JPH1196517A - Ｍｒ複合薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 線記録密度の増加に伴う記録媒体の保磁力
増大により、ＭＲ複合薄膜磁気ヘッドのオーバーライト
および非線形磁化遷移点シフトの特性が劣化する。 【解決手段】 ＭＲ複合薄膜磁気ヘッドにおいて、上
部磁極に飽和磁束が１．２Ｔ以上の高Ｂｓメッキ膜を使
用し、中部磁極や下部磁極に高比抵抗スパッタ膜を使用
することで、オーバーライトおよび非線形磁化遷移点シ
フトの特性を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録、再生分離型薄
膜磁気ヘッドに係り、特に高密度高周波ディジタル記録
に用いたときに非線形磁化遷移点シフトが小さく、高密
度高周波記録が可能な磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録装置の記録密度の向上は
著しく、計算機用磁気ディスク装置の分野では、年率６
０％の早さで記録密度の増加が進んでいる。記録密度の
増加を実現するために、磁気記録媒体の改良に加えて、
記録再生特性に優れた磁気ヘッドの開発が進んでいる。
１平方インチ当たり１Ｇｂ以上の高記録密度を達成する
ために、再生ヘッドとして、従来のインダクティブ型よ
りも格段に再生出力の高いＭＲ（磁気抵抗効果型）ヘッ
ドが開発され使用されている。一方、記録ヘッドには従
来の電磁誘導を利用したインダクティブ型の薄膜磁気ヘ
ッドが用いられている。現実には、再生ヘッドと記録ヘ
ッドを一体に形成した、インダクティブ記録・ＭＲ再生
の複合ヘッドが用いられている。以下、本ヘッドをＭＲ
複合薄膜磁気ヘッドと称する。

【０００３】図２は、現在用いられているＭＲ複合薄膜
磁気ヘッドの構造を示している。図２（ａ）は本ＭＲ複
合薄膜磁気ヘッドの上面図を、図２（ｂ）は、図２
（ａ）のＡ−Ａ’断面の浮上面近傍を示している。ま
た、図２（ｃ）は図２（ａ）の浮上面Ｂ−Ｂを示してい
る。本ＭＲ複合薄膜磁気ヘッドは、基板３０の上に、下
部磁極３１、絶縁層３２、中部磁極３３が形成され、下
部磁極と中部磁極の間に、ＭＲ素子からなる再生部３４
が構成されている。中部磁極の上に、記録ギャップ材３
５が形成され、さらにコイル３６が形成されている。コ
イルを絶縁するために、絶縁層３７が形成され、さらに
上部磁極が３８が形成され、最上層にこれらを保護する
ための保護層３９が形成されている。本薄膜磁気ヘッド
は、コイル３６に記録電流を印加して上部磁極３８と中
部磁極３３に記録磁束を誘起せしめ、記録ギャップ近傍
で上部磁極と中部磁極から漏洩する磁界により、浮上面
４０の近傍に設置した記録媒体に信号磁化を記録する。
再生時には、記録媒体の信号磁化から発生する磁界をＭ
Ｒ再生素子で検出する。

【０００４】本磁気ヘッドでは、図２（ｃ）のように、
下部および中部磁極の幅に比較して上部磁極の幅を大幅
に狭く形成しており、この上部磁極の幅により記録トラ
ック幅Ｔｗを規定している。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】計算機用磁気ディス
ク装置では、線記録密度の増加に伴って、オーバーライ
ト（Ｏ／Ｗ）および非線形磁化遷移点シフト（Ｎｏｎ
Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｓｈｉｆｔ；以
下省略してＮＬＴＳと称す）の特性不足が問題となり、
今後の記録密度の増加を実現するためにはＯ／Ｗおよび
ＮＬＴＳの改善が課題になっている。ＮＬＴＳとは、デ
ィジタル信号の記録において、記録された信号が、本来
記録すべき位置からずれてしまう現象である。また、Ｏ
／Ｗとは長波長の信号を記録した後に、短波長の信号を
重ね書きした場合に、先に記録した長波長信号が消去さ
れずに残ってしまう現象である。Ｏ／Ｗは特に高保磁力
の記録媒体に対して、記録磁界強度および記録磁界勾配
が不足している時に問題となる。またＮＬＴＳは、高周
波、高密度記録時に、磁極の高周波特性が不足し、記録
磁界の変化が遅れることに起因すると考えられる。

