JP2001118216A - 分割コイル構造を有する磁気書き込みヘッド、薄膜磁気書き込みヘッド及びその製造方法 - Google Patents

分割コイル構造を有する磁気書き込みヘッド、薄膜磁気書き込みヘッド及びその製造方法

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JP2001118216A
JP2001118216A JP2000273843A JP2000273843A JP2001118216A JP 2001118216 A JP2001118216 A JP 2001118216A JP 2000273843 A JP2000273843 A JP 2000273843A JP 2000273843 A JP2000273843 A JP 2000273843A JP 2001118216 A JP2001118216 A JP 2001118216A
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Billy W Crewe Jr
ビリー ダブリュ．ジュニア クルー
Juupei Shai
ジューペイ シャイ
Mark David Thomas
マーク デイヴィッド トーマス
Rii-Chan Wan
リー−チャン ワン
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    • Y10T29/49062—Multilayered winding

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データレート記録性能を向上させつつ、磁気
推進力及びデータ密度を十分な程度に維持することがで
きる磁気書き込み部を提供する。 【解決手段】 閉鎖端部及び開放端部と、該閉鎖端部か
ら前記開放端部に向かって延びる第１極及び第２極とを
有し、前記第１極と前記第２極との間に内部空間を画す
る磁気ヨークと、前記磁気ヨークの前記内部空間を貫通
して延びる部分を有し、さらに前記磁気ヨークに対して
電気的に絶縁された導電性コイルとを備え、該コイル
は、内側接触部及び外側接触部のそれぞれで終端し、且
つ、前記コイルの少なくとも一部は、１箇所以上にわた
り分割されることで、２以上の並列な電気経路を画す
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、磁気ディスクデー
タ格納システムに関する。より詳しくは、本発明は、磁
気書き込み変換器及び該変換器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置は、コンピュータ等の
デジタル電子装置において、データを格納及び取り出す
為に使用される。図１(A)及び(B)に示すように、従来の
磁気ディスクデータ格納システム１０は、密閉収納室１
２と、ディスク駆動モータ１４と、該モータ１４の駆動
軸Ｓ１によって回転自在に支持される磁気ディスク１６
と、アクチュエータ１８と、該アクチュエータ１８の作
動軸Ｓ２に取り付けられるアーム２０とを備えている。
サスペンション２２は、一端部において前記アーム２０
に接続され、他端部においてリード／ライトヘッド又は
変換器２４に接続されている。図２に詳細に示されてい
る前記変換器２４は、センサー読み出し部を備えた導電
性書き込み部を有している。前記モータ１４が矢印Ｒで
示す方向に磁気ディスク１６を回転させると、前記変換
器２４の下方にエアベアリングが生じ、該エアベアリン
グが該変換器２４を磁気ディスク１６の表面から若干上
方へ持ち上げる。この作用は、当業界において、磁気デ
ィスク１６上でのヘッドの「上昇」と呼ばれている。こ
のタイプの他に、「接触型ヘッド」として公知の変換器
は、ディスク表面上に載置される。アクチュエータ１８
が前記変換器２４を矢印Ｐで示すような短い弓状に沿っ
て揺動させると、これに応じて、種々の磁気情報トラッ
クが磁気ディスク１６に書き込まれ、及び／又は読み出
され得るようになっている。磁気ディスクデータ格納シ
ステムの構成及び製造方法は、当業界において周知であ
る。
【０００３】図２は、読み出し部２６及び書き込み部２
８が上方に配設された基板２５を含む磁気リード／ライ
トヘッド２４を示している。読み出し部２６及び書き込
み部２８の端部は、磁気ディスク１６の表面と対向する
ように位置合わせされた平面２９内に位置するエアベア
リング面ＡＢＳを形成している（図１(A)及び(B)参
照）。読み出し部２６は、第１シールド３０と、第２シ
ールドとして作用する中間層３２と、該第１シールド３
０及び第２シールド３２間の誘電体３５内に配設された
リードセンサ３４とを備えている。リード／ライトヘッ
ド２４に使用される最も一般的なリードセンサー３４
は、リードセンサー内の抵抗の変化を介して、磁気媒体
から磁気信号を検出する磁気抵抗（ＡＭＲ又はＧＭＲ）
センサーである。
【０００４】書き込み部２８は、第１極として作用する
中間層３２と、該第１極３２の上方に配設された第２極
３８とを備えた一般的な誘導書き込み部とされている。
前記第１極３２及び第２極３８は、後方ギャップ部４０
で互いに接合されており、これらの３部材が全体として
ヨーク４１を形成している。前記ＡＢＳの近傍に位置す
る第１極先端部４３及び第２極先端部４５を合わせて、
ヨーク先端部４６と呼ぶ場合がある。前記ヨーク先端部
４６における第１及び第２極３２，３８間には、書き込
みギャップ部３６が形成されている。該書き込みギャッ
プ部３６は、書き込みギャップ部材層３７を形成する非
