JPS62129928A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

薄膜磁気ヘツド

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JPS62129928A
JPS62129928A JP26948185A JP26948185A JPS62129928A JP S62129928 A JPS62129928 A JP S62129928A JP 26948185 A JP26948185 A JP 26948185A JP 26948185 A JP26948185 A JP 26948185A JP S62129928 A JPS62129928 A JP S62129928A
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magnetic
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thin film
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film
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Yoshitsugu Miura
義從 三浦
Hisashi Katatachibana
片橘 久
Yuiko Matsubara
松原 結子
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/187Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features
    • G11B5/245Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features comprising means for controlling the reluctance of the magnetic circuit in a head with single gap, for co-operation with one track
    • GPHYSICS
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    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
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    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109Details
    • G11B5/3113Details for improving the magnetic domain structure or avoiding the formation or displacement of undesirable magnetic domains

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の利用分野) 本発明は、磁気ヘッドに係り、特に良好な電磁変換特性
を有する磁気コアを備えた薄膜磁気ヘッドに関する。
〔発明の背景〕
従来からよく知られたFtl膜磁気ヘッドの構造として
は、成型らによって「ハードディスク用薄膜ヘッド」と
題し、応用磁気学会資料(資料番号;MSJ  39−
5  P41−Pd2)に報告されているものがある。
前述した公知例等によって知られている従来の薄膜ヘッ
ドの磁気コアは一軸異方性が付与されており、その磁化
容易軸が薄膜磁気コア面内に存在し、かつ媒体摺動面に
平行となるように設定されている。
これは、流入信号磁束が、磁気抵抗の最も小さい経路を
通過するように配慮されているためである。しかしこの
構造のヘッドは、バルクヘッドに比べ磁路長が約−桁程
度小さいという利点を存しているにもかかわらず、再生
効率が従来のバルクヘッドに比べ劣る。
第6図は、従来技術による薄膜磁気ヘッドの磁気コアの
概略形状を示す模式図であって、1は薄膜磁気コア、2
はギャップ部、3は媒体摺接面、4はリア接続部、5は
磁壁、図中矢印は磁束の流れを示したものである。なお
、コアには一軸異方性が付与されており、その磁化容易
軸は、媒体摺接面3に平行であり、かつ面内に存在する
同図において、媒体から流入した信号磁束は図示したよ
うに、リアギャップ4に到達し、その後下側コア(図示
せず)を通過し媒体に帰還する。
この際、ファラデーの電磁誘導の法則に従い駆動用コイ
