(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス電流を用いた電気メッキ法を使用し、メッキ浴中のＦｅイオン濃度を１．０ｇ〜２．０ｇ／ｌにすると共に、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度を１．５以上とし、Ｆｅイオン濃度／αイオン濃度を２以上で４以下とし、Ｃｏの組成比Ｘが２３質量％以上で３２質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙが５８質量％以上で７１質量％以下であり、元素α（元素αはＮｉ，Ｃｒの一方あるいは双方）の組成比Ｚが２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹαＺ合金膜をメッキ形成することを特徴とする軟磁性膜の製造方法。
【請求項２】
メッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度を１．５以上とし、Ｆｅイオン濃度／αイオン濃度を２以上で３．４以下とし、Ｃｏの組成比Ｘは２３．３質量％以上で２８．３質量％以下であり、前記Ｆｅの組成比Ｙは、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、前記元素αの組成比Ｚは、４．２質量％以上で１３．６質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹαＺ合金膜をメッキ形成する請求項１記載の軟磁性膜の製造方法。
【請求項３】
メッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度を１．７以上とし、Ｆｅイオン濃度／αイオン濃度を２以上で３．４以下とし、Ｃｏの組成比Ｘ、Ｆｅの組成比Ｙ、および元素αの組成比Ｚは（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（２６．５質量％、６４．６質量％、８．９質量％）、（２５．５質量％、６３質量％、１１．５質量％）、（２３．３質量％、６７．５質量％、９．２質量％）の３点で囲まれる範囲内であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹＮｉＺ合金膜をメッキ形成する請求項１記載の軟磁性膜の製造方法。
【請求項４】
メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入する請求項１ないし３のいずれかに記載の軟磁性膜の製造方法。
【請求項５】
前記メッキ浴中に２−ブチン−１、４ジオールを混入する請求項１ないし４のいずれかに記載の軟磁性膜の製造方法。
【請求項６】
前記メッキ浴中に２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムを混入する請求項１ないし５のいずれかに記載の軟磁性膜の製造方法。
【請求項７】
磁性材料製の下部コア層と、記録媒体との対向面で前記下部コア層と磁気ギャップを介して対向する上部コア層と、両コア層に記録磁界を誘導するコイル層とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
少なくとも一方のコア層を、請求項１ないし６のいずれかに記載された製造方法による軟磁性膜でメッキ形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記下部コア層上に記録媒体との対向面で下部磁極層を隆起形成し、前記下部磁極層を前記軟磁性膜でメッキ形成する請求項７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】
下部コア層及び上部コア層と、前記下部コア層と上部コア層との間に位置し且つトラック幅方向の幅寸法が前記下部コア層及び上部コア層よりも短く規制された磁極部とを有し、
前記磁極部を、下部コア層と連続する下部磁極層、上部コア層と連続する上部磁極層、および前記下部磁極層と前記上部磁極層間に位置するギャップ層とで形成し、あるいは前記磁極部を、上部コア層と連続する上部磁極層、および前記上部磁極層と下部コア層との間に位置するギャップ層とで形成し、
このとき前記上部磁極層及び／または下部磁極層を、請求項１ないし６のいずれかに記載された製造方法による軟磁性膜でメッキ形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記上部磁極層を前記軟磁性膜でメッキ形成し、前記上部磁極層上に上部コア層を電気メッキ法によりＮｉＦｅ合金膜でメッキ形成する請求項９記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記コア層を、少なくとも磁気ギャップに隣接する部分で２層以上の磁性層で形成し、あるいは前記磁極層を２層以上の磁性層で形成し、このとき前記磁性層のうち前記磁気ギャップに接する磁性層を、前記軟磁性膜によりメッキ形成する請求項７ないし１０のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記磁気ギャップ層に接する以外の他の磁性層を電気メッキ法によりＮｉＦｅ合金でメッキ形成する請求項１１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば薄膜磁気ヘッドのコア材として使用されるＣｏＦｅα（元素αは例えばＮｉ）合金の飽和磁束密度ＢｓをＮｉＦｅ合金のＢｓよりも大きくできると同時に、耐食性に優れた軟磁性膜とこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド、ならびに前記軟磁性膜の製造方法と前記薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば薄膜磁気ヘッドのコア層には、特に今後の高記録密度化に伴い、高い飽和磁束密度Ｂｓを有する磁性材料を使用し、前記コア層のギャップ近傍に磁束を集中させて、記録密度を向上させる必要がある。
【０００３】
前記磁性材料には従来からＮｉＦｅ合金がよく使用されている。前記ＮｉＦｅ合金は、直流電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成され、１．８Ｔ程度の飽和磁束密度Ｂｓを得ることが可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記ＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓをさらに高めるには、例えば直流電流を用いた電気メッキ法に代えてパルス電流による電気メッキ法を用いる。
【０００５】
これにより前記ＮｉＦｅ合金のＢｓを高めることが可能になったが、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上にすることはできなかった。しかも膜面の面粗れがひどくなり、前記ＮｉＦｅ合金が薄膜磁気ヘッドを製造する過程で使用される様々な溶剤に侵食されるといった問題があった。
【０００６】
このようにＮｉＦｅ合金では、高い飽和磁束密度Ｂｓを有すると同時に耐食性にも優れた軟磁性膜を形成することはできなかった。
【０００７】
またＮｉＦｅ合金以外によく使用される軟磁性材料としてＣｏＦｅ合金膜がある。前記ＣｏＦｅ合金膜は、Ｆｅの組成比を適正に調整することで、ＮｉＦｅ合金膜よりも高い飽和磁束密度Ｂｓが得られる一方、次のような問題点が発生した。
【０００８】
薄膜磁気ヘッドや他の磁気素子の構成によっては、前記ＣｏＦｅ合金の上にＮｉＦｅ合金を重ねる場合があるが、前記ＣｏＦｅ合金膜の上にＮｉＦｅ合金膜を電気メッキ法によりメッキ形成するとき、ＣｏＦｅ合金膜がイオン化して溶け出し腐食するといった問題が発生したのである。
【０００９】
これは前記ＣｏＦｅ合金膜とＮｉＦｅ合金膜との間には大きな電位差（標準電極電位差）が発生するからであり、この電位差によりいわゆる電池効果が生じて溶け出すものと考えられる。従って特に高い飽和磁束密度を有する軟磁性膜とＮｉＦｅ合金膜とを重ねてメッキ形成する場合、前記軟磁性膜にＣｏＦｅ合金を使用することができなかった。
【００１０】
またＮｉＦｅ合金膜やＣｏＦｅ合金膜以外にＣｏＦｅＮｉ膜もよく使用される軟磁性膜の一つである。例えば特開平１０−１９９７２６号公報には、表２に組成比の異なる４つのＣｏＦｅＮｉ合金膜と軟磁気特性が記載されている。
【００１１】
しかしながらこの公報におけるＣｏＦｅＮｉ合金膜の組成比では、いずれも飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔを下回り、ＮｉＦｅ合金膜に比べて効果的に大きな飽和磁束密度Ｂｓを得ることができない。
【００１２】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、ＣｏＦｅα合金の組成比を適正化することで、飽和磁束密度ＢｓをＮｉＦｅ合金のＢｓよりも高く、しかも耐食性にも優れた軟磁性膜とこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド、ならびに前記軟磁性膜の製造方法と薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
また本発明は、ＣｏＦｅα合金にＮｉＦｅ合金を重ねてメッキ形成しても前記ＣｏＦｅα合金が溶け出すことを防止でき、高い飽和磁束密度Ｂｓを維持することが可能な軟磁性膜とこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド、ならびに前記軟磁性膜の製造方法と薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的としている。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明における軟磁性膜の製造方法は、パルス電流を用いた電気メッキ法を使用し、メッキ浴中のＦｅイオン濃度を１．０ｇ〜２．０ｇ／ｌにすると共に、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度を１．５以上とし、Ｆｅイオン濃度／αイオン濃度を２以上で４以下とし、Ｃｏの組成比Ｘが２３質量％以上で３２質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙが５８質量％以上で７１質量％以下であり、元素α（元素αはＮｉ，Ｃｒの一方あるいは双方）の組成比Ｚが２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹαＺ合金膜をメッキ形成することを特徴とするものである。
【００３３】
Ｆｅ量は、飽和磁束密度Ｂｓに大きな影響を与える。Ｆｅ量が少ないとＢｓは小さくなる。特開平１０−１９９７２６号公報の表２に挙げられたＣｏＦｅＮｉ合金は、Ｆｅ量が最大でも３０質量％であり、このようにＦｅ量が少ないことが飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔよりも小さくなる原因の一つであると考えられる。
【００３４】
その一方で従来のように直流電流を用いた電気メッキ法によってメッキ形成する方法では、Ｆｅ量を増やすことが難しく、例えばメッキ浴中のＦｅイオン濃度を上げることで、膜中のＦｅ量を増やそうと試みたが、これにも限界があり、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを有するＣｏＦｅＮｉ合金を得ることができなかった。
【００３５】
