有する
ことを特徴とするものである。

【００２９】本発明では熱処理温度を２００℃〜４００
℃の範囲内にすることで、第２（上側）下部コア層の異
方性磁界（Ｈｋ）を高く保つことができ、逆に第１（下
側の）下部コア層の異方性磁界（Ｈｋ）を低くすること
ができる。

【００３０】本発明では、コア機能とシールド機能との
２つの機能を兼ね備える下部コア層を２層構造とし、上
部コア層に対向する上側の下部コア層（以下、第２下部
コア層と称す）にコア機能を持たせ、磁気抵抗効果素子
層に対向する下側の下部コア層（以下、第１下部コア層
と称す）にシールド機能を持たせている。

【００３１】そして本発明では、前記第１および第２下
部コア層が、共にＣｏを主成分とし、アモルファス構造
を主体とした軟磁性膜で形成されるが、第１および第２
下部コア層に必要な磁気特性を引き出すために、第２下
部コア層のＣｏ濃度を、第１下部コア層のＣｏ濃度より
も高くしている。

【００３２】これにより、第２下部コア層では、飽和磁
束密度（Ｂｓ）、比抵抗（ρ）および異方性磁界（Ｈ
ｋ）などが、従来のＮｉＦｅ系合金に比べて高くなり、
コア機能を向上させることが可能となる。

【００３３】一方、第１下部コア層では、シールド機能
の向上に必要な高い透磁率（μ）、低い磁歪定数
（λ）、高い比抵抗（ρ）、適度な異方性磁界（Ｈｋ）
などの磁気特性が得られる。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態の薄膜磁
気ヘッドを示すものであり、記録媒体の対向側から示し
た拡大断面図である。また、図２はスライダ１３上に形
成された本発明の薄膜磁気ヘッドの全体構造の概略を示
す斜視図である。図１及び図２に示す薄膜磁気ヘッド
は、浮上式ヘッドを構成するスライダ１３のトレーリン
グ側端面１３ａに形成されたものであり、読み出しヘッ
ドｈ1と、記録用のインダクティブヘッドｈ2とが積層さ
れたものとなっている。読み出しヘッドｈ1は、磁気抵
抗効果を利用してハードディスクなどの記録媒体からの
洩れ磁界を検出し、記録信号を読み取るものである。図
２に示すようにスライダ１３のトレーリング側端面１３
ａには軟磁性材料製の下部シールド層１が形成されてい
る。

【００３５】図１に示すように、前記下部シールド層１
上にはＡｌ₂Ｏ₃（アルミナ）などの非磁性材料により形
成された下部ギャップ層２が設けられている。下部ギャ
ップ層２の上には磁気抵抗効果素子層３が積層されてい
る。磁気抵抗効果素子層３は三層構造であり、下から軟
磁性材料（Ｃｏ−Ｚｒ−Ｍｏ系合金またはＮｉ−Ｆｅ―
Ｎｂ系合金）によるＳＡＬ層、非磁性材料製のＳＨＵＮ
Ｔ（例えばＴａ（タンタル））、磁気抵抗効果を有する
ＭＲ層（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）により形成されている。磁
気抵抗効果素子層３の両側には、ＭＲ層にバイアス磁界
を与えるハードバイアス層４とＭＲ層に検出電流を与え
る電極層５（Ｗ（タングステン）またはＣｕ（銅））が
形成されている。さらにその上にアルミナなどによる上
部ギャップ層６が形成されている。読み出しヘッドｈ1
では、下部シールド層１と後述する下部コア層（上部シ
ールド層）７との間隔によりギャップ長Ｇｌ1が決めら
れるため、記録媒体からの洩れ磁界の分解能を高めるた
めに、下部ギャップ層２及び上部ギャップ層６ができる
限り薄く形成されることが好ましい。

【００３６】本発明では、図１および図２に示すよう
に、前記上部ギャップ層６の上に、第１（下側の）下部
コア層７および第２（上側の）下部コア層８が連続して
積層されている。前記第１下部コア層７は、前述した磁
気抵抗効果素子層３と前記上部ギャップ層６を介して対
向しており、読み出しヘッドｈ1の上部シールド層とし
て機能している。また前記第２下部コア層８は、後述す
る上部コア層１１とギャップ層９を介して対向してお
り、インダクティブヘッドｈ2のリーディング側コアと
して機能している。

【００３７】本発明では、前記第１下部コア層７の膜厚
と、前記第２下部コア層８の膜厚とを足した下部コア層
全体の膜厚は、１〜４（μｍ）程度であることが好まし
い。さらに、本発明では、前記第２下部コア層８の膜厚
が、下部コア層全体の膜厚の５０％〜９０％を占めてい
ることが好ましい。コア機能を有する第２下部コア層８
の膜厚が薄いと、前記第２下部コア層８には大量の磁界
が発生するため、磁化飽和に達しやすくなり、ライトフ
リンジングが発生するなどの問題が発生してしまう。

【００３８】図１に示すように、前記第２下部コア層８
の上にはアルミナなどによるギャップ層（非磁性材料
層）９が形成され、その上にポリイミドまたはレジスト
材料製の絶縁層（図示しない）を介して平面的に螺旋状
となるようにパターン形成されたコイル層１０が設けら
れている。なお、前記コイル層１０はＣｕ（銅）などの
電気抵抗の小さい非磁性導電性材料で形成されている。
さらに、前記コイル層１０はポリイミドまたはレジスト
材料で形成された絶縁層（図示しない）に囲まれ、前記
絶縁層の上にインダクティブヘッドｈ2のトレーリング
側コア部となる軟磁性材料製の上部コア層１１が形成さ
れている。図２に示すように前記上部コア層１１の先端
部１１ａは第２下部コア層８の上に前記非磁性材料層９
を介して対向し、記録媒体に記録磁界を与える磁気ギャ
ップ長Ｇｌ2の磁気ギャップが形成されており、上部コ
ア層１１の基端部１１ｂは図２に示すように、第２下部
コア層８と磁気的に接続されている。また、上部コア層
１１の上には、アルミナなどの保護層１２が設けられて
いる。

