(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓを含有するＦｅＮｉ合金であり、Ｓの組成比が０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満であり、前記Ｆｅの組成比が７２質量％以上で８０質量％以下であり、膜面の中心線平均粗さＲａは、２００Å以下であり、パルス電流を用いた電解メッキ法にてメッキ形成されていることを特徴とする軟磁性膜。
【請求項２】
前記Ｓの組成比が、０．１２６質量％以上である請求項１記載の軟磁性膜。
【請求項３】
前記Ｓの組成比が、０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下である請求項１記載の軟磁性膜。
【請求項４】
Ｆｅの組成比は、７５質量％未満である請求項１ないし３のいずれかに記載の軟磁性膜。
【請求項５】
前記中心線平均粗さＲａは、８０Å以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の軟磁性膜。
【請求項６】
磁性材料製の下部コア層と、前記下部コア層上に磁気ギャップを介して形成された上部コア層と、両コア層に記録磁界を与えるコイル層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、
少なくとも一方のコア層は、請求項１ないし５のいずれかに記載された軟磁性膜で形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記下部コア層上には記録媒体との対向面で下部磁極層が隆起形成され、前記下部磁極層が前記軟磁性膜により形成されている請求項６記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
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、
前記磁極部は、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構成され、あるいは前記磁極部は、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構成され、
前記上部磁極層及び／または下部磁極層は、請求項１ないし５のいずれかに記載された軟磁性膜で形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
前記上部磁極層は前記軟磁性膜で形成され、前記上部磁極層上に形成される上部コア層は、前記上部磁極層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で形成される請求項８記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１０】
前記磁極部のトラック幅方向への幅寸法及び奥行き寸法は、０．１μｍ〜０．５μｍであり、前記磁極部の高さ寸法は、前記幅寸法の２倍から５倍である請求項８または９に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１１】
前記コア層は、少なくとも磁気ギャップに隣接する部分が２層以上の磁性層から成り、あるいは前記磁極層が２層以上の磁性層から成り、前記磁性層のうち前記磁気ギャップに接する磁性層が、前記軟磁性膜により形成されている請求項６ないし１０のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【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は、前記磁気ギャップ層に接する磁性層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で形成される請求項１１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１３】
Ｓを含有するＦｅＮｉ合金を電解メッキ法により成膜する方法であって、電解メッキ工程に用いるメッキ浴に、Ｆｅイオン、Ｎｉイオン及びＳイオンを含有させ、さらにこのメッキ浴中にジカルカルボン酸として、酒石酸[ＨＯＯＣ（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）ＣＯＯＨ]、酒石酸ナトリウム[ＨＯＯＣ（Ｃ２Ｈ２Ｏ２Ｎａ２）ＣＯＯＨ]、酒石酸ナトリウムカリウム[ＨＯＯＣ（Ｃ２Ｈ２Ｏ２ＮａＫ）ＣＯＯＨ]、シュウ酸（ＨＯＯＣＣＯＯＨ）、コハク酸[ＨＯＯＣ（ＣＨ２）２ＣＯＯＨ]、マロン酸[ＨＯＯＣ（ＣＨ２）ＣＯＯＨ]、マレイン酸（ＨＯＯＣＨＣ＝ＣＨＣＯＯＨ）のいずれか一つを添加して、Ｓの組成比が０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満となり、前記Ｆｅの組成比が７２質量％以上で８０質量％以下となる軟磁性膜を、パルス電流を用いた電解メッキ法によって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１４】
前記ジカルボン酸は酒石酸ナトリウムであり、前記酒石酸ナトリウムの添加量を、前記メッキ浴全体に対し、３７ｍｍｏｌ／Ｌよりも多く、且つ１００ｍｍｏｌ／Ｌ未満とする請求項１３に記載の軟磁性膜の製造方法。
【請求項１５】
前記ジカルボン酸は、酒石酸ナトリウムであり、前記酒石酸ナトリウムの添加量を、前記メッキ浴全体に対し、６２ｍｍｏｌ／Ｌ以上で８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下とする請求項１３に記載の軟磁性膜の製造方法。
【請求項１６】
前記Ｓの組成比が、０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下となる軟磁性膜をメッキ形成する請求項１５に記載の軟磁性膜の製造方法。
【請求項１７】
メッキ浴中にサッカリンナトリウムを混入する請求項１３ないし１６のいずれかに記載の軟磁性膜の製造方法。
【請求項１８】
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、
前記上部コア層及び／または下部コア層を、請求項１３ないし１７のいずれかに記載された製造方法により形成された軟磁性膜により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１９】
前記下部コア層上には記録媒体との対向面で下部磁極層を隆起形成し、このとき前記下部磁極層を前記軟磁性膜によりメッキ形成する請求項１８記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２０】
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は、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、
前記上部磁極層及び／または下部磁極層を、請求項１３ないし１７のいずれかに記載された製造方法により形成された軟磁性膜により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２１】
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形成される上部コア層を、前記上部磁極層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で形成する請求項２０記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２２】
前記下部コア層にレジスト層を形成し、前記レジスト層に前記磁極部を形成するための溝を形成し、前記溝のトラック幅方向への幅寸法及び奥行き寸法を、０．１μｍ〜０．５μｍで形成し、前記溝の高さ寸法を、前記幅寸法の２倍から５倍で形成する請求項２０または２１に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２３】
前記コア層の少なくとも磁気ギャップに隣接する部分を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、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１８ないし２２のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２４】
前記磁気ギャップ層に接する以外の他の磁性層を、前記磁気ギャップ層に接する磁性層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で形成する請求項２３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、ＦｅＮｉ系合金からなる軟磁性膜に係わり、特に、低応力、且つ低保磁力Ｈｃであり、さらには、高い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高飽和磁束密度を有する軟磁性膜は、Ｆｅの組成比が約５５質量％、Ｎｉの組成比が約４５質量％であるＦｅＮｉ系合金であり、飽和磁束密度Ｂｓは、１．６Ｔ程度であった。
【０００３】
前記ＦｅＮｉ系合金は、例えば薄膜磁気ヘッドのコア層に用いられる。今後の高記録密度化に対応するためには、記録密度を高めるべく、前記コア層の飽和磁束密度Ｂｓの向上が不可欠であり、前記コア層に用いられる軟磁性膜には、従来よりも高い飽和磁束密度Ｂｓが要求された。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＦｅＮｉ系合金からなる軟磁性膜は、Ｆｅの組成比を上げることで、飽和磁束密度Ｂｓを高めることができる。
【０００５】
しかしながら、ＦｅＮｉ系合金の軟磁性膜では、Ｆｅの組成比の増加に伴って飽和磁束密度Ｂｓを高めることができる反面、応力（ｓｔｒｅｓｓ）が大きくなることがわかった。例えばＦｅの組成比が５５質量％であるとき約１１０ＭＰａ程度であった応力が、Ｆｅの組成比が６８質量％になると約１９０ＭＰａにまで大きくなってしまう。
【０００６】
このような高応力の軟磁性膜を薄膜磁気ヘッドのコア層に使用したとき、前記コア層７は剥離し易く、薄膜磁気ヘッドの信頼性が低いものとなる。特に、Ｆｅ組成比を６８質量％以上にすれば飽和磁束密度Ｂｓを１．８Ｔ以上確保でき、今後の高記録密度化に対応するには、このように高い飽和磁束密度Ｂｓを有するＦｅＮｉ系合金を使用できることが要望されたが、高飽和磁束密度Ｂｓを確保できる反面、非常に高い応力が発生してしまうため、コア層としては使用しづらく、特に最近では、高記録密度化に伴うにしたがって、例えば０．５μｍ四方以下という非常に狭いトラック幅空間内に、磁性層をメッキ形成する必要があり、このような狭い空間内で適切なメッキ成長をさせるには、特に上記のような高い応力を有していては膜剥れが顕著に現れて狭トラック化に適切に対応可能な薄膜磁気ヘッドを再現性良く製造することができない。
【０００７】
ＮｉＦｅ合金からなる軟磁性膜の応力は、軟磁性膜の平均結晶粒径が大きいと低下すると考えられる。軟磁性膜の平均結晶粒径は、軟磁性膜を電解メッキ法により成膜するとき、電解メッキ工程の条件により制御することができる。
【０００８】
しかし、軟磁性膜の平均結晶粒径が大きいと、今度は、保磁力Ｈｃが増大する。すなわち前記応力と保磁力Ｈｃの間にはトレードオフの関係が成り立っていると考えられる。
【０００９】
