JP2000011324A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下層の薄膜コイルを磁気ギャップとなる非磁
性非導電性薄膜の上に直接に形成して磁路長を短くした
にもかかわらず、この下層の薄膜コイルと下部磁極間の
距離を磁気ギャップ長よりも大として絶縁耐力を向上す
るとともに、製作工程を簡略化することのできる薄膜磁
気ヘッドの構造を提供する。 【解決手段】 下部磁極と上部磁極とが磁気ギャップと
なる非磁性非導電性薄膜を介して対向して設けられてい
るとともに、これらの磁極の間で磁極に巻回されている
薄膜コイルを持っている薄膜磁気ヘッドにおいて、前記
薄膜コイルの内の少なくとも一部のものは前記下部磁極
上に設けられた非磁性非導電性薄膜に直接に接して設け
られており、この薄膜コイルが接している部分の非磁性
非導電性薄膜は磁気ギャップとなっている部分の非磁性
非導電性薄膜よりも厚くなっているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置な
どで情報の記録及び再生に用いられる薄膜磁気ヘッドに
関し、特に下部磁極と上部磁極とが磁気ギャップとなる
非磁性非導電性薄膜を介して対向して設けられていると
ともに、これらの磁極の間で磁極に巻回されている薄膜
コイルを持っているもので、これらの磁極からなる磁路
長を短くすることのできるようにした薄膜磁気ヘッドに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】記録再生分離型磁気ヘッドは図５に斜視
図で示すように、アルミナ・チタンカーバイドなどで作
られた非磁性基板１０の上に、磁気抵抗効果型ヘッドと
誘導型ヘッドとが積層して設置されている。記録再生分
離型磁気ヘッドは薄膜技術で製作されているものなの
で、全体として「薄膜磁気ヘッド」と呼ばれることもあ
る。また従来より、磁気抵抗効果型ヘッドに対して、誘
導型ヘッドは「薄膜磁気ヘッド」と呼ばれていた。そこ
で本明細書においては「薄膜磁気ヘッド」という用語
は、「記録再生分離型磁気ヘッド」および／あるいは
「誘導型ヘッド」を指すものとして用いることにする。

【０００３】図５において、薄膜磁気ヘッドは非磁性基
板１０の上に、アルミナ１２、下部シールド１３、磁気
抵抗効果素子１４、上部シールドと下部磁極とを兼ね備
えた磁性膜（以下「下部磁極」という）１５、上部磁極
１６を持つ。ここで、下部シールド、磁気抵抗効果素
子、上部シールド間を絶縁する絶縁膜は省略している。
図５のＡ- Ａ' 断面を示している図６にあるように、こ
の下部磁極１５と上部磁極１６の間に、アルミナなどか
らなる非磁性薄膜１８を有しており、この非磁性薄膜１
８が磁気ギャップとなって、これを介して対向している
両磁性膜の端部１５１、１６１は薄膜磁気ヘッドの磁極
となっている。

【０００４】前記の下部磁極１５と上部磁極１６の間に
励磁コイルが巻回されている。励磁コイルとしては薄膜
コイルが使用されており、上下部磁極とコイル間の電磁
変換特性を確保するために通常このコイルの巻き数は１
０〜１５回程度である。上下部磁極の間でこのコイルの
占める空間を小さくして、ヘッドのインダクタンスを小
さくするために、薄膜コイルを多層に、通常は２層に配
置することが行われている。コイルとコイルの間および
コイルと磁極の間の絶縁のために、非磁性の絶縁樹脂層
をコイル間に充填してある。図６には薄膜コイルを２層
に並べた断面図を示している。ここで、下部磁極１５に
積層された非磁性薄膜１８の上に、絶縁樹脂層２１が形
成されている。アルミナなどの非磁性薄膜１８は両磁極
間にあって薄膜磁気ヘッドの磁気ギャップとなるもので
あるから、その厚さも磁気ギャップ長程度、０．３〜
０．４μｍの小さいものである。ところが、絶縁樹脂層
２１はその一部の上に上部磁極１６の端部１６１の肩の
ところが乗りかかっており、磁気ヘッドのエイペックス
を規定するものとして働いているのである程度の厚さを
必要としており１．５〜２．５μｍ程度の厚みを持って
いる。

