磁头及具有该磁头的磁存储装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种由ＮｉＦｅＭｏ构成的磁头，它具有优异的高频特性，无需任何热处理易于形成磁畴结构，因此，提高了磁记录能力。磁性材料由Ｎｉ、Ｆｅ和Ｍｏ构成，其特征在于，按照这样的条件选择ＮｉＦｅＭｏ的成分比，即按原子％值计，Ｎｉ为７７－８２％，Ｆｅ为１５－２１％，Ｍｏ为６％以下，以及磁应变常数λｓ范围为－１×１０↑［－６］≤λｓ≤１×１０↑［－６］。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请根据申请号为Hei 10-354305的日本专利申请和申请号为Hei 11-308827的日本专利申请并以此提出要求优先权，其中包含的内容可供参考。本专利技术涉及一种磁性材料、磁头和磁存储装置，特别是涉及这样一种磁性材料、磁头和磁存储装置，其具有的成分特征改进了感应式磁头和MR磁头的高频特性，MR磁头形成该要用在磁存储装置例如硬盘驱动器(HDD)或磁带机中的复合型薄膜磁头。由于近些年来对于作为计算机的外部存储装置的硬盘驱动器降低尺寸和扩大容量的要求的增加，记录频率已达到100MHz(兆赫)(108Hz)。在这种磁存储装置中，用于写和读记录数据的磁头总是按这样一种方式整体构成，用于记录的写磁头和用于重现的读磁头是分别配置的。即这些磁头在一系列的薄膜形成过程中按层顺序地层叠，使得写磁头和读磁头按照窄的间距(pitch)、较小的位置偏差精确地相邻配置，用以对磁记录介质进行写和读操作，从而实现高密度记录。这种薄膜磁头中的上磁极层经常是利用按照掩膜镀覆法已整体形成的例如为Ni82Fe18之类的坡莫合金构成的。然而，此处将参照图6介绍相关现有技术的复合型薄膜磁头的一个实例。参照图6图6是相关现有技术的复合型薄膜磁头中的主要部分透视示意图。通过Al2O3膜(未表示)，在作为浮动块的基体材料的Al2O3-TiC基片(未表示)上，提供一由NiFe合金之类构成的下屏蔽(shield)层41；借助于例如Al2O3之类的下引线磁隙(gap)层(未表示)，提供一由NiFe、Ti、NiFeCr等层叠结构之类构成的磁(致电)阻效应元件42，然后使它们形成预定形状的图案，并在此之后通过将由Au等构成的导电薄膜淀积到磁(致电)阻效应元件42的两端形成引线电极43。接着，借助于例如为Al2O3之类的上引线磁隙层(未表示)，再次提供由NiFe合金之类构成的下磁极层44(其还用作为上屏蔽层)，和在其上提供一由Al2O3之类构成写磁隙层(未表示)，借助于一例如为抗蚀剂等的下层间隔离膜(未表示)，形成水平螺旋型线圈45，写电极46提供到这一线圈的两端，以及在此之后，借助于由抗蚀剂等构成的上层间隔离膜(未表示)，当在该端部部分提供窄的写磁极48时，按照一定形状提供一上磁极层47。接着，在将Al2O3膜提供到该作为保护膜的整个表面(未表示)之后，对基片切割，以及进行机加工和包含研磨的浮动块处理，用于调节写磁极48的长度，即磁隙的深度。因此，可以得到复合型薄膜磁头，其中包含用于重现的(即用于读的)MR磁头和用于记录的(即利用磁(致电)阻效应元件42用于写的)感应型薄膜磁头。在这种情况下，当信号电流由写电极46流入写线圈44时产生的磁通导入由下磁极层44和上磁极层47组成的磁极芯体，该磁通由在接近该在上磁极层47端部部分的写磁极48的区域处的写磁隙层构成的记录磁隙漏到外侧，因此，信号记录到一记录介质上。此处，与之相反，利用磁极芯体通过检测来自记录介质的磁通还可以重现该信号，在上磁极层47的端部处的写磁极48的宽度变为磁道宽度，表面记录密度由这一磁道宽度限制。另一方面，MR磁头的重现原理利用这样一种现象，即恒定传感电流由读电极43流过时，构成磁(致电)阻效应元件42的磁薄膜的电阻根据来自记录介质的磁场变化。然而，存在的一个问题是，在十到几十兆赫的频率下的对于磁场的噪声的屏蔽作用和激励磁场，以及在复合型薄膜磁头中的磁屏蔽层和上和下磁极层中的磁记录能力，由于涡流损耗都大为降低，以及因此易于产生记录缺陷。这一问题可能是由于当频率变高时产生的，由于表面效应还使涡流损耗增加以及记录磁场强度降低。为了这种防止涡流损耗，电阻率ρ要足够升高，这是由于涡流损耗与电阻率ρ成反比。即，当磁薄膜的半径(即厚度)为τ(米)时，频率为f(兆赫)，磁化强度为Bm(韦伯/米2)以及电阻率为ρ(欧·米)时，当线圈围绕柱形磁性材料的半径为5(米)以及线圈电流流入到其中时，通过磁性材料的单位体积的涡流损耗We，可以表示如下We＝π2·τ2·f2·Bm2/4ρ……(1)因此，当电阻率为ρ大时，或者当半径τ小时，涡流损耗We变小。