そこで本発明では、ＣｏＦｅα合金をパルス電流を用いた電気メッキ法によってメッキ形成する。パルス電流を用いた電気メッキ法では、例えば電流制御素子のＯＮ／ＯＦＦを繰返し、メッキ形成時に、電流を流す時間と、電流を流さない空白な時間を設ける。このように電流を流さない時間を設けることで、ＣｏＦｅα合金膜を、少しずつメッキ形成し、直流電流を用いた電気メッキ法に比べメッキ形成時における電流密度の分布の偏りを緩和することが可能になっている。パルス電流による電気メッキ法によれば直流電流による電気メッキ法に比べて軟磁性膜中に含まれるＦｅ含有量の調整が容易になり、前記Ｆｅ含有量を膜中に多く取り込むことができる。
【００３８】
後述する実験に示すように、上記のイオン濃度比で形成されたＣｏＦｅα合金では、飽和磁束密度Ｂｓを２．１５Ｔ以上にでき、また膜面の中心線平均粗さを５ｎｍ以下にでき効果的に高い飽和磁束密度Ｂｓと耐食性に優れた軟磁性膜をメッキ製造することが可能になる。
【００３９】
また本発明では、メッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度を１．５以上とし、Ｆｅイオン濃度／αイオン濃度を２以上で３．４以下とし、Ｃｏの組成比Ｘは２３．３質量％以上で２８．３質量％以下であり、前記Ｆｅの組成比Ｙは、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、前記元素αの組成比Ｚは、４．２質量％以上で１３．６質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹαＺ合金膜をメッキ形成することがより好ましい。後述する実験に示すように、上記のイオン濃度比で形成されたＣｏＦｅα合金では、飽和磁束密度Ｂｓを２．２Ｔ以上にできる。
【００４０】
また本発明では、メッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度を１．７以上とし、Ｆｅイオン濃度／αイオン濃度を２以上で３．４以下とし、Ｃｏの組成比Ｘ、Ｆｅの組成比Ｙ、およ元素αの組成比Ｚは（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（２６．５質量％、６４．６質量％、８．９質量％）、（２５．５質量％、６３質量％、１１．５質量％）、（２３．３質量％、６７．５質量％、９．２質量％）の３点で囲まれる範囲内であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹαＺ合金膜をメッキ形成することが最も好ましい。後述する実験に示すように、上記のイオン濃度比で形成されたＣｏＦｅα合金では、飽和磁束密度Ｂｓを２．２Ｔよりも大きくできる。
【００４１】
また本発明では、ＣｏＦｅα合金のメッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入することが好ましい。サッカリンナトリウム（Ｃ６Ｈ４ＣＯＮＮａＳＯ２）は応力緩和剤としての役割を有しており、したがって前記サッカリンナトリウムを混入することでＣｏＦｅα合金の膜応力を低減させることが可能である。
【００４２】
また本発明では、前記メッキ浴中に、２−ブチン−１、４ジオールを混入することが好ましい。これによってメッキ形成されたＣｏＦｅα合金の結晶粒径の粗大化は抑制され、前記結晶粒径が小さくなることで結晶間に空隙が生じ難くなり、膜面の面粗れが抑制される。面粗れを抑制できることで保磁力Ｈｃを小さくすることも可能になる。
【００４３】
また本発明では、前記メッキ浴中に２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムを混入することが好ましい。これによってメッキ浴中に生じる水素は、界面活性剤である２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムによって除去され、前記水素がメッキ膜に付着することによる面粗れを抑制できる。
【００４４】
また前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムに代えて、ラウリル硫酸ナトリウムを用いても良いが、２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムを用いた方が、メッキ浴中に混入したときの泡立ちが少なく、したがって前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムをメッキ浴中に多く混入することができ、前記水素の除去をより適切に行うことが可能になる。
【００４５】
また本発明は、磁性材料製の下部コア層と、記録媒体との対向面で前記下部コア層と磁気ギャップを介して対向する上部コア層と、両コア層に記録磁界を誘導するコイル層とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
少なくとも一方のコア層を、上記に記載された製造方法による軟磁性膜でメッキ形成することを特徴とするものである。
【００４６】
また本発明では、前記下部コア層上に記録媒体との対向面で下部磁極層を隆起形成し、前記下部磁極層を前記軟磁性膜でメッキ形成することが好ましい。
【００４７】
また本発明は、下部コア層及び上部コア層と、前記下部コア層と上部コア層との間に位置し且つトラック幅方向の幅寸法が前記下部コア層及び上部コア層よりも短く規制された磁極部とを有し、
前記磁極部を、下部コア層と連続する下部磁極層、上部コア層と連続する上部磁極層、および前記下部磁極層と前記上部磁極層間に位置するギャップ層とで形成し、あるいは前記磁極部を、上部コア層と連続する上部磁極層、および前記上部磁極層と下部コア層との間に位置するギャップ層とで形成し、
このとき前記上部磁極層及び／または下部磁極層を、上記に記載された製造方法による軟磁性膜でメッキ形成することを特徴とするものである。
【００４８】
また本発明では、前記上部磁極層を前記軟磁性膜でメッキ形成し、前記上部磁極層上に上部コア層を電気メッキ法によりＮｉＦｅ合金膜でメッキ形成することが好ましい。
【００４９】
また本発明では、前記コア層を、少なくとも磁気ギャップに隣接する部分で２層以上の磁性層で形成し、あるいは前記磁極層を２層以上の磁性層で形成し、このとき前記磁性層のうち前記磁気ギャップに接する磁性層を、前記軟磁性膜によりメッキ形成することが好ましい。
【００５０】
また本発明では、前記磁気ギャップ層に接する以外の他の磁性層を電気メッキ法によりＮｉＦｅ合金でメッキ形成することが好ましい。
【００５１】
上記したように本発明における軟磁性膜としてのＣｏＦｅα合金をパルス電流を用いた電気メッキ方によりメッキ形成することで、Ｃｏの組成比Ｘが２３質量％以上で３２質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙが５８質量％以上で７１質量％以下であり、元素α（ただし元素αはＮｉ，Ｃｒの一方あるいは双方）の組成比Ｚが２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹαＺ合金膜をメッキ形成することが可能になる。
【００５２】
そしてこのような軟磁性膜を薄膜磁気ヘッドのコア材として使用することで、飽和磁束密度Ｂｓが高く高記録密度化を図ることができ、また耐食性にも優れた薄膜磁気ヘッドを歩留まり良く製造することが可能である。
【００５３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施形態の薄膜磁気ヘッドの部分正面図、図２は図１に示す薄膜磁気ヘッドを２−２線から切断し矢印方向から見た縦断面図である。
【００５４】
本発明における薄膜磁気ヘッドは、浮上式ヘッドを構成するセラミック材のスライダ１１のトレーリング側端面１１ａに形成されたものであり、ＭＲヘッドｈ１と、書込み用のインダクティブヘッドｈ２とが積層された、ＭＲ／インダクティブ複合型薄膜磁気ヘッド（以下、単に薄膜磁気ヘッドという）となっている。
【００５５】
ＭＲヘッドｈ１は、磁気抵抗効果を利用してハードディスクなどの記録媒体からの洩れ磁界を検出し、記録信号を読み取るものである。
【００５６】
図２に示すように、前記スライダ１１のトレーリング側端面１１ａ上にＡｌ２Ｏ３膜１２を介してＮｉＦｅ等からなる磁性材料製の下部シールド層１３が形成され、さらにその上に絶縁材料製の下部ギャップ層１４が形成されている。
【００５７】
前記下部ギャップ層１４上には記録媒体との対向面からハイト方向（図示Ｙ方向）に向けて、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子あるいはトンネル型磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子などの磁気抵抗効果素子１０が形成され、さらに前記磁気抵抗効果素子１０及び下部ギャップ層１４上には絶縁材料製の上部ギャップ層１５が形成されている。さらに前記上部ギャップ層１５の上にＮｉＦｅ等の磁性材料で形成された上部シールド層１６が形成されている。ＭＲヘッドｈ１は、前記下部シールド層１３から上部シールド層１６までの積層膜で構成されている。
【００５８】
次に図１及び２に示す実施形態では、前記上部シールド層１６がインダクティブヘッドｈ２の下部コア層としても兼用されており、前記下部コア層１６上には、Ｇｄ決め層１７が形成され、記録媒体との対向面から前記Ｇｄ決め層１７の先端部までの長さ寸法でギャップデプス（Ｇｄ）が規制される。前記Ｇｄ決め層１７は例えば有機絶縁材料で形成される。
【００５９】
また前記下部コア層１６の上面１６ａは図１に示すように、磁極部１８の基端からトラック幅方向（図示Ｘ方向）に離れるにしたがって下面方向に傾く傾斜面で形成されており、これによりサイドフリンジングの発生を抑制することが可能である。
【００６０】
また図２に示すように、記録媒体との対向面から前記Ｇｄ決め層１７上にかけて磁極部１８が形成されている。
【００６１】
前記磁極部１８は下から下部磁極層１９、非磁性のギャップ層２０、及び上部磁極層２１が積層されている。
【００６２】
前記下部磁極層１９は、下部コア層１６上に直接メッキ形成されている。また前記下部磁極層１９の上に形成されたギャップ層２０は、メッキ形成可能な非磁性金属材料で形成されていることが好ましい。具体的には、ＮｉＰ、ＮｉＰｄ、ＮｉＷ、ＮｉＭｏ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｒのうち１種または２種以上から選択されたものであることが好ましい。
【００６３】
なお本発明における具体的な実施形態として前記ギャップ層２０にはＮｉＰが使用される。ＮｉＰで前記ギャップ層２０を形成することで前記ギャップ層２０を適切に非磁性状態にできるからである。
【００６４】
さらに前記ギャップ層２０の上に形成された上部磁極層２１は、その上に形成される上部コア層２２と磁気的に接続される。
【００６５】
上記のようにギャップ層２０がメッキ形成可能な非磁性金属材料で形成されると、下部磁極層１９、ギャップ層２０及び上部磁極層２１を連続メッキ形成することが可能である。
【００６６】
なお前記磁極部１８は、ギャップ層２０及び上部磁極層２１の２層で構成されていてもよい。
【００６７】
図１に示すように、前記磁極部１８はトラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸法がトラック幅Ｔｗで形成されている。
【００６８】
図１及び図２に示すように、前記磁極部１８のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側及びハイト方向後方（図示Ｙ方向）には絶縁層２３が形成されている。前記絶縁層２３の上面は前記磁極部１８の上面と同一平面とされる。
【００６９】
図２に示すように、前記絶縁層２３上にはコイル層２４が螺旋状にパターン形成されている。また前記コイル層２４上は有機絶縁製の絶縁層２５によって覆われている。
【００７０】