磁性の絶縁部材で充填されている。該非磁性部材は、第
２極３８の下方に位置し且つヨーク先端部４６から後方
ギャップ部４０へ向かって延びる第１絶縁層４７と、
（図２に示すように）一体的に、又は別体として形成さ
れ得る。
【０００５】前記書き込み部２８には、さらに、それぞ
れが配線高さＨｗの多重の螺旋状配線４９によって形成
された導電性コイル４８が備えられている。前記コイル
４８は、図２に示すように、一のコイル配線の前端部と
次のコイル配線の前端部との距離である配線ピッチＰで
表される距離によって特定され得る。前記配線ピッチＰ
は、配線幅Ｔｗと隣接する配線間の間隙Ｓｗとの和によ
って画定される。前記導電性コイル４８は、前記第１絶
縁層４７の上方に位置するコイル絶縁層５０内に配設さ
れている。即ち、前記第１絶縁層４７は、前記配線４９
を互いに電気的に絶縁すると共に、配線４９を第２極３
８から電気的に絶縁している。
【０００６】導電性コイル４８の構成は、図２のIII-II
I線に沿った図３に示されるリード／ライトヘッド２４
の平面図を参照すると、より理解され得るであろう。導
電性コイル４８は、第１及び第２極を越えて延びている
から、該導電性コイルを他の部材から電気的に絶縁する
為には、該導電性コイルの上方及び下方に絶縁層が必要
となる。例えば、図２におけるIV-IV線に沿った図４に
示されるように、積み重ねられた絶縁層５２が、前記第
１極に隣接し、且つ、前記導電性コイル４８の下方に形
成され得る。当業者には十分理解されるように、これら
の部材は、磁気ディスク１６（図１参照）等の磁気媒体
に磁気データを書き込む為に機能する。図５を参照する
と、該コイルは、具体的には、ヘッドインダクタンスＬ
ｈとヘッドレジスタンスＲｈが直列であり、一方、これ
らヘッドインダクタンスＬｈとヘッドレジスタンスＲｈ
は、ヘッドキャパシタンスＣｈに対して並列である構成
が可能な電気回路を形成する。
【０００７】より具体的には、図２〜図４に示されたよ
うなインダクティブライトヘッドは、導電性コイル４８
を介して書き込み電流を流すことによって作動する。ヨ
ーク４１の磁気特性の為に、コイル層４８を介して流さ
れる書き込み電流によって、第１及び第２極３２，３８
のそれぞれに磁束が誘発される。書き込みギャップ部材
３６は、磁束がヨーク４１から周辺へ外れて（周辺ギャ
ップフィールドを形成し）、ＡＢＳ近傍に位置する磁気
記憶媒体を横断することを許容する。磁気書き込み部の
重要なパラメータは、トラック密度を画する書き込み部
のトラック幅ＴＷである。例えば、トラック幅ＴＷが狭
いと、より高い磁気記憶密度をもたらす。トラック幅
は、ＡＢＳにおけるヨーク先端部４６（図２参照）の幾
何学形状によって決定される。これらの幾何学形状は、
図４を参照すると、より明確に理解されるであろう。図
４に示されるように、第１及び第２極３２，３８は、ヨ
ーク先端部４６において、それぞれ異なる幅Ｗ１，Ｗ２
を有し得る（図２参照）。図示の構成において、書き込
み部２８のトラック幅ＴＷは、第２極３８の幅Ｗ２によ
って画される。このように、トラック幅の正確な決定
は、書き込み部の製造に際し、重要である。
【０００８】しかしながら、トラック幅，及びコイルピ
ッチの制御は、一般的な製造プロセスによって制限され
る。図６に、一般的な製造プロセスの一例を示す。該製
造方法５４は、第１極を形成するステップ５６を含んで
いる。このステップは、例えば、メッキ給電層の形成、
メッキ、及び前記メッキ給電層の除去を含むことができ
る。ステップ５８において、書き込みギャップ部材層が
前記第１極上に形成される。特に、書き込みギャップ部
材層は、第１極の上面を覆うように形成される。さら
に、ステップ５８においては、前記書き込みギャップ部
材層を貫通して、前記後方ギャップ部４０において第１
極まで到達する接続孔が形成される（図２参照）。ここ
で説明した例においては、書き込みギャップ部材層は、
ヨーク先端部と後方ギャップ部との間の領域において、
前記第１極上に延びているが、他の態様においては、書
き込み部材層は、前記領域上にある必要はない。積重絶
縁層は、一般的に、フォトレジスト部材を蒸着（例え
ば、スピニング）、パターニングして、その後、残って
いるフォトレジストを焼成することによって、形成され
る。斯かる製造方法は、積重絶縁層の高さが不均一にな
る傾向が強い。
【０００９】ステップ６２において、書き込みギャップ
部材層及び積重絶縁層の上に、第１コイル層が形成され
る。該ステップは、まず、第１極上にメッキ給電層（se
ed layer）を蒸着することを含んでいる。一般的には、
その後、フォトレジスト部材が蒸着され、パターニング
される。成形フォトレジストによって、導電性部材がメ
ッキされ得る。フォトレジスト部材を除去することによ
って、残っている導電性部材が第１コイル層を形成す
る。
【００１０】不運にも、書き込みギャップ部材層４７と
積重絶縁層５２との間に高さの相違があると、第１コイ
ル形成用のフォトレジスト部材のパターニングが複雑に
なる。特に、種々の高さを有する層を一定の幾何学形状
を有するようにパターニングすることは、困難である。
即ち、残された第１コイル層の配線は、例えば、第１極
と第２極との間等において、高部位より低部位が幅広と
なる。従って、ピッチが一定であると仮定すると、斯か
る配線は、低部位において互いに近接する。このこと
は、書き込み部の性能に対して悪影響を与え得る配線間
の電気伝動を招き得る。斯かる電気的短絡を避ける為
に、最小配線ピッチは、導電性コイル層を短絡させない
適切なフィールドを得ることのできる所望の値にセット