図２１は、ＮｉＦｅ系合金の応力と保磁力Ｈｃとの関係を示したグラフである。この実験に使用した試料は、すべてＦｅの組成比がほぼ７２質量％にされたものである。
【００１０】
図２１に示すように、応力が低下すると逆に保磁力Ｈｃが増大することがわかる。保磁力Ｈｃの増加は、軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓや異方性磁界Ｈｋなどの軟磁気特性に悪影響を及ぼし、前記軟磁性膜が劣化してしまう。このため、薄膜磁気ヘッドのコア層に使用される軟磁性膜には、できる限り低い保磁力Ｈｃが求められる。
【００１１】
以上のように、今後の高記録密度化に伴って、薄膜磁気ヘッドのコア層として使用される軟磁性膜には、飽和磁束密度Ｂｓが高く、しかも応力及び保磁力Ｈｃが低いことが求められるが、従来では、それらすべて満たすＦｅＮｉ系合金を製造することはできなかった。
【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、高飽和磁束密度Ｂｓで且つ、低応力及び低保磁力Ｈｃを実現できるＦｅＮｉ系合金の軟磁性膜及びこの軟磁性膜を用い、高記録密度化に対応可能な薄膜磁気ヘッドを提供することを目的としている。
【００１３】
また本発明は、メッキ浴中にジカルボン酸の添加や、さらには電解メッキ法の改良などによって、高飽和磁束密度Ｂｓで且つ、低応力及び低保磁力ＨｃのＦｅＮｉ系合金を容易にしかも再現性良くメッキ形成することが可能な軟磁性膜の製造方法及び前記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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の軟磁性膜は、Ｓを含有するＦｅＮｉ合金であり、Ｓの組成比が０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満であり、前記Ｆｅの組成比が７２質量％以上で８０質量％以下であり、膜面の中心線平均粗さＲａは、２００Å以下であり、パルス電流を用いた電解メッキ法にてメッキ形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
このような軟磁性膜は、Ｎｉ及びＦｅにより磁性が担われており、元素Ｓの組成比の増加に伴って、保磁力Ｈｃと応力が共に低下するので、低応力と優れた軟磁気特性を両立することができる。また、元素Ｓの組成比の増加に伴って異方性磁界が上昇するので、軟磁気特性が向上する。
【００１６】
一方、このような軟磁性膜では、飽和磁束密度Ｂｓが、元素Ｓの組成比により大きな影響を受けないので、高い飽和磁束密度Ｂｓを保持したまま、低応力、且つ優れた軟磁気特性とすることができる。
【００１７】
元素Ｓの組成比を０．１１６質量％以下とすると、保磁力Ｈｃ及び応力の低下が見られず、また０．１４０質量％以上とすると膜面の面粗れがひどくなってしまう。面粗れがひどいと、例えば前記軟磁性膜が薄膜磁気ヘッドのコア材として使用されたとき、その上に形成されるギャップ層の厚みを一定に保てず、前記ギャップ層の厚みで決まるギャップ長が変動しやすくなり、所定の磁極形状を形成できないこと、また耐食性が低下しやすくなるので好ましくない。このため軟磁性膜の膜面の面粗れはできる限り小さくする必要がある。本発明によれば、上記の組成範囲内で形成された軟磁性膜の膜面の中心線平均粗さＲａを概ね２００Å以下、より好ましくは８０Å以下にすることができる。
【００１８】
なお本発明では、前記軟磁性膜の前記Ｓの組成比は、０．１２６質量％以上であることが好ましい。このような軟磁性膜では、応力及び保磁力Ｈｃの双方を効果的に低減させることができる。
【００１９】
また本発明では、前記Ｓの組成比が、０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下であることが好ましい。後述の実験結果によれば、この組成範囲内であると応力を概ね１６０ＭＰａ以下にすることができる。また磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃを概ね４７０（Ａ／ｍ）以下、磁化容易軸方向の保磁力Ｈｃを、概ね２７０（Ａ／ｍ）以下に抑えることができる。このようにさらに効果的に応力及び保磁力の低下を図ることができる。また面粗れを適切に小さくでき、上記の組成範囲内で形成された軟磁性膜の膜面の中心線平均粗さＲａを概ね８０Å以下にすることができることが後述の実験で確認されている。
【００２１】
ＦｅＮｉ系合金に求められる重要な特性の一つは、高飽和磁束密度Ｂｓである。既に説明したようにＦｅの組成比を増加させることで、ＦｅＮｉ系合金の飽和磁束密度Ｂｓを上げることができることがわかっている。
【００２２】
本発明によれば、Ｆｅの組成比が５５質量％程度であった従来のＦｅＮｉ系合金に比べて、Ｆｅ組成比を５５質量％よりも多くすることで高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。しかも本発明では、上記した元素Ｓの含有量であれば、高飽和磁束密度Ｂｓを保ちつつ、応力が低く、また低保磁力ＨｃのＦｅＮｉ系合金を提供することができる。またＦｅの組成比を７２質量％以上で８０質量％以下とすれば、後述するパルス電流を用いた電解メッキ法によって容易に所定の組成比を有するＦｅＮｉ系合金をメッキ形成することができる。
【００２４】
また本発明の軟磁性膜は、前記Ｆｅの組成比が７２質量％以上であることが好ましい。このような軟磁性膜では、飽和磁束密度Ｂｓが１．８Ｔを越え、組成比によっては１．９Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。
【００２７】
本発明では、ＦｅＮｉ系合金に上記した組成範囲の元素Ｓを添加しても、１．８Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを保ちつつ、前記元素Ｓの添加によって応力を低くでき、しかも低保磁力ＨｃのＦｅＮｉ系合金を提供することができる。
【００２８】
ただしＦｅ組成比が８０質量％よりも多くなると、元素Ｓの添加によっても応力が大きくなって膜剥れを起しやすくなり好ましくない。またＦｅ組成比を８０質量％以上にすると、結晶粒径の増大に伴う保磁力Ｈｃの増大や、飽和磁束密度Ｂｓなどの軟磁気特性も低下しやすくなるため、本発明では、前記Ｆｅ量を８０質量％以下に設定している。
本発明では、Ｆｅの組成比は、７５質量％未満であることが好ましい。また前記軟磁性膜の膜面の中心線平均粗さＲａは、好ましくは、８０Å以下である。
【００２９】
また本発明は、磁性材料製の下部コア層と、前記下部コア層上に磁気ギャップを介して形成された上部コア層と、両コア層に記録磁界を与えるコイル層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、
少なくとも一方のコア層は、上記のいずれかに記載された軟磁性膜で形成されていることを特徴とするものである。
【００３０】
本発明では、前記下部コア層上には記録媒体との対向面で下部磁極層が隆起形成され、前記下部磁極層が前記軟磁性膜により形成されていることが好ましい。
【００３１】
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、
前記磁極部は、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構成され、あるいは前記磁極部は、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構成され、
前記上部磁極層及び／または下部磁極層は、上記のいずれかに記載された軟磁性膜で形成されていることを特徴とするものである。
【００３２】
本発明では、前記上部磁極層は前記軟磁性膜で形成され、前記上部磁極層上に形成される上部コア層は、前記上部磁極層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で形成されることが好ましい。
また前記磁極部のトラック幅方向への幅寸法及び奥行き寸法は、０．１μｍ〜０．５μｍであり、前記磁極部の高さ寸法は、前記幅寸法の２倍から５倍であることが好ましい。
【００３３】
また本発明では、前記コア層は、少なくとも磁気ギャップに隣接する部分が２層以上の磁性層から成り、あるいは前記磁極層が２層以上の磁性層から成り、前記磁性層のうち前記磁気ギャップに接する磁性層が、前記軟磁性膜により形成されていることが好ましい。
【００３４】
このとき、前記磁気ギャップ層に接する以外の他の磁性層は、前記磁気ギャップ層に接する磁性層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で形成されることが好ましい。
【００３５】
本発明における軟磁性膜は、０．１１６質量％よりも多く、且つ０．１４０質量％未満の元素Ｓを含有する、あるいは０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下の元素Ｓを含有するＦｅＮｉ系合金であり、さらにＦｅを７２質量％以上で８０質量％以下にすることで、従来に比べて高い飽和磁束密度Ｂｓを保ちながら、低応力及び低保磁力Ｈｃを確保できる軟磁性膜とすることができる。またこの軟磁性膜では膜面の面粗れを小さくすることができる。
【００３６】
薄膜磁気ヘッドの構造には、下部コア層にギャップ層を介して上部コア層が対向する構造や、高記録密度化に適切に対応すべく開発された、前記下部コア層と下部コア層間に、トラック幅を規制するための磁極層を前記コア層とは別に設けた構造など種々存在するが、高記録密度化に対応すべくトラック幅Ｔｗを１．０μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以下に設定することが必要となり、このような極めて狭い空間内に形成される磁性層には、高い飽和磁束密度Ｂｓなどの優れた軟磁気特性のみならず低応力や面粗れの減少などの膜特性も必要不可欠な要素となってくる。
【００３７】
こうしたことから、高飽和磁束密度を有し、且つ低応力で面粗れが小さい本発明のＦｅＮｉ系合金を、薄膜磁気ヘッドのコア層や磁極層として使用することにより、前記コア層及び磁極層の飽和磁束密度Ｂｓを大きくでき、優れた軟磁気特性を有すると共に応力や面粗れを小さくできるため、所望の形状の前記コア層及び磁極層を形成することができ、また耐食性に優れた薄膜磁気ヘッドを再現性良く製造することが可能となる。
【００３８】
また、本発明の軟磁性膜の製造方法は、Ｓを含有するＦｅＮｉ合金を電解メッキ法により成膜する方法であって、電解メッキ工程に用いるメッキ浴に、Ｆｅイオン、Ｎｉイオン及びＳイオンを含有させ、さらにこのメッキ浴中にジカルカルボン酸として、酒石酸[ＨＯＯＣ（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）ＣＯＯＨ]、酒石酸ナトリウム[ＨＯＯＣ（Ｃ２Ｈ２Ｏ２Ｎａ２）ＣＯＯＨ]、酒石酸ナトリウムカリウム[ＨＯＯＣ（Ｃ２Ｈ２Ｏ２ＮａＫ）ＣＯＯＨ]、シュウ酸（ＨＯＯＣＣＯＯＨ）、コハク酸[ＨＯＯＣ（ＣＨ２）２ＣＯＯＨ]、マロン酸[ＨＯＯＣ（ＣＨ２）ＣＯＯＨ]、マレイン酸（ＨＯＯＣＨＣ＝ＣＨＣＯＯＨ）のいずれか一つを添加して、Ｓの組成比が０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満となり、前記Ｆｅの組成比が７２質量％以上で８０質量％以下となる軟磁性膜を、パルス電流を用いた電解メッキ法によってメッキ形成することを特徴とするものである。
【００３９】
