KR19990029795A - 복합형 판독/기록 박막자기헤드 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR19990029795A
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Abstract

하부 코어층이 2 층 구조로 형성되는데, 제 1 하부 코어층 (7) 및 제 2 하부 코어층 (8) 은 Co 를 주성분으로 하고, 비정질 구조를 주체로 한 연자성막으로 형성되어 있다. 특히, 제 2 하부 코어층 (8) 의 Co 농도가 제 1 하부 코어층 (7) 의 Co 농도보다도 높게 되어 있다. 그럼으로써, 제 2 하부 코어층 (8) 의 코어 기능을 향상시키고, 동시에 제 1 하부 코어층 (7) 의 차폐 기능을 향상시킬 수 있다.

Description

복합형 판독/기록 박막자기헤드 및 그 제조 방법
본 발명은, 예컨대 하드디스크 장치 등에 탑재되는 MR /인덕티브 복합형 판독/기록 박막자기헤드에 관한 것으로서, 특히 하부 코어층의 코어기능과 차폐기능의 양쪽을 동시에 향상시킨 박막자기헤드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 10 은 종래의 박막자기헤드를 기록매체의 대향측에서 바라본 확대 단면도이다.
이 박막자기헤드는, 예컨대 부상식 자기헤드를 구성하는 슬라이더의 트레일링 (trailing) 측 단면에 자기저항효과 (magnetoresistance : MR) 를 이용한 판독헤드 (h1) 와 기록용 인덕티브헤드 (h2) 가 적층된 소위 MR/인덕티브 복합형 박막자기헤드이다.
판독헤드 (h1) 에서는 센더스트 (Sendust) 나 Ni-Fe 계 합금 (permalloy : 퍼멀로이) 등에 의해 형성된 하부 차폐층 (1) 위에, Al2O3(알루미나) 등의 비자성 재료에 의한 하부 갭 (gap) 층 (2) 이 형성되고, 그 위에 자기저항효과 소자층 (3) 이 성막되어 있다. 상기 자기저항효과 소자층 (3) 은, 3 층으로 구성되어 있고, 아래서부터 연자성층 (soft adjacent layer : SAL), 비자성층 (SHUNT 층), 자기저항효과층 (MR 층) 의 순으로 적층되어 있다. 통상, 상기 자기저항효과 소자층은 Ni-Fe 계 합금 (퍼멀로이) 층이고, 상기 비자성층은 Ta (탄탈륨) 층이며, 상기 연자성층은 Ni-Fe-Nb 계 합금에 의해 형성되어 있다.
상기 자기저항효과 소자층 (3) 의 양측에는, 종바이어스 (longitudinal bias) 층으로서 하드 바이어스 (hard bias) 층 (4) 이 형성되어 있다. 또한, 상기 하드 바이어스층 (4) 의 위에 Cu (동), W (텅스텐) 등의 전기저항이 작은 비자성 도전성 재료의 주전극층 (5) 이 형성되어 있다. 또한, 그 위에 알루미나 등의 비자성 재료에 의한 상부 갭층 (6) 이 형성된다.
상기 상부 갭층 (6) 의 위에는 하부 코어층 (20) 이 퍼멀로이 등의 도금에 의해 형성되어 있다. 인덕티브헤드 (inductive head) (h2) 에서는 이 하부 코어층 (20) 이 기록 매체에 기록 자계를 부여하는 리딩 (leading) 측 코어부로서 기능하고, 판독헤드 (h1) 에서는 상부 차폐층으로서 기능하고 있다. 또한 판독헤드 (h1) 에서는 하부 차폐층 (1) 과 하부 코어층 (20) 과의 간격에 의해 갭 길이 (G11) 가 결정된다.
상기 하부 코어층 (20) 의 위에는, 알루미나 등에 의한 갭층 (비자성 재료층) (9) 과 폴리이미드 또는 레지스트 재료에 의해 형성된 절연층 (도시하지 않음) 이 적층되고, 상기 절연층의 위에는 나선형이 되도록 패턴형성된 코일층 (10) 이 설치되어 있다. 상기 코일층 (10) 은 Cu (동) 등의 전기저항이 작은 비자성 도전 재료로 형성되어 있다. 그리고, 상기 코일층 (10) 은 폴리이미드 또는 레지스트 재료로 형성된 절연층 (도시하지 않음) 으로 둘러싸이고, 상기 절연층의 위에 퍼멀로이 등의 자성 재료로 형성된 상부 코어층 (11) 이 도금 형성되어 있다. 또한, 상기 상부 코어부 (11) 은 기록 매체에 기록자계를 부여하는 인덕티브헤드 (h2) 의 트레일링측 코어부로서 기능하고 있다.
상기 상부 코어층 (11) 은, 도면에 도시된 바와 같이 기록 매체의 대향측으로 하부 코어층 (20) 의 위에 상기 갭층 (9) 를 사이에 두고 대향하고, 기록매체에 기록자계를 부여하는 자기 갭 길이 (G12) 의 자기 갭이 형성되어 있다. 그리고, 상기 하부 코어층 (11) 의 위에 알루미나 등의 보호층 (12) 이 설치되어 있다.
인덕티브헤드 (h2) 에서는, 코일층 (10) 에 기록 전류가 부여되어 코일층 (10) 에서 상부 코어층 (11) 및 하부 코어층 (20) 에 기록 자계가 부여된다. 그리고, 자기 갭의 부분에 있어서의 하부 코어층 (20) 과 상부 코어층 (11) 과의 사이에서의 누설자계에 의해, 하드 디스크 등의 기록 매체에 자기 신호가 기록된다.
그런데, 도 10 에 도시된 박막자기헤드에서는, 전술한 바와 같이 하부 코어층 (20) 이 인덕티브헤드 (h2) 의 리딩측 코어부로서 기능하고 있을 뿐만 아니라 판독헤드 (h1) 의 상부 차폐층으로서도 기능하고 있기 때문에, 상기 하부 코어층 (20) 은 코어로서의 성질 및 차폐층으로서의 성질 쌍방을 겸비한 것이어야만 한다.
다음에 도시된 표 1 은, 하부 코어층 (20) 의 코어기능 및 차폐기능에 필요한 자기 특성 및 하부 코어층 (20) 으로서 종래부터 사용되고 있는 Ni-Fe 계 합금 (퍼멀로이) 의 자기 특성을 나타내고 있다.
고 Bs 저 Hc 고 Hk 고 μ 고 ρ 저 λ 저 σ
코어기능 ◎ △ ○ △ ◎ △ ○
차폐기능 △ ○ △ ◎ ○ ◎ ○
Ni-Fe 계 합금 1.0(T) 0.5(Oe) 3-4 (Oe) 2000 18(μΩ·㎝) -5×10-7 100(MPa)
표 1 에 표시된 ◎ 는 특히 필요한 자기 특성, ○ 는 ◎ 에 이어서 필요한 자기 특성, △ 는 적당한 값을 가지고 있으면 되는 자기 특성을 나타내고 있다.
표 1 에 나타난 바와 같이, 하부 코어층 (20) 의 코어기능을 향상시키기 위해서는, 우선 높은 포화자속밀도 (Bs) 가 필요하다. 고기록밀도화에 따라 트랙폭을 좁게 할 필요가 있는데, 이 때 상기 포화자속밀도가 낮으면 라이트프린징 (write-fringing) 등의 문제가 발생하고 기록 특성이 저하된다.
또한, 비저항 (ρ) 을 높게 할 필요가 있다. 상기 비저항이 낮으면, 고주파수 대역에서 와전류 손실 (eddy current loss) 이 증대하고, 또한 와전류 손실에 의한 기록 자계의 위상 지연 (NLTS : nonlinear transition shift) 등의 문제가 발생한다.
또한, 이방성 자계 (Hk) 를 가능한 한 높게 해 둘 필요가 있다. 이것은 자장 중 어닐링 (annealing) 에 의해 트랙폭 방향에 알맞는 자화 (磁化) 를 갖추고, 기록 매체로부터의 외부 자계 방향을 자화 곤란축 (hard axis of magnetization) 으로 하기 위함이다. 트랙폭 방향에 알맞는 자화를 갖춤으로써, 기록 시에 있어서의 자화 반전을 양호하게 할 수 있다.
또한, 밀착성을 향상시키기 위해, 응력 (σ) 을 어느 정도 낮게 해 둘 필요가 있다.
이어서, 하부 코어층 (20) 의 차폐기능을 향상시키는 데는, 우선 높은 투자율 (μ) 이 필요하다. 상기 투자율이 높음으로써 기록 매체로부터의 여분의 신호 (노이즈 등) 가 하부 코어층 (20) 에 흡수되고, MR 층을 알맞게 작동시킬 수 있다.
또한, 자왜정수 (λ) 를 낮게 해 두는 것이 필요하다. 상기 자왜정수를 낮게 함으로써 하부 코어층 (20) 의 자구 구조 (magnetic domain structure) 를 안정화시키고, 또한 투자율 (μ) 을 높일 수 있다.
또한, 고주파수 대역에서 와전류의 발생을 억제하기 위해, 비저항 (ρ) 을 높게 하는 것이 바람직하고, 또한 응력 (stress) (σ) 및 보자력 (coercive force) (Hc) 을 어느 정도 낮게 해 두는 것이 바람직하다.
또한, 표 1 에 나타낸 바와 같이 하부 코어층 (20) 의 차폐기능을 향상시키는데는 포화자속밀도 (Bs) 를 그다지 높게 할 필요는 없다. 기록 매체로부터의 신호는 매우 작기 때문에, 포화자속밀도가 비교적 작아도 기록 매체로부터의 신호에 의해 자화포화에 다다르는 일이 없기 때문이다.
