(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の上にギャップ層を介して対向する磁性材料製の上部コア層とを有する、磁気記録素子の製造方法において、
（ａ）  前記下部コア層をメッキ形成する工程、
（ｂ）  前記下部コア層上に直接、または前記下部コア層上に下部磁極層をメッキ形成した後この下部磁極層上に、ＮｉＰからなる非磁性のギャップ層をパルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成し、このとき、前記ギャップ層を、最初に１．５ｍＡ／ｃｍ2以上で３．０ｍＡ／ｃｍ2以下の電流密度を有するパルス電流を用いて１０ｎｍの膜厚までメッキ形成した後、残りのギャップ層を前記の初期電流密度よりも高い８．５ｍＡ／ｃｍ2以上で１１．０ｍＡ／ｃｍ2以下の電流密度を有するパルス電流を用いてメッキ形成し、アモルファス状態で、しかも前記１０ｎｍまでの膜厚内の元素Ｐの含有量が平均して８質量％以上で１５質量％以下となり、前記ギャップ層の膜厚全体を平均した元素Ｐの含有量が、１１質量％以上で１５質量％以下となる前記ＮｉＰをメッキ形成する工程、
（ｃ）  前記ギャップ層上に上部磁極層をメッキ形成する工程、
（ｄ）  前記上部磁極層上に、上部コア層をメッキ形成する工程、を含み、
前記（ａ）工程、又は前記（ｂ）工程で、前記ギャップ層の下側に当接する前記下部コア層あるいは前記下部磁極層をパルス電流を用いた電気メッキ法にてメッキ形成し、
前記（ｂ）工程及び前記（ｃ）工程で、下部磁極層、ギャップ層及び上部磁極層、あるいは前記ギャップ層及び上部磁極層から成る磁極部をメッキ形成するとき、前記磁極部を０．５μｍ以下のトラック幅Ｔｗで形成することを特徴とする磁気記録素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばハードディスク装置などに装備される磁気記録素子に係り、特にギャップ層の下部磁極層（あるいは下部コア層）との界面付近での耐食性及び平滑性を向上させることができ、また非磁性化を促進できる薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関する磁気記録素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、従来における磁気記録素子（薄膜磁気ヘッド）の構造を示す部分正面図である。
【０００３】
図１４に示す符号１は、パーマロイなどの磁性材料で形成された下部コア層であり、この下部コア層１の上に、絶縁層９が形成されている。
【０００４】
前記絶縁層９には、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、内幅寸法がトラック幅Ｔｗで形成された溝部９ａが形成されている。
【０００５】
この溝部９ａ内には、下から順に、下部コア層１に磁気的に接続する下部磁極層２、ギャップ層４、及び上部コア層６に磁気的に接続する上部磁極層５がメッキ形成されている。さらに、前記上部磁極層５上に上部コア層６がメッキ形成されている。
【０００６】
また、絶縁層９に形成された溝部９ａよりもハイト方向（図示Ｙ方向）における前記絶縁層９の上には、螺旋状にパターン形成されたコイル層（図示せず）が設けられている。
【０００７】
図１４に示すインダクティブヘッドでは、前記コイル層に記録電流が与えられると、下部コア層１及び上部コア層６に記録磁界が誘導され、下部コア層１と磁気的に接続する下部磁極層２及び上部コア層６と磁気的に接続する上部磁極層５間からの洩れ磁界により、ハードディスクなどの記録媒体に磁気信号が記録される。
【０００８】
ところで前記ギャップ層４は、メッキ形成可能な例えばＮｉＰで形成される。従来では前記ＮｉＰ膜を直流電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら直流電流を用いた電気メッキ法により前記ＮｉＰ膜を前記下部磁極層２との界面からメッキ成長させると、特に前記界面付近での元素Ｐの含有量は非常に小さくなることがわかった。例えば前記界面から２．５ｎｍ程度の膜厚内では前記元素Ｐの含有量は８質量％よりも小さくなることが後述の実験結果でわかった。
【００１０】
直流電流を用いて電気メッキすると、メッキ形成時のＮｉ−Ｐ膜に対する電流密度の分布に偏りが発生し、あるメッキ面に電流が集中的に且つ継続して流れる。そして、このような電流分布の偏りは、結晶性の下部磁極層２と格子整合性を図りやすい元素Ｎｉがエピタキシャル的に成長していき、結晶化することで、前記界面付近での元素Ｐの含有量は極端に小さくなるものと考えられる。また上記したＮｉのエピタキシャル成長により、前記界面での面粗れがひどくなる。
【００１１】
上記のように前記界面付近での元素Ｐの含有量が極端に小さく、また面粗れが発生したＮｉＰ膜は耐食性が低下し、中性からアルカリ領域の水溶液に弱いため、スライダ製造の洗浄工程などで使用される洗浄液に侵食されやすく、図１５（模式図）に示すように前記ＮｉＰ膜に亀裂が入るなどの不具合が発生した。これによってオーバーライト特性などの記録特性が低下する。
【００１２】
また前記界面付近での元素Ｐの含有量が低下することで、前記界面付近は磁性を帯びやすく、これによって前記ギャップ層４の膜厚で決定されるギャップ長Ｇｌの大きさが変動するため、所定の記録特性を有する薄膜磁気ヘッドを歩留まり良く製造できない。
【００１３】
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、特に前記界面付近における元素Ｐの含有量を従来に比べ多くすることで、ギャップ層の耐食性及び平滑性を向上させることができ、また非磁性化を促進できる磁気記録素子を提供することを目的としている。
【００１４】
