(57)【要約】【課題】改良された書き込みヘッド磁極のラミネート構造を提供する。【解決手段】本発明は、一般に、書き込みヘッド磁極のラミネート構造に関する。書き込みヘッド磁極構造は、非晶質又は微晶質の非磁性材料によって分離される複数の多層磁気構造２３２、２３４、２３６を含むことができる。各々の多層磁気構造は、１つ以上の第１の磁性層が１つ以上の第２の磁性層と実質的に同一であるように、非磁性層によって１つ以上の第２の磁性層から離間される１つ以上の第１の磁性層を含む。このような設計では、１つ以上の第２の磁性層は、電流が書き込みヘッド磁極から取り除かれるときに多層磁気構造についてゼロの合計の正味磁気モーメントが存在するように、１つ以上の第１の磁性層に対し反平行である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の多層磁気構造と、
前記第１の多層磁気構造の上に配置された非晶質又は微晶質の第１の非磁性層と、
前記第１の非磁性層の上に配置された第２の多層磁気構造と、
を備える書き込みヘッド磁極。
【請求項２】
第２の非磁性層と、
前記第２の非磁性層の上に配置された前記第１の多層磁気構造と、
前記第１の多層磁気構造の上に配置された前記第１の非磁性層と、
前記第１の非磁性層の上に配置された前記第２の多層磁気構造と、
前記第２の多層磁気構造の上方に配置された第３の非磁性層と、
前記第３の非磁性層の上方に配置された第３の多層磁気構造と、
前記第３の多層磁気構造の上方に配置された第４の非磁性層と、
をさらに備え、前記第３の非磁性層が非晶質又は微晶質である、請求項１に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項３】
前記第１の多層磁気構造が、
第１の厚さを有する第１の磁性層と、
前記第１の磁性層に配置されかつ第２の厚さを有する第２の磁性層と、
前記第２の磁性層に配置された第５の非磁性層と、
前記第５の非磁性層に配置されかつ第３の厚さを有する第３の磁性層と、
前記第３の磁性層に配置されかつ第４の厚さを有する第４の磁性層と、
を備える、請求項２に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項４】
前記第１の厚さ及び前記第４の厚さが実質的に同一であり、前記第２の厚さ及び前記第３の厚さが実質的に同一である、請求項３に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項５】
前記第１の磁性層及び前記第４の磁性層がＮｉＦｅを含み、前記第２の磁性層及び前記第３の磁性層がＦｅＣｏを含む、請求項３又は４に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項６】
前記第２の多層磁気構造が、
第５の厚さを有する第５の磁性層と、
前記第５の磁性層に配置された第６の非磁性層と、
前記第６の非磁性層に配置されかつ第６の厚さを有する第６の磁性層と、
を備える、請求項２ないし５のいずれか一項に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項７】
前記第５の厚さ及び前記第６の厚さが実質的に同一であり、前記第５の磁性層及び前記第６の磁性層がＦｅＣｏを含む、請求項６に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項８】
前記第３の多層磁気構造が、
第７の厚さを有する第７の磁性層と、
前記第７の磁性層に配置された第７の非磁性層と、
前記第７の非磁性層に配置されかつ第８の厚さを有する第８の磁性層と、
を備える、請求項２ないし７のいずれか一項に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項９】
前記第７の厚さ及び前記第８の厚さが実質的に同一であり、前記第７の磁性層及び前記第８の磁性層がＦｅＣｏを含む、請求項８に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項１０】
第１の厚さを有する第１の非磁性層と、
前記第１の非磁性層の上方に配置された第１の多層磁気構造と、
前記第１の多層磁気構造の上方に配置され、かつ前記第１の厚さに実質的に等しい第２の厚さを有する第２の非磁性層と、
前記第２の非磁性層の上方に配置された第２の多層磁気構造と、
前記第２の多層磁気構造の上方に配置され、かつ前記第１の厚さ及び前記第２の厚さの両方よりも大きな第３の厚さを有する第３の非磁性層と、
前記第３の非磁性層の上方に配置された第３の多層磁気構造であって、前記第２の多層磁気構造と実質的に同一の組成を有する第３の多層磁気構造と、
前記第３の多層磁気構造の上方に配置されかつ前記第３の厚さよりも大きな第４の厚さを有する第４の非磁性層を備え、
前記第２の非磁性層及び前記第３の非磁性層の１つ以上が非晶質又は微晶質である、書き込みヘッド磁極。
【請求項１１】
前記第２の多層磁気構造が、
第５の厚さを有する第１のＦｅＣｏ層と、
前記第１のＦｅＣｏ層に配置された第５の非磁性層と、
前記第５の厚さに実質的に等しい第６の厚さを有し、前記第５の非磁性層に配置された第２のＦｅＣｏ層と、
を備える、請求項１０に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項１２】
前記第３の多層磁気構造が、
第７の厚さを有する第３のＦｅＣｏ層と、
前記第３のＦｅＣｏ層に配置された第６の非磁性層と、
前記第７の厚さに実質的に等しい第８の厚さを有し、前記第６の非磁性層に配置された第４のＦｅＣｏ層と、