또한, 이방성 자계 (Hk) 도 그다지 높게 할 필요는 없는데, 적어도 1 (Oe ; 에르스텟 (oersted)) 이상은 필요하다. 이방성 자계 (Hk) 가 1 (Oe) 이하이면 등방성이 되기 때문에, 자장 중의 어닐링을 행하여도, 자화를 트랙폭 방향으로 갖출 수 없게 된다.
반대로, 이방성 자계 (Hk) 가 지나치게 놓아지면, 투자율 (μ) 과 이방성 자계 (Hk) 와의 사이에는 μ = 포화자속밀도 (Bs) / 이방성 자계 (Hk) 라는 관계식이 성립되므로 투자율 (μ) 이 저하되고, 따라서 차폐기능도 저하된다.
그런데, 하부 코어층 (20) 이 Ni-Fe 계 합금으로 형성되면, 표 1 에 나타낸 바와 같이 Ni-Fe 계 합금의 비저항 (ρ) 은 매우 낮아지므로, 기록 주파수를 높게 할 경우, 상기 하부 코어층 (20) 에 와전류가 발생하고 와전류에 의한 열손실이 증대하기 쉽게 된다.
또한, Ni-Fe 계 합금의 이방성 자계 (Hk) 는, 표 1 에 나타낸 바와 같이 3∼4 (Oe) 로 되어 있는데, 하부 코어층 (20) 의 코어기능으로서는 더욱 높은 이방성 자계 (Hk) 가 필요하게 된다. 단, 만일 이방성 자계 (Hk) 가 높으면 코어기능은 향상하지만, 상기 이방성 자계 (Hk) 가 높음으로써 투자율 (μ) 은 저하되어 반대로 차폐기능은 저하된다.
이와 같이, 원래 상이한 자기 특성이 필요한 하부 코어층 (20) 의 코어기능과 차폐기능을 동시에 향상시키기 위해서는, 종래의 하부 코어층 (20) 의 구조로는 어려우며, 또한 상술한 바와 같이 Ni-Fe 계 합금에서는 비저항 (ρ) 이 낮은 등의 문제가 있고, 고주파수 대역에서는 와전류에 의한 열손실이 증대해 버리는 등, 고밀도기록화에 대응할 수 없게 된다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위한 것으로, 하부 코어층의 구조 및 상기 하부 코어층에 사용되는 연자성 재료를 개량하여, 상기 하부 코어층의 코어기능 및 차폐기능을 동시에 향상시킨 박막자기헤드 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1 은 본 발명의 실시형태의 구조를 나타내는 박막자기헤드의 확대단면도.
도 2 는 슬라이더상에 형성된 박막자기헤드의 형상을 나타내는 부분 반단면 사시도.
도 3 은 Co 농도 (%) 와 포화자속밀도 (Bs) 의 관계를 나타내는 그래프.
도 4 는 Co 농도 (%) 와 비저항 (ρ) 의 관계를 나타내는 그래프.
도 5 는 Co 농도 (%) 와 보자력 (coercive force) (Hc) 및 이방성 자계 (Hk) 의 관계를 나타내는 그래프.
도 6 은 Co 농도 (%) 와 큐리 온도 (Tc) 의 관계를 나타내는 그래프.
도 7 은 Zr/Nb 와 자왜정수 (λ) 와의 관계를 나타내는 그래프.
도 8 은 어닐링 온도 (℃) 와 이방성 자계 (Hk) 의 관계를 나타내는 그래프.
도 9 는 10 MHz 에 있어서의 Co 농도와 투자율 (μ) 의 관계를 나타내는 그래프.
도 10 은 종래의 박막자기헤드의 구조를 나타내는 확대 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 하부 차폐층 2 : 하부 갭층
3 : 자기저항효과 소자층 4 : 하드 바이어스층
5 : 전극층 6 : 상부 갭층
7 : 제 1 하부 코어층 8 : 제 2 하부 코어층
9 : 갭층 10 : 코일층
11 : 상부 코어층 12 : 보호층
h1 : 판독헤드 h2 : 인덕티브헤드
G11 : 갭 길이 G12 : 자기 갭 길이
본 발명은 자기저항효과 소자층과, 이 자기저항효과 소자층에 검출 전류를 부여하는 전극층과, 상기 전극층의 위에 절연층을 사이에 두고 형성된 판독헤드의 상부 차폐기능을 겸비한 하부 코어층과, 기록매체와의 대향부에서 상기 하부 코어층과 자기 갭을 사이에 두고 대향하는 상부 코어층과, 양 코어층에 자계를 부여하는 코일층을 구비하며, 상기 하부 코어층은 Co 를 주성분으로 하고, 비정질 구조를 주체로 한 연자성막이 2 층 적층된 구조로 되어 있으며, 상기 2 층 중 상기 상부 코어층에 대향하는 상 (上) 측의 하부 코어층은 상기 자기저항효과 소자층에 대향하는 하 (下) 측의 하부 코어층보다도 Co 의 농도가 높아져 있는 것이다.
본 발명에서는 Co 를 주성분으로 하고, 비정질 구조를 주체로 한 연자성막의 조성식은 CoaZrbNbC로 표시되고,
이 연자성막이 상기 상측의 하부 코어층으로서 사용될 때, 조성비 a (%) 는 85 ≤ a ≤ 91 이고,
이 연자성막이 상기 하측의 하부 코어층으로서 사용될 때, 조성비 a (%) 는 78 ≤ a ≤ 82 이며,
조성비 b, c (%) 는 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층 모두 b = (0.5 ∼ 0.8) × (100 - a), c = 100 - a - b 이다.
또한, 본 발명에서는 상기 조성비 b 는, b = (0.6 ∼ 0.7) × (100 - a) 인 것이 더욱 바람직하다.
또한 본 발명에서는, 상기 연자성막을 구성하는 원소 Zr 에 대신해서 Hf 가 첨가될 수도 있고, 혹은 상기 연자성막을 구성하는 원소 Nb 에 대신해서 Ta 또는 Mo 가 첨가될 수도 있다. 즉, 본 발명에서는 CoZrNb 합금 이외에 CoHfTa 합금, CoZrTa 계 합금, CoZrMo 합금 등이 하부 코어층으로서 사용 가능하다. 또한, CoHfTa 계 합금 등의 조성비는 전술한 CoZrNb 계 합금의 조성비를 그대로 사용하면 된다.
그리고, 본 발명에 있어서의 상측의 하부 코어층의 자기 특성으로서, 포화자속밀도 (Bs) 는 1.0 ∼ 1.4 (T ; tesla) 의 범위내이고, 비저항 (ρ) 은 90 (μΩ·㎝) 이상이며, 이방성 자계 (Hk) 는 10 (Oe) 이상이다. 또한, 본 발명에 있어서의 하측의 하부 코어층의 자기특성으로서 포화자속밀도 (Bs) 는 0.6 ∼ 0.8 (T) 의 범위내이고, 비저항 (ρ) 은 120 (μΩ·㎝) 이상이며, 큐리온도 (Tc) 는 500 ℃ 이하이다.
또한, 열처리 온도에 의하여서는, 본 발명에서는 상기 하측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 1 ∼ 5 (Oe) 의 범위내이고, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 3 (Oe) 의 범위이다.
그리고, 상기 하측의 하부 코어층의 투자율 (μ) 은 3000 이상이다.
또한, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자왜정수 (λ) 는 절대치로 5 × 10-7이하이고, 더욱 바람직하게는 절대치로 3 × 10-7이하이다.
또한, 본 발명에서는 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께와 상기 하측의 하부 코어층의 막 두께를 더한 하부 코어층 전체의 막 두께가 1 ∼ 4 (㎛) 의 범위내인 것이 바람직하고, 또한 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께가 상기 하부 코어층 전체의 막 두께에 대해 50 % ∼ 90 % 를 차지하는 것이 바람직하다.
상측의 하부 코어층의 막 두께를 하측의 하부 코어층의 막 두께보다도 두껍게 하는 것은, 상측의 하부 코어층은 기록 코어로서 기능하는 부분이고, 그를 위해 막 두께를 두껍게 하여 가능한 자화가 포화하기 어렵도록 할 필요가 있기 때문이다.
또한 본 발명에서는, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자화는 트랙폭 방향으로 갖추어지고, 기록 매체로의 기록자계방향 및 기록매체로부터의 외부자계방향이 자화 곤란축으로 되어있다.
또한, 본 발명은, 자기저항효과 소자층과, 이 자기저항효과 소자층에 검출전류를 부여하는 전극층과, 상기 전극층의 위에 절연층을 사이에 두고 형성된 판독헤드의 상부 차폐기능을 겸비한 하부 코어층과, 기록매체와의 대향부에서 상기 하부 코어층과 자기 갭을 사이에 두고 대향하는 상부 코어층과, 양 코어층에 자계를 부여하는 코일층을 구비하며,
상기 절연층의 위에, Co 를 주성분으로 하고 비정질 구조를 주체로 하는 연자성막을 성막하여 제 1 (하측의) 하부 코어층을 형성하는 공정과,
상기 제 1 하부 코어층의 위에, 상기 제 1 하부 코어층의 Co 농도보다도 높은 Co 농도를 가지고, 비정질 구조를 주체로 하는 연자성막을 성막하여 제 2 (상측의) 하부 코어층을 형성하는 공정과,
상기 제 1 및 제 2 하부 코어층에 대해 자장 중에 200 ℃ ∼ 400 ℃ 의 범위내의 어닐링 처리를 행하는 공정을 포함하는 박막자기헤드의 제조 방법이다.
