(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
FeイオンおよびCoイオンの供給源として硫酸塩および塩酸塩のどちらか一方または双方を含み、応力緩和剤としてサッカリンナトリウムを１g/l以上を含むとともに、ｐＨ緩衝剤、導電性塩および界面活性剤の少なくとも１つを含む電析浴を用い、同じ極性の高い電流レベルとゼロを含まない低い電流レベルとが交互に現われるパルス電流で電析され、Feを58〜72 wt% の割合で含有するFe-Co合金電析膜より成り、飽和磁束密度が2.2 T以上、困難軸方向の保磁力が477〜679 A/mで、緻密で微細な結晶粒構造を有し、かつ表面が平坦で光沢性のある電析磁性薄膜。
【請求項２】
FeイオンおよびCoイオンの供給源として硫酸塩および塩酸塩のどちらか一方または双方を含み、応力緩和剤としてサッカリンナトリウムを１g/l以上を含むとともに、ｐＨ緩衝剤、導電性塩および界面活性剤の少なくとも１つを含む電析浴を用い、同じ極性の高い電流レベルとゼロを含まない低い電流レベルとが交互に現われるパルス電流により、Feを58〜72 wt% の割合で含有するFe-Co合金より成り、飽和磁束密度が2.2 T以上、困難軸方向の保磁力が477〜679 A/mで、緻密で微細な結晶粒構造を有し、表面が平坦で光沢性がある電析磁性薄膜を基板上に電析させることを特徴とする電析磁性薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記ｐＨ緩衝剤としてほう酸を添加した電析浴を用いることを特徴とする請求項２に記載の電析磁性薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記導電性塩として塩化アンモニウムを添加した電析浴を用いることを特徴とする請求項２または３に記載の電析磁性薄膜の製造方法。
【請求項５】
前記界面活性剤としてラウリル硫酸ナトリウムを添加した電析浴を用いることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の電析磁性薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記パルス電流の高い電流レベルの電流密度を3〜120 mA/cm2とすることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の電析磁性薄膜の製造方法。
【請求項７】
前記パルス電流の高い電流レベルの電流密度を20 mA/cm2〜120 mA/cm2とすることを特徴とする請求項６に記載の電析磁性薄膜の製造方法。
【請求項８】
磁気記録媒体と対向する磁極部分を有する第１の磁性薄膜と、
この第１の磁性薄膜の磁極部分の端面とともにエアベアリング面を構成する磁極部分を有し、エアベアリング面から離れたバックギャップ位置において第１の磁性薄膜と磁気的に連結された第２の磁性薄膜と、
少なくとも前記エアベアリング面において第１の磁性薄膜の磁極部分と第２の磁性薄膜の磁極部分との間に介挿された非磁性材料より成るライトギャップ膜と、
前記第１および第２の磁性薄膜の間に、絶縁分離された状態で配設された部分を有する薄膜コイルと、
前記第１および第２の磁性薄膜、ギャップ膜および薄膜コイルを支持する基体とを具える薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記第１および第２の磁性薄膜の何れか一方または双方の少なくとも磁極部分を、請求項１に記載のFe-Co合金電析磁性薄膜で形成したことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は、Fe-Co合金より成る電析磁性薄膜、そのような電析磁性薄膜を電析によって製造する方法およびそれに用いる電析浴、さらにそのような電析磁性薄膜を少なくとも磁極部分とする薄膜磁気ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜磁気ヘッドを使用するハードディスクデバイスは、大容量化を目的として面記録密度が益々高くなってきている。そのため、書き込みに使用される誘導型薄膜磁気ヘッドの磁極部分の幅（これによって記録トラック幅が決まる）はますます狭くなってきており、サブミクロンオーダーのものが提案されるようになってきた。このような幅の狭い磁極部分を有する薄膜磁気ヘッドにおいて用いられる磁性薄膜としては、飽和磁束密度の非常に高いものが要求されるようになってきている。
