磁头制造技术

本发明专利技术为一种具有金属磁膜的磁头，该磁膜是首先利用层叠Ｆｅ－Ｍ－Ｎ磁性薄膜层和贵金属层如Ｐｔ层以形成多层膜然后借助绝缘膜层叠上述多层膜形成的，以便改进重放输出使得该磁头适于利用具有大矫磁力的磁记录介质如金属带进行记录和重放。在一对半磁心的磁隙成型面上形成一个多层结构，该结构是利用首先层叠磁性薄膜层和由Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ和Ｐｄ中至少一种物质制成的层形成多层膜，然后借助至少两个ＳｉＯ↓［２］，ＺｒＯ↓［２］，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和Ｃｒ中任一物质构成的层层叠上述多层膜形成的。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种所谓的隙中含金属型(metal-in-gap)磁头，该磁头包括一对半磁心而其磁隙部分由金属磁膜构成。更具体地说，本专利技术涉及这样一种磁头，其中的金属磁膜采用一种多层结构，该结构是首先利用层叠Fe-M-N磁性薄膜层和贵金属(如Pt)层构成多层膜，然后借助一层绝缘膜层叠上述多层膜形成的，以便改善重放输出使得该磁头适于利用具有大矫磁力的磁记录介质(如所谓的金属带)进行记录和重放。近来随着磁记录领域中信号记录密度的增加，具有大的矫磁力和高残余磁通密度的磁记录材料如在非磁性支承上直接覆盖一层强磁性金属材料制成的金属带得到了广泛应用。相应地，用于磁头的磁心材料也要求具有高饱和磁通强度和高导磁率。为了满足上述要求，有人提出了一种隙中含金属型磁头(此后称为MIG磁头)，其中铁氧体被用作次心材料，而具有高饱和磁通密度成形在铁氧体上的金属磁膜成为主心材料，从而使磁隙部分由金属磁膜构成。MIG磁头适用于利用金属带记录和重放。同时，由于近年来在高记录密度上所取得的显著进展，要求上述类型的磁头采用一种金属磁材料，该材料具有较高的饱和磁通密度，以得到大的记录磁场和呈现软磁特性，从而可以用具有大矫磁力的磁记录介质(如金属带)得到满意的记录和重放。不仅如此，以Fe(铁)作为主要成分的微晶金属磁膜在平面方向具有高饱和磁通密度并呈现极好的软磁特性，上述微晶金属磁膜已在实际应用中取代常规的金属磁性材料用于磁头制造。虽然成形于铁氧体上的以Fe(铁)为主要成分的微晶金属磁膜取代了常规的金属磁膜，但在MIG磁头中厚度方向的软磁特性和平面方向的软磁特性一样是重要的。因此，磁头的效率并没有如所期望的那样因采用在平面方向具有极好的软磁性能的微晶金属磁膜而得到很大的改进，同样重放输出也没有得到很大的改进。本申请人曾经提出了一种磁头，该磁头包括一对半磁心和一个金属磁膜，该对半磁心利用磁膜成形表面相互连接成一体从而互相邻接，而金属磁膜在一对半磁心中至少一个的磁隙成形面上形成，其中磁膜是成分为FexMyNz的磁性薄膜层和Pt层层叠形成的多层膜构成的，其中M为由Ta，Zr，Hf，Nb，Ti，Mo和W等中选出的至少一种物质，而x，y，z表示原子百分率，其中71≤x≤85，6≤y≤15，9≤z≤16(见日本专利申请No.812956)。本专利技术的一个目的是提供一种磁头，该磁头适于从具有大矫磁力的磁记录介质(如金属带)进行记录与重放，并较之上述的MIG磁头对重放输出有显著的改进。作为达到上述目的进行了大量研究的结果，本专利技术人发现利用Fe-M-N磁薄膜层(其中M为由Ta，Zr，Hf，Nb，Ti，Mo和W中选出的至少一种物质)，利用由Pt，Au，Ag和Pd中选出的至少一种或一种以上的物质构成的层作为底层有可能产生强烈的α-Fe平面(110)方向性，从而增强磁性的一致性并改善整个膜的软磁性。本专利技术人还发现借助交替层叠Fe-M-N磁性薄膜层和贵金属层如Pt层所构成的多层膜作为MIG磁头的金属磁膜重放特性得到了改善，同时MIG磁头在高频范围的记录和重放特性可以利用借助一层由SiO2，ZrO2，Al2O3和Cr中任一物质形成的层层叠两个或更多层的上述多层膜得到进一步的改进。即，本专利技术提供了这样一种磁头，该磁头包括一对半磁心和一个金属磁膜，该对半磁心借助磁隙成形面相互连接为一体因此互相邻接，而金属磁膜在上述一对半磁心中至少一个的磁隙成形面上形成，其中金属磁膜是首先利用交替层叠成分为FexMyNz的磁性金属薄膜层(M表示由Ta，Zr，Hf，Nb，Ti，Mo和W中选出的至少一种物质，而x，y，z表示原子百分率，其中71≤x≤85，6≤y≤15，9≤z≤16)和由Pt，Au，Ag和Pd中选出的至少一种物质制成的层构成多层膜，其后借助一个由SiO2，ZrO2，Al2O3和Cr中任一种物质制成的层层叠两层或更多层上述多层薄膜形成的。在该磁头上构成金属磁膜的有由Pt，Au，Ag和Pd中至少一种物质形成的层(以后称之为贵金属层如Pt层)，为了取得满意的底层效果，上述贵金属层如Pt层每层的平均厚度最好为0.3到10.0nm。假如贵金属层如Pt层的平均厚度小于0.3nm，就不能得到满意的底层效果。