また本発明は、パルス電流による電気メッキ法によりギャップ層をメッキ形成することで、前記界面付近で元素Ｎｉがエピタキシャル成長により結晶化するのを抑制し、非磁性元素（例えば元素Ｐなど）を多く含有させることが可能な磁気記録素子の製造方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
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の上にギャップ層を介して対向する磁性材料製の上部コア層とを有する、磁気記録素子の製造方法において、
（ａ）  前記下部コア層をメッキ形成する工程、
（ｂ）  前記下部コア層上に直接、または前記下部コア層上に下部磁極層をメッキ形成した後この下部磁極層上に、ＮｉＰからなる非磁性のギャップ層をパルス電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成し、このとき、前記ギャップ層を、最初に１．５ｍＡ／ｃｍ2以上で３．０ｍＡ／ｃｍ2以下の電流密度を有するパルス電流を用いて１０ｎｍの膜厚までメッキ形成した後、残りのギャップ層を前記の初期電流密度よりも高い８．５ｍＡ／ｃｍ2以上で１１．０ｍＡ／ｃｍ2以下の電流密度を有するパルス電流を用いてメッキ形成し、アモルファス状態で、しかも前記１０ｎｍまでの膜厚内の元素Ｐの含有量が平均して８質量％以上で１５質量％以下となり、前記ギャップ層の膜厚全体を平均した元素Ｐの含有量が、１１質量％以上で１５質量％以下となる前記ＮｉＰをメッキ形成する工程、
（ｃ）  前記ギャップ層上に上部磁極層をメッキ形成する工程、
（ｄ）  前記上部磁極層上に、上部コア層をメッキ形成する工程、を含み、
前記（ａ）工程、又は前記（ｂ）工程で、前記ギャップ層の下側に当接する前記下部コア層あるいは前記下部磁極層をパルス電流を用いた電気メッキ法にてメッキ形成し、
前記（ｂ）工程及び前記（ｃ）工程で、下部磁極層、ギャップ層及び上部磁極層、あるいは前記ギャップ層及び上部磁極層から成る磁極部をメッキ形成するとき、前記磁極部を０．５μｍ以下のトラック幅Ｔｗで形成することを特徴とするものである。
【００１６】
これにより前記ギャップ層には、下部磁極層あるいは下部コア層との界面から膜厚方向に、Ｎｉのエピタキシャル成長による結晶化した領域が形成されず、従来、Ｎｉが結晶化した界面付近は、本発明では、元素Ｐが８質量％以上で１５質量％以下含有されたアモルファス状態になっている。
【００１７】
このように前記界面では、元素Ｐが従来よりも多く含有されたアモルファス状態となることで、前記ギャップ層の耐食性及び平滑性が向上し、スライダ製造の洗浄工程の洗浄液等に侵食されず、従来のように前記ギャップ層に亀裂が入るなどの不具合を防止できる。また前記界面から１０ｎｍの膜厚内に元素Ｐが８質量％以上で１５質量％以下含有されることで、この部分を非磁性にでき、ギャップ長Ｇｌが所定値となる磁気記録素子を歩留まり良く製造できる。
【００２２】
前記界面から少なくとも１０ｎｍ、好ましくは４０ｎｍの膜厚内のみでなく前記ギャップ層の膜厚全体の元素Ｐの平均含有量を上記の範囲内に規制することで、前記ギャップ層全体の耐食性の向上を図ることができ、また前記ギャップ層全体の非磁性化を促進でき、前記ギャップ層近傍において漏れ磁界を確実に発生させることができる。
【００２３】
なお上記した元素Ｐの含有量の測定は、Ｘ線分析装置を用いて行った。Ｘ線分析装置のみでは元素Ｐの含有量は相対的な値しか得られないので、湿式分析で前記Ｘ線分析装置から得られた元素Ｐの含有量を補正し絶対値を得た。それが上記した本発明の元素Ｐの含有量である。
【００２４】
また下部磁極層あるいは下部コア層との界面からの距離については、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて測定した。
【００３９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明における磁気記録素子（薄膜磁気ヘッド）の構造を示す部分正面図、図２は磁極部を拡大した部分拡大図、図３は図１に示す薄膜磁気ヘッドを３−３線から切断し矢印方向から見た部分断面図である。
【００４０】
図１に示す薄膜磁気ヘッドは、記録用のインダクティブヘッドであるが、本発明では、このインダクティブヘッドの下に、磁気抵抗効果を利用した再生用ヘッド（いわゆるＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲなどを用いたＭＲヘッド）が積層されていてもよい。
【００４１】
図１に示す符号２０は、例えばパーマロイなどの磁性材料で形成された下部コア層である。なお、前記下部コア層２０の下側に再生用ヘッドが積層される場合、前記下部コア層２０とは別個に、磁気抵抗効果素子をノイズから保護するシールド層を設けてもよいし、あるいは、前記シールド層を設けず、前記下部コア層２０を、前記再生用ヘッドの上部シールド層として機能させてもよい。
【００４２】
図１に示すように前記下部コア層２０の両側には、絶縁層２３が形成される。また図１に示すように、下部磁極層２１の基端から延びる下部コア層２０の上面２０ａはトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向に延びて形成されていてもよく、あるいは前記上部コア層２６から離れる方向に傾斜する傾斜面２０ｂ，２０ｂが形成されていてもよい。前記下部コア層２０の上面に傾斜面２０ｂ，２０ｂが形成されることで、サイドフリンジングの発生をより適切に低減させることができる。
【００４３】
図１に示すように、前記下部コア層２０上には、磁極部２４が形成され、前記磁極部２４は記録媒体との対向面に露出形成されている。この実施例において前記磁極部２４はトラック幅Ｔｗで形成された、いわばトラック幅規制部である。前記トラック幅Ｔｗは、０．７μｍ以下で形成されることが好ましく、より好ましくは０．５μｍ以下である。
