JP2001500657A

JP2001500657A - 集積コイルを備えた垂直磁気ヘッドおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2001500657A
Application number: JP09529056A
Authority: JP
Inventors: ゴー，ピエール; シブー，アンリ; ジオイア，ミシェルディ
Original assignee: コミツサリアタレネルジーアトミーク
Priority date: 1996-02-15
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 2001-01-16
Also published as: EP0880774B1; US6163435A; DE69700656D1; EP0880774A1; DE69700656T2; KR19990082505A; FR2745111A1; KR100420590B1; FR2745111B1; WO1997030442A1; US6335846B1

Abstract

(57)【要約】本発明によれば、コイルは、磁気回路の埋め込まれていない部分の周りに少なくとも１つの巻線を具備し、該巻線は、基板にエッチングされた房部の中に配置され、かつ、この基板に集積される導体の下部シート（６６₁，６６₂）を具備している。磁気記録への応用

Description

【発明の詳細な説明】集積コイルを備えた垂直磁気ヘッドおよびその製造方法技術分野本発明は、集積コイルを備えた垂直磁気ヘッドおよびその製造方法に関するものである。本発明は、一般大衆によるビデオ記録に特に適する。しかし、本発明は、データバックアップあるいはコンピュータメモリのような他の領域でも使用できる。従来技術の状態ビデオ記録、データバックアップあるいはコンピュータメモリのための磁気記録媒体は、情報が磁界の形で書き込まれる多数のトラックを含んでいる。情報密度を増加させるためには、単位長さ当たりの情報量を増加できるばかりでなく、トラックの数も増加できる。この目的を達するために、トラック幅を狭くすると同時に、トラックが互いに接触するまで、トラック間の距離を減少する。読み取りの際の漏話問題を避けるために、２つの隣接トラックの情報は対頂角で書き込まれる。ヘッド角は、最も正確でなければならない（例えば、《ディジタルビデオカセット》のための新しい、いわゆるＤＶＣ規格においては、２０± ０．１５°）。これらの要件を満たすために、一つの実施形態を添付の図１に示してある、いわゆる《サンドイッチ》ヘッドが現在市販されている。示されたヘッドは、磁気回路４を担持する基板（substrate）２を具備し、磁気回路４は、基板２の上面に置かれた磁気層部で構成される。この回路は、非磁気のスペーサによって形成されるエアギャップ６によって分離された２つの電極部５，７を前方部に有する。このヘッドも、磁気回路の上に非磁性の上層部２’を具備している。開口部８は、磁気回路を囲む導体コイル９が通過できるように全ての装置を貫通して設けられている。図１に示されたヘッドは、基板に対して垂直に向けられた（換言すれば、基板のエッジに平行に向けられた）記録媒体Ｓと共に動作するよう意図されている。このようなヘッドは、活性表面が基板の一般的な表面に垂直である意味で《垂直》として説明される。１と称されるエアギャップの幅は、基板に垂直に（記録媒体に平行に）計算される。この幅１は、媒体のトラックのそれぞれの幅とほぼ一致する。Ｌと称されるエアギャップの長さは、ヘッドと記録媒体との相対移動の方向に計算される。ｈと称されるエアギャップの高さは、磁気回路を担持する基板の表面と平行に計算される。トラック幅が狭くなる（約１０マイクロメートル以下）と、これらのヘッドは、忽ち製造することが非常に困難になる（ガラス溶接中の２つの電極部の高精度アライメント（alignment）、磁気回路長による低効率、付加部分であり、パッケージ製造処理に容易に適合することができない困難なコイル製造等に関する問題点のため）。１９８９年３月８日の第１３巻、第９８号（Ｐ−８４０）（３４４６）の日本国特許の要約書は、平面のコイル巻きを備えた異なる磁気ヘッドを示している。このヘッドは添付の図２に示されている。このヘッドは、エアギャップ１３によって分離された２つの電極部１２ａ，１２ｂと、磁気回路の２つの突出部（limb s）の上に置かれた一対の螺旋コイル１４ａ，１４ｂと、２つの接続パッド１５ａ，１５ｂと、磁気回路を閉じる磁気ブリッジ１５とを具備している。