KR100263869B1 - 복합형 박막 자기헤드 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

갭층의 폭치수를 트랙폭 (Tw) 과 일치시키고, 상기 갭층의 양측에는 연자성 재료제의 시일드 자성층 (4) 이 형성되어 있기 때문에, 상기 트랙폭 (Tw) 에서 스며나오는 기록자계는 상기 시일드 자성층 (4) 으로 흡수되어 라이트 프린징을 억제할 수 있다. 특히, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도와 막두께 (L1) 를 적절하게 조절함으로써, 라이트 프린징을 억제할 수 있음과 동시에 재생출력을 높게 유지할 수 있다.

Description

복합형 박막자기헤드 및 그 제조방법
본 발명은 부상식 자기헤드 등에 사용되는 인덕티브형 박막자기헤드의 자기 갭의 트랙 폭방향의 양측에 시일드 자성층을 형성함으로써 라이트 프린징 (write fringing) 의 발생을 억제할 수 있도록 한 복합형 박막자기헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 17 은 슬라이더 (10) 상에 형성된 종래의 복합형 박막자기헤드의 전체구조의 개략을 나타낸 사시도이고, 도 18(a) 는 종래의 복합형 박막자기헤드를 기록매체의 대향면측에서 나타낸 부분 정면도이다.
도 17 및 도 18(a) 에 나타내는 복합형 박막자기헤드는 부상식 헤드를 구성하는 슬라이더 (10) 의 트레일링측 단부에 형성된 것으로서, 판독헤드 (h1) 와 기록용 인덕티브 헤드 (h2) 가 적층된 것으로 이루어져 있다.
부호 (11) 은 Ni - Fe 합금 (퍼멀로이 ; permalloy) 또는 센더스트 등의 고투자율의 자성재료로 형성된 하부 코어층이다. 자기저항효과 소자를 이용한 판독헤드 (h1) 에 인덕티브 헤드 (h2) 가 연속되어 적층된 복합형 박막자기헤드에서는, 상기 하부 코어층 (11) 이 인덕티브 헤드 (h2) 의 코어층으로 기능할 뿐만 아니라 판독헤드 (h1) 의 상부 시일드층으로서도 기능한다.
하부 코어층 (11) 위에는 Al2O3(알루미나) 등의 비자성 재료로 형성된 갭층 (12) 이 형성되어 있다. 갭층 (12) 위에는 예를 들면, 폴리이미드 등의 레지스트 재료나 그 외의 유기재료로 형성된 절연층 (도시생략) 이 형성되어 있다. 상기 절연층 상에는 Cu 등의 전기저항이 낮은 도전재료에 의하여 코일층 (5) 이 나선형상으로 형성되어 있다. 그리고, 코일층 (5) 은 상부 코어층 (3) 의 기단부 (3b) 주위를 돌도록 형성되어 있다.
그리고, 코일층 (5) 위에는 유기수지재료 등의 절연층 (도시생략) 이 형성되어 있다. 절연층 위에는 퍼멀로이 등의 자성재료가 도금되어 상부 코어층 (3) 이 형성되어 있다. 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 는 기록매체와의 대향부에서 하부 코어층 (11) 위에 상기 갭층 (12) 을 통하여 접합되어 갭 길이 (G1) 의 자기 갭이 형성되어 있다. 또한, 상부 코어층 (3) 의 기단부 (3b) 는 하부 코어층 (11) 에 자기적으로 접속되어 있다.
기입용 인덕티브 헤드 (h2) 에서는, 코일층 (5) 에 기록전류가 부여되면, 하부 코어층 (11) 및 상부 코어층 (3) 으로 기록자계가 유도되며, 하부 코어층 (11) 과 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 와의 자기 갭 부분으로부터의 누설자계에 의하여 하드 디스크 등의 기록매체에 자기 신호가 기록된다.
이 인덕티브 헤드 (h2) 의 기입용 자기 갭에서는, 갭층 (12) 을 통하여 접합되는 하부 코어층 (11) 과 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 와의 간격 (즉, 갭층 (12) 의 박막) 으로 갭 길이 (G1) 가 결정된다. 또한, 도 18 에 나타내는 바와 같이 트랙폭 (Tw) 은, 상부 코어층 (3) 선단부 (3a) 의 폭치수로 결정된다.
도 18 에 나타내는 바와 같이, 하부 코어층 (11) 의 폭치수 (T2) 는 상부 코어층 (3) 선단부 (3a) 의 폭치수 (Tw) 보다도 충분히 크게 형성되어 있다. 하부 코어층 (11) 의 폭치수 (T2) 가 크게 되어 있는 이유는, 하부 코어층 (11) 의 상면에 의한 평탄면의 면적을 넓게 하여, 하부 코어층 (11) 위에 절연층을 통해 상기 코일층 (5) 을 형성하기 쉽게 하기 위함이다. 또한, 동시에 하부 코어층 (11) 에 의하여 인덕티브 헤드의 하층에 형성되는 자기저항효과 소자층 (13) 에 대한 자기시일드 효과를 높이기 위함이다.
또, 자기저항효과를 이용한 판독헤드 (h1) 에서는, 하부 시일드층 (14) 위에 하부 갭층 (15a) 을 통하여 자기저항효과 소자층 (13) 이 형성되고, 이 자기저항효과 소자층 (13) 위에 상부 갭층 (15b) 을 통하여 상기 하부 코어층 (11) 이 형성되며, 이 하부 코어층 (11) 이 자기저항효과 소자층 (13) 에 대한 상부 시일드층으로 겸용되고 있다.
도 18(a) 에 나타내는 바와 같이, 상부 코어층 (3) 선단부 (3a) 의 폭치수 (Tw) 에 비하여 하부 코어층 (11) 의 폭치수 (T2) 가 크면, 하부 코어층 (11) 과 상부 코어층 (3) 으로 기록자계가 유도되어, 선단부 (3a) 와 하부 코어층 (11) 사이에서 기록용 누설자계가 발생할 때에, 이 누설자계가 상부 코어층 (3) 선단면 (3a) 의 폭치수 (트랙폭) (Tw) 범위내에 들어가지 않으므로, 하부 코어층 (11) 의 폭치수에 끌려 폭 (Tw) 의 양측에 자계의 얼룩이 형성된다.
도 18(b) 는 도 18(a) 의 자기헤드를 이용하여 기록된 기록 데이터의 기록패턴을 나타내고 있는데, 이 기록패턴에는 본래의 트랙폭 (Tw) 에서 밀려 나오는 라이트 프린징 {기입 얼룩 (writing blot)} 이 발생함을 알 수 있다. 이 라이트 프린징이 발생하면, 기입된 기록매체에서의 트랙위치 검출을 고정밀도로 실시할 수 없으므로 트랙킹 서보 에러를 일으킨다. 특히, 고밀도기록을 실시하는 경우에는, 인접하는 트랙의 피치가 좁아지기 때문에 라이트 프린징으로 인한 영향이 커진다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위한 것으로서, 갭층의 양측에 하부 코어층과 동일한 연자성 재료나 또는 그 이외의 연자성 재료로 형성된 시일드 자성층을 형성함으로써, 라이트 프린징을 충분히 제어할 수 있도록 하며, 또한 기록시의 오버 라이트 특성을 저감시키는 일이 없는 복합형 박막자기헤드 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1 은 본 발명의 복합형 박막자기헤드의 하부 코어층 및 상부 코어층의 형상을 나타내는 반단면 사시도.
도 2 는 본 발명의 복합형 박막자기헤드의 구조를 나타내는 단면도.
도 3 은 도 2 의 화살표 Ⅱ 방향에서 본 부분확대 정면도.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 복합형 박막자기헤드의 부분확대 정면도.
도 5 는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 복합형 박막자기헤드의 부분확대 정면도.
도 6 은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 복합형 박막자기헤드의 부분확대 정면도.
도 7 는 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 복합형 박막자기헤드의 부분확대 정면도.
도 8 은 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 복합형 박막자기헤드의 부분확대 정면도.
도 9 는 도 5 의 복합형 박막자기헤드를 사용하여 시일드 자성층 (4) 을 Co-Fe-Ni 계 합금으로 형성한 경우의, 상기 시일드 자성층 (4) 의 막두께 (L1) 와 라이트 프린징 양의 관계 및 상기 L1 과 오버 라이트 특성의 관계를 나타내는 선도.
도 10 은 도 5 의 복합형 박막자기헤드를 사용하여 시일드 자성층 (4) 을 Ni-Fe 계 합금으로 형성한 경우의, 상기 시일드 자성층 (4) 의 막두께 (L1) 와 라이트 프린징 양의 관계 및 상기 L1 과 오버 라이트 특성의 관계를 나타내는 선도.
도 11 은 도 5 의 복합형 박막자기헤드를 사용하여 시일드 자성층 (4) 을 Co-Zr-Nb 계 합금으로 형성한 경우의, 상기 시일드 자성층 (4) 의 막두께 (L1) 와 라이트 프린징 양의 관계 및, 상기 L1 과 오버 라이트 특성의 관계를 나타내는 선도.
도 12 는 도 3 의 복합형 박막자기헤드를 사용하여 시일드 자성층 (4) 을 Ni-Fe 계 합금으로 형성한 경우의, 포화자속밀도 (Bs)·L1 과 라이트 프린징 양의 관계 및, 상기 Bs·L1 과 오버 라이트 특성의 관계를 나타내는 선도.
