專利名稱：薄膜磁頭的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于磁記錄介質(zhì)的記錄/讀取的薄膜磁頭及其制造方法，以及裝載有該磁頭的磁盤裝置。
背景技術(shù)：
伴隨著磁盤裝置記錄的高密度化，記錄介質(zhì)高保磁能力的進(jìn)展，作為記錄磁頭的磁芯材料是要求飽和磁通密度(BS)高的材料，具有能夠在高保磁介質(zhì)上充分寫入的磁場(chǎng)。具有高飽和磁通密度(BS)的材料，如在特開平6-89422號(hào)、特開平8-241503號(hào)、特開平6-346202號(hào)、特開平7-3489號(hào)中記載的那樣，具有較現(xiàn)在作為磁芯材料而采用的Ni45Fe55(BS1.6T)更高BS的CoNiFe(BS＞1.7T)。還有，特許公報(bào)第2821456號(hào)中公開了作為電鍍液，不添加糖精鈉而進(jìn)行電鍍?cè)?，制造出更高BS的鍍膜。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)高記錄密度的磁盤裝置，使用具有能夠在高保磁介質(zhì)上充分寫入磁場(chǎng)的飽和磁通密度(以下簡(jiǎn)寫為BS)高的材料，為了產(chǎn)生更強(qiáng)的磁場(chǎng)，使磁芯穩(wěn)定并且可能使膜加厚形成的制膜技術(shù)是必要的。
但是，使磁芯穩(wěn)定上并且可能使膜加厚形成的制膜技術(shù)，現(xiàn)狀是尚未確立。因此，產(chǎn)生能夠在高保磁介質(zhì)上充分寫入磁場(chǎng)的薄膜磁頭也沒有實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有實(shí)情，目的是提供例如能夠產(chǎn)生在所謂的4000Oe的高保磁介質(zhì)上充分寫入的磁場(chǎng)那樣的，與高記錄密度對(duì)應(yīng)的薄膜磁頭及其制造方法，以及裝載有薄膜磁頭的磁盤裝置。
為了使形成磁芯的磁性膜形成精度高而且厚，使用電鍍法是有效的。使用電鍍法時(shí)，由濺鍍法、CVD法等形成的薄導(dǎo)電膜、也就是基底膜是必要的。
因此，本發(fā)明者詳細(xì)地研究了基底膜，發(fā)現(xiàn)通過控制基底膜的飽和磁通密度和在基底膜上形成的磁性膜的飽和磁通密度，可以形成產(chǎn)生能夠在高保磁介質(zhì)上充分寫入的磁場(chǎng)的磁芯。
本發(fā)明涉及的薄膜磁頭及其制造方法，以及裝載有該磁頭的磁盤裝置正是基于上述的認(rèn)識(shí)而完成的。在具有下部磁極、與該下部磁極相對(duì)設(shè)置的上部磁極、以及在該上、下部磁極之間設(shè)置的磁間隙膜的磁頭中，該上部磁極具有在與磁間隙膜相對(duì)的一側(cè)用濺鍍法形成第1磁性膜和在第1磁性膜上用電鍍法形成第2磁性膜，而且第1磁性膜的飽和磁通密度比第2磁性膜的飽和磁通密度大。這些是構(gòu)成本發(fā)明的主要要素。
由上所述而構(gòu)成的薄膜磁頭，由于能夠制成安定的磁芯而使產(chǎn)生更強(qiáng)的磁場(chǎng)成為可能。


圖1A-圖1D 表示薄膜磁頭記錄頭的磁極層的工藝流程示意2表示CoNiFe膜的組成范圍的三元體系特性3表示糖精鈉的添加量和CoNiFe膜的膜應(yīng)力關(guān)系的特性4薄膜磁頭的斷面5磁盤裝置的斷面示意圖具體實(shí)施方式
關(guān)于本發(fā)明的薄膜磁頭，參照附圖詳細(xì)說明如下適用本發(fā)明的薄膜磁頭具有下部磁極、與下部磁極相對(duì)設(shè)置的上部磁極、以及在該上、下部磁極之間設(shè)置的磁間隙膜，其特征在于上部磁極具有在與磁間隙膜相對(duì)的一側(cè)用濺鍍法形成的第1磁性膜和在第1磁性膜上用電鍍法形成的第2磁性膜，而且第1磁性膜的飽和磁通密度比第2磁性膜的飽和磁通密度大。
進(jìn)行高密度化記錄，記錄頭的磁道在1μm以下，間隙膜厚在0.2μm范圍時(shí)，如果間隙附近的BS比上部磁極材料的BS低，就有可能得不到充分的記錄磁場(chǎng)。因此，本發(fā)明中使第1磁性膜的BS比第2磁性膜的Bs高。由此可以防止間隙附近比上部磁極先飽和，使磁場(chǎng)梯度大幅降低，在高頻率的特性急劇惡化等，這些問題都可以得到回避。