본 발명에서는 열처리 온도를 200 ℃ ∼ 400 ℃ 의 범위내로 함으로써 제 2 (상측) 하부 코어층의 이방성자계 (Hk) 를 높게 유지할 수 있으며, 반대로 제 1 (하측의) 하부 코어층의 이방성자계 (Hk) 를 낮게 할 수 있다.
본 발명에서는, 코어기능과 차폐기능의 2 가지의 기능을 겸비한 하부 코어층을 2 층 구조로 하고, 상부 코어층에 대향하는 상측의 하부 코어층 (이하, 제 2 하부 코어층이라고 함) 에 코어기능을 갖게 하고, 자기저항효과 소자층에 대향하는 하측의 하부 코어층 (이하, 제 1 하부 코어층이라고 함) 에 차폐기능을 갖게 하고 있다.
그리고, 본 발명에서는 상기 제 1 및 제 2 하부 코어층이 모두 Co 를 주성분으로 하고, 비정질 구조를 주체로 한 연자성막으로 형성되는데, 제 1 및 제 2 하부 코어층에 필요한 자기특성을 끌어내기 위해, 제 2 하부 코어층의 Co 농도를 제 1 하부 코어층의 Co 농도보다도 높게 하고 있다.
그럼으로써, 제 2 하부 코어층에서는 포화자속밀도 (Bs), 비저항 (ρ) 및 이방성자계 (Hk) 등이 종래의 Ni-Fe 계 합금에 비해 높아지고, 코어기능을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
한편, 제 1 하부 코어층에서는 차폐기능의 향상에 필요한 높은 투자율 (μ), 낮은 자왜정수 (λ), 높은 비저항 (ρ), 적당한 이방성자계 (Hk) 등의 자기특성이 얻어진다.
도 1 은 본 발명의 실시형태의 박막자기헤드를 도시하는 것이고, 기록매체의 대향측에서 바라본 확대 단면도이다. 또한, 도 2 는 슬라이더 (13) 위에 형성된 본 발명의 박막자기헤드의 전체 구조의 개략을 도시하는 사시도이다.
도 1 및 도 2 에 도시된 박막자기헤드는 부상식 (浮上式) 헤드를 구성하는 슬라이더 (13) 의 트레일링측 단면 (13a) 에 형성된 것이고, 판독헤드 (h1) 와 기록용의 인덕티브헤드 (h2) 가 적층된 것으로 되어있다.
판독헤드 (h1) 는 자기저항효과를 이용하여 하드 디스크 등의 기록매체로부터의 누설자계를 검출하고 기록신호를 독해하는 것이다. 도 2 에 도시된 바와 같이 슬라이더 (13) 의 트레일링측 단면 (13a) 에는 연자성 재료제의 하부 차폐층 (1) 이 형성되어 있다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 하부 차폐층 (1) 위에는 Al2O3(알루미나) 등의 비자성재료에 의해 형성된 하부 갭층 (2) 가 설치되어 있다. 하부 갭층 (2) 의 위에는 자기저항효과 소자층 (3) 이 적층되어 있다. 자기저항효과 소자층 (3) 은 3 층 구조이고, 아래서부터 연자성 재료 (Co-Zr-Mo 합금 또는 Ni-Fe-Nb 합금) 에 의한 SAL층, 비자성 재료의 SHUNT (예를 들면, Ta (탄탈륨)), 자기저항효과를 가지는 MR 층 (Fe-Ni 합금) 에 의해 형성되어 있다. 자기저항효과 소자층 (3) 의 양측에는, MR 층에 바이어스 자계를 부여하는 하드 바이어스층 (4) 과 MR 층에 검출전류를 부여하는 전극층 (5) (W (텅스텐) 또는 Cu (동)) 이 형성되어 있다. 또한, 그 위에 알루미나 등에 의한 상부 갭층 (6) 이 형성되어 있다. 판독헤드 (h1) 에서는 하부 차폐층 (1) 과 후술하는 하부 코어층 (상부 차폐층) (7) 과의 간격에 의해 갭 길이 (G11) 가 결정되기 때문에, 기록매체로부터의 누설자계의 분해능을 높이기 위해 하부 갭층 (2) 및 상부 갭층 (6) 이 가능한 한 얇게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 상부 갭층 (6) 의 위에, 제 1 (하측의) 하부 코어층 (7) 및 제 2 (상측의) 하부 코어층 (8) 이 연속하여 적층되어 있다.
상기 제 1 하부 코어층 (7) 은, 전술한 자기저항효과 소자층 (3) 과 상기 상부 갭층 (6) 을 사이에 두고 대향하고 있고, 판독헤드 (h1) 의 상부 차폐층으로서 기능하고 있다. 또한, 상기 제 2 하부 코어층 (8) 은, 후술하는 상부 코어층 (11) 과 갭층 (9) 를 사이에 두고 대향하고 있고, 인덕티브헤드 (h2) 의 리딩측 코어로서 기능하고 있다.
본 발명에서는, 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 막 두께와 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 막 두께를 더한 하부 코어층 전체의 막 두께는 1 ∼ 4 (㎛) 정도인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 막 두께가 하부 코어층 전체의 막 두께의 50 % ∼ 90 % 를 차지하는 것이 바람직하다.
코어기능을 가지는 제 2 하부 코어층 (8) 의 막 두께가 얇으면 상기 제 2 하부 코어층 (8) 에는 대량의 자계가 발생하기 때문에, 자화포화에 다다르기 쉬워지고, 라이트프린징 (write fringing) 이 발생하는 등의 문제가 발생한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 위에는 알루미나 등에 의한 갭층 (비자성 재료층) (9) 이 형성되고, 그 위에 폴리이미드 또는 레지스트 재료의 절연층 (도시하지 않음) 을 사이에 두고 평면적으로 나선형이 되도록 패턴형성된 코일층 (10) 이 설치되어 있다. 또한, 상기 코일층 (10) 은 Cu (동) 등의 전기저항이 작은 비자성 도전성 재료로 형성되어 있다.
또한, 상기 코일층 (10) 은 폴리이미드 또는 레지스트 재료로 형성된 절연층 (도시하지 않음) 에 둘러싸여 있으며, 상기 절연층의 위에 인덕티브헤드 (h2) 의 트레일링측 코어부가 되는 연자성 재료제의 상부 코어층 (11) 이 형성되어 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 상부 코어층 (11) 의 선단부 (11a) 는 제 2 하부 코어층 (8) 위에 상기 비자성 재료층 (9) 을 사이에 두고 대향하고, 기록 매체에 기록 자계를 부여하는 자기 갭 길이 (G12) 의 자기 갭이 형성되어 있으며, 상부 코어층 (11) 의 기단부 (11b) 는 도 2 에 도시된 바와 같이, 제 2 하부 코어층 (8) 과 자기적으로 접속되어 있다. 또한, 상부 코어층 (11) 의 위에는, 알루미나 등의 보호층 (12) 이 설치되어 있다.
인덕티브헤드 (h2) 에서는 코일층 (10) 에 기록 전류가 부여되고, 코일층 (10) 에서 제 2 하부 코어층 (8) 및 상부 코어층 (11) 에 기록자계가 유도된다. 그리고, 자기 갭 길이 (G12) 부분에서 제 2 하부 코어층 (8) 과 상부 코어층 (11) 의 선단부 (11a) 사이의 누설자계에 의해, 하드 디스크 등의 기록매체에 자기신호가 기록된다.
또한, 인덕티브헤드 (h2) 에 있어서 하드디스크 등의 기록매체에 대해 고밀도로 자기신호를 기록할 수 있도록 하기 위해, 인덕티브헤드 (h2) 의 갭길이 (G12) 는 가능한 한 짧게 형성된다.
그런데, 제 1 하부 코어층 (7) 은 차폐층으로서 기능하고 있고, 또한 제 2 하부 코어층 (8) 은 코어로서 기능하고 있기 때문에, 상기 제 1 하부 코어층 (7) 및 제 2 하부 코어층 (8) 에 필요한 자기특성은 각각 다르다.
전술한 표 1 에 나타낸 바와 같이, 차폐기능으로서 특히 필요한 자기특성은 높은 투자율 (μ) 과 낮은 자왜정수 (λ) 이다.
또한, 코어기능으로서 특히 필요한 자기 특성은 높은 포화자속밀도와 높은 비저항이다. 또한, 코어기능으로서는 그밖에 높은 이방성 자계 (Hk) 가 필요하다. 이방성 자계 (Hk) 를 높게 하는 이유는 자화를 트랙폭 방향으로 알맞게 갖추고, 기록매체로의 기록자계방향 (도 1 에 대해 수직방향) 을 자화 곤란축으로 하기 위함이다.
코어기능을 향상시키는 데는, 기록 시에 있어서의 자화 반전을 양호하게 하는 것이 바람직하고, 그를 위해서는 전술한 바와 같이 이방성 자계 (Hk) 를 높게 하여, 자화 방향을 알맞게 트랙축 방향으로 갖추어 둘 필요가 있다.
또한, 차폐층으로서 기능하는 제 1 하부 코어층 (7) 의 이방성 자계 (Hk) 는 투자율 (μ) 과의 관계도 있고, 제 2 하부 코어층 (8) 의 이방성 자계 (Hk) 에 비해 낮게 설정되는데, 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 자화는 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 높은 이방성 자계 (Hk) 의 영향을 받고, 알맞게 트랙폭 방향으로 갖추어진다.