本発明のように、メッキ浴中にジカルボン酸を添加すると、軟磁性膜中に元素Ｓが取り込まれやすくなって、前記軟磁性膜中での元素Ｓの組成比を所定量含有させることが可能になる。
【００４０】
本発明では、前記ジカルボン酸は酒石酸ナトリウムであり、前記酒石酸ナトリウムの添加量を、前記メッキ浴全体に対し、３７ｍｍｏｌ／Ｌよりも多く、且つ１００ｍｍｏｌ／Ｌ未満とすることが好ましい。
【００４１】
本発明では、ジカルボン酸として酒石酸ナトリウムを選択した場合、前記酒石酸ナトリウムの添加量を上記範囲内にすることで、Ｓの組成比が０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満となるＦｅＮｉ系合金を再現性良くメッキ形成することができる。
【００４２】
なお酒石酸ナトリウムを１００ｍｍｏｌ／Ｌ以下にしたのは、これ以上、酒石酸ナトリウムを添加するとＦｅＮｉ系合金の膜面の面粗れがひどくなり、所定の磁極形状を形成することができないこと、またＦｅＮｉ系合金の耐食性が低下するからである。酒石酸ナトリウムの添加量を１００ｍｍｏｌ／Ｌ以下にすることで、膜面の中心線平均粗さＲａを２００Å以下にできることが後述する実験によってわかった。
【００４３】
また本発明では、前記ジカルボン酸は、酒石酸ナトリウムであり、前記酒石酸ナトリウムの添加量を、前記メッキ浴全体に対し、６２ｍｍｏｌ／Ｌ以上で８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下とすることがより好ましい。
【００４４】
上記のジカルボン酸ナトリウムを添加することで、ＦｅＮｉ系合金中に含まれる元素Ｓを、確実に０．１１６質量％よりも多く、０．１４０質量％よりも小さい組成範囲にできる。また膜面の面粗れの小さいＦｅＮｉ系合金を形成でき、本発明によれば、前記膜面の中心線平均粗さＲａを８０Å以下に抑えることができる。
【００４５】
また上記のジカルボン酸の添加量によれば、前記Ｓの組成比が、０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下となる軟磁性膜をメッキ形成することも可能である。
【００４６】
また本発明では、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。このサッカリンナトリウム（Ｃ6Ｈ4ＣＯＮＮａＳＯ2）内に含まれているＳが、ジカルボン酸の添加によってＦｅＮｉ系合金内に取り込まれていくものと考えられている。
【００４８】
パルス電流を用いた電解メッキ法では、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、ＮｉＦｅ系合金膜を、少しずつメッキ形成し、従来、一般に使用されていた直流電流を用いた電解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解メッキ法によれば直流電流による電解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。
【００４９】
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、
前記上部コア層及び／または下部コア層を、上記に記載された製造方法により形成された軟磁性膜によりメッキ形成することを特徴とするものである。
【００５０】
また本発明では、前記下部コア層上には記録媒体との対向面で下部磁極層を隆起形成し、このとき前記下部磁極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。
【００５１】
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は、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、
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り形成された軟磁性膜によりメッキ形成することを特徴とするものである。
【００５２】
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形成される上部コア層を、前記上部磁極層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で形成することが好ましい。
また本発明では、前記下部コア層にレジスト層を形成し、前記レジスト層に前記磁極部を形成するための溝を形成し、前記溝のトラック幅方向への幅寸法及び奥行き寸法を、０．１μｍ〜０．５μｍで形成し、前記溝の高さ寸法を、前記幅寸法の２倍から５倍で形成することが好ましい。
【００５３】
また本発明では、前記コア層の少なくとも磁気ギャップに隣接する部分を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、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。
【００５４】
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、前記磁気ギャップ層に接する磁性層よりも低い飽和磁束密度Ｂｓを有する軟磁性膜で形成することが好ましい。
【００５５】
上記にしたように、本発明における軟磁性膜の製造方法によれば、メッキ浴中にジカルボン酸を添加することで、ＦｅＮｉ系合金中に元素Ｓを取り込みやすくなり、高飽和磁束密度Ｂｓを有し、低応力且つ低保磁力Ｈｃで、さらに膜面の面粗れの小さい軟磁性膜を再現性良く形成することができる。
【００５６】
そして、この製造方法を利用して本発明における軟磁性膜を、薄膜磁気ヘッドのコア層や磁極層としてメッキ形成することで、高飽和磁束密度Ｂｓを有し、低応力且つ低保磁力Ｈｃで、さらに膜面の面粗れの小さいコア層や磁極層を再現性良く形成でき、高記録密度化に優れた薄膜磁気ヘッドを容易に製造することが可能になる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の軟磁性膜は、ＦｅＮｉ系合金であり、ＦｅとＮｉの他にＳを含有するものである。
【００５８】
本発明によれば、高い飽和磁束密度Ｂｓを有すると共に、応力及び保磁力Ｈｃの低いＦｅＮｉ系合金を形成できる。さらに膜面の面粗れを小さくすることができる。
【００５９】
Ｆｅは主として飽和磁束密度Ｂｓの向上を図るために重要な磁性元素である。Ｆｅ量は多いほど前記飽和磁束密度Ｂｓを向上させることができる。
【００６０】
従来では、前記Ｆｅ量は約５５質量％程度であったが、本発明では前記Ｆｅ量を５５質量％より多く、且つ７５質量％未満と設定している。
【００６１】
前記Ｆｅ量を５５質量％よりも多くすることで飽和磁束密度Ｂｓを１．６Ｔ以上にできる。また後述するパルス電流を用いた電解メッキ法によって、Ｆｅ量を７５質量％未満に容易に調整することができる。
【００６２】
また本発明では、前記Ｆｅの組成比は７２質量％以上であることが好ましい。これによって飽和磁束密度Ｂｓを１．８Ｔ以上にできる。
【００６３】
また本発明では、より好ましくは前記Ｆｅの組成比は６８質量％以上で８０質量％以下の範囲内である。前記Ｆｅの組成比を６８質量％以上にすると、前記飽和磁束密度Ｂｓを１．８Ｔ以上にできる。また本発明では組成比によっては、前記飽和磁束密度Ｂｓを１．９Ｔ以上、あるいは２．０Ｔ程度にまで向上させることが可能になる。
【００６４】
ただし前記Ｆｅ組成比は８０質量％以下であることが好ましく、これよりもＦｅ量が多くなると応力が大きくなって膜剥れが生じることが後述する実験によって確認されている。また結晶粒径の粗大化によって保磁力Ｈｃの増大に伴う軟磁気特性の劣化も問題となる。したがって本発明では、前記Ｆｅの組成比を８０質量％以下に設定している。
【００６５】
本発明では上記のＦｅ量を含有したＦｅＮｉ系合金であり、高い飽和磁束密度Ｂｓを維持しつつ、Ｆｅ量が多くなることで問題視される応力の増大や保磁力Ｈｃの増大を改善すべく、元素Ｓの組成比を以下のように設定した。
【００６６】
まず本発明では、前記Ｓの組成比は０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満であることが好ましい。後述する実験結果によれば、同程度のＦｅ量を含むが、Ｓ組成比が本発明よりも少ない軟磁性膜に比べて、応力の低減を図ることができ、また保磁力Ｈｃを小さくできることがわかった。本発明によれば応力（ｓｔｒｅｓｓ）を２００ＭＰａ以下に抑えることができる。また磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃを約６００（Ａ／ｍ）以下、磁化容易軸方向の保磁力Ｈｃを約４００（Ａ／ｍ）以下に抑えることができる。
【００６７】
また本発明では、前記Ｓの組成比は０．１２６質量％以上であることが好ましい。これによってより適切に応力の低減、および保磁力Ｈｃの低減を図ることができる。具体的には前記応力を概ね１６０（Ａ／ｍ）以下、磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃを概ね４７０（Ａ／ｍ）以下、磁化容易軸方向の保磁力Ｈｃを概ね２７０（Ａ／ｍ）以下に抑えることができる。
【００６８】
本発明では、より好ましくは前記Ｓの組成比を０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下に設定することである。これによってより適切に応力の低減、および保磁力Ｈｃの低減を図ることができる。具体的には前記応力を概ね１６０（Ａ／ｍ）以下、磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃを概ね４７０（Ａ／ｍ）以下、磁化容易軸方向の保磁力Ｈｃを概ね２７０（Ａ／ｍ）以下に抑えることができる。
【００６９】
ところで元素Ｓを上記組成比内で含有させるには、後述するようにメッキ浴中にジカルボン酸を添加することで達成することができる。前記ジカルボン酸の添加量を多くしていけば、元素Ｓの組成比が大きくなることが後述する実験によってわかっている。
【００７０】
しかしながら前記ジカルボン酸の添加量を多くしすぎると膜面の面粗れがひどくなることがわかった。膜面の面粗れはできる限り小さいことが好ましい。特に薄膜磁気ヘッドとして、上記したＦｅＮｉ系合金を使用する場合には、前記ＦｅＮｉ系合金膜の面粗れがひどいと、その上に形成される層が面粗れの影響を受けて適切な形状で形成されないため、所定の形状及び特性を有する積層膜を形成できず、また耐食性の低下の問題が懸念される。
【００７１】
そのため膜面の面粗れはできる限り小さくすることが好ましい。後述するようにジカルボン酸として例えば酒石酸ナトリウムを使用した場合、前記酒石酸ナトリウムの添加量は、メッキ浴全体に対し、３７ｍｍｏｌ／Ｌよりも多く、且つ１００ｍｍｏｌ／Ｌ未満に設定している。これによって前記ＦｅＮｉ系合金中に含有される元素Ｓの組成比は、０．１４０質量％未満となり、このとき膜面の中心線平均粗さＲａを２００Å以下に抑えることができる。
【００７２】
より好ましくは、前記酒石酸ナトリウムの添加量を、メッキ浴全体に対し６２ｍｍｏｌ／Ｌ以上で８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下に設定することであり、これによって、より確実に元素Ｓの含有量を、０．１１６質量％よりも多く且つ０．１４０質量％よりも小さくでき、また膜面の中心線平均粗さＲａを８０Å以下に抑えることが可能である。
【００７３】