【０００５】絶縁樹脂層２１の上に、下層の薄膜コイル
４１が並べられている。下層の薄膜コイル４１を埋め込
むようにして他の絶縁樹脂層２２が充填されている。こ
の絶縁樹脂層２２の上に上層の薄膜コイル４２が形成さ
れて並べられており、この上層の薄膜コイル４２を埋め
込むようにして更に絶縁樹脂層２３が充填されている。
その上に上部磁極１６が形成されており、上部磁極１６
と下部磁極１５とで薄膜磁気ヘッドの磁路が形成されて
いる。

【０００６】薄膜コイル４１、４２の幅は通常２〜４μ
ｍで、コイルの間隔も同じ程度であるが、これらは薄膜
磁気ヘッドの小型化に伴い小さくなっていき、コイル幅
は１．８μｍから将来的には１μｍになるものと考えら
れる。また、コイル間隔も１．２μｍから将来的には
０．８〜１μｍとなると思われる。コイルの厚さは通常
２．５〜３μｍであり、これをあまり薄くするとコイル
の電気抵抗が上がるので、２μｍ程度は必要である。コ
イルの上下にもコイルの厚さと同じ程度の絶縁層を持つ
必要がある。このような２層〜３層のコイルを下部磁極
１５と上部磁極１６の間に持つので、磁路は通常、高さ
２０μｍ、長さ５０μｍぐらいであり、磁路長としては
約１４０μｍである。このような磁路を持っている薄膜
磁気ヘッドのインダクタンスはコイルの巻き数が１１回
でほぼ０．１〜０．１２μＨ（周波数１ＭＨｚ）であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】薄膜磁気ヘッドにおい
ては、記録密度をより高くするために高周波での書き込
み特性を改善することが検討されており、そのインダク
タンスをより小さくする必要がある。また、薄膜磁気ヘ
ッドは上に述べたように多層の膜を積層して形成してい
るので、製作工程の長いものとなっている。

【０００８】インダクタンスを小さくするために磁路長
を短くするには、絶縁樹脂層２１を取り除いて下層の薄
膜コイル４１を下部磁極１５の上の非磁性非導電性薄膜
の上に直接形成すればよい。このように下層の薄膜コイ
ル４１をアルミナなどからなる非磁性非導電性薄膜の上
に直接に形成すれば、絶縁樹脂層２１の厚さ、すなわち
１．５〜２．５μｍの倍の長さだけは磁路長が短くなる
上に、絶縁樹脂層２１を形成する工程が省かれるので、
製作工程が簡略化されることになる。この磁気ギャップ
はますます小さくなる傾向にあり、将来的には０．２μ
ｍのような小さなものになると考えられる。下層の薄膜
コイル４１を非磁性非導電性薄膜の上に直接に形成すれ
ば下部磁極１５と下層の薄膜コイル４１の間隔がそのよ
うに小さなものとなり、絶縁耐力も小さなものとなる虞
がある。

【０００９】そこで本発明では、下層の薄膜コイルを磁
気ギャップとなる非磁性非導電性薄膜の上に直接に形成
して磁路長を短くしたにもかかわらず、この下層の薄膜
コイルと下部磁極間の距離を磁気ギャップ長よりも大と
して絶縁耐力を向上するとともに、製作工程を簡略化す
ることのできる薄膜磁気ヘッドの構造を提供することを
目的としている。

【００１０】また本発明では、下層の薄膜コイルと下部
磁極間の距離を磁気ギャップ長よりも大として絶縁耐力
を向上するとともに、製作工程を簡略化した薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法をも提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜磁気ヘッド
は、下部磁極と上部磁極とが磁気ギャップとなる非磁性
非導電性薄膜を介して対向して設けられているととも
に、これらの磁極の間で絶縁樹脂層によって覆われて絶
縁されて磁極に巻回されている薄膜コイルを持っている
ものにおいて、前記薄膜コイルの内の少なくとも一部の
ものは前記下部磁極上に設けられた非磁性非導電性薄膜
に直接に接して設けられており、この薄膜コイルが接し
ている部分の非磁性非導電性薄膜は磁気ギャップとなっ
ている部分の非磁性非導電性薄膜よりも厚くなっている
ことを特徴とするものである。ここで、薄膜コイルが接
している部分の非磁性非導電性薄膜は、磁気ギャップ部
分の非磁性非導電性薄膜よりも０．０１〜１．０μｍ厚
いことが好ましく、望ましくは０．０５〜０．２μｍ厚
いことである。