を備える、請求項１１に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項１３】
前記第５の厚さ及び前記第６の厚さが、前記第７の厚さ及び前記第８の厚さよりも大きい、請求項１２に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項１４】
第１の非磁性層と、
前記第１の非磁性層の上方に配置された第１の多層磁気構造と、
前記第１の多層磁気構造の上方に配置された非晶質又は微晶質である第２の非磁性層と、
前記第２の非磁性層の上方に配置されかつ前記第１の多層磁気構造よりも少ない層を有する第２の多層磁気構造と、
前記第２の多層磁気構造の上方に配置された第３の非磁性層と、
を備える、書き込みヘッド磁極。
【請求項１５】
前記第１の多層磁気構造が、
第１の厚さを有する第１の磁性層と、
前記第１の磁性層に配置されかつ第２の厚さを有する第２の磁性層と、
前記第２の磁性層に配置された第４の非磁性層と、
前記第４の非磁性層に配置されかつ第３の厚さを有する第３の磁性層と、
前記第３の磁性層に配置されかつ第４の厚さを有する第４の磁性層と、
前記第４の磁性層に配置されかつ第５の厚さを有する第５の磁性層と、
前記第５の磁性層に配置された第５の非磁性層と、
前記第５の非磁性層に配置されかつ第６の厚さを有する第６の磁性層と、
を備える、請求項１４に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項１６】
前記第１の厚さ及び前記第４の厚さが実質的に同一である、請求項１５に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項１７】
前記第１の磁性層及び前記第４の磁性層がＮｉＦｅを含む、請求項１５又は１６に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項１８】
前記第２の厚さ、前記第３の厚さ、前記第５の厚さ及び前記第６の厚さが実質的に同一である、請求項１５ないし１７のいずれか一項に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項１９】
前記第２の磁性層、前記第３の磁性層、前記第５の磁性層及び前記第６の磁性層がＦｅＣｏを含む、請求項１５ないし１８のいずれか一項に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項２０】
前記第２の多層磁気構造が、
第７の厚さを有する第７の磁性層と、
前記第７の磁性層に配置された第６の非磁性層と、
前記第６の非磁性層に配置されかつ第８の厚さを有する第８の磁性層と、
を備える、請求項１４ないし１９のいずれか一項に記載の書き込みヘッド磁極。
【請求項２１】
前記第７の厚さ及び前記第８の厚さが実質的に同一であり、前記第７の磁性層及び前記第８の磁性層がＦｅＣｏを含む、請求項２０に記載の書き込みヘッド磁極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、書き込みヘッド磁極のラミネート構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直書き込み用の磁気記録ヘッドは、一般に、２つの部分、すなわち、（ｉ）磁気的にコード化された情報を磁気媒体又はディスクに書き込むか又はプログラミングするための書き込みヘッド部分又はヘッド、（ｉｉ）記憶された情報を媒体から読み取るか又は検索するための読み取り部分を含む。
【０００３】
データを磁気媒体に書き込むために、書き込みヘッドの主磁極とリターン磁極との間のギャップを横切る磁界を誘導するように、電流が書き込みヘッドの導電性コイルを通して流れるように引き起こされる。コイルを通して電流の極性を反転することによって、磁気媒体に書き込まれたデータの極性も反転される。
【０００４】
主磁極は、一般に、ＡＢＳに対し垂直方向に磁化され、かつ電流がコイルに印加されるときに記録中に磁界を媒体に発生する軟質の磁性材料から製造される。主磁極が導電コイルからの書き込み電界を有しないときの主磁極の残留磁気モーメントは、ゼロに近くあるべきであり、主磁極の容易軸は、空気軸受面（ＡＢＳ）に対し平行の容易軸に沿って配向されるべきである。ＡＢＳは、主磁極とリターン磁極とを磁気的に分離する。磁気モーメントがＡＢＳに対し平行の配向に戻らないとき、主磁極は、ＡＢＳに対し垂直の成分を有する残留モーメントを有する。主磁極のこの残留磁界は、磁気媒体からのデータを劣化させる可能性もあるほか、消去する可能性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８１０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、改良された書き込みヘッド磁極のラミネート構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一般に、書き込みヘッド磁極のラミネート構造に関する。書き込みヘッド磁極構造は、非磁性材料によって分離される複数の多層磁気構造を含むことができる。各々の多層磁気構造は、１つ以上の第１の磁性層が１つ以上の第２の磁性層と実質的に同一であるように、非磁性層によって１つ以上の第２の磁性層から離間される１つ以上の第１の磁性層を含む。このような設計では、１つ以上の第２の磁性層は、電流が書き込みヘッド磁極から取り除かれるときに多層磁気構造についてゼロに近い合計磁気モーメントが存在するように、１つ以上の第１の磁性層に対し実質的に反平行である。
【０００８】
