JPS6010410A - 薄膜磁気変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景） 本発明は薄膜磁気変換器、さらに具体的には書込み及び
読取り能力の改良された組合わせを有ずろ改良された薄
膜磁気変換器に関する。

薄膜磁気変換器において、磁極先端及びギャップの寸法
、薄膜の厚さ、ヨークの幾何学的形状の組合わせを一定
とするとき、高飽和磁化合金の方が高保磁力合金に対す
る書込み能力の点で高透磁率合金よりも優れていること
が分かつている。代表的な高飽和磁化合金は４５１５５
ニツケルー鉄（Ｎｉ−Ｆｅ）であり、通常の高透磁率の
合金は８１／１９Ｎｉ−Ｆｅである。磁極先端領域が最
初に飽和する位置では、高飽和磁化４５１５５　Ｎ　ｉ
　−Ｆ　ｅ合金はより多くの磁束を磁極先端及び記録媒
体に伝達する。単一の磁性材料によって形成されたヨー
ク構造体を有する代表的薄膜磁気変換器は米国特許第４
１９０８７２号に開示されている。

ところで、４５１５５Ｎｉ−Ｆｅから形成された変換器
は２つの問題を有する。即ち信号の振幅の再現性があま
り高くな（、読取り振幅が低い点である。相次ぐ書込み
動作の後の振幅の標準偏差は、４５１５５　Ｎ　ｉ　−
Ｆ　ｅ変換器の場合、１０％であり、８１／　１９　Ｎ
ｉ−Ｆｅ変換器の場合には、４％以下である。このばら
つきの理由は完全には理解されていないが、高い正の磁
歪材料及び変換器中の再現不可能なドメイン構造に関連
している事が知られている。これ等の再現不能で非対称
的なドメインは特に変換器の後方において顕著である。

磁極先端領域における閉ドメインには、原理的には望ま
しくはないが、より規則的で発生に再現性がある。

４５１５５　Ｎｉ−Ｆｅ変換器の読取り振幅は相対的に
低いが、これはこの材料の透磁率が８１／　１９Ｎｉ　
−Ｆｅの２０００乃至２５００に比較して、１３００乃
至１４００と低いためである。所与の幾何学形状におい
て、低い透磁率は変換対率を低くする。

変換器の読取り一書込み特性に差があるという問題は、
夫々専用の機能を最適化した別個の変換器を使用する事
によって解決され得る。２重変換器の使用は、特に高ト
ラツク密度の環境において変換器の製造の問題や変換器
の整列及びトラック整置の問題を生ずる。

〔発明の概要〕 本発明の薄膜変換器においては、高飽和磁化変換器に関
する不安定は、ドメインの不安定が存在する大部分の領
域を除（よウニヨーク構造体の磁極先端領域のみＫ　４
５１５５　Ｎ　ｔ　−Ｆ　ｅ合金の如き材料を使用する
事によって減少されるＯ高飽和磁化材料は初期飽和位置
を越えてのびているが、ヨークによって囲まれたコイル
の第１の巻線を包囲していない。磁気先端に初期飽和点
を越えてのびる高飽和磁化材料を使用する事によって、
変換器は高飽和磁化材料によって全体が形成されたヨー
クを有する変換器と実質的に同一な書込み機能を遂行す
る事が可能である。

本発明に従って、単一の変換器が磁束路中に複合材料を
含んでいる。磁極先端は高飽和磁化材料より成る。この
材料を磁極先端に制限する事によって不安定性が除去さ
れる０高飽和磁化材料は磁極先端に制限され、平坦コイ
ルの第１の巻線を包囲し、結合する迄は延出していない
。初期飽和点を越える様に磁極先端に高飽和磁化材料を
使用する事によって、変換器は全体が高飽和磁化材料か
ら形成されたヨークを有する変換器と実質的に同様の書
、込み機能を遂行する事が出来る。逆に巻線との結合が
生ぜず、もしくは最小化される様に高飽和磁化材料を制
限する事により【、変換器は全体が高透磁率材料より成
るヨークを有する変換器と略同−の読取り効率を有する
。この構造上の制約を守る事によって書込み及び読取り
のために所望のヨーク材料を選択的に使用する事によっ
て得られる最適条件が単一複合変換器構造体で得られる
。