【０００６】従来、薄膜磁気ヘッド用の記録磁極として
は、主に、８３Ｎｉ−１７Ｆｅ（ｗｔ％）合金のメッキ
膜が使用されていた。この材料は、軟磁気特性に優れて
おり、またメッキ法により作製できるため狭トラック幅
を有する薄膜ヘッドの磁極材料として好適であった。し
かし、記録の高密度化、高周波化が進むにつれ、以下の
ような問題が生ずるようになった。すなわち、記録密度
を増加するためには、記録媒体の保磁力を増加すること
により、記録磁化の反磁界による減磁をふせぎ、磁化遷
移領域を減少して、高記録密度での出力を増加する必要
がある。しかし、媒体の保磁力が高い場合には、これに
十分信号磁化を記録するためには、強い記録磁界強度が
必要となるが、上記の８３Ｎｉ−Ｆｅ合金は飽和磁束密
度が約１Ｔであり、近年使用されるようになった、保磁
力が１．９×１０Ｅ５Ａ／ｍ以上の媒体に対しては、磁
極飽和の問題を生じ、記録磁界強度が不足するという問
題を生じた。記録磁界強度の不足は、特にＯ／Ｗ特性の
劣化として現れ、必要となる−３０ｄＢ以下のＯ／Ｗ特
性が−２６ｄＢ以上となる問題があった。

【０００７】一方、記録の高密度化と同時に高周波化も
進展しており、直径３．５インチのディスクを用いる磁
気ディスク装置では、最高使用周波数は８０ＭＨｚを越
えるものが開発されるようになっている。このように使
用周波数が高くなった場合には、必要な記録信号の変化
速度に、磁極の磁束変化が追随できず、記録磁界の変化
に遅れを生じて、前述のＮＬＴＳ特性が劣化してしまう
という問題を生ずるようになった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記のよう
な問題を解決し、高密度、高周波記録を実現するために
ＭＲ複合薄膜磁気ヘッドのＯ／ＷおよびＮＬＴＳを改善
することを目的としたものである。

【０００９】本発明では、上記の目的を達成するために
以下のような手段を用いる。 （１） 上部磁極を浮上面近傍において２つ以上の平面
あるいは曲面により構成し、前記平面あるいは曲面の浮
上面側の接線がギャップ面となす角度が浮上面に最も近
い平面あるいは曲面において他の平面あるいは曲面より
小さくなるように構成し、上部磁極に飽和磁束密度が
１．２Ｔ以上、２．４Ｔ以下の高Ｂｓメッキ膜を使用す
る。より好ましくは１．４Ｔ以上、２．４Ｔ以下の高Ｂ
ｓメッキ膜を使用する。

【００１０】（２）また、上記（１）において、前記高
Ｂｓメッキ膜としてＮｉ濃度が４０ｗｔ%以上５０ｗｔ%
以下のＮｉ−Ｆｅ合金メッキ膜を使用する。

【００１１】（３）また、上記（１）ないし（２）にお
いて、下部磁極および中部磁極に比抵抗が８０μΩｃｍ
以上、１５００μΩｃｍ以下の高比抵抗スパッタ膜を使
用する。より好ましくは１００μΩｃｍ以上、１５００
μΩｃｍ以下の高比抵抗スパッタ膜を使用する。

【００１２】（４）また、上記（３）において、前記高
比抵抗スパッタ膜としてＣｏ系非晶質合金スパッタ膜を
使用する。

【００１３】（５）また、上記（４）において、前記高
比抵抗スパッタ膜としてＣｏが８２ａｔ%以上９４ａｔ%
以下、Ｔａが３ａｔ%以上、Ｚｒが２ａｔ%以上の組成を
有する非晶質合金スパッタ膜を使用する。

【００１４】（６）また、上記（１）〜（５）におい
て、上部磁極の前記浮上面に最も近い平面あるいは曲面
の浮上面側の接線がギャップ面となす角度が２０度以上
４０度以下となるように構成する。

【００１５】（７）また、上記（１）ないし（６）にお
いて、上部磁極の前記浮上面に最も近い平面あるいは曲
面以外の平面あるいは曲面の浮上面側の接線がギャップ
面となす角度が５０度以上８０度以下となるように構成
する。

【００１６】（８）さらに、上記（１）ないし（７）に
おいて、上部磁極中央における上部磁極の膜厚が２．５
μｍ以上３．５μｍ以下となるように構成する。

【００１７】（９）また、上記（１）ないし（８）にお
いて、記録ギャップ長が０．２５μｍ以上０．４５μｍ
以下となるように構成する。

【００１８】上記のように、上部磁極に従来の８３Ｎｉ
−１７Ｆｅ合金メッキ膜よりも飽和磁束密度Ｂｓの高
い、Ｂｓ１．２Ｔ以上、２．４Ｔ以下の高Ｂｓメッキ膜
を使用することにより、Ｏ／Ｗ特性を改善し、−３０ｄ
Ｂ以下のＯ／Ｗを得ることが出来る。より好ましくは
１．４Ｔ以上、２．４Ｔ以下の高Ｂｓメッキ膜を使用す
ることにより、より顕著にＯ／Ｗ特性を向上することが
出来る。本発明において、上部磁極にメッキ膜を使用す
る理由は、以下の通りである。すなわち、本発明のＭＲ
複合薄膜磁気ヘッドにおいては、図１（ｂ）のように上
部磁極１８によりトラック幅Ｔｗを規定するため、約２
μｍあるいはそれ以下のトラック幅に上部磁極の浮上面
形状を精度良く形成する必要がある。メッキ法によれ
ば、レジストを露光、現像して、レジストにトラック幅
に相当する矩形状の凹部を形成し、この凹部にメッキ膜
を形成することにより、幅に対して膜厚が大きい矩形状
の上部磁極を精度良く形成することが出来る。一方、ス
パッタ膜を使用する場合には、一旦スパッタ膜を形成し
た後、レジスト等をマスクとしてイオンミリング、化学
エッチング等により所望のトラック幅を得る。しかし、
一般に膜の下部の幅が上部の幅より大きい台形状とな
り、メッキ膜のように矩形状の上部磁極形状が得られな
いという問題がある。