ル(図示せず)に起電力が発生する。
マイクロカー効果等を用いて、再生状態におけるyI膜
磁気コアの各部位の磁化状態を検討した結果、流入信号
磁束は、以下に示す2つの成分に大別できることが判明
した。すなわち、第6図に示したように、リアギャップ
4に到達する信号磁束は、1)媒体摺接面に対して垂直
(Tii化困難軸に平行)成分と、2)磁化困難軸に対
しある角度をもって流入する成分とに分割できる。
一方、−軸異方性を有する磁性薄膜においては、磁化困
難軸方向のi3磁率が最大であり、磁化困難軸方向から
ずれるに従い、透磁率が低下することが知られている。
その様子を第7図に示す。
第7図は困難軸方向からのずれ角と、i3磁率(困難軸
方向の透磁率で規格化したもの)との関係を示す特性曲
線である。−軸異方性JIEffi区理論によれば、困
難軸方向からのずれ角をθとするときその透磁率μ(θ
)は次式で表わされる。
μ(θ)=μ(0°) cos”θ この事実と前述した磁束の流れを考慮すると、困難軸方
向に対しである角度をもって流入する磁束は透磁率の低
い磁路、すなわち磁気抵抗の大きい磁路を通過する必要
がある。従って、この部分での下側コアへの漏れ磁束が
大きくなる。このことは、即再生効率の低下に連かり、
充分な再生出力が得られなくなる。
このように、従来の薄膜磁気ヘッドのもつ再生効率に関
する問題点は、前述した透磁率の異方性に起因するもの
であることがわかった。この問題点を解決するためには
、薄膜磁気コア面内で透磁率を等方向にする必要がある
前述したように、磁路の磁気抵抗(磁路の透磁率)と、
流入信号磁束と磁化困難軸とのなす角度とは密接に関係
している。従って磁気コア面内に一軸異方性を付与する
限り、等方向でかつ磁気抵抗が最小となるような構成を
実現することはできない。
等方向でかつ磁気抵抗が最小となる構成を実現する方法
としては、以下に示す2つの方法がある。
(1)面内等方向になるように、回転磁場中内で磁気コ
ア用磁性膜を形成する。
(2)磁気コア面に垂直方向に一軸異方性(以下垂直磁
気異方性と略す、)を付与する。
(1)の方法については、以下に示すような問題点があ
る。
一般的に薄膜ヘッドは、基板、駆動用コイル導体層、非
磁性絶縁層及びコア磁性体層等の複合材料から構成され
ており、かつそれらはスパッタリング法あるいは真空蒸
着法等の薄膜形成法を用いて形成されている。従って上
述した各部位には、I X 10 ’〜I X 101
0dyn/ cm”程度の内部応力が残留している。一
方コア材である磁性薄膜の磁歪定数は、最小でも5X1
0−’程度である。このため、ヘッド形状加工後には、
逆磁歪効果を通じて磁気異方性が誘発される。更に前述
した状態で磁化容易軸の方向を制御することは極めて難
しく、最悪の場合には、磁化容易軸が第6図に示した媒
体摺接面3に対し垂直方向に一敗することもあり得る。
この場合、信号磁束は磁気抵抗が最大の経路を通過する
ことになり、再生効率は非常に低下する。
以上前述したように(1)の方法を薄膜ヘッドに適用す
ることは得策ではない。
次に(2)の方法について説明する。
第5図は、垂直磁気異方性を有する薄膜磁気ヘッドの媒
体摺接面の模式図であって、3は媒体摺接面、5は磁壁
、6は非磁性ギャップ、7は磁化である。
同図において、垂直磁気異方性を付与した場合、同図に
示した磁区構造をとる。この場合、コア中央部の六角磁
区の部分は磁気コア面内で、磁気的に等方体であり、か
つ信号磁束は磁化容易軸に対して全ての部位において直
交する。従って信号磁束が通過する経路の磁気抵抗は最
小となる。しかし、コア上下端部の三角磁区の部分にお
いては、同図に示したような磁区構造をとるため、磁気
コア面内で異方的となり、この部分での磁気抵抗は従来
例でみられるように信号磁束流入方向により大きく変化
する。これを避けるためには、Fil膜磁気コアの膜厚
を太き(する必要があるが、コア膜厚を増大させること
は、いたずらにプロセスの困難度を増加させることに結
かり実用上好ましくない。
そこで本発明では、コア材として組成の異なる2種類の
Co系非晶質膜を用いる。
C0系非晶質合金に関して系統的に検討した結果、以下
に示すような事実のあることがわかった。
Co4度の低い非晶質磁性合金においては、HKが10
eよりも小さくなると、磁壁抵抗力が激減し、かつ−軸
異方性が存在しているにもかかわらず、磁化容易軸方向
の透磁率が増大する傾向にある。このような状態におい
ては、BHカーブの形態を見る限り一軸異方性は保持さ
れているが、透磁率は等方向でかつ大きい。
前述した性質を有する非晶’Jf&ff性合金の飽和磁
束密度は0.7 T以下であり、コアの磁気飽和を考慮