【０００３】
従来の薄膜磁気ヘッドの磁性薄膜として代表的に用いられていたFe-Ni合金より成るパーマロイにおいても、Feの含有量が50〜60重量％となるように組成を調整することによって1.5 T（テスラ）程度の高い飽和磁束密度を有するものが開発されているが、上述したようにサブミクロノーダーのきわめて狭い磁極部分の材料としては十分ではない。
【０００４】
飽和磁束密度がさらに高い磁性薄膜として、FeおよびCoを主成分とする磁性薄膜が提案されている。バルクのCo-Fe合金磁性材料としては、例えばBozorth著の「FERROMAGNETIZM」には、Feの含有量を49〜69wt%とすることによって約2.4 Tという非常に高い飽和磁束密度が得られることが報告されている。しかしながら、例えば薄膜磁気ヘッドに用いられる磁性材料は薄膜として形成する必要があるが、バルクの組成と同じ組成のものを得ることは容易ではない。
【０００５】
さらに、このFe49-69wt%-Coの電析合金は、表面は平坦性および光沢性に乏しく、白濁した外観になり易く、しかも粗大結晶粒を形成し易いため、保磁力が非常に大きいという問題がある。高い記録密度を実現するには保磁力の高い磁気記録媒体が使用されるので、薄膜磁気ヘッドの磁極部分を構成する磁性材料としては、飽和磁束密度が大きいというだけでは十分ではなく、困難軸方向の保磁力が小さいことも要求されている。さらに薄膜磁気ヘッドを製造するには多層構造としているので、微細加工の観点からは表面が平坦で光沢性に富んでいることも必要である。
【０００６】
さらに、Fe-Co合金より成る磁性薄膜を電析、すなわち電解メッキにより形成することが、特開平３−２８３０１３号公報、同５−１９０３２７号公報、同５−２９１７２号公報、同６−５４２３号公報および同６−３６９２９号公報などに開示されている。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】
上述した特開平３−２８３０１３号公報には、Fe-Co合金より成る電析磁性薄膜が開示されている。このFe-Co電析磁性薄膜の組成は、磁歪がほぼ零となるように、Feの含有量をほぼ10wt%としている。このFe10wt%- Co合金より成る電析磁性薄膜の飽和磁束密度は約1.9 Tであり、従来のパーマロイ磁性薄膜に比べると高いものの、上述したような高記録密度を実現するためには十分ではない。
【０００８】
また、上述した特開平５−１９０３２７号公報には、Fe-CoにRhを添加した電析磁性薄膜が開示され、特開平５−２９１７２号公報には、Fe-CoにPd, Cu, Pt, Au, Ag, Ir, Rh或いはRuを添加した電析磁性薄膜が開示されている。さらに、特開平６−５４２３号公報には、Fe-CoにCuを添加した電析磁性薄膜が開示されており、特開平６−３６９２９号公報には、Fe-CoにSnを添加した電析磁性薄膜が開示されている。これらのFe-Coを主成分とする合金よりなる電析磁性薄膜では、磁歪制御、結晶粒の微細化、ラミネート構造による低保磁力を実現しようとしているが、第３元素とFeおよびCoの析出電位の違いから、第３元素の添加量の制御は、Fe-Coの２元系合金に比べて非常に困難となり、所望の特性を有する電析磁性薄膜を容易かつ再現性良く得ることができないという問題がある。
【０００９】
したがって本発明の目的は、表面の平坦性および光沢性に富み、稠密で微細化された結晶粒構造を有し、飽和磁束密度が高い電析磁性薄膜を提供しようとするものである。
【００１０】