【００１９】前記の高Ｂｓメッキ膜として、たとえば、
Ｎｉ濃度が４２ｗｔ%以上５０ｗｔ%以下のＮｉ−Ｆｅ合
金メッキ膜は１．５Ｔ以上、１．７Ｔまでの高い飽和磁
束密度を有し、保磁力Ｈｃも１２０Ａ／ｍ以下であり記
録用磁性膜として好適である。また比抵抗も８３Ｎｉ−
１７Ｆｅ合金メッキ膜の約２２μΩｃｍに対して約５５
μΩｃｍと高いため、Ｏ／ＷおよびＮＬＴＳ特性を向上
することが出来る。

【００２０】また、本発明では下部磁極および中部磁極
に比抵抗が８０μΩｃｍ以上、１５００μΩｃｍ以下の
高比抵抗スパッタ膜を使用する。より好ましくは１００
μΩｃｍ以上、１５００μΩｃｍ以下の高比抵抗スパッ
タ膜を使用する。これにより高周波特性を向上し、ＮＬ
ＴＳ特性を改善することが出来る。前記のように、本発
明のＭＲ複合薄膜磁気ヘッドでは上部磁極はトラック幅
を規定するために精度良く狭い幅に形成する必要がある
が、下部および中部磁極の幅は、上部磁極の少なくとも
５倍以上、実際には約５０倍と大きく、幅については高
い精度を必要としない。従って、メッキ膜のみならずス
パッタ膜が使用できる。下部および中部磁極の飽和磁束
密度は高いほうが好ましいが、上部磁極に比較して幅が
広いため上部磁極よりも飽和磁束密度が低くてもよい。
一方、高周波でのＮＬＴＳを低減するためには、軟磁気
特性が優れるとともに比抵抗が高く、渦電流損失を防止
できる材料が好ましい。一般に、軟磁気特性を有するメ
ッキ膜で高比抵抗を得ることは困難である。一方、スパ
ッタ膜では軟磁気特性および高比抵抗を共に満足する材
料を得ることができる。軟磁気特性にすぐれ飽和磁束密
度が高く、比抵抗の高いスパッタ膜としては、たとえば
Ｃｏ系の非晶質合金膜があげられる。また、これらの合
金は従来のＮｉ−Ｆｅ系メッキ膜に比較して硬度が高
く、浮上面の加工による段差の発生を防ぎ平坦性を改良
する上で効果がある。

【００２１】高抵抗スパッタ膜の具体的な組成としては
例えばＣｏが８２ａｔ%以上９４ａｔ%以下、Ｔａが３ａ
ｔ%以上、Ｚｒが２ａｔ%以上の非晶質合金スパッタ膜が
挙げられる。これらのうちＣｏ濃度が９４ａｔ%と高い
膜は、比抵抗が８０μΩｃｍと非晶質合金スパッタ膜の
中では低めの値であるが、飽和磁束密度が約１．５Ｔと
高く、優れたＯ／Ｗ特性を得る上で効果がある。また、
Ｃｏ濃度が８２ａｔ%と低い膜は、飽和磁束密度が約
０．８Ｔと低いが、比抵抗が約１５０μΩｃｍと極めて
高く、高周波でのＮＬＴＳ低減に効果がある。

