JP2001283409A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法

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韓 承▲埼▼
Minchin Mo
陳 茂民
Goo Haku
王 伯剛
Musa Dobekku Morris
ムサ ドベック モリス
Michael Sandler Gene
マイケル サンドラー ジェネ
Iko Jin
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オーバーライト特性を確保しつつ、記録処理
の高速化を実現可能な薄膜磁気ヘッドおよびその製造方
法を提供する。 【解決手段】 記録ギャップ層10上に、絶縁層12
(絶縁層部分12A)と隣接して非磁性材料よりなるス
ペーサ層16が配設され、記録ギャップ層10およびス
ペーサ層16の双方と隣接する上部ポールチップ14お
よびこの上部ポールチップ14と磁気的に連結された上
部ヨーク18が配設される。上部磁極30内における磁
束伝播の阻害傾向を抑制しつつスロートハイトTH1を
短縮することが可能となるため、スロートハイトTH1
の短縮に基づく記録処理の高速化とオーバーライト特性
の確保とを両立させることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録ヘッドを備え
た薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜磁気ヘッドでは、ディスクやテープ
などの記録媒体の表面を部分的に磁化することにより情
報が記録され、一方、記録媒体に記録された情報を磁気
的な変化として読み出すことにより情報が再生される。
【0003】図13は、一般的な薄膜磁気ヘッドの構成
例を表すものである。なお、図13では、薄膜磁気ヘッ
ドのうち、記録媒体180と対向する側と反対側の部分
の図示を省略している。この薄膜磁気ヘッドは、例え
ば、再生機能を担う再生ヘッド部と、記録機能を担う記
録ヘッド部とを備えている。再生ヘッド部は、主に、巨
大磁気抵抗効果(GMR;Giant Magneto Resistive )
を有する再生用の磁気抵抗効果(MR;magneto-resist
ive )素子160と、このMR素子160を周囲から磁
気的に分離する下部シールド層170および上部シール
ド層兼上部磁極(以下、単に「下部磁極」という。)1
50とを含んで構成されている。一方、記録ヘッド部
は、下部磁極150と、この下部磁極150と記録ギャ
ップ層110を挟んで対向配置された上部磁極130
と、下部磁極150と上部磁極130との間に絶縁層1
12を介して埋設され、渦巻状の巻線構造を有するコイ
ル120とを含んで構成されている。下部磁極150お
よび上部磁極130は、記録媒体180に対向する記録
媒体対向面(エアベアリング面)140に近い側の領域
の記録ギャップ層110近傍において互いに同一の微小
幅を有しており、これらの微小幅部分を含んで、記録ト
ラック幅を規定する磁極部分200が構成されている。
一方、下部磁極150および上部磁極130は、エアベ
アリング面140と反対側において互いに連結されてい
る(図示せず)。なお、図13では、コイル120のう
ち、2個の巻線のみを図示している。
【0004】この薄膜磁気ヘッドにおいて、コイル12
0により発生した磁束は、下部磁極150および上部磁
極130の内部を伝播してエアベアリング面140近傍
に到達し、磁極部分200の記録ギャップ層110近傍
において漏れ磁束として外部に放出される。この漏れ磁
束により、記録媒体180の表面が磁化され、情報が記
録される。
【0005】ところで、近年、記録媒体における単位面
積当たりの記録密度(面記録密度)を増加させると共
に、記録・再生処理を高速で実行するために、高線形分
解能を有し、かつ極狭幅型の磁極部分200を有する記
録ヘッド部の開発が要望されている。記録ヘッド部の磁
極部分200を極狭幅化させると、記録時における記録
媒体上の磁化領域(記録トラック幅)がより小さくなる
ため、記録媒体全体としての記録量が増加する。また、
記録ギャップ層110の厚みを薄くし、下部磁極150
と上部磁極130とを互いに近接させると、記録ギャッ
プ層110近傍に十分な磁界が発生することにより記録
ヘッド部の線形分解能が向上するため、記録媒体上にお
けるトラックの単位長さ当たりの記録量が増加し、この
観点においても記録量の増加に寄与する。
【0006】上記した磁極部分の極狭幅化,記録ギャッ
プ層の薄化および十分な磁界発生を実現可能な薄膜磁気
ヘッドの製造方法としては、例えば、下記のような先行
技術が既に提案されている。
【0007】例えば、米国特許第5283942号で
は、Chen等により、薄膜の平坦化に係る製造技術が
開示されている。この製造技術によれば、犠牲層を利用
することにより、表面が平坦になるように記録ギャップ
層を形成することが可能になる。
【0008】また、例えば、米国特許第5375023
号では、Ju等により、互いに位置がずれるように配設
された下部磁極および上部磁極と、これらの下部磁極お
よび上部磁極により挟まれた記録ギャップとを有する誘
導型薄膜ヘッドの製造技術が開示されている。
【0009】また、例えば、米国特許第5726841
号では、Tong等により、傾斜面を有し、狭トラック
幅で記録可能なトリム構造(磁極部分)の製造技術が開
示されている。
【0010】また、例えば、米国特許第5446613
号では、Rottmayer等により、記録ヘッド部と
再生ヘッド部とを備え、発熱を最小限にしつつ、低い電
流密度において下部磁極および上部磁極に大きな電流を
流すことが可能な複合型ヘッドの製造技術が開示されて
いる。
【0011】また、米国特許第5898548号では、
Dill等により、磁気的なトンネル接合を利用した磁
気抵抗効果型再生ヘッドの製造技術が開示されている。
この磁気抵抗効果型再生ヘッドにおけるシールド層は、
検出回路に電気的に接続するためのリードとしての機能
も兼ねる旨が紹介されている。
【0012】さらに、米国特許第5910870号で
は、石綿等により、絶縁性材料層および磁性材料層が積
層された積層構造を有する磁気抵抗効果型ヘッドの製造
技術が開示されている。この磁気抵抗効果型ヘッドで
は、磁性材料層が絶縁性材料層により周囲から電気的に
絶縁される旨が紹介されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た一連の先行技術が開示されているにもかかわらず、従
来は、以下のような理由により、薄膜磁気ヘッドの記録
処理を十分に高速化することが困難であるという問題が
あった。
【0014】すなわち、記録処理の高速化を実現させる
ためには、上記した線形分解能を向上させる他、例え
ば、薄膜磁気ヘッドの記録性能を決定するための重要な
因子のうちの1つであるスロートハイトを適正に短くす
る必要がある。この「スロートハイト」とは、コイル1
20を周囲から絶縁する絶縁層112からエアベアリン
グ面140までの距離として規定される。スロートハイ
トが大きすぎると、記録処理を実行するために大きな飽
和記録電流が必要となり、この飽和記録電流が大きくな
ると、記録対象トラックと隣接する隣接トラックに書き
込みが行われ、元々隣接トラックに記録されていた情報
が意図せず消去される不具合、すなわちサイドイレーズ
が生じてしまう。
【0015】従来の薄膜磁気ヘッドでは、スロートハイ
トを小さくすることにより、飽和記録電流の増大に起因
する不具合の発生を抑制すべく、例えば、絶縁層112
の配設領域をエアベアリング面140に近づく側にシフ
トさせると、上部磁極130うち、磁極部分200の一
部を構成する部分(磁極)の体積が小さくなる。磁極の
体積が小さくなると、その内部に収容可能な磁束量(磁
束収容量)が減少することに起因し、上部磁極130内
において磁束の伝播が阻害される。このような場合に
は、上部磁極130内を伝播する磁束がエアベアリング
面140まで十分に到達しにくくなるため、薄膜磁気ヘ
ッドのオーバーライト特性が低下してしまう。この「オ
ーバーライト特性」とは、低周波で記録済みの磁気情報
を新たに高周波で上書きする際の上書き特性である。こ
れらのことから、従来の薄膜磁気ヘッドでは、スロート
ハイトの短縮とオーバーライト特性の確保とを両立させ
ることが困難であり、オーバーライト特性を確保しよう
とすると、薄膜磁気ヘッドの記録処理に係る高速化が阻
害されることとなる。
【0016】なお、スロートハイトが大きすぎると、上
記した飽和記録電流の増大に係る不具合が生じる他、例