【００１２】また本発明の薄膜磁気ヘッドは、下部磁極
と上部磁極とが磁気ギャップとなる非磁性非導電性薄膜
を介して対向して設けられているとともに、これらの磁
極の間で絶縁樹脂層によって覆われて絶縁されて磁極に
巻回されている薄膜コイルを持っているものにおいて、
前記非磁性非導電性薄膜の下部磁極と反対側の面に台形
状の突出部を持ちその上に下層の薄膜コイルが形成され
ていることを特徴とするものである。この台形状の突出
部は、コイルを支える台として非磁性非導電性薄膜の一
部分が突出しているもので、非磁性非導電性薄膜の他の
部分よりも０．０１〜１．０μｍ厚いことが好ましく、
望ましくは０．０５〜０．２μｍ厚いことである。

【００１３】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、前
記薄膜磁気ヘッドの前記非磁性非導電性薄膜の上の下地
導電体膜の下層の薄膜コイルの間にある部分をイオンミ
リングで取り除くときに、下層の薄膜コイルの間にある
非磁性非導電性薄膜の上の部分をオーバーミリングして
除去することを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の薄膜磁気ヘッドの実施態
様について、以下図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の薄膜磁気ヘッドの実施態様の断面図で、
図２は本発明の薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図であ
る。また、図３は本発明の薄膜磁気ヘッドの他の実施態
様の断面図、図４は更に他の実施態様の断面図である。
これらの図で、一般の薄膜磁気ヘッドと同じ部分につい
ては図５、図６と同じ参照符号を用いている。

【００１５】図１の薄膜磁気ヘッドにおいて、１５、１
６は各々下部磁極および上部磁極であり、下部磁極１５
は絶縁層を介して磁気抵抗効果素子１４と積層されてい
る。下部磁極１５の上面にはアルミナなどからなる非磁
性非導電性薄膜１９を有して、下部磁極１５と上部磁極
１６の端部１５１、１６１はこの非磁性非導電性薄膜１
９を介して対向しており、薄膜磁気ヘッドの書き込み磁
極となっている。すなわち、下部磁極１５と上部磁極１
６の端部１５１、１６１で挟まれた非磁性非導電性薄膜
１９は磁気ギャップを形成している。下部磁極１５と上
部磁極１６とで磁路が構成されており、その励磁用コイ
ルとして、ここでは下部磁極１５に近いところに下層の
薄膜コイル４１と、その上に上層の薄膜コイル４２が並
んでいて、これらのコイルは磁路を取り囲んで巻かれて
いる。磁極間に設けられている非磁性非導電性薄膜１９
の延長された部分の上に、下層の薄膜コイル４１はその
下面が非磁性非導電性薄膜１９に直接に接するように設
けられて、並べられている。非磁性非導電性薄膜１９は
下層の薄膜コイル４１を載せている部分の下に台形状の
突出部１９１を有しており、その部分の非磁性非導電性
薄膜１９の厚さは、下部磁極１５と上部磁極１６の端部
１５１、１６１で挟まれている磁気ギャップの部分より
も厚くなっている。台形状の突出部１９１の部分では非
磁性非導電性薄膜１９は磁気ギャップ部分よりも０．０
１〜１．０μｍ厚くなっていることが好ましく、望まし
くは０．０５〜０．２μｍ厚いことである。好適な実施
例では約０．１μｍ厚くなっている。この下層の薄膜コ
イル４１は絶縁樹脂層２２で包み込まれて、下層の薄膜
コイル４１の前記非磁性非導電性薄膜１９の突出部１９
１に接している面以外の周囲の面は絶縁樹脂層２２によ
って覆われたようになっている。次に、絶縁樹脂層２２
の上面には上層の薄膜コイル４２が設けられている。ま
た上層の薄膜コイル４２は、絶縁樹脂層２３によって包
み込まれている。これらの非磁性非導電性薄膜１９、絶
縁樹脂層２２、２３および上層と下層の薄膜コイル４
１、４２とを覆うように上部磁極１６が設けられてい
る。このように下部磁極１５と上部磁極１６とで囲まれ
ている部分にある、下層の薄膜コイル４１の部分の下面
が直接に非磁性非導電性薄膜１９の厚くなった台形状の
突出部１９１に接触している。このように下層の薄膜コ
イル４１は厚くなった非磁性非導電性薄膜によって下部
磁極１５と隔てられているので絶縁耐力に優れたものと
なっている。