【００２２】本発明において、上部磁極の形状を以下の
ようにする。すなわち、上部磁極を浮上面近傍において
２つ以上の平面あるいは曲面により構成し、前記平面あ
るいは曲面の浮上面側の接線がギャップ面となす角度が
浮上面に最も近い平面あるいは曲面において他の平面あ
るいは曲面より小さくなるように構成する。上記のよう
に浮上面近傍の上部磁極を構成する理由は以下の通りで
ある。すなわち、従来の８３Ｎｉ−１７Ｆｅ合金メッキ
膜を使用した上部磁極では、図２（ｂ）のように浮上面
近傍の上部磁極３８は一つの曲面が連続するように構成
されている。これにより、Ｂｓが低い磁極材料でも磁束
が直接ギャップ部に供給されるために、Ｏ／Ｗ特性の低
下を少なくすることが出来る。しかし、本形状ではギャ
ップデプスｄｐの加工バラツキにより浮上面から見た上
部磁極の膜厚ｈｐの変化が大きくなるために好ましくな
い。そこで、上記のように浮上面近傍の上部磁極を２つ
以上の曲面で構成し、浮上面に最も近い曲面の浮上面側
の接線とギャップ面との角度を他の曲面より小さくす
る。これにより、浮上面近傍でギャップデプスの加工バ
ラツキによる浮上面からみた上部磁極の膜厚の変化を小
さくでき、記録特性のバラツキを低減できる。もちろ
ん、上記曲面の代わりに平面で構成してもよい。一方、
上記のようにした場合、浮上面近傍に近い上部磁極の曲
面と下部磁極の間で磁束の漏洩を生じやすくなり、記録
特性が低下する恐れがある。しかし、飽和磁束密度を
１．２Ｔ以上とすることにより記録特性の低下は改善さ
れる。

【００２３】上記のように、本発明では上部磁極の前記
浮上面に最も近い平面あるいは曲面の浮上面側の接線が
ギャップ面となす角度が２０度以上４０度以下となるよ
うに構成する。前記角度が２０度以下の場合には磁束の
漏洩が大きくなり記録特性の劣化を生ずるようになる。
前記角度が４０度以上の場合には前記のギャップデプス
の加工バラツキによる浮上面から見た上部磁極膜厚の変
動低減の効果が小さくなる。

【００２４】また、本発明では上部磁極の前記浮上面に
最も近い平面あるいは曲面以外の平面あるいは曲面の浮
上面側の接線がギャップ面となす角度が５０度以上８０
度以下となるように構成する。前記角度を50度以下とし
た場合には浮上面に最も近いコイルの位置が浮上面から
遠くなり、記録効率が劣化するという問題がある。一
方、前記角度を８０度以上とすると、浮上面に近い曲面
あるいは平面と当該曲面あるいは平面との境界において
上部磁極メッキ膜厚が減少するという問題を生ずる。

【００２５】さらに、本発明では上部磁極中央における
上部磁極の膜厚が２．５μｍ以上３．５μｍ以下となる
ように構成する。従来の８３Ｎｉ−１７Ｆｅ合金メッキ
膜を使用した場合にはＯ／Ｗ特性の低下を少なくするた
めに膜厚を４．５μｍと厚くする必要があった。しか
し、本発明では飽和磁束密度を１．２Ｔ以上とするため
に、上部磁極の膜厚を２．５μｍ以上３．５μｍ以下と
薄くしても記録特性の低下は問題とならない。しかし、
膜厚を２．５μｍ未満とした場合にはＯ／Ｗ特性が劣化
し、３．５μｍ以上とした場合にはＮＬＴＳ特性が低下
するという問題を生ずる。

【００２６】上記に加えて、本発明では記録ギャップ長
が０．２５μｍ以上０．４５μｍ以下となるよう構成す
る。記録ギャップ長を０．２５μｍ未満とした場合には
Ｏ／Ｗ特性およびＮＬＴＳ特性が低下し、記録ギャップ
長が０．４５μｍを越える場合にはＮＬＴＳ特性が低下
するという問題を生ずる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により詳細
に説明する。図１（ａ）および（ｂ）に、本発明の実施
例のＭＲ複合薄膜磁気ヘッドの断面図を示す。図２
（ａ）は従来のＭＲ複合薄膜磁気ヘッドの平面図であ
る。ここで、図１（ａ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’におけ
る断面に相当し、図１（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’に
おける断面に相当する。従来の磁気ヘッドでは、中部磁
極３３および上部磁極３８に８３Ｎｉ−１７Ｆｅ（ｗｔ
%）の組成を中心とする合金メッキ膜が使用されていた
が、本実施例では中部磁極１３に高比抵抗スパッタ膜、
上部磁極１８に１．２Ｔ以上の高Ｂｓメッキ膜を使用す
る。具体的には、高比抵抗スパッタ膜としてはＣｏＴａ
Ｚｒ系非晶質合金スパッタ膜、高Ｂｓメッキ膜としては
４５Ｎｉ−５５Ｆｅ（ｗｔ%）の組成を中心とする合金
メッキ膜を使用する。また、下部磁極１１としては中部
磁極と同様に高比抵抗スパッタ膜、具体的にはＣｏＴａ
Ｚｒ系非晶質合金スパッタ膜を使用した。

【００２８】図１（ａ）のように、本発明の実施例では
浮上面２０近傍において、上部磁極のギャップ面側を複
数の曲面で構成し、浮上面に最も近い曲面２２の浮上面
側の接線とギャップ面とのなす角θ１を浮上面より遠い
曲面２３および２３’の浮上面側の接線とギャップ面と
のなす角θ２およびθ２’より小さくする。