【００４４】
図１に示す実施例では、前記磁極部２４は、下部磁極層２１、ギャップ層２２、および上部磁極層３５の３層膜の積層構造で構成されている。以下、前記磁極層２１、３５およびギャップ層２２について説明する。
【００４５】
図１に示すように、前記下部コア層２０上には、メッキ下地層２５（図３を参照のこと）を介して、磁極部２４の最下層となる下部磁極層２１がメッキ形成されている。前記下部磁極層２１は、下部コア層２０と磁気的に接続されており、前記下部磁極層２１は、前記下部コア層２０と同じ材質でも異なる材質で形成されていてもどちらでもよい。また単層膜でも多層膜で形成されていてもどちらでもよい。なお前記下部磁極層２１の高さ寸法は、例えば０．３μｍ程度で形成される。
【００４６】
前記下部磁極層２１上には、非磁性のギャップ層２２が積層されている。本発明では、前記ギャップ層２２は、非磁性金属材料で形成されて、下部磁極層２１上にメッキ形成される。なお前記ギャップ層２２の高さ寸法は、例えば０．２μｍ程度で形成される。
【００４７】
次に前記ギャップ層２２上には、後述する上部コア層２６と磁気的に接続する上部磁極層３５がメッキ形成されている。なお前記上部磁極層３５は、上部コア層２６と同じ材質で形成されていてもよいし、異なる材質で形成されていてもよい。また単層膜でも多層膜で形成されていてもどちらでもよい。なお前記上部磁極層３５の高さ寸法は、例えば２．４μｍ〜２．７μｍ程度で形成されている。
【００４８】
上記したようにギャップ層２２が、金属材料であるＮｉＰでメッキ形成されていれば、下部磁極層２１、ギャップ層２２および上部磁極層３５を連続してメッキ形成することが可能になる。
【００４９】
なお本発明では前記磁極部２４は、上記３層膜の積層構造に限られない。前記磁極部２４は、ギャップ層２２と上部磁極層３５からなる２層膜で形成されていてもよい。
【００５０】
また上記したように、磁極部２４を構成する下部磁極層２１および上部磁極層３５は、それぞれの磁極層が磁気的に接続されるコア層と同じ材質でも異なる材質で形成されてもどちらでもよいが、記録密度を向上させるためには、ギャップ層２２に対向する下部磁極層２１および上部磁極層３５は、それぞれの磁極層が磁気的に接続されるコア層の飽和磁束密度よりも高い飽和磁束密度を有していることが好ましい。このように下部磁極層２１および上部磁極層３５が高い飽和磁束密度を有していることにより、ギャップ近傍に記録磁界を集中させ、記録密度を向上させることが可能になる。
【００５１】
ところで本発明は、前記ギャップ層２２はＮｉＰでメッキ形成され、図２に示すように前記下部磁極層２１との界面から１０ｎｍまでの膜厚Ｈ１内の元素Ｐの含有量が、８質量％以上で１５質量％以下に設定されている。好ましくは４０ｎｍまでの膜厚Ｈ１内の元素Ｐの含有量が、８質量％以上で１５質量％以下に設定されている。
【００５２】
図２に示すように前記ギャップ層２２は、前記下部磁極層２１との界面が平滑化され、しかも前記膜厚Ｈ１内では、上記含有量の元素Ｐを含んだアモルファス状態になっている。
【００５３】
このように本発明では、元素Ｐの含有量は界面付近で従来よりも多くなり、適正量の元素Ｐを含んだアモルファス状態でメッキ形成されることで、前記界面付近でのギャップ層２２の耐食性及び平滑性を向上させることが可能である。従って本発明では、スライダ加工の洗浄工程などで使用される中性やアルカリ性の洗浄剤に曝されても、前記ギャップ層２２は侵食されず、前記ギャップ層２２に従来のような亀裂（図１５を参照のこと）が入ることはない。
【００５４】
また前記ギャップ層２２の前記界面付近で適量の元素Ｐが含まれることで、この部分での非磁性化を促進できる。ギャップ長Ｇｌは前記ギャップ層２２の膜厚で決定されるが、前記ギャップ層２２の界面付近が適切に非磁性化されることで、前記ギャップ長Ｇｌを所定値に収めることが可能である。
【００５５】
よって本発明では、薄膜磁気ヘッドのオーバーライト特性などの記録特性を良好に保ち、しかも所定の記録特性を有する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。
【００５６】
なお、上記した元素Ｐの含有量の測定は、Ｘ線分析装置によって行った。ただしＸ線分析装置による元素Ｐの含有量は相対値として測定されるので、これを絶対値に補正するため、前記Ｘ線分析装置による測定後、湿式分析を行った。これにより測定された元素Ｐの含有量が上記した値である。
【００５７】
また前記界面からの距離については、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて測定した。
【００５８】
また本発明では、前記界面から１０ｎｍまで、好ましくは４０ｎｍの膜厚Ｈ１内の元素Ｐの含有量が、１０質量％以上で１５質量％以下であることが好ましい。また前記元素Ｐの含有量は１１質量％以上で１５質量％以下であることがより好ましい。
【００５９】
上記の範囲内であれば、前記ＮｉＰ膜で形成されたギャップ層２２の界面から膜厚Ｈ１内でのＮｉの結晶化を抑制してアモルファス化をより促進でき、耐食性及び平滑性の向上、さらには非磁性化をより促進させることができる。よって前記ギャップ層２２の界面付近に亀裂等の不具合が発生することはなく、記録特性に優れた薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
【００６０】
また本発明では、前記ギャップ層２２の膜厚全体の平均した元素Ｐの含有量は、１１質量％以上で１５質量％以下であることが好ましい。このようにギャップ層２２の膜厚全体で上記した元素Ｐを含有することにより、前記ギャップ層２２の膜厚全体の耐食性を向上させることができ、しかも非磁性化を促進できる。よって前記ギャップ層２２全体を洗浄液などによる侵食から適切に保護できると共に、前記ギャップ近傍において漏れ磁界を確実に発生させることができる。