【００３９】インダクティブヘッドｈ2では、コイル層
１０に記録電流が与えられ、コイル層１０から第２下部
コア層８及び上部コア層１１に記録磁界が誘導される。
そして、磁気ギャップ長Ｇｌ2の部分で第２下部コア層
８と上部コア層１１の先端部１１ａとの間の洩れ磁界に
より、ハードディスクなどの記録媒体に磁気信号が記録
される。また、インダクティブヘッドｈ2においてハー
ドディスクなどの記録媒体に対して高密度に磁気信号を
記録できるようにするために、インダクティブヘッドｈ
2のギャップ長Ｇｌ2はできる限り短く形成される。

【００４０】ところで、第１下部コア層７はシールドと
して機能しており、また第２下部コア層８はコアとして
機能しているため、前記第１下部コア層７および第２下
部コア層８に必要な磁気特性はそれぞれ異なっている。
前述した表１に示すように、シールド機能として特に必
要な磁気特性は、高い透磁率（μ）と低い磁歪定数
（λ）である。

【００４１】またコア機能として特に必要な磁気特性
は、高い飽和磁束密度と高い比抵抗である。またコア機
能としては他に高い異方性磁界（Ｈｋ）が必要である。
異方性磁界（Ｈｋ）を高くする理由は、磁化をトラック
幅方向に適性に揃え、記録媒体への記録磁界方向（図１
に対して垂直方向）を磁化困難軸とするためである。コ
ア機能を向上させるには、記録時における磁化反転を良
好にすることがことが好ましく、そのためには、前述の
ように異方性磁界（Ｈｋ）を高くして、磁化方向を適性
にトラック幅方向に揃えておく必要がある。

【００４２】また、シールドとして機能する第１下部コ
ア層７の異方性磁界（Ｈｋ）は、透磁率（μ）との関係
もあり、第２下部コア層８の異方性磁界（Ｈｋ）に比べ
て低く設定されるが、前記第１下部コア層７の磁化は、
前記第２下部コア層８の高い異方性磁界（Ｈｋ）の影響
を受け、適性にトラック幅方向に揃えられる。本発明で
は、前記第１下部コア層７および第２下部コア層８を、
Ｃｏを主成分とし、アモルファス構造を主体とした軟磁
性膜で形成し、前記第２下部コア層８のＣｏ濃度を、前
記第１下部コア層７のＣｏ濃度よりも高くすることで、
それぞれの層における必要な磁気特性を得ることが可能
となる。

【００４３】本発明おけるＣｏを主成分とし、アモルフ
ァス構造を主体とした軟磁性膜の組成式は、Ｃｏ_aＺｒ_b
Ｎｂ_cで表わされる。Ｃｏは主成分であり磁性を担う元
素である。またＺｒ，Ｎｂの濃度を適性に調節すること
により、磁歪定数（λ）を低下させることができる。

【００４４】この軟磁性膜が第２下部コア層８に使用さ
れる場合、Ｃｏの組成比ａ（ａｔ％）は、８５≦ａ≦９
１である。またこの軟磁性膜が、第１下部コア層７に使
用される場合、Ｃｏの組成比ａ（ａｔ％）は、７８≦ａ
≦８２である。

【００４５】なお、Ｚｒの組成比ｂ（ａｔ％）およびＮ
ｂの組成比ｃ（ａｔ％）は、第１下部コア層７および第
２下部コア層８共に、ｂ＝（０．５〜０．８）×（１０
０−ａ）、ｃ＝１００−ａ−ｂである。なお、前記組成
比ｂ（ａｔ％）は、より好ましくは、ｂ＝（０．６〜
０．７）×（１００−ａ）である。

【００４６】また本発明では、Ｚｒの代わりにＨｆを、
Ｎｂの代わりにＴａ，Ｍｏを添加してもよい。つまり、
Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系合金の代わりに、Ｃｏ−Ｈｆ−Ｔａ
系合金、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｔａ系合金、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｍｏ系
合金などを使用することができる。なお、Ｃｏ−Ｈｆ−
Ｔａ系合金などの組成比（ａｔ％）は、上述したＣｏ−
Ｚｒ−Ｎｂ系合金と同じ組成比とすれば、適性な磁気特
性を得ることができる。そして、本発明では、第１下部
コア層７および第２下部コア層８が、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ
系合金で形成されたときの前記第１下部コア層７および
第２下部コア層８の主な磁気特性を表２にまとめた。な
お、表２には比較例としてＮｉＦｅ系合金の磁気特性も
記載されている。

【００４７】

【表２】

【００４８】まず、コア機能を有する第２下部コア層８
の磁気特性について説明する。前述したように、前記第
２下部コア層８におけるＣｏ濃度（ａｔ％）は、８５≦
ａ≦９２であり、この範囲内であると、表２に示すよう
に、飽和磁束密度を１．０〜１．４（Ｔ）、保持力（Ｈ
ｃ）を０．５（Ｏｅ）以下、比抵抗（ρ）を９０〜１２
０（μΩ・ｃｍ）にすることができる。また表２には記
載されていないが、キュリー温度（Ｔｃ）を６００℃以
上にすることができる。また異方性磁界（Ｈｋ）を１０
（Ｏｅ）以上にすることができる。なお、透磁率（μ）
は１０００程度となる。

【００４９】Ｃｏの濃度が８５ａｔ％以下になると、飽
和磁束密度（Ｂｓ）が低下しすぎて好ましくない。また
Ｃｏの濃度が９１ａｔ％以上になると、耐食性が低下す
ることと、アモルファス構造になりにくく、結晶化し始
めるので好ましくない。膜構造が結晶質相になると、比
抵抗（ρ）が低下してしまい、高周波数帯域での渦電流
の発生などの問題が生じる。また、軟磁気特性が劣化
し、保磁力（Ｈｃ）が高くなり、透磁率（μ）が低下し
てしまう。