えば、薄膜磁気ヘッドの非線形シフト特性、すなわち記
録済みのディスク上に生じる磁界と新たな記録により生
じた磁界との干渉特性が低下してしまい、この点におい
てもオーバーライト特性の低下を招くこととなる。
【0017】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、オーバーライト特性を確保しつつ、
記録処理の高速化を実現可能な薄膜磁気ヘッドおよびそ
の製造方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の観点に係
る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、ギャップ層を介して互
いに対向すると共に記録媒体に面するように配置される
2つの磁極を有する互いに磁気的に連結された2つの磁
性層と、2つの磁性層の間に配設された薄膜コイルと、
薄膜コイルを2つの磁性層から絶縁する絶縁層とを有す
ると共に、2つの磁性層のうちの一方の磁性層が、記録
媒体の記録トラック幅を画定する一定幅を有する第1の
磁性層部分と、この第1の磁性層部分と磁気的に連結さ
れた第2の磁性層部分とを含む薄膜磁気ヘッドを製造す
るための方法であり、2つの磁性層のうちの他方の磁性
層上にギャップ層を形成する第1の工程と、ギャップ層
上に絶縁層を選択的に形成する第2の工程と、少なくと
もギャップ層を覆うように、フォトレジスト層を1.0
μm以上5.0μm以下の範囲内の厚さで形成する第3
の工程と、フォトレジスト層のうち、第1の領域を選択
的に露光する第4の工程と、第1の領域を現像して除去
することにより、フォトレジスト層に第1の開口領域を
選択的に形成する第5の工程と、第1の開口領域を有す
るフォトレジスト層をマスクとして用いて、第1の開口
領域に、ギャップ層および絶縁層の双方と隣接するよう
に、非磁性材料を用いてスペーサ層を選択的に形成する
第6の工程と、フォトレジスト層のうち、第1の領域周
辺の第2の領域を選択的に露光する第7の工程と、第2
の領域を現像して除去することにより、フォトレジスト
層に第2の開口領域を選択的に形成する第8の工程と、
第2の開口領域を有するフォトレジスト層を用いて、第
2の開口領域におけるギャップ層およびスペーサ層の双
方を覆うように、第1の磁性層部分を選択的に形成する
第9の工程と、第1の磁性層部分にオーバーラップして
磁気的に連結され、記録媒体に対向する記録媒体対向面
となる側に近い側の端縁の位置が第1の磁性層部分のう
ちの記録媒体対向面となる側に近い側の端縁の位置と一
致するように第2の磁性層部分を選択的に形成する第1
0の工程とを含むようにしたものである。
【0019】本発明の第1の観点に係る薄膜磁気ヘッド
は、ギャップ層を介して互いに対向すると共に記録媒体
に面するように配置される2つの磁極を有する互いに磁
気的に連結された2つの磁性層と、2つの磁性層の間に
配設された薄膜コイルと、薄膜コイルを2つの磁性層か
ら絶縁する絶縁層とを有するものであり、ギャップ層の
うち、2つの磁性層のうちの他方の磁性層と反対側の面
に隣接し、かつ絶縁層に隣接して配設された非磁性層材
料よりなるスペーサ層を備えると共に、2つの磁性層の
うちの一方の磁性層が、スペーサ層およびその周辺のギ
ャップ層の双方に隣接して配設され、記録媒体の記録ト
ラック幅を画定する一定幅を有する第1の磁性層部分
と、この第1の磁性層部分にオーバーラップして磁気的
に連結され、記録媒体に対向する記録媒体対向面に近い
側の端縁の位置が、第1の磁性層部分のうちの記録媒体
対向面に近い側の端縁の位置と一致するように配設され
た第2の磁性層部分とを含むようにしたものである。
【0020】本発明の第2の観点に係る薄膜磁気ヘッド
の製造方法は、ギャップ層を介して互いに対向すると共
に記録媒体に面するように配置される2つの磁極を有す
る互いに磁気的に連結された2つの磁性層と、2つの磁
性層の間に配設された薄膜コイルと、薄膜コイルを2つ
の磁性層から絶縁する絶縁層とを有すると共に、2つの
磁性層のうちの一方の磁性層が、記録媒体の記録トラッ
ク幅を画定する一定幅を有する第1の磁性層部分と、こ
の第1の磁性層部分と磁気的に連結された第2の磁性層
部分とを含む薄膜磁気ヘッドを製造するための方法であ
り、2つの磁性層のうちの他方の磁性層上にギャップ層
を形成する第1の工程と、ギャップ層上に絶縁層を選択
的に形成する第2の工程と、少なくともギャップ層を覆
うように、フォトレジスト層を3.0μm以上5.0μ
m以下の範囲内の厚さで形成する第3の工程と、フォト
レジスト層のうち、第1の領域を選択的に露光する第4
の工程と、第1の領域を現像して除去することにより、
フォトレジスト層に第1の開口領域を選択的に形成する
第5の工程と、第1の開口領域を有するフォトレジスト
層をマスクとして用いて、第1の開口領域に、ギャップ
層および絶縁層の双方と隣接するように、非磁性材料を
用いてスペーサ層を選択的に形成する第6の工程と、フ
ォトレジスト層のうち、第1の領域周辺の第2の領域を
選択的に露光する第7の工程と、第2の領域を現像して
除去することにより、フォトレジスト層に第2の開口領
域を選択的に形成する第8の工程と、第2の開口領域に
おけるギャップ層およびスペーサ層の双方を覆うよう
に、第1の磁性層部分を選択的に形成する第9の工程
と、第1の磁性層部分にオーバーラップして磁気的に連
結され、記録媒体に対向する記録媒体対向面となる側に
近い側の端縁が、第1の磁性層部分のうちの記録媒体対
向面となる側に近い側の端縁よりも、記録媒体対向とな
る側から離れて位置するように、第2の磁性層部分を選
択的に形成する第10の工程とを含むようにしたもので
ある。
【0021】本発明の第2の観点に係る薄膜磁気ヘッド
は、ギャップ層を介して互いに対向すると共に記録媒体
に面するように配置される2つの磁極を有する互いに磁
気的に連結された2つの磁性層と、2つの磁性層の間に
配設された薄膜コイルと、薄膜コイルを2つの磁性層か
ら絶縁する絶縁層とを有するものであり、ギャップ層の
うち、2つの磁性層のうちの他方の磁性層と反対側の面
に隣接し、かつ絶縁層に隣接して配設された非磁性層材
料よりなるスペーサ層を備えると共に、2つの磁性層の
うちの一方の磁性層が、スペーサ層およびギャップ層の
双方と隣接するように配設され、記録媒体の記録トラッ
ク幅を画定する一定幅を有する第1の磁性層部分と、こ
の第1の磁性層部分と磁気的に連結され、記録媒体に対
向する記録媒体対向面に近い側の端縁が、第1の磁性層
部分のうちの記録媒体対向面に近い側の端縁よりも、記
録媒体対向面から離れて位置するように配設された第2
の磁性層部分とを含むようにしたものである。
【0022】本発明の第1の観点に係る薄膜磁気ヘッド
またはその製造方法では、ギャップ層のうち、2つの磁
性層のうちの他方の磁性層と反対側の面に隣接し、かつ
絶縁層に隣接するように非磁性材料よりなるスペーサ層
が形成され、このスペーサ層およびギャップ層の双方に
隣接するように第1の磁性層部分が形成される。そし
て、第1の磁性層部分にオーバーラップして磁気的に連
結され、記録媒体に対向する記録媒体対向面となる側に
近い側の端縁の位置が第1の磁性層部分のうちの記録媒
体対向面となる側に近い側の端縁の位置と一致するよう
に第2の磁性層部分が形成されることにより、2つの磁
性層のうちの一方の磁性層が形成される。これにより、
2つの磁性層のうちの一方の磁性層内における磁束の伝
播を抑制することによりオーバーライト特性を適正に確
保しつつ、薄膜磁気ヘッドの性能を決定する因子のうち
の1つであるスロートハイト(スペーサ層と記録媒体対
向面との間の距離)を調整することが可能となる。
【0023】本発明の第2の観点に係る薄膜磁気ヘッド
またはその製造方法では、ギャップ層のうち、2つの磁
性層のうちの他方の磁性層と反対側の面に隣接し、かつ
絶縁層に隣接するように非磁性材料よりなるスペーサ層
が形成され、このスペーサ層およびギャップ層の双方に
隣接するように第1の磁性層部分が形成される。そし
て、第1の磁性層部分にオーバーラップして磁気的に連
結され、記録媒体に対向する記録媒体対向面となる側に
近い側の端縁が第1の磁性層部分のうちの記録媒体対向
面となる側に近い側の端縁よりも記録媒体対向面となる
側から離れて位置するように形成されることにより、2
つの磁性層のうちの一方の磁性層が形成される。これに
より、2つの磁性層のうちの一方の磁性層内における磁
束の伝播を抑制することによりオーバーライト特性を適
正に確保しつつ、薄膜磁気ヘッドの性能を決定する因子
のうちの1つであるスロートハイトを調整することが可
