专利名称：磁头的制作方法
技术领域：
本发明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，本发明涉及这样一种磁头，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)。
本发明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，本发明人发现利用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。本发明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，本发明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。
在本发明的磁头中，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，在本发明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中任何一种物质构成的层(此后称为非磁性层如SiO2)层叠，形成一个所谓的静磁藉合层，该层具有一种磁结构，即磁畴在与磁化方向相同的方向上以反并联的方式在膜表面中沿厚度方向均匀层叠。因此，在用于高频磁场时，畴壁共振受到了限制，高频导磁率得到了改善。其结果是利用上述磁性多层膜的MIG磁头在高频范围的记录和重放性能得到了改进。
在本发明的磁头中，因为构成金属磁膜的贵金属层如Pt层的每层平均厚度被定为0.3到10.0nm而构成金属磁膜的磁性薄膜层的每层厚度被定为0.05到1.0μm，由于贵金属层如Pt层的底层效应整个磁薄膜层中的最佳方向性很容易实现。利用设定贵金属层如Pt层的厚度为上述值，贵金属层将不会起伪隙的作用。
不仅如此，在本发明的磁头中，因为贵金属层如Pt层的厚度在整个金个属磁膜厚度中所占比例仅为百分之几，对有效饱和磁通密度(BS)的降低作用很小。同时，虽然贵金属层如Pt层与磁隙g平行排列，由于贵金属层的厚度仅为几纳米因此不会起伪隙的作用。
非磁性层如SiO2的厚度最好为0.5到10.0nm，假定非磁性层的厚度小于0.5nm，非磁性层起不到作为磁间断层的作用，因此也就不能形成静磁藕合层。反之，假定其厚度超过10.0nm，非磁性层就可能起伪隙的作用。利用非磁性层如SiO2生成静磁藕合膜来在高频范围减少涡流和限制磁畴共振显著地改进了整个软磁膜的高频特性。
因此，包括具有底层作用的贵金属层如Pt层的多层膜通过非磁性层如SiO2层叠构成软磁性静磁藕合薄膜，而且该软磁性静磁藕合薄膜被用于隙中含金属的磁头。以这种方式软磁性得到了改进而在厚度方向的导磁率和高频导磁率也得到了提高，因此重放特性可望得到显著的改进。
作为Fe-M-N磁性薄膜层贵金属层如Pt层和非磁性层如SiO2成形的一种方法可以采用真空薄膜成形技术如真空蒸发法，溅射法或离子电镀法。此时溅射过程数量的增加可以利用多目标装置来克服。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一种实施例的磁头的透视图。
图2为本发明的磁头实施例的放大的俯视示意图。
图3是本发明的磁头的一个实施例中金属磁膜的放大的横断面视图。
图4是本发明的磁头另一个实施例中金属磁膜的放大的横断面视图。
图5是一种利用克尔(Kerr)效应的磁性薄膜，即Fe-Ta-N单层薄膜的磁畴结构的示意图。
图6是一种利用克尔效应的磁性薄膜，即Fe-Ta-N层/贵金属层如Pt层不包括SiO2层的多层膜的磁畴结构的示意图。
图7是一种利用克尔效应的磁性薄膜，即(Fe-Ta-N层/贵金属层如Pt层)/SiO2层的多层膜的磁畴结构的示意图。
图8是按过程顺序排列的本发明的磁头的制造方法的透视图，表示在衬底上形成轨道宽度调节凹槽的过程。
图9是按过程顺序排列的本发明的磁头的制造方法的透视图，表示在衬底上生成防相互作用膜的过程。
图10是按过程顺序排列的本发明的磁头的制造方法的放大的透视图，表示在防相互作用膜上生成一个Fe-M-N磁性薄膜层的过程。