還有，第1磁性膜和第2磁性膜含有CoNiFe或者CoFe，CoNiFe或者CoFe的組成以10≤Co≤80重量％、0≤Ni≤25重量％、15≤Fe≤90重量％為合適。CoNiFe或者CoFe的組成在上述所列的范圍之內(nèi)，就可以成為能夠產(chǎn)生可相應(yīng)于高記錄密度磁場(chǎng)的薄膜磁頭。
而且，優(yōu)選第1磁性膜含有Fe的濃度應(yīng)比第2磁性膜含有Fe的濃度高。由此可以使第1磁性膜的BS比第2磁性膜的BS大。
另外，由于第2磁性膜也使用CoNiFe或者CoFe膜，所以第2磁性膜的結(jié)晶性變得良好，取向性的控制也變得容易。還有由于不同種金屬的層疊而發(fā)生電池反應(yīng)，有可能腐蝕含有CoNiFe的第2磁性膜，但由于本發(fā)明的第1磁性膜也含有CoNiFe，所以這樣的腐蝕不會(huì)發(fā)生。
還有，可以由含有應(yīng)力松馳劑糖精鈉的電鍍?cè)≈苽涞?磁性膜，這樣條件下的電鍍，可以使膜厚達(dá)到3μm以上。
由上述構(gòu)成的薄膜磁頭是可以在保磁力為4000Oe以上的記錄介質(zhì)上記錄。
關(guān)于薄膜磁頭記錄頭的磁極層的工藝流程說明如下。工藝流程如圖1A-圖1D所示。
如圖1A所示，在形成復(fù)讀頭的基板1上，制成46NiFe膜2后，到達(dá)真空度為5×10-5Pa以上，濺鍍室導(dǎo)入Ar氣，使用CoNiFe合金靶，由DC或者RF濺鍍法形成鍍層基底膜3為100nm。
此時(shí)作為結(jié)合層也可以形成5nm左右的非磁性金屬層。使用含Co、Ni、Fe離子，以及含應(yīng)力松馳劑糖精鈉1.5g/L的電鍍液，在表1所示的條件下，用電鍍法制成CoNiFe膜4。
如圖1B所示，在此之上形成磁間隙膜5。磁間隙膜5使用單層或多層的Al2O3、SiO2等絕緣膜。在其上再由CoNiFe形成的第1磁性膜6作為電鍍基底膜，與上述同樣由濺鍍法制成。
如圖1C所示，為形成上部磁芯制作光抗蝕框8且制成期望的圖形后，依次用電鍍法制成由CoNiFe構(gòu)成的第2磁性膜7和46NiFe膜9。在上部以及下部磁極的部分中使用了46NiFe膜，但本發(fā)明如果全部使用CoNiFe膜也是可以的。還有，基底膜厚為100nm，其實(shí)膜厚在50nm-200nm之間都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
表1

如圖1D所示，除去光抗蝕框和基底膜，為了加工所定磁道寬度的上部、下部磁芯，進(jìn)行密封程序，表2表示了有代表性的電鍍條件，但Co、Ni、Fe的組成范圍正如圖2的三元狀態(tài)圖所表示的那樣規(guī)定的10≤Co≤80重量％、0≤Ni≤25重量％、15≤Fe≤90重量％，可以達(dá)到BS＞2.0T。還有這時(shí)施加的電流，無論是直流、還是脈沖電流都可以。
表2

還有，如圖3所示，糖精鈉以0.5g/L添加到電鍍液中，可以使膜的應(yīng)力降低到約200Mpa。但是，添加2.5g/L以上，應(yīng)力幾乎沒有變化。如果膜中糖精鈉含量增加，會(huì)使抗腐蝕性降低，所以添加量以0.5-2.0g/L為最合適。
圖4表示由本發(fā)明制作的CoNiFe膜使用在記錄頭的上部、下部磁芯部分，而制成的記錄復(fù)讀分離型薄膜磁頭的斷面圖。
制作順序是首先在非磁性基板10上形成保護(hù)膜11、下部磁間隙膜(圖中未表示)，在此之上作為復(fù)讀用元件12形成MR或者GMR傳感器。在制成磁區(qū)控制層13、電極膜14后，再制成上部磁間隙膜、上部磁保護(hù)膜(圖中未表示)。
其次制成復(fù)讀元件和記錄元件，在此之上制成具有下部磁性的下部磁芯。作為下部磁芯由46NiFe膜2用電鍍法制成。
再其次是在46NiFe膜2上，用濺鍍形成100nm的CoNiFe基底膜3，用電鍍使CoNiFe鍍膜4達(dá)到所定的厚度而形成下部磁極。
接著是在CoNiFe鍍膜4上，形成磁間隙膜5。為施加記錄電流，形成線圈15和有機(jī)絕緣層16。