能となると共に、第2の磁性層部分が記録媒体対向面に
近いことに起因して生じる不具合(サイドイレーズ)の
発生を抑制することが可能となる。
【0024】本発明の第1の観点に係る薄膜磁気ヘッド
またはその製造方法ならびに第2の観点に係る薄膜磁気
ヘッドまたはその製造方法では、スペーサ層の形成材料
としてニッケル銅,パラジウム銅,酸化アルミニウム,
タンタルのいずれかを用い、その厚みが0.3μm以上
0.8μm以下の範囲内および長さが0.5μm以上
1.0μm以下の範囲内とするのが好ましい。
【0025】また、本発明の第1の観点に係る薄膜磁気
ヘッドまたはその製造方法ならびに第2の観点に係る薄
膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、第1の磁性層部
分の形成材として窒化鉄,窒化鉄アルミニウム,窒化鉄
タンタル,コバルトニッケル鉄のいずれかを用い、その
厚みが0.3μm以上3.0μm以下の範囲内および長
さが3.0μm以上6.0μm以下の範囲内とするのが
好ましい。
【0026】また、本発明の第1の観点に係る薄膜磁気
ヘッドまたはその製造方法ならびに第2の観点に係る薄
膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、第2の磁性層部
分の形成材料として窒化鉄,窒化鉄アルミニウム,窒化
鉄タンタル,コバルト鉄バナジウムのいずれかを用い、
その厚みが0.5μm以上3.0μm以下の範囲内とす
るのが好ましい。
【0027】また、本発明の第1の観点に係る薄膜磁気
ヘッドの製造方法ならびに第2の観点に係る薄膜磁気ヘ
ッドまたはその製造方法では、さらに、他方の磁性層を
挟んで一方の磁性層と反対側に、巨大磁気抵抗効果を有
する磁気抵抗効果素子を配設するようにしてもよい。こ
のような場合には、他方の磁性層が、磁気抵抗効果素子
をその周辺から磁気的に分離する機能を含んで用いられ
るようにしてもよい。
【0028】また、本発明の第2の観点に係る薄膜磁気
ヘッドまたその製造方法では、第2の磁性層部分のう
ち、記録媒体対向面となる側に近い側の端縁が、第1の
磁性層部分のうちの記録媒体対向面となる側に近い側の
端縁よりも、記録媒体対向となる側から0.15μm以
上1.5μmの範囲内だけ離れて位置するようにするの
が好ましい。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
【0030】[第1の実施の形態] <薄膜磁気ヘッドの構成>まず、図1および図2を参照
して、本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド
としての複合型薄膜磁気ヘッドの概略構成について説明
する。図1は本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの要部
の断面構成を表し、図2は図1に示した断面構成に対応
する斜視構成を表している。なお、図2では、図1に示
した構成要素のうちの一部を適宜省略すると共に、図1
に示していない構成要素(下部磁極50)を新たに追加
している。図1および図2に示した薄膜磁気ヘッドにお
いて、図示した要部構成以外の構成は、例えば、上記
「従来の技術」の項において説明した図13の場合と同
様である。
【0031】この薄膜磁気ヘッドは、主に、下部磁極5
0と、下部磁極50上に配設された記録ギャップ層10
と、記録ギャップ層10の上方に配設された磁束発生用
のコイル20と、記録ギャップ層10上に配設され、コ
イル20をその周囲から電気的に分離する絶縁層12
と、記録ギャップ層10上に、絶縁層12と隣接して配
設されたスペーサ層16と、スペーサ層16およびその
周辺の記録ギャップ層10を覆うように配設された上部
ポールチップ14と、上部ポールチップ14および絶縁
層12を覆うように配設された上部ヨーク18とを含ん
で構成されている。この薄膜磁気ヘッドにおいて、上部
磁極30は、上部ポールチップ14および上部ヨーク1
8の集合体として構成されている。
【0032】ここで、下部磁極50が本発明における
「2つの磁性層のうちの他方の磁性層」の一具体例に対
応し、上部ポールチップ14が本発明における「第1の
磁性層部分」の一具体例に対応し、上部ヨーク18が本
発明における「第2の磁性層部分」の一具体例に対応
し、上部磁極30が本発明における「2つの磁性層のう
ちの一方の磁性層」の一具体例に対応する。
【0033】下部磁極50は、例えば、記録ヘッド部に
おいて磁束の伝播経路として機能する他、再生ヘッド部
において、MR素子(磁気抵抗効果素子;図示せず,図
13参照)をその周囲から磁気的に分離する機能も兼ね
ている。
【0034】記録ギャップ層10は、例えば、酸化アル
ミニウム(Al2 3 ;以下、単に「アルミナ」とい
う)などの非磁性材料により構成されている。
【0035】コイル20は、例えば、2層構造を有し、
渦巻状の巻線構造を有する1層目のコイル20Aおよび
2層目のコイル20Bを含んで構成されている。
【0036】絶縁層12は、例えば、記録ギャップ層1
0上に配設された絶縁層部分12Aと、この絶縁層部分
12A上に配設され、1層目のコイル20Aを埋設する
絶縁層部分12Bと、この絶縁層部分12B上に配設さ
れ、2層目のコイル20Bを埋設する絶縁層部分12C
とを含んで構成されている。
【0037】スペーサ層16は、非磁性材料、例えばニ
ッケル銅(NiCu),パラジウム銅(PdCu),ア
ルミナ,タンタル(Ta)のいずれかにより構成されて
いる。スペーサ層16の厚みは約0.3μm〜0.8μ
mであり、長さ(図1中、スペーサ層16の延在方向に
おける距離)は約0.5μm〜1.0μmである。スペ
ーサ層16の表面(記録ギャップ層10と反対側の表
面)の位置は、絶縁層部分12Aの表面の位置よりも低
くなっている。
【0038】上部ポールチップ14は、記録媒体の記録
トラック幅を画定する微小な一定幅を有しており、磁性
材料、例えば窒化鉄(FeN),窒化鉄アルミニウム
(FeAlN),窒化鉄タンタル(FeTaN),コバ
ルトニッケル鉄(CoNiFe)のいずれかにより構成
されている。上部ポールチップ14の厚みは、約0.3
μm〜3.0μm,より好ましくは約0.5μm〜3.
0μmであり、長さは約3.0μm〜6.0μmであ
る。上部ポールチップ14の表面の位置は、例えば、絶
縁層部分12Aの表面の位置と一致している。
【0039】上部ヨーク18は、上部ポールチップ14
にオーバーラップして磁気的に連結されており、例え
ば、そのエアベアリング面40に近い側の端縁(以下、
単に「前端」という)の位置は、上部ポールチップ14
の前端の位置と一致している。上部ヨーク18のうち、
例えば、上部ポールチップ14に対応する部分は、上部
ポールチップ14の幅と同様の一定幅を有しており、そ
れ以外の部分(図示せず)は、コイル20により発生し
た磁束を収容すべく、上部ポールチップ14の幅よりも
大きな幅を有している。この上部ヨーク18は、磁性材
料、例えば窒化鉄,窒化鉄アルミニウム,窒化鉄タンタ
ル,コバルト鉄バナジウムのいずれかにより構成されて
おり、その厚みは約0.5μm〜3.0μm,より好ま
しくは約1.5μm〜3.0μmである。
【0040】この薄膜磁気ヘッドでは、下部磁極50お
よび上部磁極30(上部ヨーク18)のうち、それぞれ
のエアベアリング面40と反対側の端部(図示せず)が
互いに磁気的に連結されており、下部磁極50および上
部磁極30により磁束の伝播経路、すなわち磁路が構成
されている。スペーサ層16の前端の位置は、薄膜磁気
ヘッドの記録特性を決定する因子のうちの1つであるス
ロートハイト(TH;Throat Height ;以下、本実施の
形態に係る薄膜磁気ヘッドにおけるスロートハイトを
「TH1」と表記する)を決定するためのスロートハイ
トゼロ位置(TH0位置)である。スロートハイトTH
1は、スペーサ層16の端縁の位置(TH0位置)から
エアベアリング面40までの距離として規定される。
【0041】<薄膜磁気ヘッドの動作>この薄膜磁気ヘ
ッドでは、情報の記録動作時において、図示しない外部
回路を通じてコイル20(20A,20B)に電流が流
れると、これに応じて磁束が発生する。このとき発生し
た磁束は、上部磁極30の上部ヨーク18に収容された
のち、上部ヨーク18内を伝播することによりそのエア
ベアリング面40側の先端へ到達すると共に、上部ポー
ルチップ14へ流入する。上部ポールチップ14へ流入
した磁束は、上部ヨーク18の場合と同様に、上部ポー
ルチップ14内を伝播することによりその先端へ到達す
る。上部ポールチップ14および上部ヨーク18の先端