本発明の他の目的は、上述した優れた特性を有する電析磁性薄膜を、容易かつ再現性良く製造することができる方法を提供しようとするものである。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、表面の平坦性および光沢性に富み、緻密で微細化された結晶粒構造を持ち、高飽和磁束密度および低保磁力を有する磁極部分を有し、狭トラック幅による高記録密度を実現することができる薄膜磁気ヘッドを提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による電析磁性薄膜は、FeイオンおよびCoイオンの供給源として硫酸塩および塩酸塩のどちらか一方または双方を含み、応力緩和剤としてサッカリンナトリウムを１g/l以上を含むとともに、ｐＨ緩衝剤、導電性塩および界面活性剤の少なくとも１つを含む電析浴を用い、同じ極性の高い電流レベルとゼロを含まない低い電流レベルとが交互に現われるパルス電流で電析され、Feを58〜72 wt% の割合で含有するFe-Co合金電析膜より成り、飽和磁束密度が2.2 T以上、困難軸方向の保磁力が477〜679 A/mで、緻密で微細な結晶粒構造を有し、かつ表面が平坦で光沢性を有するものである。
【００１６】
また、本発明による電析磁性薄膜の製造方法は、FeイオンおよびCoイオンの供給源として硫酸塩および塩酸塩のどちらか一方または双方を含み、応力緩和剤としてサッカリンナトリウムを１g/l以上を含むとともに、ｐＨ緩衝剤、導電性塩および界面活性剤の少なくとも１つを含む電析浴を用い、同じ極性の高い電流レベルとゼロを含まない低い電流レベルとが交互に現われるパルス電流により、Feを58〜72 wt% の割合で含有するFe-Co合金より成り、飽和磁束密度が2.2 T以上、困難軸方向の保磁力が477〜679 A/mで、緻密で微細な結晶粒構造を有し、表面が平坦で光沢性がある電析磁性薄膜を基板上に電析させることを特徴とするものである。
【００１８】
このような本発明による電析磁性薄膜の製造方法においては、FeイオンおよびCoイオンの比率を調整してFeの含有量が58〜72 wt%の範囲となるようにするとともに、パルス電流の電流密度を3〜120 mＡ/cm2とすることにより、飽和磁束密度が2.2 T以上で、困難軸方向の保磁力が477〜679 A/mの電析磁性薄膜を製造することができるが、パルス電流の電流密度を20〜120 mＡ/cm2とすることにより、困難軸方向の保磁力が低い電析磁性薄膜を製造することができる。
【００１９】
さらに、本発明による電析磁性薄膜の製造方法の好適な実施例においては、磁場中に置かれた電析浴槽内に、ガラスまたはSi基板にCu層を150 nm、Ti層を5 nmの膜厚に積層したカソード電極とCoより成るアノード電極とを対向して配置し、カソード電極の上に複数のAlTiCウエファを保持するパドルを配置し、パドルを所定の速度で回転させ、電析浴を電析浴槽を経て所定の流量で循環させながらカソード電極とアノード電極の間にパルス電流を流すパドルメッキ法によりFe-Co合金磁性薄膜を形成する。この場合の電析浴としては、Feイオンの供給源として硫酸塩である硫酸鉄七水和物を含み、Coイオンの供給源として、硫酸塩である硫酸コバルト七水和物および塩酸塩として塩化コバルト六水和物を含み、電析浴のpHを調整するpH緩衝剤としてほう酸を含み、電析液の導電度を調整するための導電性塩として塩化アンモニウムを含み、界面活性剤としてラウリル硫酸ナトリウムを含み、さらに応力緩和剤としてサッカリンナトリウムを含む電析浴を用いるのが好適である。
【００２２】
さらに本発明は、
磁気記録媒体と対向する磁極部分を有する第１の磁性薄膜と、
この第１の磁性薄膜の磁極部分の端面とともにエアベアリング面を構成する磁極部分を有し、エアベアリング面から離れたバックギャップ位置において第１の磁性薄膜と磁気的に連結された第２の磁性薄膜と、
少なくとも前記エアベアリング面において第１の磁性薄膜の磁極部分と第２の磁性薄膜の磁極部分との間に介挿された非磁性材料より成るライトギャップ膜と、
前記第１および第２の磁性薄膜の間に、絶縁分離された状態で配設された部分を有する薄膜コイルと、
