JPS62146417A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

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、磁気コアが非晶質合金からなる薄膜磁気ヘッ
ドに関する。

〔発明の背景〕

近年、薄膜磁気ヘッドのコア材としては、飽和磁束密度
が高いこと、磁気特性のコントロールが容易であること
などから非晶質合金が使用されるようになってきている
。かかる薄膜磁気ヘッドにおいては、応用磁気学会資料
で資料番号；ＭＳＪ３９−５の資料のｐ、４１−４９に
記載される成型等による「ハードディスク用薄膜ヘッド
」で報告されるように、その磁気コアに一軸異方性が付
与され、その磁化容易軸が媒体摺動面及びコア面（媒体
摺動面と側面とに垂直な面）と平行になるように設定さ
れることが良く知られている。

すなわち、いま、第４図がかかる薄膜磁気ヘッドを上部
磁気コア側から見たものを表わしているものとし、１を
上部磁気コア、２をギャップ部を形成する部分、３を媒
体摺動面、４をリア接続部とすると、上部磁気コア１は
リア接続部４で図示しない下部磁気コアと磁気的に結合
されると′ともに、この下部磁気コアと部分３でギャッ
プ部を形成しているが、上記資料に開示される磁気コア
では、一点鎖線の矢印Ａの方向に磁化容易軸が設定され
る。

ところで、いま、媒体摺動面３を摺動する媒体から信号
を再生する場合を考えると、媒体からの信号磁束は、上
部磁気コア１の全体を流れ、リア接続部４から下部磁気
コアに流入する。これにより、媒体、上部磁気コア１、
下部磁気コアで閉磁路が形成され、ファラデーの電磁誘
導の法則に従って駆動用コイル（図示せず）に起電力が
生じ、信号再生がなされる。この場合、リア接続部４に
流れ込む信号磁束としては、矢印Ｂに示すように、磁化
容易軸に垂直（すなわち、磁化困難軸に平行）に流れる
ものと、矢印Ｃ，Ｄに示すように、磁化困難軸に対しで
ある角度で流れるものとがある。

一方、−軸異方性を有する磁性薄膜においては、透磁率
が、磁化困難軸方向で最大であり、これから方向がずれ
るに従って低下することが知られている。第５図は磁化
困難軸方向からのずれ角と透磁率との関係を、磁化困難
軸方向の透磁率で規格化して示したものである。−軸異
方性の単磁区理論によれば、磁化困難軸方向からのずれ
角をθとすると、透磁率μ（θ）は次のように表わされ
る。

μ（θ）＝μ（０’）ｃｏｓ”θ そこで、以上のことからすると、第４図におい゛て、矢
印Ｃ，Ｄで示すように、磁化困難軸に対して０°でない
ある角度θで信号磁束が流れる磁路では、透磁率が小さ
く磁気抵抗が大きいことになる。したがって、この部分
で信号磁束の一部が、リア接続部４に流れ込まず、直接
下部磁気コアに漏れてしまうことになる。この漏れ磁束
が大きくなると、駆動用コイルに有効に作用する信号磁
束の足が減少し、このために、再生効率が低下して充分
な再生出力が得られないことになる。

かかる問題を解消するために、磁気コアの磁気特性を、
−軸異方性ではなく、コア面内で等方性にし、かつ磁気
抵抗が最小となるようにすることが考えられる（すなわ
ち、第４図において、磁壁５が生じないようにする）。

これを実現する方法としては、回転磁場中で磁性膜を熱
処理することが考えられるが、一般に、薄膜磁気ヘッド
は基板、駆動用コイル導体層、非磁性絶縁層および磁性
体層などの複数の部材が積層されて構成されておりそれ
らの部材はスパッタリング法や真空蒸着法などの薄膜形
成法によって形成されるから、上記夫々の部位には、Ｉ
　ＸＩＯ”　〜ｌＸｌ０”ｄｙｎ／ｃイ程度の内部応力
が残留している。一方、磁気コア材である磁性薄膜の磁
歪定数は、最小でも、５×１０−７程度である。このた
めに、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、等方性を得ることができない。しか
も、この形状加工によって磁化容易軸がどのように生ず
るか不明であり、その方向を制御することは極めて困難
である。最悪の場合には、第４図に示したように、磁化
容易軸の方向が媒体摺動面３に垂直になる場合もあり得
、先に説明したように、再生効率が非常に低下すること
になる。

〔発明の目的〕

本発明の口約は、上記問題点を解消し、磁気特性の異方
性を制御し、再生効率が良好な１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、磁気コアが結晶
化温度よりも低いキュリー温度の非晶質磁性合金からな
り、磁化容易軸方向の透磁率が大きくなるようにした点
に特徴がある。