される。コイル配線は、第１極及び第２極間において、
より狭くなるから、結果的に、配線ピッチは、前記最小
ピッチよりも大きくなる。例えば、第１及び第２極間に
おける一般的な配線ピッチは、少なくとも約３μｍまで
に制限される。配線数及び配線高さが一定の場合、コイ
ル配線ピッチは、ヨーク長さに影響を与え、従って、前
述したように、データ転送レート及びデータ密度を制限
する。例えば、約３μｍのピッチは、約２Gb/sq.in. の
記録密度に対しては適切であるが、約１０Gb/sq.in.の
ような大記録密度に対しては不適切である。
【００１１】さらに、該製造方法５４は、ステップ６２
において形成された第１コイルの上方にコイル絶縁層を
形成するステップ６４を備えている。ステップ６６にお
いて、ステップ６４におけるコイル絶縁層の上方に、第
２極が形成される。
【００１２】書き込み部の動作に関するさらに他のパラ
メータとして、図２に示すように、第１極３２の上面と
第２極３８の上面との距離である積層高さＳＨがある。
もちろん、該積層高さは、第１絶縁層４７の厚みと、コ
イル層４８及び備えられ得る他のコイル層の厚みと、コ
イル絶縁層５０及び備えられる他のコイル絶縁層の高さ
とによって影響を受ける。該積層高さＳＨは、第２極が
形成されなければならないヨーク先端部の近傍の地形を
部分的に特徴づける交差角の指標となり得る。一般的
に、書き込み部の信頼性は、前記交差角が大きくなるに
従って、低下する。この少なくとも一つの理由として、
高い積層形状、特に、ヨーク先端部における高い積層形
状の上に第２極を形成することの困難性がある。例え
ば、図４に示すように、フォトレジストの蒸着及びエッ
チングを含む第２極の幅Ｗ２の決定は、高い形状となる
に従って、信頼性及び正確性が低下する。高密度書き込
み特性に対する要求によって、ヨーク先端部における第
２極の幅Ｗを狭くした場合、製造に際して問題を生じさ
せる危険性が高くなる。
【００１３】さらに、高い形状の場合に、第２極をスパ
ッタリング又はメッキ等によって形成すると、第２極先
端領域４５の近傍における，該第２極の傾斜領域の特性
は、望ましくないものとなる。従って、斯かる低信頼性
は、低生産性を招く。それ故、低い交差角を備える装置
が望ましい。
【００１４】磁気記憶密度は、トラック密度に線状密度
を乗じたものに等しい。線状密度が増すと、データ転送
レートが高速になる。このデータ転送レートは、西暦２
０００年には秒速１０００メガビットになると予測され
る。より高速のデータ転送レートでの使用を補助するた
めに、別の方法として、第２極を薄状体によって形成す
ることもできるが、斯かる方法は薄状体を有さないもの
に比して、より多くの時間を要するものである。高速記
憶速度、即ち高速データ転送レートを得る為には、ヨー
クの長さＹＬをより短くすることが好ましい。なぜな
ら、ヨークの長さを短くすると、磁束上昇時間が短縮さ
れるからである。この関係は、図７に示された，ヨーク
長さＹＬ対磁束上昇時間のグラフに見ることができる。
この関係は、本明細書に於いて、その全体が参考資料と
して使用される、「超高速レーザー診断学及び高速記憶
ヘッドのモデリング」（磁気学に関するIEEE報告書第３
５刊２、６２３号（１９９９）（Zhupei Shi、W. K. Hi
ebert、及びM. R. Freeman著）を参照することにより十
分に理解され得るであろう。
【００１５】書き込み部の他の重要なパラメータは、導
電性コイル４８の配線４９の数であり、これによって、
該書き込み部の磁気推進力（ＭＭＦ）を決定している。
第１極及び第２極３２，３８間における配線４９の数を
増やすと、周辺フィールドは強くなり、従って、書き込
み性能は向上する。しかしながら、配線数は、図２に示
すように、ヨーク長さＹＬ及び隣接する配線４９間の配
線ピッチＰによって制限される。
【００１６】上述した説明から理解されるように、書き
込み部を高速なデータレート特性を提供することができ
るようにすることは、多くの要因によって制限される。
例えば、ヨークの長さと積重高さを最小化することが好
ましい。しかしながら、書き込みヘッドは、さらに十分
な磁気駆動力を提供しなければならず、この磁気駆動力
は、ヨークにおける電流量と配線の数によって制限され
てしまう。ヨークの長さ、又は積層高さを増やさずに、
配線数を増やすことはできない。さらに、熱が発生する
ことによって、リードセンサが磁気信号として検知する
熱応力を生じるため、ヘッドの読み出し特性が影響を受
けることから、電流量は、ヘッド内で許容できる発生熱
量によって制限される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】よって、上述した他の
構成上のパラメータ及び製造に於ける制限を考慮した上
で、書き込み部におけるデータレートの特性を向上させ
る，根本的に異なるアプローチに対する要求が存在す
る。望ましいヘッドとは、データ記録レートを増加する
ことができる一方で、十分な磁気駆動力データ密度によ
って、通過する磁気ディスク上に記録することができる
ものである。より好ましくは、斯かる書き込み部の積重
高さが低く、ヨーク長さが短く、さらにはトラック幅が
狭い構成からなるものである。斯かる書き込み部は、費
用効率のよい製造技術に寄与するものとなる。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、データレート
記録性能を向上させつつ、磁気推進力及びデータ密度を
十分な程度に維持することができる磁気書き込み部を提
供する。該書き込み部は、閉鎖端部と、開放端部と、該