前記第１および第２の磁性薄膜、ギャップ膜および薄膜コイルを支持する基体とを具える薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記第１および第２の磁性薄膜の何れか一方または双方の少なくとも磁極部分を、FeイオンおよびCoイオンの供給源として硫酸塩および塩酸塩のどちらか一方または双方を含み、応力緩和剤としてサッカリンナトリウムを１g/l以上を含むとともに、ｐＨ緩衝剤、導電性塩および界面活性剤の少なくとも１つを含む電析浴を用い、同じ極性の高い電流レベルとゼロを含まない低い電流レベルとが交互に現われるパルス電流で電析され、Feを58〜72 wt% の割合で含有するFe-Co合金電析膜より成り、飽和磁束密度が2.2 T以上、困難軸方向の保磁力が477〜679 A/mで、緻密で微細な結晶粒構造を有し、かつ表面が平坦で光沢性を有するFe-Co合金電析磁性薄膜で形成したことを特徴とするものである。
【００２４】
このような本発明による薄膜磁気ヘッドにおいては、表面が平坦で光沢を有し、緻密で微細化された結晶粒構造を有するFe-Co合金電析膜で、第１および第２の磁性薄膜の少なくとも一方或いはそれらの磁極部分を形成したので、微細加工が可能となり、磁極部分の幅をサブミクロンオーダーときわめて狭くすることができ、しかも飽和磁束密度が2.2 T以上と高く、困難軸方向の保磁力が477〜679 A/m と低いので、きわめて高い記録密度を可能とするきわめて狭いトラック幅を実現することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１および２は、本発明によるFe-Co合金電析磁性薄膜を有する本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施例の構成を示す断面図であり、図１はエアベアリング面に垂直な平面で切った断面図、図２は磁極部分をエアベアリング面と平行な平面で切った断面図である。本例の薄膜磁気ヘッドは、基板の上に読み取り用のトンネル型の巨大磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド素子（ＧＭＲ素子）と、書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッド素子とを積層して構成したノーマルタイプの複合型薄膜磁気ヘッドとして構成したものである。
【００２６】
AlTiCより成る基板本体の一方の表面上にアルミナ絶縁膜を形成した基板１１の上にＧＭＲ素子が形成され、その上に誘導型薄膜磁気ヘッド素子が積層されている。ＧＭＲ素子は、基板１１の上に形成された下部シールド膜１２と、その上に形成された絶縁材料より成る下部シールドギャップ膜１３と、この下部シールドギャップ膜１３の上に形成されたＧＭＲ膜１４と、このＧＭＲ膜を覆うように下部シードルドギャップ膜１５と、その上に形成された上部シールド膜１６とを具えている。
【００２７】
このＧＭＲ膜１４は、周知のように多層膜構造を有しており、その両側には縦バイアス印加膜１７ａ、１７ｂと、この縦バイアス印加膜を越えてＧＭＲ膜１４の上方に延在する電極膜１８ａ、１８ｂが形成されている。本例では、このようにリードオーバーレイ構造のトンネル型ＧＭＲ素子としているが、他の形式のＧＭＲ素子あるいは異方性磁気抵抗効果型のＭＲ素子としても良い。
【００２８】
上述したように構成されたＭＲ素子の上に書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッド素子が設けられているが、これらを磁気的に分離するために、上部シールド膜１６の上には、非磁性材料の分離膜１９を形成し、この上に書込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドを形成している。誘導型薄膜磁気ヘッドは、分離膜１９の上に形成されたパーマロイ（FeNｉ)より成る下部ポール２１と、その上に形成した非磁性材料、例えばアルミナよりなるライトギャップ層２２と、本発明によるFe-Co合金電析磁性薄膜で形成されたポールチップ２３とを具えている。このポールチップ２３の幅Wで記録トラックの幅が規定されるので、この幅をサブミクロン・オーダと狭くして高い面記録密度を実現している。この際、下部ポール２１と、後に形成する上部ポールとを磁気的に連結するための橋絡部材２４も同時に形成する。
【００２９】