【００１６】本発明の薄膜磁気ヘッドは通常のリソグラ
フィー技術によって作ることができる。この製造工程の
主要部分を図２に示している。図２のａ）において、従
来と同じように、下部磁極１５の上にスパッタリングに
てアルミナなどからなる非磁性非導電性薄膜１９を形成
する。ここでその厚さをｈとおく。図２ｂ）にあるよう
にその上に銅などの導電性材料をスパッタリングして、
下地導電体膜４１' を形成する。次に、下地導電体膜４
１' の表面上にフォトレジスト膜を塗布し、所定の温度
でベークを行う。このレジスト膜の上にフォトマスクを
位置決めして露光し、続いて現像および水洗処理を施
す。これにより下層の薄膜コイル４１の形に合ったレジ
ストパターン５が図２ｃ）のように形成される。次に図
２ｄ）のように硫酸銅などのメッキ溶液を用いて薄膜コ
イル４１をメッキにて２〜４μｍの厚みに形成する。次
に図２ｅ）のようにレジストパターンを剥離した後、図
２ｆ）のように薄膜コイル４１の間の下地導電体膜４
１' をイオンミリングで取り除いて、下層の薄膜コイル
４１を完成する。このときに、非磁性非導電性薄膜１９
の上部の一部分までオーバーミリングをして除去して、
下層の薄膜コイル４１の下に台形状の突出部１９１を作
る。このようにオーバーミリングすることによって、磁
気ギャップとなる部分ではその厚さがｈ' となり、これ
は突出部１９１の厚さｈよりも０．０１〜１．０μｍ薄
いものである。この厚さの差は望ましくは０．０５〜
０．２μｍであり、好適には約０．１μｍ薄いものであ
る。下層の薄膜コイル４１の上にレジストを充填して、
コイル４１を包み込むようにした上で、このレジストを
２７０℃前後の温度で加熱、硬化して絶縁樹脂層２２を
形成する。

【００１７】上部磁極１６の端部１６１の肩のところが
絶縁樹脂層２２の一方の端部（図１では左の端部）の上
に載りかかって薄膜磁気ヘッドのエイペックスを形成す
る。そこで、非磁性非導電性薄膜１９と接している絶縁
樹脂層２２の境界線２２１がまっすぐ（図２では紙面に
垂直な方向）に付けられ、その磁気ギャップ深さが規定
できるようにする必要がある。上層の薄膜コイル４２と
絶縁樹脂層２３は、上に述べたプロセスを繰り返して、
形成することができる。

【００１８】図３には、本発明の薄膜磁気ヘッドの他の
実施態様を断面図で示している。ここでも、下部磁極１
５の上に設けられた非磁性非導電性薄膜１９に台形状に
設けられた突出部１９１の上に下層の薄膜コイル４１が
設けられている。しかし、上層の薄膜コイル４２を包み
込んでいる絶縁樹脂層２３が上部磁極１６の端部１６１
の肩のところと接触してこの薄膜磁気ヘッドのエイペッ
クスを規定している。このために、絶縁樹脂層２２より
もその上に形成された絶縁樹脂層２３が磁気ヘッドのギ
ャップの方に突出しており、絶縁樹脂層２３がその突出
した部分で非磁性非導電性薄膜１９と接している。絶縁
樹脂層２３と非磁性非導電性薄膜１９との境界線２３１
がまっすぐに付けられて、磁気ギャップ深さが規定でき
るようにしてある。