【００６１】
次に本発明では図３のように、前記磁極部２４は、記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）からハイト方向（図示Ｙ方向）にかけて長さ寸法Ｌ１で形成されている。前記磁極部２４と下部コア層２０間には例えば有機絶縁材料などで形成されたＧｄ決め層２７が形成されている。なお前記Ｇｄ決め層２７の先端から記録媒体との対向面までの距離はＬ２で形成され、この距離Ｌ２はギャップデプス（Ｇｄ）である。
【００６２】
また図３に示すように、前記磁極部２４のハイト方向（図示Ｙ方向）の後方であって下部コア層２０上には絶縁下地層２８を介してコイル層２９が螺旋状に巻回形成されている。前記絶縁下地層２８は、例えば、ＡｌＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ、ＡｌＮ、ＡｌＳｉＮ、ＴｉＮ、ＳｉＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＮｉＯ、ＷＯ、ＷＯ3、ＢＮ、ＣｒＮ、ＳｉＯＮのうち少なくとも１種からなる絶縁材料で形成されていることが好ましい。
【００６３】
さらに前記コイル層２９の各導体部のピッチ間は、絶縁層３０によって埋められている。前記絶縁層３０は、ＡｌＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ、ＡｌＮ、ＡｌＳｉＮ、ＴｉＮ、ＳｉＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＮｉＯ、ＷＯ、ＷＯ3、ＢＮ、ＣｒＮ、ＳｉＯＮのうち少なくとも１種から選択されることが好ましい。
【００６４】
前記絶縁層３０は、図１に示すように、前記磁極部２４のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成され、前記絶縁層３０は記録媒体との対向面に露出形成されている。
【００６５】
図３に示すように、前記絶縁層３０上には、第２のコイル層３３が螺旋状に巻回形成されている。
【００６６】
図３に示すように、前記第２のコイル層３３は、レジストやポリイミド等の有機材料で形成された絶縁層３２によって覆われ、前記絶縁層３２上には、ＮｉＦｅ合金等で形成された上部コア層２６が例えばフレームメッキ法等によりパターン形成されている。
【００６７】
また図３に示すように、前記上部コア層２６の先端部２６ａは、前記上部磁極層３５上に磁気的に接続されて形成され、前記上部コア層２６の基端部２６ｂは、下部コア層２０上にＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成された持上げ層３６上に磁気的に接続されて形成されている。なお前記持上げ層３６は形成されていなくても良く、この場合、前記上部コア層２６の基端部２６ｂは、下部コア層２０上に直接接続されることになる。前記上部コア層２６上はＡｌ2Ｏ3等の保護層３４によって覆われている。
【００６８】
また図１に示すように、前記上部磁極層３５上に接合されている端部での上部コア層２６の幅寸法は、前記上部磁極層３５のトラック幅方向の幅寸法よりも大きくなっていることがわかる。これにより、前記上部コア層２６からの磁束を、効率よく前記上部磁極層３５に流すことができ、記録特性の向上を図ることができる。
【００６９】
図４は、本発明の別の実施の形態の薄膜磁気ヘッドの縦断面図である。なお図４に示す薄膜磁気ヘッドの図示左側の端面が記録媒体との対向面となっている。
【００７０】
本実施の形態では、下部コア層４０の上に、非磁性金属材料からなるギャップ層４１が下部コア層４０上にメッキ形成されている。
【００７１】
本発明では、非磁性金属材料として、ＮｉＰが選択され、前記下部コア層４０との界面から１０ｎｍの膜厚内で、好ましくは４０ｎｍの膜厚内での元素Ｐの含有量は８質量％以上で１５質量％以下に設定されている。好ましくは１０質量％以上で１５質量％以下であり、より好ましくは１１質量％以上で１５質量％以下である。
【００７２】
これにより前記下部コア層４０との界面から１０ｎｍの膜厚内では、元素Ｎｉのエピタキシャル成長による結晶化を抑制でき、上記数値範囲内の元素Ｐを含有したアモルファス状態となっている。このため前記界面での耐食性及び平滑性を向上させることができ、スライダ製造工程での洗浄液等による侵食を回避でき、従来のように前記ギャップ層４１の界面付近での亀裂等の発生を抑制することができる。また上記の元素Ｐを含むギャップ層４１であれば前記界面付近での非磁性化を適切に促進させることができるため、ギャップ長Ｇｌが一定の大きさである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。
【００７３】
また前記ギャップ層４１の膜厚全体の平均した元素Ｐの含有量は１１質量％以上で１５質量％以下であることが好ましく、これによりギャップ層４１の膜厚全体を適量の元素Ｐを含んだアモルファス状態にでき、耐食性を向上させることができると共に、ギャップ近傍において漏れ磁界を確実に発生させることができる。
【００７４】
なお前記元素Ｐの含有量の測定方法に関しては図１で説明した通りであり、Ｘ線分析装置を用い、さらに湿式分析で前記Ｘ線分析装置で測定された含有量を補正して絶対値にしており、また前記界面からの距離については透過電子顕微鏡を用いて測定した。
【００７５】
図４では前記ギャップ層４１の上にはポリイミドまたはレジスト材料製の絶縁層４２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４３が設けられている。なお、前記コイル層４３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。
【００７６】