そして、実効書込トラック幅の広がりを防止するために、すなわちデータの書込時に、一方のポールにおいて磁束が広がるのを防止するために、ポールチップ２３をマスクとしてイオン・ミリングやリアクティブ・イオン・エッチングなどのエッチングを行って、ポールチップ２３の周囲のライトギャップ層２２を除去すると共に、下部ポール２１をその膜厚の一部分に亘って除去して、いわゆるトリム構造を形成する。その後、アルミナより成る絶縁層２５を形成した後、全体を例えばＣＭＰにて平坦化してポールチップ２３の表面と絶縁層２５の表面とを同一の平坦面とする。
【００３０】
その後、平坦となった絶縁層２５の表面に、例えば銅よりなる第１層目の薄膜コイル２６を絶縁層２７によって絶縁分離した状態で支持されるように形成し、続いて絶縁層２７の表面を平坦化し、その表面の上に、第２層目の薄膜コイル２８を、絶縁層２９によって絶縁分離した状態で支持するように形成する。
【００３１】
次いで、この第２層目の薄膜コイル２８を支持する絶縁層２９の表面を再度平坦化するために、例えば 250°Ｃで焼成した後、ポールチップ２３および絶縁層２７、２９の上に、パーマロイより成る上部ポール３０を所望のパターンに従って選択的に形成した後、全体の表面の上にアルミナよりなるオーバーコート層３１を堆積する。
【００３２】
実際の薄膜磁気ヘッドの製造過程においては、基板１１を構成するウエファに薄膜磁気ヘッド素子を多数形成した後，ウエファを切断し、その側面を研磨して磁気記録媒体と対向するエアベアリング面ABSを形成している。このエアベアリング面の形成過程においてＧＭＲ膜１４も研磨され、スロートハイトＴＨおよびＭＲハイトＭＲＨが決定される。実際の薄膜磁気ヘッドにおいては、薄膜コイル２６、２８およびＭＲ素子の電極膜１８ａ、１８ｂに対する電気的接続を行なうためのパッドが形成されているが、図面では省略してある。また、上部ポール３０の先端面はエアベアリング面から後退させ、ここからの磁束の洩れによって書き込み動作が悪影響を受けないようにしている。
【００３３】
上述したように、本例の薄膜磁気ヘッドでは、誘導型薄膜磁気ヘッド素子のポールチップ２３を、Feを52〜86 wt% の割合で含有するFe-Co合金より成り、緻密で微細な結晶粒構造を有し、かつ表面の平坦性および光沢性があり、飽和磁束密度が2.1 T以上で、困難軸方向の保磁力が5〜10 Oeである電析磁性薄膜で形成することによって、高い保磁力を有する磁気記録媒体に、数Gb/in2といったきわめて高い記録密度で情報を記録することができる。この場合、Feを58〜70 wt% の割合で含有し、飽和磁束密度が2.2 T以上ときわめて高い電析磁性薄膜で形成するのが好適である。
【００３４】
以下、本発明による磁性薄膜を製造する本発明による方法の実施例を幾つか説明するとともにそれぞれの実施例で用いる本発明の電析浴について説明する。なお、これらの実施例においては、磁気異方性を付与するために磁場中に置かれた電析浴槽内に、ガラスまたはSi基板にCu層を150 nm、Ti層を5 nmの膜厚に積層したカソード電極とCoより成るアノード電極とを対向して配置し、カソード電極の上に複数のAlTiCウエファを保持するパドルを配置し、パドルを所定の速度で回転させ、電析浴を電析浴槽を経て所定の流量で循環させながらカソード電極とアノード電極の間にパルス電流または直流電流を流すパドルメッキ法によりFe-Co合金磁性薄膜を形成した。また、電析浴としては、Feイオンの供給源として硫酸塩である硫酸鉄七水和物を含み、Coイオンの供給源として、硫酸塩である硫酸コバルト七水和物および塩酸塩として塩化コバルト六水和物を含み、電析浴のpHを調整するpH緩衝剤としてほう酸を含み、電析液の導電度を調整するための導電性塩として塩化アンモニウムを含み、界面活性剤としてラウリル硫酸ナトリウムを含み、さらに応力緩和剤としてサッカリンナトリウムを含む電析浴を用いた。
【００３５】
第１の実施例群
この実施例群では、以下の表１に示す成分の電析浴を用いた。応力緩和剤として加えられたサッカリンナトリウムの含有量を、0〜5 g/lの範囲で変化させた。
【００３６】
【表１】
0003774200.tif 000002
【００３７】
また、電析条件は以下の表２に示すものとした。アノードおよびカソード間に直流電流を流したが、その電流密度は3 mA/cm2と一定とした。
【００３８】
【表２】
0003774200.tif 000003
【００３９】