に到達した磁束により、記録ギャップ層10近傍の外部
に記録用の信号磁界が発生する。この信号磁界により、
記録媒体が部分的に磁化され、情報が記録される。
【0042】一方、情報の再生動作時においては、MR
膜(図13参照)にセンス電流を流す。MR膜の抵抗値
は、磁気記録媒体からの再生信号磁界に応じて変化する
ため、その抵抗変化をセンス電流の変化によって検出す
ることにより、磁気記録媒体に記録されている情報が読
み出され、再生される。
【0043】<薄膜磁気ヘッドの製造方法>次に、図1
〜図9を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド
としての複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明
する。図3〜図9は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法を説明するものであり、エアベアリング面
に垂直な断面を表している。図3〜図9では、薄膜磁気
ヘッドの製造工程のうち、主に、記録ヘッド部の要部の
製造工程について示している。なお、以下の説明では、
図3〜図9の他、図1および図2を適宜参照するものと
する。
【0044】本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造
方法では、薄膜プロセスを用いて、MR素子およびこれ
を外部から磁気的に分離するための上部シールド層兼下
部磁極(下部磁極50)を含む再生ヘッド部(図2,図
13参照)を形成したのち、まず、下部磁極50上に、
図3に示したように、例えば蒸着法により、例えばアル
ミナよりなる記録ギャップ層10を約80nm〜500
nmの厚みで形成する。
【0045】次に、記録ギャップ層10上に、絶縁層1
2の一部をなす絶縁層部分12Aを選択的に形成する
(図1,図2参照)。次に、絶縁層部分12A上に1層
目のコイル20Aを選択的に形成したのち、このコイル
20Aおよびその周辺の絶縁層部分12Aを覆うよう
に、絶縁層12の他の一部をなす絶縁層部分12Bを形
成する。次に、絶縁層部分12B上に2層目のコイル2
0Bを形成したのち、このコイル20Bおよびその周辺
の絶縁層部分12Bを覆うように、絶縁層12のさらに
他の一部をなす絶縁層部分12Cを選択的に形成する。
この結果、絶縁層12(絶縁層部分12A,12B,1
2C)によりコイル20(コイル20A,20B)が埋
設される。
【0046】次に、図3に示したように、記録ギャップ
層10上にフォトレジストを塗布することにより、フォ
トレジスト層22を約1.0μm〜5.0μmの厚みで
形成する。
【0047】次に、図4に示したように、フォトレジス
ト層22のうち、後工程においてスペーサ層16(図6
参照)が形成されることとなる領域(第1の領域22
A)を選択的に露光する。
【0048】次に、第1の領域22Aを現像して選択的
に除去することにより、図5に示したように、フォトレ
ジスト層22に第1の開口領域24を選択的に形成す
る。第1の露光領域24を形成する際には、記録ギャッ
プ層10および絶縁層12(絶縁層部分12A,図5で
は図示せず)の双方が露出するようにする。
【0049】次に、図6に示したように、例えば蒸着法
により、フォトレジスト層22における第1の開口領域
24に、記録ギャップ層10および絶縁層12(絶縁層
部分12A)の双方と隣接するように、非磁性材料、例
えばニッケル銅,パラジウム銅,アルミナ,タンタルの
いずれかよりなるスペーサ層16を選択的に形成する。
スペーサ層16を形成する際には、例えば、約0.3μ
m〜0.8μmの厚み,約5.0μm〜7.0μmの幅
(図6中、奥行き方向の距離)および約0.5μm〜
1.0μmの長さを有するようにすると共に、その表面
の位置が絶縁層部分12Aの表面の位置よりも低くなる
ようにする。
【0050】次に、図6に示したように、フォトレジス
ト層22のうち、後工程において上部ポールチップ14
(図8参照)の一部が形成されることとなる領域(第2
の領域22B)を選択的に露光する。
【0051】次に、第2の領域22Bを現像して選択的
に除去することにより、図7に示したように、フォトレ
ジスト層22(図7では示せず)に第2の開口領域23
を選択的に形成する。第2の開口領域23を形成する際
には、記録ギャップ層10が露出するようにする。
【0052】次に、図8に示したように、例えばめっき
処理または蒸着法により、フォトレジスト層22におけ
る第2の開口領域23に露出した記録ギャップ層10お
よびスペーサ層16の双方を覆うように、磁性材料、例
えば窒化鉄,窒化鉄アルミニウム,窒化鉄タンタル,コ
バルトニッケル鉄のいずれかよりなる上部ポールチップ
14を選択的に形成する。この上部ポールチップ14
は、上部磁極30の一部をなすものである。上部ポール
チップ14を形成する際には、例えば、0.3μm〜
3.0μm,より好ましくは0.5μm〜3.0μmの
厚みおよび約3.0μm〜6.0μmの長さを有するよ
うにすると共に、例えば、その表面の位置が絶縁層部分
12A(図8では図示せず)の表面の位置と一致するよ
うにする。
【0053】次に、図9に示したように、例えば蒸着法
により、上部ポールチップ14および絶縁層12を覆う
ように、磁性材料、例えば窒化鉄,窒化鉄アルミニウ
ム,窒化鉄タンタル,コバルト鉄バナジウムのいずれか
よりなる上部ヨーク18を選択的に形成する。この上部
ヨーク18は、上部磁極30の他の一部をなすものであ
る。上部ヨーク18を形成する際には、例えば、約0.
5μm〜3.0μm,より好ましくは約1.5μm〜
3.0μmの厚みおよび上部ポールチップ14の幅に対
して両幅方向に約0.5μmずつ大きい幅(図2参照)
を有するようにすると共に、例えば、その前端の位置
が、上部ポールチップ14の前端の位置と一致するよう
にする。上部ヨーク18は、上部ポールチップ14にオ
ーバーラップして磁気的に連結される。これにより、上
部ポールチップ14および上部ヨーク18により構成さ
れた上部磁極30が形成され、薄膜磁気ヘッドにおける
記録ヘッド部の要部の形成が完了する。
【0054】<本実施の形態の作用および効果>本実施
の形態に係る薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法によれ
ば、記録ギャップ層10上に絶縁層12(絶縁層部分1
2A)と隣接して非磁性材料よりなるスペーサ層16が
配設されたのち、記録ギャップ層10およびスペーサ層
16の双方と隣接する上部ポールチップ14およびこの
上部ポールチップ14と磁気的に連結された上部ヨーク
18が配設される。このような場合には、以下のような
理由により、スペーサ層16を配設しない場合とは異な
り、オーバーライト特性を確保しつつ、薄膜磁気ヘッド
の記録処理の高速化を実現することができる。
【0055】すなわち、スペーサ層16を配設しない従
来の場合(図13参照)には、上記「発明が解決しよう
とする課題」の項で説明したように、薄膜磁気ヘッドの
記録特性を高速化すべく、絶縁層112の配設領域を変
更することによりスロートハイトを小さくすると、飽和
記録電流量に係る不具合が改善される一方、上部磁極1
30において磁束収容量が部分的に減少するため、上部
磁極130内における磁束の伝播が阻害され、オーバー
ライト特性が低下してしまう。もちろん、オーバーライ
ト特性の低下を回避すべく、スロートハイトを大きくす
ると、オーバーライト特性が向上する一方、記録特性の
高速化が阻害されることとなる。このような場合には、
スロートハイトの短縮とオーバーライト特性の確保とを
両立させることが困難であり、オーバーライト特性を確
保しようとすると、薄膜磁気ヘッドの記録処理を高速化
することが困難となる。
【0056】これに対して、本実施の形態では、コイル
20を埋設する絶縁層12ではなく、絶縁層12に隣接
して配設されたスペーサ層16の配設領域によりスロー
トハイトTH1が規定される。すなわち、スロートハイ
トTH1を短くしたい場合には、絶縁層12の配設領域
を変更する必要はなく、前端がエアベアリング面40に
近づくようにスペーサ層16の配設領域を拡張すればよ
い。この場合、スペーサ層16の配設領域を拡張したと
しても、上部ポールチップ14のうち、スペーサ層16
の上方部分において磁束収容量が確保されるため、上部
磁極30内における磁束伝播の阻害傾向が抑制される。
したがって、スロートハイトの短縮およびオーバーライ
ト特性の確保を両立させることが可能となるため、オー
バーライト特性を確保しつつ、薄膜磁気ヘッドにおける
記録処理の高速化を実現することが可能となる。