すると、コア材に適用することはできない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、等方
向かつ磁気抵抗が最小となるような構造の磁気コアを有
すると共に、再生効率の良好な薄膜磁気ヘッドを提供す
るにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために、本発明は、fi Tl;f
i m気ヘッドの磁気コアに垂直方向の磁気異方性を付
すると共に、前記磁気コア材としてCotfA度の低い
磁性合金(低B8合金)とCotfA度の比較的高い磁
性合金(高B8合金)とを用いた点に特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例電図面を用いて説明する。
第1図(al 、 (bl 、 (c)は本発明による
薄till磁気ヘッドにおける垂直方向の磁気異方性(
垂直磁気異方性)を有する磁性薄膜の概略側断面図であ
って、6は磁化、7は磁壁である。同図に示したように
、垂直磁気異方性を有する磁性膜は、異方性エネルギー
、交換ステイフネス定数及び膜厚の大小関係により3種
類の磁区構造fat、 (′b1. (clをとる。い
ずれの場合においても、膜中央部においては、膜面内で
磁気的に等方となる。従って薄膜磁気コアに垂直異方性
を付与することにより、前述した従来の薄膜磁気ヘッド
のもつ問題点を解決することができる。
なお、垂直異方性を付与する方法としては、コア材を磁
場中で形成する方法、及びコア材形成後磁場中熱処理を
施す方法等がある。C0系非晶質薄膜の場合、いずれの
方法を用いても、垂直異方性を付与することができる。
第2図は低BsCo系非晶質合金と高いB5C0系非晶
質合金を用いた薄膜ヘッドの媒体摺接面の模式図であっ
て、3は媒体摺接面、5は磁壁、6は非磁性ギャップ、
7は磁化、8は低B、磁性合金により構成されている部
分、9は高B、磁性合金により構成されている部分であ
る。
同図において、ギャップ6近傍の六角磁区が発生する部
分は高B、磁性合金で形成し、上下端の三角は区が発生
する部分は低B、磁性合金により形成する。高B、磁性
合金9及び低B、磁性合金8の膜厚は、高B、磁性合金
の異方性エネルギー及び、コアの磁気飽和等を考慮して
決定する必要がある。
第2図に示した本発明による薄膜磁気ヘッドにおいては
、前述したように透磁率を考慮する限り面内等方向にな
っており、従来の薄It!磁気ヘッドが有している問題
点は解決される。
次に、本発明による¥1膜磁気ヘッドの作成方法につい
て説明する。
第3図は本発明による薄膜磁気ヘッドの作成方法の一例
を示す作成工程流れ図であって、10は基板、11はC
ognNb++Zrs非晶質磁性合金(膜厚;20.c
am)、12はS、0!膜(膜厚;0.3μm)から成
る磁気ギャップ材、13はC,膜(膜厚;3μm)から
成る駆動用コイル、14はSin。
膜から成る眉間絶縁材、15は11と同−組成及び同一
膜厚のC8N b Z−系非晶質磁性合金である。
同図において、まず、基板lO上に下側コアとなるC8
N、Z、非晶質磁性合金11!J 11をDC対向スパ
ッタリング法で形成し、その上にギャップ材であるS1
0□膜12をマグネトロンスパッタリング法で形成する
0次に、駆動用コイル材であるCu膜をマグネトロンス
パッタリング法で形成し、フォトリゾグラフィック法を
用いてパターニング形成して駆動用コイル13を形成す
る。この上に層間絶縁材S r Oを膜14をマグネト
ロンスパッタリング法で形成する。さらに、この上に上
側コアとなるC6N、Z、非晶質磁性合金膜15をDC
対向スパッタリング法により形成する。
なお、コアの成形は、通常のフォトリゾグラフィック法
を用いてパターニング形成する。
上記した方法で形成したヘッドを温度450℃、磁場強
度;15kOeの条件下で30分間磁場中熱処理を施す
。なお磁界印加方向は、膜面に対し垂直である。
磁場中熱処理後、摺動面加工を施し電磁変換特性を評価
した結果、再生効率において従来例に比べ3〜4dBの
改善が認められた。
また、C0系非晶質合金として、col13Nbl!Z
rs及びCOw+Nb+3Zr6を用いた場合も同様の
改善が認められた。
第4図は本発明による薄膜磁気ヘッドの作成方法の他の
例を示す作成工程流れ図であって、1゜は基板、11は
COsz、sN b++、bZ ra、q非晶質磁性合
金(膜厚;15/’m)、11’はc o tv、 s
Nb 14.1Z r 1.s非晶質磁性合金(膜厚;
5μm)、12はS i Oを膜(膜厚;0.3.c+
m)から成る磁気ギャップ、13はCu膜(III厚;
3μm)から成る駆動用コイル、14はSin、膜から
成る眉間絶縁材、15は11と同−組成及び同−lI!