さらに、前記コイル層４３はポリイミドまたはレジスト材料で形成された絶縁層４４に囲まれ、絶縁層４４の上に軟磁性材料製の上部コア層４５が形成されている。
【００７７】
図４に示すように、上部コア層４５の先端部４５ａは、記録媒体との対向面において、下部コア層４０の上にギャップ層４１を介して対向し、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４５の基端部４５ｂは、下部コア層４０と磁気的に接続されている。
【００７８】
また下部コア層４０の飽和磁束密度Ｍｓは高いことが好ましいが、上部コア層４５の飽和磁束密度Ｍｓよりも低くすることにより、下部コア層４０と上部コア層４５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。
【００７９】
次に図１と同じ形状の薄膜磁気ヘッドの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００８０】
図５では下部コア層２０上に、レジスト層５１を塗布形成している。前記レジスト層５１の厚さ寸法Ｈ３は、少なくとも図１に示す完成した薄膜磁気ヘッドにおける磁極部２４の厚さ寸法よりも厚く形成されていなければならない。
【００８１】
次にレジスト層５１に、露光現像によって、記録媒体との対向面からハイト方向（図示Ｙ方向）に所定の長さ寸法であって、且つトラック幅方向（図示Ｘ方向）に所定の幅寸法で形成される溝５１ａを形成し、溝５１ａ内に、磁極部２４を形成する。
【００８２】
図５に示すように磁極部２４を、下から下部磁極層２１、ギャップ層２２、および上部磁極層３５で構成し、これら各層を、メッキ下地層２５を下地として連続してメッキ形成する。これにより製造工程の簡略化を図ることが可能である。
【００８３】
本発明では、前記ギャップ層２２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。前記ギャップ層２２をＮｉを主成分とした非磁性材料により形成する。
【００８４】
本発明では数秒サイクルでＯＮ／ＯＦＦを繰返し、そのときのデューティ比を、０．１から０．５程度に設定することが好ましい。例えば０．５秒サイクルでＯＮ／ＯＦＦを繰返す。
【００８５】
上記のようにパルス電流を用いた電気メッキ法によれば、ギャップ層２２のメッキ形成時に、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とができる。このように電流を流さない時間を設けることで、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。そして前記ギャップ層２２を少しずつメッキ形成することができる。
【００８６】
このようにパルス電流を用いた電気メッキ法によって、メッキ形成時における電流密度の分布の偏りを低減させることができるから、前記下部磁極層２１との界面付近でメッキ形成されたギャップ層２２には、従来のように元素Ｎｉがエピタキシャル成長により結晶化していない。本発明では前記界面付近での前記ギャップ層２２を非磁性元素が従来に比べ多く含まれたアモルファス状態でメッキ形成することができる。
【００８７】
このように前記ギャップ層２２の界面付近では、非磁性元素を適量に含んだアモルファス状態となることにより、前記界面付近での前記ギャップ層２２の耐食性及び平滑性を向上させることが可能である。また前記界面付近での非磁性化を促進することができる。
【００８８】
また本発明では、前記ギャップ層２２を、最初に所定の電流密度を有するパルス電流を用いて所定の膜厚までメッキ形成した後、残りのギャップ層２２を前記所定の電流密度よりも高い電流密度を有するパルス電流を用いてメッキ形成することが好ましい。
【００８９】
これにより、前記ギャップ層２２の初期段階のメッキ形成を、元素Ｐを多く含んだアモルファス状態にでき、前記元素Ｎｉのエピタキシャル成長による結晶化を抑制することができる。このため前記ギャップ層２２と下部磁極層２１との界面付近では、前記ギャップ層２２の耐食性、平滑性を向上させることができ、また非磁性化を促進できる。
【００９０】
また前記ギャップ層２２を所定の電流密度を有するパルス電流を用いて所定膜厚までメッキ形成した後、残りのギャップ層２２を前記所定の電流密度よりも高い電流密度を有するパルス電流によってメッキ形成することで、前記残りのギャップ層２２を速くメッキ形成することができ、前記ギャップ層２２のメッキ形成を短時間で形成することが可能になる。なお既に初期段階でメッキ形成されたギャップ層２２は、非磁性元素を適量に含んだアモルファス状態となっていることにより、前記残りのギャップ層２２もそれに合わせて非磁性元素を適量に含んだアモルファス状態でメッキ形成することが可能である。すなわち本発明によれば、前記ギャップ層２２全体を非磁性元素を適量に含んだアモルファス状態で形成することが可能である。
【００９１】
また本発明では、前記所定の電流密度を、１．５ｍＡ／ｃｍ2以上で３．０ｍＡ／ｃｍ2以下とし、この電流密度を有するパルス電流を用いて前記ギャップ層２２を最初の１０ｎｍの膜厚までメッキ形成することが好ましい。より好ましくは前記ギャップ層２２を最初の４０ｎｍの膜厚までメッキ形成することである。このときメッキ形成時間は、７〜１５分程度である。またＯＮ／ＯＦＦのデューティー比は、例えば０．５秒サイクルである。また前記電流密度に合わせて電流値を決定しなければならないが、一例として前記電流値は４０ｍＡ以上で７０ｍＡ以下程度である。
【００９２】
例えば前記ギャップ層２２にＮｉＰを選択したとき、前記ギャップ層２２の下部磁極層２１との界面から１０ｎｍの膜厚内、好ましくは４０ｎｍの膜厚内には、元素Ｐが８質量％以上で１５質量％以下含まれたアモルファス状態にメッキ形成でき、元素Ｎｉのエピタキシャル成長による結晶化を抑制できる。よって前記界面から１０ｎｍの膜厚内、好ましくは前記界面から４０ｎｍの膜厚内での前記ギャップ層２２の耐食性及び平滑性を向上させることができ、また非磁性化を促進することができる。