【0057】さらに、本実施の形態では、スロートハイ
トの短縮に応じて、飽和記録電流の増大に起因する不具
合の発生が抑制されるため、飽和記録電流が大きい場合
に生じるサイドイレーズの発生を抑制することができる
と共に、スロートハイトが大きい場合に生じる薄膜磁気
ヘッドの非線形シフト特性の低下を抑制することができ
る。
【0058】また、本実施の形態では、スペーサ層16
を覆うように上部ポールチップ14を配設したので、以
下のような理由により、上記した上部磁極30内におけ
る磁束収容量の確保以外の要因によっても磁束の阻害傾
向が抑制され、オーバーライト特性の低下の抑制に寄与
する。すなわち、上部ポールチップ14と上部ヨーク1
8との接触面は、上部ヨーク18から上部ポールチップ
14に磁束が流入する際の流入口に相当する。接触面の
面積が小さいと、上部ヨーク18から上部ポールチップ
14への磁束の流入が阻害されてしまう。本実施の形態
では、スロートハイトTH1を適正に小さくすべく、ス
ペーサ層16の配設領域をエアベアリング面40に近い
側に拡張させた場合においても、上部ポールチップ14
と上部ヨーク18との接触面積が変化しないため、上部
ヨーク18から上部ポールチップ14に磁束が流入する
際の阻害傾向が抑制される。
【0059】また、本実施の形態では、上部磁極30内
における磁束収容量が適正に確保されるため、スペーサ
層16が上部ポールチップ14により覆われ、この上部
ポールチップ14に上部ヨーク18が磁気的に連結され
ている限り、上部ポールチップ14および上部ヨーク1
8の形状が限定されることない。このため、上部ポール
チップ14および上部ヨーク18の形状に係る自由度を
拡張させ、薄膜磁気ヘッドの各種特性に係る要請等に応
じて上部磁極30の形状を自由に変更することができ
る。
【0060】また、本実施の形態では、別個に形成され
た上部ポールチップ14および上部ヨーク18の集合体
として上部磁極30を構成しているので、以下のような
理由により、上部磁極30を単体として構成する場合よ
りも、上部磁極30を高精度に形成することができる。
すなわち、例えば、フォトレジスト層に開口部を形成し
たのち、この開口部を有するフォトレジスト層を用いて
めっき処理により上部磁極30を単体として形成する場
合には、上部磁極30の形成精度はフォトレジスト層の
厚みに依存することとなる。なぜなら、開口部を形成す
るためにフォトレジスト層を選択的に露光する際には、
フォトレジスト層の厚みが大きいほど、下地から散乱す
る反射光等の影響により露光領域が拡張または縮小する
可能性が生じ、フォトレジスト層のうちの開口部が形成
されることとなる領域を正確に露光することが困難にな
るからである。本実施の形態では、上部ポールチップ1
4および上部ヨーク18をそれぞれ形成する際に必要な
フォトレジスト層の厚みは、上部磁極30を単体として
形成する際に要するフォトレジスト層の厚みよりも小さ
くなるため、上部ポールチップ14および上部ヨーク1
8により構成される上部磁極30の形成精度は、単体の
上部磁極30の形成精度よりも向上する。
【0061】また、本実施の形態では、上記した一連の
効果を生じ得る主な構成要素、すなわちスペーサ16,
上部ポールチップ14および上部ヨーク18等を形成す
るために、既存の形成手法と異なる新たな形成手法を要
しないので、既存の薄膜プロセスを用いて本実施の形態
に係る薄膜磁気ヘッドを容易に製造することができる。
【0062】[第2の実施の形態]次に、図10および
図11を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る薄
膜磁気ヘッドとしての複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法
について説明する。図10は本実施の形態に係る薄膜磁
気ヘッドの要部の断面構成を表し、図11は図10に示
した断面構成に対応する斜視構成を表している。なお、
図11では、図10に示した構成要素のうちの一部を適
宜省略すると共に、図10に示していない新たな構成要
素(下部磁極50)を追加している。図10および図1
1において、上記第1の実施の形態における構成要素と
同一の部分には同一の符号を付している。
【0063】本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、
上部ヨーク18の前端の位置が上部ポールチップ14の
前端の位置と一致していた上記第1の実施の形態の場合
とは異なり、上部ヨーク18の前縁が上部ポールチップ
14の前端よりも約0.15μm〜1.5μmだけエア
ベアリング40から離れて位置(リセス)している。上
部ヨーク18のうち、上部ポールチップ14に対応する
部分の幅は、例えば、上部ポールチップ14の幅と一致
している。スペーサ層16の長さは、例えば、上記第1
の実施の形態の場合(約0.5μm〜1.0μm)より
も大きく、約0.5μm〜1.5μmの範囲内である。
なお、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、上
記した点以外の構成は、例えば上記第1の実施の形態の
場合(図1,図2参照)と同様である。
【0064】この薄膜磁気ヘッドでは、例えば、スペー
サ層16の長さ(約0.5μm〜1.0μm)が上記第
1の実施の形態の場合(約0.5μm〜1.5μ)より
も大きくなっており、スペーサ層16の前端の位置がエ
アベアリング面40に近い側にシフトしている。すなわ
ち、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおけるスロー
トハイトTH2は、上記第1の実施の形態の場合のスロ
ートハイトTH1より小さくなっている(TH2<TH
1)。
【0065】次に、図12を参照して、本実施の形態に
係る薄膜磁気ヘッドとしての複合型薄膜磁気ヘッドの製
造方法について説明する。図12は、本実施の形態に係
る薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明するものであり、エ
アベアリング面に垂直な断面を表している。図12で
は、薄膜磁気ヘッドの製造工程のうち、主に、記録ヘッ
ド部の要部の製造工程について示している。なお、以下
の説明では、図12の他、上記「従来の技術」の項およ
び上記第1の実施の形態において薄膜磁気ヘッドの製造
方法を説明する際に使用した図面(図1〜図8)を適宜
参照すると共に、主に、上記第1の実施の形態における
薄膜磁気ヘッドの製造方法と異なる点に言及して説明す
る。
【0066】本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造
方法では、薄膜プロセスを用いて再生ヘッド部(MR素
子,下部磁極50等),記録ギャップ層10,コイル2
0(コイル20A,20B)および絶縁層12(絶縁層
部分12A、12B,12C)を形成したのち(図1,
図3参照)、記録ギャップ層30上にフォトレジストを
塗布することにより、フォトレジスト層22を約3.0
μm〜5.0μmの厚みで形成する。
【0067】次に、フォトレジスト層22のうちの第1
の領域22Aを選択的に露光したのち、第1の領域22
Aを現像して選択的に除去することにより、フォトレジ
スト層22に第1の開口領域24を選択的に形成する。
(図4,図5参照)。
【0068】次に、フォトレジスト層22における第1
の開口領域24に、記録ギャップ層10および絶縁層部
分12Aの双方と隣接するように、スペーサ層16を例
えば約0.5μm〜1.5μmの長さで選択的に形成す
る(図12参照)。
【0069】次に、フォトレジスト層22のうちの第2
の領域22Bを選択的に露光したのち、第2の領域22
Bを現像して選択的に除去することにより、フォトレジ
スト層22に第2の開口領域23を選択的に形成する
(図6,図7参照)。
【0070】次に、フォトレジスト層22における第2
の開口領域23に、スペーサ層16およびその周辺の記
録ギャップ層30と隣接するように、上部ポールチップ
14を例えば約3.0μm〜5.0μmの幅で選択的に
形成する(図12参照)。
【0071】次に、上部ポールチップ14および絶縁層
12を覆うように上部ヨーク18を選択的に形成する
(図12参照)。上部ヨーク18を形成する際には、例
えば、その幅が上部ポールチップ14の幅と一致するよ
うにすると共に、そのエアベアリング面40に近い側の
端縁が、上部ポールチップ14のうちのエアベアリング
面40に近い側の端縁の位置よりも、リセス距離Lだけ
エアベアリング面40から離れて位置するようにする。
リセス距離Lとしては、例えば、約0.15μm〜1.