また上記の酒石酸ナトリウムの添加量であると、前記ＦｅＮｉ系合金中に含有される元素Ｓの組成比を、０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下の組成範囲内にできる。また膜面の中心線平均粗さＲａを８０Å以下に抑えることが可能である。
【００７４】
ただし膜面の中心線平均粗さＲａは、Ｓ量のみならずＦｅ量にも影響を受けるものと考えられ、本発明では、前記Ｆｅ量を５５質量％よりも多く且つ７５質量％未満の範囲、より好ましくは６８質量％以上で８０質量％以下にすることで、上記した２００Å以下、好ましくは８０Å以下の中心線平均粗さＲａを確保できるものと考えられる。
【００７５】
なお上記したＦｅＮｉ系合金には、元素Ｓの他に元素Ｃも含有することが確認されている。
【００７６】
本発明におけるＦｅＮｉ系合金膜の一例を以下に開示する。
膜厚が約２μｍであり、Ｆｅの組成比が約７２質量％、Ｎｉの組成比が約２７質量％、Ｓの組成比が０．１２５〜０．１３２質量％であり、残部がＣである。なお、これら組成比は、ＥＰＭＡによる組成分析結果である。
【００７７】
この軟磁性膜の保磁力Ｈｃと応力は、Ｓの組成比の増加に伴い低下して、保磁力Ｈｃ（磁化困難軸方向）が、概ね４８０Ａ／ｍ以下であると共に、応力（４inchＳｉ基板のソリによる測定）が、概ね１６０ＭＰａ以下である。また、異方性磁界は、Ｓの組成比の増加により上昇して、２１０Ａ／ｍ以上である。
【００７８】
また、この軟磁性膜は、高飽和磁束密度Ｂｓとするために、Ｆｅの組成比が７２質量％と高いものである。飽和磁束密度Ｂｓは、Ｓの組成比による大きな影響を受けず、約１．９Ｔに保持されている。
【００７９】
また、この軟磁性膜の比抵抗は、Ｓの組成比による大きな影響を受けず、約３２μΩ・ｃｍに保持されている。
【００８０】
以上詳述した本発明におけるＦｅＮｉ系合金は、以下に説明する薄膜磁気ヘッドのコア層あるいは磁極層として使用される。
【００８１】
ハード磁気ディスク装置等に搭載される薄膜磁気ヘッドは、例えば図１に示すように再生用ヘッド部ｈ１と記録用ヘッド部ｈ２（インダクティブヘッド）とから構成された複合型薄膜磁気ヘッドであり、再生用ヘッド部ｈ１は、スライダ１の一端面１ａにアルミナ等の下地層１５を介して形成されており、例えばＦｅＮｉ系合金からなる下部シールド層２と、アルミナ等からなり下部シールド層２を覆う下部ギャップ層３と、下部ギャップ層３上に形成された、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ効果）、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）、あるいはトンネル型磁気抵抗効果（ＴＭＲ効果）を利用した磁気抵抗効果素子４と、磁気抵抗効果素子４に電気的に接続された電極層５と、アルミナ等からなり磁気抵抗効果素子４と電極層５を覆う上部ギャップ層６と、上部ギャップ層６上に形成された上部シールド層７とから構成されている。
【００８２】
再生用ヘッド部ｈ１上の記録用ヘッド部ｈ２は、下部コア層７が再生用ヘッド部ｈ１の上部シールド層７と兼用されて、ＦｅＮｉ系合金からなる軟磁性膜であり、アルミナやＳｉＯ2等の非磁性材料からなり下部コア層７上に形成されたギャップ層８と、Ｃｕ等の良導電材からなりギャップ層８上にパターン形成されたコイル層９と、コイル層９上に塗布されたレジスト等の絶縁層１１を介して形成された上部コア層１０とを有し、上部コア層１０は、下部コア層７と同様、ＦｅＮｉ系合金からなる軟磁性膜である。上部コア層１０の基端部１０ａは、上部シールド層７と兼用される下部コア層と磁気的に接続された状態となっており、磁気ディスク対向面１ｂ側において、下部コア層７と上部コア層１０がギャップ層８を挟持する間隔は、書き込みギャップＧとなる。
【００８３】
このような薄膜磁気ヘッドの磁気ディスク対向面１ｂ側には、カーボンからなる保護膜１６が形成されて、上部コア層１０と下部コア層７は、保護膜１６により覆われている。
【００８４】
次に、本発明の薄膜磁気ヘッドの駆動を説明する。
薄膜磁気ヘッドの駆動時には、コイル層９に記録電流が印加されて、記録電流により、上部コア層１０及び下部コア層７に記録磁界が誘導される。このとき、記録磁界は、上部コア層１０と下部コア層７を磁化困難軸方向に貫くので、上部コア層１０と下部コア層７は、軟磁性膜の磁化困難軸方向における磁気特性を有する。
【００８５】
上部コア層１０と下部コア層７に誘導された記録磁界は、書き込みギャップＧ間で洩れ磁界となり、洩れ磁界により記録媒体に磁気記録が付与される。
【００８６】
このような薄膜磁気ヘッドは、上部コア層１０と下部コア層７が高い飽和磁束密度Ｂｓを有するので、高記録密度化に対応することができる。また、高記録周波数に対応するためには、上部コア層１０と下部コア層７の比抵抗が高く、渦電流損失を抑えることが必要であるが、上部コア層１０と下部コア層７の比抵抗は、従来と変わらず、高記録周波数特性を保持することができる。
【００８７】
前記上部コア層１０及び下部コア層７は、既に説明したＦｅＮｉ系合金の軟磁性膜で形成される。
【００８８】
本発明によれば、前記ＦｅＮｉ系合金には、０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満の、あるいは０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下の元素Ｓを含み、また５５質量％を越え、且つ７５質量％未満の、好ましくは６８質量％以上で８０質量％以下のＦｅを含んでいる。
【００８９】
そして、上記ＦｅＮｉ系合金によれば、飽和磁束密度Ｂｓを１．６Ｔ以上、好ましくは１．８Ｔ以上にでき、また同等のＦｅ量を含むが、Ｓ組成比が本発明に比べて低い軟磁性膜と比較して、応力を小さく、しかも保磁力Ｈｃを小さくすることができる。保磁力Ｈｃは、飽和磁束密度Ｂｓや異方性磁界などの軟磁気特性に影響を与え、保磁力Ｈｃを小さくするほど前記軟磁気特性を良好にすることができる。さらに膜面の面粗れも小さい。
【００９０】
上記のＦｅＮｉ系合金は高い飽和磁束密度Ｂｓを有し、また他の軟磁気特性にも優れるため、前記ＦｅＮｉ系合金を、下部コア層７及び上部コア層１０に使用することで、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ことが可能になり、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。
【００９１】
しかも前記コア層は、応力も低く、さらに膜面の面粗れも小さいため、前記コア層の形成時、前記コア層に膜剥れが生じることなく、前記コア層を適切にその上下の層と密着させて形成することが可能になる。
【００９２】
また膜面の面粗れも小さいため、耐食性に優れると共に、例えば前記ＦｅＮｉ系合金を下部コア層７に使用した場合、その上に形成される膜厚の非常に薄いギャップ層８を所定厚みで形成しやすく、前記下部コア層７と上部コア層１０間の間隔で決定されるギャップ長Ｇを所定の長さで再現性良く形成することが可能になる。
【００９３】
なお上記の説明において、本発明の薄膜磁気ヘッドを複合型薄膜磁気ヘッドとして説明したが、記録用ヘッド部だけの記録専用薄膜磁気ヘッドでも良い。また、上記実施の形態では、上部コア層１０と下部コア層７の両方を、本発明の軟磁性膜としたが、上部コア層１０と下部コア層７のどちらかが、本発明の軟磁性膜であれば良い。
【００９４】
本発明では、図１に示す構造以外の薄膜磁気ヘッドにも、本発明におけるＦｅＮｉ系合金の軟磁性膜を使用することができる。以下に本発明における他の薄膜磁気ヘッドの構造について説明する。
【００９５】
図２は本発明における他の薄膜磁気ヘッドの部分正面図、図３は、図２に示す薄膜磁気ヘッドを一点鎖線から切断し矢印方向から見た部分縦断面図である。
【００９６】
再生用ヘッド部ｈ１の構造は図１と同じである。また図２及び図３に示す実施形態では、図１と同様に前記上部シールド層７が記録用ヘッド部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７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。
【００９７】
また前記下部コア層７の上面７ａは図２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。
【００９８】
また図３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。
【００９９】
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。
【０１００】
前記下部磁極層１９は、下部コア層７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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
図２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。
【０１０６】
図２及び図３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）には例えば無機絶縁材料からなる絶縁層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。
【０１０７】
図３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上は有機絶縁材料製の絶縁層２５によって覆われている。なお前記コイル層２４は絶縁層を挟んで２層以上積層された構成であっても良い。
【０１０８】
図３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２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。
【０１０９】
また図３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７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。
【０１１０】
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、本発明におけるＦｅＮｉ系合金で形成される。
【０１１１】
本発明では、前記ＦｅＮｉ系合金には、０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満の、あるいは０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下の元素Ｓを含み、また５５質量％を越え、且つ７５質量％未満の、好ましくは６８質量％以上で８０質量％以下のＦｅを含んでいる。
【０１１２】
そして、上記ＦｅＮｉ系合金によれば、飽和磁束密度Ｂｓを１．６Ｔ以上、好ましくは１．８Ｔ以上にでき、また同等のＦｅ量を含むが、Ｓ組成比が本発明に比べて低い軟磁性膜と比較して、応力を小さく、しかも保磁力Ｈｃを小さくすることができる。保磁力Ｈｃは、飽和磁束密度Ｂｓや異方性磁界などの軟磁気特性に影響を与え、保磁力Ｈｃを小さくするほど前記軟磁気特性を良好にすることができる。さらに膜面の面粗れも小さい。
【０１１３】
従って前記ＦｅＮｉ系合金を磁極層１９、２１に使用することで、高記録密度化に優れた薄膜磁気ヘッドを再現性良く形成でき、また面粗れも小さく低応力であるから、非常に狭い空間内に形成される前記磁極層１９、２１を所定の磁極形状で形成でき、また耐食性に優れたものとすることができる。
【０１１４】