閉鎖端部と開放端部間に設けられた内部空間から構成さ
れている。分割コイルがさらに設けられ、該分割コイル
の配線の一部は前記磁気ヨークの前記内部空間を通過し
ている。前記分割コイルは、前記磁気ヨークに対して電
気的に絶縁されている。前記分割コイルは、薄膜状の誘
電コイル分離層によって分離される第１及び第２コイル
層を画するように分割されている。該第１及び第２コイ
ル層は、これら層の内方端部及び外方端部のところで接
合されて、並列電気回路を画している。
【００１９】さらに具体的には、本発明は、セラミック
からなる基板上に積重される読み出し部と書き込み部を
有するリード／ライトヘッドの組み合わせに於いて具体
化される。前記読み出し部は、前記基板上に蒸着される
第１シールドと、該第１シールドの上方に蒸着される第
２シールドを備える。前記第１シールドと第２シールド
間に挟まれた誘電部材からなる第１層は、近傍を通過す
る記録媒体から磁気信号を検出するリードセンサーを含
んでいる。誘電部材からなる前記第１層は、前記基板と
前記第２シールドの上面間の空間に充填されたシールド
のエッジを越えて延びている。
【００２０】前記書き込み部は、相互に接合されて共に
前記磁気ヨークを形成している第１極と第２極を有して
いる。前記第２シールドは、前記書き込み部の第１極の
一部を形成している。前記第１極は、さらに前記磁気ヨ
ークの開放端部並びに閉鎖端部である，書き込みギャッ
プ及び後方ギャップのそれぞれのところに台座を有して
いる。前記第２シールドは、Ｎｉ80Ｆｅ20等の磁性部材
によって形成され、さらに前記台座は、前記第２シール
ドと同一の部材にて形成されるか、高飽和モーメントを
有した部材によって形成される。
【００２１】誘電部材からなる層によって、前記台座の
それぞれの上面と面一の上面を有する第１シールドを被
覆する。前記分割コイルはこの第２誘電層の上面に形成
され、又その内方及び外方端部に接触パッドを有してい
る。前記分割コイルは、好ましくは、銅から形成され、
さらにその第１及び第２コイル層は実質的に同一であ
り、一方の上方に他方が設けられている。前記第１及び
第２コイル層は、好ましくは、Ａｌ2Ｏ3から形成される
非常に薄い絶縁層により分離されている。前記第１及び
第２コイル層のそれぞれは、共通の内側接触パッド及び
外側接触パッドを共有しており、該接触パッドのところ
で電圧が供給され得る並列の電気回路を形成している。
【００２２】前記台座又は前記接触パッドの何れかが被
覆されないように、コイル絶縁層によって前記分割コイ
ルが被覆されている。非磁性で且つ電気絶縁性の書き込
みギャップ部材の薄膜によって、前記コイル絶縁層が被
覆され、さらに前記磁気ヨークの開放端部の台座が被覆
されている。前記書き込みギャップ部材は、後方ギャッ
プ領域又はコイル接触パッドを被覆していない。前記第
２極は、前記第１極の上方の書き込みギャップ部材の上
面に設けられ、さらに前記閉鎖端部のところの後方ギャ
ップ領域の第１極と接触することで、前記磁気ヨークが
完全なものとなる。前記第２極は、Ｎｉ45Ｆｅ55等の強
磁性の磁性部材から形成される。
【００２３】前記第１及び第２コイル層は、それぞれが
インダクタンスと直列に配置された抵抗を有し、これら
インダクタンスと抵抗の両者は相互に並列な経路を構成
しており、さらに両者ともキャパシタンスに並列とされ
る２つの電気経路としてモデル化し得る。これら２つの
誘電経路は、同様の磁気推進力を維持したままで、１つ
の誘導経路と比較して電流上昇時間が増加するという利
点を有している。さらに、分割コイルは、１つのコイル
と実質的に同じ高さのままで、この利点を達成すること
ができる。このようにして、本発明の書き込み部は、デ
ータレートを大幅に増加しつつ、他の重要な構成上のパ
ラメータを維持することができる。
【００２４】他の形態のものも勿論可能である。例え
ば、書き込みギャップ部材は、前記コイルと前記第１極
間、若しくは前記コイルと前記コイル絶縁層間の何れか
に配設することができる。さらに、第１極は台座なしで
形成することができる。他の形態に於いては、前記分割
コイルを、構成上の要求事項に応じて３層以上のコイル
層を有するように形成することもできる。本発明のこれ
らの作用効果及び他の作用効果は、同様の部材には同一
符号を付している添付の図面を参照しつつなされる以下
の詳細な説明によって、より明確に理解され得るであろ
う。
【００２５】
【発明の実施の形態】図８に示されるように、本発明
は、基板５０６上に積重された読み出し部５０２及び書
き込み部５０４を備え、符号５００で示された磁気抵抗
ヘッドに具現化されている。前記読み出し部５０２は、
第１誘電層５１２によって別体に設けられた第１シール
ド５０８及び第２シールド５１０を備えている。前記第
１誘電層５１２は、第１シールド５０８及び第２シール
ド５１０の端部を越えて延び、第２シールド５１０の上
面５１４と面一の高さまで上がっている。リードセンサ
ー５１６は前記誘電層内に埋め込まれて、その近傍を通
過する記録媒体からの磁気信号の検知を行う。
【００２６】図８をさらに参照すると、書き込み部５０
４は、さらに内部空間を有した磁気ヨーク５１８を備え
ており、該ヨーク５１８に対して電気的に絶縁された導
電性の分割コイル５２０が該内部空間を貫通して設けら
れている。書き込み部５０４は一端部に書き込みギャッ
プ部５１７と、他端部に後方ギャップ部５１９を有して
いる。
【００２７】さらに具体的には、磁気ヨーク５１８は、
第１極５２２と該第１極を覆うように形成された第２極
５２４とを備えている。前記読み出し部５０２の第２シ