본 발명에서는, 상기 제 1 하부 코어층 (7) 및 제 2 하부 코어층 (8) 을 Co 를 주성분으로 하고 비정질 구조를 주체로 한 연자성막으로 형성하고, 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 Co 농도를 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 Co 농도보다도 높게 함으로써 각각의 층에 있어서의 필요한 자기특성을 얻는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 있어서의 Co 를 주성분으로 하고 비정질 구조를 주체로 한 연자성막의 조성식은 CoaZrbNbc로 표시된다.
Co 는 주성분이고 자성을 담당하는 원소이다. 또한, Zr, Nb 의 농도를 알맞게 조절함으로써 자왜정수 (λ) 를 저하시킬 수 있다.
이 연자성막이 제 2 하부 코어층 (8) 에 사용되는 경우, Co 의 조성비 a (%) 는, 85 ≤ a ≤ 91 이다.
또한, 이 연자성막이 제 1 하부 코어층 (7) 에 사용되는 경우, Co 의 조성비 a (%) 는 78 ≤ a ≤ 82 이다.
또한, Zr 의 조성비 b (%) 및 Nb 의 조성비 c (%) 는, 제 1 하부 코어층 (7) 및 제 2 하부 코어층 (8) 모두 b = (0.5 ∼ 0.8) × (100 - a), c = 100 - a - b 이다.
또한, 상기 조성비 b (%) 는 더욱 바람직하게는 b = (0.6 ∼ 0.7) × (100 - a) 이다.
또한, 본 발명에서는 Zr 의 대신에 Hf 를, Nb 의 대신에 Ta, Mo 를 첨가할 수도 있다. 즉, Co-Zr-Nb 합금의 대신에 Co-Hf-Ta 합금, Co-Zr-Ta 합금, Co-Zr-Mo 합금 등을 사용할 수 있다. 또한, Co-Hf-Ta 합금 등의 조성비 (%) 는, 상술한 Co-Zr-Nb 합금과 동일한 조성비로 하면 알맞은 자기특성을 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 제 1 하부 코어층 (7) 및 제 2 하부 코어층 (8) 이 Co-Zr-Nb 계 합금으로 형성됐을 때의 상기 제 1 하부 코어층 (7) 및 제 2 하부 코어층 (8) 의 주요한 자기특성을 표 2 에 정리하였다. 또한, 표 2 에는 비교예로서 Ni-Fe 계 합금의 자기특성도 기재되어 있다.
Bs(T) Hc(Oe) Hk(Oe) 10 MHz 에서의 μ ρ(μΩ·㎝) λ σ(MPa)
제 2 의 하부 코어층 1.0∼1.4 ＜0.5 ＞10 1000 90∼120 ＜±5× 10-7 ＜100
제 1 의 하부 코어층 0.6∼0.8 ＜0.5 1∼5 ＞3000 120∼130 ＜±5× 10-7 ＜100
Ni-Fe 계 합금 1.0 ＜0.5 3∼4 2000 18 ±5× 10-7 ＜100
우선, 코어기능을 가지는 제 2 하부 코어층 (8) 의 자기특성에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, 상기 제 2 하부 코어층 (8) 에 있어서의 Co 농도 (%) 는 85 ≤ a ≤ 92 이고, 이 범위내이면 표 2 에 나타낸 바와 같이 포화자속밀도를 1.0 ∼ 1.4 (T), 보자력 (Hc) 를 0.5 (Oe) 이하로 하고, 비저항 (ρ) 를 90 ∼ 120 (μΩ·㎝) 으로 할 수 있다. 또한, 표 2 에는 기재되어 있지 않지만 큐리온도 (Tc) 를 600 ℃ 이상으로 할 수 있다.
또한, 이방성 자계 (Hk) 를 10 (Oe) 이상으로 할 수 있다. 또한 투자율 (μ) 은 1000 정도가 된다.
Co 의 농도가 85 % 이하가 되면, 포화자속밀도 (Bs) 가 지나치게 저하하여 바람직하지 않다. 또한, Co 의 농도가 91 % 이상이 되면, 내식성이 저하와 함께, 비정질 구조가 되기 어렵고, 결정화하기 시작하므로 바람직하지 않다. 막구조가 결정질상이 되면 비저항 (ρ) 이 저하되고, 고주파수 대역에서의 와전류의 발생 등의 문제가 발생한다. 또한, 연자기 특성이 열화하고, 보자력 (Hc) 이 높아지고, 투자율 (μ) 이 저하된다.
이상과 같이, 본 발명에서는 코어로서 기능하는 제 2 하부 코어층 (8) 의 포화자속밀도 (Bs) 를 높게 할 수 있고, 게다가 비저항 (ρ) 을 Ni-Fe 합금에 비해 충분히 높게 할 수 있으므로, 고주파수 대역에서 와전류에 의한 열손실을 저감시키고, 또한 와전류에 의한 위상 지연 (NLTS) 을 억제하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에서는 제 2 하부 코어층 (8) 의 이방성 자계 (Hk) 를 충분히 높게 할 수 있고, 따라서 자화를 알맞게 트랙폭 방향으로 갖추고, 기록 매체로의 기록자계방향을 자화 곤란축으로 하는 것이 가능하다. 자화가 알맞게 트랙폭 방향으로 갖추어짐으로써 기록 시에 있어서의 자화 반전을 양호하게 할 수 있다.
그런데, 제 2 하부 코어층 (8) 의 이방성 자계 (Hk) 를 높게 할 수 있는 이유는 다음과 같다.
제 2 하부 코어층 (8) 의 Co 농도는 85 ∼ 91 % 로 높기 때문에 성막 시 (열처리 전) 에 있어서의 이방성 자계 (Hk) 는 약 12 Oe 이상 (도 5 참조) 이고, 또한 큐리온도 (Tc) 는 600 ℃ 이상이 되어 있다. (도 6 참조)
그런데, 상기 이방성 자계 (Hk) 는 열을 가함으로써 서서히 저하해 가고 (도 8 참조), 큐리온도 (Tc) 에 달하면, 상기 이방성 자계 (Hk) 는 제로가 된다. 즉, 제 2 하부 코어층 (8) 의 큐리온도가 만일 600 ℃ 라고 하면, 600 ℃ 이상의 열처리를 행함으로써 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 이방성 자계 (Hk) 는 제로가 된다.
후술하는 바와 같이, 본 발명에서는 성막 후에 행하여지는 어닐링 처리의 온도는 200 ℃ ∼ 400 ℃ 의 범위내이다. 즉, 제 2 하부 코어층 (8) 의 큐리온도 (Tc) 는 600 ℃ 이상으로 높기 때문에, 200 ℃ ∼ 400 ℃ 의 열처리 온도에서는 이방성 자계 (Hk) 가 거의 저하되지 않으며, 따라서 제 2 하부 코어층 (8) 의 이방성 자계 (Hk) 를 10 Oe 이상의 높은 값으로 유지하는 것이 가능하게 되어 있다.
이어서, 차폐기능을 가지는 제 1 하부 코어층 (7) 의 자기특성에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, 상기 제 1 하부 코어층 (7) 에 있어서의 Co 농도 (%) 는 78 ≤ a ≤ 82 이고, 이 범위내이면 표 2 에 나타낸 바와 같이 포화자속밀도를 0.6 ∼ 0.8 (T), 보자력 (Hc) 을 0.5 (Oe) 이하, 비저항 (ρ) 를 120 ∼ 130 (μΩ·㎝) 으로 할 수 있다. 또한 큐리온도 (Tc) 를 500 ℃ 이하로 할 수 있다. 또한, 이방성 자계 (Hk) 를 1 ∼ 5 Oe 로 할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기 이방성 자계 (Hk) 를 2 ∼ 3 Oe 로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 10 MHz 의 고주파수 대역에서의 투자율 (μ) 을 3000 이상으로 할 수 있다.
또한, Co 의 농도가 78 % 이하가 되면 Co 끼리 인접하는 비율이 줄고, 강자성 특성을 나타내기 어렵게 되어 바람직하지 않다. 또한, Co 의 농도가 82 % 이상이 되면 투자율 (μ) 이 저하해 버려 바람직하지 않다.
Co 농도가 높아지면, 투자율 (μ) 이 저하해 버리는 원인에 대해서는 이하에서 설명한다.
Co 의 농도가 높아지면 성막 시 (열처리 전) 에 있어서의 이방성 자계 (Hk) 는 높아지고 (도 5 참조), 또한 큐리온도 (Tc) 도 높아진다 (도 6 참조).
또한, Co 농도가 82 % 이상이 되면, 상기 이방성 자계 (Hk) 는 약 11 Oe 이상, 큐리온도 (Tc) 는 500 ℃ 이상이 된다.
전술한 바와 같이, 상기 이방성 자계 (Hk) 는 열을 가함으로써 서서히 저하해 가고, 큐리온도 (Tc) 에서 제로에 도달한다.
그러나, 큐리온도가 지나치게 높으면 본 발명에서의 열처리 온도 (200 ℃ ∼ 400 ℃) 에서는, 이방성 자계 (Hk) 가 거의 저하되지 않으며, 제 1 하부 코어층 (7) 은 높은 이방성 자계 (Hk) 를 가지게 된다.