【００５０】以上のように、本発明では、コアとして機
能する第２下部コア層８の飽和磁束密度（Ｂｓ）を高く
することができ、しかも比抵抗（ρ）をＮｉＦｅ系合金
に比べて十分に高くすることができるので、高周波数帯
域で渦電流による熱損失を低減させ、また渦電流による
位相遅れ（ＮＬＴＳ）を抑制することが可能である。ま
た本発明では、第２下部コア層８の異方性磁界（Ｈｋ）
を十分に高くすることができ、従って磁化を適性にトラ
ック幅方向に揃え、記録媒体への記録磁界方向を磁化困
難軸とすることが可能である。磁化が適性にトラック幅
方向に揃えられることで、記録時における磁化反転を良
好にすることができる。

【００５１】ところで、第２下部コア層８の異方性磁界
（Ｈｋ）を高くすることができる理由は、以下の通りで
ある。第２下部コア層８のＣｏ濃度は８５〜９１ａｔ％
と高いために、成膜時（熱処理前）における異方性磁界
（Ｈｋ）は約１２Ｏｅ以上（図５参照）であり、またキ
ュリー温度（Ｔｃ）は６００℃以上となっている。（図
６参照）ところで、前記異方性磁界（Ｈｋ）は、熱を加
えることにより、徐々に低下していき（図８参照）、キ
ュリー温度（Ｔｃ）に達すると、前記異方性磁界（Ｈ
ｋ）は零になる。つまり、第２下部コア層８のキュリー
温度は、仮に６００℃であるとすると、６００℃以上の
熱処理を施すことにより、前記第２下部コア層８の異方
性磁界（Ｈｋ）は零となる。

【００５２】後述するように、本発明では、成膜後に行
われるアニール処理の温度は２００℃〜４００℃の範囲
内である。すなわち、第２下部コア層８のキュリー温度
（Ｔｃ）は６００℃以上と高いために、２００℃〜４０
０℃の熱処理温度では、異方性磁界（Ｈｋ）がほとんど
低下せず、従って第２下部コア層８の異方性磁界（Ｈ
ｋ）を１０（Ｏｅ）以上の高い値のまま維持することが
可能となっている。

【００５３】次に、シールド機能を有する第１下部コア
層７の磁気特性について説明する。前述したように、前
記第１下部コア層７におけるＣｏ濃度（ａｔ％）は、７
８≦ａ≦８２であり、この範囲内であると、表２に示す
ように、飽和磁束密度を０．６〜０．８（Ｔ）、保持力
（Ｈｃ）を０．５（Ｏｅ）以下、比抵抗（ρ）を１２０
〜１３０（μΩ・ｃｍ）にすることができる。またキュ
リー温度（Ｔｃ）を５００℃以下にすることができる。
さらに、異方性磁界（Ｈｋ）を１〜５（Ｏｅ）にするこ
とができる。なお本発明では、前記異方性磁界（Ｈｋ）
を２〜３（Ｏｅ）にすることがより好ましい。また、１
０ＭＨｚの高周波数帯域での透磁率（μ）を３０００以
上にすることができる。なお、Ｃｏの濃度が７８ａｔ％
以下になると、Ｃｏ同士が隣接する割合が減り、強磁性
特性を示しにくくなり好ましくない。またＣｏの濃度が
８２ａｔ％以上になると、透磁率（μ）が低下してしま
い好ましくない。

【００５４】Ｃｏ濃度が高くなると、透磁率（μ）が低
下してしまう原因について、以下に説明する。Ｃｏの濃
度が高くなると、成膜時（熱処理前）における異方性磁
界（Ｈｋ）は高くなり（図５参照）、またキュリー温度
（Ｔｃ）も高くなる。（図６参照）なお、Ｃｏ濃度が８
２ａｔ％以上になると、前記異方性磁界（Ｈｋ）は約１
１（Ｏｅ）以上、キュリー温度（Ｔｃ）は５００℃以上
になる。

【００５５】前述したように、前記異方性磁界（Ｈｋ）
は熱を加えることによって、徐々に低下していき、キュ
リー温度（Ｔｃ）で零に達する。しかし、キュリー温度
が高すぎると、本発明での熱処理温度（２００℃〜４０
０℃）では、異方性磁界（Ｈｋ）がほとんど低下せず、
第１下部コア層７は、高い異方性磁界（Ｈｋ）を有する
ことになる。

【００５６】異方性磁界（Ｈｋ）が高いと、透磁率
（μ）は低下する。これは、透磁率（μ）と異方性磁界
（Ｈｋ）との間に、透磁率（μ）＝飽和磁束密度（Ｂ
ｓ）／異方性磁界（Ｈｋ）なる関係式が成り立っている
ためであり、異方性磁界（Ｈｋ）を高くすればするほ
ど、透磁率（μ）は低下してしまう。第１下部コア層７
はシールドとしての機能を有する部分であり、シールド
機能を向上させるには、高透磁率（μ）の条件は必要不
可欠である。従って、第１下部コア層７の異方性磁界
（Ｈｋ）は、できるだけ低いことが好ましい。

【００５７】ただし、前記異方性磁界（Ｈｋ）を１（Ｏ
ｅ）以下にすることは好ましくない。異方性磁界（Ｈ
ｋ）があまり小さすぎると、高周波数帯域での透磁率
（μ）は急激に低下してしまうからである。また異方性
磁界（Ｈｋ）が１（Ｏｅ）以下であると、ほぼ等方性で
あるために、磁場中アニールを行っても、磁化をトラッ
ク幅方向に揃えることができず、従って磁区構造は不安
定になり、シールド機能は低下する。また信号再生を担
うＭＲ素子部へノイズとなる悪影響を与える。適度に異
方性磁界（Ｈｋ）を持たせておくことにより、磁場中ア
ニールを施すと、前記第１下部コア層７の磁化は、第２
下部コア層８の強い異方性磁界（Ｈｋ）の影響を受け
て、適性にトラック幅方向に揃えられ、従って磁区構造
は安定化し、シールド機能を向上させることが可能であ
る。