【００２９】本発明のＭＲ複合薄膜磁気ヘッドの製造方
法の一例を以下に記載する。図１において、基板１０と
してＡｌ2Ｏ3-ＴｉＣを用い、この上に下部磁極となる
Ｃｏ８３Ｔａ１２．２Ｚｒ４．８（ａｔ%）の組成を有
する非晶質合金スパッタ膜をマグネトロンスパッタ装置
を用いて形成した。この膜のＢｓは０．９Ｔ、比抵抗は
１４５μΩｃｍだった。次に、下部磁極として残すべき
部分をレジストで保護し、化学エッチングにより不要部
を除去した。化学エッチングには硝酸、硫酸コバルトお
よびフッ酸の混合液を用いた。化学エッチングを行った
場合、下部磁極の磁性膜の端部は、図１（ｂ）に示すよ
うに基板に対して傾斜するごとくエッチングされる。こ
の磁性膜端面と基板との傾斜角度は約４５度から２０度
となった。次に、再生ギャップとなる絶縁層１２および
ＭＲ素子および電極、バイアス膜などからなる再生素子
１４を形成した。次に、下部磁極と同様の方法でＣｏＴ
ａＺｒ非晶質合金スパッタ膜からなる中部磁極１３を形
成した。組成はＣｏ８８Ｔａ８Ｚｒ４（ａｔ%）とし
た。この膜のＢｓは１．３Ｔ、比抵抗は１２０μΩｃｍ
だった。次に、記録ギャップとなる絶縁材１５、コイル
１６、およびコイルの絶縁材１７を形成した。絶縁材１
７としてはレジストを用いた。前記のように、上部磁極
１８の浮上面近傍が複数の曲面で形成されるように、本
実施例では、絶縁材となるレジスト１７の形成を少なく
とも３回に分離した。すなわち、曲面２２を形成するた
めに１層目のレジストを塗付したのち加熱硬化し、さら
に２層目、３層目のレジストを塗付、加熱硬化すること
により曲面２３、２３’を形成した。次に、上部磁極１
８として、４５Ｎｉ−５５Ｆｅ（ｗｔ％）合金膜をメッ
キ法により形成した。この膜のＢｓは１．６５Ｔ、比抵
抗は５５μΩｃｍだった。前記のメッキ工程の前に、あ
らかじめメッキ電流を流すため厚さ０．１μｍの下地膜
をスパッタリング法により形成した。下地膜としては８
３Ｎｉ−１７Ｆｅ（ｗｔ％）合金膜を用いた。この上に
上部磁極の形状の周囲を囲むが如くフレーム状のレジス
トを形成し、その後メッキ処理を施した。その結果フレ
ーム内部および外部にメッキ膜が形成され、不要な下地
膜およびメッキ膜をイオンミリングおよび化学エッチン
グにより除去することにより、所望の形状の上部磁極を
得た。さらに、Ａｌ2Ｏ3からなる保護材１９をマグネト
ロンスパッタ法により形成し、所定の形状に加工するこ
とによりＭＲ複合薄膜磁気ヘッドを作製した。

【００３０】上記のように作製した本発明のＭＲ複合薄
膜磁気ヘッドの記録特性を従来のＭＲ複合薄膜磁気ヘッ
ドと比較した結果を表１に記載する。記録特性の測定に
は、３．５インチの磁気ディスクを用い、５４００ｒ．
ｐ．ｍの回転数での測定を行った。内周での記録密度は
１８５ｋＦＣＩ、外周での記録密度は１６０ｋＦＣＩで
ある。磁気ディスクは保磁力１．７×１０Ｅ５Ａ／ｍで
あり、浮上量を約６５ｎｍとした。Ｏ／Ｗは、ＬＦで記
録した時の再生出力に対する、ＬＦで記録した後ＨＦで
記録した時のＬＦの残留出力の比を測定した。ＮＬＴＳ
は５次高調波抽出法で測定した。内周のＬＦは７．５Ｍ
Ｈｚ、ＨＦは４５ＭＨｚ、外周のＬＦは１１．７ＭＨ
ｚ、ＨＦは７０ＭＨｚである。記録電流は３０ｍＡｏｐ
とした。

【００３１】比較のための比較例１として、中部磁極を
８３Ｎｉ−１７Ｆｅ（ｗｔ％）合金メッキ膜とし、上部
磁極も８３Ｎｉ−１７Ｆｅ（ｗｔ％）合金メッキ膜とし
たヘッドを用いた。このヘッドでは、浮上面近傍の上部
磁極形状を図２（ｂ）のように１つの曲面で構成し、上
部磁極の膜厚を４．５μｍ、記録ギャップ長を０．４μ
ｍとした。また、下部磁極はＣｏ８３Ｔａ１２．２Ｚｒ
４．８（ａｔ%）非晶質合金膜とした。中部磁極の膜厚
は３μｍ、下部磁極の膜厚は２μｍとした。図２（ｂ）
における浮上面近傍の上部磁極曲面の接線とギャップ面
のなす角θ３を６０度とした。