이방성 자계 (Hk) 가 높으면 투자율 (μ) 은 저하된다. 이것은 투자율 (μ) 과 이방성 자계 (Hk) 와의 사이에 투자율 (μ) = 포화자속밀도 (Bs)/이방성 자계 (Hk) 인 관계식이 성립되기 때문이고, 이방성 자계 (Hk) 를 높게 하면 할 수록 투자율 (μ) 은 저하해 버린다.
제 1 하부 코어층 (7) 은 차폐층으로서의 기능을 가지는 부분이고, 차폐기능을 향상시키는 데는 고투자율 (μ) 의 조건은 필요 불가결하다. 따라서, 제 1 하부 코어층 (7) 의 이방성 자계 (Hk) 는 가능한 한 낮은 것이 바람직하다.
단, 상기 이방성 자계 (Hk) 를 1 Oe 이하로 하는 것은 바람직하지 않다. 이방성 자계 (Hk) 가 지나치게 작으면 고주파수 대역에서의 투자율 (μ) 이 급격하게 저하해버리기 때문이다. 또한 이방성 자계 (Hk) 가 1 Oe 이하이면, 거의 등방성이기 때문에 자장 중 어닐링을 행하여도 자화를 트랙폭 방향으로 갖출 수 없고, 따라서 자구 (磁區) 구조는 불안정하게 되고 차폐기능은 저하된다. 또한, 신호재생을 담당하는 MR 소자부에 노이즈가 되는 악영향을 준다.
알맞게 이방성 자계 (Hk) 를 갖게 해 둠으로써 자장 중 어닐링을 행하면, 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 자화는, 제 2 하부 코어층 (8) 의 강한 이방성 자계 (Hk) 의 영향을 받아서 알맞게 트랙폭 방향으로 갖추어지고, 따라서 자구 구조는 안정화하고, 차폐기능을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 제 1 하부 코어층 (7) (제 2 하부 코어층 (8) 도 동일) 의 Zr 농도 (%) 는 b = (0.5 ∼ 0.8) × (100 - a) 이고, Zr 농도가 이 범위내이면 표 2 에 나타낸 바와 같이 자왜정수 (λ) 를 절대치로, 5 × 10-7이하로 할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 조성비 b 의 더욱 바람직한 조성범위는 b = (0.6 ∼ 0.7) × (100 - a) 이고, 이 범위내이면 자왜정수 (λ) 를 절대치로 3 × 10-7이하로 할 수 있다.
본 발명에 있어서의 제 1 하부 코어층 (7) 은 자기저항효과 소자층 (3) 을 여분의 신호로부터 보호하기 위한 차폐층으로서 기능하고 있는데, 전술한 바와 같이, 본 발명에서는 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 투자율 (μ) 을 높게 하고, 자왜정수 (λ) 를 낮게 할 수 있으므로, 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 차폐기능을 향상시키는 것이 가능하다.
이상, 상술한 제 1 하부 코어층 (7) 및 제 2 하부 코어층 (8) 은 다음의 방법으로 형성된다.
우선, 도 1 에 도시된 상부 갭층 (6) 이 형성된 후, 스퍼터링 (sputtering) 법이나 증착법에 의해 Co 를 주성분으로 하고 비정질 구조를 주체로 한 연자성막이 성막되어 제 1 하부 코어층 (7) 이 형성된다.
상기 스퍼터링법으로서는 통상적인 RF 스퍼터링, DC 스퍼터링, 마그네트론 스퍼터링, 3극 스퍼터링, 이온빔 스퍼터링, 대향 타깃식 스퍼터링 등의 방법이 사용된다.
또한, 상기 제 1 하부 코어층 (7) 위에, 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 Co 농도보다도 높은 Co 농도를 가지는 비정질 구조를 주체로 한 연자성막이 성막되어 제 2 하부 코어층 (8) 이 형성된다.
또한, 제 1 하부 코어층 (7) 및 제 2 하부 코어층 (8) 의 성막 공정은, 트랙폭 방향으로 자장을 부여하면서 행하여질 수도 있고, 그럼으로써 높은 이방성 자계 (Hk) 를 가지는 제 2 하부 코어층 (8) 의 자화가 트랙폭 방향으로 향하고, 기록 매체로의 기록자계 방향 (도 1 에 대해 수직 방향) 이 자화 곤란축으로 된다. 또한, 제 1 하부 코어층 (7) 의 자화도 이방성 자계 (Hk) 가 낮기는 하지만 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 높은 이방성 자계 (Hk) 의 영향을 받아서, 트랙폭 방향으로 알맞게 갖추어진다.
이어서, 성막 후, 자장 중의 어닐링이 행하여진다. 본 발명에 있어서의 어닐링 처리의 열처리 온도는 200 ℃ ∼ 400 ℃ 의 범위내이다.
열처리 온도가 200 ℃ 이하이면, 제 1 하부 코어층 (7) 의 이방성 자계 (Hk) 가 높아지고, 따라서 상기 제 1 하부 코어층 (7) 에 있어서의 투자율 (μ) 은 저하해 버린다.
또한, 열처리 온도가 400 ℃ 이상이 되면, 자기저항효과 소자층 (3) 의 열확산 등에 의해 재생특성이 저하된다. 또한, 제 1 하부 코어층 (7) 의 이방성 자계 (Hk) 가 1 Oe 이하가 되고, 고주파수 대역에서의 투자율 (μ) 은 급격하게 저하되는 등의 문제도 발생한다.
열처리 온도가 200 ℃ ∼ 400 ℃ 의 범위내이면 제 1 하부 코어층 (7) 의 이방성 자계 (Hk) 를 1 ∼ 5 Oe, 바람직하게는 2 ∼ 3 Oe 으로 할 수 있다. 이와 같이, 제 1 하부 코어층 (7) 의 이방성 자계 (Hk) 를 알맞게 낮출 수 있으므로 제 1 하부 코어층 (7) 의 투자율 (μ) 를 높게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제 2 하부 코어층 (8) 의 이방성 자계 (Hk) 를 10 Oe 이상으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 어닐링 처리공정에서는 트랙폭 방향으로 평행하게 자장을 부여하면서 행해지고, 그럼으로써 높은 이방성 자계 (Hk) 를 가지는 제 2 하부 코어층 (8) 의 자화가 트랙폭 방향으로 알맞게 갖추어진다. 따라서 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 자구 구조는 안정하고, 기록 시에 있어서 양호한 자화 반전이 얻어지며, 코어기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 1 하부 코어층 (7) 은 이방성 자계 (Hk) 가 낮기는 하지만 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 강한 이방성 자계 (Hk) 의 영향을 받아서 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 자화가 트랙폭 방향으로 알맞게 갖추어지고, 따라서 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 자화 구조는 안정하며, 차폐기능을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에서는 종래 단층으로 형성되어 있던 하부 코어층을 2층 구조로 하고 자기저항효과 소자층 (3) 에 대향하는 제 1 하부 코어층 (7) 에 차폐기능을 갖게 하며, 또한 상부 코어층 (11) 에 대향하는 제 2 하부 코어층 (8) 에 코어기능을 갖게 하고 있으므로, 차폐기능 및 코어기능을 동시에 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는 종래부터 하부 코어층으로서 사용되어 온 Ni-Fe 계 합금 대신에 Co 를 주성분으로 하고 비정질 구조를 주체로 한 연자성막을 사용하고, 특히 제 2 하부 코어층 (8) 의 Co 농도를 제 1 하부 코어층 (7) 의 Co 농도보다도 높게 하고 있다.
구체적으로는 제 2 하부 코어층 (8) 의 Co 농도를 85 ∼ 91 %, 제 1 하부 코어층 (7) 의 Co 농도를 78 ∼ 82 % 로 하고, 이 조성에 의해 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 포화자속밀도, 비저항을 높게 할 수 있고 상기 제 2 하부 코어층의 코어기능을 향상시키는 것이 가능하다. 또한 제 1 하부 코어층 (7) 의 투자율을 높게 하고, 또한, Co 이외의 첨가 원소 (Zr, Nb) 의 조성비를 알맞게 조절함으로써 자왜정수를 낮게 할 수 있고, 상기 제 1 하부 코어층의 차폐기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 2 하부 코어층 (8) 로서 사용되는 Co 농도가 높은 비정질 구조를 주체로 한 연자성막을 상부 코어층 (11) 에도 사용하면 상기 상부 코어층 (11) 의 코어기능도 향상시키는 것이 가능하다.
(실시예)
본 발명에서는 Si 기판상에 Co 농도가 상이한 복수의 Co-Zr-Nb 합금을 성막하고, 각각의 시료에 있어서의 포화자속밀도 (Bs), 비저항 (ρ), 보자력 (Hc), 이방성 자계 (Hk) 및 큐리온도 (Tc) 를 측정하였다. 그 실험결과를 도 3 ∼ 도 6 에 나타낸다.
또한, 상기의 성막에서는 통상적인 RF 스퍼터링 장치를 사용하고, Co 타깃에 Zr, Nb 의 펠렛 (pelet) 을 배치한 복합 타깃 (target) 을 사용하고, Ar 가스 분위기 속에서 자장 중에 스퍼터링을 행하였다.
도 3 은, Co 농도 (%) 와 포화자속밀도 (Bs) 와의 관계를 도시하는 그래프이다. 도면에 도시된 바와 같이 포화자속밀도 (Bs) 는 Co 농도가 커질수록 직선적으로 높아지고 있는 것을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 1 에 도시된 제 1 하부 코어층 (7) 의 Co 농도는 78 ∼ 82 (%) 이므로, 도 3 을 보면 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 포화자속밀도 (Bs) 는 0.6 ∼ 0.8 (T) 정도인 것을 알 수 있다.