【００５８】また、第１下部コア層７（第２下部コア層
８も同様）のＺｒ濃度（ａｔ％）は、ｂ＝（０．５〜
０．８）×（１００−ａ）であり、Ｚｒ濃度がこの範囲
内であると、表２に示すように、磁歪定数（λ）を絶対
値で、５×１０^-7以下にすることができる。なお、前述
したように、組成比ｂのより好ましい組成範囲は、ｂ＝
（０．６〜０．７）×（１００−ａ）であり、この範囲
内であると、磁歪定数（λ）を絶対値で、３×１０^-7以
下にすることができる。本発明における第１の下部コア
層７は、磁気抵抗効果素子層３を余分な信号から保護す
べきシールド層として機能しているが、前述の通り、本
発明では、前記第１の下部コア層７の透磁率（μ）を高
くし、磁歪定数（λ）を低くすることができるので、前
記第１の下部コア層７のシールド機能を向上させること
が可能である。

【００５９】以上、詳述した第１下部コア層７および第
２下部コア層８は以下の方法にて形成される。まず、図
１に示す上部ギャップ層６が形成された後、スパッタ法
や蒸着法により、Ｃｏを主成分とし、アモルファス構造
を主体とした軟磁性膜が成膜され第１下部コア層７が形
成される。前記スパッタ法としては、ＲＦコンベンショ
ナルスパッタ、ＤＣスパッタ、マグネトロンスパッタ、
三極スパッタ、イオンビームスパッタ、対向ターゲット
式スパッタなどの方法が使用される。

【００６０】さらに前記第１下部コア層７上に、前記第
１の下部コア層７のＣｏ濃度よりも高いＣｏ濃度を有す
るアモルファス構造を主体とした軟磁性膜が成膜され、
第２下部コア層８が形成される。なお、第１下部コア層
７および第２下部コア層８の成膜工程は、トラック幅方
向に磁場を与えながら行われてもよく、これにより、高
い異方性磁界（Ｈｋ）を有する第２下部コア層８の磁化
がトラック幅方向に向けられ、記録媒体への記録磁界方
向（図１に対して垂直方向）が磁化困難軸とされる。ま
た第１下部コア層７の磁化も、異方性磁界（Ｈｋ）が低
いものの、前記第２下部コア層８の高い異方性磁界（Ｈ
ｋ）の影響を受けて、トラック幅方向に適性に揃えられ
る。

【００６１】次に、成膜後、磁場中アニールが施され
る。本発明におけるアニール処理の熱処理温度は２００
℃〜４００℃の範囲内である。熱処理温度が２００℃以
下であると、第１の下部コア層７の異方性磁界（Ｈｋ）
は高くなり、従って前記第１の下部コア層７における透
磁率（μ）は低下してしまう。また熱処理温度が４００
℃以上になると、磁気抵抗効果素子層３の熱拡散等によ
り、再生特性が低下してしまう。また、第１下部コア層
７の異方性磁界（Ｈｋ）が１（Ｏｅ）以下となり、高周
波数帯域での透磁率（μ）は急激に低下してしまうなど
の問題も発生する。

【００６２】熱処理温度が２００℃〜４００℃の範囲内
であると、第１下部コア層７の異方性磁界（Ｈｋ）を１
〜５（Ｏｅ）、好ましくは２〜３（Ｏｅ）にすることが
できる。このように、第１下部コア層７の異方性磁界
（Ｈｋ）を適度に低くすることができることで、第１下
部コア層７の透磁率（μ）を高くすることが可能とな
る。また第２下部コア層８の異方性磁界（Ｈｋ）を１０
（Ｏｅ）以上にすることができる。

【００６３】なお本発明におけるアニール処理工程で
は、トラック幅方向に平行に磁場を与えながら行われて
おり、これにより、高い異方性磁界（Ｈｋ）を有する第
２下部コア層８の磁化がトラック幅方向に適性に揃えら
れる。従って前記第２下部コア層８の磁区構造は安定
し、記録時において、良好な磁化反転が得られ、コア機
能を向上させることができる。また第１下部コア層７は
異方性磁界（Ｈｋ）が低いものの、前記第２下部コア層
８の強い異方性磁界（Ｈｋ）の影響を受けて、前記第１
下部コア層７の磁化が、トラック幅方向に適性に揃えら
れ、従って、前記第１下部コア層７の磁化構造は安定
し、シールド機能を向上させることが可能である。

【００６４】以上のように、本発明では、従来単層で形
成されていた下部コア層を２層構造とし、磁気抵抗効果
素子層３に対向する第１下部コア層７にシールド機能を
持たせ、また上部コア層１１に対向する第２下部コア層
８にコア機能を持たせているので、シールド機能および
コア機能を同時に向上させることができる。本発明で
は、従来から下部コア層として使用されてきたＮｉＦｅ
系合金に代わり、Ｃｏを主成分とし、アモルファス構造
を主体とした軟磁性膜を使用し、特に第２下部コア層８
のＣｏ濃度を第１下部コア層７のＣｏ濃度よりも高くし
ている。

【００６５】具体的には、第２下部コア層８のＣｏ濃度
を、８５〜９１ａｔ％、第１下部コア層７のＣｏ濃度
を、７８〜８２ａｔ％とし、この組成により、前記第２
下部コア層８の飽和磁束密度、比抵抗を高くすることが
でき、前記第２下部コア層のコア機能を向上させること
が可能である。また第１下部コア層７の透磁率を高く
し、またＣｏ以外の添加元素（Ｚｒ，Ｎｂ）の組成比を
適性に調節することにより、磁歪定数を低くすることが
でき、前記第１下部コア層のシールド機能を向上させる
ことができる。なお、第２下部コア層８として使用され
るＣｏ濃度の高いアモルファス構造を主体とした軟磁性
膜を、上部コア層１１にも使用すれば、前記上部コア層
１１のコア機能も向上させることが可能である。

【００６６】

【実施例】本発明では、Ｓｉ基板上にＣｏ濃度の異なる
複数のＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系合金を成膜し、それぞれの試
料における飽和磁束密度（Ｂｓ）、比抵抗（ρ）、保持
力（Ｈｃ）、異方性磁界（Ｈｋ）およびキュリー温度
（Ｔｃ）を測定した。その実験結果を図３〜図６に示
す。なお、上記の成膜では、ＲＦコンベンショナルスパ
ッタ装置を用いて、ＣｏターゲットにＺｒ，Ｎｂのペレ
ットを配置した複合ターゲットを用い、Ａｒガス雰囲気
中で磁場中スパッタを行った。