図４は、本発明における他の実施形態の薄膜磁気ヘッドの構造を示す部分正面図、図５は図４に示す一点鎖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。
【０１１５】
この実施形態では、再生用ヘッド部ｈ１の構造は図１ないし図３と同じである。
【０１１６】
図４に示すように下部コア層７上には、例えば無機絶縁材料で形成された絶縁層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４を参照のこと）。
【０１１７】
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。
【０１１８】
前記下部磁極層３２は、下部コア層７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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。前記Ｇｄ決め層３７は例えば有機絶縁材料で形成される。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
図５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。
【０１２５】
図４に示すように、トラック幅形成溝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７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。
【０１２６】
そして図４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７から離れる方向に形成されている。
【０１２７】
図５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７上に直接形成されている。
【０１２８】
図４及び図５に示す実施形態では、下部磁極層３２及び／または上部磁極層３４が、本発明におけるＦｅＮｉ系合金の軟磁性膜で形成される。
【０１２９】
本発明では、前記ＦｅＮｉ系合金には、０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満の、あるいは０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下の元素Ｓを含み、また５５質量％を越え、且つ７５質量％未満の、好ましくは６８質量％以上で８０質量％以下のＦｅを含んでいる。
【０１３０】
そして、上記ＦｅＮｉ系合金によれば、飽和磁束密度Ｂｓを１．６Ｔ以上、好ましくは１．８Ｔ以上にでき、また同等のＦｅ量を含むが、Ｓ組成比が本発明に比べて低い軟磁性膜と比較して、応力を小さく、しかも保磁力Ｈｃを小さくすることができる。保磁力Ｈｃは、飽和磁束密度Ｂｓや異方性磁界などの軟磁気特性に影響を与え、保磁力Ｈｃを小さくするほど前記軟磁気特性を良好にすることができる。さらに膜面の面粗れも小さい。
【０１３１】
従って前記ＦｅＮｉ系合金を磁極層３２、３４に使用することで、高記録密度化に優れた薄膜磁気ヘッドを再現性良く形成でき、また面粗れも小さく低応力であるから、非常に狭い空間内に形成される前記磁極層１９、２１を所定の磁極形状で形成でき、また耐食性に優れたものとすることができる。
【０１３２】
また本発明では、図２ないし図５に示す前記下部磁極層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を本発明におけるＦｅＮｉ系合金で形成することが好ましい。また特に前記ギャップ層２０，３３に接する側の磁性層を上記した、６８質量％以上で８０質量％以下のＦｅを含み、０．１１６質量％よりも多く且つ０．１４０質量％未満の、あるいは０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下のＳを含むＦｅＮｉ系合金で形成することが好ましい。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できると共に、膜剥れなどが発生せず所定形状の磁極層を再現性良く形成することが可能である。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
図６は本発明における他の実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図である。
図１の薄膜磁気ヘッドの構造とよく似ているが、違いは、上部コア層１０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。
【０１３６】
前記上部コア層１０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。
【０１３７】
前記高Ｂｓ層４７及び／または下部コア層７は、本発明におけるＦｅＮｉ系合金で形成される。
【０１３８】
本発明では、前記ＦｅＮｉ系合金には、０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満の、あるいは０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下の元素Ｓを含み、また５５質量％を越え、且つ７５質量％未満の、好ましくは６８質量％以上で８０質量％以下のＦｅを含んでいる。
【０１３９】
そして、上記ＦｅＮｉ系合金によれば、飽和磁束密度Ｂｓを１．６Ｔ以上、好ましくは１．８Ｔ以上にでき、また同等のＦｅ量を含むが、Ｓ組成比が本発明に比べて低い軟磁性膜と比較して、応力を小さく、しかも保磁力Ｈｃを小さくすることができる。保磁力Ｈｃは、飽和磁束密度Ｂｓや異方性磁界などの軟磁気特性に影響を与え、保磁力Ｈｃを小さくするほど前記軟磁気特性を良好にすることができる。さらに膜面の面粗れも小さい。
【０１４０】
この本発明におけるＦｅＮｉ系合金を、前記高Ｂｓ層４７及び／または下部コア層７として使用することで、飽和磁束密度Ｂｓなどの軟磁気特性を向上でき、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できると共に、膜剥れなどが発生せず、所定形状のコア層を再現性良く容易に形成することができる。
【０１４１】
前記上部コア層１０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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
また上部コア層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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
また下部コア層７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１０と対向する。
【０１４６】
また図６に示す実施形態では、上部コア層１０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。
【０１４７】
図７は本発明における他の実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図である。
図７の実施形態では再生用ヘッド部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７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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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７上に形成された持上げ層５６を介して前記下部コア層７に磁気的に接続される。
【０１５１】
この実施形態においては、上部コア層５５および／または下部磁極層５０が、本発明におけるＦｅＮｉ系合金で形成される。
【０１５２】
本発明では、前記ＦｅＮｉ系合金には、０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満の、あるいは０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下の元素Ｓを含み、また５５質量％を越え、且つ７５質量％未満の、好ましくは６８質量％以上で８０質量％以下のＦｅを含んでいる。
【０１５３】
そして、上記ＦｅＮｉ系合金によれば、飽和磁束密度Ｂｓを１．６Ｔ以上、好ましくは１．８Ｔ以上にでき、また同等のＦｅ量を含むが、Ｓ組成比が本発明に比べて低い軟磁性膜と比較して、応力を小さく、しかも保磁力Ｈｃを小さくすることができる。保磁力Ｈｃは、飽和磁束密度Ｂｓや異方性磁界などの軟磁気特性に影響を与え、保磁力Ｈｃを小さくするほど前記軟磁気特性を良好にすることができる。さらに膜面の面粗れも小さい。
【０１５４】
上記ＦｅＮｉ合金を下部磁極層５０及び／または上部コア層５５に使用することで、前記磁極層及びコア層を膜剥れなどがなく所定形状の耐食性に優れた膜として形成でき、飽和磁束密度Ｂｓなどの軟磁気特性に優れた、高記録密度化に適切に対応可能な薄膜磁気ヘッドを再現性良く製造することができる。
【０１５５】
また上部コア層５５は、その全体が前記ＦｅＮｉ系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ＦｅＮｉ系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。
【０１５６】
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ＦｅＮｉ系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ＦｅＮｉ系合金をパルス電流を用いた電解メッキ法によりメッキ形成することができる。また前記ＦｅＮｉ系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。
【０１５７】
また各実施形態において、符号７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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
図１に示す薄膜磁気ヘッドは、まず下部コア層７上にギャップ層８を形成し、前記ギャップ層８の上にコイル層９をパターン形成する。前記コイル層９上に絶縁層１１を形成した後、ギャップ層８から前記絶縁層１１上にかけて上部コア層１０をフレームメッキ法によりパターン形成する。
【０１６０】
図２及び図３に示す薄膜磁気ヘッドは、下部コア層７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。
【０１６１】
図４及び図５に示す薄膜磁気ヘッドは、下部コア層７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４に示す傾斜面３１ｃ，３１ｃを形成する。
【０１６２】
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。
【０１６３】
図６に示す薄膜磁気ヘッドは、まず下部コア層７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上にかけて高Ｂｓ層４７と上層４８からなる上部コア層１０をフレームメッキ法によりパターン形成する。