도 13 은 도 4 의 복합형 박막자기헤드를 사용하여 시일드 자성층 (4) 을 Ni-Fe 계 합금으로 형성한 경우의, 포화자속밀도 (Bs)·L1 과 라이트 프린징 양의 관계 및, 상기 Bs·L1 과 오버 라이트 특성의 관계를 나타내는 선도.
도 14 는 도 5 의 복합형 박막자기헤드를 사용하여 시일드 자성층 (4) 을 Ni-Fe 계 합금으로 형성한 경우의, 포화자속밀도 (Bs)·L1 과 라이트 프린징 양의 관계 및, 상기 Bs·L1 과 오버 라이트 특성의 관계를 나타내는 선도.
도 15 는 도 7 의 복합형 박막자기헤드를 사용하여 시일드 자성층 (4) 을 Ni-Fe 계 합금으로 형성한 경우의, 포화자속밀도 (Bs)·L1 과 라이트 프린징 양의 관계 및, 상기 Bs·L1 과 오버 라이트 특성의 관계를 나타내는 선도.
도 16 은 도 8 의 복합형 박막자기헤드를 사용하여 시일드 자성층 (4) 을 Ni-Fe 계 합금으로 형성한 경우의, 포화자속밀도 (Bs)·L1 과 라이트 프린징 양의 관계 및 상기 Bs·L1 과 오버 라이트 특성의 관계를 나타내는 선도.
도 17 은 종래의 복합형 박막자기헤드에서의 하부 코어층 및 상부 코어층의 형상을 나타내는 반단면 사시도.
도 18(a) 는 종래의 복합형 박막자기헤드를 정면에서 본 경우의 부분확대 정면도로서, 도 18(b) 는 도 8(a) 의 자기헤드를 사용하여 기록매체에 기록한 기록패턴의 이미지도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 하부 코어층
2 : 비자성 재료층
2a, 2b : 갭층
3 : 상부 코어층
3a : 선단부
3b : 기단부
4, 4a : 시일드 자성층
5 : 코일층
7 : 절연층
L1 : 막두께
T1 : 폭치수
Tw : 트랙폭
본 발명은, 자성재료의 하부 코어층과, 하부 코어층보다도 작은 폭치수로 상기 하부 코어층 위에 대향하는 자성재료의 상부 코어층과, 상기 하부 코어층과 상부 코어층 사이에 개재되는 갭층과, 하부 코어층 및 상부 코어층으로 기록자계를 유도하는 코일층이 형성되고, 하부 코어층 위에 비자성 재료층이 형성되고, 하부 코어층과 상부 코어층 사이의 상기 비자성 재료층에 의하여 상기 갭층이 형성되어 있고, 상기 갭층의 트랙 폭방향의 양측이 연자성 재료의 시일드 자성층으로 덮여 있는 복합형 박막자기헤드를 제공한다.
상기한 바에 있어서, 상기 상부 코어층의 트랙 폭방향의 폭치수 (Tw) 와, 상기 상부 코어층과 접하는 상기 갭층 상면의 폭치수와, 상기 하부 코어층과 접하는 상기 갭층 하면의 폭치수 (T1) 가 일치되어 있는 것으로 할 수 있다.
본 발명은 도 1, 도 2, 도 3, 도 6 및 도 8 에 나타내는 것으로, 하부 코어층과 상부 코어층 사이에 끼워진 비자성 재료층을 자기 갭층으로 남기고 그 양측부분의 비자성 재료층을 플라즈마 에칭에 의해 제거함으로써, 상부 코어층의 폭치수 (Tw) 와, 상기 상부 코어층과 접하는 상기 비자성 재료층 상면의 폭치수와, 하부 코어층과 접하는 상기 비자성 재료층 하면의 폭치수 (T1) 를 일치시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 갭층은 상부 코어층에 접하는 상면에서 하부 코어층에 접하는 하면으로 갈수록, 트랙 폭방향의 폭치수가 서서히 커지도록 형성되어 있는 형상의 복합형 박막자기헤드를 제시할 수 있다. 이것은, 예를 들면 도 3, 도 4, 도 6 에 나타낸다.
이 시일드 자성층에서는, 예를 들면 하부 코어층과 상부 코어층이 대향하고 있지 않은 부분의 비자성 재료층이 이온밀링에 의해 제거되는 경우에 형성되는 것으로서, 비자성 재료층이 이온밀링으로 제거되는 경우에, 갭층의 트랙 폭방향의 양측부가 하부 코어층을 향하여 넓어지는 경사면이 된다.
또, 상기 시일드 자성층의 평균 막두께 (L1) 는 0.001 에서 1.0 (㎛) 의 범위인 것이 바람직하다.
특히, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이하인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.05 에서 1.0 (㎛) 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이하로 되는 연자성 재료에는 Fe - Ni 계 합금 (Bs = 0.95 (T)) 나 Co-Zr-Nb 계 합금 (Bs = 0.5 (T)) 등을 예시할 수 있다.
예를 들면, 상기 시일드 자성층이 Ni-Fe (니켈-철) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.05 에서 0.48 (㎛) 인 것이 바람직하고, 0.05 에서 0.38 (㎛) 또는 0.05 에서 0.4 (㎛) 의 범위이면 더욱 바람직하다.
또한, 상기 시일드 자성층이 Co-Zr-Nb (코발트-지르코늄-니오브) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.2 에서 0.73 (㎛) 의 범위이면 더욱 바람직하다.
또, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이상이며 1.8 (T) 이하인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.01 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 1.8 (T) 이상인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.001 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 것이 바람직하다.
포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이상으로 되는 연자성 재료에는, 상기 Ni-Fe 합금 및 Co-Fe-Ni 계 합금 (Bs=1.8(T)) 등을 예시할 수 있다.
상기 시일드 자성층이 Co-Fe-Ni (코발트-철-니켈) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.01 에서 0.19 (㎛) 또는 0.01 에서 0.2 (㎛) 의 범위이면 더욱 바람직하다.
이어서, 본 발명의 복합형 박막자기헤드의 제조방법은, 상기 하부 코어층 위에 비자성 재료층을 형성하는 공정과, 비자성 재료층 위에 상기 상부 코어층을 형성하는 공정과, 하부 코어층과 상부 코어층이 대향하고 있지 않은 부분의 상기 비자성 재료층을 제거하고, 상부 코어층과 하부 코어층 사이에 상기 비자성 재료층을 남겨 상기 갭층을 형성하는 공정과, 상기 갭층의 트랙 폭방향의 양측에 연자성 재료의 시일드 자성층을 형성하는 공정을 가지는 것이다.
상기한 바에 있어서, 갭층이 되는 비자성 재료층이 플라즈마 에칭으로 제거할 수 있는 재료로 형성된 경우에는, 하부 코어층과 상부 코어층이 대향하고 있지 않은 부분의 상기 비자성 재료층이 플라즈마 에칭에 의하여 제거된다. 이 경우, 상기한 바와 같이 갭층의, 상부 코어층에 접하는 상면과, 하부 코어층에 접하는 하면이 거의 동일한 폭치수로 된다.
또한, 하부 코어층과 상부 코어층이 대향하고 있지 않은 부분의 상기 비자성 재료층을 이온밀링으로 제거할 수도 있다. 이 경우, 갭층의 양측부분은 경사면이 된다.
또한, 시일드 자성층은, 막형성 공정으로 형성할 수 있는데, 하부 코어층에 이온밀링이 실시되며, 이 이온밀링에 의하여 하부 코어층에서 제거된 자성재료가 갭층의 트랙 폭방향 양측에 재부착되어 시일드 자성층이 형성되도록 할 수도 있다.
상기 플라즈마 에칭에 의해 제거할 수 있는 비자성 재료 (갭층을 형성하는 비자성 재료) 로서 SiO2, Ta2O5, Si3N4, TiO, Ti2O3, Ti3O5, TiO2의 단층막 혹은 2 종류 이상의 복합막 또는 다층막을 예시할 수 있다.
또, 상기 플라즈마 에칭에는, CF4또는 CF4＋O2에 의한 방향성 플라즈마 에칭이 이용되며, 상기 방향성 플라즈마 에칭에 의하여 하부 코어층과 상부 코어층 사이에 개재되어 있는 갭층 이외의 비자성 재료가 선택적으로 제거된다. 이 방향성 플라즈마 에칭에서는, 상부 코어층 및 하부 코어층을 형성하는 자성 재료층은 손상을 입지 않는다.
또한 상기 비자성 재료층을 제거하는 공정이, 이온밀링에 의해 행해지면, 상기한 바와 같이 갭층의 양측부에 경사부가 형성될 뿐만 아니라, 하부 코어층을 형성하는 퍼멀로이 등의 연자성 재료도 상기 이온밀링의 영향을 받기 쉬우므로, 상기 하부 코어층 양측부의 일부분이 제거되어, 하부 코어층에도 경사면이 형성되기 쉽다. 이 이온밀링에는, 중성이온화된 아르곤 가스에 의한 밀링이 이용된다.