電析浴のpHは、pH緩衝剤として含有させたほう酸の分量を加減することによって調整できるが、pHを3.0よりも高くすると、電析中に浴中の金属イオンが水酸化物となり不溶性の沈殿物が析出されるので、pHは２〜３の間に調整した。第１の実施例群においては、表２に示すように、pHは3.0に調整した。
【００４０】
表面が平坦で光沢のあるFe-Co合金磁性薄膜を製作する条件を見出すために、第１の実施例群において、応力緩和剤として添加したサッカリンナトリウムの濃度を変化させた。その結果を次の表３に示す。なお、これらのFe-Co合金電析膜の膜厚はいずれも約500 nmとした。
【００４１】
【表３】
0003774200.tif 000004
【００４２】
この表３に示すように、応力緩和剤として機能するサッカリンナトリウムを添加しなかったり、その濃度を1g/l未満とすると、表面光沢性がなくなって白濁することが分かった。そこで，本発明による電析浴においては、応力緩和剤として機能するサッカリンナトリウムの添加量を1g/l以上とする。
【００４３】
第２の実施例群
この第２の実施例群では、以下の表４に示す成分の電析浴を用いた。サッカリンナトリウムの添加量は2 g/lと一定とした。また、Fe-Co合金電析膜の膜厚はいずれも約500 nmとした。
【００４４】
【表４】
0003774200.tif 000005
【００４５】
また、電析条件は以下の表５に示すものとした。すなわち、この第２の実施例群では、アノードおよびカソード間に流す直流電流の電流密度を3〜120mA/cm2の範囲内で変化させた。また、浴温は21°Cとし、pHは2.5に調整した。
【００４６】
【表５】
0003774200.tif 000006
【００４７】
上述したように電流密度を3〜120 mA/cm2の範囲内で変化させたときの、表面光沢性について調べた結果を次の表６に示す。これから明かなように、電流密度が3〜120 mA/cm2の範囲内であれば、いずれも良好な表面光沢性が得られることが分かった。したがって、本発明においては、電流密度を3〜120 mA/cm2の範囲内とする。
【００４８】
【表６】
0003774200.tif 000007
【００４９】
第３の実施例群
この第３の実施例群では、上述した表４に示した第２の実施例群で使用した電析浴と同じ成分の電析浴を用いた。また、Fe-Co合金電析膜の膜厚はいずれも約500 nmとした。
【００５０】
上述した第１および第２の実施例群では、電極間に直流電流を流したが、この第３の実施例群ではアノードおよびカソード間にパルス電流を流した。このパルス電流は、その波形を図３に示すように、高い電流レベルと低い電流レベルとが交互に同じ持続時間だけ現れるものとし、高い電流レベルの電流密度iHを種々に変化させたが、低い電流レベルの電流密度iＬは一定とした。第3の実施例群においては、この低い電流レベルの電流密度iＬを電析が起こらないレベルである0.6 mA/cm2としたが、電析量と電析浴による膜のエッチング速度とが平衡状態となり、実質的に電析が起こらない電流密度値以下の任意の値を選択することができる。また、この低い電流レベルの電流密度iＬを零としても良いし、負の値として、膜表面がきわめて薄くエッチングされるようにしても構わない。さらに、上述した高い電流レベルおよび低い電流レベルが持続する期間Ｔを種々に変化させた。さらに、浴温は2２°Cとし、pHは2.5とした。この第３の実施例群の電析条件を下表７に示す。
【００５１】
【表７】
0003774200.tif 000008
【００５２】
この第３の実施例群より、パルス電流を用いて瞬間的に電流レベルを下げたり、切ったりして電析による結晶粒の成長を止めることによって緻密で微細な結晶粒が得られることが分かった。
【００５３】
さらに、パルス電流の持続時間Ｔを変化させたところ、5000 msとしても、第１および第２の実施例群で採用した直流電流の場合に得られる磁性薄膜の表面光沢性とほぼ同等のものが得られたが、持続時間Ｔを500 msおよび50 msとすると、表面光沢性の一層良好な磁性薄膜が得られた。
【００５４】