〔実施例の説明〕

図面に示された如（、本発明による薄膜磁気変換器１０
は電気的接触点１ろから中央端子の端パッド１４迄延び
る一連の巻線を含む平坦導体コイル１２を含む。導体コ
イル１２は絶縁材料より成る２つの層１６．１７間に楕
円状パターンをなしてめっきされている。ヨーク２０は
、磁極先端領域及び後方領域をそれぞれ有する２つの複
合層から成る。下層は磁極先端領域２２及び後方領域２
ろを有し、上層は磁極先端領域２４及び後方領域２・５
を有する。磁極先端領域において、ヨーク層２２．２４
は変換ギャップを画定するギャップ材料層２６によって
分離されている（第５図参照）０ヨ一ク層２２．２４の
残りは後方領域２８を除きギャップ材料２６に加えて絶
縁層１６．１７によって分離されている。後方領域２８
では絶縁層１６．１７はなく、ヨーク層２２．２４は接
触していて、変換ギャップから延出し、導体コイル１２
を取巻く磁性材料の連続路を与えている。ヨ〜り２０を
通って延びている導線の巻回部分はコイルの残りの部分
よりも幅が狭くなっている。

基板６０は変換器支持スライダであり、その上の変換ギ
ャップはデータの読取り及び書込みが行われる磁気媒体
の表面に面するレールもしくは空気支持表面５１と整列
している。さらに変換器は５４で平坦な導体の中央の端
子の端パッド１４と電気的接触をなす接続端子３３を含
む。端子３３及び電気的接触点１５が電気的回路と接続
する導体を与える。端子５３は所望の最終構造体に依存
してコイル１２の下もしくは上を通過し得る。

磁極先端領域は、実施例では４５１５５　Ｎｉ　−Ｆｅ
として特定される高飽和磁化材料より成る。しかしなが
ら、この高飽和磁化部分はＮｉＦｅＣｏ　もしくは純粋
な鉄の如き適切な磁気及び物理的性質を有する他の材料
より成り得る。第５図は夫々高透磁率材料の下層の後方
領域２３の下及び高透磁率相別の上層の後方領域２５の
上に存在する磁極先端領域２２．２４を示している・本
発明の変換器におけるヨーク２０は、磁極先端領域に高
飽和磁化合金利料を有し、後方領域に高透磁率合金制料
を有する様に製造される。磁極先端領域の高飽和磁化合
金利料は初期飽和点３５を越えて延び、ヨーク及び巻線
の設計は磁極先端領域の高飽和磁化合金が最初の巻線部
分を包まず、且つこれと結合しない様に構成されている
。

第ろ図から明らかにされる如く、下層の磁極先端領域２
２はＮｉ−Ｆｅの如き導電性材料を基板６０上にスパッ
タ被覆する事によって先づ形成される。

他の金属被覆も表面の導電性機能を与えるが、Ｎｉ　−
Ｆｅの使用は導電性被覆及びヨーク部分を形成するＮ　
ｉ　−Ｆ　ｅのめつき層間のその後の電解作用の発生を
除去する。導電性薄膜もしくは被覆を付着した後に、表
面にホトレジスト材料を被覆し、露光及び現像する事に
よってマスクが形成され、４５１５５Ｎｉ−Ｆｅの如き
高飽和磁化合金が所望の磁極先端領域の厚さにめっきさ
れる。残りのホトレジストが次いで剥離され、表面はホ
トレジストが再被覆され、一部磁極先端領域２２に関し
て重畳関連にあるヨーク層２３の後方領域を画定する様
に露光及び現像される。次に後方領域２ジが８１／１９
Ｎｉ−Ｆｅの如き高透磁率の合金を所望の厚さにめっき
する事によって形成される。

磁極先端領域２２及び後方領域２ろを含むヨーク２０の
最初の層が基板ろ０上に形成された後、アルミナの如き
絶縁体層がヨークの後方ギャップ領域２８を除き、全変
換器表面２６１にスパッタ付着される・この層はヨーク
の磁極先端領域２２．２４の端部分間のギャップを画定
する厚さに付着される・このギャップ材料は絶縁性を与
えるとは云え、最初のヨーク層とその後に形成されるコ
イル１２の間の連続した絶縁を与えるには十分でない。

プ工んとなれば、この硬い耐摩耗性抵抗性材料が端表面
で不連続であるからである。端の保護を保証するために
、さらに他の絶縁層１６が磁極先端領域２２及び２４間
の先端ギャップ部分並びに後方ギャップ領域２８を除き
変換器の表面上に何着される。平坦なコイル１２がマス
キング技法及び電着を使用して何着される。さらに絶縁
層１７が（（磁極先端領域２２及び２４間の先端ギャッ
プ部分及び後方ギャップ領域２８及び電気端子接触領域
ろ４を除き）付着される。

ヨーク組立体の第２の複合層の付着に備えて、表面は導
電性を与える様に真空刺着によって付着された高飽和磁
化合金の薄膜を有する。磁極先端領域のために４５１５
５Ｎｉ−Ｆｅ高飽和磁化材料を使用する環境では、同一
材料が導電薄膜を与えるのに使用されなければならない
。任意のＮｉ−Ｆｅ材料は可能な将来の電解作用を引き
起こす事なく導電性表面を与えるが、高透磁率合金を使
用すると悪影響が生ずる。飽和がこの導電性層で生じ、
これに伴って磁束の変化が生じなくなる場合には、この
層は効果的にギャップの長さに加えられる。