이어서, 상기 갭층의 양측에 연자성 재료제 시일드 자성층을 형성하는 공정은, 스패터나 증착에 의하여 연자성 재료를 갭층의 양측에 막형성하는 방법과, 이온밀링에 의하여 하부 코어층을 일부분 깍아내어, 깍아내진 연자성 재료를 갭층의 양측에 재부착시키는 방법의 2 가지를 제시할 수 있다.
이하, 본 발명에서의 시일드 자성층을 형성하는 연자성 재료의 예를 기재한다.
(1. 결정 재료)
① Ni-Fe 계 합금
(조성) 조성식은 NixFey로 표시되고, 조성비 (x, y) 는 원자% 로서, 86 ≤ x ≤ 92, 8 ≤ y ≤ 14, x＋y = 100 이 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 연자성 합금
② Ni-Fe-Nb 계 합금
(조성) 조성식은 NixFeyNbz로 표시되고, 조성비 (x, y, z) 는 원자% 로서, 76 ≤ x ≤ 84, 8 ≤ y ≤ 15, 5 ≤ z ≤ 12, x＋y＋z = 100 이 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 연자성 합금
(효과) 비저항이 커져서 고주파 기록에서의 와전류 손실을 저감할 수 있다.
③ Co-Fe 계 합금
(조성) 조성식은 CoxFey로 표시되고, 조성비 (x, y) 는 원자% 로서, 86 ≤ x ≤ 92, 8 ≤ y ≤ 14, x＋y = 100 이 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 연자성 합금
④ Co-Fe-Ni 계 합금
(조성) 조성식은 CoxFeyNiz로 표시되고, 조성비 (x, y, z) 는 원자% 로서, 0.1 ≤ x ≤ 15, 39 ≤ y ≤ 62, 39 ≤ z ≤ 62, x＋y＋z = 100 이 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 연자성 합금
⑤ Co-Fe-Ni-X 계 합금 (X = Mo, Cr, Pd, B, In)
(조성) 조성식은 CoxFeyNiZXw로 표시되고, X 는 Mo, Cr, Pd, B, In 중 1 종류나 2 종류 이상의 원소이며, 조성비 (x, y, z, w) 는 원자% 로서, 0.1 ≤ x ≤ 15, 39 ≤ y ≤ 62, 39 ≤ z ≤ 62, 0.05 ≤ w ≤ 15, x＋y＋z＋w = 100 이 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 연자성 합금
(효과) 비저항이 커져서 고주파 기록에서의 와전류 손실을 저감할 수 있다.
(2. 비정질 재료)
① Co-Zr-Nb 계 비정질 합금
(조성) 조성식은 CoxZryNbz로 표시되고, 조성비 (x, y, z) 는 원자% 로서, 1.5 ≤ y ≤ 13, 6.5 ≤ z ≤ 15, 1 ≤ y/z ≤ 2.5, x＋y＋z = 100 이 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 비정질 연자성 합금
② Co-Hf-Ta 계 비정질 합금
(조성) 조성식은 CoxHfyTaz로 표시되고, 조성비 (x, y, z) 는 원자% 로서, 1.5 ≤ y ≤ 13, 6.5 ≤ z ≤ 15, 1 ≤ y/z ≤ 2.5, x＋y＋z = 100 이 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 비정질 연자성 합금
(효과) 막형성후에는 일축결정 자기이방성이 없으며, 또한 매우 높은 투자율을 가지며, 또한 내열성이 뛰어나다.
(3. 미세결정 합금)
① Fe-M-C 계 합금 (M = Hf, Zr, Ti, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W)
(조성) Fe 를 주성분으로 하는 결정과, Hf, Zr, Ti, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W 의 금속 원소군에서 선택되는 적어도 1 종류의 원소의 탄화물 혹은 질화물의 결정을 가지며, 전체적으로는 평균결정입경이 40 ㎚ 이하인 미세결정으로 구성되고, 상기 탄화물 혹은 질화물의 평균결정입경을 d, 상기 Fe 혹은 Co 를 주성분으로 하는 결정의 평균결정입경을 D 로 한 경우에, 그 비율 (d/D) 이 0.05 이상 0.4 이하이고, 조성식이 다음 식으로 표시되고,
FexMyCz
단, M 은 Hf, Zr, Ti, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W 중 1 종류나 2 종류 이상의 원소로 구성되고, 이하의 조성비 (원자%) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 연자성 합금
50 ≤ x ≤ 96, 2 ≤ y≤ 30, 0.5 ≤ z ≤ 25, x＋y＋z = 100
② Fe-X-M-C 계 합금
(조성) 그 조직이 기본적으로 평균결정입경이 0.08 ㎛ 이하인 미세한 결정립으로 이루어지며, 그 일부에는 원소의 탄화물 결정상을 함유하고, 조성비는 다음 식으로 표시되고,
FeaXcMeCf
단, X 는 Al, Si 중 1 종류 또는 2 종류의 원소
M 은 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W 중 1 종류 또는 2 종류 이상의 원소로 구성되고, 이하의 조성비 (원자%) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 연자성 합금
50 ≤ a ≤ 95, 0.2 ≤ c ≤ 25, 2 ≤ e ≤ 25, 0.5 ≤ f ≤ 25, a＋c＋e＋f = 100
③ T-X-M-Z-Q 계 합금
(조성) Fe 혹은 Co 를 주성분으로 하는 결정과, Ti, Zr, Hf, V, Ta, Mo, W 의 금속 원소군에서 선택되는 적어도 1 종류의 원소의 탄화물 혹은 질화물의 결정을 가지며, 전체적으로는 평균결정입경이 40 ㎚ 이하인 미세결정으로 구성되고, 상기 탄화물 혹은 질화물의 평균결정입경을 d, 상기 Fe 혹은 Co 를 주성분으로 하는 결정의 평균결정입경을 D 로 하였을 경우에, 그 비율 (d/D) 이 0.05 이상 0.4 이하이고, 조성식이 다음 식으로 표시되고,
TaXbMcZeQf
단, T 는 Fe, Co 중 1 종류 또는 2 종류의 원소
X 는 Si, Al 중 1 종류 또는 2 종류의 원소
M 은 Ti, Zr, Hf, V, Ta, Mo, W 의 금속 원소군에서 선택되는 적어도 1 종류나 2 종류 이상의 원소
Z 는 C, N 중 1 종류 또는 2 종류의 원소
Q 는 Cr, Re, Ru, Rh, Ni, Pd, Pt, Au 의 금속 원자군에서 선택되는 1 종류 또는 2 종류 이상의 원소로 구성되고, 이하의 조성비 (원자%) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 연자성 합금
40 ≤ a ≤ 98.5, 0 ≤ b ≤ 25, 1c ≤ 10, 0.5 ≤ e ≤ 15, 0 ≤ f ≤ 10, a＋b＋c＋e＋f = 100
④ T-Si-Al-M-Z-Q 계 합금
(조성) Fe 혹은 Co 를 주성분으로 하는 체심입방구조 (body centered cubic structure) 로서, 평균결정입경이 40 ㎚ 이하인 미세결정과 상기 미세결정의 입계 (粒界) 로 석출된 Ti, Zr, Hf, V, Ta 중 1 종류 또는 2 종류 이상의 원소의 탄화물 또는 질화물을 구비하여 이루어지며, 상기 체심입방구조의 미세결정에 적어도 Cr, Ti, Mo, W, V, Re, Ru, Rh, Ni, Co, Pd, Pt, Au 중 1 종류 또는 2 종류 이상의 원소를 고용 (固溶) 하여 이루어지고, 조성식이 다음 식으로 표시되고,
TaSibAlcMdZeQf
단, T 는 Fe, Co 중 1 종류 또는 2 종류의 원소
M 은 Zr, Hf, Nb, Ta 중 1 종류 또는 2 종류 이상의 원소
Z 은 C, N 중 1 종류 또는 2 종류의 원소
Q 는 Cr, Ti, Mo, W, V, Re, Ru, Rh, Ni, Pd, Pt, Au 중 1 종류 또는 2 종류 이상의 원소로 구성되고, 이하의 조성비 (원자%) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 연자성 합금
40 ≤ a ≤ 90, 8 ≤ b ≤ 15, 0 ≤ c ≤10, 1 ≤ d ≤ 10, 1 ≤ e ≤ 10, 0 ≤ f ≤ 15, a＋b＋c＋d＋e＋f = 100
(특징) 비저항은 120 μΩ㎝ 이상, 평균결정입경이 40 ㎚ 이하인 미세결정 재료
(효과) 열적으로 안정되어 있으며, 내산화성, 내식성이 뛰어나다. 또한 막형성후에는 일축결정 자기이방성이 없다.
(4. 고비저항 재료)
① Fe-M-O (M = Hf, Zr, Ti, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W)
(조성) 조성식은 FeaMbOc로 표시되고, M 은 Hf, Zr, Ti, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W 중 1 종류 또는 2 종류 이상의 원소로 구성되며, 조성비 a, b, c는 원자% 로서, 50 ≤ a ≤ 70, 5 ≤ b ≤ 30, 10 ≤ c ≤ 30, a＋b＋c = 100 의 관계를 만족하고, 비저항이 400 ∼ 2 × 105μΩ㎝ 이고, 평균결정입경이 30 ㎚ 이하인 체심입방구조의 Fe 의 미세결정상과, 상기 M 또는 O 를 다량으로 함유하는 비정질상이 혼재되며, 전 (前) 조직에 차지하는 체심입방구조의 Fe 의 미세결정상의 비율이 50 vol% 이하인 것을 특징으로 하는 연자성 합금
(특징) M 과 O 로 이루어지는 비정질상이 50 vol% 이상 중에 평균결정입경 30 ㎚ 이하인 bcc 의 Fe 의 미세결정상을 포함하고 있다.