一実施形態では、書き込みヘッド磁極は、第１の多層磁気構造と、第１の多層磁気構造の上方に配置された第１の非磁性層と、第１の非磁性層の上方に配置された第２の多層磁気構造とを含む。第１の非磁性層は、非晶質又は微晶質の材料を含む。
【０００９】
他の実施形態では、書き込みヘッド磁極は、第１の非磁性層と、第１の非磁性層の上方に配置された第１の多層磁気構造と、第１の多層磁気構造の上方に配置された第２の非磁性層とを含む。書き込みヘッド磁極はまた、第２の非磁性層の上方に配置された第２の多層磁気構造と、第２の多層磁気構造の上方に配置された第３の非磁性層と、第３の非磁性層の上方に配置された第３の多層磁気構造と、第３の多層磁気構造の上方に配置された第４の非磁性層とを含む。
【００１０】
他の実施形態では、書き込みヘッド磁極は、第１の厚さを有する第１の非磁性層と、第１の非磁性層の上方に配置された第１の多層磁気構造と、第１の多層磁気構造の上方に配置されかつ第１の厚さと実質的に同一の第２の厚さを有する第２の非磁性層とを含む。書き込みヘッド磁極はまた、第２の非磁性層の上方に配置された第２の多層磁気構造と、第２の多層磁気構造の上方に配置されかつ第１の厚さ及び第２の厚さの両方よりも大きな第３の厚さを有する第３の非磁性層と、第３の非磁性層の上方に配置された第３の多層磁気構造と、第２の多層磁気構造と実質的に同一の組成及び構造を有する第３の多層磁気構造と、第３の多層磁気構造の上方に配置されかつ第３の厚さよりも大きな第４の厚さを有する第４の非磁性層とを含む。
【００１１】
他の実施形態では、書き込みヘッド磁極は、第１の非磁性層と、第１の非磁性層の上方に配置された第１の多層磁気構造と、第１の多層磁気構造の上方に配置された第２の非磁性層とを含む。書き込みヘッド磁極はまた、第２の非磁性層の上方に配置されかつ第１の多層磁気構造よりも少ない層を有する第２の多層磁気構造と、第２の多層磁気構造の上方に配置された第３の非磁性層とを含む。
【００１２】
本発明の上述の特徴を詳細に理解できるように、上に簡単に要約した本発明についてのより具体的な説明を、いくつかの実施形態を参照することによって得ることができ、実施形態のいくつかを添付図面に示す。しかし、添付図面は本発明の典型的な実施形態のみを示し、したがって、本発明の範囲を限定するものと考えるべきでなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を許容し得るものであることを留意するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】書き込みヘッド磁極の概略断面図である。
【図２】一実施形態による書き込みヘッド磁極のラミネート構造の主磁極２００の概略断面図である。
【図３】他の実施形態による書き込みヘッド磁極のラミネート構造の主磁極３００の概略断面図である。
【図４】理想的な書き込みヘッド磁極のラミネート構造のモーメント対磁界を示したグラフである。
【図５Ａ】第２及び第３の多層磁気構造なしの構造に形成された図２の第１の多層磁気構造のモーメント対磁界を示したグラフである。
【図５Ｂ】第１及び第３の多層磁気構造なしの構造に形成された図２の第２の多層磁気構造のモーメント対磁界を示したグラフである。
【図５Ｃ】第１及び第２の多層磁気構造なしの構造に形成された図２の第３の多層磁気構造のモーメント対磁界を示したグラフである。
【図５Ｄ】第３の多層磁気構造なしの構造に形成された図２の第２の多層磁気構造のモーメント対磁界を示したグラフである。
【図５Ｅ】第１及び第２の多層磁気構造を含む構造に形成された図２の第３の多層磁気構造のモーメント対磁界を示したグラフである。
【図５Ｆ】図５Ｄと図５Ｂを重ね合わせたグラフである。
【図５Ｇ】図５Ｅと図５Ｃを重ね合わせたグラフである。
【００１４】
理解を容易にするため、図面に共通である同一の要素を示すために、可能な場合には同一の参照番号が用いられている。一実施形態に開示した要素は、特筆しない限り他の実施形態に有利に利用し得ると考えられる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態を参照する。しかし、本発明が記載した特定の実施形態に限定されないことを理解すべきである。その代わりに、異なる実施形態に関連するか否かを問わず、以下の特徴及び要素の任意の組合せが、本発明を実装しかつ実施するために考慮される。さらに、本発明の実施形態は他の可能な解決策に対する及び／又は従来技術に対する利点を提供し得るが、所与の実施形態によって特定の利点が達成されるか否かは、本発明を限定するものではない。したがって、以下の形態、特徴、実施形態及び利点は、単に例示的なものであり、添付の特許請求の範囲に明示的に示された場合を除き、当該特許請求の範囲の要素又は限定とは見なされない。同様に、「本発明」の参照は、本明細書に開示した任意の発明の主題の一般化と解釈されてはならず、添付の特許請求の範囲で明示的に示された場合を除いて、添付の特許請求の範囲の要素又は限定と考えてはならない。
【００１６】
本発明は、一般に、書き込みヘッド磁極のラミネート構造に関する。書き込みヘッド磁極構造は、非磁性材料によって分離される複数の多層磁気構造を含むことができる。各々の多層磁気構造は、１つ以上の第１の磁性層が１つ以上の第２の磁性層と実質的に同一であるように、非磁性層によって１つ以上の第２の磁性層から離間される１つ以上の第１の磁性層を含む。このような設計では、１つ以上の第２の磁性層は、電流が書き込みヘッド磁極から取り除かれるときに多層磁気構造についてゼロに近い合計磁気モーメントが存在するように、１つ以上の第１の磁性層に対し実質的に反平行である。
【００１７】