【００３２】比較例２のヘッドとして、中部および上部
磁極を８３Ｎｉ−１７Ｆｅ（ｗｔ％）合金メッキ膜と
し、浮上面近傍の上部磁極形状を図１（ａ）のように複
数の曲面で構成したヘッドを用いた。図１（ａ）におけ
る浮上面近傍の上部磁極曲面の接線とギャップ面のなす
角θ１を３０度、θ２およびθ２’を６０度とした。そ
の他の構造は比較例１と同様とした。

【００３３】実施例１のヘッドとして、中部磁極を８３
Ｎｉ−１７Ｆｅ（ｗｔ％）合金メッキ膜とし、上部磁極
は４５Ｎｉ−５５Ｆｅ（ｗｔ％）合金メッキ膜としたヘ
ッドを用いた。その他の構造は比較例２と同様とした。

【００３４】実施例２のヘッドとして、上部磁極の膜厚
を３．５μｍとし、その他の構造は実施例１と同様のヘ
ッドを用いた。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１のように、上部および中部磁極とも８
３Ｎｉ−１７Ｆｅ（ｗｔ％）合金メッキ膜を使用した比
較例１は、内周および外周ともＯ／Ｗが−３０ｄＢ以上
で大きく、また、外周のＮＬＴＳも３０%以上の大きな
値になっている。同一の材料および膜厚で浮上面近傍の
上部磁極を複数の曲面で構成した比較例２では、Ｏ／Ｗ
およびＮＬＴＳとも比較例１よりさらに大きくなった。
これは、８３Ｎｉ−１７Ｆｅ（ｗｔ％）合金メッキ膜の
Ｂｓが約１Ｔと低く、記録磁界が十分でないためにＬＦ
の消去残りが生じ、Ｏ／Ｗの値が大きくなってしまうた
めである。浮上面近傍の上部磁極を複数の曲面で構成し
た比較例２のヘッドでは、図１（ａ）の浮上面近傍の上
部磁極曲面１８から中部磁極１３への磁束のもれが大き
く、浮上面側に漏れる磁束が少なくなるために記録磁界
が低下し、さらにＯ／Ｗが劣化したものと考えらえる。
一方、実施例１のヘッドでは、上部磁極をＢｓの大きい
４５Ｎｉ−５５Ｆｅ（ｗｔ％）としたために、浮上面近
傍の上部磁極を複数の曲面で構成したにもかかわらず、
Ｏ／Ｗが−３０ｄＢ以下と小さくすることができた。し
かし、ＮＬＴＳは比較例１のヘッドに比較して大きくな
っている。上部磁極の膜厚を３．５μｍに減少した実施
例２のヘッドでは、Ｏ／Ｗが若干増加するものの、ＮＬ
ＴＳは実施例１のヘッドに比較して大幅に低下した。以
上のように、上部磁極を高Ｂｓメッキ膜とし、浮上面近
傍の磁極形状を複数の曲面で構成し、かつ膜厚を低減す
ることによりＮＬＴＳを劣化することなしに、Ｏ／Ｗ特
性を大幅に向上することができた。

【００３７】浮上面近傍の上部磁極を複数の曲面で構成
し、浮上面に最も近い曲面の浮上面側の接線とギャップ
面とのなす角θ１を浮上面より遠い曲面の角度θ２およ
びθ２’より小さくすることは以下のような利点があ
る。すなわち、図２（ｂ）のように浮上面近傍の曲面を
単一にした場合、コイル３６を浮上面近くに形成するた
めに上部磁極曲面接線の角度θ３は４５度以上の大きい
角度にする必要がある。この場合、スロートハイトの加
工ばらつきによる浮上面からみた上部磁極の高さｈｐの
ばらつきはおおきな値になってしまう。この結果Ｏ／
Ｗ、ＮＬＴＳなどの記録特性のばらつきが大きくなり、
歩留りの低下につながる。一方、図１（ａ）のように上
部磁極を複数の曲面で構成し、浮上面に最も近い曲面の
接線を小さくすることにより、スロートハイトｄの加工
ばらつきによる浮上面からみた上部磁極の高さｈのばら
つきを小さくすることができる。また浮上面より遠い曲
面の接線の角度θ２およびθ２’をおおきな角度とする
ことにより、コイル１６全体が浮上面から遠くなるのを
防ぐことができる。なお、コイル１６と浮上面の距離が
遠い場合には、記録電流にたいする記録磁界の立ち上が
りが遅くなり、記録効率が低下するという問題を生ず
る。

【００３８】また、上部磁極の膜厚を低減することは以
下のような効果がある。すなわち、膜厚が厚い場合には
浮上面からみた上部磁極の高さｈｐが高くなる。この場
合に保護膜となるＡｌ2Ｏ3の欠陥を生じやすく、さらに
保護膜の応力等により上部磁極とギャップ間にクラック
を生じやすいという問題が発生する。上部磁極高さｈを
低下することにより保護膜の欠陥および上部磁極とギャ
ップ間のクラックは大幅に低減された。