【００６７】図３は、Ｃｏ濃度（ａｔ％）と飽和磁束密
度（Ｂｓ）との関係を示すグラフである。図に示すよう
に、飽和磁束密度（Ｂｓ）はＣｏ濃度が大きくなるほ
ど、直線的に高くなっていることがわかる。前述したよ
うに、図１に示す第１下部コア層７のＣｏ濃度は、７８
〜８２（ａｔ％）であるので、図３を見ると、前記第１
下部コア層７の飽和磁束密度（Ｂｓ）は、０．６〜０．
８（Ｔ）程度であることがわかる。

【００６８】また図１に示す第２下部コア層８のＣｏ濃
度は、８５〜９１（ａｔ％）であるので、図３を見る
と、前記第２下部コア層８の飽和磁束密度（Ｂｓ）は、
１．０〜１．４（Ｔ）程度であることがわかる。このよ
うに、第２下部コア層８のＣｏ濃度を、第１下部コア層
７のＣｏ濃度よりも大きくすることで、第２下部コア層
８の飽和磁束密度（Ｂｓ）を第１下部コア層７の飽和磁
束密度（Ｂｓ）よりも高くすることができる。

【００６９】特に、本発明では第２下部コア層８の飽和
磁束密度（１．０〜１．４（Ｔ））を、図１０に示すＮ
ｉＦｅ系合金製の下部コア層２０の飽和磁束密度（１．
０（Ｔ）；表１、表２参照）よりも高くすることができ
るので、従来に比べて、磁化飽和が起こりにくくなって
いる。

【００７０】図４は、Ｃｏ濃度（ａｔ％）と比抵抗
（ρ）との関係を示すグラフである。図４に示すよう
に、比抵抗（ρ）は、Ｃｏ濃度（ａｔ％）が大きくなる
ほど、低下することがわかる。７８〜８２ａｔ％のＣｏ
濃度を有する第１下部コア層７の比抵抗（ρ）は、図４
を見ると、１２０（μΩ・ｃｍ）以上であることがわか
る。また、８５〜９１ａｔ％のＣｏ濃度を有する第２下
部コア層８の比抵抗（ファ９位）は、図４を見ると、９
０〜１２０（μΩ・ｃｍ）程度であることがわかる。

【００７１】これに対し、ＮｉＦｅ系合金の比抵抗は１
８（μΩ・ｃｍ）程度（表１、表２参照）であり、よっ
て本発明では第１下部コア層７および第２下部コア層８
の比抵抗（μΩ・ｃｍ）を従来よりも高めることがで
き、高周波数低域での渦電流損失を低減させることがで
きる。特に、コアとして機能する第２下部コア層８の比
抵抗（ρ）を高めることで、渦電流損失を低減させるこ
とができると同時に、渦電流損失による記録信号の位相
遅れ（ＮＬＴＳ）を抑制することが可能である。

【００７２】図５は、Ｃｏ濃度（ａｔ％）と、保磁力
（Ｈｃ）および異方性磁界（Ｈｋ）との関係を示すグラ
フである。なおこの測定では、成膜後に熱処理を施して
いない。図５に示すように、Ｃｏ濃度（ａｔ％）を大き
くすると、保磁力（Ｈｃ）および異方性磁界（Ｈｋ）は
高くなることがわかる。保磁力（Ｈｃ）は、第１下部コ
ア層７（Ｃｏ濃度が７８〜８２ａｔ％）、第２下部コア
層８（Ｃｏ濃度が８５〜９１ａｔ％）共に０．５（Ｏ
ｅ）以下であることがわかる。異方性磁界（Ｈｋ）は、
第１下部コア層７（Ｃｏ濃度が７８〜８２ａｔ％）で
は、１０〜１２（Ｏｅ）程度、第２下部コア層８（Ｃｏ
濃度が８５〜９１ａｔ％）では、１２．５〜１５（Ｏ
ｅ）程度であることがわかる。

【００７３】図６は、Ｃｏ濃度（ａｔ％）とキュリー温
度（Ｔｃ）との関係を示すグラフである。図６に示すよ
うに、Ｃｏ濃度（ａｔ％）を大きくすると、キュリー温
度（Ｔｃ）は高くなることがわかる。本発明では、第１
下部コア層７（Ｃｏ濃度が７８〜８２ａｔ％）のキュリ
ー温度（Ｔｃ）を５００℃以下、第２下部コア層８（Ｃ
ｏ濃度が８５〜９１ａｔ％）のキュリー温度（Ｔｃ）を
６００℃以上にすることができる。

【００７４】キュリー温度（Ｔｃ）以上の熱処理を施す
と、その軟磁性膜が有する異方性磁界（Ｈｋ）は零にな
る。つまり前述したように、熱処理を施していない第１
下部コア層７は１０（Ｏｅ）以上の異方性磁界（Ｈｋ）
を有しているが、この第１下部コア層７に５００℃以上
のアニール処理を施すと、前記第１下部コア層７の異方
磁界（Ｈｋ）は零となってしまう。同じ様に、熱処理を
施していない第２下部コア層８は、１２．５（Ｏｅ）以
上の異方性磁界（Ｈｋ）を有しているが、この第２下部
コア層８に６００℃以上のアニール処理を施すと、前記
第２下部コア層８の異方磁界（Ｈｋ）は零となってしま
う。

【００７５】次に、本発明では、Ｓｉ基板上にＺｒ濃度
とＮｂ濃度との割合が異なる複数のＣｏ―Ｚｒ―Ｎｂ系
合金を成膜し、それぞれの試料における磁歪定数（λ）
を測定した。その実験結果を図７に示す。図７に示すよ
うに、磁歪定数（λ）は、Ｚｒ／Ｎｂに対して直線的に
変化しており、Ｚｒ／Ｎｂが約０．６２以下であると、
前記磁歪定数（λ）は負の値となり、Ｚｒ／Ｎｂが約
０．６２以上であると、前記磁歪定数（λ）は正の値と
なっている。つまり、Ｚｒの添加量を増加させるほど、
磁歪定数（λ）を正の値にすることができ、逆にＮｂの
添加量を増加させるほど、磁歪定数（λ）を負の値にす
ることができる。このことからＺｒは磁歪を正の値にす
る作用があり、Ｎｂは磁歪を負の値にする作用があるこ
とがわかる。