또한, 도 1 에 도시된 제 2 하부 코어층 (8) 의 Co 농도는 85 ∼ 91 (%) 이므로, 도 3 을 보면 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 포화자속밀도 (Bs) 는 1.0 ∼ 1.4 (T) 정도인 것을 알 수 있다.
이와 같이, 제 2 하부 코어층 (8) 의 Co 농도를 제 1 하부 코어층 (7) 의 Co 농도보다도 크게 함으로써, 제 2 하부 코어층 (8) 의 포화자속밀도 (Bs) 를 제 1 하부 코어층 (7) 의 포화자속밀도 (Bs) 보다도 높게 할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 제 2 하부 코어층 (8) 의 포화자속밀도 (1.0 ∼ 1.4 (T)) 를 도 10 에 도시된 Ni-Fe 합금제의 하부 코어층 (20) 의 포화자속밀도 (1.0 (T) ; 표 1, 표 2 참조) 보다도 높게 할 수 있으므로, 종래에 비해 자화포화가 일어나기 어렵게 되어 있다.
도 4 는, Co 농도 (%) 와 비저항 (ρ) 과의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 비저항 (ρ) 은 Co 농도 (%) 가 커질수록 저하되는 것을 알 수 있다.
78 ∼ 82 % 의 Co 농도를 가지는 제 1 하부 코어층 (7) 의 비저항 (ρ) 은 도 4 를 보면 120 (μΩ·㎝) 이상인 것을 알 수 있다.
또한, 85 ∼ 91 % 의 Co 농도를 갖는 제 2 하부 코어층 (8) 의 비저항 (ρ) 은 도 4 를 보면 90 ∼ 120 (μΩ·㎝) 정도인 것을 알 수 있다.
이것에 대해 Ni-Fe 합금의 비저항은 18 (μΩ·㎝) 정도 (표 1, 표 2 참조) 이고, 따라서 본 발명에서는 제 1 하부 코어층 (7) 및 제 2 하부 코어층 (8) 의 비저항 (μΩ·㎝) 을 종래보다도 높일 수 있고, 고주파수 대역에서의 와전류 손실을 저감시킬 수 있다. 특히, 코어로서 기능하는 제 2 하부 코어층 (8) 의 비저항 (ρ) 를 높임으로써 와전류 손실을 저감시킬 수 있음과 동시에 와전류 손실에 의한 기록 신호의 위상 지연 (NLTS) 을 억제할 수 있다.
도 5 는, Co 농도 (%) 와 보자력 (Hc) 및 이방성 자계 (Hk) 와의 관계를 도시하는 그래프이다. 또한 이 측정에서는 성막 후에 열처리를 행하고 있지 않다.
도 5 에 도시된 바와 같이, Co 농도 (%) 를 크게 하면, 보자력 (Hc) 및 이방성 자계 (Hk) 는 높아지는 것을 알 수 있다.
보자력 (Hc) 은 제 1 하부 코어층 (7) (Co 농도가 78 ∼ 82 %), 제 2 하부 코어층 (8) (Co 농도가 85 ∼ 91 %) 모두 0.5 Oe 이하인 것을 알 수 있다.
이방성 자계 (Hk) 는 제 1 하부 코어층 (7) (Co 농도가 78 ∼ 82 %) 에서는 10 ∼ 12 Oe 정도, 제 2 하부 코어층 (8) (Co 농도가 85 ∼ 91 %) 에서는12.5 ∼ 15 Oe 정도인 것을 알 수 있다.
도 6 은, Co 농도 (%) 와 큐리온도 (Tc) 와의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 6 에 도시된 바와 같이, Co 농도 (%) 를 크게 하면, 큐리온도 (Tc) 는 높아지는 것을 알 수 있다.
본 발명에서는, 제 1 하부 코어층 (7) (Co 농도가 78 ∼ 82 %) 의 큐리온도 (Tc) 를 500 ℃ 이하, 제 2 하부 코어층 (8) (Co 농도가 85 ∼ 91 %) 의 큐리온도 (Tc) 를 600 ℃ 이상으로 할 수 있다.
큐리온도 (Tc) 이상의 열처리를 행하면, 그 연자성막이 가지는 이방성 자계 (Hk) 는 제로가 된다. 즉, 전술한 바와 같이 열처리를 행하고 있지 않은 제 1 하부 코어층 (7) 은 10 Oe 이상의 이방성 자계 (Hk) 를 가지고 있는데, 이 제 1 하부 코어층 (7) 에 500 ℃ 이상의 어닐링 처리를 행하면 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 이방성 자계 (Hk) 는 제로가 되어 버린다.
마찬가지로 열처리를 행하고 있지 않은 제 2 하부 코어층 (8) 은 12.5 Oe 이상의 이방성 자계 (Hk) 를 가지고 있는데, 이 제 2 하부 코어층 (8) 에 600 ℃ 이상의 어닐링 처리를 행하면 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 이방성 자계 (Hk) 는 제로가 되어 버린다.
다음으로, 본 발명에서는 Si 기판상에 Zr 농도와 Nb 농도와의 비율이 상이한 복수의 Co-Zr-Nb 합금을 성막하고, 각각의 시료에 있어서의 자왜정수 (λ) 를 측정하였다. 그 실험결과를 도 7 에 도시한다.
도 7 에 도시된 바와 같이 자왜정수 (λ) 는 Zr/Nb 에 대해 직선적으로 변화하며, Zr/Nb 가 약 0.62 이하이면 상기 자왜정수 (λ) 는 음의 값이 되고, Zr/Nb 가 약 0.62 이상이면 상기 자왜정수 (λ) 는 양의 값이 된다. 즉, Zr 의 첨가량을 증가시킬수록 자왜정수 (λ) 를 양의 값으로 할 수 있고, 반대로 Nb 의 첨가량을 증가시킬수록 자왜정수 (λ) 를 음의 값으로 할 수 있다. 이점에서 Zr 은 자왜를 양의 값으로 하는 작용이 있고, Nb 는 자왜를 음의 값으로 하는 작용이 있는 것을 알 수 있다.
본 발명에서 자왜정수 (λ) 는 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 특히, 차폐기능에 있어서 자구 구조의 안정화에 있어서 자왜정수 (λ) 는 필요불가결한 조건 (표 1 참조) 이다.
또한, 종래로부터 하부 코어층으로서 사용되고 있는 Ni-Fe 계 합금의 자왜정수 (λ) 는 0.5 × 10-7정도 (표 1, 표 2 참조) 로 비교적 낮은데, 본 발명에서는 이 자왜정수 (λ) 보다도 낮은 값이 되도록 Zr/Nb 가 정해져 있다.
도 7 에서 알 수 있는 바와 같이, 자왜정수 (λ) 를 절대치로 5 × 10-7이하로 하는데는, 0.5 ≤ Zr/Nb ≤ 0.8 일 필요가 있다. 즉, Zr 의 조성비를 b (%) 라고 하면, b = (0.5 ∼ 0.8) × (100 - a) 이면 자왜정수 (λ) 를 절대치로 5 × 10-7이하로 할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 자왜정수 (λ) 를 절대치로 3 × 10-7이하로 하는 것이 더욱 바람직하고, 그를 위해서는 도 7 을 보면 알 수 있는 바와 같이, Zr/Nb 를 0.6 ∼ 0.7, 즉 Zr 의 조성비 b (%) 를 b = (0.6 ∼ 0.7) × (100 - a) 로 할 필요가 있다.
다음으로, Co 농도가 80 % 인 Co-Zr-Nb 합금막과 Co 농도가 90 % 인 Co-Zr-Nb 합금막의 2 종류의 시료를 사용하여 어닐링 처리를 행하고, 어닐링 온도와 이방성 자계 (Hk) 와의 관계에 대해 측정하였다. 그 실험결과를 도 8 에 도시한다.
Co 농도가 80 % 인 연자성막 및 Co 농도가 90 % 인 연자성막 모두 어닐링 처리온도가 상승하면 이방성 자계 (Hk) 가 저하되는데, 특히 Co 농도가 80 % 인 연자성막의 이방성 자계 (Hk) 는 어닐링 온도가 약 250 ℃ 이상이 되면, 급격하게 저하되기 시작한다.
이것은 도 6 에 도시된 큐리온도 (Tc) 와 밀접한 관계가 있다.
도 6 에 도시된 바와 같이 Co 농도가 80 % 이면 큐리온도 (Tc) 는 약 400 ℃ 정도이다. 또한, Co 농도가 90 % 이면 큐리온도 (Tc) 는 800 ℃ 이상이다.
그리고, 어닐링 온도가 큐리온도 (Tc) 에 달하면 이방성 자계 (Hk) 는 제로가 된다.
즉, Co 농도가 80 % 인 연자성막에서는, 성막시점에서의 이방성 자계 (Hk) 는 도 5 에 도시된 바와 같이 약 11 Oe 로 높은 값을 나타내고 있는데, 어닐링 처리가 행하여짐으로써 상기 이방성 자계 (Hk) 는 도 8 에 도시된 바와 같은 커브를 그리며 서서히 저하된다. 그리고, 도 8 에 도시된 바와 같이 어닐링 처리가 400 ℃ 정도가 되면, 상기 이방성 자계 (Hk) 는 거의 제로가 된다.
이것에 대해 Co 농도가 90 % 인 연자성막에서는 큐리온도 (Tc) 가 800 ℃ 이상이기 때문에, 어닐링 온도 (℃) 가 400 ℃ 정도에서도 이방성 자계 (Hk) 는 그다지 저하하지 않고, 10 Oe 이상의 이방성 자계 (Hk) 가 유지되어 있다.