(효과) 비저항 (400 ∼ 2 × 105μΩ㎝) 이 크기 때문에, 수십 ㎒ 의 고주파수 영역에서도 와전류 손실이 적다.
② Fe-M-N (M = 희토류 금속원소 또는 Hf, Zr, Ti, V, Nb, Ta, W)
(조성) 조성식은 FeaMbNc로 표시되고, M 은 희토류 금속원소 및 Hf, Zr, Ti, V, Nb, Ta, W 중 1 종류 또는 2 종류 이상의 원소로 구성되고, 조성비 (a, b, c) 는 원자% 로서, 60 ≤ a ≤ 80, 10 ≤ b ≤ 15, 5 ≤ c ≤ 30, a＋b＋c = 100 이 되는 관계를 만족하고, 체심입방구조의 Fe 를 주성분으로 하는 평균입경 30 ㎚ 이하인 미세결정상과 희토류 금속원소 및 Hf, Zr, Ti, V, Nb, Ta, W 의 군에서 선택되는 1 종류 또는 2 종류 이상의 원소 M 과 N 의 화합물을 주성분으로 하는 비정질상으로 이루어지며, 상기 비정질상이 조직의 50 vol% 이상을 차지하고 있는 것을 특징으로 하는 연자성 합금
(특징) M 과 N 으로 이루어지는 비정질상이 50 vol% 이상 중에 평균결정입경 30 ㎚ 이하인 bcc 의 미세결정상을 포함하고 있다.
(효과) 비저항 (400 ∼ 2 × 105μΩ㎝) 이 크기 때문에, 수십 ㎒ 의 고주파수 영역에서도 와전류 손실이 적다.
③ Fe-M-N (M = Hf, Zr, Ti, V, Nb, Ta, W)
(조성) 조성식은 FeaMbNc로 표시되고, M 은 Hf, Zr, Ti, V, Nb, Ta, W 중 1 종류 또는 2 종류 이상의 원소로 구성되며, 조성비 a, b, c 는 원자% 로서, 69 ≤ a ≤ 93, 2 ≤ b ≤ 15, 5 ≤ c ≤ 22, a＋b＋c = 100 이 되는 관계를 만족하고, Fe 를 주성분으로 하는 평균입경 30 ㎚ 이하인 미세결정상과 Hf, Zr, Ti, V, Nb, Ta, W 의 군에서 선택되는 1 종류 또는 2 종류 이상의 원소 M 과 N 의 화합물을 주성분으로 하는 비정질상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연자성 합금
(특징) M 과 N 으로 이루어지는 비정질상과 평균결정입경이 30 ㎚ 이하인 Fe 의 미세결정상이 혼재되어 있다.
(효과) 비저항 (600 ∼ 86 μΩ㎝) 이 크기 때문에, 수십 ㎒ 의 고주파수 영역에서도 와전류 손실이 적다.
상술한 연자성 재료는 모두 스패터에 의하여 막형성할 수 있으나, (1.결정 재료) 의 난에 기재된 연자성 재료는 도금형성도 할 수 있다.
스패터로 시일드 자성층을 막형성하는 경우, 상기 시일드 자성층을 형성하는 연자성 재료와 하부 코어층을 형성하는 연자성 재료가 동일하여도 되고 상이하여도 된다.
재부착으로 시일드 자성층을 형성하는 경우, 하부 코어층을 형성하는 연자성 재료의 일부분을 이온밀링으로 깎아내고, 깎아내진 연자성 재료를 갭층의 양측에 재부착시키기 위하여, 하부 코어층과 시일드 자성층의 재료는 동일한 것으로 된다.
본 발명에서는 갭층이 상부 코어층과 동일한 폭치수로 형성되고, 상기 갭층의 양측에는 연자성 재료제 시일드 자성층이 형성되어 있기 때문에, 상기 상부 코어층의 폭치수 (Tw) 에서 밀려 나오는 누설자계는 상기 시일드 자성층으로 흡수된다. 그럼으로써 트랙폭 (Tw) 으로부터의 기입 얼룩의 양을 작게 할 수 있으므로 라이트 프린징을 억제할 수 있다.
특히, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 와, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 를 적절히 조절하여 상기 시일드 자성층을 형성하면, 라이트 프린징을 억제할 수 있음과 동시에 높은 기록시의 오버 라이트 특성을 유지할 수 있게 된다.
도 2 는 본 발명의 복합형 박막자기헤드 중 기입용 인덕티브 헤드를 나타내는 종단면도, 도 3 은 도 2 의 복합형 박막자기헤드의 기록매체와의 대향부를 나타내는 것으로서, 도 2 의 Ⅱ 화살표시에서 본 부분 정면도이다.
도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 이 기입용 인덕티브 헤드는, Ni-Fe 계 합금 (퍼멀로이) 등의 고투자율의 연자성 재료로 형성된 하부 코어층 (1) 및 상부 코어층 (3) 을 가지고 있다. 도 1 과 같이, 하부 코어층 (1) 아래에는 자기저항효과 소자층 (13) 과 하부 시일드층 (14) 을 가지는 자기저항효과를 이용한 판독헤드가 설치되어 있으며, 하부 코어층 (1) 은 자기저항효과 소자층 (13) 에 대한 상부 시일드층으로 겸용되고 있다. 하부 코어층 (1) 의 상측에 코일층 (5)을 안정되게 형성할 수 있도록 하기 위하여, 또한 자기저항효과 소자층 (13) 에 대한 상부 시일드층으로서의 기능을 충분하게 발휘할 수 있도록 하기 위하여, 하부 코어층 (1) 의 폭치수 (T2) 는 충분히 크게 형성되어 있다.
상기 자기저항효과 소자층 (13) 은, 예를 들면 연자성층 (SAL), 비자성층 (SHUNT 층), 자기저항효과층 (MR 층) 이 적층된 것 등으로서, 이 자기저항효과 소자층 (13) 의 양측에는 종(縱) 바이어스 자계를 부여하기 위한 하드 바이어스층과 검출전류를 부여하는 주전극층 등이 형성되어 있다.
부호 (2) 는 비자성 재료층이고, 이 비자성 재료층 (2) 은 하부 코어층 (1) 의 상부표면 전체에 형성되어 있다. 단, 도 2 에 나타내는 갭 깊이 (L4) 부분에서는 상기 비자성 재료층 (2) 이 하부 코어층 (1) 과 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 의 대향부에 있어서 갭층 (2a) 으로서 남겨지고, 하부 코어층 (1) 과 선단부 (3a) 가 대향하고 있지 않은 부분에서는 상기 비자성 재료층 (2) 이 제거되어 있다. 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 는 갭층 (2a) 을 통하여 하부 코어층 (1) 에 결합되어 있다.
도 3 에 나타내는 복합형 박막자기헤드에서는, 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 와 접하는 상기 갭층 (2a) 상면 (2a1) 의 폭치수와, 상기 하부 코어층 (1) 과 접하는 상기 갭층 (2a) 하면 (2a2) 의 폭치수 (T1) 가 모두, 상기 선단부 (3a) 의 폭치수 (Tw) 와 일치되어 있다.
비자성 재료층 (2) 은 스패터 등으로 형성되는데, 도 3 에서는 비자성 재료층이 플라즈마 에칭에 의한 화학적 작용으로 제거할 수 있으며, 또한 플라즈마 에칭 공정으로 하부 코어층 (1) 을 형성하는 연자성 재료 (예를 들면, 퍼멀로이) 에 손상을 미치지 않는 재료로 형성되어 있다. 이 비자성 재료는 예를 들면 SiO2, Ta2O5, Si3N4, TiO, Ti2O3, Ti3O5, TiO2, WO3의 단층막 혹은 2 종류 이상의 복합막 또는 다층막이다.
상기 비자성 재료층 (2) 위에는, 유기수지재료 예를 들면 레지스트 재료로 된 절연층 (6) 이 형성되어 있다. 그리고, 절연층 (6) 위에는 Cu 등의 전기저항이 작은 도전성 재료에 의하여 코일층 (5) 이 형성되어 있다. 이 코일층 (5) 은 상부 코어층 (3) 의 기단부 (3b) 주위에서 나선형상이 되도록 평면적으로 형성되어 있다. 그리고 코일층 (5) 위에 유기수지층의 절연층 (7) 이 덮이도록 형성되어 있다.
그리고, 상기 절연층 (7) 위에 상부 코어층 (3) 이 도금공정 등에 의하여 형성되어 있다. 상부 코어층 (3) 은 퍼멀로이 등의 자성재료로 형성되어 있으며, 선단부 (3a) 는 상기 하부 코어층 (1) 의 대향면 위에 갭층 (2a) 을 통하여 접합됨으로써 갭 길이 (G1) 의 자기 갭이 형성되어 있다. 또한 상기 자기 갭의 트랙폭은 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 의 폭치수 (Tw) 로 결정된다. 그리고, 상부 코어층 (3) 의 기단부 (3b) 는 하부 코어층 (1) 과 자기적으로 접속되어 있다.