而假定其厚度大于10.0nm，过大的厚度产生一种成形的效果导致贵金属层如Pt层起了一个伪隙的作用并导致在重放输出特性中产生凸起。虽然两个或更多的金属磁膜可借助厚度为0.3到10.0nm的贵金属层如Pt层被层叠，但可以被层叠的金属磁膜数量的上限接近10。贵金属层如Pt层和磁性薄膜层是利用一种真空薄膜成形法如真空蒸发法、溅射法或离子电镀法制成的。假定例如用溅射法制成的贵金属层如Pt层的厚度为0.3nm，可以认为该贵金属层如Pt层并不是成形为平滑的薄膜而是具有很多微粒如小岛状散布。因此该贵金属层如Pt层的厚度就用每层的平均厚度来描述。同时在上述磁头中，构成金属磁膜的磁性薄膜层的厚度最好为每层0.05到1.0μm，这样可以得到满意的贵金属层(如Pt层)的底层效果。假定磁性薄膜的厚度小于0.05μm，为了形成磁性薄膜层的膜成形过程如溅射的数量将增加，从而降低了生产率。不仅如此，贵金属层如Pt层的总数也要增加，从而降低了有效的饱和磁通强度。相反，假定磁性薄膜层的厚度超过1.0μm，贵金属层如Pt层的底层效果就会下降。当上述的Fe-M-N磁性薄膜形成后，对成形后的薄膜进行热处理。在该过程中，形成由Fe(铁)和从Pt，Au，Ag和Pd中选出的至少一种物质的混合物(此后称之为贵金属混合物如Fe-Pt)。因为贵金属混合物Fe-Pt为具有正磁致伸缩现象的硬磁性材料，增加在金属磁膜中的贵金属混合物如Fe-Pt的含量不仅导致金属磁膜矫磁力的上升同时还导致金属磁膜的磁致伸缩现象显著地向负值方向移动，这是我们所不希望的。为了限制贵金属混合物如Fe-Pt的总量以避免上述现象，在金属磁性薄膜中贵金属层如Pt层的总厚度应不超过金属磁膜总厚度的5％，最好不超过2％。不仅如此，磁性层的磁致伸缩现象可以利用把Fe-M-N磁性薄膜层的磁致伸缩设置为一适当的正值来降到接近于0，该值的设置根据贵金属层如Pt层在整个膜厚度中的比例来确定。在本专利技术的磁头中，交替层叠的Fe-M-N磁性薄膜层和贵金属层如Pt层所构成的多层膜是在半磁心对的至少一个磁隙成形面上作为金属磁膜形成的。在磁头制造过程中当在制成Fe-M-N磁性薄膜层后利用热处理由非晶态生成微晶时，贵金属层如Pt层的底层效应造成热处理后的Fe-M-N磁性薄膜层中α-Fe平面(110)强烈的方向性，从而改进了金属磁膜的磁性的一致性和软磁性。这种方向性随着磁膜厚度的增加而分散。但一种由贵金属层如Pt层生成的最佳方向性可以利用增加贵金属层如Pt层的数量和将磁膜的厚度降到一定范围内，在整个膜实现。同时，在本专利技术的磁头中由于金属磁膜是利用交替层叠Fe-M-N磁性薄膜层和贵金属层如Pt层构成的多层膜，贵金属混合物如Fe-Pt是在金属磁膜上生成，因此生成了硬磁性部分。因为这些部分起了阻止磁畴移动的作用，增强了旋转磁化强度并改善了金属磁膜在高频区域的导磁率。不仅如此，因为两个或更多的由Fe-M-N磁性薄膜和贵金属层如Pt层层叠而成的多层膜借助由SiO2，ZrO2，Al2O3和Cr中任何一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由一对半磁心和一金属磁膜组成的磁头，该对半磁心利用磁隙成形面相互连接成一体因此相互邻接；该金属磁膜在一对半磁心中至少一个的磁隙成形面上成形，上述金属磁膜的成形是首先利用交替层叠成分为Ｆｅ↓［ｘ］Ｍ↓［ｙ］Ｎ↓［ｚ］（其中Ｍ表示由Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｍｏ和Ｗ中选出的至少一种物质，ｘ，ｙ和ｚ则为原子百分率，具有７１≤ｘ≤８５，６≤ｙ≤１５和９≤ｚ≤１６的关系）的磁性薄膜层和由Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ和Ｐｄ中选出的至少一种物质制成的层形成多层膜，然后借助于由ＳｉＯ↓［２］，ＺｒＯ↓［２］，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和Ｃｒ中任一物质制成的层层叠两层或多层上述多层膜完成的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1996-4-26 108186/961.一种由一对半磁心和一金属磁膜组成的磁头，该对半磁心利用磁隙成形面相互连接成一体因此相互邻接；该金属磁膜在一对半磁心中至少一个的磁隙成形面上成形，上述金属磁膜的成形是首先利用交替层叠成分为FexMyNz(其中M表示由Ta，Zr，Hf，Nb，Ti，Mo和W中选出的至少一种物质，x，y和z则为原子百分率，具有71≤x≤85，6≤y≤15和9≤z≤16的关系)的磁性薄膜层和由Pt，Au，Ag和Pd中选出的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上喜彦，本多顺一，德竹房重，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]