図４は、第３の実施例群における高い電流レベルの電流密度iHを変化させたときに、Fe-Co合金電析膜に含有されるFeの含有量を、持続時間Ｔをパラメータとして示すグラフである。曲線Ａ，ＢおよびＣは、持続時間Tを50 ms, 500 msおよび5000 msと変化させた場合を示すが、いずれの持続時間においても、電流密度iHが20 mA/cm2くらいまではFeの含有量は増大していくが、それを過ぎると単調に減少していくことが分かった。
【００５５】
図５は、第３の実施例群における高い電流レベルの電流密度iHを変化させたときに、Fe-Co合金電析膜の困難軸方向の保磁力Hchを、持続時間Ｔをパラメータとして示すグラフである。曲線Ａ，ＢおよびＣは、持続時間Tを50 ms, 500 msおよび5000 msと変化させた場合を示すが、いずれの持続時間においても、電流密度iHが小さいと非常に高い保磁力を示すが、電流密度を上げていくと保磁力は急激に低下し、20 mA/cm2以上では保磁力はほぼ800 A/m以下となることが分かった。したがって、高記録密度を実現するための狭トラック幅の薄膜磁気ヘッドの磁極のように低保磁力が要求される場合には、パルス電流の高い電流レベルの電流密度iHを20 mA/cm2以上とするのが好適であることが分かった。
【００５６】
第４の実施例群
この第４の実施例群では、硫酸鉄七水和物、硫酸コバルト七水和物および塩化コバルト六水和物の含有量を変え、FeイオンとCoイオンの比を種々に変えた。電析浴の他の成分は、上述した表４に示す第２の実施例の場合と同じとした。また、直流電流およびパルス電流の双方を用いたが、いずれの場合にも電流密度は20 mA/cm2以上とした。また、パルス電流の持続時間Ｔは50 msとした。Feの組成範囲が50〜87 wt%で、膜厚がほぼ１μｍのFe-Co合金電析膜を製作した。
【００５７】
第４実施例群の電析条件および各種特性を次の表８に示す。なお、この表８において、Pulseはパルス電流を用いた場合を示し，DCは直流電流を用いた場合を示す。FC比は電析浴中の全金属イオンに対するFeイオンの比を示すものである。IDは電流密度を示すものであるが、パルス電流を用いる場合には，上述したように。高い電流レベルの電流密度iHを示すものである。Tはパルス電流の持続時間を示すものであるが、いずれの実施例においても50 msとした。さらに、飽和磁束密度Bsは10 kOeの磁場を印加して振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により定し、保磁力Hchおよび異方性磁界Hkhは、100 Oeの磁場を印加してBH-トレーサにより測定したものである。
【００５８】
【表８】
0003774200.tif 000009
【００５９】
図６の白丸および黒丸は、それぞれパルス電流および直流電流を用いた場合の種々のFe含有量に対する飽和磁束密度を示すものである。パルス電流を用いる場合も直流電流を用いる場合でも、飽和磁束密度には殆ど差異は認められず、曲線で示すような傾向が得られた。Feの含有量が52〜86 wt%の範囲では2.1 T以上の高い飽和磁束密度が得られることが分かったが、良好な表面光沢性が得られ易いという観点から、パルス電流を用いた方が有利である。さらに、Feの含有量を58〜72 wt%の範囲内とすることによって、2.2 T以上の高い飽和磁束密度が得られることが分かった。
【００６０】
図７の白丸および黒丸は、それぞれパルス電流および直流電流を用いた場合の種々のFe含有量に対する保磁力Hchを示すものである。保磁力についても、パルス電流を用いる場合も直流電流を用いる場合でも有意な差異は認められなかった。曲線で代表的に示すように、Feの含有量が50〜86 wt%の範囲では800 A/m T以下の低い保磁力が得られることが分かった。
【００６１】
図８の白丸および黒丸は、それぞれパルス電流および直流電流を用いた場合の種々のFe含有量に対する異方性磁界Hkhを示すものである。異方性磁界に関しても、パルス電流を用いる場合も直流電流を用いる場合でも大きな差異は認められなかった。曲線で代表的に示すように、Feの含有量が50〜86 wt%の範囲では異方性磁界は200〜1300 A/m であった。
【００６２】