【００９３】
なお電流密度が１．５ｍＡ／ｃｍ2よりも小さい場合、前記ギャップ層２２のメッキ成長速度が非常に遅くなることにより、前記ギャップ層２２を適切にメッキ形成できず好ましくない。また前記電流密度が３．０ｍＡ／ｃｍ2よりも大きい場合、メッキ成長速度が急激に速くなることで、界面では元素Ｎｉのエピタキシャル成長による結晶化が促進され元素Ｐが適量に入らなくなり、耐食性の低下、および磁性化を招いて好ましくない。
【００９４】
また本発明では、前記電流密度を有するパルス電流により、前記ギャップ層２２を１０ｎｍ、あるいは４０ｎｍまでメッキ成長させた後、前記残りのギャップ層２２を、８．５ｍＡ／ｃｍ2以上で１１．０ｍＡ／ｃｍ2以下の電流密度を有するパルス電流を用いてメッキ形成することが好ましい。これにより前記残りのギャップ層２２を速くメッキ形成でき、前記ギャップ層２２のメッキ形成時間の短縮化を図ることができる。なおメッキ形成時間は、最終的に得たい膜厚の大きさによって異なるが、例えば７分から８分程度である。またＯＮ／ＯＦＦのデューティー比は、例えば０．５秒サイクルである。また前記電流密度に合わせて電流値を決定しなければならないが、一例として前記電流値は２００ｍＡ以上で２５０ｍＡ以下程度である。
【００９５】
またこれにより前記ギャップ層２２の膜厚全体の平均した元素Ｐの含有量を１１質量％以上で１５質量％以下にすることができ、前記ギャップ層２２全体の耐食性及び非磁性化を促進させることが可能である。
【００９６】
なお上記したパルス電流による電気メッキ法を用いた製造方法は、前記ギャップ層２２をＮｉ−Ｐで形成することに限定されない。前記ギャップ層２２をＮｉ−Ｐ以外に、Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｐ−Ｍｏ、およびＮｉ−Ｐ−Ｗのいずれか一種でメッキ形成することが可能である。かかる場合でも上記したパルス電流を用いた電気メッキ法を用いてメッキ形成する。これにより前記Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｐ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｐ−Ｗのいずれかを用いた場合、前記下部磁極層２２との界面付近に非磁性元素である、元素Ｗ、元素ＰとＭｏあるいは元素ＰとＷを適量含ませ、アモルファス状態にすることができ、前記ギャップ層２２の耐食性及び平滑性を向上させることができ、また非磁性化を促進することができる。
【００９７】
なおこのパルス電流を用いた電気メッキ法は、下部コア層２０、下部磁極層２１、上部磁極層３５、上部コア層２６などの各磁性層をメッキ形成する際に使用しても良い。これにより結晶粒の粗大化が抑制されるとともに、前記各磁性層の上面はより平滑面とされる。したがって前記各磁性層の飽和磁束密度を向上させることができる。なお特に前記下部磁極層２１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好ましい。これにより前記下部磁極層２１上に形成されるギャップ層２２の前記下部磁極層２１との界面では、元素Ｎｉのエピタキシャル成長による結晶化をより適切に抑制でき、非磁性元素を多く含んだアモルファス状態にでき、耐食性及び非磁性化をさらに促進することが可能である。
【００９８】
なお図５に示す溝５１ａ内に形成される磁極部２４の膜構成は、上記した３層の構成に限られない。すなわち、磁極部２４は、下部コア層２０と連続する下部磁極層２１及び／または上部コア層２６と連続する上部磁極層３５が形成され、上部コア層２６又は下部コア層２０の一方とこれに対向する前記一方の磁極層の間、或いは、下部磁極層２１と上部磁極層３５の間に位置するギャップ層２２で構成されれば、どのような膜構成であってもかまわない。
【００９９】
次に図５では、前記レジスト層５１を除去し、新たなレジスト層を形成し、このレジスト層に持上げ層３６形成のための抜きパターンを形成する。そして前記抜きパターン内に持上げ層３６を形成する（図６を参照のこと）。
【０１００】
次に図７に示す工程では、磁極部２４上から下部コア層２０上、さらには持上げ層３６上からハイト方向にかけて、絶縁材料で形成された絶縁下地層２８をスパッタ形成する。
【０１０１】
そして図７に示すように、絶縁下地層２８上に、コイル層２９を螺旋状にパターン形成する。
【０１０２】
次に図８に示す工程では、コイル層２９上を絶縁層３０により覆う。このとき、磁極部２４上および持上げ層３６上も絶縁層３０によって覆われる。
【０１０３】
なお本実施の形態では絶縁層３０を無機材料によってスパッタ形成する。前記無機材料には、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＯ2のうちから１種または２種以上を選択することが好ましい。
【０１０４】
そして図８に示すように、絶縁層３０の表面をＣＭＰ技術などを利用して研磨し、磁極部２４の表面が露出するＢ−Ｂ線上まで削っていく。その状態を示すのが、図９である。
【０１０５】
また上記のＣＭＰ法によって、絶縁層３０の表面は、磁極部２４の接合面２４ａと同一平面上で平坦化されて形成されている。
【０１０６】
次に、図１０に示されるように、絶縁層３０上に、第２のコイル層３３を螺旋状にパターン形成する。第１層目のコイル層２９と第２のコイル層３３とは、それぞれの巻き中心部を介して電気的に接続される。さらに、第２のコイル層３３を、レジストやポリイミドなどの有機絶縁材料で形成された絶縁層３２によって覆い、絶縁層３２上に上部コア層２６を、フレームメッキ法などの既存の方法でパターン形成する。
【０１０７】