接著是形成具有上部磁極的上部磁芯。首先在磁間隙膜5和有機(jī)絕緣層16上，由CoNiFe用濺鍍形成100nm的第1磁性膜6后，用電鍍成膜形成CoNiFe的第2磁性膜7而形成上部磁極。
其次在由CoNiFe構(gòu)成的第2磁性膜7上，依順序用電鍍法成膜46NiFe膜9而形成上部磁芯。還有，在制作上部磁極和上部磁芯之際，制作圖4中沒有顯示的光抗蝕框。
再其次是除去光抗蝕框、基底膜，為了加工上部、下部磁芯達(dá)到所定的磁道寬度，進(jìn)行密封程序。再形成線圈和有機(jī)絕緣層，框鍍46NiFe膜。經(jīng)過這樣制作的記錄復(fù)讀分離型薄膜磁頭表現(xiàn)出良好的記錄特性，也確認(rèn)了在高保磁介質(zhì)上也能充分記錄的事實(shí)。
如圖5所示，裝載薄膜磁頭的磁盤裝置具有記錄情報(bào)的磁盤115、使磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)116、往磁盤里寫入情報(bào)或者從磁盤讀出情報(bào)的磁頭117、決定磁盤位置目標(biāo)的調(diào)節(jié)器118和音量線圈馬達(dá)119。
還具有裝置在磁頭上為了維持和磁盤的亞微細(xì)空間安定的彈簧120、和由上述的調(diào)節(jié)器和音量線圈馬達(dá)而驅(qū)動(dòng)的引導(dǎo)臂121。還有構(gòu)成磁盤旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，決定磁頭位置的控制系統(tǒng)，記錄/再生信號(hào)處理系統(tǒng)沒有在圖中表示。
利用上述構(gòu)成的磁盤裝置，可以在高保磁介質(zhì)上進(jìn)行高密度記錄。
以上說明可以明確看出在本發(fā)明的薄膜磁頭和裝置有薄膜磁頭的磁盤裝置中，上部磁極具有與磁間隙膜相對(duì)一側(cè)由濺鍍法成膜的第1磁性膜和在第1磁性膜上由電鍍法成膜的第2磁性膜，而且由于第1磁性膜的飽和磁通密度比第2磁性膜的飽和磁通密度大，所以可以產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)。因此，利用本發(fā)明的薄膜磁頭和裝置有薄膜磁頭的磁盤裝置，可以在高達(dá)4000Oe的保磁介質(zhì)上進(jìn)行高密度記錄。
還有利用本發(fā)明的薄膜磁頭制造方法，可以提供能夠在高達(dá)4000Oe的保磁介質(zhì)上進(jìn)行高密度記錄的薄膜磁頭。
權(quán)利要求
1.薄膜磁頭的制造方法，該薄膜磁頭具有下部磁極、與下部磁極相對(duì)設(shè)置的上部磁極和在上、下部磁極之間設(shè)置的磁間隙膜，其特征是在磁間隙膜上，由濺鍍法成膜含有Co、Ni、Fe為10≤Co≤80重量％、0≤Ni≤25重量％和15≤Fe≤90重量％的第1磁性膜、而且在第1磁性膜上由電鍍法成膜含有Co、Ni、Fe為10≤Co≤80重量％、0≤Ni≤25重量％和15≤Fe≤90重量％的第2磁性膜而形成的上部磁極。
2.權(quán)利要求1記載的薄膜磁頭的制造方法，其特征是利用含有糖精鈉的電鍍?cè)?，形成?磁性膜。
3.權(quán)利要求2記載的薄膜磁頭的制造方法，其特征是電鍍?cè)≈泻刑蔷c的量為0.5-2g/L。
全文摘要
薄膜磁頭的制造方法，該薄膜磁頭具有下部磁極、與下部磁極相對(duì)設(shè)置的上部磁極和在上、下部磁極之間設(shè)置的磁間隙膜，其特征是在磁間隙膜上，由濺鍍法成膜含有Co、Ni、Fe為10≤Co≤80重量％、0≤Ni≤25重量％和15≤Fe≤90重量％的第1磁性膜、而且在第1磁性膜上由電鍍法成膜含有Co、Ni、Fe為10≤Co≤80重量％、0≤Ni≤25重量％和15≤Fe≤90重量％的第2磁性膜而形成的上部磁極。
文檔編號(hào)G11B5/31GK1645479SQ20041010467
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月19日
發(fā)明者工藤一惠, 岡田泰行, 府山盛明, 丸山洋治, 及川玄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所