图11是按过程顺序排列的本发明的磁头的制造方法的放大透视图，表示在Fe-M-N磁性薄膜层上生成一个贵金属层如Pt层的过程。
图12是按过程顺序排列的本发明的磁头的制造方法的放大透视图，表示在贵金属层如Pt层上生成一个Fe-M-N磁性薄膜层的过程。
图13是按过程顺序排列的本发明的磁头的制造方法的透视图，表示在衬底上已经生成防相互作用膜和金属磁膜的状态。
图14是按过程顺序排列的本发明的磁头的制造方法的透视图，表示将衬底相互连接为一体的过程。
图15是一个显示金属磁膜X射线衍射模式的图表。
图16是本发明的磁头的重放输出与一个可比的例子的重放输出的比较图。
这里将参照图对本发明的一个最佳实施例进行详细说明。
如图1和图2所示，本实施例的一个磁头是由一对右和左半磁心1和2借助将磁隙成形面1a和2a连接成的邻接面组合成一整体，上述二个半磁心是在大体上位于磁记录介质接触面的中心位置的磁隙g的两侧面分别形成的。
半磁心1和2是由磁心衬底3和4作为次磁心部分而金属磁膜5和6作为主磁心部分构成的。磁心衬底3和4是由软磁氧化物材料如Mn-Zn铁氧体或Ni-Zn铁氧体制成，构成次磁心部分，该部分与金属磁膜5和6一起构成封闭的磁路。在面向磁心成形面1a和2a的磁心衬底3和4的主表面3a和4a的侧面，靠近磁隙g两端面处沿深度方向形成弧形的轨道宽度调节上凹槽7，8，9和10，用于调节磁隙g的轨道宽度TW。轨道宽度调节凹槽7，8，9和10被非磁性材料，如玻璃填满，以保证与磁记录介质的接触特性并防止由于滑动引起的局部磨损。
在磁心衬底3和4中磁心衬底4的面向磁隙成形面1a的主表面4a上，生成一个弯曲的凹槽12，该槽具有一个大体为U形的横断面且适于调节磁隙g的深度和旋转线圈，图中没有示出。在另一个磁心衬底3上也可能成形有相似的弯曲凹槽。
同时金属磁膜5和6作为主磁心部分与磁心衬底3和4一起构成了一个封闭的磁路。金属磁膜5和6是在相应的主表面3a和4a上从前隙部分到后隙部分生成的，上述主表面3a和4a面向磁隙成形面1a和2a并且是磁心衬底3和4的对向面。因此金属磁膜5和6的对向面5a和6a成为半磁心1和2的磁隙成形面1a和2a。金属层磁膜5和6不仅在作为磁心衬底3和4的对向面的主表面3a和4a上成形也在轨道宽度调节凹槽7，8，9和10内部成形。金属磁膜5还在弯曲凹槽12内部的整个表面或至少一部分上成形。
特别是在本实施例的磁头中，金属磁膜5和6是多层膜，该膜如图3所示由交替层叠Fe-M-N磁性薄膜层15和贵金属层如Pt层16构成。图3中仅示出金属磁膜5。图3中多层膜结构被用一个数字30表示。此外两个或更多的多层膜30借助一个非磁性层如SiO231层叠。
Fe-M-N磁性薄膜15的成分为FexMyNz，其中M是Ta，Zr，Hf，Nb，Ti，Mo和W中的至少任一种，x，y，z是原子百分率并具有71≤x≤85，6≤y≤15，9≤z≤16的关系。
此外，本实施例的磁头中防相互作用膜13和14是在相应的磁心衬底3和4上生成的，而金属磁膜5和6是在防相互作用膜13和14上生成的从而阻止了在构成磁心衬底3和4的典型材料的铁氧体和金属磁膜5和6之间的扩散作用，进而限制了伪隙的产生。
如上所述在本实施例的磁头中，金属磁膜5和6是由Fe-M-N磁性薄膜层15和贵金属层如Pt层16构成的多层膜。如图3所示，上述金属磁膜5和6是利用首先在防相互作用膜13上按交替层叠具有上述成分的Fe-M-N磁性薄膜层15和贵金属层如Pt层16的顺序构成多层膜30，然后借助非磁性层如SiO231层叠两个或更多多层膜30形成的。
由Pt，Au，Ag和Pd中的至少一种物质制成的防相互作用膜13也可以用作金属磁膜5的底层膜。
如图4所示金属磁膜5也可能是由在防相互作用膜13上，按交替层叠贵金属层如Pt层和Fe-M-N磁性薄膜层15的顺序构成的多层膜。在此情况下，因为防相互作用膜13和贵金属层如Pt层16以与图3所示的情况相反的方式层叠，既可以得到防相互作用的效果又可起到基底的作用。
在本实施例的磁头中构成金属磁膜5的多层膜的最上层膜既可能是Fe-M-N磁性薄膜层15也可能是贵金属层如Pt层16。