図１０に示すように上部コア層２６は、その先端部２６ａにて磁極部２４上に接して形成され、また基端部２６ｂにて下部コア層２０上に形成された持上げ層３６上に磁気的に接して形成される。
【０１０８】
【実施例】
本発明では、実施例としてパルス電流を用いた電気メッキ法によりギャップ層をメッキ形成し、比較例として、直流電流を用いた電気メッキ法によりギャップ層をメッキ形成し、それぞれのギャップ層の表面状態を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で調べた。
【０１０９】
実施例では、最下層として下部磁極層２１となるＮｉＦｅ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した。前記ＮｉＦｅの組成比は、Ｆｅが７０質量％で、残りがＮｉ質量％であった。なお前記下部磁極層を、４０００ｍＡのパルス電流を用いてメッキ形成した。
【０１１０】
次に前記下部磁極層２１にＮｉＰからなるギャップ層２２をパルス電流による電気メッキ法によりメッキ形成した。なおメッキ浴組成は、硫酸ニッケルが１００ｇ／ｌ、塩化ニッケルが３０ｇ／ｌ、亜リン酸水素ナトリウムが３０ｇ／ｌであった。
【０１１１】
まず、前記ギャップ層を５０ｍＡのパルス電流を用い１０分間、メッキ形成した。前記パルス電流の電流密度は、２．２ｍＡ／ｃｍ2であった。またＯＮ／ＯＦＦのデューティー比は０．５秒サイクルであった。またこのとき前記ギャップ層の膜厚は４０ｎｍとなった。
【０１１２】
次に、２５０ｍＡのパルス電流を用いて７分〜８分間、残りのギャップ層をメッキ形成した。前記パルス電流の電流密度は、１０．９ｍＡ／ｃｍ2であった。またＯＮ／ＯＦＦのデューティー比は０．５秒サイクルであった。またこのメッキ形成を終了した時点での前記ギャップ層全体の膜厚は２００ｎｍとなった。
【０１１３】
次に前記ギャップ層上にＮｉＦｅからなる上部磁極層を４０００ｍＡの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。前記上部磁極層のＮｉＦｅ組成はＦｅが７０質量％で、残りがＮｉの質量％であった。
【０１１４】
次に比較例では、最下層となるＮｉＦｅの下部磁極層を４０００ｍＡの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。前記下部磁極層のＮｉＦｅ組成はＦｅが７０質量％で、残りがＮｉの質量％であった。
【０１１５】
次に前記下部磁極層に、ＮｉＰからなるギャップ層を７０ｍＡの直流電流を用いた電気メッキ法によりメッキ形成した。なおこのときのメッキ浴組成は、上記の実施例のときと同じである。さらに前記ギャップ層の上にＮｉＦｅからなる上部磁極層を４０００ｍＡパルス流電流を用いて電気メッキ法によりメッキ形成した。
【０１１６】
実施例の透過電子顕微鏡で撮影した写真を図１１に、比較例の透過電子顕微鏡で撮影した写真を図１２に示す。
【０１１７】
図１１に示す実施例では、前記ギャップ層と下部磁極層との界面が平滑化され、また前記ギャップ層には、上部磁極層や下部磁極層に見られる黒ずみの斑点が無いことがわかる。前記上部磁極層及び下部磁極層に見られる黒ずみの斑点は結晶である。すなわち実施例では、前記ギャップ層には結晶化された部分はなく全体的にアモルファス状態になっていると認めることができる。
【０１１８】
一方、比較例の場合、前記下部磁極層とギャップ層との界面は、面粗れがひどく、また前記界面付近での前記ギャップ層には黒ずみの斑点が見られる。これは前記ギャップ層を構成する元素Ｎｉがエピタキシャル的に成長し結晶化した部分であると認められる。
【０１１９】
以上のようにパルス電流を用いた電気メッキ法の場合、直流電流を用いた場合に比べて、特に下部磁極層との界面でのギャップ層をアモルファス状態に形成でき、Ｎｉ結晶化を抑制できることがわかる。
【０１２０】
次に、本発明では上記したパルス電流によってメッキ形成された実施例の膜構成、および直流電流によってメッキ形成された比較例の膜構成を用いて、前記ギャップ層の下部磁極層との界面からの距離と、元素Ｐの含有量との関係について調べた。前記界面からの距離については透過電子顕微鏡を用いて測定し、元素Ｐの含有量については、Ｘ線分析装置（湿式分析で補正）を用いて行った。その実験結果を図１３に示す。
【０１２１】
図１３に示すように比較例では、界面から２．５ｎｍ程度まで元素Ｐの含有量が非常に低く８質量％以下であることがわかる。一方、実施例では、前記界面から１０ｎｍのいずれにおいても元素Ｐの含有量は８質量％以上であり、また前記界面から４０ｎｍの膜厚内でも同様である。このように実施例では比較例に比べて特に界面での元素Ｐの含有量を多くできることがわかる。なお実施例において、界面から４０ｎｍまでのメッキ形成は、電流密度を２．２ｍＡ／ｃｍ2として１０分間行ったものである。
【０１２２】
また比較例の場合、界面から約２．５ｎｍを越えると、元素Ｐの含有量は８質量％を上回るが、グラフに示すように、その上限はせいぜい１２質量％であり、また前記元素Ｐの含有量は、界面から深くなるほど一定に保たれるわけでなく、前記含有量の変動が激しいことがわかる。
【０１２３】
それに対し実施例の場合、界面からの深さに関係なく、前記元素Ｐの含有量は、ほぼ一定に保たれることがわかる。なおこの実施例では、膜厚全体での平均した元素Ｐの含有量は約１３質量％であり、本発明では前記元素Ｐの含有量は平均して１１質量％以上で１５質量％以内に収まることが好ましい。この範囲内であれば、前記ギャップ層全体の耐食性を向上させることができるとともに、非磁性化を促進させることが可能である。
【０１２４】
ところで比較例のように、特に界面付近で元素Ｐが極端に小さくなっていると、この部分では図１２に見たように元素Ｎｉの結晶化が促進し、耐食性が低下しており中性やアルカリ溶液の洗浄液などによって侵食されやくなっている。また前記界面付近では元素Ｎｉの含有量が極端に多いことで磁性を帯び、前記界面付近は実質的にギャップ層として機能していないと考えられる。