【００７６】本発明では、磁歪定数（λ）はできるだけ
小さいことが好ましい。特にシールド機能にとって磁区
構造の安定化から、低磁歪定数（λ）は必要不可欠な条
件（表１参照）である。なお、従来から下部コア層とし
て使用されているＮｉＦｅ系合金の磁歪定数（λ）は、
０．５×１０^-7程度（表１、表２参照）と比較的低い
が、本発明では、この磁歪定数（λ）よりも低い値とな
るように、Ｚｒ／Ｎｂが決められている。

【００７７】図７からわかるように、磁歪定数（λ）を
絶対値で、５×１０^-7以下にするには、０．５≦Ｚｒ／
Ｎｂ≦０．８である必要がある。すなわち、Ｚｒの組成
比をｂ（ａｔ％）とすれば、ｂ＝（０．５〜０．８）×
（１００−ａ）であると、磁歪定数（λ）を絶対値で５
×１０-7以下にすることができる。なお、本発明では、
磁歪定数（λ）を絶対値で３×１０-7以下にすることが
より好ましく、そのためには、図７を見てわかるよう
に、Ｚｒ／Ｎｂを０．６〜０．７、つまり、Ｚｒの組成
比ｂ（ａｔ％）を、ｂ＝（０．６〜０．７）×（１００
−ａ）にする必要がある。

【００７８】次に、Ｃｏ濃度が８０ａｔ％であるＣｏ−
Ｚｒ−Ｎｂ系合金膜とＣｏ濃度が９０ａｔ％であるＣｏ
−Ｚｒ−Ｎｂ系合金膜の２種類の試料を用いて、アニー
ル処理を施し、アニール温度と異方性磁界（Ｈｋ）との
関係について測定した。その実験結果を図８に示す。Ｃ
ｏ濃度が８０ａｔ％である軟磁性膜およびＣｏ濃度が９
０ａｔ％である軟磁性膜共に、アニール処理温度が上昇
すると、異方性磁界（Ｈｋ）は低下しているが、特に、
Ｃｏ濃度が８０ａｔ％である軟磁性膜の異方性磁界（Ｈ
ｋ）は、アニール温度が約２５０℃以上になると、急激
に低下し始めている。

【００７９】これは、図６に示すキュリー温度（Ｔｃ）
と密接な関係がある。図６に示すように、Ｃｏ濃度が８
０ａｔ％であると、キュリー温度（Ｔｃ）は約４００℃
程度である。またＣｏ濃度が９０ａｔ％であると、キュ
リー温度（Ｔｃ）は８００℃以上である。そして、アニ
ール温度がキュリー温度（Ｔｃ）に達すると、異方性磁
界（Ｈｋ）は零となる。

【００８０】つまり、Ｃｏ濃度が８０ａｔ％である軟磁
性膜では、成膜時点での異方性磁界（Ｈｋ）は図５に示
すように、約１１（Ｏｅ）と高い値を示しているが、ア
ニール処理が施されることにより、前記異方性磁界（Ｈ
ｋ）は図８に示すようなカーブを描き、徐々に低下して
いく。そして図８に示すように、アニール処理が４００
℃程度になると、前記異方性磁界（Ｈｋ）はほぼ零とな
る。これに対し、Ｃｏ濃度が９０ａｔ％である軟磁性膜
では、キュリー温度（Ｔｃ）が８００℃以上であるため
に、アニール温度（℃）が４００℃程度でも、異方性磁
界（Ｈｋ）はあまり低下せず、１０（Ｏｅ）以上の異方
性磁界（Ｈｋ）が維持されている。

【００８１】ところで、本発明におけるアニール温度の
範囲は２００℃〜４００℃であるが、その根拠について
以下に説明する。まず、４００℃を越えると、図１に示
す磁気抵抗効果素子層３の磁区構造に悪影響を与え、再
生特性が低下してしまい好ましくない。さらに、本発明
では、シールドとして機能する第１下部コア層７のアニ
ール処理後における異方性磁界（Ｈｋ）は１〜５（Ｏ
ｅ）であることが好ましく、より好ましくは２〜３（Ｏ
ｅ）である。

【００８２】シールドとしてはそれほど高い異方性磁界
（Ｈｋ）を必要としない。異方性磁界（Ｈｋ）が高い
と、透磁率（μ）が低下してしまうからである。ただし
異方性磁界（Ｈｋ）が１（Ｏｅ）以下になると、第１下
部コア層７が等方性となり好ましくない。本発明では、
第１下部コア層７のＣｏ濃度は７８〜８２ａｔ％である
が、Ｃｏ濃度が上限である８２ａｔ％添加された場合、
図６に示すように、キュリー温度（Ｔｃ）は約５００℃
となり、アニール温度が約４００℃になっても、少なく
とも１（Ｏｅ）以上の異方性磁界（Ｈｋ）を得ることが
できる。（図８参照）

【００８３】次に、Ｃｏ濃度が下限である７８ａｔ％添
加されると、キュリー温度（Ｔｃ）は３００℃程度まで
低下することが図６よりわかる。そして、アニール処理
を施すと２００℃程度で、異方性磁界（Ｈｋ）は５（Ｏ
ｅ）以下になる。また、アニール温度が２００℃以下で
あると、Ｃｏ濃度を下限である７８ａｔ％添加しても、
異方性磁界（Ｈｋ）は５（Ｏｅ）以上となってしまい、
透磁率（μ）の低下などの問題があり好ましくない。

【００８４】以上のように、２００℃〜４００℃の範囲
内のアニール温度を適性に調節することにより、７８〜
８２ａｔ％のＣｏ濃度を有する第１下部コア層７の異方
性磁界（Ｈｋ）を少なくとも１〜５（Ｏｅ）とすること
が可能である。またコアとして機能する第２下部コア層
８では、異方性磁界（Ｈｋ）は高いことが好ましい。