ールド５１０は、磁気ヨーク５１８の第１極５２２の１
部として機能する。第１極５２２は、さらに前記書き込
み部５０４の書き込みギャップ部５１７に於ける第２シ
ールド５１０の上面５１４から上方に延びる書き込みギ
ャップ台座５２６を有する。前記書き込みギャップ台座
５２６は平滑な上面５２８を有する。前記書き込みギャ
ップ台座５２６の対向する位置に於いて、第１極５２２
は、さらに第２シールド５１０の上面５１４から同様に
上方に延びる後方ギャップ台座５３０を備えている。該
後方ギャップ台座５３０は、前記書き込みギャップ台座
５２６の上面５２８と同一平面上にある平滑な上面５３
２を有している。本実施例に於いて、第２シールド５１
０、並びに書き込みギャップ台座５２６及び後方ギャッ
プ台座５３０は、Ｎｉ80Ｆｅ20から形成されている。或
いは、書き込みギャップ台座５２６及び後方ギャップ台
座５３０の何れか一方又は両方を、Ｎｉ45Ｆｅ55等の高
飽和モーメント部材から形成してもよい。
【００２８】引き続き図８を参照すると、第２誘電層５
３４は、前記第２シールド５１０を被覆し、さらに該第
２シールド５１０のエッジを越えて延びている。前記第
２誘電層５３４は、書き込みギャップ台座５２６及び後
方ギャップ台座５３０のそれぞれの上面５２８，５３２
と面一の平滑な上面を有している。前記第２誘電層５３
４は、電気的に絶縁された適当な部材で形成することが
できるが、好ましくは、Ａｌ2Ｏ3から形成される。
【００２９】前記分割コイル５２０は前記第２誘電層５
３４の上面に設けられ、該分割コイルの一部が、前記書
き込みギャップ部５１７と前記後方ギャップ部５１９間
の前記第１極５２２上を通過するように形成されてい
る。図８とともに図９を参照することにより、さらに理
解できるように、前記分割コイル５２０は、第１コイル
層５３６と、該第１コイル層５３６の上方に形成され、
電気絶縁性コイル分離層５４０により該層から分離され
た類似の第２コイル層５３８とからなる。前記第１及び
第２コイル層５３６，５３８は、分割コイル５２０の内
方端部及び外方端部のそれぞれに形成された共通のコイ
ル接触パッド５４２，５４４により接合されている。こ
れにより、前記第１及び第２コイル層５３６，５３８
は、前記コイル接触パッド５４２，５４４に電流が供給
されることにより、並列の電気回路を画することにな
る。好ましくは、前記分割コイル５２０のピッチは、磁
気ヨーク５１８のヨーク長さが短くなるように、２μｍ
未満に適切に設定されている。
【００３０】本実施例では、コイル５２０は１回だけ分
割されて、２層のコイル層５３６、５３８を有するよう
にしているが、図示しない他の実施例では、３層以上に
分割されたコイル層を備えることもできる。第１及び第
２コイル層５３６，５３８、並びにコイル接触パッド５
４２，５４４を備えた分割コイル５２０は、適当な非磁
性の金属により形成することができるが、好ましくは銅
により形成される。電気絶縁性コイル分離層５４０は、
適当な電気絶縁性部材により形成することができるが、
好ましくはＡｌ2Ｏ3により形成される。
【００３１】図８を引き続き参照すると、前記分割コイ
ル５２０は、コイルの配線間、さらには該コイルの周辺
の部材から、該コイルを電気的に絶縁するコイル絶縁層
５４６により被覆されている。コイル絶縁層５４６は電
気絶縁性の部材により形成されるが、好ましくは、糸状
に吐き出され硬化されたフォトレジストから形成され
る。コイル絶縁層５４６は、前記書き込みギャップ台座
５２６に隣接したところに、滑らかに傾斜した端部を有
している。
【００３２】非磁性で，電気絶縁性の書き込みギャップ
部材５４８からなる薄層によって、前記コイル絶縁層５
４６が被覆され、さらに前記書き込みギャップ台座５２
６の上面５２８が被覆されている。前記書き込みギャッ
プ部材５４８は、前記後方ギャップ台座５３０又は前記
コイル接触パッド５４２，５４４を被覆しないように形
成されている。前記書き込みギャップ部材５４８は、電
気絶縁性で、且つ非磁性の多くの部材により形成される
が、好ましくはＡｌ2Ｏ3により形成される。
【００３３】図８をさらに参照すると、前記第２極５２
４により、前記第１極５２２の上方の書き込みギャップ
部材５４８が被覆されている。前記第２極５２４は、前
記後方ギャップ台座５３０の上面５３２と接触すること
で、前記第１極５２２と接合され、これにより前記磁気
ヨーク５１８が形成される。前記第２極５２４は、適切
な磁性部材により形成されるが、好ましくは、Ｎｉ45Ｆ
ｅ55により形成され、メッキにより蒸着される。
【００３４】図１０を参照すると、本発明の分割コイル
５２０は、電流が流れるための一対の並列電気経路を形
成している。前記第１及び第２コイル層５３６、５３８
は、抵抗とインダクタンスの２つの分岐部（Rh1+Lh1及
びRh2+Lh2）として電気的にモデル化することができ
る。両回路セグメントは相互に並列とされ、さらにヘッ
ド・キャパシタンスＣｈに対しても並列とされる。この
ように配列したのは、図５に示される，ヘッド抵抗がヘ
ッドインダクタンスに直列で、さらに、これら両者がヘ
ッドキャパシタンスに対して並列とされるものとして、
前記分割コイル５２０がモデル化された従来の書き込み
ヘッドに対して、特徴あるものとするためである。図１
１(a)、図１１(b)を参照すると、分割コイル構造によっ
て得られた並列な電気回路が、行過ぎ量を大きくし、電
流上昇時間を短くしていることが分かる。解析の結果、
電流上昇時間に４４％の改善が見られた。
【００３５】図１２を参照することで、本発明の磁気抵
抗ヘッド５００の製造方法９００を説明する。読み出し