当然，和金属磁膜5相似，在另一个磁心衬底4上形成的金属磁膜6具有多层结构，该结构由首先交替层叠Fe-M-N磁性薄膜层15和贵金属层如Pt层16构成多层膜30，然后再借助非磁性层如SiO231层叠两个或更多的多层膜形成。
在本实施例的磁头中构成金属磁膜5和6的Fe-M-N磁性薄膜层15的每层厚度被定为0.05到1.0μm。而构成金属磁膜5和6的贵金属层如Pt层16的每层平均厚度被定为0.3到10.0μm。
不仅如此在本实施例的磁头中金属磁膜5和6中贵金属层如Pt层的总厚度为金属磁膜5和6的总厚度的百分之几或更少。
如上所述，在本实施例的磁头中，和金属磁膜5和6一样，由两个或更多的由层叠磁性薄膜层15和贵金属层如Pt层16形成的多层膜借助非磁性层如SiO231层叠在一对半磁心1和2的磁隙成形面1a和2a上。
F-M-N磁性薄膜层15是在膜成形后经过热处理形成的，从而由非晶状态生成微晶，这将在其后制造方法的描述中加以说明。在本实施例的磁头中，贵金属层如Pt层16的底层效应引起在热处理后的Fe-M-N磁性薄膜层15中强烈的α-Fe平面(110)的方向性，从而使得金属磁膜5和6的磁性的一致性和软磁性得到改进。
不仅如此，在本实施例的磁头中在金属磁膜5和6中产生了贵金属混合物如Fe-Pt，从而产生了硬磁部分。由于该部分起了阻止磁畴移动的作用，旋转磁化得到了加强，并且因此金属磁膜5和6在高频范围的导磁率也得到了改进。
图5到7所示为利用克尔效应的磁畴监测器所观测到的磁性薄膜的磁畴结构。图5是一个Fe-Ta-N单层膜的磁畴结构示意图。图6是没有非磁性层如SiO2的，Fe-Ta-N层/贵金属层如Pt层形成的多层膜的磁畴结构示意图。图7是由(Fe-Ta-N层/贵金属层如Pt层)/非磁性层如SiO231构成的多层膜的磁畴结构示意图。
由图7可以看出，一个所谓的静磁耦合膜是由在Fe-Ta-N/Pt多层膜中加入非磁性层如SiO231构成的。即使当贵金属层如Pt层的厚度被定为3.0nm时也可以得到与图7相似的磁畴结构。
因此，由于非磁性层如SiO231起了磁间断层的作用，而贵金属层如Pt层16不起磁间断层的作用，具备非磁性层如SiO231对于得到静磁耦合膜是必要的。虽然可以提供至少两个或两个以上的上述静磁耦合膜，上述效果是利用不少于2的偶数个此类静磁耦合膜得到的。
不仅如此，在本实施例的磁头中，由于构成金属磁膜5和6的贵金属层如Pt层16每层的平均厚度被定为0.3到10.0nm，而构成金属磁膜5和6的Fe-M-N磁性薄膜层15每层的厚度被定为0.05到1.0μm，由于贵金属层如Pt层16的底层效应而在Fe-M-N磁性薄膜层15中产生的上述的最佳方向性可以容易地在整个膜中形成。由于每个贵金属层如Pt层16具有上述的厚度，贵金属层如Pt层16不会起伪隙的作用。
此外在本实施例的磁头中贵金属层如Pt层的厚度为金属磁膜5和6总厚度的百分之几或更少。因此有效饱和磁通密度的降低可以明显地得到限制。
以下将按过程的顺序对一种制造本实施例磁头的方法加以介绍。
如图8所示首先准备一个由例如Mn-Zn铁氧体制成的板状的衬底17。其后，如图8所示在衬底17的主表面17a上制成多个(图8中为两个)横断面大体为半圆形的轨道宽度调节凹槽18和19。该轨道宽度调节凹槽18和19是沿衬底17的，例如，宽的方向形成的。在轨道宽度调节凹槽18和19之间有一个与预定的轨道宽度相等的间隔。
如图9所示在具有轨道宽度调节凹槽18和19的衬底17的主表面17a上利用溅射或类似方法形成一层防相互作用膜20。在本实施例中，形成一个厚度为4nm的SiO2层作为防相互作用膜20，以改进防相互作用效果。
如图10所示，此后一个具有上述成分的Fe-M-N磁性薄膜层21在防相互作用层20上形成。随后如图11所示在Fe-M-N磁性薄膜层21上形成一个贵金属层如Pt层22，而如图12所示在该贵金属层如Pt层22上又形成另一个Fe-M-N磁性薄膜层21。Fe-M-N磁性薄膜层21，贵金属层如Pt层22和一个非磁性层如SiO231被连续地以这种方式层叠。