図２に示すように、磁極部１８上から絶縁層２５上にかけて上部コア層２２が例えばフレームメッキ法によりパターン形成されている。図１に示すように、前記上部コア層２２の先端部２２ａは、記録媒体との対向面でのトラック幅方向における幅寸法がＴ１で形成され、かかる幅寸法Ｔ１はトラック幅Ｔｗよりも大きく形成されている。
【００７１】
また図２に示すように、前記上部コア層２２の基端部２２ｂは、下部コア層１６上に形成された磁性材料製の接続層（バックギャップ層）２６上に直接接続されている。
【００７２】
本発明では、前記上部磁極層２１及び／または下部磁極層１９が以下の組成比を有する軟磁性膜で形成されている。
【００７３】
組成式がＣｏＸＦｅＹαＺ（ただし元素αは、Ｎｉ、Ｃｒの一方あるいは双方）で示され、Ｃｏの組成比Ｘは、８質量％以上で４８質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙは、５０質量％以上で９０質量％以下であり、元素αの組成比Ｚは、２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たす。
【００７４】
飽和磁束密度Ｂｓは、Ｆｅ量が多いほど大きくすることができる。ただしＦｅ量が多くなりすぎると結晶粒径の粗大化により膜面の面粗れがひどくなり耐食性が低下するとともに飽和磁束密度Ｂｓも低下してしまう。
【００７５】
本発明では上記のようにＦｅ量を５０質量％以上で９０質量％以下にすることで、飽和磁束密度を２．０Ｔ以上にすることができる。
【００７６】
Ｆｅ量を除いた残りの組成比はＣｏの組成比と元素αの組成比になるが、Ｃｏを添加することで、ＮｉとＦｅのみからなるパーマロイよりも高い飽和磁束密度Ｂｓが得られるので、Ｃｏは適量添加される必要がある。一方、元素αが添加されると、ＣｏとＦｅのみからなる磁性材料よりも飽和磁束密度Ｂｓが低下するので、元素αの量は飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔよりも小さくならない程度に添加される必要がある。実験により元素αを２０質量よりも多くすると飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔよりも小さくなることがわかった。
【００７７】
上記の観点を踏まえて本発明では、Ｃｏの組成比Ｘを、８質量％以上で４８質量％以下とし、Ｆｅの組成比Ｙを、５０質量％以上で９０質量％以下とし、元素αの組成比Ｚを、２質量％以上で２０質量％以下とした。これにより飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上にすることができる。また本発明では安定して高い飽和磁束密度を得ることができる。
【００７８】
また結晶が緻密に形成されることで膜面の面粗れを少なくでき、耐食性を向上させることができ、さらに保磁力Ｈｃを小さくすることができる。具体的には前記保磁力を１５８０（Ａ／ｍ）以下にすることが可能である。
【００７９】
またＣｏＦｅα合金が上記組成範囲内であると、１５（μΩ・ｃｍ）以上の比抵抗を得ることができる。また膜応力を４００ＭＰａ以下にすることができる。さらに異方性磁界Ｈｋに関しては、従来から軟磁性材料として一般的に使用されているＮｉＦｅ合金と同程度の異方性磁界Ｈｋを得ることができる。
【００８０】
また本発明では、前記Ｃｏの組成比Ｘは２３質量％以上で３２質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙは、５８質量％以上で７１質量％以下であり、元素αの組成比Ｚは２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが好ましい。
【００８１】
これにより飽和磁束密度Ｂｓをさらに高めることができ、具体的には２．１５Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。また膜面の中心線平均粗さＲａを確実に５ｎｍ以下にすることができる。したがってさらに効果的に高い飽和磁束密度Ｂｓを有し、耐食性に優れた軟磁性膜を製造することが可能である。
【００８２】
また本発明では、前記Ｃｏの組成比Ｘは２３．３質量％以上で２８．３質量％以下であり、前記Ｆｅの組成比Ｙは、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、前記元素αの組成比Ｚは、４．２質量％以上で１３．６質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことがより好ましい。これにより飽和磁束密度を２．２Ｔ以上にできる。また膜面の中心線平均粗さＲａを確実に５ｎｍ以下にすることができる。
【００８３】
また本発明では、Ｃｏの組成比Ｘ、Ｆｅの組成比Ｙ、および元素αの組成比Ｚは（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（２６．５質量％、６４．６質量％、８．９質量％）、（２５．５質量％、６３質量％、１１．５質量％）、（２３．３質量％、６７．５質量％、９．２質量％）の３点で囲まれる範囲内であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが最も好ましい。これにより飽和磁束密度を２．２Ｔよりも大きくできる。また膜面の中心線平均粗さＲａを確実に５ｎｍ以下にすることができる。例えばＦｅの組成比を６６．１質量％、Ｃｏの組成比を２４．６質量％、元素αの組成比を９．３質量％とすると飽和磁束密度を２．２５Ｔにできることが確認されている。
【００８４】
なお前記元素αには、Ｎｉを選択することが好ましい。すなわち上部磁極層２１及び／または下部磁極層１９を、ＣｏＦｅＮｉ合金で形成することが好ましい。前記ＣｏＦｅＮｉ合金を上記組成範囲内で形成することにより、飽和磁束密度Ｂｓを確実に２．０Ｔ以上にできる。またＮｉの添加により特に膜応力を小さくすることが可能である。
【００８５】
以上のように本発明では、上記したＣｏＦｅα合金は、飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔ以上と高い値を得ることが可能であるので、上部磁極層２１及び／または下部磁極層１９に使用することにより、前記磁極層のギャップ近傍に磁束を集中させて記録密度を向上させることが可能である。したがって今後の高記録密度化に対応可能な薄膜磁気ヘッドを製造することができる。しかも上記の組成範囲内で形成されたＣｏＦｅα合金は膜面の面粗れが少なく、耐食性に優れ、また低保磁力Ｈｃである。
【００８６】
図３は、本発明における第２実施形態の薄膜磁気ヘッドの構造を示す部分正面図、図４は図３に示す４−４線から薄膜磁気ヘッドを切断し矢印方向から見た縦断面図である。
【００８７】
この実施形態では、ＭＲヘッドｈ１の構造は図１及び図２と同じである。
図３に示すように下部コア層１６上には、絶縁層３１が形成されている。前記絶縁層３１には、記録媒体との対向面からハイト方向（図示Ｙ方向）後方に所定の長さ寸法で形成されたトラック幅形成溝３１ａが形成されている。前記トラック幅形成溝３１ａは記録媒体との対向面においてトラック幅Ｔｗで形成されている（図３を参照のこと）。
【００８８】
前記トラック幅形成溝３１ａには、下から下部磁極層３２、非磁性のギャップ層３３、及び上部磁極層３４が積層された磁極部３０が形成されている。
【００８９】
前記下部磁極層３２は、下部コア層１６上に直接メッキ形成されている。また前記下部磁極層３２の上に形成されたギャップ層３３は、メッキ形成可能な非磁性金属材料で形成されていることが好ましい。具体的には、ＮｉＰ、ＮｉＰｄ、ＮｉＷ、ＮｉＭｏ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｒのうち１種または２種以上から選択されたものであることが好ましい。
【００９０】
なお本発明における具体的な実施形態として前記ギャップ層３３にはＮｉＰが使用される。ＮｉＰで前記ギャップ層３３を形成することで前記ギャップ層３３を適切に非磁性状態にできるからである。
【００９１】
なお前記磁極部３０は、ギャップ層３３及び上部磁極層３４の２層で構成されていてもよい。
【００９２】
前記ギャップ層３３の上には、記録媒体との対向面からギャップデプス（Ｇｄ）だけ離れた位置から絶縁層３１上にかけてＧｄ決め層３７が形成されている。
【００９３】
さらに前記ギャップ層３３の上に形成された上部磁極層３４は、その上に形成される上部コア層４０と磁気的に接続される。
【００９４】
上記のようにギャップ層３３がメッキ形成可能な非磁性金属材料で形成されると、下部磁極層３２、ギャップ層３３及び上部磁極層３４を連続メッキ形成することが可能である。
【００９５】
図４に示すように前記絶縁層３１の上にはコイル層３８が螺旋状にパターン形成されている。前記コイル層３８は有機絶縁材料などで形成された絶縁層３９によって覆われている。
【００９６】
図３に示すように、トラック幅規制溝３１ａのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面には、前記上部磁極層３４の上面から前記絶縁層３１の上面３１ｂにかけて下部コア層１６から離れる方向にしたがって徐々に幅寸法が広がる傾斜面３１ｃ，３１ｃが形成されている。
【００９７】
そして図３に示すように上部コア層４０の先端部４０ａは、前記上部磁極層３４上面から前記傾斜面３１ｃ，３１ｃ上にかけて下部コア層１６から離れる方向に形成されている。
【００９８】
図４に示すように前記上部コア層４０は、記録媒体との対向面からハイト方向（図示Ｙ方向）にかけて絶縁層３９上に形成され、前記上部コア層４０の基端部４０ｂは下部コア層１６上に直接形成されている。
【００９９】
図３及び図４に示す第２実施形態では、下部磁極層３２及び／または上部磁極層３４が、Ｃｏの組成比Ｘが８質量％以上で４８質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙが５０質量％以上で９０質量％以下であり、元素α（ただし元素αは、Ｎｉ、Ｃｒの一方あるいは双方）の組成比Ｚが２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たしたＣｏＸＦｅＹαＺで形成される。
【０１００】
本発明では、前記Ｃｏの組成比Ｘは２３質量％以上で３２質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙは、５８質量％以上で７１質量％以下であり、元素αの組成比Ｚは２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが好ましい。
【０１０１】
また本発明では、前記Ｃｏの組成比Ｘは２３．３質量％以上で２８．３質量％以下であり、前記Ｆｅの組成比Ｙは、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、前記元素αの組成比Ｚは、４．２質量％以上で１３．６質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことがより好ましい。
【０１０２】
また本発明では、Ｃｏの組成比Ｘ、Ｆｅの組成比Ｙ、および元素αの組成比Ｚは（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（２６．５質量％、６４．６質量％、８．９質量％）、（２５．５質量％、６３質量％、１１．５質量％）、（２３．３質量％、６７．５質量％、９．２質量％）の３点で囲まれる範囲内であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが最も好ましい。
【０１０３】
前記下部磁極層３２及び上部磁極層３４が２．０Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを有する上記したＣｏＦｅα合金で形成されることで、ギャップ近傍に磁束を集中させることができ、記録密度を向上させることができるから、高記録密度化に優れた薄膜磁気ヘッドの製造が可能である。なお前記飽和磁束密度Ｂｓは２．２Ｔ以上であることがより好ましい。