부호 (4) 는 연자성 재료로 형성된 시일드 자성층으로서, 이 시일드 자성층 (4) 은 갭층 (2a) 의 트랙 폭방향 양측에서 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 상면에 걸쳐 스패터에 의하여 막형성되어 있다. 단, 상기 시일드 자성층 (4) 의 평균 막두께 (L1) 는 0.001 에서 1.0 (㎛) 의 범위인 것이 바람직하다.
특히, 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이하인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.05 에서 1.0 (㎛) 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이상 1.8 (T) 이하인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.01 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 1.8 (T) 이상인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.001 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
상부 코어층 (3) 위는 알루미나 등의 비자성 재료로 형성된 보호층 (도시생략) 으로 덮여 있다.
이 인덕티브 헤드에서는 코일층 (5) 에 기록전류가 부여되면, 하부 코어층 (1) 및 상부 코어층 (3) 으로 기록자계가 유도됨으로써, 갭 길이 (G1) 부분에서 상기 하부 코어층 (1) 과 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 와의 사이로부터의 누설자계에 의하여 하드 디스크 등의 기록매체에 전기신호가 기록된다.
또, 이 인덕티브 헤드에서는, 갭층 (2a) 의 폭치수를 트랙폭 (Tw) 과 거의 일치시키고, 상기 갭층 (2a) 의 양측에는 연자성 재료제 시일드 자성층 (4) 이 형성되어 있기 때문에, 트랙폭 (Tw) 으로부터 스며나오는 기록용 전계는 상기 시일드 자성층 (4) 으로 흡수되므로 라이트 프린징을 억제할 수 있다. 또한, 라이트 프린징을 매우 효과적으로 억제할 수 있기 때문에, 기록매체에 트랙 피치가 매우 짧아지도록 기록할 수 있게 되므로 고밀도 기록을 가능하게 할 수 있다.
특히, 시일드 자성층 (4) 을 상술한 조건에 적합한 막두께 (Li) 로 형성함으로써, 라이트 프린징을 억제할 수 있음과 동시에 기록시의 오버 라이트 특성을 높게 유지할 수 있게 된다.
이어서, 도 3 의 복합형 박막 자기 헤드의 제조방법에 대하여 설명한다.
우선, 퍼멀로이 등의 고투자율의 연자성 재료를 도금하거나 하여, 도 2 에 나타내는 바와 같이 정면에서 본 형상이 폭 치수 (T2) 의 직사각형 (矩形) 으로 되는 하부 코어층 (1) 이 형성된다. 이어서, 상기 하부 코어층 (1) 의 상면 전역에 비자성 재료층 (2) 이 형성된다. 이 비자성 재료는 CF4또는 CF4와 산소 (O2) 에 의한 플라스마 에칭 공정으로 하부 코어층 (1) 의 연자성 재료에 손상을 입히지 않는 재료가 선택된다. 이에 적합한 비자성 재료는 SiO2, Ta2O5, Si3N4, TiO, Ti2O3, Ti3O5, TiO2, WO3의 단층막 혹은 2 종류 이상의 복합막 또는 다층막 등이다.
상기 비자성 재료층 (2) 위에, 폭 치수 (Tw) 의 자성재료인 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 가 접합된다. 이 상부 코어층 (3) 은 도 2 에 나타내는 절연층 (7) 위에 도금 등으로 형성되는데, 이 공정에서는 상부 코어층 (3) 의 형성영역 이외의 부분에 레지스트 패턴이 형성되고, 이 레지스트 패턴이 형성되지 않은 부분에 연자성 재료를 도금하거나 하며, 그리고 레지스트 재료를 제거함으로써 형성된다. 그럼으로써, 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 는 폭치수가 Tw 로 되도록 형성된다.
이어서, 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 와 하부 코어층 (1) 사이에 개재되는 비자성 재료층 (2) 을 갭층 (2a) 으로서 남기고, 그 양측의 비자상 재료층 (2) 을 플라즈마 에칭으로 제거한다.
상기 플라즈마 에칭은 화살표 (R) 방향으로만 실시되도록 방향성을 가지는 에칭으로 이루어진다. 따라서, 선단부 (3a) 와 하부 코어층 (1) 사이에 개재되어 있는 갭층 (2a) 은 상기 플라즈마 에칭에 영향을 받지 않으며, 선단부 (3a) 와 하부 코어층 (1) 사이에서 폭 치수 (Tw) (=T1) 로서 남게 된다. 또한, 상기 플라즈마 에칭은 화학적 작용에 의하여 비자성 재료를 제거하는 것이기 때문에, 이 플라즈마 에칭에 의하여 하부 코어층 (1) 을 형성하는 자성재료에 손상을 입히는 일이 없다.
이어서, 연자성 재료제 시일드 자성층 (4) 이 갭층 (2a) 의 트랙 폭방향 양측부에서 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 상면에 걸쳐 스패터에 의하여 막형성된다. 시일드 자성층 (4) 을 형성하는 연자성 재료는 하부 코어층 (1) 을 형성하는 연자성 재료와 동일한 재료여도 상이한 재료여도 되지만, 상기 시일드 자성층 (4) 의 막두께 (L1) 가 상술한 조건을 충족시키도록 형성될 필요가 있다.
도 3 내지 도 5 에는, 시일드 자성층 (4) 이 스패터에 의하여 막형성되는 경우의 변형예가 나타나 있다.
도 3 에 나타내는 박막자기헤드에서는, 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 와 하부 코어층 (1) 사이에 개재되는 갭층 (2b) 이외의 비자성 재료층 (2) 의 제거는 이온밀링에 의하여 이루어진다. 플라즈마 에칭 대신에 상기 이온밀링을 이용하면, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 갭층 (2b) 의 양측에 경사부 (2',2') 가 형성됨으로써, 하부 코어층 (1) 과 접하는 갭층 (2b) 하면 (2b2) 의 폭치수 (T1) 가 트랙폭 (Tw), 즉 갭층 (2b) 의 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 에 접하는 상면 (2b1) 의 폭치수보다도 길게 형성된다.
상기 이온밀링은, 중성이온화된 Ar (아르곤) 가스가 사용되고, 비스듬한 화살표 S 방향 및 T 방향을 통해 하부 코어층 (1) 의 위에 형성된 비자성 재료층 (2) 으로 이온이 조사됨으로써, 물리적 작용에 의하여 선단부 (3a) 와 하부 코어층 (1) 사이에 개재되는 갭층 (2b) 이외의 비자성 재료층 (2) 이 제거된다. 이 때 갭층 (2b) 의 트랙폭 방향의 양측부에는 경사부 (2',2') 가 형성되므로, 갭층 (2b) 의 정면에서 본 형상은 사다리꼴로 된다.
또한, 이온밀링의 강도를 강하게 하면, 연자성 재료제의 하부 코어층 (1) 도 상기 이온밀링의 영향을 받는다. 그 결과, 도 5 에 나타내는 박막자기헤드와 같이 상기 하부 코어층 (1) 이 두께치수 (L2) 로 깍여지므로, 상기 하부 코어층 (1) 에도 갭층 (2b) 의 경사부 (2',2') 에 연속하는 경사면 (1',1') 이 형성된다.
도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 이온밀링에 의하여 갭층 (2b) 이 형성되면, 하부 코어층 (1) 과 접하는 갭층 (2b) 하면 (2b2) 의 폭치수 (T1) 는, 트랙폭 (TW) 보다도 약간 길게 형성되기 때문에, 기록자계가 트랙폭 (Tw) 에서 약간 배어나오기 쉬워지기는 하지만, 시일드 자성층 (4) 을 형성함으로 인한 프린징의 방지효과를 얻을 수 있고, 특히 시일드 자성층 (4) 을 상술한 조건에 맞는 막두께 (L1) 로 형성함으로써, 라이트 프린징 양을 줄일 수 있으며 동시에 강한 기록시의 오버 라이트 특성을 유지할 수 있다.
또한, 이온밀링에 의하여 갭층 (2b) 이 형성되는 경우, 비자성 재료는 종래부터 사용되는 알루미나 등을 사용할 수 있게 된다. 즉, 도 2 에 나타낸 플라즈마 에칭의 경우와 같이 비자성 재료층 (2) 을 플라즈마 에칭에 적합한 재료로 형성할 필요는 없으므로 재료의 선택성이 넓어진다.
도 5 에 나타내는 복합형 박막자기헤드에서는, 상부 코어층 (3) 과 하부 코어층 (1) 사이에 개재되는 갭층 (2b) 이외의 비자성 재료층 (2) 이 플라즈마 에칭에 의하여 제거되고, 또한 이온밀링에 의하여 상기 하부 코어층 (1) 이 두께치수 (L2) 만 제거된 경우를 나타내고 있다. 또한 시일드 자성층 (4) 은 스패터 등의 막형성 공정으로 형성된다. 따라서, 갭층 (2b) 은 상면 (2a1) 과 하면 (2a2) 이 동일한 치수이고, 하부 코어층 (1) 에만 양측에 경사면 (1',1') 을 가지는 사다리꼴 형상이 형성된다.