如图13所示Fe-M-N磁性薄膜层21和贵金属层如Pt层22被连续层叠构成多层膜，而两个或更多的多层膜通过非磁性层如SiO231层叠构成作为多层膜的金属磁膜23。此时Fe-M-N磁性薄膜层21是处于非晶态。
在本实施例中，形成了一个Fe-Ta-N微晶磁性薄膜作为Fe-M-N磁性薄膜层21。即金属磁膜23具有如下多层结构，(Fe-Ta-N磁性薄膜层/贵金属层如Pt层/Fe-Ta-N磁性薄膜层……/Fe-Ta-N磁性薄膜层)/非磁性层如SiO2/(Fe-Ta-N磁性薄膜层/贵金属层如Pt层/Fe-Ta-N磁性薄膜层……/Fe-Ta-N磁性薄膜层)/非磁性层SiO2……/(Fe-Ta-N磁性薄膜层/贵金属层如Pt层/Fe-T-N磁性薄膜层……/Fe-Ta-N磁性薄膜层)。
虽然在本实施例中第一层和最后一层是Fe-Ta-N磁性薄膜层21，第一层和最后一层也可以是Fe-M-N磁性薄膜层21或贵金属层如Pt层22以达到相似的效果。不仅如此，虽然本实施例中以Fe-Ta-N磁性薄膜层21作为Fe-M-N磁性薄膜层，由M表示的金属部分也可用除Ta外的其他金属来达到类似的效果。
如上所述，本实施例中，防相互作用膜20的SiO2层的厚度取为3nm。由Fe-Ta-N磁性薄膜层21，贵金属层如Pt层22和非磁性层如SiO231组成的多层膜构成的全部厚度为4.0μm的金属磁膜23是借助厚度为2.0nm的SiO2层层叠8个五层Fe-Ta-N磁性薄层/贵金属层如Pt层，其中贵金属层如Pt层22的原厚度为1.0nm构成的。
为了比较，制成一个具有厚度为4tm而没有贵金属层如Pt层和非磁性层如SiO231的单层Fe-Ta-N微晶磁性薄膜的磁头，和一个层叠40个Fe-Ta-N薄膜层/贵金属层如Pt层，其中Pt层厚度为1.0nm，构成的总厚度为4.0μm的多层的磁头。
其后准备一个与衬底17相似的衬底，并按上述的过程类似的过程形成轨道宽度调节凹槽，一个防相互作用膜和金属磁膜。在衬底上垂直于轨道宽度调节凹槽成形面的方向形成具有大体上为U型横截面的一个弯曲凹槽。
在每个衬底的金属磁膜上生成一个厚度为100nm的SiO2膜作为磁隙的隔离层。
其后，如图14所示，衬底17和一个与衬底17相似的具有弯曲凹槽24的衬底25在对准轨宽调节凹槽18，19，26和27的位置的同时相互靠紧。在弯曲凹槽24插入一根玻璃棒并进行热处理使得利用玻璃的熔合将衬底17和25连接成一体。
作为上述玻璃熔合的热处理的一个结果，在Fe-M-N磁化薄膜层21中由非晶态形成微晶，从而形成Fe-Ta-N微晶磁性薄膜。
此时，贵金属层如Pt层22的底层效应造成Fe-M-N磁性薄膜层21中强烈的α-Fe平面(110)方向性，上述薄膜为Fe-Ta-N微晶磁性薄膜。同时，金属磁膜23的磁性的一致性和软磁性均得到了改进。
同样此时在金属磁膜23中形成贵金属混合物如Fe-Pt，从而在金属磁膜23中形成硬磁部分。因为这些部分可起阻止磁畴移动的作用，旋转磁化得到了增强并使得金属磁膜23中高频范围的导磁率得到了改进。
如上所述，在本实施例中SiO2膜作为防相互作用膜28是在轨道宽度调节凹槽26，27和具有弯曲凹槽24的衬底25的弯曲凹槽24中形成的，在该防相互作用膜28上形成一个金属磁性薄膜29，该薄膜作为一多层膜是由Fe-M-N磁性薄膜层21，该层为Fe-Ta-N微晶磁性薄膜；贵金属层如Pt层和非磁性层如SiO2组合而成的。然而为了减少包括由于磁膜的应力使玻璃破裂的缺陷，可以利用一个遮盖物以防止在溅射时上述膜在整个弯曲凹槽的内表面成形。该遮盖物应用不影响重放输出。
最后作为磁记录介质接触表面的主表面被磨成圆柱形，然后沿图14的a-a和b-b线的位置进行切断。至此就制成了如图1和图2所示的磁头。
虽然在上述实施例中用Fe-Ta-N微晶磁性薄膜作为Fe-M-N薄膜层21，其它金属也可用于以M表示的金属部分取得相似的效果，而该磁头也可以相似的过程制造。
实际上，本发明并不局限于上述的磁头同样可以在本发明的范围内应用于各种各样的磁头。