【００８５】第２下部コア層８のＣｏ濃度は８５〜９１
ａｔ％である。Ｃｏ濃度が上限の添加量である９１ａｔ
％添加された場合、図８（Ｃｏ濃度が９０ａｔ％のグラ
フ）を参照すれば、アニール温度が２００℃〜４００℃
の範囲内であると、１０（Ｏｅ）以上の異方性磁界（Ｈ
ｋ）を得られることがわかる。下限の添加量である８５
ａｔ％のＣｏが添加されると、図６に示すようにキュリ
ー温度（Ｔｃ）は６００℃程度となるが、２００℃〜４
００℃の範囲内のアニール温度を適性に調節すれば、１
０（Ｏｅ）以上の異方性磁界（Ｈｋ）を得られる。以上
により、Ｃｏ濃度が８５〜９１ａｔ％であると、アニー
ル処理温度を２００℃〜４００℃の範囲内で適性に調節
すれば、常に１０（Ｏｅ）以上の異方性磁界（Ｈｋ）を
得ることが可能である。

【００８６】次に、Ｃｏ濃度の異なる複数の試料を３０
０℃のアニール処理を施した後、１０ＭＨｚでの透磁率
（μ）を測定した。その実験結果を図９に示す。図９に
示すように、Ｃｏ濃度が７８ａｔ％から８７ａｔ％まで
の範囲では、透磁率（μ）は低下していることがわか
る。これは、Ｃｏ濃度の上昇に伴い、異方性磁界（Ｈ
ｋ）が高くなるからである。

【００８７】透磁率（μ）と異方性磁界（Ｈｋ）との間
には、透磁率（μ）＝飽和磁束密度（Ｂｓ）／異方性磁
界（Ｈｋ）との関係式が成り立っている。つまり異方性
磁界（Ｈｋ）が高くなることにより、透磁率（μ）は低
下してしまう。本発明では、シールドとして機能する第
１下部コア層７のＣｏ濃度は７８〜８２ａｔ％であるの
で、図９からわかるように、前記第１下部コア層７の透
磁率（μ）を３０００以上にすることが可能である。

【００８８】図９に示すように、Ｃｏ濃度が８７ａｔ％
以上になると、透磁率（μ）は上昇し始める。これは、
Ｃｏ濃度が大きくなることにより、異方性磁界（Ｈｋ）
は高くなり、同時に飽和磁束密度（Ｂｓ）も上昇するが
（図３参照）、特に飽和磁束密度（Ｂｓ）の上昇率が、
異方性磁界（Ｈｋ）の上昇率よりも優っているからであ
ると推測される。これにより、飽和磁束密度（Ｂｓ）／
異方性磁界（Ｈｋ）で表わされる透磁率（μ）は上昇し
始める。本発明では、コアとして機能する第２の下部コ
ア層８のＣｏ濃度は８５〜９１ａｔ％であるので、図９
からわかるように、前記第２の下部コア層８の透磁率
（μ）を１０００程度にすることが可能である。

【００８９】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、コア機能
とシールド機能とを兼ね備える下部コア層を２層構造と
し、上部コア層と対向する側の下部コア層にコア機能を
持たせ、磁気抵抗効果素子層に対向する側の下部コア層
にシールド機能を持たせれば、前記コア機能とシールド
機能とを同時に向上させることが可能である。

【００９０】本発明では、下部コア層をＣｏを主成分と
し、アモルファス構造を主体とした軟磁性膜で形成し、
特に、上部コア層に対向する側の下部コア層のＣｏ濃度
を、磁気抵抗効果素子層と対向する側の下部コア層のＣ
ｏ濃度よりも高くすることで、それぞれの層に必要な磁
気特性を得ることが可能である。

【００９１】具体的には、上部コア層に対向する側の下
部コア層のＣｏ濃度を、８５〜９１ａｔ％とすること
で、１．０（Ｔ）以上の飽和磁束密度、９０（μΩ・ｃ
ｍ）以上の比抵抗、１０（Ｏｅ）以上の異方性磁界を得
ることができ、前記下部コア層のコア機能を向上させる
ことができる。

【００９２】また、磁気抵抗効果素子層と対向する側の
下部コア層のＣｏ濃度を７８〜８２ａｔ％とすること
で、３０００以上の透磁率、１２０（μΩ・ｃｍ）以上
の比抵抗を得ることができ、また添加元素であるＺｒ，
Ｎｂの組成比を適性に調節することにより、磁歪定数を
絶対値で３×１０^-7以下にすることができ、従って、前
記下部コア層のシールド機能を向上させることが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構造を示す薄膜磁気ヘッド
の拡大断面図、

【図２】スライダ上に形成された薄膜磁気ヘッドの形状
を示す部分半断面斜視図、

【図３】Ｃｏ濃度（ａｔ％）と飽和磁束密度（Ｂｓ）と
の関係を示すグラフ、

【図４】Ｃｏ濃度（ａｔ％）と比抵抗（ρ）との関係を
示すグラフ、

【図５】Ｃｏ濃度（ａｔ％）と保磁力（Ｈｃ）および異
方性磁界（Ｈｋ）との関係を示すグラフ、

【図６】Ｃｏ濃度（ａｔ％）とキュリー温度（Ｔｃ）と
の関係を示すグラフ、

【図７】Ｚｒ／Ｎｂと磁歪定数（λ）との関係を示すグ
ラフ、

【図８】アニール温度（℃）と異方性磁界（Ｈｋ）との
関係を示すグラフ、

【図９】１０ＭＨｚにおけるＣｏ濃度と透磁率（μ）と
の関係を示すグラフ、

【図１０】従来の薄膜磁気ヘッドの構造を示す拡大断面
図、

【符号の説明】

１ 下部シールド層 ２ 下部ギャップ層 ３ 磁気抵抗効果素子層 ４ ハードバイアス層 ５ 電極層 ６ 上部ギャップ層 ７ 第１下部コア層（下側の下部コア層） ８ 第２下部コア層（上側の下部コア層） ９ ギャップ層 １０ コイル層 １１ 上部コア層 １３ スライダ ｈ1 読み出しヘッド ｈ2 インダクティブヘッド