도 7 과 도 8 은, 이온밀링에 의하여 하부 코어층 (1) 을 두께치수 (L3) 만큼 깍아내고, 이 깍아내진 자성재료를 갭층의 양측에 재부착시켜 시일드 자성층 (4a) 을 형성하는 방법을 나타내고 있다.
도 7 에 나타내는 복합형 박막자기헤드는, 비자성 재료층 (2) 이 화살표 S 및 T 방향에서 이온밀링에 의하여 깍여짐으로써, 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 와 하부 코어층 (1) 사이에 갭층 (2b) 이 형성된다. 이 때 상기 갭층 (2b) 의 양측부에는 경사부 (2',2') 가 형성되며, 폭치수 (T1) 는 트랙폭 (Tw) 보다도 약간 길게 형성된다. 이 때, 갭층 (2b) 이외의 제거된 부분의 비자성 재료가 상부 코어층 (3) 의 선단부 (3a) 양측면에 재부착되어 얇은 재부착층 (2",2") 이 형성되어 있다.
그리고, 비자성 재료층 (2) 을 제거하였을 때와 연속하는 이온밀링공정 또는 별개의 이온밀링공정에 의하여 하부 코어층 (1) 이 두께치수 (L3) 만큼 깍여짐으로써 하부 코어층 (1) 에 경사면 (1',1') 이 형성된다. 그리고 깍여진 두께치수 (L3) 의 연자성 재료는 갭층 (2a) 의 양측 부근 및 상기 재부착층 (2",2") 의 표면에 재부착함으로써 시일드 자성층 (4a) 이 형성된다.
도 8 에 나타내는 복합형 박막자기헤드에서는, 비자성 재료층 (2) 이 플라즈마 에칭에 의하여 깍여짐으로써 폭치수 (T1) 가 트랙폭 (Tw) 과 동일한 치수의 갭층 (2b) 이 형성된다. 이어서 이온밀링에 의하여 하부 코어층 (1) 이 두께치수 (L3) 만큼 깍여짐으로써, 상기 두께치수 (L3) 의 연자성 재료가 갭층 (2) 의 양측 부근에 재부착되어 시일드 자성층 (4a) 이 형성된다.
재부착으로 시일드 자성층 (4a) 이 형성되는 경우에는 상기 시일드 자성층 (4a) 과 하부 코어층 (1) 의 재료는 동일해진다.
또한, 도 7 및 도 8 에 있어서의 상기 시일드 자성층 (4a) 은 도 3 의 박막자기헤드를 설명하였을 때에 기재한 시일드 자성층의 막두께 (L1) 조건을 최저한 만족시킬 필요가 있다.
재부착으로 시일드 자성층 (4a) 이 형성되는 경우, 이온밀링에 의하여 깍여진 두께치수 (L3) 의 연자성 재료의 양이 시일드 자성층 (4a) 의 막두께 (L1) 를 결정하기 때문에, 상기 시일드 자성층 (4a) 의 막두께 (L1) 가 상술한 조건에 적합하도록 두께치수 (L3) 의 연자성 재료를 깍아낼 필요성이 있다. 이것은 밀링시간이나 진공도 등에 의하여 결정된다.
재부착에 의하여 시일드 자성층 (4a) 이 형성된 인덕티브 헤드의 경우에도 막형성에 의하여 시일드 자성층 (4) 이 형성된 인덕티브 헤드와 마찬가지로 트랙폭 (TW) 에서 스며나오는 기록자계가 시일드 자성층 (4a) 으로 흡수되기 때문에, 라이트 프린징을 억제할 수 있으며 동시에 기록시의 오버 라이트 특성을 높게 유지할 수 있다.
실시예
이하, 갭층의 양측에 시일드 자성층을 형성한 복합형 박막자기헤드의 실시예에 대하여 설명한다.
도 5 에 나타내는 복합형 박막자기헤드를 사용하여, 시일드 자성층 (4) 의 막두께 (L1) 와 프린징 양과의 관계 및 상기 시일드 자성층 (4) 의 막두께 (L1) 와 기록시의 오버 라이트 특성의 관계에 대하여 조사하였다.
도 5 에 나타내는 복합형 박막자기헤드의 제조방법 및 형상은 다음 특징을 가지고 있다.
(1) 시일드 자성층 (4) 은 스패터에 의하여 막형성되어 있다.
(2) 하부 코어층 (1) 은 이온밀링에 의하여 두께치수 (L2) 의 연자성 재료가 깍여내짐으로써, 하부 코어층 (1) 에는 경사부 (1',1') 가 형성되어 있다.
(3) 갭층 (2a) 에는 경사부 (2',2') 가 형성되어 있으며, 상기 하부 코어층 (1) 과 접하는 상기 갭층 (2b) 하면 (2b2) 의 폭치수 (T1) 는 트랙폭 (Tw) 에 비하여 약간 길게 형성되어 있다.
도 9 는 상기 시일드 자성층 (4) 에 Co-Fe-Ni (코발트-철-니켈) 계 합금을 사용한 실험결과로서, 상기 Co-Fe-Ni 계 합금의 포화자속밀도 (Bs) 는 1.8 T (테슬러) 였다.
도 10 은, 상기 시일드 자성층 (4) 에 Ni-Fe (니켈-철) 계 합금을 사용한 실험결과로서, 상기 Ni-Fe 계 합금의 포화자속밀도 (Bs) 는 0.95 T (테슬러) 였다.
도 11 은, 상기 시일드 자성층 (4) 에 Co-Zr-Nb (코발트-지르코늄-니오브) 계 합금을 사용한 실험결과로서, 상기 Co-Zr-Nb 계 합금의 포화자속밀도 (Bs) 는 0.5 T (테슬러) 였다.
그리고, 도면 중의 ○ 점으로 형성된 곡선은, 시일드 자성층 (4) 의 막두께 (L1) 와 프린징 양 (㎛) 의 관계를, ● 점으로 형성된 곡선은 시일드 자성층 (4) 의 막두께 (L1) 와 기록시의 오버 라이트 특성 (dB) 의 관계를 나타내고 있다. 또한 프린징 양 (㎛) 이란, 기록매체에 기록된 자기 테이프의 기록패턴의 길이 (TF) 에서 트랙폭 (Tw) 을 뺀 길이이다. 또한 오버 라이트란, 자기 테이프를 기록매체에 기록한 후의 재생출력치이다.
도 9 내지 도 11 에 나타내는 바와 같이, 시일드 자성층 (4) 의 막두께 (L1) (㎛) 가 두꺼워짐에 따라, 프린징 양 (㎛) 은 작아지지만, 동시에 오버 라이트 특성 (dB) 은 저하된다.
이것은 상기 시일드 자성층 (4) 의 막두께 (㎛) 를 두껍게 해가면, 트랙폭 (Tw) 에서 스며나오는 기록자계는 시일드 자성층 (4) 으로 흡수되기 쉬워지기 때문에, 프린징 양 (㎛) 은 작아지지만, 동시에 트랙폭 내에 발생하는 유효한 기록자계도 시일드 자성층 (4) 으로 흡수되기 쉬워지므로 오버 라이트 특성 (dB) 이 저하된다고 생각된다.
또, 포화자속밀도 (Bs) 가 커질수록 막두께 (L1) 가 얇아져도 프린징 양을 작게 할 수 있으며, 또한 막두께 (L1) 가 얇은 편이 오버 라이트 특성을 높게 유지할 수 있음을 알 수 있다.
바람직하게는, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치가 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 이 0.28 (㎛) 이하로 될 때이며, 이 범위에 적합한 막두께 (L1) 를 각각 도면에서 구해보면, Bs 가 가장 큰 Co-Fe-Ni 합금을 사용한 경우, 상기 L1 은 0.01 (㎛) 에서 0.19 (㎛) 또는 0.01 (㎛) 에서 0.2 (㎛) 이고, Ni-Fe 계 합금을 사용한 경우, 상기 L1 은 0.05 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 또는 0.05 (㎛) 에서 0.4 (㎛) 이고, Bs 가 가장 작은 Co-Fe-Ni 계 합금의 경우, 상기 L1 은 0.2 에서 0.73 (㎛) 이다.
보다 바람직하게는 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치가 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 이 0.25 (㎛) 이하로 될 때이며, 이 범위에 적합한 막두께 (L1) 를 각각 도면에서 구해보면, Bs 가 가장 큰 Co-Fe-Ni 합금을 사용한 경우, 상기 L1 은 0.05 (㎛) 에서 0.19 (㎛) 또는 0.05 (㎛) 에서 0.2 (㎛) 이고, Ni-Fe 계 합금을 사용한 경우, 상기 L1 은 0.1 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 또는 0.1 (㎛) 에서 0.4 (㎛) 이고, Bs 가 가장 작은 Co-Zr-Nb 계 합금의 경우, 상기 L1 은 0.3 에서 0.73 (㎛) 이다.
더욱 바람직하게는 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치가 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 이 0.2 (㎛) 이하로 될 때이며, 이 범위에 적합한 막두께 (L1) 를 각각 도면에서 구해보면, Bs 가 가장 큰 Co-Fe-Ni 합금을 사용한 경우, 상기 L1 은 0.1 (㎛) 에서 0.19 (㎛) 또는 0.1 (㎛) 에서 0.2 (㎛) 이고, Ni-Fe 계 합금을 사용한 경우, 상기 L1 은 0.2 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 또는 0.2 (㎛) 에서 0.4 (㎛) 이고, Bs 가 가장 작은 Co-Zr-Nb 계 합금의 경우, 상기 L1 은 0.4 에서 0.73 (㎛) 이다.