【００３９】次ぎに、さらに高保磁力の媒体に対して高
記録密度の条件で本発明のヘッドの特性を比較した。表
２にその結果を示す。記録特性の測定には、３．５イン
チの磁気ディスクを用い、５４００ｒ．ｐ．ｍ.の回転
数での測定を行い中周および外周での記録特性を比較し
た。中周での記録密度は１７５ｋＦＣＩ、外周での記録
密度は１６０ｋＦＣＩである。磁気ディスクは保磁力
１．９×１０Ｅ５Ａ／ｍであり、浮上量を約４５ｎｍと
した。中周のＬＦは１３ＭＨｚ、ＨＦは６５ＭＨｚ、外
周のＬＦは１６ＭＨｚ、ＨＦは８０ＭＨｚである。記録
電流は３０ｍＡｏｐとした。

【００４０】

【表２】

【００４１】表１に示した結果と同様に、表２の結果に
おいても比較例３のヘッドではＯ／Ｗの値が−３０ｄＢ
以上と大きい。実施例３のヘッドでは上部磁極を高Ｂｓ
メッキ膜とすることによりＯ／Ｗ特性が向上し、−３０
ｄＢ以下の値が得られた。しかし、ＮＬＴＳは従来ヘッ
ドの３０%以上の値がさらに劣化してしまった。ＮＬＴ
Ｓを改善するために、実施例４のヘッドでは中部磁極に
Ｃｏ８８Ｔａ８Ｚｒ４（ａｔ%）非晶質合金スパッタ膜
を用いた。この結果、表２のようにＮＬＴＳは大幅に改
善し、３０%以下の小さな値となった。また、同時にＯ
／ｗ特性も向上し、−４０ｄＢ以下の小さな値となっ
た。このようにＮＬＴＳが大きく改善した原因は明らか
ではないが、特に周波数の高い外周でのＮＬＴＳ改善の
効果が著しいことから、ＣｏＴａＺｒ非晶質合金スパッ
タ膜の高い比抵抗により高周波の渦電流損失が低下し、
記録磁界の時間的立ち上がりが早くなったためと考えら
れる。また、Ｏ／Ｗが向上した理由は従来ヘッドの中部
磁極に用いた８３Ｎｉ−１７Ｆｅ（ｗｔ％）合金メッキ
膜のＢｓが１．０Ｔであるのに対して、実施例４のヘッ
ドの中部磁極に用いたＣｏ８８Ｔａ８Ｚｒ４（ａｔ%）
非晶質合金スパッタ膜のＢｓが１．３Ｔと高いためであ
ると考えらえる。さらに、実施例５のヘッドでは、実施
例４のヘッドの記録ギャップ長を０．３μｍに低減し
た。この結果Ｏ／Ｗ特性のわずかな劣化が見られるもの
の、ＮＬＴＳがさらに低下し、好ましい結果が得られ
た。

【００４２】記録ギャップ長に対するＮＬＴＳおよびＯ
／Ｗの変化を説明する。図３は実施例５のヘッドにおい
て、記録ギャップ長をさらに０．３μｍ以下に低減した
場合の結果を示している。記録ギャップ長を０．３μｍ
以下でさらに低減した場合には、Ｏ／Ｗ特性が劣化し、
ＮＬＴＳ特性も劣化する。特に０．２５μｍ未満の場合
にはＯ／Ｗ特性の劣化が著しいので記録ギャップ長は
０．２５μｍ以上とする必要がある。また、０．４５μ
ｍを越える場合には記録磁界の立ち上がりが遅くなり、
ＮＬＴＳ特性が劣化するため、０．４５μｍ以下とする
ことが必要である。

【００４３】図４は実施例５のヘッドにおいて、記録ギ
ャップ長を０．３μｍとし、上部磁極中央２４の近傍に
おける上部磁極の厚さｔを変化した時のＯ／ＷおよびＮ
ＬＴＳの変化を示す。図のようにＯ／Ｗは膜厚３μｍま
で変化がなく、それ以下で大きく劣化する。また、ＮＬ
ＴＳ特性は内周および外周で膜厚低下とともに向上す
る。従って、上部磁極膜厚は２．５μｍ以上３．５μｍ
以下とするのが好ましい。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明のヘッドにおい
て、上部磁極に高Ｂｓのメッキ膜を使用し、中部磁極に
高比抵抗を有するスパッタ膜を使用し、かつ浮上面近傍
の上部磁極を複数の曲面で構成することにより、高記録
密度高周波においてＯ／ＷおよびＮＬＴＳ特性に優れた
ＭＲ複合薄膜磁気ヘッドを得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明のＭＲ複合薄膜磁気ヘッド
の断面図、図１（ｂ）は本発明のＭＲ複合薄膜磁気ヘッ
ドの浮上面側からみた断面図。