【０１０４】
また前記ＣｏＦｅα合金は、上記組成範囲内で形成されることで結晶が緻密に形成され、膜面での面粗れを抑制でき、耐食性を向上させることができる。本発明では、前記膜面の中心線平均粗さＲａを５ｎｍ以下にすることができる。また保磁力Ｈｃを１５８０（Ａ／ｍ）以下に小さくできる。
【０１０５】
図１ないし図４に示す実施形態では、いずれも下部コア層１６と上部コア層２２、４０間に磁極部１８、３０を有し、前記磁極部１８，３０を構成する下部磁極層１９，３２及び／または上部磁極層２１，３４は、Ｃｏの組成比Ｘが８質量％以上で４８質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙが５０質量％以上で９０質量％以下であり、元素α（ただし元素αは、Ｎｉ、Ｃｒの一方あるいは双方）の組成比Ｚが２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たしたＣｏＸＦｅＹαＺで形成されるが、特に本発明では前記上部磁極層２１，３４が前記ＣｏＸＦｅＹαＺ合金で形成され、前記上部磁極層２１，３４の上に重ねて形成される上部コア層２２，４０がＮｉＦｅ合金でメッキ形成されていることが好ましい。
【０１０６】
前記上部コア層２２，４０は飽和磁束密度Ｂｓよりもむしろ比抵抗が高いことが好ましい。高周波帯域での記録時において、上部コア層２２，４０から前記上部磁極層２１，３４に適切に記録磁界を導くには、前記上部コア層２２，４０の部分で渦電流損失が発生することを抑制する必要があるため、本発明では、ＣｏＦｅα合金よりも比抵抗の高いＮｉＦｅ合金を上部コア層２２，４０に用いることが、高記録密度化を図る上で効果的である。なお前記上部コア層２２，４０には例えばＮｉ８０Ｆｅ２０合金が使用される。
【０１０７】
ところで本発明では上部磁極層２１，３４としてＣｏＦｅα合金を使用し、上部コア層２２，４０としてＮｉＦｅ合金を使用しているが、これにより前記上部コア層２２，４０を電気メッキ法にてメッキ形成しているとき、前記上部磁極層２１，３４がイオン化されて溶け出すのを適切に防止することができる。
【０１０８】
本発明における元素αは、緻密な酸化膜となる不動態膜を作るＮｉやＣｒであり、これらが添加されることで、前記上部磁極層２１，３４の表面には不動態膜が形成され、上部磁極層２１，３４のイオン化を阻止することが可能である。
【０１０９】
これにより上部磁極層２１，３４のイオン化を適切に抑制でき、高い飽和磁束密度Ｂｓ及び耐食性に優れた磁極を維持することができる。
【０１１０】
なお下部磁極層１９，３２もＣｏＦｅα合金で形成されることが好ましく、これにより上部コア層２２，４０をメッキ形成するときの、前記下部磁極層１９，３２のイオン化を効果的に抑制することが可能である。
【０１１１】
また本発明では、前記下部磁極層１９，３２及び／または上部磁極層２１，３４は２層以上の磁性層が積層されて構成されていてもよい。かかる構成の場合、ギャップ層２０，３３に接する側の磁性層が上記組成範囲のＣｏＦｅα合金で形成されることが好ましい。これによってギャップ近傍に磁束をより集中させることができ、今後の高記録密度化に対応可能な薄膜磁気ヘッドを製造することが可能である。
【０１１２】
また前記ギャップ層２０，３３に接する磁性層以外の他の磁性層は、如何なる材質、組成比の磁性材料で形成されても良いが、前記ギャップ層２０，３３に接する側の磁性層よりも飽和磁束密度Ｂｓが小さくなることが好ましく、例えば前記他の磁性層はＮｉＦｅ合金で形成されることが好ましい。これにより前記他の磁性層からギャップ層２０，３３に接する側の磁性層に適切に記録磁界が導かれ高記録密度化を図ることが可能になると共に、前記他の磁性層をメッキ形成するときの、前記ギャップ層２０，３３に接する側の磁性層のイオン化を適切に防止することができる。
【０１１３】
なお前記他の磁性層はＮｉＦｅ合金で形成される必要はなく、ＣｏＦｅα合金などで形成されても良いが、ギャップ層２０，３３に接する側の磁性層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有するように組成比を適切に調整することが好ましい。
【０１１４】
また下部磁極層１９，３２の飽和磁束密度Ｂｓは高いことが好ましいが、上部磁極層２１，３４の飽和磁束密度Ｂｓよりも低くすることにより、下部磁極層と上部磁極層との間における洩れ磁界を磁化反転しやすくすると、より記録媒体への信号の書込み密度を高くできる。
【０１１５】
図５は本発明における第３実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図である。
この実施形態ではＭＲヘッドｈ１が図１と同じである。図５に示すように下部コア層１６にはアルミナなどによる磁気ギャップ層（非磁性材料層）４１が形成されている。さらに前記磁気ギャップ層４１の上にはポリイミドまたはレジスト材料製の絶縁層４３を介して平面的に螺旋状となるようにパターン形成されたコイル層４４が設けられている。なお、前記コイル層４４はＣｕ（銅）などの電気抵抗の小さい非磁性導電性材料で形成されている。
【０１１６】
さらに、前記コイル層４４はポリイミドまたはレジスト材料で形成された絶縁層４５に囲まれ、前記絶縁層４５の上に軟磁性材料製の上部コア層４６が形成されている。
【０１１７】
図５に示すように、前記上部コア層４６の先端部４６ａは、記録媒体との対向面において、下部コア層１６の上に前記磁気ギャップ層４１を介して対向し、磁気ギャップ長Ｇｌ１の磁気ギャップが形成されており、上部コア層４６の基端部４６ｂは図５に示すように、下部コア層１６と磁気的に接続されている。
【０１１８】
本発明では、下部コア層１６及び／または上部コア層４６は、Ｃｏの組成比Ｘが８質量％以上で４８質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙが５０質量％以上で９０質量％以下であり、元素α（ただし元素αは、Ｎｉ、Ｃｒの一方あるいは双方）の組成比Ｚが２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹαＺ合金で形成されている。
【０１１９】
また前記Ｃｏの組成比Ｘは２３質量％以上で３２質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙは、５８質量％以上で７１質量％以下であり、元素αの組成比Ｚは２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが好ましい。
【０１２０】
また本発明では、前記Ｃｏの組成比Ｘは２３．３質量％以上で２８．３質量％以下であり、前記Ｆｅの組成比Ｙは、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、前記元素αの組成比Ｚは、４．２質量％以上で１３．６質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことがより好ましい。
【０１２１】
また本発明では、Ｃｏの組成比Ｘ、Ｆｅの組成比Ｙ、および元素αの組成比Ｚは（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（２６．５質量％、６４．６質量％、８．９質量％）、（２５．５質量％、６３質量％、１１．５質量％）、（２３．３質量％、６７．５質量％、９．２質量％）の３点で囲まれる範囲内であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが最も好ましい。
【０１２２】
上記組成比で形成されたＣｏＦｅα合金は２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを有し、また好ましい組成比では２．１５Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができ、より好ましい組成比では２．２Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができ、最も好ましい組成比では２．２Ｔよりも大きい飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。
【０１２３】
上部コア層４６及び／または下部コア層１６が、２．０Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを有する上記したＣｏＦｅα合金で形成されることで、ギャップ近傍に磁束を集中させることができ、記録密度を向上させることができるから、高記録密度化に優れた薄膜磁気ヘッドの製造が可能である。
【０１２４】
また前記ＣｏＦｅα合金は、上記組成範囲内で形成されることで結晶が緻密に形成され、膜面での面粗れを抑制でき、耐食性を向上させることができる。本発明では、前記膜面の中心線平均粗さＲａを５ｎｍ以下にすることができる。また保磁力Ｈｃを小さくできる。具体的には前記保磁力Ｈｃを１５８０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。
【０１２５】
またＣｏＦｅα合金が上記組成範囲内であると、１５（μΩ・ｃｍ）以上の比抵抗を得ることができる。また膜応力を４００ＭＰａ以下にすることができる。さらに異方性磁界Ｈｋに関しては、従来から軟磁性材料として一般的に使用されているＮｉＦｅ合金と同程度の異方性磁界Ｈｋを得ることができる。
【０１２６】
図６は本発明における第４実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図である。
図５との違いは、上部コア層４６が２層の磁性層で積層されて構成されていることである。
【０１２７】
前記上部コア層４６は、高い飽和磁束密度Ｂｓを有する高Ｂｓ層４７とその上に積層された上層４８とで構成されている。
【０１２８】
前記高Ｂｓ層４７は、Ｃｏの組成比Ｘが８質量％以上で４８質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙが５０質量％以上で９０質量％以下であり、元素α（ただし元素αは、Ｎｉ、Ｃｒの一方あるいは双方）の組成比Ｚが２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹαＺ合金で形成されている。
【０１２９】
また前記Ｃｏの組成比Ｘは２３質量％以上で３２質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙは、５８質量％以上で７１質量％以下であり、元素αの組成比Ｚは２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが好ましい。
【０１３０】
また本発明では、前記Ｃｏの組成比Ｘは２３．３質量％以上で２８．３質量％以下であり、前記Ｆｅの組成比Ｙは、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、前記元素αの組成比Ｚは、４．２質量％以上で１３．６質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことがより好ましい。
【０１３１】
また本発明では、Ｃｏの組成比Ｘ、Ｆｅの組成比Ｙ、および元素αの組成比Ｚは（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（２６．５質量％、６４．６質量％、８．９質量％）、（２５．５質量％、６３質量％、１１．５質量％）、（２３．３質量％、６７．５質量％、９．２質量％）の３点で囲まれる範囲内であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが最も好ましい。
【０１３２】