더욱 바람직하게는 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치가 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 이 0.15 (㎛) 이하로 될 때이며, 이 범위에 적합한 막두께 (L1) 를 각각 도면에서 구해보면, Bs 가 가장 큰 Co-Fe-Ni 합금을 사용한 경우, 상기 L1 은 0.13 (㎛) 에서 0.19 (㎛) 또는 0.13 (㎛) 에서 0.2 (㎛) 이고, Ni-Fe 계 합금을 사용한 경우, 상기 L1 은 0.25 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 또는 0.25 (㎛) 에서 0.4 (㎛) 이고, Bs 가 가장 작은 Co-Zr-Nb 계 합금의 경우, 상기 L1 은 0.47 에서 0.73 (㎛) 이다.
가장 바람직하게는 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치가 32 dB 이상이며 또한 프린징 양 (㎛) 이 0.1 (㎛) 이하로 될 때이며, 이 범위에 적합한 막두께 (L1) 를 각각 도면에서 구해보면, Bs 가 가장 큰 Co-Fe-Ni 합금을 사용한 경우, 상기 L1 은 0.15 (㎛) 에서 0.19 (㎛) 또는 0.15 (㎛) 에서 0.2 (㎛) 이고, Ni-Fe 계 합금을 사용한 경우, 상기 L1 은 0.3 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 또는 0.3 (㎛) 에서 0.4 (㎛) 이고, Bs 가 가장 작은 Co-Zr-Nb 계 합금을 사용한 경우, 상기 L1 은 0.53 (㎛) 에서 0.73 (㎛) 이다.
여기서 Ni-Fe 계 합금의 Bs 0.95 (T) 를 중간치로서 생각하면, Bs 가 0.95 (T) 이하인 경우, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 dB 이상이며 또한 프린징 양 (㎛) 을 0.28 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.05 에서 1.0 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 되는 것을 도 10 및 도 11 로부터 추찰할 수 있다.
또, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 을 0.25 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.1 에서 1.0 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 되는 것을 도 10 및 도 11 로부터 추찰할 수 있다.
또한, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 을 0.2 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.2 에서 1.0 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 되는 것을 도 10 및 도 11 로부터 추찰할 수 있다.
그리고, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 을 0.15 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.25 에서 1.0 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 되는 것을 도 10 및 도 11 로부터 추찰할 수 있다.
그리고, 또, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 을 0.1 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.3 에서 1.0 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 되는 것을 도 10 및 도 11 로부터 추찰할 수 있다.
또 Bs 가 0.95 (T) 이상인 경우, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 을 0.28 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.01 에서 0.4 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 되는 것을 도 9 및 도 10 으로부터 추찰할 수 있다.
또한, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 을 0.25 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.05 에서 0.4 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 되는 것을 도 8 및 도 9 로부터 추찰할 수 있다.
그리고, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 을 0.2 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.1 에서 0.4 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 되는 것을 도 8 및 도 10 으로부터 추찰할 수 있다.
또한, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 을 0.15 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.13 에서 0.4 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 되는 것을 도 9 및 도 10 으로부터 추찰할 수 있다.
그리고, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 dB 이상이며, 또한 프린징 양 (㎛) 을 0.1 (㎛) 이하로 하기 위해서는, L1 이 0.15 (㎛) 에서 0.4 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 되는 것을 도 9 및 도 10 으로부터 추찰할 수 있다.
이어서, 하부 코어층 (1) 및 시일드 자성층 (4) (또는 4a) 에 Ni-Fe 계 합금을 사용하고, 막두께 (L1) 를 변화시켜 상기 막두께 (L1) 가 프린징 양 (㎛) 및 오버 라이트 특성 (dB) 에 어떻게 영향을 미치는지에 대하여 조사하였다. 그리고 상기 Ni-Fe 계 합금의 포화자속밀도 (Bs) 는 0.95 (T) (테슬러) 였다.
복합형 박막자기헤드에는 다음 5 종류의 복합형 박막자기헤드를 사용하도록 하여, 각각의 복합형 박막자기헤드에 대해 막두께 (L1) 가 상이한 복수개의 복합형 박막자기헤드를 제작하여 실험하였다.
이하, 5 종류의 복합형 박막자기헤드의 특징점에 대하여 설명한다.
(1) 도 3 에 나타내는 복합형 박막자기헤드 (이하, 타입 A 라 한다)
(특징점) 시일드 자성층 (4) 은 막형성되어 있다.
갭층 (2a) 은 플라즈마 에칭에 의하여 형성되어 있다.
(2) 도 4 에 나타내는 복합형 박막자기헤드 (이하, 타입 B 라 한다)
(특징점) 시일드 자성층 (4) 은 막형성되어 있다.
갭층 (2b) 은 플라즈마 에칭에 의하여 형성되어 있다.
(3) 도 4 에 나타내는 복합형 박막자기헤드 (이하, 타입 C 라 한다)
(특징점) 시일드 자성층 (4) 은 막형성되어 있다.
갭층 (2b) 은 이온밀링에 의하여 형성되어 있다.
하부 코어층 (1) 에는 이온밀링에 의하여 경사면 (1',1') 이 형성되어 있다.
(4) 도 7 에 나타내는 복합형 박막자기헤드 (이하, 타입 D 라 한다)
(특징점) 시일드 자성층 (4a) 은 재부착에 의하여 형성되어 있다.
갭층 (2b) 은 이온밀링에 의하여 형성되어 있다.
하부 코어층 (1) 에는 이온밀링에 의하여 경사면 (1',1') 이 형성되어 있다.
(5) 도 8 에 나타내는 복합형 박막자기헤드 (이하, 타입 E 라 한다)
(특징점) 시일드 자성층 (4a) 은 재부착에 의하여 형성되어 있다.
갭층 (2b) 은 플라즈마 에칭에 의하여 형성되어 있다.
하부 코어층 (1) 에는 이온밀링에 의하여 경사면 (1',1') 이 형성되어 있다.
도 12 는 타입 A, 도 13 은 타입 B, 도 14 는 타입 C, 도 15 는 타입 D, 도 16 는 타입 E 에 있어서의 실험결과를 나타내는 그래프로서, 도 12 내지 도 16 에 나타내는 ○ 점으로 형성된 곡선은 L1 과 프린징 양 (㎛) 의 관계를, ● 점으로 형성된 곡선은 L1 과 오버 라이트 특성 (dB) 의 관계를 나타낸다.
어느 도면에 있어서도 L1 이 0.05 에서 0.48 (㎛) 의 범위내이면, 프린징 양 (㎛) 을 어느 정도 작게 억제할 수 있으며, 동시에 오버 라이트 특성 (dB) 을 어느 정도 높게 유지할 수 있음을 알 수 있다.
바람직하게는 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치가 32 (dB) 이상이며, 프린징 양이 0.28 (㎛) 이하로 되는 경우로서, 각각의 도면에서 이 범위에 적합한 L1 을 구해보면, 도 12 (타입 A) 의 경우 L1 은 0.2 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 이고, 도 13 (타입 B) 의 경우 L1 은 0.1 (㎛) 에서 0.37 (㎛) 이고, 도 14 (타입 C) 의 경우 L1 은 0.05 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 이고, 도 15 (타입 D) 의 경우 L1 은 0.28 (㎛) 에서 0.48 (㎛) 이고, 도 16 (타입 E) 의 경우 L1 은 0.1 (㎛) 에서 0.37 (㎛) 이다.
보다 바람직하게는 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치가 32 (dB) 이상이며, 프린징 양이 0.25 (㎛) 이하로 되는 경우로서, 각각의 도면에서 이 범위에 적합한 L1 을 구해보면, 도 12 (타입 A) 의 경우 L1 은 0.21 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 이고, 도 13 (타입 B) 의 경우 L1 은 0.2 (㎛) 에서 0.37 (㎛) 이고, 도 14 (타입 C) 의 경우 L1 은 0.1 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 이고, 도 15 (타입 D) 의 경우 L1 은 0.3 (㎛) 에서 0.48 (㎛) 이고, 도 16 (타입 E) 의 경우 L1 은 0.15 (㎛) 에서 0.37 (㎛) 이다.
더욱 바람직하게는 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치가 32 (dB) 이상이며, 프린징 양이 0.2 (㎛) 이하로 되는 경우로서, 각각의 도면에서 이 범위에 적합한 L1 을 구해보면, 도 12 (타입 A) 의 경우 L1 은 0.24 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 이고, 도 13 (타입 B) 의 경우 L1 은 0.24 (㎛) 에서 0.37 (㎛) 이고, 도 14 (타입 C) 의 경우 L1 은 0.2 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 이고, 도 15 (타입 D) 의 경우 L1 은 0.34 (㎛) 에서 0.48 (㎛) 이고, 도 16 (타입 E) 의 경우 L1 은 0.21 (㎛) 에서 0.37 (㎛) 이다.
