デュアルトラック相補型薄膜磁気ヘッドの開発と超高密度垂直磁気記録システムへの応用

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555065
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 直江 正彦 東京工業大学, 工学部, 教授 (40016465)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松下 伸広 東京工業大学, 工学部, 助手 (90229469) ; 中川 茂樹 東京工業大学, 工学部, 助手 (60180246)
• Keywords: デュアルトラック相補型薄膜磁気ヘッド / 垂直磁気記録 / 高密度記録 / 軟磁性薄膜 / 薄膜磁気ヘッド / 巨大磁気抵抗効果 / 微細加工技術

Research Abstract

超高密度記録用の垂直磁気記録システムにおいて、従来の単磁極型垂直磁気ヘッドの欠点である開磁路構造を閉磁路構造に替える「デュアルトラック相補型薄膜磁気ヘッド」を提案・試作し、高効率の記録・再生システムの可能性を確認することを目的とした。前年度でヘッド中のコア用の大飽和磁化、低保磁力、高透磁率を有する窒化鉄Fe_xN薄膜の形成に成功している。今年度はこの窒化鉄磁性膜に加えて、Ni-Feと常磁性Co-Cr層を積層した構造を有する薄膜や、Co-Zr-Ta薄膜等の軟磁気特性向上に成功した。またこれらの軟磁性膜については実用上重要となる透磁率・損失分の周波数特性の測定を行い、薄膜ヘッド用コア材料として十分な特性を持っていることを確認し、磁気回路の透磁率向上に目処を得ることができた。またイオンビームスパッタ装置により作製したMRヘッド用のNi-Fe/Cuの多層膜の巨大磁気抵抗効果についても特性改善を行い、室温で16%以上の磁気抵抗変化率を有する多層膜が作製できることや、その磁界感度がFeバッファ層の結晶配向度に大きく依存しており、Fe結晶子の(100)面を配向させた方が磁界感度が高くなるなど、今後の応用にとって重要な知見を得ることができた。一方、実際の薄膜ヘッドの作製については、フォトリソグラフィによる微細加工技術であるリフトオフ法を用いてデュアルトラック相補型薄膜磁気ヘッドの構造に加工することに成功した。このリフトオフ法によって磁性膜、配線膜のエッジ部分が非常に直線性良く加工できることがわかった。このヘッドのインダクタンスは0.06〜0.18μHの値であり、高密度記録領域における高周波での動作において有利となる低インダクタンスが形成されていることがわかった。本方式の原理を確認するための実験を行い、通常の薄膜ヘッドを改造したヘッドにおいて、高密度の記録再生信号が検出されることを確認し、本方式の有効性が実証された。

Research Products

• [Publications] Masahiko Naoe,Shigeki Nakagawa: "Structural and Magnetic Characteristics of BaFe_<12>O_<19>/ZnO Multilayers by Arc Discharge Evaporation" IEEE Transaction on Magnetics. 29(6). 3096-3098 (1993)
• [Publications] Masahiko Naoe,Shigeki Nakagawa: "Magneto-optical Characteristics of BaM Ferrite/Co-oxide Multilayered Films" IEEE Transaction on Magnetics. 29(6). 3393-3395 (1993)
• [Publications] Nobuhiro Matsushita,Masahiko Naoe: "High Coercivity of Barium Ferrite(BaM)Films Deposited by Arc Discharge Evaporation" IEEE Transaction on Magnetics. 29(6). 4089-4091 (1993)
• [Publications] Kibong Song,Hiroshi ITO,Masahiko Naoe: "Dependence of Kerr Rotation Angle of Tb-Fe-Co/Al Multilayers on Layer Thickness" IEEE Transaction on Magnetics. 29(6). 3367-3369 (1993)
• [Publications] Junji Numazawa,Kiyoshi Kuga,Hideaki Yoshimoto,Masahiko Naoe: "Thin Film Tape Media with Multilayers by Sputtering" IEEE Transaction on Magnetics. 29(6). 3058-3063 (1993)
• [Publications] Toyoaki Hirata,Masahiko Naoe: "Corrosion resistive Fe-Si-B films with low H_c and λ_s by reducing the high energy of γ electrons in tetrode sputtering" Journal of Applied Physics. 73(10). 6226-6228 (1993)
• [Publications] T.Hamaguchi,H.Aida,S.Nakagawa,M.Naoe: "Magnetic and structural characteristics of Fe/Al multilayers deposited by ion beam sputtering with Kr" Journal of Applied Physics. 73(10). 6444-6446 (1993)
• [Publications] Shigeki Nakagawa,Masahiko Naoe: "Modification of magnetic properties of Fe/Mn multilayers with modulation of layer thickness" Journal of Applied Physics. 73(10). 6447 (1993)
• [Publications] Toyoaki Hirata,Masahiko Naoe: "High permeability of Fe-Al-Si alloys films deposited on plasma-free substrate by dc bias sputtering" Journal of Applied Physics. 73(10). 6585-6587 (1993)
• [Publications] A.Morisako,M.Matsumoto,Masahiko Naoe: "Crystal structure and magnetic properties of Pb substituted Ba-ferrite sputtered films for perpendicular magnetic recording media" Journal of Applied Physics. 73(10). 6695 (1993)
• [Publications] M.Naoe,K.Noma,S.Nakagawa,N.Matsushita,M.Naoe: "The control of magnetic characteristics of BaM ferrite thin films by bias sputtering" Journal of Applied Physics. 73(10). 6696 (1993)
• [Publications] T.Hirata,K.Song,M.Naoe: "Co-Cr/Al multilayers for perpendicular magnetic/magneto-optical two-way recording media" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 120. 254-258 (1993)
• [Publications] Shigeki Nakagawa,Masahiko Naoe: "Effective suppression of internal stresses in Co-Cr films using a mixture of Ar and Kr as the sputtering gas" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 120. 345-348 (1993)
• [Publications] S.Nakagawa,H.Tanaka,Masahiko Naoe: "Fe-Ni-Zr films with large perpandicular anisotropy deposited on PEN tape by facing targets sputtering" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 120. 349-352 (1993)
• [Publications] N.MATSUSHITA,K.NOMA,S.NAKAGAWA,M.NAOE: "Crystallographic and Magnetic Characteristics of Co-Zn Ferrite Films Deposited at Low Substrate Temperature by Using Facing Targets Sputtering Method" Proceedings of First International Conference on Processing Materials for Properties. 1169-1172 (1993)
• [Publications] 山城高久、中川茂樹、直江正彦: "対向ターゲット式スパッタ法で作製したCo-Cr膜の結晶配向に及ぼすバイアス電圧の効果" 日本応用磁気学会誌. 17(2). 97-100 (1993)
• [Publications] 中川茂樹、宮本泰敬、直江正彦: "デュアルトラック相補型薄膜磁気ヘッド用軟磁性巨大磁気抵抗効果多層膜" 日本応用磁気学会誌. 17(S2). 97-102 (1993)
• [Publications] 中川茂樹、吉田伸也、市原貴幸、直江正彦: "垂直磁気記録媒体用アモルファスCo-Zr-Ta軟磁性裏打ち層" 日本応用磁気学会誌. 17(S2). 249-254 (1993)