このヘッドは長く、それゆえ熱雑音を生じる抵抗物であるコイル構造体と先ず接続され、次に比較的長く、それゆえ効率の低い磁気回路と接続されるという短所を依然として有する。欧州特許出願公開第０，４６７，２６３号公報は、これらの欠点を部分的に回避するヘッドを開示している。この形式のヘッドは添付の図３および図４に見られる。これらの図には、非磁性基板２１、第１の絶縁層部２２、第２の絶縁層部２９、磁気回路３０、該磁気回路の周りに巻かれたソレノイドタイプの導体コイル３８、電気接続ストリップ３３、および接続パッド３４が示されている。図４は、エアギャップｇによって分離された２つの前方電極部２５，２７も示している。さらに、装置全体を覆う絶縁層部３５および保護層部３６、即ち上層部が装置を完成し、記録媒体と対称的な接触面を形成する。この構造体は、ある観点からみて申し分ないが、基板２１と上層部３６との間にあるゾーンに非常に大きなヘッド厚さを生じさせるという短所を有する。このような厚さはコイル３８の下部、電極部２５，２７および絶縁層部２２，２９，３２，３５に対応する。この厚さは、いろいろな材料の差動摩耗の問題をもたらす記録媒体に関する摩擦問題を生じ得る。さらに、この大きな厚さは、層部における固有の制約、熱発生源等の制約による層部剥離あるいは隆起のかなりの危険を生じさせる。さらに、図３および図４によるヘッドの製造方法は、特に、ダイアモンド器具を使用してエアギャップに対する方位角を発生させるための、または、大きな厚さの金属性パターン上に堆積された絶縁体の所定の平面化段階のためのパッケージ処理にほとんど適合せず、このことは、パターンのエッジ上の破損に関するステップオーバーレイの問題につながる。本発明の目的は、このような欠点を厳密に取り除くことにある。発明の開示この目的のために、本発明は、コイル巻線の一部を基板、すなわち導体の下部シートに組み入れることを提案する。実際には、下部シートは基板に形成された房部（chamber）に配置される。このようにすれば、ヘッドの厚さを減少でき、相関的に、前述の問題は解決されることになる。厳密に言えば、本発明の目的は、均質な基板と、並んで配置され、かつ、非磁気エアギャップによって分離された、少なくとも１つの第１の電極部と１つの第２の電極部とを備えた磁気回路とを具備する垂直磁気ヘッドである。この磁気回路は、基板内に少なくとも１つの埋め込まれていない部分と、基板に埋め込まれていない磁気回路の前記部分を囲む導体コイルとを具備する。このヘッドは、導体コイルが、基板に形成された少なくとも１つの房部の中に配置された導体の下部シートと、埋め込まれていない部分にまたがる導体の上部シートとによって形成されることを特徴とする。第１の実施形態によれば、磁気回路は、後方磁気閉じ部（rear closing parｔ )と、該後方磁気閉じ部と第１および第２の電極部のそれぞれとに磁気的に接続された第１および第２の側面磁気部とを具備し、前記第１および第２の側面磁気部の各々は、前記磁気回路の埋め込まれていない部分を形成し、導体コイルは、少なくとも第１および／または第２の側面磁気部の周りに巻かれた少なくとも１つの巻線を具備し、この巻線は、前記第１および／または第２の側面磁気部の下を通過する導体の下部シートであって基板に集積されている下部シートと、前記第１および／または第２の側面電極部にまたがる上部シートとを具備していることを特徴とする。前記側面磁気部は、前記磁気回路の他の要素（後方閉じ部および電極部）に直接に、あるいは調整された厚さの絶縁層部（例えば、０．１〜０．２μｍの厚さのＳｉＯ₂またはアルミナ）を介して接続される。絶縁層部の使用は高周波動作に対しては好ましい。都合のよいことには、前記電極部も基板に集積される。さらに好ましくは、前記後方磁気閉じ部も基板に集積される。基板が絶縁材料でないならば、基板は導電性あるいは半導電性のいずれかであるために、導体の前記下部シートの集積は、基板における前記房部をエッチングすることによって達成することができ、前記房部は絶縁材料で充填され、その後に該房部内で前記導体が製造される。これは、特にシリコーン基板の場合である。他の実施形態において、前記磁気回路は、該回路の前記埋め込まれていない部分を形成する後方閉じ部を具備し、導体コイルは、この後方閉じ部の周りに巻かれている巻線を、該後方閉じ部の下を通過する導体の下部シートであって基板に埋め込まれている下部シートと、前記後方閉じ部の上を通過する上部シートとともに具備する。都合のよいことには、前記後方閉じ部は、前記第１および第２の電極部に磁気的に接続され、側面磁気部は全く存在しない。