그런데, 본 발명에 있어서의 어닐링 온도의 범위는 200 ℃ ∼ 400 ℃ 인데, 그 근거에 대해 아래에 설명한다.
우선, 400 ℃ 를 넘으면 도 1 에 도시된 자기저항효과 소자층 (3) 의 자구 구조에 악영향을 주고, 재생특성이 저하되므로 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에서는 차폐막으로서 기능하는 제 1 하부 코어층 (7) 의 어닐링 처리 후에 있어서의 이방성 자계 (Hk) 는 1 ∼ 5 Oe 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 3 Oe 이다.
차폐막으로서는 그다지 높은 이방성 자계 (Hk) 를 필요로 하지 않는다. 이방성 자계 (Hk) 가 높으면 투자율 (μ) 이 저하해 버리기 때문이다. 단, 이방성 자계 (Hk) 가 1 Oe 이하가 되면, 제 1 하부 코어층 (7) 이 등방성이 되어 바람직하지 않다.
본 발명에서는 제 1 하부 코어층 (7) 의 Co 농도는 78 ∼ 82 % 인데, Co 농도가 상한인 82 % 첨가된 경우, 도 6 에 도시된 바와 같이 큐리온도 (Tc) 는 약 500 ℃ 가 되고, 어닐링 온도가 약 400 ℃ 가 되어도 적어도 1 Oe 이상의 이방성 자계 (Hk) 를 얻을 수 있다. (도 8 참조)
다음으로, Co 농도가 하한인 78 % 첨가되면, 큐리온도 (Tc) 는 300 ℃ 정도까지 저하하는 것을 도 6 으로부터 알 수 있다. 그리고, 어닐링 처리를 행하면 200 ℃ 정도에서 이방성 자계 (Hk) 는 5 Oe 이하가 된다.
또한, 어닐링 온도가 200 ℃ 이하이면, Co 농도를 하한인 78 % 첨가해도 이방성 자계 (Hk) 는 5 Oe 이상이 되고, 투자율 (μ) 저하 등의 문제가 있어 바람직하지 않다.
이상과 같이, 200 ℃ ∼ 400 ℃ 범위내의 어닐링 온도를 알맞게 조절함으로써 78 ∼ 82 % 의 Co 농도를 가지는 제 1 하부 코어층 (7) 의 이방성 자계 (Hk) 를 적어도 1 ∼ 5 Oe 로 하는 것이 가능하다.
또한, 코어로서 기능하는 제 2 하부 코어층 (8) 에서는 이방성 자계 (Hk) 가 높은 것이 바람직하다.
제 2 하부 코어층 (8) 의 Co 농도는 85 ∼ 91 % 이다. Co 농도가 상한의 첨가량인 91 % 첨가된 경우, 도 8 (Co 농도가 90 % 의 그래프) 을 참조하면, 어닐링 온도가 200 ℃ ∼ 400 ℃ 의 범위내이면 10 Oe 이상의 이방성 자계 (Hk) 를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
하한의 첨가량인 85 % 의 Co 가 첨가되면, 도 6 에 도시된 바와 같이 큐리온도 (Tc) 는 600 ℃ 정도가 되는데, 200 ℃ ∼ 400 ℃ 의 범위내의 어닐링 온도를 알맞게 조절하면, 10 Oe 이상의 이방성 자계 (Hk) 를 얻을 수 있다.
이상에 의해, Co 농도가 85 ∼ 91 % 이면 어닐링 처리온도를 200 ℃ ∼ 400 ℃ 의 범위내에서 알맞게 조절하면 언제나 10 Oe 이상의 이방성 자계 (Hk) 를 얻을 수 있다.
다음으로, Co 농도가 상이한 복수의 시료를 300 ℃ 의 어닐링 처리를 행한 후, 10 MHz 에서의 투자율 (μ) 을 측정하였다. 그 실험결과를 도 9 에 도시한다.
도 9 에 도시된 바와 같이, Co 농도가 78 % 로부터 87 % 까지의 범위에서 투자율 (μ) 은 저하하고 있는 것을 알 수 있다. 이것은, Co 농도의 상승에 따라 이방성 자계 (Hk) 가 높아지기 때문이다.
투자율 (μ) 과 이방성 자계 (Hk) 와의 사이에는 투자율 (μ) = 포화자속밀도 (Bs) / 이방성 자계 (Hk) 라는 관계식이 성립된다. 즉, 이방성 자계 (Hk) 가 높아짐으로써 투자율 (μ) 은 저하된다.
본 발명에서는, 차폐막으로서 기능하는 제 1 하부 코어층 (7) 의 Co 농도는 78 ∼ 82 % 이므로, 도 9 에서 알 수 있는 바와 같이 상기 제 1 하부 코어층 (7) 의 투자율 (μ) 을 3000 이상으로 하는 것이 가능하다.
도 9 에 도시된 바와 같이, Co 농도가 87 % 이상이 되면, 투자율 (μ) 은 상승하기 시작한다. 이것은, Co 농도가 커짐으로써 이방성 자계 (Hk) 는 높아지고, 동시에 포화자속밀도 (Bs) 도 상승하는데 (도 3 참조), 특히 포화자속밀도 (Bs) 의 상승율이 이방성 자계 (Hk) 의 상승율보다도 높기 때문이라고 추정된다. 이것에 의해 포화자속밀도 (Bs) / 이방성 자계 (Hk) 로 표시되는 투자율 (μ) 은 상승하기 시작한다.
본 발명에서는 코어로서 기능하는 제 2 하부 코어층 (8) 의 Co 농도가 85 ∼ 91 % 이므로, 도 9 에서 알 수 있는 바와 같이 상기 제 2 하부 코어층 (8) 의 투자율 (μ) 을 1000 정도로 하는 것이 가능하다.
이상 상술한 본 발명에 의하면, 코어기능과 차폐기능을 겸비한 하부 코어층을 2 층 구조로 하며, 상부 코어층과 대향하는 측의 하부 코어층에 코어기능을 갖게 하고, 자기저항효과 소자층에 대향하는 측의 하부 코어층에 차폐기능을 갖게 하면, 상기 코어기능과 차폐기능을 동시에 향상시키는 것이 가능하다.
본 발명에서는, 하부 코어층을 Co 를 주성분으로 하고 비정질 구조를 주체로한 연자성막으로 형성하고, 특히 상부 코어층에 대향하는 측의 하부 코어층의 Co 농도를 자기저항효과 소자층과 대향하는 측의 하부 코어층의 Co 농도보다도 높게 함으로써 각각의 층에 필요한 자기특성을 얻을 수 있다.
구체적으로는, 상부 코어층에 대향하는 측의 하부 코어층의 Co 농도를 85 ∼ 91 % 로 함으로써, 1.0 (T) 이상의 포화자속밀도, 90 μΩ·㎝ 이상의 비저항, 10 Oe 이상의 이방성 자계를 얻을 수 있고, 상기 하부 코어층의 코어기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 자기저항효과 소자층과 대향하는 측의 하부 코어층의 Co 농도를 78 ∼ 82 % 로 함으로써 3000 이상의 투자율, 120 μΩ·㎝ 이상의 비저항을 얻을 수 있고, 또한 첨가 원소인 Zr, Nb 의 조성비를 알맞게 조절함으로써 자왜정수를 절대치로 3 × 10-7이하로 할 수 있으며, 따라서 상기 하부 코어층의 차폐기능을 향상시키는 것이 가능하다.

Claims (69)

  1. 자기저항효과 소자층, 이 자기저항효과 소자층에 검출전류를 부여하는 전극층, 상기 전극층의 위에 절연층을 사이에 두고 형성된 판독헤드의 상부 차폐기능을 겸비한 하부 코어층, 기록 매체와의 대향부에서 상기 하부 코어층과 자기 갭을 사이에 두고 대향하는 상부 코어층, 및 양 코어층에 자계를 부여하는 코일층을 구비하고,
    상기 하부 코어층은 Co 를 주성분으로 하고 비정질 구조를 주체로 한 연자성막이 2 층 적층된 구조로 되어 있고, 상기 2 층 중에서 상기 상부 코어층에 대향하는 상측의 하부 코어층은 상기 자기저항효과 소자층에 대향하는 하측의 하부 코어층보다도 Co 의 농도가 높게 되어 있는 박막자기헤드.
  2. 제 1 항에 있어서, Co 를 주성분으로 하고 비정질 구조를 주체로 한 연자성막의 조성식은 CoaZrbNbc로 표시되고,
    이 연자성막이 상기 상측의 하부 코어층으로서 사용될 때 조성비 a (%) 는 85 ≤ a ≤ 91 이고,
    이 연자성막이 상기 하측의 하부 코어층으로서 사용될 때 조성비 a (%) 는 78 ≤ a ≤ 82 이며,
    조성비 b, c (%) 는 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층 모두 b = (0.5 ∼ 0.8) × (100 - a), c = 100 - a - b 인 박막자기헤드.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자왜정수 (λ) 는 절대치로 3 × 10-7이하인 박막자기헤드.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께와 상기 하측의 하부 코어층의 막 두께를 더한 하부 코어층 전체의 막 두께가 1 ∼ 4 (㎛) 의 범위내인 박막자기헤드.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께가 상기 하부 코어층 전체의 막 두께에 대해 50 % ∼ 90 % 를 차지하고 있는 박막자기헤드.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자화 (磁化) 는 트랙폭 방향으로 갖추어지고, 기록매체로의 기록자계방향 및 기록매체로부터의 외부자계방향이 자화 곤란축으로 되어있는 박막자기헤드.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 조성비 b 는, b = (0.6 ∼ 0.7) × (100 - a) 인 박막자기헤드.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 연자성막을 구성하는 원소 Zr 대신에 Hf 가 첨가된 박막자기헤드.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 연자성막을 구성하는 원소 Nb 대신에 Ta 또는 Mo 가 첨가된 박막자기헤드.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 포화자속밀도 (Bs) 는 1.0 ∼ 1.4 T 의 범위내인 박막자기헤드.