高い面密度に適合された変換器でギャップ長が短かくな
るとギャップ長に対する被覆の割合が増しく現在５０％
程度が予想される）、長さの増大は高密度記録の応用に
はおそらく適用可能でなくなる０ 上層の後方領域２５及び端子条片領域がホトレジスト拐
料を何着する事によってマスクされ、これ等の素子が形
成される領域を画定する様に露光され現像される・次に
、高透磁率合金が後方領域において所望の厚さを有する
様にめっきされる・なお、高透磁率合金の層は後方ギャ
ップ領域２８では、下層の同じ材料の後方領域２３に接
触する様に形成される０次にホトレジストが剥離され、
別のホトレジスト層が単一の材料のヨーク部材中で初期
飽和を生ずる点３５を越えて高透磁率後方領域２５に重
なる磁極先端領域２４を画定する様に、他の層のホトレ
ジストの層が付着され露光され、現像される。磁極先端
領域材料のめつき及びホトレジストの除去によって変換
器形成の最後の材料の添加段階が完了する・ 第４図は両複合拐料ヨーク層が同一形成順序で形成され
る別の実施例を示している。下層の後方領域４３の高透
磁率材料が最初妊付着され、次に高飽和磁化材料の磁極
先端領域が形成され、ゲート層２６、絶縁層１６．１７
が付着された後に、巻線１２、高透磁率の上の後方領域
４５が形成され、次いで高飽和磁化磁極先端領域４４が
形成される。

第５図及び第６図は夫々磁極先端領域及び後方領域を形
成するのに使用される代表的なホトレジスト・マスク・
パターンを示している。後方領域５１をマスクするため
のパターンが同様にサルベージ領域５０を画定している
。磁極先端領域を画定する開孔５６を有するマスク５５
により磁極先端領域は一端で後方領域と重なり、対向す
る他端でサルベージ領域層部分と重なり得る・最終構造
においては、全サルベージ層部分及び磁極先端領域の一
部は除去される０サルベ一ジ層部は処理の目的のためだ
けに与えられている。本発明の変換器を示した図面は説
明の目的のために拡大されていて、実際の薄膜変換器は
極めて小さい事を理解されたい。パーマロイ・ヨーク層
、ギャップ材料、２層の絶縁層及びコイルを含む全組立
体の全厚さは１５μｍ以下である。第６図及び第４図の
概略図は実際の寸法の１５００００倍以上である。ギャ
ップ材料の層が磁極先端領域間に４０００オングストロ
ームのギャップを形成する場合、ギャップ長を２５％増
大させる１０００オングストロームの厚さの導電性薄膜
を介在させることもできる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による薄膜磁気変換器の部分的に破断さ
れた拡大斜視図である。第２図は第１図の薄膜磁気変換
器のヨーク及び巻線の部分的平面図である。第５図は第
２図の線５−３に沿って見た薄膜磁気変換器の断面図で
ある。第４図は別の実施例に関する第５図と類似の断面
図である０第５図は第１図の薄膜磁気変換器のヨーク磁
極先端領域を形成するためニッケル・鉄めっきベースの
上に使用される代表的マスク・パターンの平面図である
。第６図は第１図の薄膜磁気変換器のヨーク後方を形成
するためニッケル鉄めっきベース上に使用される代表的
マスク・パターンの平面図である０ １０・・・・薄膜磁気変換器、１２・・・・平坦な導電
性コイル、１５・・・・電気的接触点、１４・・・・中
央端パッド、１＜５，１７・・・・絶縁層、２０・・・
・ヨーク構造体、２２．２４・・・・極光端、２３．２
５・・・・ヨーク領域、２６・・・・ギャップ材料層、
３う・・・・端子・ 出願人　インターナショナル・ビジ冬ス・マシーンズ・
コーポレーション代理人　弁理士　山　本　仁　朗 （外１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 、一端１（おいて変換ギャップを定める一対の磁極先端
   領域を有すると共に他端において互いに接触している２
   つの磁性層から成るヨークと該２つの磁性層間において
   電気的に絶縁されている導電性巻線とを有する薄膜磁気
   変換器であって、上記ヨークの変換ギャップから初期飽
   和点を越える位置まで延びる磁極先端領域が高飽和磁化
   合金で形成されており、且つ上記ヨークの残りの部分が
   高透磁率磁性材料で形成されていることを特徴とする薄
   膜磁気変換器。