図１は、書き込みヘッド磁極１００の概略断面図である。書き込みヘッド磁極１００は、ＡＢＳを有するリターン磁極１０２と、電気コイル１０８を有するギャップ１０６によってリターン磁極１０２から離間された主磁極１０４とを有する。書き込みヘッド磁極１００は、磁気媒体１１０から離間される。
【００１８】
図２は、一実施形態による書き込みヘッド磁極のラミネート構造の主磁極２００の概略断面図である。主磁極２００は、第１の非磁性層２０２を含む。第１の非磁性層２０２用に利用可能な適切な材料は、ＮｉＣｒ、Ｒｕ、ＮｉＦｅＴａ、Ｔａ、ＡｌＯｘ  ＣｏＦｅＨｆ、ＣｏＦｅＢを含む。非磁性のＮｉＦｅＴａ、ＣｏＦｅＨｆ及びＣｏＦｅＢは、通常非晶質であり、したがって、エピタキシャル粒子成長を中断するのみならず、粗さも低減し、したがって、より薄くでき、さらには強磁性結合を破ることができる。なお、他の非磁性材料も利用し得ることを理解されたい。第１の非磁性層２０２は、約５オングストローム〜約３０オングストロームの厚さを有し得る。
【００１９】
第１の非磁性層２０２の上方に、第１の多層磁気構造２３２が形成される。第１の多層磁気構造２３２は、第１の磁性層２０４と、第２の磁性層２０６と、非磁性層２０８と、第３の磁性層２１０と、第４の磁性層２１２とを含む。第１の多層磁気構造２３２は、非磁性層２０８が本質的に第１の多層磁気構造２３２の磁性層用の鏡面であるように配置される。第１の磁性層２０４及び第４の磁性層２１２は、同一の厚さで同一の組成の同一の材料を含む。同様に、第２の磁性層２０６と第３の磁性層２１０は、同一の厚さで同一の組成の同一の材料を含む。このような配置では、第１の多層磁気構造２３２の磁性層は、書き込みヘッド磁極のコイルによって磁界が発生されないときに第１の多層磁気構造２３２の合計した正味の磁気モーメントがゼロに近いように、反平行に共に結合される。第１の磁性層２０４、第２の磁性層２０６、第３の磁性層２１０及び第４の磁性層２１２用に使用可能な適切な材料は、ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮ、及び他の強磁性材料を含む。第１の磁性層２０４及び第４の磁性層２１２の適切な厚さは、約１０オングストローム〜約１００オングストロームである。第２の磁性層２０６及び第３の磁性層２１０の適切な厚さは、約２００オングストローム〜約４００オングストロームである。非磁性層２０８用に使用可能な適切な材料は、Ｃｒ、Ｒｕ、及びイリジウムを含む。非磁性層２０８の厚さは、約５オングストローム〜約２０オングストロームである。
【００２０】
次に、第２の多層磁気構造２３４を第１の多層磁気構造２３２の上方に形成し得る。第２の多層磁気構造２３４は、第２の非磁性層２１４によって第１の多層磁気構造２３２から分離される。第２の非磁性層２１４用に利用可能な適切な材料は、ＮｉＣｒ、Ｒｕ、ＮｉＦｅＴａ、Ｔａ、ＡｌＯｘ  ＣｏＦｅＨｆ、ＣｏＦｅＢを含む。非磁性のＮｉＦｅＴａ、ＣｏＦｅＨｆ及びＣｏＦｅＢは、通常非晶質であり、したがって、エピタキシャル粒子成長を中断するのみならず、粗さも低減し、したがって、より薄くでき、さらには強磁性結合を破ることができる。なお、他の非磁性材料も利用し得ることを理解されたい。第２の非磁性層２１４は、約５オングストローム〜約３０オングストロームの厚さを有し得る。
【００２１】
第２の多層磁気構造２３４は、第５の磁性層２１６と、非磁性層２１８と、第６の磁性層２２０とを含む。第１の多層磁気構造２３２と同様に、非磁性層２１８は、本質的に、第２の多層磁気構造２３４の磁性層用の鏡面である。第５の磁性層２１６及び第６の磁性層２２０は、同一の厚さで同一の組成の同一の材料を含む。このような配置では、第２の多層磁気構造２３４の磁性層は、書き込みヘッド磁極のコイルによって磁界が発生されないときに第２の多層磁気構造２３４の合計した正味の磁気モーメントがゼロに近いように、反平行に共に結合される。第５の磁性層２１６及び第６の磁性層２２０用に使用可能な適切な材料は、ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮ、及び他の強磁性材料を含む。第５の磁性層２１６及び第６の磁性層２２０の適切な厚さは、約２００オングストローム〜約４００オングストロームである。非磁性層２１８用に使用可能な適切な材料は、Ｃｒ、Ｒｕ、及びＩｒを含む。非磁性層２０８の厚さは、約５オングストローム〜約２０オングストロームである。一実施形態では、第２の磁性層２０６、第３の磁性層２１０、第５の磁性層２１６及び第６の磁性層２２０は、実質的に同一の厚さ及び同一の材料を有する。
【００２２】
次に、第３の多層磁気構造２３６を第２の多層磁気構造２３４の上方に形成し得る。第３の多層磁気構造２３６は、第３の非磁性層２２２によって第２の多層磁気構造２３４から分離される。第３の非磁性層２２２用に利用可能な適切な材料は、ＮｉＣｒ、Ｒｕ、ＮｉＦｅＴａ、Ｔａ、ＡｌＯｘ  ＣｏＦｅＨｆ、ＣｏＦｅＢを含む。非磁性のＮｉＦｅＴａ、ＣｏＦｅＨｆ及びＣｏＦｅＢは、通常非晶質であり、したがって、エピタキシャル粒子成長を中断するのみならず、粗さも低減し、したがって、より薄くでき、さらには強磁性結合を破ることができる。なお、他の非磁性材料も利用し得ることを理解されたい。第３の非磁性層２２２は、約５オングストローム〜約４０オングストロームの厚さを有し得る。
【００２３】