5μmの範囲内とするのが好ましい。これにより、上部
ポールチップ14および上部ヨーク18により構成され
た上部磁極30が形成され、薄膜磁気ヘッドにおける記
録ヘッド部の要部が完成する。
【0072】本実施の形態では、上部ヨーク18の前側
が、上部ポールチップ14の前端よりもエアベアリング
面40からリセスするようにしたので、上部ポールチッ
プ14の前端と上部ヨーク18の前端とが互いに一致し
ていた上記第1の実施の形態の場合よりも、エアベアリ
ング面40を構成する上部磁極30の端面、すなわち磁
束の放出口が小さくなる。これにより、上部磁極30か
らエアベアリング面40に磁束が過剰に放出されること
が抑制されるため、上記第1の実施の形態の場合より
も、磁束の過剰放出に起因するサイドイレーズの発生を
抑制することができる。このような場合には、特に、リ
セス距離Lを約0.15μm〜1.5μmの範囲内とす
ることで上部ポールチップ14と上部ヨーク18との接
触面積が適正に確保されるため、上部ヨーク18をリセ
スさせた場合においても上部磁極30内における磁束の
阻害傾向が抑制され、サイドイレーズの発生を抑制しつ
つ、オーバーライト特性を確保することができる。
【0073】なお、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド
またはその製造方法における上記以外の動作,作用,効
果および製造方法の詳細等は、上記第1の実施の形態の
場合と同様である。
【0074】以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発
明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定さ
れず、種々の変形が可能である。例えば、上記各実施の
形態において説明した薄膜磁気ヘッドの構成は、必ずし
もこれに限られるものではなく、スペーサ層16により
スロートハイトTH(TH1,TH2)を調整すること
ができると共に、上部ポールチップ14と上部ヨーク1
8との接触面積が適正に確保され、上部磁極30内にお
ける磁束伝播の阻害傾向が抑制されることによりオーバ
ーライト特性の低下を抑制することができる限り、自由
に変更可能である。もちろん、薄膜磁気ヘッドの製造方
法において用いる材料および製造手法等もまた、上記の
効果を得ることが可能な限りにおいて自由に変更可能で
ある。
【0075】また、例えば、上記各実施の形態では、複
合型薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明したが、本
発明は、書き込み用の誘導型磁気変換素子を有する記録
専用の薄膜磁気ヘッドや、記録・再生兼用の誘導型磁気
変換素子を有する薄膜磁気ヘッドにも適用することがで
きる。また、本発明は、書き込み用の素子と読み出し用
の素子の積層順序を逆転させた構造の薄膜磁気ヘッドに
も適用することができる。
【0076】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし請
求項14のいずれか1項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造
方法または請求項15ないし請求項28のいずれか1項
に記載の薄膜磁気ヘッドによれば、ギャップ層上に絶縁
層32に隣接して非磁性材料よりなるスペーサ層が配設
されたのち、ギャップ層およびスペーサ層の双方と隣接
する第1の磁性層部分およびこの第1の磁性層部分と磁
気的に連結された第2の磁性層部分が配設されるように
している。このような場合には、スペーサ層を配設しな
い場合とは異なり、2つの磁性層のうちの一方の磁性層
内における磁束の伝播の阻害傾向を抑制しつつ、薄膜磁
気ヘッドの記録特性を決定する因子のうちの1つである
スロートハイトをスペーサ層の配設領域に応じて調整す
ることが可能になるため、オーバーライト特性を確保し
つつ、薄膜磁気ヘッドの記録処理を高速化することがで
きる。
【0077】また、請求項29ないし請求項43のいず
れか1項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法または請求
項44ないし請求項58のいずれか1項に記載の薄膜磁
気ヘッドによれば、第2の磁性層部分のうちの記録媒体
対向面に近い側の端縁が、第1の磁性層部分における記
録媒体対向面に近い側の端縁よりも、記録媒体対向面か
ら離れて位置するようにしたので、第1の磁性層部分お
よび第2の磁性層部分の双方の記録媒体対向面に近い側
の端縁の位置が互いに一致している場合よりも、2つの
磁性層のうちの一方の磁性層のうち、記録媒体対向面に
おける磁束の放出口が小さくなり、記録媒体対向面にお
いて一方の磁性層から磁束が過剰に放出されることが抑
制される。したがって、オーバーライト特性を適正に確
保しつつ記録処理を高速化することができると共に、サ
イドイレーズの発生をより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドにおける要部の断面構成を表す断面図である。
【図2】図2に示した断面構成に対応する斜視構成を表
す斜視図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法における一工程を説明するための断面図で
ある。
【図4】図3に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図5】図4に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図6】図5に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図7】図6に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図8】図7に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図9】図8に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図10】本発明の第2の実施の形態に係る薄膜磁気ヘ
ッドにおける要部の断面構成を表す断面図である。
【図11】図10に示した断面構成に対応する斜視構成
を表す斜視図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態に係る薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法における一工程を説明するための断面図
である。
【図13】一般的な薄膜磁気ヘッドにおける要部の構成
を表す図である。
【符号の説明】
10…記録ギャップ層、12…絶縁層、12A,12
B,12C…絶縁層部分、14…上部ポールチップ、1
6…スペーサ層、18…上部ヨーク、20(20A,2
0B)…コイル、22…フォトレジスト層、22A…第
1の露光領域、22B…第2の露光領域、23…第2の
開口領域、24…第1の開口領域、30…上部磁極、5
0…下部磁極、L…リセス距離、TH(TH1,TH
2)…スロートハイト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂民 陳 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95120 サンジョセ ウッドビュー プレ ース 1025 (72)発明者 伯剛 王 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95120 サンジョセ シャドウブルック ドライブ 1007 (72)発明者 モリス ムサ ドベック アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95138 サンジョセ スノードン プレー ス 5623 (72)発明者 ジェネ マイケル サンドラー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95127 サンジョセ トーヨン アベニュ ー 530 ナンバー 253 (72)発明者 仁偉 顧 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95120 サンジョセ エコー ループ 7104

Claims (58)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ギャップ層を介して互いに対向すると共
    に記録媒体に面するように配置される2つの磁極、を有
    する、互いに磁気的に連結された2つの磁性層と、前記
    2つの磁性層の間に配設された薄膜コイルと、前記薄膜
    コイルを前記2つの磁性層から絶縁する絶縁層とを有す
    ると共に、前記2つの磁性層のうちの一方の磁性層が、
    記録媒体の記録トラック幅を画定する一定幅を有する第
    1の磁性層部分と、この第1の磁性層部分と磁気的に連
    結された第2の磁性層部分とを含む薄膜磁気ヘッドの製
    造方法であって、 前記2つの磁性層のうちの他方の磁性層上に前記ギャッ
    プ層を形成する第1の工程と、 前記ギャップ層上に前記絶縁層を選択的に形成する第2
    の工程と、 少なくとも前記ギャップ層を覆うように、フォトレジス
    ト層を1.0μm以上5.0μm以下の範囲内の厚さで
    形成する第3の工程と、 前記フォトレジスト層のうち、第1の領域を選択的に露
    光する第4の工程と、 前記第1の領域を現像して除去することにより、前記フ
    ォトレジスト層に第1の開口領域を選択的に形成する第
    5の工程と、 前記第1の開口領域を有するフォトレジスト層をマスク
    として用いて、前記第1の開口領域に、前記ギャップ層
    および前記絶縁層の双方と隣接するように、非磁性材料
    を用いてスペーサ層を選択的に形成する第6の工程と、 前記フォトレジスト層のうち、前記第1の領域周辺の第
    2の領域を選択的に露光する第7の工程と、 前記第2の領域を現像して除去することにより、前記フ
    ォトレジスト層に第2の開口領域を選択的に形成する第
    8の工程と、 前記第2の開口領域を有するフォトレジスト層を用い
    て、前記第2の開口領域における前記ギャップ層および
    前記スペーサ層の双方を覆うように、前記第1の磁性層
    部分を選択的に形成する第9の工程と、 前記第1の磁性層部分にオーバーラップして磁気的に連
    結され、前記記録媒体に対向する記録媒体対向面となる
    側に近い側の端縁の位置が、前記第1の磁性層部分のう
    ちの前記記録媒体対向面となる側に近い側の端縁の位置
    と一致するように、前記第2の磁性層部分を選択的に形
    成する第10の工程とを含むことを特徴とする薄膜磁気
    ヘッドの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第6の工程において、 前記非磁性材料としてニッケル銅(NiCu)を用い、
    0.3μm以上0.8μm以下の範囲内の厚みおよび
    0.5μm以上1.0μm以下の範囲内の長さを有する
    ように、前記スペーサ層を形成することを特徴とする請
    求項1記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第6の工程において、 前記非磁性材料としてパラジウム銅(PdCu)を用
    い、0.3μm以上0.8μm以下の範囲内の厚みおよ