これにより前記高Ｂｓ層４７の飽和磁束密度Ｂｓを少なくとも２．０以上にできる。また好ましくは前記Ｂｓを２．１５Ｔ以上にすることができ、より好ましくは前記Ｂｓを２．２Ｔ以上にすることができ、最も好ましくは前記Ｂｓを２．２Ｔよりも大きくすることができる。
【０１３３】
前記ＣｏＦｅα合金で形成された高Ｂｓ層４７は結晶が緻密に形成されることで、前記高Ｂｓ層４７の膜面の面粗れを小さくでき、よって耐食性を向上させることができ、しかも保磁力Ｈｃを小さくすることができる。具体的には、前記膜面の中心線平均粗さＲａを５ｎｍ以下にでき、前記保磁力Ｈｃを１５８０（Ａ／ｍ）以下にすることができる。さらにＣｏＦｅα合金を使用した場合には比抵抗を１５（μΩ・ｃｍ）以上にできる。また膜応力を４００ＭＰａ以下にできる。
【０１３４】
前記上部コア層４６を構成する上層４８は、高Ｂｓ層４７に比べて飽和磁束密度Ｂｓが小さくなっているものの、前記高Ｂｓ層４７よりも比抵抗が高くされている。前記上層４８は例えばＮｉ８０Ｆｅ２０合金で形成される。
【０１３５】
前記ＮｉＦｅ合金は本発明におけるＣｏＦｅα合金よりも飽和磁束密度Ｂｓが低くなるものの比抵抗は高くなる。これによって前記高Ｂｓ層４７が前記上層４８よりも高い飽和磁束密度Ｂｓを有し、ギャップ近傍に磁束を集中させて、記録分解能を向上させることが可能になる。なお前記上層４８はＮｉＦｅ合金で形成される必要はなく、ＣｏＦｅα合金などで形成されてもよいが、かかる場合、上層４８の飽和磁束密度Ｂｓが高Ｂｓ層４７の飽和磁束密度Ｂｓよりも小さくなるように組成比を調整する必要がある。
【０１３６】
また前記上部コア層４６に比抵抗の高い上層４８が設けられたことで、記録周波数が上昇することにより発生する渦電流による損失を低減させることができ、今後の高記録周波数化に対応可能な薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
【０１３７】
また本発明では図６に示すように、高Ｂｓ層４７が、ギャップ層４１と対向する下層側に形成されていることが好ましい。また前記高Ｂｓ層４７はギャップ層４１上に直接接する上部コア層４６の先端部４６ａのみに形成されていてもよい。
【０１３８】
また下部コア層１６も、高Ｂｓ層と高比抵抗層の２層で構成されていてもよい。かかる構成の場合、高比抵抗層の上に高Ｂｓ層が積層され、前記高Ｂｓ層がギャップ層４１を介して上部コア層４６と対向する。
【０１３９】
また図６に示す実施形態では、上部コア層４６が２層の積層構造となっているが、３層以上であってもよい。かかる構成の場合、高Ｂｓ層４７は、磁気ギャップ層４１に接する側に形成されることが好ましい。
【０１４０】
また高Ｂｓ層４７を本発明におけるＣｏＦｅα合金で形成し、上層４８をＮｉＦｅ合金で電気メッキ法にてメッキ形成するとき、前記高Ｂｓ層４７の表面にはＮｉやＣｒの不動態膜が形成されているため、前記高Ｂｓ層４７がイオン化されて溶け出す現象を適切に抑制することができる。
【０１４１】
図７は本発明における第５実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図である。
図７の実施形態ではＭＲヘッドｈ１の構成は図１と同じである。図７に示すように下部コア層１６の上に下部磁極層５０が記録媒体との対向面から隆起形成されている。前記下部磁極層５０のハイト方向後方（図示Ｙ方向）には絶縁層５１が形成されている。前記絶縁層５１の上面は、凹形状となり、コイル形成面５１ａが形成されている。
【０１４２】
前記下部磁極層５０上から前記絶縁層５１上にかけてギャップ層５２が形成されている。さらに前記絶縁層５１のコイル形成面５１ａ上にはギャップ層５２を介してコイル層５３が形成されている。前記コイル層５３上は有機絶縁製の絶縁層５４によって覆われている。
【０１４３】
図７に示すように上部コア層５５は、前記ギャップ層５２上から絶縁層５４上にかけて例えばフレームメッキ法によりパターン形成されている。
【０１４４】
前記上部コア層５５の先端部５５ａは前記ギャップ層５２上に下部磁極層５０と対向して形成される。前記上部コア層５５の基端部５５ｂは、下部コア層１６上に形成された持上げ層５６を介して前記下部コア層１６に磁気的に接続される。
【０１４５】
この実施形態においては、上部コア層５５及び／または下部磁極層５０はＣｏの組成比Ｘが８質量％以上で４８質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙが５０質量％以上で９０質量％以下であり、元素α（ただし元素αは、Ｎｉ、Ｃｒの一方あるいは双方）の組成比Ｚが２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹαＺ合金で形成されている。
【０１４６】
また前記Ｃｏの組成比Ｘは２３質量％以上で３２質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙは、５８質量％以上で７１質量％以下であり、元素αの組成比Ｚは２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが好ましい。
【０１４７】
また本発明では、前記Ｃｏの組成比Ｘは２３．３質量％以上で２８．３質量％以下であり、前記Ｆｅの組成比Ｙは、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、前記元素αの組成比Ｚは、４．２質量％以上で１３．６質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことがより好ましい。
【０１４８】
また本発明では、Ｃｏの組成比Ｘ、Ｆｅの組成比Ｙ、および元素αの組成比Ｚは（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（２６．５質量％、６４．６質量％、８．９質量％）、（２５．５質量％、６３質量％、１１．５質量％）、（２３．３質量％、６７．５質量％、９．２質量％）の３点で囲まれる範囲内であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが最も好ましい。
【０１４９】
図７では下部磁極層５０が形成され、前記下部磁極層５０が下部コア層１６よりも高い飽和磁束密度Ｂｓを有する前記ＣｏＦｅα合金で形成されると、ギャップ近傍に磁束を集中させることができ記録密度の向上を図ることが可能である。
【０１５０】
また上部コア層５５は、その全体が前記ＣｏＦｅα合金で形成されていてもよいが、図６と同様に前記上部コア層５５が２層以上の磁性層の積層構造であり、そのギャップ層５２と対向する側が高Ｂｓ層として前記ＣｏＦｅα合金膜で形成されていてもよい。またかかる場合、前記上部コア層５５の先端部５５ａのみが２層以上の磁性層の積層構造で形成され、前記ギャップ層５２上に接して高Ｂｓ層が形成されていることが、ギャップ近傍に磁束を集中させ、記録密度を向上させる点からして好ましい。
【０１５１】
なお本発明では、図１ないし図７に示す各実施形態においてＣｏＦｅα合金膜はメッキ形成されていることが好ましい。本発明では前記ＣｏＦｅα合金をパルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成することができる。
【０１５２】
また前記ＣｏＦｅα合金をメッキ形成することで任意の膜厚で形成でき、スパッタで形成するよりも厚い膜厚で形成することが可能になる。
【０１５３】
また各実施形態において、符号１６の層は、下部コア層と上部シールド層の兼用層となっているが、前記下部コア層と上部シールド層とが別々に形成されていてもよい。かかる場合、前記下部コア層と上部シールド層間には絶縁層を介在させる。
【０１５４】
次に図１ないし図７に示す薄膜磁気ヘッドの一般的な製造方法について以下に説明する。
【０１５５】
図１及び図２に示す薄膜磁気ヘッドは、下部コア層１６上にＧｄ決め層１７を形成した後、レジストを用いて記録媒体との対向面からハイト方向に下部磁極層１９、非磁性のギャップ層２０及び上部磁極層２１から成る磁極部１８を連続メッキによって形成する。次に前記磁極部１８のハイト方向後方に絶縁層２３を形成した後、例えばＣＭＰ技術を用いて前記磁極部１８の上面と前記絶縁層２３の上面とを同一平面に平坦化する。前記絶縁層２３の上にコイル層２４を螺旋状にパターン形成した後、前記コイル層２４の上に絶縁層２５を形成する。そして前記磁極部１８上から絶縁層２５上にかけて上部コア層２２を例えばフレームメッキ法により形成する。
【０１５６】
図３及び図４に示す薄膜磁気ヘッドは、下部コア層１６上に絶縁層３１を形成した後、レジストを用いて前記絶縁層３１の記録媒体との対向面からハイト方向後方に向けてトラック幅形成溝３１ａを形成する。さらに前記トラック幅形成溝３１ａに図３に示す傾斜面３１ｃ，３１ｃを形成する。
【０１５７】
前記トラック幅形成溝３１ａ内に、下部磁極層３２、非磁性のギャップ層３３を形成する。前記ギャップ層３３上から絶縁層３１上にＧｄ決め層３７を形成した後、前記ギャップ層３３上に上部磁極層３４をメッキ形成する。次に前記絶縁層３１上にコイル層３８を螺旋状にパターン形成した後、前記コイル層３８上に絶縁層３９を形成する。そして前記上部磁極層３４上から絶縁層３９上にかけて上部コア層４０を例えばフレームメッキ法にて形成する。
【０１５８】
図５、図６に示す薄膜磁気ヘッドは、まず下部コア層１６上にギャップ層４１を形成し、さらに絶縁層４３を形成した後、前記絶縁層４３の上にコイル層４４をパターン形成する。前記コイル層４４上に絶縁層４５を形成した後、ギャップ層４１から前記絶縁層４５上にかけて上部コア層４６をフレームメッキ法によりパターン形成する。
【０１５９】
図７に示す薄膜磁気ヘッドは、まず下部コア層１６上にレジストを用いて下部磁極層５０を形成し、さらに前記下部磁極層５０のハイト方向後方に絶縁層５１を形成する。前記下部磁極層５０と前記絶縁層５１の上面はＣＭＰ技術によって一旦平坦化された後、前記絶縁層５１の上面に凹形状となるコイル形成面５１ａを形成する。次に前記下部磁極層５０上から前記絶縁層５１上にギャップ層５２を形成した後、前記ギャップ層５２上にコイル層５３を螺旋状にパターン形成し、さらに前記コイル層５３上に絶縁層５４を形成する。そして、前記ギャップ層５２上から絶縁層５４上にかけて上部コア層５５を例えばフレームメッキ法によりパターン形成する。
【０１６０】
次に本発明における、Ｃｏの組成比Ｘが８質量％以上で４８質量％以下であり、Ｆｅの組成比Ｙが５０質量％以上で９０質量％以下であり、元素α（ただし元素αは、Ｎｉ、Ｃｒの一方あるいは双方）の組成比Ｚが２質量％以上で２０質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹαＺ合金のメッキ形成法について以下に説明する。
【０１６１】
本発明では、前記ＣｏＦｅα合金をパルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成するものである。
【０１６２】
パルス電流を用いた電気メッキ法では、例えば電流制御素子のＯＮ／ＯＦＦを繰返し、メッキ形成時に、電流を流す時間と、電流を流さない空白な時間を設ける。このように電流を流さない時間を設けることで、ＣｏＦｅα合金膜を、少しずつメッキ形成し、そしてメッキ浴に占めるＦｅイオンの濃度を増やしても、従来のように直流電流を用いた場合に比べメッキ形成時における電流密度の分布の偏りを緩和することが可能になっている。
【０１６３】
なおパルス電流は、例えば数秒サイクルでＯＮ／ＯＦＦを繰返し、デューティ比を０．１〜０．５程度にすることが好ましい。パルス電流の条件は、ＣｏＦｅα合金の平均結晶粒径及び膜面の中心線平均粗さＲａに影響を与える。
【０１６４】
上記のようにパルス電流による電気メッキ法では、メッキ形成時における電流密度の分布の偏りを緩和することができるから、直流電流による電気メッキ法に比べてＣｏＦｅα合金に含まれるＦｅ含有量を従来よりも増やすことが可能になる。