第３の多層磁気構造２３６は、第７の磁性層２２４と、非磁性層２２６と、第８の磁性層２２８とを含む。第２の多層磁気構造２３４と同様に、非磁性層２２６は、本質的に、第３の多層磁気構造２３６の磁性層用の鏡面である。第７の磁性層２２４及び第８の磁性層２２８は、同一の厚さで同一の組成の同一の材料を含む。このような構成では、第３の多層磁気構造２３６の磁性層は、書き込みヘッド磁極のコイルによって磁界が発生されないときに第３の多層磁気構造２３６の合計した正味の磁気モーメントがゼロに近いように、反平行に共に結合される。第７の磁性層２２４及び第８の磁性層２２８用に使用可能な適切な材料は、ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮ、及び他の強磁性材料を含む。第７の磁性層２２４及び第８の磁性層２２８の適切な厚さは、約１００オングストローム〜約３００オングストロームである。非磁性層２２６用に使用可能な適切な材料は、Ｃｒ、Ｒｕ、及びＩｒを含む。非磁性層２２６の厚さは、約５オングストローム〜約２０オングストロームである。一実施形態では、第２の磁性層２０６、第３の磁性層２１０、第５の磁性層２１６、第６の磁性層２２０、第７の磁性層２２４及び第８の磁性層２２８は、同様の材料を含む。
【００２４】
第３の多層磁気構造２３６の上方に、非磁性キャッピング層２３０が蒸着される。非磁性キャッピング層２３０用に利用可能な適切な材料は、ＮｉＣｒ、Ｒｕ、ＮｉＦｅＴａＣｒ、Ｔａ、及びＴｉを含む。なお、他の非磁性材料も利用し得ることを理解されたい。非磁性キャッピング層２３０は、約２０オングストローム〜約１００オングストロームの厚さを有し得る。非磁性キャッピング層２３０は、主に、記録ヘッドの製作工程における処理又はアニーリング中に第３の多層磁気構造２３６を酸化又は損傷から保護するために利用される。
【００２５】
図３は、他の実施形態による書き込みヘッド磁極のラミネート構造の主磁極３００の概略断面図である。主磁極３００は、第１の非磁性層３０２を含む。第１の非磁性層３０２用に利用可能な適切な材料は、ＮｉＣｒ、Ｒｕ、ＮｉＦｅＴａ、Ｔａ、ＡｌＯｘ  ＣｏＦｅＨｆ、ＣｏＦｅＢを含む。非磁性のＮｉＦｅＴａ、ＣｏＦｅＨｆ及びＣｏＦｅＢは、通常非晶質であり、したがって、エピタキシャル粒子成長を中断するのみならず、粗さも低減し、したがって、より薄くでき、さらには強磁性結合を破ることができる。なお、他の非磁性材料も利用し得ることを理解されたい。第１の非磁性層３０２は、約５オングストローム〜約３０オングストロームの厚さを有し得る。
【００２６】
第１の非磁性層３０２の上方に、第１の多層磁気構造３３０が形成される。第１の多層磁気構造３３０は、第１の磁性層３０４、第２の磁性層３０６、非磁性層３０８、第３の磁性層３１０、第４の磁性層３１２、第５の磁性層３１４、他の非磁性層３１６及び第６の磁性層３１８を含む。第１の磁性層３０４、第２の磁性層３０６、第３の磁性層３１０、第４の磁性層３１２、第５の磁性層３１４及び第６の磁性層３１８用に使用可能な適切な材料は、ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮ、及び他の強磁性材料を含む。第２の磁性層３０６及び第３の磁性層３１０は、同一の厚さで同一の組成を有する同一の材料を含むことが可能である。第２の磁性層３０６及び第３の磁性層３１０の適切な厚さは、約２００オングストローム〜約４００オングストロームである。第１の磁性層３０４及び第４の磁性層３１２は、異なる厚さだが同一の組成を有する同一の材料を含むことが可能である。第１の磁性層３０４の適切な厚さは、約１０オングストローム〜約５０オングストロームであり、一方、第４の磁性層３１２の適切な厚さは、約１０オングストローム〜約５０オングストロームである。第５の磁性層３１４及び第６の磁性層３１８は、同一の厚さで同一の組成を有する同一の材料を含むことが可能である。第２の磁性層３０６及び第３の磁性層３１０の適切な厚さは、約２００オングストローム〜約４００オングストロームである。このように、一実施形態では、第２の磁性層３０６、第３の磁性層３１０、第５の磁性層３１４及び第６の磁性層３１８は、同一の厚さで同一の組成を有する同一の材料を含むことが可能である。非磁性層３０８用に利用可能な適切な材料は、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｉｒ、及び約５オングストローム〜約２０オングストロームの厚さを有するそれらの組み合わせを含む。
【００２７】
非磁性層３１６は、本質的に、第５の磁性層３１４と第６の磁性層３１８との間の鏡面である。しかし、非磁性層３０８は、第１の磁性層３０４と第４の磁性層３１２との間の差のため、第１の磁性層３０４と第２の磁性層３０６との集合体と、第３の磁性層３１０と第４の磁性層３１２との集合体の鏡点では必ずしもない。それにもかかわらず、第１の多層磁気構造３３０は、集合的に、書き込みヘッド磁極のコイルによって電界が発生されないときに第１の多層磁気構造３３０の合計した正味の磁気モーメントがゼロに近いように、反平行に共に結合される。第１の非磁性層３０２用に利用可能な適切な材料は、ＮｉＣｒ、Ｒｕ、ＮｉＦｅＴａ、Ｔａ、ＡｌＯｘ  ＣｏＦｅＨｆ、ＣｏＦｅＢを含む。非磁性のＮｉＦｅＴａ、ＣｏＦｅＨｆ及びＣｏＦｅＢは、通常非晶質であり、したがって、エピタキシャル粒子成長を中断するのみならず、粗さも低減し、したがって、より薄くでき、さらには強磁性結合を破ることができる。なお、他の非磁性材料も利用し得ることを理解されたい。第１の非磁性層３０２は、約５オングストローム〜約３０オングストロームの厚さを有し得る。非磁性層３１６用に利用可能な適切な材料は、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｉｒ、及び約５オングストローム〜約２０オングストロームの厚さを有するそれらの組み合わせを含む。
【００２８】