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気抵抗効果素子層と、この磁気抵抗効
   果素子層に検出電流を与える電極層と、前記電極層の上
   に絶縁層を介して形成された読み出しヘッドの上部シー
   ルド機能を兼ね備えた下部コア層と、記録媒体との対向
   部で前記下部コア層と磁気ギャップを介して対向する上
   部コア層と、両コア層に磁界を与えるコイル層とを有す
   る薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部コア層は、Ｃｏを
   主成分とし、アモルファス構造を主体とした軟磁性膜が
   ２層積層された構造となっており、前記２層のうち、前
   記上部コア層に対向する上側の下部コア層は、前記磁気
   抵抗効果素子層に対向する下側の下部コア層よりもＣｏ
   の濃度が高くなっていることを特徴とする薄膜磁気ヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 Ｃｏを主成分とし、アモルファス構造を
   主体とした軟磁性膜の組成式はＣｏ_aＺｒ_bＮｂ_cで示さ
   れ、 この軟磁性膜が、前記上側の下部コア層として使用され
   るとき、組成比ａ（ａｔ％）は、８５≦ａ≦９１であ
   り、 この軟磁性膜が、前記下側の下部コア層として使用され
   るとき、組成比ａ（ａｔ％）は、７８≦ａ≦８２であ
   り、 組成比ｂ，ｃ（ａｔ％）は、上側の下部コア層および下
   側の下部コア層共に、 ｂ＝（０．５〜０．８）×（１００−ａ）、ｃ＝１００
   −ａ−ｂ である請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 前記組成比ｂは、ｂ＝（０．６〜０．
   ７）×（１００−ａ）である請求項２記載の薄膜磁気ヘ
   ッド。
4. 【請求項４】 前記軟磁性膜を構成する元素Ｚｒに代え
   て、Ｈｆが添加される請求項２または請求項３に記載の
   薄膜磁気ヘッド。
5. 【請求項５】 前記軟磁性膜を構成する元素Ｎｂに代え
   て、ＴａまたはＭｏが添加される請求項２ないし請求項
   ４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
6. 【請求項６】 前記上側の下部コア層の飽和磁束密度
   （Ｂｓ）は、１．０〜１．４（Ｔ；テスラ）の範囲内で
   ある請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の薄膜磁
   気ヘッド。
7. 【請求項７】 前記上側の下部コア層の比抵抗（ρ）
   は、９０（μΩ・ｃｍ）以上である請求項２ないし請求
   項６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
8. 【請求項８】 前記上側の下部コア層の異方性磁界（Ｈ
   ｋ）は、１０（Ｏｅ；エルステッド）以上である請求項
   ２ないし請求項７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
9. 【請求項９】 前記下側の下部コア層の飽和磁束密度
   （Ｂｓ）は、０．６〜０．８（Ｔ）の範囲内である請求
   項２ないし請求項８のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッ
   ド。
10. 【請求項１０】 前記下側の下部コア層の比抵抗（ρ）
    は１２０（μΩ・ｃｍ）以上である請求項２ないし請求
    項９のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
11. 【請求項１１】 前記下側の下部コア層のキュリー温度
    （Ｔｃ）は５００℃以下である請求項２ないし請求項１
    ０のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
12. 【請求項１２】 前記下側の下部コア層の異方性磁界
    （Ｈｋ）は１〜５（Ｏｅ）の範囲内である請求項２ない
    し請求項１１のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
13. 【請求項１３】 前記下側の下部コア層の異方性磁界
    （Ｈｋ）は２〜３（Ｏｅ）の範囲である請求項２ないし
    請求項１１のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
14. 【請求項１４】 前記下側の下部コア層の透磁率（μ）
    は３０００以上である請求項２ないし請求項１３のいず
    れかに記載の薄膜磁気ヘッド。
15. 【請求項１５】 前記上側の下部コア層および下側の下
    部コア層の磁歪定数（λ）は絶対値で５×１０^-7以下で
    ある請求項２ないし請求項１４のいずれかに記載の薄膜
    磁気ヘッド。
16. 【請求項１６】 前記上側の下部コア層および下側の下
    部コア層の磁歪定数（λ）は絶対値で３×１０^-7以下で
    ある請求項３ないし請求項１４のいずれかに記載の薄膜
    磁気ヘッド。
17. 【請求項１７】 前記上側の下部コア層の膜厚と、前記
    下側の下部コア層の膜厚とを足した下部コア層全体の膜
    厚が、１〜４（μｍ）の範囲内である請求項１ないし請
    求項１６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
18. 【請求項１８】 前記上側の下部コア層の膜厚が、前記
    下部コア層全体の膜厚に対して５０％〜９０％を占めて
    いる請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載の薄膜
    磁気ヘッド。
19. 【請求項１９】 前記上側の下部コア層および下側の下
    部コア層の磁化は、トラック幅方向に揃えられ、記録媒
    体への記録磁界方向および記録媒体からの外部磁界方向
    が磁化困難軸とされている請求項１ないし請求項１８の
    いずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
20. 【請求項２０】 磁気抵抗効果素子層と、この磁気抵抗
    効果素子層に検出電流を与える電極層と、前記電極層の
    上に絶縁層を介して形成された読み出しヘッドの上部シ
    ールド機能を兼ね備えた下部コア層と、記録媒体との対
    向部で前記下部コア層と磁気ギャップを介して対向する
    上部コア層と、両コア層に磁界を与えるコイル層とを有
    する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前記絶縁層の
    上に、Ｃｏを主成分とし、アモルファス構造を主体とす
    る軟磁性膜を成膜して第１下部コア層を形成する工程
    と、前記第１下部コア層の上に、前記第１下部コア層の
    Ｃｏ濃度よりも高いＣｏ濃度を有し、アモルファス構造
    を主体とする軟磁性膜を成膜して第２下部コア層を形成
    する工程と、前記第１および第２下部コア層に対して、
    磁場中で２００℃〜４００℃の範囲内のアニール処理を
    施す工程と、を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッド
    の製造方法。