此外，当电阻率为ρ，磁薄膜的厚度为t，真空导磁率为μ0以及磁薄膜的导磁率为μd时，极限频率fg表示如下fg＝4ρ/(π·μ0·μd·t2)……(2)因此，当电阻率ρ大或厚度t小时，极限频率fg变大。然而，在相关现有技术中由于上磁极层47和写磁极48本身是由例如为Ni82Fe18之类的坡莫合金构成的，电阻率ρ小至约20微欧厘米以及由于其通过镀覆由相对厚的薄膜整体构成的，于是出现的问题是，τ或t的数值变大，涡流损耗We不必要地变大，因此极限频率fg不必要地变小。另一方面，当磁膜厚度t被确定为较小的数值时，可使涡流损耗We小以及可使极限频率fg大。然而，在这种情况下，会产生另一个问题是使总磁通变小。为解决这些问题，为了得到具有比例如为Ni82Fe18之类的坡莫合金更高的电阻率ρ，正在继续研究开发。例如，已经提出使用NiFeMo合金薄膜作为高频磁极材料，其具有与坡莫合金几乎完全相同的磁特性以及电阻率ρ(≥20微欧厘米)(如果需要，参阅申请号为HEI 9-63016的公开的未经审查的日本专利申请)。在上述部分中，所提出的NiFeMo合金薄膜由于磁应变常数λs大得超过5×10-6和目此为了控制磁畴需要在180-300℃温度范围内热处理。在这种情况下，这种热处理产生的一个问题是，很可能对(在形成磁极之前形成的)形成为重现装置(mean)的磁(致电)阻效应元件产生有害的影响。即，磁应变常数λs必须小，以便薄膜磁头中磁极层达到更高的导磁率(如果需要，参阅由Matsumoto等所著的“磁记录工程”，Kyoritsu出版，p179)。此外，磁通可以通过在六角形磁畴中自旋传播(propagate)，以及通过进行磁畴控制形成六角形磁畴，可以产生具有优异的高频响应的可逆磁化过程，以便形成的六角形磁畴达到该接近磁极端部部分的区域，即达到该接近写磁极的区域。这里，参照图7，分析相关现有技术的一般形状的上磁极层，以及解释在该上磁极层中的理想磁畴结构。图7是上磁极层47的平面图。按照理想的磁畴结构，希望形成的六角形磁畴50(将变为主磁畴)达到该接近写磁极48的区域，以及磁化方向是如用箭头标记所表示为环向的，其通过邻近六角形磁畴50形成的(变成环向磁畴的)三角形磁畴51。如上面所解释的，有3个重要的因素即高电阻率、小磁应变常数λs和磁畴控制，此外，取消例如热处理的过程也是重要的，这种热处理对该(构成为在磁极形成之前形成的重现装置的)磁(致电)阻效应元件之类会产生有害的影响。因此，本专利技术的目的是，改进磁性材料、磁头或磁存储装置的高频特性和形成优异的磁畴结构，其不加入热处理，通过控制NiFeMo在磁性材料中的成分比来实现。附图说明图1是用于解释本专利技术的原理结构的示意图，以及参照图1解释用于解决本专利技术提出的问题的方式。图1是一种成分示意图，其表示NiFeMo成分的优选范围。本专利技术其特征在于，(1)在由Ni、Fe和Mo构成的磁性材料中，按照这样一种条件选择NiFeMo的成分比，即按原子％值计，Ni为77-82原子％，Fe为15-21原子％，Mo为6原子％以下，以及磁应变常数λs范围为-1×10-6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由Ｎｉ、Ｆｅ和Ｍｏ构成的磁性材料，其特征在于，按照这样的条件选择ＮｉＦｅＭｏ的成分比，即按原子％值计，Ｎｉ为７７～８２％，Ｆｅ为１５～２１％，Ｍｏ为６％以下，以及磁应变常数λ↓［Ｓ］范围为－１×１０↑［－６］≤λ↓［Ｓ］≤０。

【技术特征摘要】
JP 1999-10-29 308827/1999;JP 1998-12-14 354305/1991.一种由Ni、Fe和Mo构成的磁性材料，其特征在于，按照这样的条件选择NiFeMo的成分比，即按原子％值计，Ni为77～82％，Fe为15～21％，Mo为6％以下，以及磁应变常数λs范围为-1×10- 6≤λs≤0。2.根据权利要求1所述的的磁性材料，其特征在于，选择NiFeMo的成分比，使得所述磁性材料的矫顽力Hc范围为Hc≤1奥斯特。3.根据权利要求1或2所述的的磁性材料，其特征在于，选择NiFeMo的成分比，使得电阻率ρ范围为ρ≥20微欧厘米。4.根据权利要求1到3中之一所述的磁性材料，其特征在于，选择NiFeMo的成分比，使得所述磁性材料的饱和磁通密度Bs范围为Bs≥0.8特斯拉。5.一种磁头，其特征在于，磁极层由在权利要求1到4中之一所述的磁性材料形成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：小田切充，竹房早奈江，三宅裕子，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]