【０１６４】
図７に示す薄膜磁気ヘッドは、まず下部コア層７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。
【０１６５】
次に、本発明のＦｅＮｉ系合金の製造方法について説明する。本発明はＳを含有するＦｅＮｉ系合金を電解メッキ法により成膜したものである。電解メッキ法は、スパッタ蒸着法に比べて成膜レートが早く、製造時間を短縮することができる。
【０１６６】
本発明では、前記電解メッキ工程に用いるメッキ浴に、Ｆｅイオン、Ｎｉイオン、およびＳイオンを含有させている。具体的には、例えばＮｉＣｌ2六水和物、ＮｉＳＯ４六水和物、ＦｅＳＯ4六水和物、ＮａＯＨ、ホウ酸、応力緩衝剤であるサッカリンＮａ、界面活性剤のラウリル硫酸Ｎａをメッキ浴中に入れている。サッカリンナトリウム（Ｃ6Ｈ4ＣＯＮＮａＳＯ2）を入れることでＳイオンをメッキ浴中に含有させることができる。
【０１６７】
さらに本発明では、前記メッキ浴中にジカルボン酸を添加している。ジカルボン酸としては、酒石酸[ＨＯＯＣ（Ｃ2Ｈ4Ｏ2）ＣＯＯＨ]、酒石酸ナトリウム[ＨＯＯＣ（Ｃ2Ｈ2Ｏ2Ｎａ2）ＣＯＯＨ]、酒石酸ナトリウムカリウム[ＨＯＯＣ（Ｃ2Ｈ2Ｏ2ＮａＫ）ＣＯＯＨ]、シュウ酸（ＨＯＯＣＣＯＯＨ）、コハク酸[ＨＯＯＣ（ＣＨ2）2ＣＯＯＨ]、マロン酸[ＨＯＯＣ（ＣＨ2）ＣＯＯＨ]、マレイン酸（ＨＯＯＣＨＣ＝ＣＨＣＯＯＨ）などを提示できる。
【０１６８】
ジカルボン酸としては他にクエン酸などもあるが、これは分子量が大きく（分子量は１９２）、ジカルボン酸の分子量が大きすぎるとメッキ速度を阻害し、膜面の面粗れを適切に抑制できないと考えられる。
【０１６９】
従って酒石酸と等価、あるいはそれよりも小さい分子量を持つジカルボン酸を選択し、メッキ浴中に添加することが好ましい。
【０１７０】
そして前記ジカルボン酸がメッキ浴中に添加されると、メッキ浴中に含有されたＳイオンが、メッキ膜内に取り込まれやすくなり、ＦｅＮｉ系合金中に適量の元素Ｓを含有させることが可能になる。
【０１７１】
本発明によれば、ジカルボン酸の添加量を適切に調整することで、ＦｅＮｉ系合金中に０．１１６質量％を越え、０．１４０質量％未満となる元素Ｓを含有させることができる。
【０１７２】
具体的には、前記ジカルボン酸として酒石酸ナトリウムを選択し、このとき前記酒石酸ナトリウムの添加量を、前記メッキ浴全体に対し、３７ｍｍｏｌ／Ｌよりも多く、且つ１００ｍｍｏｌ／Ｌ未満とすることが好ましい。これによって前記ＦｅＮｉ系合金中の元素Ｓを、０．１１６質量％よりも多く、０．１４０質量％未満となる組成範囲内で適切に調整することができる。また前記酒石酸ナトリウムを１００ｍｍｏｌ／Ｌ未満としたのは、これ以上、酒石酸ナトリウムを入れると膜面の面粗れがひどくなり、具体的には前記膜面の中心線平均粗さＲａは２００Åを越えてしまう。従って本発明では、前記酒石酸ナトリウムを１００ｍｍｏｌ／Ｌ未満に設定している。
【０１７３】
また本発明では、前記ジカルボン酸として酒石酸ナトリウムを選択し、このとき前記酒石酸ナトリウムの添加量を、前記メッキ浴全体に対し、６２ｍｍｏｌ／Ｌ以上８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下とすることがより好ましい。これによって膜面の中心線平均粗さＲａを８０Å以下に抑えることができる。
【０１７４】
また上記の酒石酸ナトリウムの添加量であれば、メッキ形成されたＦｅＮｉ系合金中の元素Ｓの組成比を、より確実に０．１１６質量％よりも多く、且つ０．１４０質量％未満にすることができる。また後述する実験によれば、ＦｅＮｉ系合金中に含まれる元素Ｓの組成比を、０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下に設定することもできる。この組成範囲内であると、より効果的に応力の低下及び保磁力の低下を図ることができる。
【０１７５】
次に本発明では、ＦｅＮｉ系合金のＦｅの組成比であるが、本発明では前記Ｆｅの組成比を５５質量％よりも多く、７５質量％未満とすることが好ましく、より好ましくは、６８質量％以上で８０質量％以下にすることである。
【０１７６】
ＦｅＮｉ系合金中に上記したＦｅ量を含有させるには、直流電流を用いた電解メッキ法ではなくパルス電流を用いた電解メッキ法を用いることが好ましい。パルス電流を用いた電解メッキ法では、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、ＮｉＦｅ系合金膜を、少しずつメッキ形成し、直流電流を用いた電解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解メッキ法によれば直流電流による電解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。
【０１７７】
また本発明では、Ｆｅ量を６８質量％以上で８０質量％以下の組成範囲内に設定するには、上記したパルス電流を用いた電解メッキ法を用い、さらにメッキ浴中のＮｉイオン濃度を従来よりも低減させることが好ましい。例えば従来ではメッキ浴中のＮｉイオン濃度は４０ｇ／ｌ程度であったが、本発明ではこれよりもＮｉイオン濃度を低濃度に設定する。これにより成膜時、カソード（メッキされる側）表面上に触れるメッキ液のＮｉイオンを減らすことができ、攪拌効果を高めてＮｉＦｅ合金中に多くのＦｅを入れることが可能になり、前記Ｆｅ量を８０質量％まで含有させることが可能になる。
【０１７８】
ただしＦｅＮｉ系合金中のＦｅ量が多すぎると、メッキ浴中にジカルボン酸を入れていても応力を適切に緩和できず、応力の増大によって膜剥れが生じ易くなる。しかも結晶粒径が粗大化することで保磁力Ｈｃも増大し、それに伴う軟磁気特性の低下が問題となる。
【０１７９】
従ってＦｅＮｉ系合金中のＦｅ量の上限を適切に制御することが重要であり、本発明では、前期Ｆｅ量の上限値を８０質量％に設定している。
【０１８０】
また本発明では、ＦｅＮｉ系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。これによってメッキ形成されたＮｉＦｅ系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、膜面の面粗れをさらに適切に抑制できる。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。また前記２−エチルヘキシル硫酸ナトリウムの添加によりＮｉＦｅ系合金の膜応力を低減させることも可能である。
【０１８３】
以下に、本発明で使用可能な具体的なメッキ浴組成、および製造工程の一例を示す。
【０１８４】
電解メッキ工程において用いるメッキ浴の組成は、ＮｉＣｌ２六水和物（１１７ｇ／Ｌ）、ＮｉＳＯ４六水和物（５０ｇ／Ｌ）、ＮａＯＨ（２５ｇ／Ｌ）、ホウ酸（２５ｇ／Ｌ）、応力緩衝剤であるサッカリンＮａ（２ｇ／Ｌ）、界面活性剤のラウリル硫酸Ｎａ（０．０２ｇ／Ｌ）からなる従来のＷａｔｔ浴の組成に、ＦｅＳＯ４六水和物（３５．７ｇ／Ｌ）と、酒石酸ナトリウム（Ｎａ２Ｃ４Ｈ４Ｏ６）を添加したものであり、酒石酸ナトリウムのメッキ浴全体に対する添加量は、６２〜８２ｍｍｏｌ／Ｌである。
【０１８５】
電解メッキ工程において、ＦｅＮｉ合金スパッタ膜を陰極として、メッキ浴にパルス電流を印加する。そして、陰極上にＦｅＮｉ系合金メッキ膜を所望の膜厚に形成して、電解メッキ工程を終了する。
【０１８６】
メッキ膜の成膜レートは、酒石酸ナトリウムの添加量を増やすことで徐々に遅くなっていくが、上記の酒石酸ナトリウムの添加量であれば、前記成膜レートは、約０．０４μｍ／ｍｉｎ程度である。このような成膜レートでは、数μｍ程度のメッキ膜を形成するとき、電解メッキ工程が長時間に及ぶことがなく、且つ、電解メッキ工程時間による膜厚制御が容易である。
【０１８７】
このように製造された軟磁性膜は、酒石酸ナトリウムの添加量の増加に伴って、元素Ｓの組成比が上昇する。
【０１８８】
後述する実験結果によれば、酒石酸ナトリウムの添加量の増加に伴って、軟磁性膜の応力と保磁力Ｈｃは共に低下する一方、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃの組成比は、いずれも酒石酸ナトリウムの添加量による大きな影響を受けることなく、軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは、酒石酸ナトリウムの添加により著しく低下することがないことがわかった。
【０１８９】
ところで上記した軟磁性膜の製造方法は、図１に示す下部コア層７及び／または上部コア層１０の形成時、図２、３に示す下部磁極層１９及び／または上部磁極層２１の形成時、図４、５に示す下部磁極層３２及び／または上部磁極層３４の形成時、図６に示す下部コア層７及び／または高Ｂｓ層４７の形成時、図７に示す下部磁極層５０及び／または上部コア層５５の形成時にそれぞれ適用される。
【０１９０】
そして上記軟磁性膜の製造方法を用いることで、図１ないし図７に示す構造の薄膜磁気ヘッドのコア層あるいは磁極層を容易にしかも再現性良くメッキ形成することが可能である。
【０１９１】
なお図２ないし図５に示す実施形態のように、下部コア層７と上部コア層２２、４０間にトラック幅Ｔｗで形成された磁極部１８、３０が別工程で形成される形態の場合、特に、メッキ浴中に添加される酒石酸ナトリウムの量を６２ｍｍｏｌ／Ｌ以上で８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下に設定することが好ましい。
【０１９２】
図２、３に示す薄膜磁気ヘッドでは、下部コア層７上にレジスト層を形成し、このレジスト層に露光現像によって溝を形成する。そしてこの溝内に前記磁極部１８がメッキ形成されるのであるが、前記溝のトラック幅方向（図示Ｘ方向）への幅寸法は狭トラック化に適切に対応するためには、０．１μｍから０．５μｍ程度であることが好ましく、また奥行き（図示Ｙ方向）の寸法もその程度であり、また高さ寸法（図示Ｚ方向）は、幅寸法の２倍から５倍程度である。
【０１９３】
このような極めて狭い空間内に下部磁極層１９、ギャップ層２０及び上部磁極層２１を適切にメッキ形成するには、前期磁極層の飽和磁束密度Ｂｓが高くなるようにＦｅ量の調整を適切に行うとともに、応力を小さくし、さらに膜面の面粗れを小さくしなければならない。そうしなければ膜剥れが生じ易くなり、また前記磁極層上に形成される層をも所定形状に形成できなくなる。
【０１９４】
そのため本発明では、膜面の面粗れが小さく且つ応力が小さいＦｅＮｉ系合金で磁極層を形成できるようにメッキ浴組成を適切に調整することが好ましい。具体的には、メッキ浴中に添加される酒石酸ナトリウムの添加量をメッキ浴全体に対し、６２ｍｍｏｌ／Ｌ以上で８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下に設定する。
【０１９５】
このメッキ浴組成で形成されたＦｅＮｉ系合金であれば、１．８Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができると共に、膜面の中心線平均粗さＲａを８０Å以下に抑えることができ、また応力を１６０ＭＰａ以下にでき、したがって極めて小さい空間内に飽和磁束密度Ｂｓが高く、しかも膜剥れなどが生じない磁極層を容易にしかも再現性良くメッキ形成することが可能になるのである。
【０１９６】
なお本発明では、ＦｅＮｉ系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ＦｅＮｉ系合金は、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。