    び0.5μm以上1.0μm以下の範囲内の長さを有す
    るように、前記スペーサ層を形成することを特徴とする
    請求項1記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記第6の工程において、 前記非磁性材料として酸化アルミニウム(Al2 3
    を用い、0.3μm以上0.8μm以下の範囲内の厚み
    および0.5μm以上1.0μm以下の範囲内の長さを
    有するように、前記スペーサ層を形成することを特徴と
    する請求項1記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記第6の工程において、 前記非磁性材料としてタンタル(Ta)を用い、0.3
    μm以上0.8μm以下の範囲内の厚みおよび0.5μ
    m以上1.0μm以下の範囲内の長さを有するように、
    前記スペーサ層を形成することを特徴とする請求項1記
    載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第9の工程において、 窒化鉄(FeN)を用い、0.3μm以上3.0μm以
    下の範囲内の厚みおよび3.0μm以上6.0μm以下
    の範囲内の長さを有するように、前記第1の磁性層部分
    を形成することを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘ
    ッドの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記第9の工程において、 窒化鉄アルミニウム(FeAlN)を用い、0.3μm
    以上3.0μm以下の範囲内の厚みおよび3.0μm以
    上6.0μm以下の範囲内の長さを有するように、前記
    第1の磁性層部分を形成することを特徴とする請求項1
    記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  8. 【請求項8】 前記第9の工程において、 窒化鉄タンタル(FeTaN)を用い、0.3μm以上
    3.0μm以下の範囲内の厚みおよび3.0μm以上
    6.0μm以下の範囲内の長さを有するように、前記第
    1の磁性層部分を形成することを特徴とする請求項1記
    載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  9. 【請求項9】 前記第9の工程において、 コバルトニッケル鉄(CoNiFe)を用い、0.3μ
    m以上3.0μm以下の範囲内の厚みおよび3.0μm
    以上6.0μm以下の範囲内の長さを有するように、前
    記第1の磁性層部分を形成することを特徴とする請求項
    1記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  10. 【請求項10】 前記第10の工程において、 窒化鉄を用い、0.5μm以上3.0μm以下の範囲内
    の厚みを有するように、前記第2の磁性層部分を形成す
    ることを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘッドの製
    造方法。
  11. 【請求項11】 前記第10の工程において、 窒化鉄アルミニウムを用い、0.5μm以上3.0μm
    以下の範囲内の厚みを有するように、前記第2の磁性層
    部分を形成することを特徴とする請求項1記載の薄膜磁
    気ヘッドの製造方法。
  12. 【請求項12】 前記第10の工程において、 窒化鉄タンタルを用い、0.5μm以上3.0μm以下
    の範囲内の厚みを有するように、前記第2の磁性層部分
    を形成することを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘ
    ッドの製造方法。
  13. 【請求項13】 前記第10の工程において、 コバルト鉄バナジウム(CoFeV)を用い、0.5μ
    m以上3.0μm以下の範囲内の厚みを有するように、
    前記第2の磁性層部分を形成することを特徴とする請求
    項1記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  14. 【請求項14】 さらに、 前記他方の磁性層を挟んで前記一方の磁性層と反対側
    に、巨大磁気抵抗効果を有する磁気抵抗効果素子を形成
    する第11の工程を含むことを特徴とする請求項1記載
    の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  15. 【請求項15】 ギャップ層を介して互いに対向すると
    共に記録媒体に面するように配置される2つの磁極、を
    有する、互いに磁気的に連結された2つの磁性層と、前
    記2つの磁性層の間に配設された薄膜コイルと、前記薄
    膜コイルを前記2つの磁性層から絶縁する絶縁層とを有
    する薄膜磁気ヘッドであって、 前記ギャップ層のうち、前記2つの磁性層のうちの他方
    の磁性層と反対側の面に隣接し、かつ前記絶縁層に隣接
    して配設された非磁性層材料よりなるスペーサ層を備え
    ると共に、 前記2つの磁性層のうちの一方の磁性層が、 前記スペーサ層および前記ギャップ層の双方に隣接して
    配設され、記録媒体の記録トラック幅を画定する一定幅
    を有する第1の磁性層部分と、 この第1の磁性層部分にオーバーラップして磁気的に連
    結され、前記記録媒体に対向する記録媒体対向面に近い
    側の端縁の位置が、前記第1の磁性層部分のうちの前記
    記録媒体対向面に近い側の端縁の位置と一致するように
    配設された第2の磁性層部分とを含むことを特徴とする
    薄膜磁気ヘッド。
  16. 【請求項16】 前記スペーサ層は、ニッケル銅により
    構成され、0.3μm以上0.8μm以下の範囲内の厚
    みおよび0.5μm以上1.0μm以下の範囲内の長さ
    を有するものであることを特徴とする請求項15記載の
    薄膜磁気ヘッド。
  17. 【請求項17】 前記スペーサ層は、パラジウム銅によ
    り構成され、0.3μm以上0.8μm以下の範囲内の
    厚みおよび0.5μm以上1.0μm以下の範囲内の長
    さを有するものであることを特徴とする請求項15記載
    の薄膜磁気ヘッド。
  18. 【請求項18】 前記スペーサ層は、酸化アルミニウム
    により構成され、0.3μm以上0.8μm以下の範囲
    内の厚みおよび0.5μm以上1.0μm以下の範囲内
    の長さを有するものであることを特徴とする請求項15
    記載の薄膜磁気ヘッド。
  19. 【請求項19】 前記スペーサ層は、タンタルにより構
    成され、0.3μm以上0.8μm以下の範囲内の厚み
    および0.5μm以上1.0μm以下の範囲内の長さを
    有するものであることを特徴とする請求項15記載の薄
    膜磁気ヘッド。
  20. 【請求項20】 前記第1の磁性層部分は、窒化鉄によ
    り構成され、0.3μm以上3.0μm以下の範囲内の
    厚みおよび3.0μm以上6.0μm以下の範囲内の長
    さを有するものであることを特徴とする請求項15記載
    の薄膜磁気ヘッド。
  21. 【請求項21】 前記第1の磁性層部分は、窒化鉄アル
    ミニウムにより構成され、0.3μm以上3.0μm以
    下の範囲内の厚みおよび3.0μm以上6.0μm以下
    の範囲内の長さを有するものであることを特徴とする請
    求項15記載の薄膜磁気ヘッド。
  22. 【請求項22】 前記第1の磁性層部分は、窒化鉄タン
    タルにより構成され、0.3μm以上3.0μm以下の
    範囲内の厚みおよび3.0μm以上6.0μm以下の範
    囲内の長さを有するものであることを特徴とする請求項
    15記載の薄膜磁気ヘッド。
  23. 【請求項23】 前記第1の磁性層部分は、コバルトニ
    ッケル鉄により構成され、0.3μm以上3.0μm以
    下の範囲内の厚みおよび3.0μm以上6.0μm以下
    の範囲内の長さを有するものであることを特徴とする請
    求項15記載の薄膜磁気ヘッド。
  24. 【請求項24】 前記第2の磁性層部分は、窒化鉄によ
    り構成され、0.5μm以上3.0μm以下の範囲内の
    厚みを有するものであることを特徴とする請求項15記
    載の薄膜磁気ヘッド。
  25. 【請求項25】 前記第2の磁性層部分は、窒化鉄アル
    ミニウムにより構成され、0.5μm以上3.0μm以
    下の範囲内の厚みを有するものであることを特徴とする
    請求項15記載の薄膜磁気ヘッド。
  26. 【請求項26】 前記第2の磁性層部分は、窒化鉄タン
    タルにより構成され、0.5μm以上3.0μm以下の
    範囲内の厚みを有するものであることを特徴とする請求
    項15記載の薄膜磁気ヘッド。
  27. 【請求項27】 前記第2の磁性層部分は、コバルト鉄
    バナジウムにより構成され、0.5μm以上3.0μm
    以下の範囲内の厚みを有するものであることを特徴とす
    る請求項15記載の薄膜磁気ヘッド。
  28. 【請求項28】 さらに、 前他方の磁性層を挟んで前記一方の磁性層と反対側に配
    設された巨大磁気抵抗効果を有する磁気抵抗効果素子を
    備え、 前記他方の磁性層は、前記磁気抵抗効果素子をその周辺
    から磁気的に分離する機能を含んで用いられたものであ
    ることを特徴とする請求項15記載の薄膜磁気ヘッド。
  29. 【請求項29】 ギャップ層を介して互いに対向すると
    共に記録媒体に面するように配置される2つの磁極、を
    有する、互いに磁気的に連結された2つの磁性層と、前
    記2つの磁性層の間に配設された薄膜コイルと、前記薄
    膜コイルを前記2つの磁性層から絶縁する絶縁層とを有
    すると共に、前記2つの磁性層のうちの一方の磁性層
    が、記録媒体の記録トラック幅を画定する一定幅を有す
    る第1の磁性層部分と、この第1の磁性層部分と磁気的
    に連結された第2の磁性層部分とを含む薄膜磁気ヘッド
    の製造方法であって、 前記2つの磁性層のうちの他方の磁性層上に前記ギャッ
    プ層を形成する第1の工程と、 前記ギャップ層上に前記絶縁層を選択的に形成する第2
    の工程と、 少なくとも前記ギャップ層を覆うように、フォトレジス
    ト層を3.0μm以上5.0μm以下の範囲内の厚さで
    形成する第3の工程と、 前記フォトレジスト層のうち、第1の領域を選択的に露
    光する第4の工程と、 前記第1の領域を現像して除去することにより、前記フ
    ォトレジスト層に第1の開口領域を選択的に形成する第
    5の工程と、 前記第1の開口領域を有するフォトレジスト層をマスク
    として用いて、前記第1の開口領域に、前記ギャップ層
    および前記絶縁層の双方と隣接するように、非磁性材料
    を用いてスペーサ層を選択的に形成する第6の工程と、 前記フォトレジスト層のうち、前記第1の領域周辺の第
    2の領域を選択的に露光する第7の工程と、 前記第2の領域を現像して除去することにより、前記フ
    ォトレジスト層に第2の開口領域を選択的に形成する第
    8の工程と、 前記第2の開口領域を有するフォトレジスト層を用い