部５０２は既に形成されたものとして、前記第１極５２
２の形成ステップ９０２から該方法は開始され、該ステ
ップに於いて、前記第２シールド５１０上面への書き込
みギャップ台座５２６及び後方ギャップ台座５３０の形
成を行う。これら台座はＮｉ55Ｆｅ45から形成され、マ
スキング及びメッキを経て蒸着される。次のステップ９
０４に於いて、前記第２誘電層５３４を前記第１極５２
２上に蒸着する。該第２誘電層５３４は、前記書き込み
ギャップ台座５２６及び後方ギャップ台座５３０を含ん
だ第１極５２２全体を被覆するように、先ずＡｌ2Ｏ3を
蒸着することによって形成する。次に、該Ａｌ2Ｏ3を、
前記書き込みギャップ台座５２６及び後方ギャップ台座
５３０のそれぞれの上面５２８，５３２が露出し平坦に
なるまで、化学機械研磨プロセス（ＣＭＰ）によって研
磨を行う。図１３を参照することにより、さらに明らか
なように、この研磨によって、平滑な面が、第２誘電層
５３４、並びに書き込みギャップ台座５２６及び後方ギ
ャップ台座５３０にわたって形成される。この平滑な面
の上に銅のメッキ給電層(seed layer)を蒸着する。該銅
のメッキ給電層(seed layer)によって、導電性基板が形
成され、該基板の上面にはその後のメッキ工程のところ
で、前記分割コイル５２０がメッキされる。
【００３６】次に、図１４に示されるように、酸化ケイ
素１１０２からなる層を蒸着するステップ９０６を引き
続き行う。その後、ステップ９０８に於いて、フォトレ
ジストの層を前記酸化ケイ素１１０２からなる層の上面
に蒸着し、さらにマスキングすることで、所望のコイル
パターンを現出させる。この構造は、図１５を参照する
ことによってより理解することができる。次に、ステッ
プ９１０に於いて、エッチングを行って、図１６に示さ
れるように、マスキングされたフォトレジストによって
現出した前記コイルパターンに従って、前記酸化ケイ素
１１０２を取り除く。その後、ステップ９１２に於い
て、前記第１コイル層５３６を蒸着する。この状態は図
１７に示される。次に、図１８に示されるように、ステ
ップ９１４において、Ａｌ2０3の薄層１５０２を蒸着し
て、前記電気絶縁性コイル分離層５４０を形成する。そ
の後、ステップ９１６に於いて、フォトレジスト層を剥
離することでコイルパターン領域のみにＡｌ2０3を残
す。さらに、図１９にも示されているように、ステップ
９１８に於いて、前記コイル接触パッド５４２，５４４
のところの前記電気絶縁性コイル分離層５４０をエッチ
ングする。
【００３７】ステップ９２０に於いて、銅からなる他の
層１７０２を、図２０に示すように蒸着する。該ステッ
プは、第２給電メッキ層を蒸着させ、全膜銅層をメッキ
することから構成されており、これによって該層１７０
２によって酸化ケイ素層１１０２並びにコイルパターン
領域のＡｌ2０3を被覆する。さらに図２１に示されるス
テップ９２２に於いて、化学機械研磨プロセス（ＣＭ
Ｐ）を十分な程度まで実行することで、平坦な上面を有
するそれぞれのコイル配線を形成する。その後、図２２
を参照することによって良く理解されるように、ステッ
プ９２４に於いて、前記酸化ケイ素層１１０２をエッチ
ング工程によって除去する。
【００３８】図８に示されるように、前記ヘッド製造方
法９００に於いて、このように形成された分割コイル５
２０は、さらにステップ９２６のところで、該分割コイ
ルを覆うように、コイル絶縁層５４６を蒸着する。該コ
イル絶縁層５４６は、前記コイル上に糸状に吐き出され
たフォトレジストである。前記フォトレジストをマスキ
ングし、前記後方ギャップ台座５３０及び前記コイル接
触パッド５４２，５４４を現出させる。前記フォトレジ
ストをその後硬化させることによって、緩やかな傾斜エ
ッジを形成する。ステップ９２８に於いて、非磁性で且
つ電気絶縁性の書き込みギャップ部材を、コイル絶縁層
５４６及び書き込みギャップ台座５２６を覆うように蒸
着させる。前記書き込みギャップ部材は、好ましくはＡ
ｌ2０3である。前記書き込みギャップ部材上には、前記
第２極５２４がステップ９３０に於いて形成される。該
第２極５２４は、好ましくはＮｉ45Ｆｅ55により形成さ
れ、前記後方ギャップ台座５３０に接触するようにメッ
キによって蒸着される。これによって、第１及び第２極
５２２、５２４の両者によって、前記磁気ヨーク５１８
が形成される。
【００３９】図示されていない本発明の他の実施例に於
いては、前記書き込みギャップ部材層は、該部材層が、
前記分割コイル５２０と前記第２誘電層５３４間に位置
するように、前記分割コイル形成前に形成されている。
この実施例は、分割コイルを用いて電流上昇時間を増す
ようにした前記実施例と実質的に同様に作用する。
【００４０】さらに、図示されていない本発明の他の実
施例によると、第１極５２２は、前記書き込みギャップ
台座及び前記後方ギャップ台座の一方又は両方を設ける
ことなしに、形成される。この実施例では、前記第１極
から前記コイルを分離するための誘電層を含まし得る
か、或いは、そのような分離を実現するための書き込み
ギャップ部材を用いることができる。
【００４１】要約すれば、本発明は、電流上昇時間の顕
著な増加をもたらす、根本的に異なるコイル構成を採用
した書き込み部を提供する。これによって、データレー
ト性能が相応に向上する。本発明は、ここに記載の実施
例によって説明されているが、本実施の形態の置換，変
形，並び替え及び均等を含めて、他の形態が可能である
ことは、本明細書を考慮し、図面を検討し、さらに本発
明を実施することから当業者にとって明らかであろう。
従って、ここに記載の実施例及び好ましき特徴は、本発