  11. 제 2 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 비저항 (ρ) 은 90 μΩ·㎝ 이상인 박막자기헤드.
  12. 제 2 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 10 Oe 이상인 박막자기헤드.
  13. 제 2 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 포화자속밀도 (Bs) 는 0.6 ∼ 0.8 T 의 범위내인 박막자기헤드.
  14. 제 2 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 비저항 (ρ) 은 120 μΩ·㎝ 이상인 박막자기헤드.
  15. 제 2 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 큐리온도 (Tc) 는 500 ℃ 이하인 박막자기헤드.
  16. 제 2 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 1 ∼ 5 Oe 의 범위내인 박막자기헤드.
  17. 제 2 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 2 ∼ 3 Oe 의 범위인 박막자기헤드.
  18. 제 2 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 투자율 (μ) 은 3000 이상인 박막자기헤드.
  19. 제 2 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자왜정수 (λ) 는 절대치로 5 × 10-7이하인 박막자기헤드.
  20. 제 2 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자왜정수 (λ) 는 절대치로 3 × 10-7이하인 박막자기헤드.
  21. 제 2 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께와 상기 하측의 하부 코어층의 막 두께를 더한 하부 코어층 전체의 막 두께가 1 ∼ 4 (㎛) 의 범위내인 박막자기헤드.
  22. 제 2 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께가 상기 하부 코어층 전체의 막 두께에 대해 50 % ∼ 90 % 를 차지하고 있는 박막자기헤드.
  23. 제 2 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자화는 트랙폭 방향으로 갖추어지며, 기록매체로의 기록자계방향 및 기록매체로부터의 외부자계방향이 자화 곤란축으로 되어 있는 박막자기헤드.
  24. 제 7 항에 있어서, 상기 연자성막을 구성하는 원소 Zr 대신에 Hf 가 첨가된 박막자기헤드.
  25. 제 7 항에 있어서, 상기 연자성막을 구성하는 원소 Nb 대신에 Ta 또는 Mo 가 첨가된 박막자기헤드.
  26. 제 7 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 포화자속밀도 (Bs) 는 1.0 ∼ 1.4 T 의 범위내인 박막자기헤드.
  27. 제 7 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 비저항 (ρ) 은 90 μΩ·㎝ 이상인 박막자기헤드.
  28. 제 7 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 10 Oe 이상인 박막자기헤드.
  29. 제 7 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 포화자속밀도 (Bs) 는 0.6 ∼ 0.8 T 의 범위내인 박막자기헤드.
  30. 제 7 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 비저항 (ρ) 은 120 μΩ·㎝ 이상인 박막자기헤드.
  31. 제 7 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 큐리온도 (Tc) 는 500 ℃ 이하인 박막자기헤드.
  32. 제 7 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 1 ∼ 5 Oe 의 범위내인 박막자기헤드.
  33. 제 7 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 2 ∼ 3 Oe 의 범위인 박막자기헤드.
  34. 제 7 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 투자율 (μ) 은 3000 이상인 박막자기헤드.
  35. 제 7 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자왜정수 (λ) 는 절대치로 5 × 10-7이하인 박막자기헤드.
  36. 제 7 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자왜정수 (λ) 는 절대치로 3 × 10-7이하인 박막자기헤드.
  37. 제 7 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께와 상기 하측의 하부 코어층의 막 두께를 더한 하부 코어층 전체의 막 두께가 1 ∼ 4 ㎛ 의 범위내인 박막자기헤드.
  38. 제 7 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께가 상기 하부 코어층 전체의 막 두께에 대해 50 % ∼ 90 % 를 차지하고 있는 박막자기헤드.
  39. 제 7 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자화는 트랙폭 방향으로 갖추어지고, 기록매체로의 기록자계방향 및 기록매체로부터의 외부자계방향이 자화 곤란축으로 되어 있는 박막자기헤드.
  40. 제 8 항에 있어서, 상기 연자성막을 구성하는 원소 Nb 대신에 Ta 또는 Mo 가 첨가된 박막자기헤드.
  41. 제 8 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 포화자속밀도 (Bs) 는 1.0 ∼ 1.4 T 의 범위내인 박막자기헤드.
  42. 제 8 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 비저항 (ρ) 은 90 μΩ·㎝ 이상인 박막자기헤드.
  43. 제 8 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 10 Oe 이상인 박막자기헤드.
  44. 제 8 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 포화자속밀도 (Bs) 는 0.6 ∼ 0.8 T 의 범위내인 박막자기헤드.
  45. 제 8 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 비저항 (ρ) 은 120 μΩ·㎝ 이상인 박막자기헤드.
  46. 제 8 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 큐리온도 (Tc) 는 500 ℃ 이하인 박막자기헤드.
  47. 제 8 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 1 ∼ 5 Oe 의 범위내인 박막자기헤드.
  48. 제 8 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 2 ∼ 3 Oe 의 범위인 박막자기헤드.
  49. 제 8 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 투자율 (μ) 은 3000 이상인 박막자기헤드.
  50. 제 8 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자왜정수 (λ) 는 절대치로 5 × 10-7이하인 박막자기헤드.
  51. 제 8 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자왜정수 (λ) 는 절대치로 3 × 10-7이하인 박막자기헤드.
  52. 제 8 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께와 상기 하측의 하부 코어층의 막 두께를 더한 하부 코어층 전체의 막 두께가 1 ∼ 4 ㎛ 의 범위내인 박막자기헤드.
  53. 제 8 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께가 상기 하부 코어층 전체의 막 두께에 대해 50 % ∼ 90 % 를 차지하고 있는 박막자기헤드.
  54. 제 8 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자화는 트랙폭 방향으로 갖추어지고, 기록매체로의 기록자계방향 및 기록매체로부터의 외부자계방향이 자화 곤란축으로 되어 있는 박막자기헤드.
  55. 제 9 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 포화자속밀도 (Bs) 는 1.0 ∼ 1.4 T 의 범위내인 박막자기헤드.
  56. 제 9 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 비저항 (ρ) 은 90 μΩ·㎝ 이상인 박막자기헤드.
  57. 제 9 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 10 Oe 이상인 박막자기헤드.
  58. 제 9 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 포화자속밀도 (Bs) 는 0.6 ∼ 0.8 T 의 범위내인 박막자기헤드.
  59. 제 9 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 비저항 (ρ) 은 120 μΩ·㎝ 이상인 박막자기헤드.
  60. 제 9 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 큐리온도 (Tc) 는 500 ℃ 이하인 박막자기헤드.
  61. 제 9 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 1 ∼ 5 Oe 의 범위내인 박막자기헤드.
  62. 제 9 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 이방성 자계 (Hk) 는 2 ∼ 3 Oe 의 범위인 박막자기헤드.
  63. 제 9 항에 있어서, 상기 하측의 하부 코어층의 투자율 (μ) 은 3000 이상인 박막자기헤드.
  64. 제 9 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자왜정수 (λ) 는 절대치로 5 × 10-7이하인 박막자기헤드.
  65. 제 9 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자왜정수 (λ) 는 절대치로 3 × 10-7이하인 박막자기헤드.
  66. 제 9 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께와 상기 하측의 하부 코어층의 막 두께를 더한 하부 코어층 전체의 막 두께가 1 ∼ 4 ㎛ 의 범위내인 박막자기헤드.
  67. 제 9 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층의 막 두께가 상기 하부 코어층 전체의 막 두께에 대해 50 % ∼ 90 % 를 차지하고 있는 박막자기헤드.
  68. 제 9 항에 있어서, 상기 상측의 하부 코어층 및 하측의 하부 코어층의 자화는 트랙폭 방향으로 갖추어지고, 기록매체로의 기록자계방향 및 기록매체로부터의 외부자계방향이 자화곤란축으로 되어 있는 박막자기헤드.
  69. 자기저항효과 소자층, 이 자기저항효과 소자층에 검출전류를 부여하는 전극층, 상기 전극층의 위에 절연층을 사이에 두고 형성된 판독헤드의 상부 차폐기능을 겸비한 하부 코어층, 기록 매체와의 대향부에서 상기 하부 코어층과 자기 갭을 사이에 두고 대향하는 상부 코어층, 및 양 코어층에 자계를 부여하는 코일층을 구비하는 박막자기헤드의 제조방법으로서,
    상기 절연층의 위에 Co 를 주성분으로 하고 비정질 구조를 주체로 하는 연자성막을 성막하여 제 1 하부 코어층을 형성하는 공정,
    상기 제 1 하부 코어층의 위에 상기 제 1 하부 코어층의 Co 농도보다도 높은 Co 농도를 가지고 비정질 구조를 주체로 하는 연자성막을 성막하여 제 2 하부 코어층을 형성하는 공정, 및
    상기 제 1 및 제 2 하부 코어층에 대해 자장 중에 200 ℃ ∼ 400 ℃ 의 범위내의 어닐링 처리를 행하는 공정을 포함하는 박막자기헤드의 제조 방법.
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