    て、前記ギャップ層における前記ギャップ層および前記
    スペーサ層の双方を覆うように、前記第1の磁性層部分
    を選択的に形成する第9の工程と、 前記第1の磁性層部分にオーバーラップして磁気的に連
    結され、前記記録媒体に対向する記録媒体対向面となる
    側に近い側の端縁が、前記第1の磁性層部分のうちの前
    記記録媒体対向面となる側に近い側の端縁よりも、前記
    記録媒体対向となる側から離れて位置するように、前記
    第2の磁性層部分を選択的に形成する第10の工程とを
    含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  30. 【請求項30】 前記第6の工程において、 前記非磁性材料としてニッケル銅を用い、0.3μm以
    上0.8μm以下の範囲内の厚みおよび0.5μm以上
    1.5μm以下の範囲内の長さを有するように、前記ス
    ペーサ層を形成することを特徴とする請求項29記載の
    薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  31. 【請求項31】 前記第6の工程において、 前記非磁性材料としてパラジウム銅を用い、0.3μm
    以上0.8μm以下の範囲内の厚みおよび0.5μm以
    上1.5μm以下の範囲内の長さを有するように、前記
    スペーサ層を形成することを特徴とする請求項29記載
    の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  32. 【請求項32】 前記第6の工程において、 前記非磁性材料として酸化アルミニウムを用い、0.3
    μm以上0.8μm以下の範囲内の厚みおよび0.5μ
    m以上1.5μm以下の範囲内の長さを有するように、
    前記スペーサ層を形成することを特徴とする請求項29
    記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  33. 【請求項33】 前記第6の工程において、 前記非磁性材料としてタンタルを用い、0.3μm以上
    0.8μm以下の範囲内の厚みおよび0.5μm以上
    1.5μm以下の範囲内の長さを有するように、前記ス
    ペーサ層を形成することを特徴とする請求項29記載の
    薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  34. 【請求項34】 前記第9の工程において、 窒化鉄を用い、0.3μm以上3.0μm以下の範囲内
    の厚みおよび3.0μm以上6.0μm以下の範囲内の
    長さを有するように、前記第1の磁性層部分を形成する
    ことを特徴とする請求項29記載の薄膜磁気ヘッドの製
    造方法。
  35. 【請求項35】 前記第9の工程において、 窒化鉄アルミニウムを用い、0.3μm以上3.0μm
    以下の範囲内の厚みおよび3.0μm以上6.0μm以
    下の範囲内の長さを有するように、前記第1の磁性層部
    分を形成することを特徴とする請求項29記載の薄膜磁
    気ヘッドの製造方法。
  36. 【請求項36】 前記第9の工程において、 窒化鉄タンタルを用い、0.3μm以上3.0μm以下
    の範囲内の厚みおよび3.0μm以上6.0μm以下の
    範囲内の長さを有するように、前記第1の磁性層部分を
    形成することを特徴とする請求項29記載の薄膜磁気ヘ
    ッドの製造方法。
  37. 【請求項37】 前記第9の工程において、 コバルトニッケル鉄を用い、0.3μm以上3.0μm
    以下の範囲内の厚みおよび3.0μm以上6.0μm以
    下の範囲内の長さを有するように、前記第1の磁性層部
    分を形成することを特徴とする請求項29記載の薄膜磁
    気ヘッドの製造方法。
  38. 【請求項38】 前記第10の工程において、 窒化鉄を用い、0.5μm以上3.0μm以下の範囲内
    の厚みを有するように、前記第2の磁性層部分を形成す
    ることを特徴とする請求項29記載の薄膜磁気ヘッドの
    製造方法。
  39. 【請求項39】 前記第10の工程において、 窒化鉄アルミニウムを用い、0.5μm以上3.0μm
    以下の範囲内の厚みを有するように、前記第2の磁性層
    部分を形成することを特徴とする請求項29記載の薄膜
    磁気ヘッドの製造方法。
  40. 【請求項40】 前記第10の工程において、 窒化鉄タンタルを用い、0.5μm以上3.0μm以下
    の範囲内の厚みを有するように、前記第2の磁性層部分
    を形成することを特徴とする請求項29記載の薄膜磁気
    ヘッドの製造方法。
  41. 【請求項41】 前記第10の工程において、 コバルト鉄バナジウムを用い、0.5μm以上3.0μ
    m以下の範囲内の厚みを有するように、前記第2の磁性
    層部分を形成することを特徴とする請求項29記載の薄
    膜磁気ヘッドの製造方法。
  42. 【請求項42】 前記第10の工程において、 前記第2の磁性層部分のうち、前記記録媒体対向面とな
    る側に近い側の端縁が、前記第1の磁性層部分のうちの
    前記記録媒体対向面となる側に近い側の端縁よりも、前
    記記録媒体対向となる側から0.15μm以上1.5μ
    mの範囲内だけ離れて位置するように、前記第2の磁性
    層部分を形成することを特徴とする請求項29記載の薄
    膜磁気ヘッドの製造方法。
  43. 【請求項43】 さらに、 前記他方の磁性層を挟んで前記一方の磁性層と反対側
    に、巨大磁気抵抗効果を有する磁気抵抗効果素子を形成
    する第11の工程を含むことを特徴とする請求項29記
    載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  44. 【請求項44】 ギャップ層を介して互いに対向すると
    共に記録媒体に面するように配置される2つの磁極、を
    有する、互いに磁気的に連結された2つの磁性層と、前
    記2つの磁性層の間に配設された薄膜コイルと、前記薄
    膜コイルを前記2つの磁性層から絶縁する絶縁層とを有
    する薄膜磁気ヘッドであって、 前記ギャップ層のうち、前記2つの磁性層のうちの他方
    の磁性層と反対側の面に隣接し、かつ前記絶縁層に隣接
    して配設された非磁性層材料よりなるスペーサ層を備え
    ると共に、 前記2つの磁性層のうちの一方の磁性層が、 前記スペーサ層および前記ギャップ層の双方に隣接する
    ように配設され、記録媒体の記録トラック幅を画定する
    一定幅を有する第1の磁性層部分と、 この第1の磁性層部分と磁気的に連結され、前記記録媒
    体に対向する記録媒体対向面に近い側の端縁が、前記第
    1の磁性層部分のうちの前記記録媒体対向面に近い側の
    端縁よりも、前記記録媒体対向面から離れて位置するよ
    うに配設された第2の磁性層部分とを含むことを特徴と
    する薄膜磁気ヘッド。
  45. 【請求項45】 前記スペーサ層は、ニッケル銅により
    構成され、0.3μm以上0.8μm以下の範囲内の厚
    みおよび0.5μm以上1.5μm以下の範囲内の長さ
    を有するものであることを特徴とする請求項44記載の
    薄膜磁気ヘッド。
  46. 【請求項46】 前記スペーサ層は、パラジウム銅によ
    り構成され、0.3μm以上0.8μm以下の範囲内の
    厚みおよび0.5μm以上1.5μm以下の範囲内の長
    さを有するものであることを特徴とする請求項44記載
    の薄膜磁気ヘッド。
  47. 【請求項47】 前記スペーサ層は、酸化アルミニウム
    により構成され、0.3μm以上0.8μm以下の範囲
    内の厚みおよび0.5μm以上1.5μm以下の範囲内
    の長さを有するものであることを特徴とする請求項44
    記載の薄膜磁気ヘッド。
  48. 【請求項48】 前記スペーサ層は、タンタルにより構
    成され、0.3μm以上0.8μm以下の範囲内の厚み
    および0.5μm以上1.5μm以下の範囲内の長さを
    有するものであることを特徴とする請求項44記載の薄
    膜磁気ヘッド。
  49. 【請求項49】 前記第1の磁性層部分は、窒化鉄によ
    り構成され、0.3μm以上3.0μm以下の範囲内の
    厚みおよび3.0μm以上6.0μm以下の範囲内の長
    さを有するものであることを特徴とする請求項44記載
    の薄膜磁気ヘッド。
  50. 【請求項50】 前記第1の磁性層部分は、窒化鉄アル
    ミニウムにより構成され、0.3μm以上3.0μm以
    下の範囲内の厚みおよび3.0μm以上6.0μm以下
    の範囲内の長さを有するものであることを特徴とする請
    求項44記載の薄膜磁気ヘッド。
  51. 【請求項51】 前記第1の磁性層部分は、窒化鉄タン
    タルにより構成され、0.3μm以上3.0μm以下の
    範囲内の厚みおよび3.0μm以上6.0μm以下の範
    囲内の長さを有するものであることを特徴とする請求項
    44記載の薄膜磁気ヘッド。
  52. 【請求項52】 前記第1の磁性層部分は、コバルトニ
    ッケル鉄により構成され、0.3μm以上3.0μm以
    下の範囲内の厚みおよび3.0μm以上6.0μm以下
    の範囲内の長さを有するものであることを特徴とする請
    求項44記載の薄膜磁気ヘッド。
  53. 【請求項53】 前記第2の磁性層部分は、窒化鉄によ
    り構成され、0.5μm以上3.0μm以下の範囲内の
    厚みを有するものであることを特徴とする請求項44記
    載の薄膜磁気ヘッド。
  54. 【請求項54】 前記第2の磁性層部分は、窒化鉄アル
    ミニウムにより構成され、0.5μm以上3.0μm以
    下の範囲内の厚みを有するものであることを特徴とする
    請求項44記載の薄膜磁気ヘッド。
  55. 【請求項55】 前記第2の磁性層部分は、窒化鉄タン
    タルにより構成され、0.5μm以上3.0μm以下の
    範囲内の厚みを有するものであることを特徴とする請求
    項44記載の薄膜磁気ヘッド。
  56. 【請求項56】 前記第2の磁性層部分は、コバルト鉄
    バナジウムにより構成され、0.5μm以上3.0μm
    以下の範囲内の厚みを有するものであることを特徴とす
    る請求項44記載の薄膜磁気ヘッド。
  57. 【請求項57】 前記第2の磁性層部分のうち、前記記
    録媒体となる側に近い側の端縁が、前記第1の磁性層部
    分のうちの前記記録媒体対向面となる側に近い側の端縁
    よりも、前記記録媒体対向となる側から0.15μm以
    上1.5μmの範囲内だけ離れて位置することを特徴と
    する請求項44記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  58. 【請求項58】 さらに、 前他方の磁性層を挟んで前記一方の磁性層と反対側に配
    設された巨大磁気抵抗効果を有する磁気抵抗効果素子を
    備え、 前記他方の磁性層は、前記磁気抵抗効果素子をその周辺
    から磁気的に分離する機能を含んで用いられたものであ
    ることを特徴とする請求項44記載の薄膜磁気ヘッド。
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