次に、第２の多層磁気構造３３２を第１の多層磁気構造３３０の上方に形成し得る。第２の多層磁気構造３３２は、非磁性層３２０によって第１の多層磁気構造３３０から分離される。非磁性層３２０用に利用可能な適切な材料は、ＮｉＣｒ、Ｒｕ、ＮｉＦｅＴａ、Ｔａ、ＡｌＯｘ  ＣｏＦｅＨｆ、ＣｏＦｅＢを含む。非磁性のＮｉＦｅＴａ、ＣｏＦｅＨｆ及びＣｏＦｅＢは、通常非晶質であり、したがって、エピタキシャル粒子成長を中断するのみならず、粗さも低減し、したがって、より薄くでき、さらには強磁性結合を破ることができる。なお、他の非磁性材料も利用し得ることを理解されたい。非磁性層３２０は、約１０オングストローム〜約５０オングストロームの厚さを有し得る。
【００２９】
第２の多層磁気構造３３２は、第７の磁性層３２２、非磁性層３２４及び第８の磁性層３２６を含む。非磁性層３２４は、本質的に、磁性層用の鏡面である。第７の磁性層３２２及び第８の磁性層３２６は、同一の厚さで同一の組成の同一の材料を含む。このような配置では、第２の多層磁気構造３３２の磁性層は、書き込みヘッド磁極のコイルによって電界が発生されないときに第２の多層磁気構造３３２の合計磁気モーメントがゼロに近いように、反平行に共に結合される。第７の磁性層３２２及び第８の磁性層３２６用に使用可能な適切な材料は、ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮ、及び他の強磁性材料を含む。第７の磁性層３２２及び第８の磁性層３２６の適切な厚さは、約１９０オングストローム〜約２１５オングストロームである。非磁性層３２４用に使用可能な適切な材料は、クロム、Ｒｕ及びＩｒを含む。非磁性層３２４の厚さは、約５オングストローム〜約２０オングストロームである。一実施形態では、第２の磁性層３０６、第３の磁性層３１０、第５の磁性層３１４、第６の磁性層３１８、第７の磁性層３２２及び第８の磁性層３２６は、同一の材料を含む。
【００３０】
第２の多層磁気構造３３２の上方に、非磁性キャッピング層３２８が蒸着される。非磁性キャッピング層３２８用に利用可能な適切な材料は、ＮｉＣｒ、Ｒｕ、ＮｉＦｅＴａ、Ｔａ、ＡｌＯｘ  ＣｏＦｅＨｆ、ＣｏＦｅＢを含む。非磁性のＮｉＦｅＴａ、ＣｏＦｅＨｆ及びＣｏＦｅＢは、通常非晶質であり、したがって、エピタキシャル粒子成長を中断するのみならず、粗さも低減し、したがって、より薄くでき、さらには強磁性結合を破ることができる。なお、他の非磁性材料も利用し得ることを理解されたい。非磁性キャッピング層３２８は、約３０オングストローム〜約１００オングストロームの厚さを有し得る。非磁性キャッピング層３２８は、主に、記録ヘッドの製作工程における処理又はアニーリング中に多層磁気構造３３２を酸化又は損傷から保護するために利用される。
【００３１】
図４は、理想的な書き込みヘッド磁極のラミネート構造のモーメント対磁界を示したグラフである。グラフは、約５００Ｏｅの飽和を有する予想される反平行結合されたループ形状を示している。曲線は、磁気レマネンスがないことを示している。したがって、図４は、モーメント対磁界の理想的な形状であり、すべての書き込みヘッド磁極の目標である。
【００３２】
驚くべきことに、形成された層のすべてが結晶質である場合、書き込みヘッド磁極は劣った反平行結合を有することが確認されている。結晶構造は、２０ｎｍ以上の粒子構造を有する。非晶質構造は、他方、延在した結晶粒子を有しない。微晶質構造は粒子構造を有するが、粒子サイズは５ｎｍ未満である。微晶質構造と結晶質構造との間に（すなわち、５ｎｍよりも大きくかつ２０ｎｍ未満）、ハイブリッド結晶構造がある。多層磁気構造の各々は結晶質である。積層体の多層磁気構造の間に非晶質又は微晶質層を使用することによって、結晶成長はリセットするか又はゼロになり、下の層で開始された結晶成長を継続するよりもむしろ新たに各々の多層磁気構造で始まる。多結晶フィルム構造の延在した結晶粒子の１つの帰結は、典型的な個々の結晶粒子の湾曲した上面による表面粗さの増大である。図５Ａ−図５Ｇは、多層磁気構造の間の結晶層の磁気特性に対する負の効果を詳細に示している。
【００３３】
図５Ａは、第２及び第３の多層磁気構造なしの構造に形成された図２の第１の多層磁気構造のモーメント対磁界を示したグラフである。図５Ａは、非磁性層のみによって結合された第１の多層磁気構造で製造された書き込み磁極ヘッドに基づいている。具体的に、書き込み磁極ヘッド構造は、１０オングストロームの厚さのＮｉＣｒ層、３０オングストロームの厚さのＮｉＦｅ層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、１１．５オングストロームの厚さのクロム層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、３０オングストロームの厚さのＮｉＦｅ層、及び１００オングストロームの厚さのＮｉＣｒキャッピング層を備える。図５Ａから理解できるように、モーメント対磁界曲線は、図４に示した理想的な曲線に近似する。この理由は、第１の多層磁気構造が非磁性層の上に単に形成され、したがって、非磁性層の結晶粒子構造の上に単に積み重なるからである。結晶構造が継続する多層結晶構造はない。当然、非磁性層は、結果を改善するために微結晶層又は非晶質層として形成してもよい。
【００３４】
図５Ｂは、第１及び第３の多層磁気構造なしの構造に形成された図２の第２の多層磁気構造のモーメント対磁界を示したグラフである。具体的に、書き込み磁極ヘッド構造は、１０オングストロームの厚さのＮｉＣｒ層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、１１．５オングストロームの厚さのクロム層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、及び１００オングストロームの厚さのＮｉＣｒキャッピング層を備え、重ねて形成される。図５Ｂから理解できるように、モーメント対磁界曲線は、図４と図５Ａに示した理想的な曲線に近似する。この理由は、第２の多層磁気構造が非磁性層の上に単に形成され、したがって、非磁性層の結晶粒子構造の上に単に積み重なるからである。結晶構造を継続するべき多層結晶構造はない。当然、非磁性層は、結果を改善するために微結晶層又は非晶質層として形成してもよい。