厚のcONbZ、非晶質磁性合金、15′は11′と同
−組成及び同一膜厚のC0NbZ、非晶質磁性合金であ
る。なお層11と層11’とで下側コアを、層15とJ
i15’で上側コアを形成している。
同図において、各作成工程は略々第3図の場合と同様で
あるが、CoN、Z、非晶質磁性合金は、DC対向スパ
ッタリング法で形成し、下側コア材である11と11′
及び上側コア材である15と15′はそれぞれ同一チャ
ンバー内で真空をブレークせずに形成する。
駆動用コイル材であるC6膜及びギャップ材と層間絶縁
材であるS、O,膜はマグネトロンスパッタリング法で
形成する。
また駆動用コイル、コア等の形成は通常のフォトリゾグ
ラフィック法を用いてパターニング形成する。
上記した方法で形成したヘッドを温度480℃、磁場強
度;15kOeの条件下で30分間磁場中熱処理を施し
た。なお磁界印加方向は、膜面に対し垂直である。
また前述した温度ではC3NbZ、非晶質磁性合金11
′及び15′は常磁性状態になっている。
磁場中熱処理後、摺動面加工を施し電磁変換特性を評価
した結果、再生効率において従来例に比べ3〜4dBの
改善が認められた。
なお、下側コア11′と上側コア15′としてキュリ一
点が磁場中熱処理温度に比べ低いCo N bZ、膜、
かつ、コア11及び15としてキュリ一点が磁場中熱処
理温度に比べて扁いC0NbZ、膜を用いた場合につい
ても、同様の改善が認められた。
またこのとき、コア材11′及び15′に用いたC0N
 b Z 、膜の飽和磁束密度は、コア材11及び15
に用いた同腹の飽和磁束密度に比べて小さい。
〔発明の効果〕
以上発明したように、本発明によれば、電圧変換特性を
3〜4dB改善することができ、上記従来技術の欠点を
除いて優れた機能の薄111磁気ヘッドを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ta+、 (b+、 +c+は本発明による薄膜
磁気ヘッドにおける垂直方向の磁気異方性を有する磁性
薄膜の概略側断面図、第2図は本発明による低B。 co系非晶質合金と高B −Co系非晶質合金を用いた
薄膜磁気ヘッドの媒体摺接面の模式図、第3図fa+、
 (b)は本発明による薄膜磁気ヘッドの作成方法の一
例を示す作成工程流れ図、第4図(al、 fb)は本
発明による薄膜磁気ヘッドの作成方法の他の例を示す作
成工程流れ図、第5図は垂直磁気異方性を存する薄膜磁
気ヘッドの媒体摺接面の模式図、第6図は従来技術によ
る薄膜磁気ヘッドの磁気コアの概略形状を示す模式図、
第7図は困難軸方向からのずれ角と透磁率との関係を示
す特性曲線である。 1・・・・薄III磁気コア、2・・・・ギャップ部、
3・・・・媒体摺接面、4・・・・リア接続部、5・・
・・磁壁、6・・・非磁性ギャップ、7・・・・磁化、
8・・・・低B。 C0NbZ、磁性合金、9・・・・高B s Co N
 b Z rGH性合金合金0−・一基板、11.11
’−・・・CON、Z。 磁性合金、12・・・・S、02ギヤツプ、13・・・
・駆動用コイル、I4・・・・S r Oz層間材、1
5.15’・・・・CoNbZr磁性合金。 代理人  弁理士  弐 顕次部(外1名)萬1図 第2図 第4図 困難軸方向がらはがった角度

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、薄膜磁気コアを用いた薄膜磁気ヘッドにおいて、前
    記薄膜磁気コアに対しその全領域にわたつて該コアの面
    に垂直な方向の磁気異方性を有せしめることにより、再
    生効率が良好となるように構成したことを特徴とする薄
    膜磁気ヘッド。 2、薄膜磁気コアを用いた薄膜磁気ヘッドにおいて、前
    記薄膜磁気コアに対してその全領域にわたつて該コアの
    面に垂直な方向の磁気異方性を有せしめると共に、前記
    薄膜磁気コアを少なくとも飽和磁束密度が異なる複数の
    C_o系非晶質磁性合金で形成することにより、再生効
    率が良好となるように構成したことを特徴とする薄膜磁
    気ヘッド。
JP60269481A 1985-12-02 1985-12-02 薄膜磁気ヘツド Expired - Lifetime JPH0668819B2 (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58108015A (ja) * 1981-12-18 1983-06-28 Victor Co Of Japan Ltd 電磁誘導型薄膜磁気ヘツド

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58108015A (ja) * 1981-12-18 1983-06-28 Victor Co Of Japan Ltd 電磁誘導型薄膜磁気ヘツド

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