더욱 바람직하게는 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치가 32 (dB) 이상이며, 프린징 양이 0.15 (㎛) 이하로 되는 경우로서, 각각의 도면에서 이 범위에 적합한 L1 을 구해보면, 도 12 (타입 A) 의 경우 L1 은 0.25 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 이고, 도 13 (타입 B) 의 경우 L1 은 0.27 (㎛) 에서 0.37 (㎛) 이고, 도 14 (타입 C) 의 경우 L1 은 0.25 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 이고, 도 15 (타입 D) 의 경우 L1 은 0.39 (㎛) 에서 0.48 (㎛) 이고, 도 16 (타입 E) 의 경우 L1 은 0.25 (㎛) 에서 0.37 (㎛) 이다.
그리고 가장 바람직하게는 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치가 32 (dB) 이상이며, 프린징 양이 0.1 (㎛) 이하로 되는 경우로서, 각각의 도면에서 이 범위에 적합한 L1 을 구해보면, 도 12 (타입 A) 의 경우 L1 은 0.26 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 이고, 도 13 (타입 B) 의 경우 L1 은 0.3 (㎛) 에서 0.37 (㎛) 이고, 도 14 (타입 C) 의 경우 L1 은 0.3 (㎛) 에서 0.38 (㎛) 이고, 도 15 (타입 D) 의 경우 L1 은 0.45 (㎛) 에서 0.48 (㎛) 이고, 도 16 (타입 E) 의 경우 L1 은 0.3 (㎛) 에서 0.37 (㎛) 이다.
이상에서 시일드 자성층에 Ni-Fe 계 합금을 사용한 경우, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 (dB) 이상이며, 프린징 양을 0.28 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.05 에서 0.48 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 좋을 것으로 추측된다.
또, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 (dB) 이상이며, 프린징 양을 0.25 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.1 에서 0.48 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 좋을 것으로 추측된다.
또한, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 (dB) 이상이며, 프린징 양을 0.2 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.2 에서 0.48 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 좋을 것으로 추측된다.
그리고, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 (dB) 이상이며, 프린징 양을 0.15 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.25 에서 0.48 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 좋을 것으로 추측된다.
또한, 오버 라이트 특성 (dB) 의 절대치를 32 (dB) 이상이며, 프린징 양을 0.1 (㎛) 이하로 하기 위해서는, 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.26 에서 0.48 (㎛) 의 범위내인 막두께를 적절하게 선택하면 좋을 것으로 추측된다.
이상 상술한 본 발명에 의하면, 갭층의 양측에 연자성 재료제의 시일드 자성층을 형성함으로써, 트랙폭에서 스며나오는 기록자계를 상기 시일드 자성층에 흡수시킬 수 있으므로 라이트 프린징을 방지할 수 있다. 특히, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도와 막두께를 적절하게 조절하여 상기 시일드 자성층을 형성함으로써, 라이트 프린징을 억제함과 동시에 재생출력을 높게 유지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제조방법에서는 하부 코어층을 깍아내고, 깍아내진 연자성 재료를 갭층의 양측에 재부착시킴으로써 시일드 자성층을 형성할 수 있으므로 제조가 간단하다.

Claims (36)

  1. 자성재료의 하부 코어층과, 하부 코어층보다도 작은 폭치수로 상기 하부 코어층 위에 대향하는 자성재료의 상부 코어층과, 상기 하부 코어층과 상부 코어층 사이에 개재되는 갭층과, 하부 코어층 및 상부 코어층으로 기록자계를 유도하는 코일층이 형성되고, 하부 코어층 위에 비자성 재료층이 형성되고, 하부 코어층과 상부 코어층 사이의 상기 비자성 재료층에 의하여 상기 갭층이 형성되어 있고, 상기 갭층의 트랙 폭방향의 양측이 연자성 재료의 시일드 자성층으로 덮여 있는 복합형 박막자기헤드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 코어층의 트랙 폭방향의 폭치수 (Tw) 와, 상기 상부 코어층과 접하는 상기 갭층 상면의 폭치수와, 상기 하부 코어층과 접하는 상기 갭층 하면의 폭치수 (T1) 가 일치되어 있는 복합형 박막자기헤드.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 갭층은 상부 코어층에 접하는 상면에서 하부 코어층에 접하는 하면으로 갈수록 트랙 폭방향의 폭치수가 서서히 커지도록 형성되어 있는 복합형 박막자기헤드.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 평균 막두께 (L1) 는 0.001 에서 1.0 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이하인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.05 에서 1.0 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이상이며 1.8 (T) 이하인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.01 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 1.8 (T) 이상인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.001 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Ni-Fe (니켈-철) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.05 에서 0.48 (㎛) 인 복합형 박막자기헤드.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Ni-Fe (니켈-철) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.05 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Co-Zr-Nb (코발트-지르코늄-니오브) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.2 에서 0.73 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Co-Zr-Ni (코발트-지르코늄-니켈) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.01 에서 0.2 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  12. 제 2 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.001 에서 1.0 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  13. 제 2 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이하인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.05 에서 1.0 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  14. 제 2 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이상이며 1.8 (T) 이하인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.01 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  15. 제 2 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 1.8 (T) 이상인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.001 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  16. 제 2 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Ni-Fe (니켈-철) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.05 에서 0.48 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  17. 제 2 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Ni-Fe (니켈-철) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.05 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  18. 제 2 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Co-Zr-Nb (코발트-지르코늄-니오브) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.2 에서 0.73 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  19. 제 2 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Co-Fe-Ni (코발트-철-니켈) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.01 에서 0.2 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  20. 제 3 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 평균 막두께 (L1) 은 0.001 에서 1.0 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  21. 제 3 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이하인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.05 에서 1.0 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  22. 제 3 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 0.95 (T) 이상이며 1.8 (T) 이하인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.01 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  23. 제 3 항에 있어서, 상기 시일드 자성층의 포화자속밀도 (Bs) 가 1.8 (T) 이상인 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 가 0.001 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  24. 제 3 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Ni-Fe (니켈-철) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.05 에서 0.48 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  25. 제 3 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Ni-Fe (니켈-철) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.05 에서 0.4 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  26. 제 3 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Co-Zr-Nb (코발트-지르코늄-니오브) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.2 에서 0.73 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  27. 제 3 항에 있어서, 상기 시일드 자성층이 Co-Fe-Ni (코발트-철-니켈) 합금으로 형성되는 경우, 상기 시일드 자성층의 막두께 (L1) 는 0.01 에서 0.2 (㎛) 의 범위인 복합형 박막자기헤드.
  28. 자성재료의 하부 코어층과, 하부 코어층보다도 작은 폭치수로 상기 하부 코어층 위에 대향하는 자성재료의 상부 코어층과, 상기 하부 코어층과 상부 코어층 사이에 개재되는 갭층과, 하부 코어층 및 상부 코어층으로 기록자계를 유도하는 코일층이 형성되고, 상기 하부 코어층 위에 비자성 재료층을 형성하는 공정과, 비자성 재료층 위에 상기 상부 코어층을 형성하는 공정과, 하부 코어층과 상부 코어층이 대향하고 있지 않은 상기 비자성 재료층을 제거하고, 상부 코어층과 하부 코어층 사이에 상기 비자성 재료층을 남겨 상기 갭층을 형성하는 공정과, 상기 갭층의 트랙 폭방향의 양측에 연자성 재료의 시일드 자성층을 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 복합형 박막자기헤드의 제조방법.
  29. 제 1 항에 있어서, 갭층이 되는 비자성 재료층이 플라즈마 에칭으로 제거할 수 있는 재료로 형성되고, 하부 코어층과 상부 코어층이 대향하고 있지 않은 부분의 상기 비자성 재료층이 플라즈마 에칭에 의하여 제거되는 복합형 박막자기헤드의 제조방법.
  30. 제 1 항에 있어서, 하부 코어층과 상부 코어층이 대향하고 있지 않은 부분의 상기 비자성 재료층이 이온밀링에 의하여 제거된 복합형 박막자기헤드의 제조방법.
  31. 제 1 항에 있어서, 시일드 자성층은 막형성 공정으로 형성되는 복합형 박막자기헤드의 제조방법.
  32. 제 1 항에 있어서, 하부 코어층에 이온밀링이 실시되며, 이 이온밀링에 의하여 하부 코어층에서 제거된 자성재료가 갭층의 트랙 폭방향 양측에 재부착되어 시일드 자성층이 형성되는 복합형 박막자기헤드의 제조방법.
  33. 제 2 항에 있어서, 시일드 자성층은 막형성 공정으로 형성되는 복합형 박막자기헤드의 제조방법.
  34. 제 2 항에 있어서, 하부 코어층에 이온밀링이 실시되며, 이 이온밀링에 의하여 하부 코어층에서 제거된 자성재료가 갭층의 트랙 폭방향 양측에 재부착되어 시일드 자성층이 형성되는 복합형 박막자기헤드의 제조방법.
  35. 제 3 항에 있어서, 시일드 자성층은 막형성 공정으로 형성되는 복합형 박막자기헤드의 제조방법.
  36. 제 3 항에 있어서, 하부 코어층에 이온밀링이 실시되며, 이 이온밀링에 의하여 하부 코어층에서 제거된 자성재료가 갭층의 트랙 폭방향 양측에 재부착되어 시일드 자성층이 형성되는 복합형 박막자기헤드의 제조방법.
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