【００３５】
図５Ｃは、第１及び第２の多層磁気構造なしの構造に形成された図２の第３の多層磁気構造のモーメント対磁界を示したグラフである。具体的に、書き込み磁極ヘッド構造は、１０オングストロームの厚さのＮｉＣｒ層、２００オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、１１．５オングストロームの厚さのクロム層、２００オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、及び１００オングストロームの厚さのＮｉＣｒキャッピング層を備え、全てが重なって形成される。図５Ｃから理解できるように、モーメント対磁界曲線は、図４に示した理想的な曲線とは異なる。この理由は、第３の多層磁気構造が、第１及び第２の多層磁気構造の厚さの約半分であり、したがって、約２倍の飽和磁界を有するべきであるからである。第３の多層磁気構造は、非磁性層の上に単に形成され、したがって、非磁性層の結晶粒子構造の上に単に積み重なるからである。結晶構造を継続するべき多層結晶構造はない。当然、非磁性層は、結果を改善するために微結晶層又は非晶質層として形成してもよい。
【００３６】
図５Ｄは、第３の多層磁気構造なしの構造に形成された図２の第２の多層磁気構造のモーメント対磁界を示したグラフである。第２の多層磁気構造は第１の多層磁気構造の上方に形成されたので、形成された第２の多層磁気構造の効果それ自体を、第１の多層磁気構造の上方に形成された第２の多層磁気構造の効果と比較できたことに留意されたい。具体的に、書き込みヘッド磁極構造は、１０オングストロームの厚さのＮｉＣｒ層、３０オングストロームの厚さのＮｉＦｅ層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、１１．５オングストロームの厚さのクロム層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、３０オングストロームの厚さのＮｉＦｅ層、１０オングストロームの厚さのＮｉＣｒ層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、１１．５オングストロームの厚さのクロム層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、及び１００オングストロームの厚さのＮｉＣｒキャッピング層を含み、全てが重なって形成された。第２の多層磁気構造の効果を評価するために、第１の多層磁気構造の結果（すなわち、図５Ａに図示）を差し引いて、図５Ｄに示した曲線を明らかにした。図５Ｂと図５Ｄの結果は異なる。積層体で成長する複数の結晶層の組織及び粗さの効果は、その差に寄与すると考えられる。この理由は、図５Ｄの第２の多層磁気構造が、結晶質の第１の多層磁気構造の上方に形成される結晶質の非磁性層の上に形成され、したがって、第１の多層磁気構造の結晶構造の上に積み重なる非磁性層の結晶粒子構造の上に積み重なるからである。したがって、結晶成長はレマネンスに寄与する。第１の多層磁気構造と第２の多層磁気構造との間の微晶質又は非晶質の非磁性層を利用することにより、レマネンスが低減されるか又は除去もされる。
【００３７】
図５Ｅは、第１及び第２の多層磁気構造の両方を含む構造に形成された図２の第３の多層磁気構造のモーメント対磁界を示したグラフである。第３の多層磁気構造は第１及び第２の多層磁気構造の両方の上方に形成され、この結果、形成された第３の多層磁気構造の効果それ自体を、第１及び第２の多層磁気構造の上方に形成された第３の多層磁気構造の効果と比較できたことに留意されたい。具体的に、書き込みヘッド磁極構造は、１０オングストロームの厚さのＮｉＣｒ層、３０オングストロームの厚さのＮｉＦｅ層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、１１．５オングストロームの厚さのクロム層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、３０オングストロームの厚さのＮｉＦｅ層、１０オングストロームの厚さのＮｉＣｒ層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、１１．５オングストロームの厚さのクロム層、３７４オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、３０オングストロームの厚さのＮｉＣｒ層、２００オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、１１．５オングストロームの厚さのクロム層、２００オングストロームの厚さのＦｅＣｏ層、及び１００オングストロームの厚さのＮｉＣｒキャッピング層を含み、全てが重なって形成された。第３の多層磁気構造の効果を評価するために、第１及び第２の多層磁気構造の結果を差し引いて、図５Ｅに示した曲線を明らかにした。図５Ｃと図５Ｅの結果は異なる。実際に、その差は、第２の多層磁気構造と比較して第３の多層磁気構造についてより顕著である。積層体で成長する複数の結晶層の組織及び粗さの効果は、その差に寄与すると考えられる。この理由は、図５Ｅの第３の多層磁気構造が、結晶質の第１の多層磁気構造の上方に形成される結晶質の非磁性層の上方に形成される結晶質の第２の多層磁気構造の上方に形成される結晶質の非磁性層の上に形成されるからである。したがって、書き込みヘッド磁極構造は、第１及び第２の多層磁気構造の両方の結晶構造の上に積み重なる非磁性層の結晶粒子構造の上に積み重なる。したがって、結晶成長はレマネンスに寄与する。第１の多層磁気構造と第２の多層磁気構造との間に、ならびに第２の多層磁気構造と第３の多層磁気構造との間に微晶質又は非晶質の非磁性層を利用することにより、レマネンスが低減されるか又は除去もされる。