【図２】図２（ａ）は本発明および従来のＭＲ複合薄膜
磁気ヘッドの平面図、図２（ｂ）は従来のＭＲ複合薄膜
磁気ヘッドの断面図、図２（ｃ）は従来のＭＲ複合薄膜
磁気ヘッドの浮上面側からみた断面図。

【図３】本発明のヘッドにおける記録ギャップ長に対す
るＮＬＴＳおよびＯ／Ｗの関係を説明する図。

【図４】本発明のヘッドにおける上部磁極の厚さに対す
るＮＬＴＳおよびＯ／Ｗの関係を説明する図。

【符号の説明】

１０ 基板、１１ 下部磁極、１２ 絶縁層、１３ 中
部磁極、１４ 再生素子、１５ 絶縁材、１６ コイ
ル、１７ コイルの絶縁材、１８ 上部磁極、１９ 保
護材、２０ 浮上面、２２ 浮上面に最も近い曲面、２
３ ２３’ 浮上面より遠い曲面、２４ 上部磁極中央

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 邦明 栃木県真岡市松山町18番地 日立金属株式 会社電子部品工場内 (72)発明者 高橋 秀治 栃木県真岡市松山町18番地 日立金属株式 会社電子部品工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】再生にＭＲ素子を用い、記録にインダクテ
   ィブ薄膜磁気素子を用い、下部磁極と中部磁極の間にＭ
   Ｒ素子を有し、中部磁極と上部磁極の間に記録用コイル
   を配し、下部および中部磁極のトラック幅方向への幅が
   トラック幅の５倍以上であり、上部磁極の幅が記録トラ
   ック幅にほぼ等しく、さらに、上部磁極が浮上面近傍に
   おいて２つ以上の平面あるいは曲面から構成され、前記
   平面あるいは曲面の浮上面側の接線がギャップ面となす
   角度が浮上面に最も近い平面あるいは曲面において他の
   平面あるいは曲面より小さく、かつ上部磁極に飽和磁束
   密度が１．２Ｔ以上２．４Ｔ以下の高Ｂｓメッキ膜を使
   用することを特徴とするＭＲ複合薄膜磁気ヘッド。
2. 【請求項２】請求項１のＭＲ複合薄膜磁気ヘッドにおい
   て、前記高Ｂｓメッキ膜としてＮｉ濃度が４０ｗｔ%以
   上５０ｗｔ%以下のＮｉ−Ｆｅ合金メッキ膜を使用する
   ことを特徴としたＭＲ複合薄膜磁気ヘッド。
3. 【請求項３】請求項１ないし２のＭＲ複合薄膜磁気ヘッ
   ドにおいて、下部磁極および中部磁極に比抵抗が８０μ
   Ωｃｍ以上１５００μΩｃｍ以下の高比抵抗スパッタ膜
   を使用することを特徴とするＭＲ複合薄膜磁気ヘッド。
4. 【請求項４】請求項３のＭＲ複合薄膜磁気ヘッドにおい
   て、前記高比抵抗スパッタ膜としてＣｏ系非晶質合金ス
   パッタ膜を使用することを特徴としたＭＲ複合薄膜磁気
   ヘッド。
5. 【請求項５】請求項４のＭＲ複合薄膜磁気ヘッドにおい
   て、前記高比抵抗スパッタ膜として、Ｃｏが８２ａｔ%
   以上９４ａｔ%以下、Ｔａが３ａｔ%以上、Ｚｒが２ａｔ
   %以上の組成を有する非晶質合金スパッタ膜を使用する
   ことを特徴としたＭＲ複合薄膜磁気ヘッド。
6. 【請求項６】請求項１ないし５のＭＲ複合薄膜磁気ヘッ
   ドにおいて、上部磁極の前記浮上面に最も近い平面ある
   いは曲面の浮上面側の接線がギャップ面となす角度が２
   ０度以上４０度以下であることを特徴とするＭＲ複合薄
   膜磁気ヘッド。
7. 【請求項７】請求項１ないし６のＭＲ複合薄膜磁気ヘッ
   ドにおいて、上部磁極の前記浮上面に最も近い平面ある
   いは曲面以外の平面あるいは曲面の浮上面側の接線がギ
   ャップ面となす角度が５０度以上８０度以下であること
   を特徴とするＭＲ複合薄膜磁気ヘッド。
8. 【請求項８】請求項１ないし７のＭＲ複合薄膜磁気ヘッ
   ドにおいて、上部磁極中央における上部磁極の膜厚が
   ２．５μｍ以上３．５μｍ以下であることを特徴とする
   ＭＲ複合薄膜磁気ヘッド。
9. 【請求項９】請求項１ないし８のＭＲ複合薄膜磁気ヘッ
   ドにおいて、記録ギャップ長が０．２５μｍ以上０．４
   ５μｍ以下であることを特徴とするＭＲ複合薄膜磁気ヘ
   ッド。