【０１９７】
【実施例】
次に、本発明の軟磁性膜の実施例について説明する。表１は、実施例１、２及び比較例１〜８について、メッキ浴全体に対する酒石酸ナトリウムの添加量、メッキされたＦｅＮｉ系合金の組成比、応力、保磁力Ｈｃ（磁化困難軸・磁化容易軸）、異方性磁界、飽和磁束密度Ｂｓ、比抵抗、および膜面の中心線平均粗さＲａをまとめたものである。
【０１９８】
【表１】
0003679730.tif 000002
【０１９９】
この表を見ると、各試料とも比抵抗の値にさほどの差がないことがわかる。
【０２００】
次にＦｅ量について説明する。比較例１ないし５、及び実施例１、２は全て、Ｆｅ量が約７２質量％前後であり、飽和磁束密度Ｂｓも１．９Ｔ前後であることがわかる。
【０２０１】
一方、比較例７は、Ｆｅ量が非常に少なく、従来と同程度の約５５質量％であり、飽和磁束密度Ｂｓはたかだか１．５Ｔ程度である。また比較例８では、Ｆｅ量は６８質量％であり、飽和磁束密度Ｂｓは、１．８Ｔ程度まで上昇している。
【０２０２】
また比較例６では、Ｆｅ量が８０質量％よりも多くなっているが、膜剥れを起して実験をすることができなかった。
【０２０３】
この実験結果に基づき、本発明では次のようにＦｅ量を規定した。まずＦｅ量を５５質量％よりも大きく、７５質量％未満とした。この範囲であると飽和磁束密度を１．５Ｔよりも大きくできることがわかる。またＦｅ量を７２質量％以上にすれば飽和磁束密度を１．９Ｔ程度にまで向上させることができる。
【０２０４】
また本発明では、より好ましいＦｅ量を６８質量％以上で８０質量％以下とした。これによって飽和磁束密度Ｂｓを１．８Ｔ以上にできる。またＦｅ量が８０質量％を越えると、応力の増大によって膜剥れを起したものと考える。したがって本発明のようにＦｅ量を８０質量％以下とすれば、応力の増大を低減させ膜剥れの生じない磁性層を形成することができる。
【０２０５】
次に表１のように、応力や保磁力、中心線平均粗さＲａなど種々の特性は、各試料で一定にはなく、本発明では以下で、元素Ｓの組成比と各特性との関係や、酒石酸ナトリウムの添加量と各特性との関係について調べてみた。
【０２０６】
【表２】
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【０２０７】
表２は、図８及び図９のグラフを作成するにあって用いた試料の実験結果である。表２は、表１に示された比較例１、２、３、４、５及び実施例１、２の実験結果を抜粋して表示したものであるが、さらにこの表２には、酒石酸ナトリウムの添加量を１５ｍｍｏｌ／Ｌとした実験試料を新たに付け加えている。表２には、図８、９を作成するにあたって必要な実験結果、すなわち各試料のＳの組成比、応力、保磁力等が記載されている。
【０２０８】
ここで表２における各試料は、以下のメッキ浴組成を用いて得られたものである。電解メッキ工程において用いるメッキ浴の組成は、ＮｉＣｌ２六水和物（１１７ｇ／Ｌ）、ＮｉＳＯ４六水和物（５０ｇ／Ｌ）、ＮａＯＨ（２５ｇ／Ｌ）、ホウ酸（２５ｇ／Ｌ）、応力緩衝剤であるサッカリンＮａ（２ｇ／Ｌ）、界面活性剤のラウリル硫酸Ｎａ（０．０２ｇ／Ｌ）からなるＷａｔｔ浴の組成に、ＦｅＳＯ４六水和物（３５．７ｇ／Ｌ）と、酒石酸ナトリウム（Ｎａ２Ｃ４Ｈ４Ｏ６）を添加したものであり、酒石酸ナトリウムのメッキ浴全体に対する添加量は、０〜１００ｍｍｏｌ／Ｌである。またパルス電流を用いた電解メッキ法を用いてメッキ形成した。
【０２０９】
なお以下の図８以降の実験結果は、すべてこの実験方法によって得られたものである。
【０２１０】
図８は、応力（ＭＰａ）とＦｅＮｉ系合金中に含有された元素Ｓ組成比（質量％）の関係を示すグラフである。元素Ｓの組成比が多くなるほど、応力は低下することがわかる。図８に示すように、元素Ｓの組成比が０．１１６質量％から０．１２５質量％の区間内において、ＦｅＮｉ系合金の応力は急激に低下し、応力を２１０ＭＰａ以下にすることができることがわかる。また前記元素Ｓの組成比を０．１２５質量％よりも多くしていくと、０．１１６質量％から０．１２５質量％の区間ほどの急激な低下はないものの、前記応力をさらに低下させることができることがわかる。
【０２１１】
図９は、保磁力Ｈｃ（Ａ／ｍ）とＦｅＮｉ系合金中に含まれる元素Ｓの組成比（質量％）の関係を示すグラフである。図９に示すように、保磁力Ｈｃは、元素Ｓの組成比の増加に伴って徐々に低下し、元素Ｓの組成比を０．１１６質量％以上にすると保磁力Ｈｃの低下の度合いが大きくなり、磁化困難軸方向の保磁力Ｈｃｈを約６００Ａ／ｍ以下に、磁化容易軸方向の保磁力Ｈｃｅを約４７０（Ａ／ｍ）以下にできることがわかる。
【０２１２】
図１０は、応力（ＭＰａ）と保磁力Ｈｃ（Ａ／ｍ）の関係を示すグラフである。このグラフ中の試料のＦｅの組成比は、すべて約７２質量％に固定されている。
【０２１３】
図１０に示すように、表１に示された実施例１、２の保磁力Ｈｃは、比較例に比べて低応力で且つ低保磁力Ｈｃであることがわかる。
【０２１４】
図１１は、飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）とＦｅＮｉ系合金中に含有されたＳ組成比（質量％）の関係を示すグラフである。なおこのグラフは、Ｆｅ量を約７２質量％に固定された実験試料に基いて作成されたものである。
【０２１５】
図１１に示すように、飽和磁束密度Ｂｓは、元素Ｓの組成比の増加に伴って、若干低下する傾向があるものの、元素Ｓが０．１４０質量％程度以下であれば１．９Ｔ前後の飽和磁束密度Ｂｓを保っていることがわかる。
【０２１６】
図１２は、異方性磁界（Ａ／ｍ）と元素Ｓの組成比（質量％）の関係を示すグラフである。なおこのグラフは、Ｆｅ量を約７２質量％に固定された実験試料に基いて作成されたものである。
【０２１７】
図１２に示すように、異方性磁界は、元素Ｓの組成比の増加に伴って上昇しており、Ｓの組成比の増加に伴い軟磁気特性が向上することがわかる。
【０２１８】
【表３】
0003679730.tif 000004
【０２１９】
表３は、次の図１３ないし図１５を作成するにあたって用いた各試料の実験結果である。なお表２と同様、表１に示された比較例１、２、３、４、５及び実施例１、２の実験結果を抜粋して表示したものであるが、さらに酒石酸ナトリウムの添加量を１５ｍｍｏｌ／Ｌとした実験試料を新たに付け加えている。表３には、図１３ないし１５を作成するにあたって必要な実験結果、すなわち各試料のＳの組成比、Ｃ組成比、Ｆｅ組成比等が記載されている。
【０２２０】
図１３〜１５は、酒石酸ナトリウムの添加量（ｍｍｏｌ／Ｌ）と、Ｓの組成比、Ｆｅの組成比、Ｃの組成比（質量％）の関係を示すグラフである。図１３に示すように、Ｓ組成比は、メッキ浴に酒石酸ナトリウムを添加していくことで徐々に高くなっていくことがわかる。
【０２２１】
また図１４に示すように、Ｆｅの組成比は、メッキ浴に酒石酸ナトリウムを添加していくことで若干低下してくが、実験に使用されたサンプルでは、いずれも７２質量％前後のＦｅ量を保っていることがわかる。
【０２２２】
また、図１５に示すように、Ｃの組成比は、酒石酸ナトリウムの添加量にほとんど依存しないことがわかる。
【０２２３】
図１６は、酒石酸ナトリウムの添加量と、ＦｅＮｉ系合金の応力との関係を示したグラフである。図１６に示すように、酒石酸ナトリウムの添加量を３７ｍｍｏｌ／Ｌから６２ｍｍｏｌ／Ｌの範囲内とすると、ＦｅＮｉ系合金の応力は急激に低下していくことがわかる。また、これほどの急激な低下ではないが、前記酒石酸ナトリウムの添加量を６２ｍｍｏｌ／Ｌ以上にしても前記応力の低下を図ることができることがわかる。
【０２２４】
図１７は、酒石酸ナトリウムの添加量と、ＦｅＮｉ系合金の保磁力Ｈｃ（磁化困難軸、磁化容易軸）及び飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示すグラフである。図１７に示すように、酒石酸ナトリウムの添加量を３７ｍｍｏｌ／Ｌ以上にすると前記保磁力Ｈｃを効果的に低減させることができることがわかる。
【０２２５】
一方、飽和磁束密度Ｂｓは、前記酒石酸ナトリウムの添加によって、徐々に低下していくものの、１．９Ｔ前後の飽和磁束密度Ｂｓを保っていることがわかる。
【０２２６】
図１８は、酒石酸ナトリウムの添加量と、ＦｅＮｉ系合金の異方性磁界Ｈｋとの関係を示すグラフである。図１８に示すように、酒石酸ナトリウムの添加によって前記異方性磁界を上昇させることができ、軟磁気特性に優れたＦｅＮｉ系合金を形成できることがわかる。
【０２２７】
図１９は、電解メッキ工程の成膜レートと酒石酸ナトリウムの添加量の関係を示すグラフである。成膜レートは、酒石酸ナトリウムの添加量をすることで若干低下するものの、前記酒石酸ナトリウムの添加量が１００ｍｍｏｌ／Ｌよりも低い範囲では、０．０４０μｍ／ｍｉｎ以上の成膜レートを保ち、メッキ工程には、大きな影響を及ぼさないものと考えられる。
【０２２８】
以上の実験結果からわかったことは、ＦｅＮｉ系合金中に含まれる元素Ｓの組成比を上昇させていくことで、応力及び保磁力Ｈｃの低減を図ることができるということである（図８、９を参照されたい）。その一方で、Ｆｅ組成比が同じであるが、元素Ｓが異なる場合でも、飽和磁束密度Ｂｓはさほど変化が無く（図１１を参照されたい）、また元素Ｓの添加によって異方性磁界を向上させることができ軟磁気特性の向上を図ることができることがわかった。
【０２２９】
そこで本発明では、上記実験結果に基いてＦｅＮｉ系合金中に含まれる元素Ｓの組成比を０．１１６質量％よりも多い範囲とし、より好ましくは０．１２５質量％以上に設定した。
【０２３０】
またメッキ浴中における酒石酸ナトリウムの添加量においても、前記酒石酸ナトリウムの添加量を上昇させていくことで、ＦｅＮｉ系合金の応力及び保磁力Ｈｃの低減を図ることができることがわかった（図１６、１７を参照されたい）。また酒石酸ナトリウムの添加によってＦｅＮｉ系合金中の元素Ｓの含有量は上昇するが、Ｆｅ量はさほどの低下が見られず（図１３、１４を参照されたい）、このように、酒石酸ナトリウムの添加によってもＦｅ量にさほど変化が見られないため、図１７に示すように、酒石酸ナトリウムの添加によっても、飽和磁束密度Ｂｓが大きく低下することがないことがわかった。また酒石酸ナトリウムの添加によって異方性磁界を向上させることができ軟磁気特性の向上を図ることができることがわかった。
【０２３１】
そこで本発明では、上記実験結果に基いてメッキ浴中に添加する酒石酸ナトリウムの添加量を３７ｍｍｏｌ／Ｌよりも多い範囲とし、より好ましくは６２ｍｍｏｌ／Ｌ以上に設定した。
【０２３２】
次にＦｅＮｉ系合金中に含まれる元素Ｓの上限値、およびメッキ浴中に添加される酒石酸ナトリウムの上限値について以下に説明する。
【０２３３】
表１に示すように、比較例１の場合には、膜面の中心線平均粗さＲａは約８３Åであり、比較例４の場合には、前記中心線平均粗さＲａは約８９Åであり、実施例２の場合には、前記中心線平均粗さＲａは約７５Åであり、比較例５の場合には、前記中心線平均粗さＲａは約２１３Åであった。
【０２３４】
上記４つのサンプルにおける酒石酸ナトリウムの添加量を見てみる。比較例１は、０ｍｍｏｌ／Ｌであり、比較例３は、２５ｍｍｏｌ／Ｌであり、実施例１は、８２ｍｍｏｌ／Ｌであり、比較例５は、１００ｍｍｏｌ／Ｌである。
【０２３５】
上記した膜面の中心線平均粗さＲａは、この酒石酸ナトリウムの添加量が適量であれば低下するが、前記酒石酸ナトリウムの添加量が多くなりすぎると、この実験では、前記酒石酸ナトリウムの添加量が８２ｍｍｏｌ／Ｌを越えると、逆に前記Ｒａは大きくなっていくものと考えられる。それは図１９で説明した、前記酒石酸ナトリウムの添加量の増加によって成膜レートが遅くなることが一つの原因ではないかと考えられる。