発明者等の非晶質合金に関する系統的検討および実験の
結果、次のことが明らかになった。

すなわち、キュリー温度が結晶化温度よりも小さい非晶
質磁性合金を、所定の条件で磁場中熱処理すると、−軸
異方性を有した状態で磁化容易軸方向の透磁率は大きく
なる。

第３図はかかる非晶質磁性合金をその１つの面に対して
平行に磁場を加えて熱処理した場合の、熱処理温度（横
軸）と透磁率との関係を示したものであって、Ｔｃはキ
ュリー温度、Ｔ、は結晶化温度であり、曲線ａは磁場方
向での透磁率を、曲ＮＩＡｂは磁場方向に垂直な方向で
の透磁率を夫々表わす。

非晶質磁性合金においては、磁場中熱処理を行なうと、
キュリー温度以下では、磁場方向に磁化容易軸が生じ、
磁場に垂直な方向に磁化困難軸が生ずる。また、キュリ
ー温度以上になると、非晶質磁性合金の磁化特性は等方
性となる。

第３図の曲線すで示すように、磁場に垂直な方向での透
磁率は処理温度によらず、はぼ一定であるが、同図の曲
線ａで示すように、磁場方向での透磁率は処理温度が高
い程大きい。このことから、処理温度Ｔをキュリー温度
Ｔｃよりも若干低く設定して磁場中熱処理を行なうと、
得られる非晶質磁性合金は、−軸異方性を保持したまま
、磁化容易軸方向での透磁率は大きいことになる。

なお、処理温度Ｔをキュリー温度Ｔｃ以上にして磁場中
熱処理を行なうと、非晶質磁性合金の透磁率は一軸異方
性が損なわれて等方性となり、このために、先に説明し
たように、形状加工などによって磁気コアの磁気特性が
一軸異方性となって磁化容易軸の方向が媒体摺動面に平
行になり、薄膜磁気ヘッドの再生効率が低下する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施例の作成
過程を示す流れ図であって、１０は基板、１１は非晶質
磁性合金膜、１２は磁気ギャップ膜、１３は駆動用コイ
ル、１４は層間絶縁材層、１５は非晶質磁性合金膜であ
る。

まず、第１図（ａ）の工程で下部磁気コアとギャップ部
とを形成する。これは、同図（ａ）′に示すように、非
磁性の基板ｌＯ上に、ＤＣ対向スパッタリング法により
、１５μｍの膜厚で、ＣＯａｏ、　３Ｎ　ｂｌ４．２２
　ｒｓ、５　ａ　ｔ％のキューり温度が結晶化／Ｉ１度
より低い非晶質磁性合金の膜１１を形成して下部磁気コ
アとし、さらにその上に、膜厚０．３μｍでＳｉＣ２か
らなる磁気ギャップ膜１１を形成するものである。

そして、第１図（ｂｌの工程で駆動用コイルを形成する
。これは、同図（ｂドに示すように、マグネトロンスパ
ッタリング法により、３μｍの膜厚でＣｕ膜を形成し、
さらに、通常のフォトリゾグラフィック法によってパタ
ーニングし、磁気ギャップ膜１２上に駆動用コイル１３
を形成するものである。

次に、第１図（Ｃ＞の工程で層間絶縁材層を形成する。

これは、同図（Ｃ）′に示すように、磁気ギャップ膜１
２上に、駆動用コイル１３が充分に埋る程度に、マグネ
トロンスパッタリング法によってＳｉＯ□膜を形成し、
これを通常のフオＩ・リゾグラフィック法でバターニン
グして所定形状の層間絶縁材層１４を形成するものであ
る。

そして、第１図（ａ）と同様の第１図（ｄ）の工程で上
部磁気コアを形成する。これによって、第１図（ｄ）に
示すように、磁気ギャップ膜１２、層間絶縁材層１４を
覆うように上部磁気コア１５が形成されるが、この上部
磁気コア１５は、下部磁気コア１１と同一組成のＣｏＮ
ｂＺｒ非晶質磁性合金からなり、また、膜厚も下部磁気
コア１１と同様に１５μｍとした。

以上の処理工程で薄膜磁気ヘッドが得られるが、次に、
これを第１図（ｅ）の工程で磁場中熱処理する。

このときの処理条件としては、ＣｏＮｂＺｒ非晶質磁性
合金のキュリー温度は４８０　’Ｃ１結晶化温度は５６
０°Ｃであることから、６ＭＨｚの交番磁界で磁場強度
を１５ｋＯｅ、処理温度を４５０℃とし、磁場印加方向
は磁気コア面および媒体摺動面に平行として３０分間磁
場中熱処理を施こした。