在上述实施例中，本发明应用到一种磁头，其结构特点为金属磁性薄膜是平行于磁隙形成的。但是本发明同样可以应用于一种磁头，其结构为磁隙形成于分别在倾斜的表面上形成的金属磁膜的邻接面之间，该倾斜表面是将磁隙成形面倾斜切割形成的；或另一种磁头其结构为磁隙具有一个方位角。
本发明的一个最佳实施例将根据实验的结果加以介绍。
实验中总厚度为4.0μm的多层膜借助两个每层厚度为2.0nm的非磁性层SiO2层叠8个多层膜构成，而上述8个多层膜分别借助每层厚度为1.0nm的Pt层层叠5个Fe-M-N磁性薄膜层构成，在一个金属磁膜中进行了温度为550℃的热处理并对其X射线衍射模式进行了检查。其实验结果如图15所示。作为比较图15中也给出了在衬底上形成的厚度为4.0μm，仅含Fe-M-N磁性薄膜层的单层膜的实验结果。
从图15可以看出，在应用(Fe-Ta-N层/贵金属层如Pt层)/SiO2的多层膜的情况下α-Fe平面(110)的峰值较高。即借助贵金属层如Pt层层叠Fe-Ta-N微晶磁性薄膜，α-Fe平面(110)的方向性被增强且软磁性特别是厚度方向的软磁性得到了改进。上述现象在使用贵金属元素Au，Ag和Pd取代Pt时同样可以观察到。
图16给出了利用上述制造方法生产的磁头的重放输出的比较结果。用于比较的磁头是一个具有软磁多层膜的磁头，该多层膜借助两个每层厚度为2.0nm的SiO2层层叠8个多层膜构成，该8个多层分别由5个Fe-Ta-N、贵金属层如Pt层层叠而成，每个贵金属层厚度为1.0nm；一个具有软磁多层膜的磁头，其多层膜借助厚度为1.0nm的贵金属层如Pt层层叠40个Fe-Ta-N磁性薄膜层构成(即和上述磁头具有相同数量的Fe-Ta-N磁性薄层)；和一个具有单层Fe-Ta-N膜的磁头。在所有上述磁头中软磁膜的总厚度为4.0μm。
图16表示，以具有4.0μm的单层膜磁头的重放输出为0分贝时输出值的比较结果。作为记录头，采用了一种隙中含金属型的磁头，在其磁隙表面上平行形成Fe-Ru-Ga-Si膜。
从图16可以看出，随着磁性层的α-Fe平面(110)方向性的增强，重放输出得到改进，并且磁头在高频范围的性能也因借助非磁性膜如SiO2层叠由Fe-Ta-N磁膜层/贵金属层如Pt层构成的多层得到改进。
从上面描述可以知道，本发明的磁头中，构成金属磁膜的一个多层膜是在一对半磁心中至少一个的磁隙成形面上形成的，该多层膜利用层叠Fe-M-N磁性薄膜层和贵金属层如Pt层形成。在制造上述磁头的过程中利用形成Fe-M-N磁性薄膜层然后进行热处理由非晶状态形成微晶时，贵金属层如Pt层的底层效应在热处理后的Fe-M-N磁性薄膜层中引起强烈的α-Fe平面(110)方向性，从而改进了金属磁膜的磁性的一致性和软磁性。不仅如此在借助由SiO2，ZrO2，Al2O3和Cr中任一物质层叠两个或更多的上述多层膜时就形成了静磁耦合膜。因此，磁性的一致性得到了改进并且直到高频范围的整个膜的软磁性也得到了改进。
因此本发明的磁头对重放输出有显著的改进从而呈现很高的工业价值。
权利要求
1.一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中选出的至少一种物质制成的层形成多层膜，然后借助于由SiO2，ZrO2，Al2O3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。
2.根据权利要求1所述的磁头，其特征在于由SiO2，ZrO2，Al2O3和Cr中任一物质制成的层其每层的厚度为0.5至5.0μm。
3.根据权利要求1所述的磁头，其特征在于构成金属磁膜的由Pt，Au、Ag和Pd中至少一种物质制成的膜的每层的平均厚度为0.3至10.0nm。
4.根据权利要求1所述的磁头，其特征在于构成金属磁膜的磁性薄膜层的每层的厚度为0.05至1.0μm。
全文摘要
本发明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
文档编号G11B5/127GK1166020SQ97109730
公开日1997年11月26日 申请日期1997年4月25日 优先权日1996年4月26日
发明者井上喜彦, 本多顺一, 德竹房重 申请人:索尼株式会社