【０２３６】
膜面の中心線平均粗さＲａはできる限り小さいことが好ましい。中心線平均粗さＲａが大きくなる、すなわち面粗れがひどくなると、耐食性の低下や、さらには所定形状の磁性層を形成できないといった問題が発生する。
【０２３７】
そこで本発明では、酒石酸ナトリウムの添加量の上限値を、１００ｍｍｏｌ／Ｌ未満とした。これによって膜面の中心線平均粗さＲａを約２００Å以下に抑えることができることがわかる。より好ましくは、前記酒石酸ナトリウムの添加量は８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下である。これによって前記中心線平均粗さＲａを約８０Å以下に抑えることができることがわかる。
【０２３８】
従って本発明では、酒石酸ナトリウムの添加量を、３７ｍｍｏｌ／Ｌよりも多く、且つ１００ｍｍｏｌ／Ｌ未満と設定した。またより好ましい範囲を、６２ｍｍｏｌ／Ｌ以上で８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下に設定した。
【０２３９】
また前記酒石酸ナトリウムの添加量を、１００ｍｍｏｌ／Ｌ未満、好ましくは８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下とした場合、ＦｅＮｉ系合金中における元素Ｓの含有量は０、１４０質量％未満であることが図１３よりわかる。また前記酒石酸ナトリウムの添加量を８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下とした場合、元素Ｓの含有量を０．１３２質量％以下にできることがわかる。
【０２４０】
この実験結果により、本発明では前記ＦｅＮｉ系合金中における元素Ｓの組成比を、０．１１６質量％よりも多く、且つ０．１４０質量％未満と規定し、好ましくは０．１２５質量％以上で０．１３２質量％以下と規定した。
【０２４１】
次に耐食性の実験結果について以下に説明する。
実験では図２０に示すような形状の磁極部を形成した。最も下の層がＦｅ20Ｎｉ80合金膜であり、その上に高飽和磁束密度Ｂｓを有するＨｉ−Ｂ（下部磁極層）膜、ＮｉＰ（ギャップ層）膜、Ｈｉ−Ｂ（上部磁極層）膜をメッキ形成した。
【０２４２】
【表４】
0003679730.tif 000005
【０２４３】
本発明では２つのＨｉ−Ｂ膜を表４に挙げた２つの磁性層でメッキ形成した。一方は、メッキ浴中での酒石酸ナトリウムを０ｍｍｏｌ／Ｌとして形成されたＦｅＮｉ系合金、もう一方が、メッキ浴中での酒石酸ナトリウムを８２ｍｍｏｌ／Ｌとして形成されたＦｅＮｉ系合金である。なお各試料を１０個づつ用意した。
【０２４４】
実験では、ｐＨ＝４．７の純水に図２０の積層膜からなる試料を１０分間浸漬させ、またｐＨ＝２．０の希硫酸に図２０の積層膜からなる試料を１分間浸漬させた。そして腐食の具合を測定した。
【０２４５】
表４に示すように、酒石酸ナトリウムを０ｍｍｏｌ／Ｌとして形成されたＦｅＮｉ系合金をＨｉ−Ｂ膜として用いた積層膜の試料、および酒石酸ナトリウムを８２ｍｍｏｌ／Ｌとして形成されたＦｅＮｉ系合金をＨｉ−Ｂ膜として用いた積層膜の試料では、純水に浸した場合は、どちらの試料でも腐食は見られなかった。一方、希硫酸に浸した場合は、どちらの試料でも各１０個の試料のうち腐食された試料は半分以下であったが、酒石酸ナトリウムを０ｍｍｏｌ／Ｌとして形成された試料は４個腐食されたのに対し、酒石酸ナトリウムの添加量を８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下として形成された試料では３個の腐食であった。
【０２４６】
このように酒石酸ナトリウムの添加量を８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下とすれば、耐食性に優れたＦｅＮｉ系合金をメッキ形成できることがわかった。これは酒石酸ナトリウムの添加量を８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下として形成されたＦｅＮｉ系合金では、膜面の中心線平均粗さＲａを小さくできたためであると考えられる。具体的には前記中心線平均粗さＲａを８０Å以下にできる（表１などを参照されたい）。
【０２４７】
最後に、実験に使用した試料と、結晶粒径及び結晶配向との関係を調べた。その実験結果を表５に示す。
【０２４８】
【表５】
0003679730.tif 000006
【０２４９】
表５における（１１１）反射回線幅の実験結果によって、結晶粒径の大きさを予測できるが、（１１１）反射回線幅は、酒石酸ナトリウムの添加量によって変化はなく、したがってＦｅＮｉ系合金の結晶粒径にはほとんど変化がないものと考えられる。既に述べたように結晶粒径が小さくなれば、一般的に応力の低下が見られるが、この実験結果からすれば、元素Ｓの含有による応力の低下は結晶粒径の大小とほとんど関係が無いものと考えられる。また結晶配向も各試料ともにほとんど変化がなかった。
【０２５０】
【発明の効果】
本発明の軟磁性膜は、Ｓを含有するＦｅＮｉ系合金であり、Ｓの組成比が０．１１６質量％を越え、且つ０．１４０質量％未満である。
【０２５１】
このような軟磁性膜は、Ｓの組成比が、０．１１６質量％を越えて、０．１４０質量％未満であるとき、Ｓの組成比の増加に伴って、応力と保磁力Ｈｃが低下するので、低応力と優れた軟磁気特性を両立することができる。また膜面の面粗れを小さくすることができる。
【０２５２】
また本発明では、Ｆｅの組成比は５５質量％よりも大きく、且つ７５質量％未満であるか、好ましくは６８質量％以上で８０質量％以下である。これによって飽和磁束密度を１．６Ｔ以上、好ましくは１．８Ｔ以上にでき、しかも本発明によれば、この高い飽和磁束密度を維持しながら、応力を低くでき、保磁力を低くでき、さらに膜面の面粗れを小さくすることができる。
【０２５３】
また、本発明の軟磁性膜の製造方法は、Ｓを含有するＦｅＮｉ系合金を電解メッキ法により成膜する方法であって、電解メッキ工程に用いるメッキ浴の組成は、Ｆｅイオン、Ｎｉイオン、Ｓイオンを含む溶液を含有し、さらにジカルボン酸が添加されたものである。
【０２５４】
前記ジカルボン酸は、具体的には酒石酸ナトリウムであることが好ましく、本発明では、前記メッキ浴全体に対する酒石酸ナトリウムの添加量が、３７ｍｍｏｌ／Ｌを越え、且つ１００ｍｍｏｌ／Ｌ未満であることが好ましい。より好ましくは６２ｍｍｏｌ／Ｌ以上で８２ｍｍｏｌ／Ｌ以下である。
【０２５５】
このような軟磁性膜の製造方法では、メッキ浴に酒石酸ナトリウムを添加したので、メッキ膜中にＳが析出し、Ｓを含有するＦｅＮｉ合金メッキ膜を製造することができる。しかも上記した酒石酸ナトリウムの添加量であると、メッキ形成されたＦｅＮｉ系合金の応力及び保磁力を効果的に低くできると共に、膜面の中心線平均粗さＲａを有効に小さくすることができる。
【０２５６】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドは、下部コア層と、該下部コア層上に形成され、絶縁材料からなるギャップ層と、該ギャップ層上に形成され、良導電材料からなるコイル層と、該コイル層を覆う絶縁層と、該絶縁膜上に形成された上部コア層とを有し、前記上部コア層及び下部コア層には、前記コイル層に印加された電流により記録磁界が誘導されて、前記上部コア層と下部コア層のうち少なくとも一方は、上記軟磁性膜を用いた。
【０２５７】
このような薄膜磁気ヘッドは、上部コア層、或いは／及び下部コア層とする軟磁性膜が、Ｆｅの組成比が同等である従来の軟磁性膜に比べて低応力、且つ低保磁力Ｈｃであるから、下部コア層と絶縁層、或いは／及び上部コア層とギャップ層との密着性、及び記録データの信頼性が向上し、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になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】薄膜磁気ヘッドの縦断面図、
【図２】本発明の他の実施形態の薄膜磁気ヘッドの部分正面図、
【図３】図２の縦断面図、
【図４】本発明の他の実施形態の薄膜磁気ヘッドの部分正面図、
【図５】図４の縦断面図、
【図６】本発明の他の実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図、
【図７】本発明の他の実施形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図、
【図８】本発明の軟磁性膜の応力とＳ組成比の関係を示すグラフ。
【図９】本発明の軟磁性膜の保磁力ＨｃとＳ組成比の関係を示すグラフ。
【図１０】本発明の軟磁性膜の応力と保磁力Ｈｃの関係を示すグラフ。
【図１１】本発明の軟磁性膜の飽和磁束密度ＢｓとＳ組成比の関係を示すグラフ。
【図１２】本発明の軟磁性膜の異方性磁界とＳ組成比の関係を示すグラフ。
【図１３】本発明の軟磁性膜のＳ組成比と、メッキ浴の酒石酸ナトリウム添加量の関係を示すグラフ。
【図１４】本発明の軟磁性膜のＦｅ組成比と、メッキ浴の酒石酸ナトリウム添加量の関係を示すグラフ。
【図１５】本発明の軟磁性膜のＣ組成比と、メッキ浴の酒石酸ナトリウム添加量の関係を示すグラフ。
【図１６】本発明の軟磁性膜の応力と、メッキ浴の酒石酸ナトリウム添加量の関係を示すグラフ。
【図１７】本発明の軟磁性膜の保磁力Ｈｃと、メッキ浴の酒石酸ナトリウム添加量の関係を示すグラフ。
【図１８】本発明の軟磁性膜の異方性磁界Ｈｋと、メッキ浴の酒石酸ナトリウム添加量の関係を示すグラフ。
【図１９】本発明の軟磁性膜のメッキ工程の成膜レートと、メッキ浴の酒石酸ナトリウム添加量の関係を示すグラフ。
【図２０】表４の実験に使用した積層膜の構造を示す断面図、
【図２１】従来におけるＦｅＮｉ合金からなる軟磁性膜の応力と保磁力Ｈｃの関係を示すグラフ。
【符号の説明】
ｈ２  記録用ヘッド部
Ｇ  書き込みギャップ
７  下部コア層
８  ギャップ層
９  コイル層
１０  上部コア層
１１  絶縁層
１８、３０  磁極部
１９、３２、５０  下部磁極層
２１、３４  上部磁極層
４７  高Ｂｓ層
４８  上層
【図１】
0003679730.tif 000007
【図２】
0003679730.tif 000008
【図３】
0003679730.tif 000009
【図４】
0003679730.tif 000010
【図５】
0003679730.tif 000011
【図６】
0003679730.tif 000012
【図７】
0003679730.tif 000013
【図８】
0003679730.tif 000014
【図９】
0003679730.tif 000015
【図１０】
0003679730.tif 000016
【図１１】
0003679730.tif 000017
【図１２】
0003679730.tif 000018
【図１３】
0003679730.tif 000019
【図１４】
0003679730.tif 000020
【図１５】
0003679730.tif 000021
【図１６】
0003679730.tif 000022
【図１７】
0003679730.tif 000023
【図１８】
0003679730.tif 000024
【図１９】
0003679730.tif 000025
【図２０】
0003679730.tif 000026
【図２１】
0003679730.tif 000027