【０１２５】
一方、実施例の場合、前記界面から１０ｎｍの膜厚内、好ましくは４０ｎｍの膜厚のいずれでも元素Ｐは８質量％以上を確保でき、図１１に見たように前記界面付近でのアモルファス化を促進でき耐食性を向上させることができる。また元素Ｐを８質量％以上確保することで前記界面での非磁性化を適切に促進できる。ここで上限であるが、本発明では１５質量％以下と設定した。これはメッキ浴中の元素Ｐ量を増やしても、メッキ形成されたＮｉＰ中の含有量は１５質量％を越えることはないことに起因する。また好ましい範囲としては１０質量％以上で１５質量％以下であり、より好ましい範囲としては１１質量％以上で１５質量％以下とした。これによってより適切にギャップ層の界面付近での耐食性及び非磁性化を促進することができる。なお図１３に示す実施例では、上記した好ましい範囲、およびより好ましい範囲を満たしていることがわかる。
【０１２６】
なお電流密度に関しては、本発明では、最初、膜厚が１０ｎｍ、好ましくは４０ｎｍまでは１．５ｍＡ／ｃｍ2以上から３．０ｍＡ／ｃｍ2以下であることが好ましい。図１１及び図１３に示した実施例では、最初の電流密度は２．２ｍＡ／ｃｍ2であった。なお電流の大きさに関しては、上記した電流密度の範囲内に合うように調整しなければならないが、例えば本発明では一例として、４０ｍＡ以上で７０ｍＡ以下を提示することができる。
【０１２７】
次に残りのギャップ層をメッキ形成するときに使用される電流密度は、８．５ｍＡ／ｃｍ2以上で１１．０ｍＡ／ｃｍ2以下であることが好ましい。なお図１１及び図１３に示した実施例では、残りのギャップ層をメッキ形成するときの前記電流密度は、１０．９ｍＡ／ｓｍ2であった。またこの場合も、電流の大きさに関しては、上記した電流密度の範囲内に合うように調整しなければならないが、例えば本発明では一例として、２００ｍＡ以上で２５０ｍＡ以下を提示することができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば、磁気記録素子の前記ギャップ層を形成するためにＮｉＰが用いられ、また下部磁極層あるいは下部コア層との界面から１０ｎｍまでの元素Ｐの含有量が８質量％以上で１５質量％以下とされることにより、前記界面から１０ｎｍの膜厚内で、元素Ｎｉのエピタキシャル成長による結晶化を抑制できるので、元素Ｐを多く取り込み、アモルファス状態にすることができる。従って界面付近での前記ギャップ層の耐食性を向上させることができ、中性やアルカリ溶液に曝されても前記ギャップ層の侵食を適切に防止できる。
【０１２９】
また前記元素Ｐの含有量を適量確保できることで、界面付近での非磁性化を促進できる。
【０１３０】
よって本発明では、記録特性に優れ、しかも一定の記録特性を有する磁気記録素子を歩留まり良く製造することができる。
【０１３１】
また本発明の製造方法では、前記ギャップ層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で、前記ギャップ層の界面付近での元素Ｎｉのエピタキシャル成長による結晶化を抑制することができる。したがって前記界面付近に元素Ｐなどの非磁性元素を多く取り込むことができ、前記界面付近をアモルファス状態にして耐食性を向上させることができる。
【０１３２】
なお本発明では前記ギャップ層を最初、電流密度の小さいパルス電流によって所定の膜厚までメッキ形成し、次に前記電流密度よりも大きな電流密度によってメッキ形成することが好ましい。これによって前記ギャップ層の全体の耐食性及び非磁性化を促進できると共に、前記ギャップ層の形成時間をより速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の磁気記録素子（薄膜磁気ヘッド）を示す正面図、
【図２】磁極部を拡大した部分拡大図、
【図３】図１の薄膜磁気ヘッドの３−３線における部分断面図、
【図４】本発明の第２の実施の形態の磁気記録素子（薄膜磁気ヘッド）を示す部分断面図、
【図５】本発明の図１ないし図３に示す磁気記録素子（薄膜磁気ヘッド）の製造方法を示す一工程図、
【図６】図５に示す工程の次に行なわれる一工程図、
【図７】図６に示す工程の次に行なわれる一工程図、
【図８】図７に示す工程の次に行なわれる一工程図、
【図９】図８に示す工程の次に行なわれる一工程図、
【図１０】図９に示す工程の次に行なわれる一工程図、
【図１１】ギャップ層をパルス電流による電気メッキ法によりメッキ形成した本発明（実施例）の磁極部の透過電子顕微鏡写真、
【図１２】ギャップ層を直流電流による電気メッキ法によりメッキ形成した従来（比較例）の磁極部の透過電子顕微鏡写真、
【図１３】従来例及び比較例におけるＮｉＰの界面からの距離と元素Ｐの含有量との関係を示すグラフ、
【図１４】従来における薄膜磁気ヘッドの構造を示す部分正面図、
【図１５】従来における薄膜磁気ヘッドの不具合を説明するための磁極部の拡大図、
【符号の説明】
２０  下部コア層
２１  下部磁極層
２２  ギャップ層
２６  上部コア層
２９、３３、４３  コイル層
３５  上部磁極層
５１  レジスト層
【図１】
0003929697.tif 000002
【図２】
0003929697.tif 000003
【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】
0003929697.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003929697.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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