明の一つの例示と解釈されるべきであり、本発明は、本
発明の要旨及び範囲内に属する置換，変形，組み合わせ
及び均等を含む特許請求の範囲によって画されるべきで
ある。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明の分割コイル構造を
有する磁気書き込みヘッドによれば、データレート記録
性能を向上させつつ、磁気推進力及びデータ密度を十分
な程度に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(A)は、磁気データ格納システムの部分縦
断正面図である。図１(B)は、図１(A)におけるIB-IB線
に沿った部分平面図である。
【図２】図２は、図１に示す磁気ディスク駆動アッセン
ブリにおける従来のリード／ライトヘッドの断面図であ
る。
【図３】図３は、図２におけるIII-III線に沿った平面
図である。
【図４】図４は、図２におけるIＶ-IＶ線に沿ったＡＢ
Ｓ図である。
【図５】図５は、従来の書き込み部によって画される電
気回路の概略図である。
【図６】図６は、従来の書き込み部形成方法のプロセス
フローである。
【図７】図７は、ヨーク長さと磁束上昇時間との関係を
示すグラフである。
【図８】図８は、本発明のリード／ライトヘッドの断面
図である。
【図９】図９は、本発明の分割コイルの斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の書き込み部によって画さ
れる電気回路の概略図である。
【図１１】図１１(a)は、比較を行った従来のヘッドと
本発明のヘッドのそれぞれの電流上昇時間を示したグラ
フである。図１１(b)は、比較を行った従来のヘッドと
本発明のヘッドのそれぞれのデータレートを示したグラ
フである。
【図１２】図１２は、本発明の書き込み部の製造方法の
プロセスフローである。
【図１３】図１３は、本発明のリード／ライトヘッド形
成の中間段階に於ける最初のステップを示す断面図であ
る。
【図１４】図１４は、本発明のリード／ライトヘッド形
成の中間段階に於ける２番目のステップを示す断面図で
ある。
【図１５】図１５は、本発明のリード／ライトヘッド形
成の中間段階に於ける３番目のステップを示す断面図で
ある。
【図１６】図１６は、本発明のリード／ライトヘッド形
成の中間段階に於ける４番目のステップを示す断面図で
ある。
【図１７】図１７は、本発明のリード／ライトヘッド形
成の中間段階に於ける５番目のステップを示す断面図で
ある。
【図１８】図１８は、本発明のリード／ライトヘッド形
成の中間段階に於ける６番目のステップを示す断面図で
ある。
【図１９】図１９は、局所的エッチングを行う部位を示
した，本発明のコイルの平面図である。
【図２０】図２０は、本発明のリード／ライトヘッド形
成の中間段階に於ける７番目のステップを示す断面図で
ある。
【図２１】図２１は、本発明のリード／ライトヘッド形
成の中間段階に於ける８番目のステップを示す断面図で
ある。
【図２２】図２２は、本発明のリード／ライトヘッド形
成の中間段階に於ける９番目のステップを示す断面図で
ある。
【符号の説明】 ５００ 磁気抵抗ヘッド ５０２ 読み出し部 ５０４ 書き込み部 ５０８ 第１シールド ５１０ 第２シールド ５１２ 第１誘電層 ５１６ リードセンサー ５１７ 書き込みギャップ部 ５１８ 磁気ヨーク ５１９ 後方ギャップ部 ５２０ 分割コイル ５２２ 第１極 ５２４ 第２極 ５２６ 書き込みギャップ台座 ５３０ 後方ギャップ台座 ５３４ 第２誘電層 ５３６ 第１コイル層 ５３８ 第２コイル層 ５４０ 電気絶縁性コイル分離層 ５４２ コイル接触パッド ５４４ コイル接触パッド ５４６ コイル絶縁層 ５４８ ギャップ部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シャイ ジューペイ アメリカ合衆国 カリフォルニア 95138 サンホセ シャトーデュラック 3245 (72)発明者 トーマス マーク デイヴィッド アメリカ合衆国 カリフォルニア 95023 ホリスター ダンヴィルウェイ 6355 (72)発明者 ワン リー−チャン アメリカ合衆国 カリフォルニア 94538 フレモント リセダサークル 5445

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 並列経路のコイル構造を有する薄膜磁気
    書き込みヘッドであって、 閉鎖端部及び開放端部と、該閉鎖端部から前記開放端部
    に向かって延びる第１極及び第２極とを有し、前記第１
    極と前記第２極との間に内部空間を画する磁気ヨーク
    と、 前記磁気ヨークの前記内部空間を貫通して延びる部分を
    有し、さらに前記磁気ヨークに対して電気的に絶縁され
    た導電性コイルとを備え、 該コイルは、内側接触部及び外側接触部のそれぞれで終
    端し、且つ、前記コイルの少なくとも一部は、１箇所以
    上にわたり分割されることで、２以上の並列な電気経路
    を画することを特徴とする薄膜磁気書き込みヘッド。
  2. 【請求項２】 前記コイルは１箇所で分割されること
    で、２つの並列電気経路を画し、該並列電気経路は、前
    記内側接触部及び外側接触部により接合されていること
    を特徴とする請求項１記載の薄膜磁気書き込みヘッド。
  3. 【請求項３】 前記コイルは２箇所で分割されること
    で、３つの並列電気経路を画し、該並列電気経路は、相
    互に内側接触部及び外側接触部によって接合されている
    ことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気書き込みヘッ
    ド。
  4. 【請求項４】 前記コイルは、金属からなる扁平状に構
    成されたコイルであることを特徴とする請求項１から３
    の何れかに記載の薄膜磁気書き込みヘッド。
  5. 【請求項５】 前記コイルは、略同一の第１及び第２コ
    イル部に分割されており、該両コイル部は同心上に配設
    され、さらに前記内側接触部及び前記外側接触部におい
    て相互に接合されていることを特徴とする請求項１記載
    の薄膜磁気書き込みヘッド。
  6. 【請求項６】 前記第１及び第２コイル部は相互に隣接
    して配設され、さらに電気絶縁性部材によって離間され
    ていることを特徴とする請求項５記載の薄膜磁気書き込
    みヘッド。
  7. 【請求項７】 前記電気絶縁性部材がＡｌ2Ｏ3であるこ
    とを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気書き込みヘッ
    ド。
  8. 【請求項８】 前記コイルのピッチが２μｍ未満に設定
    されていることを特徴とする請求項１から７の何れかに
    記載の薄膜磁気書き込みヘッド。
  9. 【請求項９】 高密度データ記録用の薄膜磁気書き込み
    ヘッドであって、 開放端部と、該開放端部とは反対側に位置する閉鎖端部
    とを有し、前記開放端部と閉鎖端部と間に内部空間を画
    する磁気ヨークと、 並列電気接続の構成を有し、それぞれの一部が前記磁気
    ヨークの前記内部空間内を貫通している２以上の導電性
    コイルと、 前記磁気ヨークの内部空間の少なくとも一部に配設さ
    れ、前記磁気ヨークから前記導電性コイルを電気的に絶
    縁させる電気絶縁体とを備えていることを特徴とする薄
    膜磁気書き込みヘッド。
  10. 【請求項１０】 前記並列電気接続構成の前記コイルの
    それぞれと電気的に接合される一対の共通コイル接触部
    をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載の
    薄膜磁気書き込みヘッド。
  11. 【請求項１１】 前記コイルは、前記共通コイル接触部
    と接続している箇所を除いたところで、相互に電気的に
    分離されていることを特徴とする請求項１０記載の薄膜
    磁気書き込みヘッド。
  12. 【請求項１２】 前記コイルが２つ設けられていること
    を特徴とする請求項９記載の薄膜磁気書き込みヘッド。
  13. 【請求項１３】 前記コイルが３つ設けられていること
    を特徴とする請求項９記載の薄膜磁気書き込みヘッド。
  14. 【請求項１４】 薄膜磁気書き込みヘッドの製造方法で
    あって、 第１極を形成する工程と、 前記第１極の上面に第１誘電層を配設させる工程と、 前記第１誘電層の上面に、内方端部及び外方端部を有し
    た第１コイル層を形成する工程と、 前記内方端部及び外方端部に隣接する部分を露出させた
    状態で、前記第１コイル層を絶縁部材によって被覆する
    工程と、 前記絶縁部材を覆う第２コイル層を、該第２コイル層が
    前記第１コイル層の露出端部と接触するように、形成す
    る工程と、 前記第２コイル層を覆うように第２誘電層を配設させる
    工程と、 一部が前記第１極の一部と接触するように、前記第１極
    を覆う第２極を形成する工程とを含むことを特徴とする
    薄膜磁気書き込みヘッドの製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記第１及び第２極は、それぞれ、後
    方端部を有し、該第１及び第２極、該後方端部のところ
    においてのみ相互に接触していることを特徴とする請求
    項１４記載の薄膜磁気書き込みヘッドの製造方法。
  16. 【請求項１６】 前記第１及び第２磁の間において、該
    第１及び第２極の前記後方端部とは反対側に、電気絶縁
    性の部材からなる層を設ける工程をさらに含むことを特
    徴とする請求項１５記載の薄膜磁気書き込みヘッドの製
    造方法。
  17. 【請求項１７】 前記第１コイル層の前記内方端部及び
    外方端部のそれぞれのところに内側コイル接触パッド及
    び外側コイル接触パッドを形成する工程をさらに含むこ
    とを特徴とする請求項１４記載の薄膜磁気書き込みヘッ
    ドの製造方法。
  18. 【請求項１８】 前記第１コイル層は、前記内側コイル
    接触パッド及び外側コイル接触パッドのところで、前記
    第２コイル層と接触していることを特徴とする請求項１
    ７記載の薄膜磁気書き込みヘッドの製造方法。
  19. 【請求項１９】 前記絶縁部材は、先ず、前記第１コイ
    ル層の全面に配設され、その後、前記第１コイル層の前
    記内方端部及び外方端部に隣接する該第１コイル層の一
    部から該絶縁部材を局所的に除去する工程により形成さ
    れることを特徴とする請求項１４記載の薄膜磁気書き込
    みヘッドの製造方法。
  20. 【請求項２０】 前記第１及び第２コイル層は、銅を含
    む部材から形成され、前記絶縁部材がＡｌ2Ｏ3を含むこ
    とを特徴とする請求項１４記載の薄膜磁気書き込みヘッ
    ドの製造方法。
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