【０１６５】
本発明では、前記パルス電流による電気メッキ法により、従来の直流電流を用いた電気メッキ法に比べて、組成比の調整の自由度が増し、ＣｏＦｅα合金のＣｏの組成比Ｘを８質量％以上で４８質量％以下に容易に調整でき、Ｆｅの組成比Ｙを５０質量％以上で９０質量％以下に容易に調整でき、元素αの組成比Ｚを２質量％以上で２０質量％以下に容易に調整することが可能である。
【０１６６】
また本発明では、メッキ浴組成を以下のように限定することで、前記Ｃｏの組成比Ｘを２３質量％以上で３２質量％以下、Ｆｅの組成比Ｙを、５８質量％以上で７１質量％以下、元素αの組成比Ｚを２質量％以上で２０質量％以下にでき、かかる組成比で形成されたＣｏＦｅα合金では、飽和磁束密度Ｂｓを２．１５Ｔ以上にでき、しかも膜面の中心線平均粗さＲａを５ｎｍ以下にでき、効果的に高い飽和磁束密度を有し、しかも耐食性に優れた軟磁性膜を製造することができる。
【０１６７】
本発明では、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上にし、Ｆｅイオン濃度／αイオン濃度の比率を２以上で４以下にする。後述の実験結果に示すように、上記比率であるとＣｏＦｅα合金のＦｅ組成比を５８質量％以上で７１質量％以下にでき、Ｃｏ組成比を、２３質量％以上で３２質量％以下にできる。
【０１６８】
一方、上記のイオン濃度の比率から外れるメッキ浴組成であると、Ｆｅ量が５０質量％を下回る場合があり、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得られないことがあり、安定して高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができなくなる。さらに膜面の中心線平均粗さＲａは５ｎｍよりも大きくなる場合があり、耐食性が悪化する可能性がある。
【０１６９】
また本発明では、Ｆｅイオン濃度は、従来よりも低いことが好ましく、具体的には１．０ｇ／ｌ以上で２．０ｇ／ｌ以下で設定されることが好ましい。従来では、前記Ｆｅイオン濃度は例えば４．０ｇ／ｌ程度であったが、低濃度にすることで攪拌効果を上げることができ、より適切にＣｏＦｅα合金のＦｅ含有量を大きくすることができるとともに緻密な結晶を形成でき、耐食性に優れたＣｏＦｅα合金にすることができる。
【０１７０】
また本発明では、メッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度を１．５以上とし、Ｆｅイオン濃度／αイオン濃度を２以上で３．４以下とし、Ｃｏの組成比Ｘは２３．３質量％以上で２８．３質量％以下であり、前記Ｆｅの組成比Ｙは、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、前記元素αの組成比Ｚは、４．２質量％以上で１３．６質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹαＺ合金膜をメッキ形成することが好ましい。
【０１７１】
かかる組成比で形成されたＣｏＦｅα合金では、飽和磁束密度Ｂｓを２．２Ｔ以上にでき、しかも膜面の中心線平均粗さＲａを５ｎｍ以下にでき、効果的に高い飽和磁束密度を有し、しかも耐食性に優れた軟磁性膜を製造することができる。
【０１７２】
また本発明では、メッキ浴中のＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度を１．７以上とし、Ｆｅイオン濃度／αイオン濃度を２以上で３．４以下とし、Ｃｏの組成比Ｘ、Ｆｅの組成比Ｙ、および元素αの組成比Ｚは（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（２６．５質量％、６４．６質量％、８．９質量％）、（２５．５質量％、６３質量％、１１．５質量％）、（２３．３質量％、６７．５質量％、９．２質量％）の３点で囲まれる範囲内であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすＣｏＸＦｅＹＮｉＺ合金膜をメッキ形成することが最も好ましい。
【０１７３】
かかる組成比で形成されたＣｏＦｅα合金では、飽和磁束密度Ｂｓを２．２Ｔよりも大きくでき、しかも膜面の中心線平均粗さＲａを５ｎｍ以下にでき、効果的に高い飽和磁束密度を有し、しかも耐食性に優れた軟磁性膜を製造することができる。特にＦｅの組成比を６６．１質量％、Ｃｏの組成比を２４．６質量％、元素αの組成比を９．３質量％とすれば、飽和磁束密度Ｂｓを２．２５Ｔにまで大きくできることが確認されている。
【０１７４】
また本発明では、ＣｏＦｅα合金のメッキ浴中にサッカリンナトリウム（Ｃ６Ｈ４ＣＯＮＮａＳＯ２）を混入することが好ましい。前記サッカリンナトリウムは応力緩和剤の役割を持っており、メッキ形成されたＣｏＦｅα合金の膜応力を低減させることが可能になる。なお元素αにＮｉを選択すると、より膜応力を低減させることが可能である。
【０１７５】
また上記したＣｏＦｅα合金のメッキ浴中に、２−ブチン−１、４ジオールを混入することが好ましい。これにより前記ＣｏＦｅα合金の結晶粒径の粗大化を抑制し保磁力Ｈｃを低減させることができる。
【０１７６】
また本発明では、前記ＣｏＦｅα合金のメッキ浴中に２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムを混入することが好ましい。
【０１７７】
前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムは界面活性剤である。前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムの混入によって、ＣｏＦｅα合金のメッキ形成時に発生する水素を除去でき、メッキ膜に前記水素が付着することを防止することができる。前記メッキ膜に水素が付着すると、結晶が緻密に形成されずその結果、膜面の面粗れをひどくする原因となるため、本発明のように前記水素を除去することで、前記メッキ膜の膜面の面粗れを小さくでき、保磁力Ｈｃを小さくすることが可能である。
【０１７８】
なお前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムに代えてラウリル硫酸ナトリウムを混入してもよいが、前記ラウリル硫酸ナトリウムは、前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムに比べてメッキ浴中に入れたとき泡立ちやすいために、前記ラウリル硫酸ナトリウムを効果的に水素を除去できる程度に混入することが難しい。このため本発明では、前記ラウリル硫酸ナトリウムに比べて泡立ちにくい２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムを水素を効果的に除去できる程度に混入することができて好ましい。
【０１７９】
また前記メッキ浴中にホウ酸を混入することが好ましい。ホウ酸は、電極表面のｐＨ緩衝剤となり、またメッキ膜の光沢を出すのに効果的である。
【０１８０】
なお本発明では、ＣｏＦｅα合金の用途として図１ないし図７に示す薄膜磁気ヘッドを提示したが、この用途に限定されるものではない。例えば前記ＣｏＦｅα合金は、薄膜インダクタ等の平面型磁気素子等にも使用可能である。
【０１８１】
【実施例】
本発明では、以下に示されたメッキ浴からパルス電流による電気メッキ法を用いてＣｏＦｅＮｉ合金をメッキ形成し、この際、前記ＣｏＦｅＮｉ合金の組成比と軟磁気特性及び膜特性との関係について調べた。
【０１８２】
まずＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．５よりも小さく、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率が２よりも小さくなる場合のメッキ浴組成は以下の表１に示されている。
【０１８３】
【表１】
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【０１８４】
表１に示すメッキ浴では、Ｆｅイオン濃度を２ｇ／ｌ、Ｃｏイオン濃度を１．３５ｇ／ｌ、さらにＮｉイオン濃度を２．２３ｇ／ｌとした。またメッキ浴に表１に表示された量のサッカリンナトリウム、２−エチルヘキシル硫酸ナトリウム、２−ブチン−１，４−ジオール、ホウ酸、および塩化ナトリウムを添加した。
【０１８５】
次にＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．５以上で、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率が２よりも小さくなる場合のメッキ浴組成は以下の表２に示されている。
【０１８６】
【表２】
0003629431.tif 000003
【０１８７】
表２に示すメッキ浴では、Ｆｅイオン濃度を２ｇ／ｌ、Ｃｏイオン濃度を１．２６ｇ／ｌ、さらにＮｉイオン濃度を２ｇ／ｌとした。また他のメッキ浴ではＦｅイオン濃度を３．７２ｇ／ｌ、Ｃｏイオン濃度を２．３８ｇ／ｌ、さらにＮｉイオン濃度を３．２９ｇ／ｌとした。また上記各メッキ浴から、サッカリンナトリウム、２−エチルヘキシル硫酸ナトリウム、２−ブチン−１，４−ジオールの添加量が表にあるように異なる複数のメッキ浴を作った。そして各複数のメッキ浴組成からＣｏＦｅＮｉ合金を製造した。
【０１８８】
次にＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．５以上で、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率が２以上で４以下となる場合のメッキ浴組成は以下の表３に示されている。
【０１８９】
【表３】
0003629431.tif 000004
【０１９０】
表３に示すメッキ浴では、Ｆｅイオン濃度を１．１７ｇ／ｌ、Ｃｏイオン濃度を０．５７ｇ／ｌ、さらにＮｉイオン濃度を０．３５ｇ／ｌとした。他のメッキ浴では、Ｆｅイオン濃度を１．１７ｇ／ｌ、Ｃｏイオン濃度を０．７３ｇ／ｌ、さらにＮｉイオン濃度を０．４５ｇ／ｌとした。また他のメッキ浴では、Ｆｅイオン濃度を１．２９ｇ／ｌ、Ｃｏイオン濃度を０．７３ｇ／ｌあるいは０．８７、さらにＮｉイオン濃度を０．４５ｇ／ｌあるいは０．４９ｇ／ｌとした。また他のメッキ浴では、Ｆｅイオン濃度を１．４１ｇ／ｌ、Ｃｏイオン濃度を０．８７ｇ／ｌあるいは０．６９ｇ／ｌ、さらにＮｉイオン濃度を０．５４ｇ／ｌあるいは０．３５ｇ／ｌとした。また他のメッキ浴では、Ｆｅイオン濃度を１．６１ｇ／ｌ、Ｃｏイオン濃度を０．８７ｇ／ｌ、さらにＮｉイオン濃度を０．５４ｇ／ｌとした。また他のメッキ浴では、Ｆｅイオン濃度を１．８１ｇ／ｌ、Ｃｏイオン濃度を０．８７ｇ／ｌ、さらにＮｉイオン濃度を０．５４ｇ／ｌとした。また上記各メッキ浴から、サッカリンナトリウム、２−エチルヘキシル硫酸ナトリウム、２−ブチン−１，４−ジオールの添加量が表にあるように異なる複数のメッキ浴を作った。そして各複数のメッキ浴組成からＣｏＦｅＮｉ合金を製造した。
【０１９１】
次にＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．５以上で、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率が３．４以下となる場合のメッキ浴組成は以下の表４に示されている。
【０１９２】
【表４】
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【０１９３】
次にＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．７以上で、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率が３．４以下となる場合のメッキ浴組成は以下の表５に示されている。
【０１９４】