【００３８】
図５Ｆは、図５Ｄと図５Ｂを重ね合わせたグラフである。図５Ｆから明らかに理解できるように、第２の多層磁気構造の効果に関する曲線に顕著な差がある。別個に成長するのと比較して第１の多層磁気構造を含む積層体に形成された場合、第２の多層磁気構造に関し、低磁界の透過率はより大きく、飽和磁界は僅かに小さい。第１の多層磁気構造と共に積層体に形成された場合、第２の多層磁気構造のより高いモーメントは、第１の多層磁気構造のみを含む構造におけるより低いモーメントのためであると考えられる。結果が示唆することは、積層体が、非磁性層を通って第２の多層磁気構造内に結晶質の第１の多層磁気構造の成長を継続するときに、より弱い反平行結合又は劣った反平行結合分布があることである。第１及び第２の多層磁気構造の間の非晶質又は微晶質の非磁性層は、結晶成長が第２の多層磁気構造でリセットし、レマネンスを低減又は除去することを許容するであろう。
【００３９】
図５Ｇは、図５Ｅと図５Ｃを重ね合わせたグラフである。図５Ｇから明らかに理解できるように、第３の多層磁気構造の効果に関する曲線に顕著な差がある。別個に成長するのと比較して第１及び第２の多層磁気構造を含む積層体に形成された場合、第３の多層磁気構造に関し、低磁界の透過率ははるかに大きく、飽和磁界は小さい。結果が示唆することは、積層体が、第３の多層磁気構造を通って第１及び第２の多層磁気構造と非磁性層とから結晶質構造の成長を継続するときに、より弱いか又は最適化されていない反平行結合があることである。図５Ｇに示したように、モーメントの約３分の１は、十分に反平行結合されない。第１及び第２の多層磁気構造の間の、ならびに第２の多層磁気構造と第３の多層磁気構造との間の非晶質又は微晶質の非磁性層は、結晶成長が第２の多層磁気構造で、また再び第３の多層磁気構造でリセットし、したがって、レマネンスを低減又は除去することを許容する。
【００４０】
結晶成長をリセットするための代替例として、他の複数の機構が考えられる。１つの方法は、プラズマ処理を利用して、積層体の間の非磁性層を滑らかにすることである。他の方法は、厚いＲｕ（＞９Ａ）層、Ａｌ２Ｏ３層、非磁性のＣｏＦｅＸ層（ここでＸは非磁性元素）、又は例えば非磁性のＮｉＦｅＴａ層のような付加層を非磁性層の上に加えて、全体的な表面粗さを低減することである。多層を利用する際に、非磁性材料がより厚いと、書き込みヘッド磁極からの磁界の希薄化が増すという代償があり、好ましくない。他の方法は、ＮｉＣｒの非磁性層を、厚いＲｕ層、Ａｌ２Ｏ３層、非磁性のＣｏＦｅＸ層（ここでＸは非磁性元素）、又は例えば非磁性のＮｉＦｅＴａ層で置き換えることである。さらに、非磁性の厚さは、レマネンスを最適化するために各々の多層磁気構造内で異なることができる。表面粗さ及び結晶成長を考慮に入れると、積層体の上部であればあるほどかつ最下部の非磁性層から遠ければ遠いほど、非磁性層の厚さはより大きくてもよい。
【００４１】
このように、驚くべきことに、微晶質又は非晶質の非磁性層を書き込みヘッド主磁極の多層磁気構造の間に蒸着することによって、磁気レマネンスを最適化できることが確認されている。
【００４２】
上述のことは本発明の実施形態に関するが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の及び別の実施形態を考案することが可能であり、また本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定される。
【符号の説明】
【００４３】
１００  書き込みヘッド磁極
１０２  リターン磁極
１０４  主磁極
１０６  ギャップ
１０８  電気コイル
１１０  磁気媒体
２００  主磁極
２０２  第１の非磁性層
２０４  第１の磁性層
２０６  第２の磁性層
２０８  非磁性層
２１０  第３の磁性層
２１２  第４の磁性層
２１４  第２の非磁性層
２１６  第５の磁性層
２１８  非磁性層
２２０  第６の磁性層
２２２  第３の非磁性層
２２４  第７の磁性層
２２６  非磁性層
２２８  第８の磁性層
２３０  非磁性キャッピング層
２３２  第１の多層磁気構造
２３４  第２の多層磁気構造
２３６  第３の多層磁気構造
３００  主磁極
３０２  第１の非磁性層
３０４  第１の磁性層
３０６  第２の磁性層
３０８  非磁性層
３１０  第３の磁性層
３１２  第４の磁性層
３１４  第５の磁性層
３１６  非磁性層
３１８  第６の磁性層
３２０  非磁性層
３２２  第７の磁性層
３２４  非磁性層
３２６  第８の磁性層
３２８  非磁性キャッピング層
３３０  第１の多層磁気構造
３３２  第２の多層磁気構造
【図１】
2012133863.tif 000003
【図２】
2012133863.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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