上述した結果およびその他の実験並びに解析の結果、Feの含有量が52〜86 wt%のFe-Co合金電析膜は、2.1 T以上の高い飽和磁束密度を有するとともに800 A/m以下の低い困難軸方向の保磁力を併せ持つため、薄膜磁気ヘッドにおける磁極材料として用いることができることが分かった。さらに、Feの含有量を58〜72 wt%とすることによって保磁力を2.2 T以上とすることができるので、特にサブミクロンオーダーのきわめてトラック幅の狭い薄膜磁気ヘッドの磁極材料としてきわめて有利に使用することができることが分かった。
【００６３】
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例えば、上述した実施例においてパルス電流は、高レベルにある期間と低レベルにある期間とを等しくしたデューティ比１のものを用いたが、必ずしもそのようにする必要はない。
【００６４】
また、上述した実施例では、Feイオンの供給源として硫酸鉄七水和物を含み、Coイオンの供給源として硫酸コバルト七水和物および塩化コバルト六水和物を含む電析浴を用いたが、他の硫酸塩や塩酸塩を用いることもできる。さらに、pH緩衝剤としてほう酸、導電性塩として塩化アンモニウム、界面活性剤としてラウリル硫酸ナトリウム、応力緩和剤としてサッカリンナトリウムをそれぞれ用いたが、他の物質を用いることもできる。
【００６５】
さらにまた、上述した実施例では、磁場中に配置された電析浴槽内にカソード電極とアノード電極とを対向して配置し、カソード電極の上に載置された複数の基板を保持するパドルを回転させ、電析浴を電析浴槽を経て循環させながらカソド電極とアノード電極の間にパルス電流または直流電流を流すパドルメッキ法により電析を行ったが、他のメッキ法で電析を行うこともできる。
【００６６】
さらに、上述した薄膜磁気ヘッドの実施例では、本発明によるFe-Co合金電析磁性薄膜を、トラック幅を規定する上部ポールチップとして用いたが、下部ポールや上部ポールとして用いることもできる。さらに、この薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗型薄膜磁気ヘッド素子の上に誘導型薄膜磁気ヘッド素子を積層したノーマルタイプの複合型ヘッドとして構成したが、誘導型薄膜磁気ヘッド素子の上に磁気抵抗型薄膜磁気ヘッド素子を積層したリバース型の複合薄膜磁気ヘッドとして構成したり、磁気抵抗型薄膜磁気ヘッドを持たない誘導型薄膜磁気ヘッドとして構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明によるFe-Co合金電析磁性薄膜を磁極部に有する本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施例の構成を、エアベアリング面に垂直な面で切って示す断面図である。
【図２】  図２は、同じくエアベアリング面に平行な面で切って示す断面図である。
【図３】  図３は、本発明による磁性薄膜の製造方法で用いるパルス電流の波形を示す線図である。
【図４】  図４は、パルス電流密度とFe含有量との関係をパルス電流の持続時間をパラメータとして示すグラフである。
【図５】  図５は、パルス電流密度と保磁力との関係をパルス電流の持続時間をパラメータとして示すグラフである。
【図６】  図６は、Fe含有量と飽和磁束密度の関係を示すグラフである。
【図７】  図７は、Fe含有量と保磁力の関係を示すグラフである。
【図８】  図８は、Fe含有量と異方性磁界の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１１  基板、  １２  下部シールド膜、  １３  下部シールドギャップ膜
１４  ＧＭＲ膜、  １５  上部シールドギャップ膜、  １６  上部シールド膜
１７ａ，１７ｂ  縦バイアス印加膜、  １８ａ，１８ｂ  電極膜、  １９  分離膜、  ２１  下部ポール、  ２２  ライトギャップ膜、  ２３  ポールチップ
２４  橋絡部材、  ２５  絶縁膜、  ２６，２８  薄膜コイル、  ２７，２９  絶縁膜、  ３０  上部ポール、３１  オーバーコート膜、ABS  エアベアリング面
【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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