【表５】
0003629431.tif 000006
【０１９５】
次にＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．８で、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率が３．０以下となる場合のメッキ浴組成は以下の表６に示されている。
【０１９６】
【表６】
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【０１９７】
次にＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率が１．５以上で、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率が４よりも大きくなる場合のメッキ浴組成は以下の表７に示されている。
【０１９８】
【表７】
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【０１９９】
また表１ないし表７のメッキ浴組成からＣｏＦｅＮｉ合金をメッキ形成するとき、以下の成膜条件を共通にした。
【０２００】
まずメッキ浴温度を３０℃に設定した。また電極のｐＨを２．８に設定した。また電流密度を４６．８ｍＡ／ｃｍ２に設定した。さらにパルス電流のディーティー比（ＯＮ／ＯＦＦ）を４００／１０００ｍｓｅｃに設定した。またアノード側の電極にはＦｅ電極を用いた。
【０２０１】
表１ないし表７の各メッキ浴組成でメッキ形成されたＣｏＦｅＮｉ合金の軟磁気特性及び膜特性については以下の通りであった。
【０２０２】
【表８】
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【０２０３】
表８は、表１の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５よりも小さくし、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度を２よりも小さくした場合の実験結果である。
【０２０４】
表８に示すように、ＣｏＦｅＮｉ合金のＦｅの組成比は５２．８質量％以上で５３．２質量％以下になり、またＣｏの組成比は３０．３質量％以上で３２．２質量％以下になった。
【０２０５】
また表８に示すように膜面の中心線平均粗さＲａに関しては１．６ｎｍ以上で２．９ｎｍ以下になり良好な値を得ることができた。また２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることができ、また値のバラツキも小さかった。ただし前記Ｂｓの最大値は２．１Ｔであった。
【０２０６】
表８において飽和磁束密度Ｂｓのバラツキが小さいのはＲａが１．６ｎｍ以上で２．９ｎｍ以下であることにより、結晶性が良いためと考えられる。しかし前記Ｂｓが２．２Ｔを越えないのは、Ｆｅ量が少ないことにあると考えられる。
【０２０７】
【表９】
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【０２０８】
表９は、表２の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上とし、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度を２よりも小さくした場合の実験結果である。
【０２０９】
表９に示すように、ＣｏＦｅＮｉ合金のＦｅの組成比は５２．３質量％以上で５６．１質量％以下になり、またＣｏの組成比は３０．７質量％以上で３０．８質量％以下になった。
【０２１０】
また表９に示すように膜面の中心線平均粗さＲａに関しては２．９ｎｍ以上で３．５ｎｍ以下になった。また飽和磁束密度Ｂｓについては、２Ｔを越え、最大で２．１４Ｔとなり表８の場合よりも大きくなった。しかし飽和磁束密度のバラツキが大きかった。飽和磁束密度Ｂｓのバラツキが大きくなるのは、Ｒａが２．９ｎｍ以上で３．５ｎｍ以下となり表８に比べて大きくなることにより、結晶性が低下したためと考えられる。また表８よりも飽和磁束密度が大きくなったのは、若干、Ｆｅ量が大きくなったためと考えられるが、依然としてＦｅ不足から、飽和磁束密度Ｂｓは２．２Ｔを越えないものと考えられる。
【０２１１】
【表１０】
0003629431.tif 000011
【０２１２】
表１０は、表３の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上とし、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度を２以上で４以下とした場合の実験結果である。
【０２１３】
表１０に示すように、ＣｏＦｅＮｉ合金のＦｅの組成比は５８質量％以上で７１質量％以下になり、またＣｏの組成比は２３質量％以上で３２質量％以下になった。
【０２１４】
また表１０に示すように飽和磁束密度Ｂｓは２．１６Ｔ以上で２．２５Ｔ以下であり、飽和磁束密度Ｂｓが常に２．０Ｔを越えるばかりか２．１５Ｔ以上の高い飽和磁束密度を得ることができた。
【０２１５】
また膜面の中心線平均粗さＲａは２．３ｎｍ以上で５ｎｍ以下になり、面粗れについても適切に抑制することができた。
【０２１６】
このように表１０では、２．１５Ｔを越える非常に高い飽和磁束密度Ｂｓが得られるばかりか、膜面の中心線平均粗さＲａも５ｎｍ以下に抑えることができ、表８及び表９に比べて良好な結果が得られたので、本発明では、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上とし、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度を２以上で４以下としたメッキ浴組成を好ましい組成範囲とすることとした。
【０２１７】
【表１１】
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【０２１８】
表１１は表４の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上とし、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度を２以上で３．４以下とした場合の実験結果である。
【０２１９】
表１１に示すように、Ｆｅの組成比は、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、またＣｏの組成比は２３．３質量％以上で２８．３質量％以下であり、Ｎｉの組成比は４．２質量％以上で１３．６質量％以下であった。
【０２２０】
表１１に示すように、飽和磁束密度Ｂｓは、２．２Ｔ以上で２．２５Ｔ以下であり、常に２．２Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることが可能なことがわかった。また膜面の中心線平均粗さＲａも２．７ｎｍ以上で５ｎｍ以下であり、面粗れが小さかった。
【０２２１】
よって本発明では、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上とし、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度を２以上で３．４以下としたメッキ浴組成をより好ましい組成範囲とすることとした。
【０２２２】
【表１２】
0003629431.tif 000013
【０２２３】
表１２は表５の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．７以上とし、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度を２以上で３．４以下とした場合の実験結果である。
【０２２４】
表１２に示すように、Ｆｅの組成比は、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、またＣｏの組成比は２３．３質量％以上で２６．５質量％以下であた。なおＦｅ、Ｃｏ、およびＮｉの各組成比は、三元図上においてＦｅの組成比が６４．６質量％、Ｃｏの組成比が２６．５質量％。、Ｎｉの組成比が８．９質量％となる点、Ｆｅの組成比が６３質量％、Ｃｏの組成比が２５．５質量％。、Ｎｉの組成比が１１．５質量％となる点、及びＦｅの組成比が６７．５質量％、Ｃｏの組成比が２３．３質量％。、Ｎｉの組成比が９．２質量％となる点の計３点で囲まれた組成範囲内である。
【０２２５】
表１２に示すように、飽和磁束密度Ｂｓは、２．２Ｔよりも大きく２．２５Ｔ以下となり、表１１の場合に比べて常に２．２Ｔよりも大きい飽和磁束密度Ｂｓを得ることが可能なことがわかった。また膜面の中心線平均粗さＲａも２．７ｎｍ以上で５ｎｍ以下であり、面粗れが小さかった。
【０２２６】
よって本発明では、Ｆｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．７以上とし、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度を２以上で３．４以下としたメッキ浴組成を最も好ましい組成範囲とすることとした。
【０２２７】
【表１３】
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【０２２８】
表１３は表６の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．８とし、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度を２以上で３以下とした場合の実験結果である。
【０２２９】
表１３に示すように、Ｆｅの組成比は、６６．１質量％であり、またＣｏの組成比は２４．６質量％であり、Ｎｉの組成比は９．３質量％であった。
【０２３０】
表１３に示すように、飽和磁束密度Ｂｓは２．２５Ｔと非常に高い飽和磁束密度を得ることができた。また膜面の中心線平均粗さＲａも２．７ｎｍであり、面粗れが小さかった。
【０２３１】
【表１４】
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【０２３２】
表１４は、表７の実験結果であり、すなわちＦｅイオン濃度／Ｃｏイオン濃度の比率を１．５以上とし、Ｆｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度を４よりも大きくした場合の実験結果である。
【０２３３】
表１４に示すように、ＣｏＦｅＮｉ合金のＦｅの組成比は７２質量％であり、Ｃｏの組成比は２５．６質量％、Ｎｉの組成比は２．４質量％であった。
【０２３４】
表１４に示すように飽和磁束密度Ｂｓは２．１５Ｔとなり、２．０Ｔを越える高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができたが、膜面の中心線平均粗さＲａは５．４ｎｍとなり、５ｎｍよりも大きくなり面粗れが大きくなった。
【０２３５】
面粗れが大きくなる理由については、表７のメッキ浴組成に示すようにＦｅイオン濃度／Ｎｉイオン濃度の比率が表１ないし表６の他のメッキ浴よりも高いことにあると考えられる。
【０２３６】
Ｆｅイオン濃度がＮｉイオン濃度に比べて十分に大きい値であると、Ｆｅが優位に析出する異常析出となり、結晶粒径が粗大化し緻密な膜を形成できず膜面の面粗れが大きくなるものと考えられる。
【０２３７】
また面粗れを抑制できるか否かについては、Ｆｅイオン濃度自体の大きさも大きく関与する。本発明では前記Ｆｅイオン濃度は、１．０ｇ／ｌ〜２．０ｇ／ｌであることが好ましい。なお従来ではＦｅイオン濃度は４．０ｇ／ｌ程度であった。本発明のようにＦｅイオン濃度を従来よりも低濃度にすることで、攪拌効果を上げることができ、ＣｏＦｅＮｉ合金中に含まれるＦｅ量を増やすことができると共に、結晶粒径を小さくでき緻密な膜を形成できて、面粗れを抑制することが可能である。