【００１９】図４には、本発明の薄膜磁気ヘッドの更に
他の実施態様を断面図で示している。ここでも、下部磁
極１５上に設けられた非磁性非導電性薄膜１９に台形状
に設けられた突出部１９１の上に下層の薄膜コイル４１
が設けられている。上に述べた実施態様においては、絶
縁樹脂層２２あるいは２３の端部によってエイペックス
を規定していたが、ここでは他の絶縁樹脂層などによっ
て作られたエイペックス形状規定部材２４が上部磁極１
６の端部１６１の肩のところに設けられている。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の薄膜
磁気ヘッドでは、下部磁極上に設けられた非磁性非導電
性薄膜に台形状に設けられた突出部の上に下層の薄膜コ
イルが設けられているので、下部磁極と下層の薄膜コイ
ルの間隔が大きくなっており絶縁耐力の大きなものとな
っているが、下層の薄膜コイルと非磁性非導電性薄膜間
に従来は設けられていた絶縁樹脂層を取り除いている。
このために、絶縁樹脂層の厚みに相当するだけ薄膜磁気
ヘッドの磁路長が短くなる。それに伴い薄膜磁気ヘッド
のインダクタンスは小さくすることができ、時定数も小
さくできるので、より高周波での書き込みが可能となっ
た。

【００２１】また、下層の薄膜コイルと下部磁極の間の
絶縁樹脂層を取り除いているために、薄膜コイルで生じ
た熱を下部磁極に放出しやすくなるので、コイルの温度
上昇を抑えることができて、抵抗の上昇も避けることが
できる。

【００２２】更に、製作工程の中で、下層の薄膜コイル
と下部磁極の間の絶縁樹脂層を設ける工程を除くことが
できる上に、非磁性非導電性薄膜に台形状の突出部を形
成するには下地導電体膜をイオンミリングで除去する際
にオーバーミリングすることで製造することができるの
で、工程が簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜磁気ヘッドの実施態様の断面図で
ある。

【図２】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図で
ある。

【図３】本発明の薄膜磁気ヘッドの他の実施態様の断面
図である。

【図４】本発明の薄膜磁気ヘッドの更に他の実施態様の
断面図である。

【図５】一般の薄膜磁気ヘッドを一部断面にて示す斜視
図である。

【図６】図５の薄膜磁気ヘッドを同図のＡ- Ａ' 断面に
て示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 非磁性基板 １２ アルミナ １３ 下部シールド １４ 磁気抵抗効果素子 １５ 下部磁極 １６ 上部磁極 １５１、１６１ 端部 １８ 非磁性薄膜 １９ 非磁性非導電性薄膜 １９１ 突出部 ２１、２２、２３ 絶縁樹脂層 ２２１、２３１ 境界線 ２４ エイペックス形状規定部材 ４１、４２ 薄膜コイル ４１' 下地導電体膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 岳夫 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号 日 立金属株式会社内 Ｆターム(参考） 5D033 BA36 BA41 DA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部磁極と上部磁極とが磁気ギャップと
   なる非磁性非導電性薄膜を介して対向して設けられてい
   るとともに、これらの磁極の間で絶縁樹脂層によって覆
   われて絶縁されて磁極に巻回されている薄膜コイルを持
   っている薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記薄膜コイルの内の少なくとも一部のものは前記下部
   磁極上に設けられた非磁性非導電性薄膜に直接に接して
   設けられており、この薄膜コイルが接している部分の非
   磁性非導電性薄膜は磁気ギャップとなっている部分の非
   磁性非導電性薄膜よりも厚くなっていることを特徴とす
   る薄膜磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 下部磁極と上部磁極とが磁気ギャップと
   なる非磁性非導電性薄膜を介して対向して設けられてい
   るとともに、これらの磁極の間で絶縁樹脂層によって覆
   われて絶縁されて磁極に巻回されている薄膜コイルを持
   っている薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記非磁性非導電性薄膜の下部磁極と反対側の面に台形
   状の突出部を持ちその上に下層の薄膜コイルが形成され
   ていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 下部磁極と上部磁極とが磁気ギャップと
   なる非磁性非導電性薄膜を介して対向して設けられてい
   るとともに、これらの磁極の間で絶縁樹脂層によって覆
   われて絶縁されて磁極に巻回されている薄膜コイルを持
   っている薄膜磁気ヘッドの製造方法において、 前記非磁性非導電性薄膜の上の下地導電体膜の下層の薄
   膜コイルの間にある部分をイオンミリングで取り除くと
   きに、下層の薄膜コイルの間にある非磁性非導電性薄膜
   の上の部分をオーバーミリングして除去することを特徴
   とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。