この処理をした後、媒体摺動面の加工などを施こして薄
膜磁気ヘッドを完成した。そして、この薄膜磁気ヘッド
の電磁変換特性を評価したところ、上記従来例に比べて
再生効果が３〜４ｄＢ向上していた。

この実施例では、磁場中熱処理における磁界の印加方向
により、第４図と同様に、磁化容易軸の方向が磁気コア
面および媒体摺動面に平行で磁化困難軸の方向がこれに
垂直な方向の一軸異方性をもつことになるが、第３図で
説明したように、磁化容易軸方向での透磁率が従来技術
に比べて充分大きくなっており、このために、磁気コア
中では、信号磁束の流れ方向にかかわらず磁気抵抗が小
さく、漏れ磁束が低減して再生効率が向上するのである
。

第２図は本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施例を示
すものであって、媒体摺動面側からみた平面図である。

なお、同図において、５は磁壁、１１は下部磁気コア、
１２は磁気ギャップ膜、１５は上記磁気コア、１６．１
７は磁区、１８は磁気コア面である。

この実施例は、磁場中熱処理での磁界印加方向を媒体摺
動面に平行で、磁気コア面１８に垂直な方向としたもの
である。

この実施例では、磁化容易方向力＜ｉｌ’Ａ気コア面１
８に垂直になるために、信号磁界の流れの方向は常にこ
の磁化容易軸方向に垂直になり、下部磁気コア１１、上
部磁気コア１５のあらゆる場所の透磁率は大きいものと
なる。

ところで、これら磁気コア１１．１５を詳細にみると、
これら内部に磁壁５が生じていて、それら内部のほとん
どの部分に六角形の磁区１６が形成されており、これら
磁区１６によって磁化容易軸の方向は磁気コア面１８に
垂直な方向となっているが、磁気コア面１８近傍では三
角形の磁区１７が生じており、これら磁区１７では磁化
容易軸方向が、第４図と同様に、媒体摺動面および磁気
コア面１８に平行となる。このために、本来、下部磁気
コア１１と上部磁気コア１５との互いに対向する磁気コ
ア面１８の近傍でかつリア接続部４　（第４図）の近く
では、第４図で説明した問題が同様に生ずることになる
。

しかし、この実施例では、磁気コア１１．１５を結晶化
温度よりもキュリー温度が低い非晶質磁性合金で形成し
、かつ処理温度をこのキュリー温度以下ではあるが、こ
れに近く設定して磁場中熱処理しており、これによって
磁化容易軸方向での透磁率が向上し、磁気コア面１８近
傍でも、信号磁束の流れの方向にかかわらず、磁気抵抗
は小さくなる。

なお、上記実施例において、磁束コアの材料としてＣｏ
ＮｂＺｒ非晶質磁性合金を用いたが、本発明はこれに限
らず、結晶化温度よりもキュリー温度が低い任意の非晶
質磁性合金を用いることができる。この場合、磁場中熱
処理における条件は用いられる非晶質磁性合金に応じて
上記のように設定されることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、磁化容易軸方向
での透磁率も高くすることができるから、磁気コアによ
る磁路からの漏れ信号磁束が大幅に低減し、再生効率を
大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施例め形成
過程を示す流れ図、第２図は本発明による薄膜磁気ヘッ
ドの他の実施例を媒体摺動面側からみた平面図、第３図
は結晶化温度よりも低いキュリー温度の非晶質磁性合金
のｆｆｆ場熱処理による処理温度と透磁率との関係を示
すグラフ図、第４図は従来の一軸異方性を有する磁気コ
アの一例の説明図、第５図は従来の磁気コアにおける磁
化困難軸方向からのずれ角と透磁率との関係を示すグラ
フ図である。 １０・・・・・・基板、１１・・・・・・下部磁気コア
、１２・・・・・・磁気ギャップ膜、１３・・・・・・
駆動用コイル、１４・・・・・・層間絶縁体層、１５・
・・・・・上部磁気コア。 “：１・′　　イ　　Σ】Ｅ１ 牙　２　口 ｔ３　回 ↑　乙　図 ′＋　５　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 薄膜磁気コアを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、該薄膜
   磁気コアが結晶化温度よりも低いキュリー温度を有し、
   該キュリー温度以下でこれに近い処理温度で磁場中熱処
   理された非晶質磁性合金からなることを特徴とする薄膜
   磁気ヘッド。