【０２３８】
またメッキ浴中に２−ブチン−１、４ジオールを混入することにより、メッキ形成されたＣｏＦｅＮｉ合金の結晶粒径の粗大化を抑制でき、前記結晶粒径が小さくなることで結晶間に空隙が生じ難くなり、膜面の面粗れを抑制することができる。
【０２３９】
次に上記の実験で得られた各ＣｏＦｅＮｉ合金のＦｅ量と軟磁気特性及び膜特性との関係を測定し、以下にまとめた。またＮｉＦｅ合金についてもＮｉＦｅ合金中に含まれるＦｅ量と軟磁気特性及び膜特性との関係について調べた。また前記ＮｉＦｅ合金をＣｏＦｅＮｉ合金をメッキ形成したときと同様の条件でパルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成した。
【０２４０】
図８はＣｏＦｅＮｉ合金の組成比と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示す三元図である。
【０２４１】
図８に示すように、ＮｉＦｅ合金の飽和磁束密度Ｂｓは（三元図のＮｉ組成軸上）、いずれも１．９Ｔ以下であり、２．０Ｔを越えないことがわかる。また、特開平１０−１９９７２６号公報の表２に示されたＣｏＦｅＮｉ合金の組成比と飽和磁束密度Ｂｓとの関係についても三元図上に△印で示した。
【０２４２】
特開平１０−１９９７２６号公報の表２に示されたＣｏＦｅＮｉ合金は、Ｆｅ量が少なく最大でも３０質量％程度であり、また飽和磁束密度Ｂｓも最大で１．８Ｔ程度であり、２．０Ｔを越えていないことがわかる。
【０２４３】
本発明では、今回の実験により、ＣｏＦｅＮｉ合金のＦｅ量を５０質量％以上にすることにより、飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上にできることがわかった。
【０２４４】
またＦｅ量はあまり大きすぎると今度は結晶粒径の粗大化が顕著になり膜面の面粗れがひどくなると共に、飽和磁束密度Ｂｓも低下する。Ｆｅ量が９０質量％を越えると飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔを下回ることがわかった。
【０２４５】
次にＮｉ量については２０質量％を越えると、飽和磁束密度Ｂｓが２．０Ｔを下回ることがわかった。またＮｉ量を最低限、２質量％加えないと、膜応力が非常に大きくなり膜剥がれが生じ易くなると共に、ＣｏＦｅＮｉ合金の表面に緻密な酸化膜としての不動態膜も形成されにくいことがわかった。
【０２４６】
上記の実験結果から、本発明におけるＣｏＦｅＮｉ合金の組成比を、図８の▲１▼の斜線内の範囲、すなわちＣｏ量が８質量％以上で４８質量％以下、Ｆｅ量が５０質量％以上で９０質量％以下、Ｎｉ量が２質量％以上で２０質量％以下とした。この範囲内であれば、ＣｏＦｅＮｉ合金の飽和磁束密度Ｂｓを２．０Ｔ以上にできる。
【０２４７】
また本発明では、好ましい範囲として図８に示す▲２▼の一点鎖線で囲まれた組成範囲内とした。この組成範囲内は、既に説明した表３のメッキ浴組成で形成されたＣｏＦｅＮｉ合金の組成範囲である。すなわちＣｏ量が２３質量％以上で３２質量％以下、Ｆｅ量が５８質量％以上で７１質量％以下、Ｎｉ量が２質量％以上で２０質量％以下である。この組成範囲内であると飽和磁束密度Ｂｓを２．１５Ｔ以上にでき、さらに高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。
【０２４８】
しかも結晶粒径の粗大化が抑制され緻密な膜が形成されるため、膜面の面粗れを適切に抑制でき、膜面の中心線平均粗さＲａを５ｎｍ以下に抑えることが可能になっている。
【０２４９】
また本発明では、より好ましい範囲として図８に示す▲３▼の点線で囲まれた組成範囲内とした。この組成範囲内は、既に説明した表４のメッキ浴組成で形成されたＣｏＦｅＮｉ合金の組成範囲である。すなわち前記Ｃｏの組成比Ｘは２３．３質量％以上で２８．３質量％以下であり、前記Ｆｅの組成比Ｙは、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、前記元素αの組成比Ｚは、４．２質量％以上で１３．６質量％以下である。この組成範囲内であると飽和磁束密度Ｂｓを２．２Ｔ以上にでき、さらに高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。
【０２５０】
しかも結晶粒径の粗大化が抑制され緻密な膜が形成されるため、膜面の面粗れを適切に抑制でき、膜面の中心線平均粗さＲａを５ｎｍ以下に抑えることが可能になっている。
【０２５１】
また本発明では、最も好ましい範囲として図８に示す▲４▼の点線で囲まれた組成範囲内とした。この組成範囲内は、既に説明した表５のメッキ浴組成で形成されたＣｏＦｅＮｉ合金の組成範囲である。すなわちＣｏの組成比Ｘ、Ｆｅの組成比Ｙ、および元素αの組成比Ｚは（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（２６．５質量％、６４．６質量％、８．９質量％）、（２５．５質量％、６３質量％、１１．５質量％）、（２３．３質量％、６７．５質量％、９．２質量％）の３点で囲まれる範囲内である。この組成範囲内であると飽和磁束密度Ｂｓを２．２Ｔよりも大きくでき、さらに高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。
【０２５２】
しかも結晶粒径の粗大化が抑制され緻密な膜が形成されるため、膜面の面粗れを適切に抑制でき、膜面の中心線平均粗さＲａを５ｎｍ以下に抑えることが可能になっている。
【０２５３】
次に図８に示す▲１▼ないし▲４▼の組成範囲内で形成されたＣｏＦｅＮｉ合金の他の軟磁気特性あるいは膜特性について図９以降で説明する。
【０２５４】
図９は、ＣｏＦｅＮｉ合金の組成比と保磁力との関係を示す三元図である。図９に示す▲１▼ないし▲４▼の組成範囲内では保磁力Ｈｃを１５８Ａ／ｍ以下に抑えることができることがわかった。この数値は、ＮｉＦｅ合金よりも大きくなるが、保磁力Ｈｃを１５８０Ａ／ｍ以下に抑えることができれば、薄膜磁気ヘッドの磁極としてＣｏＦｅＮｉ合金を使うにあたって問題は生じない。
【０２５５】
図１０はＣｏＦｅＮｉ合金の組成比と比抵抗との関係を示す三元図である。図１０に示す▲１▼ないし▲４▼の組成範囲内では、比抵抗を１５μΩ・ｃｍ以上にできることがわかった。一方、ＮｉＦｅ合金はそれよりも高い比抵抗を得ることができ、具体的には３５μΩ・ｃｍ以上の比抵抗を得ることができた。
【０２５６】
このため既に説明したように、例えば図２の上部磁極層２１には本発明におけるＣｏＦｅＮｉ合金を使用し、上部コア層２２にはＮｉＦｅ合金を使用することで前記上部コア層２２での渦電流損失を抑え、前記上部コア層２２から上部磁極層２１に磁束をスムーズに流すことができ、前記上部磁極層２１への磁束の集約を適切に図ることが可能である。
【０２５７】
図１１はＣｏＦｅＮｉ合金の組成比と膜応力との関係を示す三元図である。図１１に示す▲１▼ないし▲４▼の組成範囲内では、膜応力を４００ｍＰａ以下に抑えることができることがわかった。この数値は、ＮｉＦｅ合金よりも大きくなるが、膜応力を４００ｍＰａ以下に抑えることができれば、薄膜磁気ヘッドの磁極としてＣｏＦｅＮｉ合金を使うにあたって問題は生じない。
【０２５８】
【発明の効果】
以上詳述した本発明では、ＣｏＸＦｅＹαＺ合金のＣｏの組成比Ｘを、８質量％以上で４８質量％以下とし、Ｆｅの組成比Ｙを、５０質量％以上で９０質量％以下とし、元素α（ただし元素αは、ＮｉかＣｒの一方あるいは双方）の組成比Ｚを、２質量％以上で２０質量％以下とし、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことで、ＮｉＦｅ合金よりも高い２．０Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを安定して得ることができる。
【０２５９】
また本発明では、前記Ｃｏの組成比Ｘを２３質量％以上で３２質量％以下とし、Ｆｅの組成比Ｙを、５８質量％以上で７１質量％以下とし、元素Ｎｉの組成比Ｚを２質量％以上で２０質量％以下とし、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが好ましい。
【０２６０】
また本発明では、前記Ｃｏの組成比Ｘは２３．３質量％以上で２８．３質量％以下であり、前記Ｆｅの組成比Ｙは、６３質量％以上で６７．５質量％以下であり、前記元素αの組成比Ｚは、４．２質量％以上で１３．６質量％以下であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことがより好ましい。
【０２６１】
また本発明では、Ｃｏの組成比Ｘ、Ｆｅの組成比Ｙ、および元素αの組成比Ｚは（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（２６．５質量％、６４．６質量％、８．９質量％）、（２５．５質量％、６３質量％、１１．５質量％）、（２３．３質量％、６７．５質量％、９．２質量％）の３点で囲まれる範囲内であり、組成比Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００質量％なる関係を満たすことが最も好ましい。
【０２６２】
また本発明におけるＣｏＦｅα合金の場合、元素αは不動態膜を作るＮｉやＣｒであるため、前記ＣｏＦｅα合金にＮｉＦｅ合金を重ねてメッキ形成しても前記ＣｏＦｅα合金がイオン化して溶け出す現象を防止することができる。
【０２６３】
本発明では上記ＣｏＦｅα合金を例えば薄膜磁気ヘッドのコア材として使用することができる。これにより高記録密度化に優れまた耐食性にも優れた薄膜磁気ヘッドを製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の薄膜磁気ヘッドの部分正面図、
【図２】図１の縦断面図、
【図３】本発明の第２実施形態の薄膜磁気ヘッドの部分正面図、
【図４】図３の縦断面図、
【図５】本発明の第３実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図、
【図６】本発明の第４実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図、
【図７】本発明の第５実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図、
【図８】パルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成されたＣｏＦｅＮｉ合金とＮｉＦｅ合金の組成比と飽和磁束密度との関係を示す三元図、
【図９】パルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成されたＣｏＦｅＮｉ合金とＮｉＦｅ合金の組成比と保磁力Ｈｃとの関係を示す三元図、
【図１０】パルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成されたＣｏＦｅＮｉ合金とＮｉＦｅ合金の組成比と比抵抗との関係を示す三元図、
【図１１】パルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成されたＣｏＦｅＮｉ合金とＮｉＦｅ合金の組成比と膜応力との関係を示す三元図、
【符号の説明】
１１  スライダ
１０  磁気抵抗効果素子
１６  下部コア層（上部シールド層）
１８、３０  磁極部
１９、３２、５０  下部磁極層
２０、３３  ギャップ層
２１、３４  上部磁極層
２２、４０、４６、５５  上部コア層
４１  磁気ギャップ層
４７  高Ｂｓ層
４８  上層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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