この代替例においては、前記第１および第２の電極部を基板に埋め込んでもよい。さらなる実施形態によれば、前記第１および第２の電極部は、基板に埋め込まれていない前記磁気回路の一部を形成し、導体コイルは、前記第１および第２の電極部の少なくとも１つを取り囲み、この導体コイルは、前記電極部の少なくとも１つの下を通過し、かつ、基板に埋め込まれている導体の下部シートと、前記電極部の少なくとも１つにまたがる導体の上部シートとを具備している。本発明のさらなる目的は、先述されたような垂直磁気ヘッドを製造する方法である。この方法は、均質な基板上に、並んで配置され、かつ、非磁性エアギャップによって分離された第１および第２の電極部を備えた磁気回路であって基板に埋め込まれていない少なくとも一部を具備する磁気回路を形成することと、該回路の埋め込まれていない部分の周りに導体巻線を形成することとからなり、この方法は、前記導体巻線が、基板に形成され、かつ、前記埋め込まれていない部分を通過する、少なくとも１つの房部に導体の下部シートを作ることと、基板にこの下部シートを埋め込むことと、前記磁気回路の前記埋め込まれていない部分にまたがる導体の上部シートを形成することとによって、形成されることを特徴としている。本発明の方法は、（後方閉じ部を１つだけを備えた、または後方部を全く備えない磁気回路を形成する）ヘッドの実施形態の様式に対応する使用方法を具備している。図面の簡単な説明既に述べた図１は、公知のサンドイヅチ形式の磁気ヘッドを示している。既に述べた図２は、平面巻線を備えた公知の磁気ヘッドを示している。既に述べた図３は、ソレノイド巻線を備えた公知の磁気ヘッドのさらなる例図である。既に述べた図４は、前述のヘッドの他の図である。図５は、本発明の方法の一例における初期の基板を示している。図６は、第１の房部の製造段階の縦方向の断面図を示している。図７は、絶縁層部の堆積段階を示している。図８は、双対磁性層部の成長段階（growth stage）の他の縦方向の図である。図９は、得られた第１の電極部の縦方向の図を示している。図１０は、上から見た際の、同じ第１の電極部を示している。図１１は、第２の房部の構造を示している。図１２は、第２の電極部の断面図を示している。図１３は、電極部および後方磁気部の両方の上面図を示している。図１４は、前方電極部の１つおよび後方磁気閉じ部の断面図を示している。図１５は、コイルの導体の下部シートのための房部のエッチング段階を示している。図１６は、房部を電気絶縁体で充填することを示している。図１７は、導体の下部シートおよび磁気接点リードのためのマスクの断面図を示している。図１８は、上から見た際の、この段階で得られたサブユニットを示している。このサブユニットは、２つの電極部、後方磁気閉じ部および導体の下部シートを備えている。図１９は、磁気回路の側面磁気部の断面図を示している。図２０は、この段階で得られたサブユニットの上面図を示している。図２１は、電気接続パッドの製造段階の断面図である。図２２は、これらの電気接続パッドの拡大上面図である。図２３は、導体の上部シートの製造段階の断面図である。図２４は、これらの上部導体の拡大上面図である。図２５は、導体コイルの接点パッドの製造段階の断面図である。図２６は、この実施形態により得られたヘッドの上面図である。図２７は、磁化の交差の向きを備えた代替例を示している。図２８は、磁気回路が２つの集積されていない電極部のみを具備する他の実施形態を示している。これら２つの電極部は、そのうちの１つの周りに巻かれた巻線を備えている。図２９は、磁気回路が２つの電極部と集積されていない後方閉じ部とを具備し、巻線がこの後方閉じ部の周りに巻かれている、さらなる実施形態を示している。図３０は、同じ実施形態であるが異なる形状の後方閉じ部を備えたものを示している。実施形態の詳細な説明図５〜図２７を参照して、本発明の磁気ヘッドの第１の実施形態を説明する。言うまでもなく、示された材料およびサイズは説明の目的のために示されたに過ぎず、決して限定的なものではない。示された特定の実施形態において、開始点は＜１１０＞の結晶配向を有するシリコンの均質な基板である（図５）。ヘッド方位を変えるために他の任意の結晶配向を使用してもよい。ＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition ）法を使用してこの基板上にＳｉＯ₂あるいはＳｉ₃Ｎ₄の絶縁材の層部４２を堆積させる。この絶縁層部４２は、４０ｎｍ（すなわち０．０４μｍ）の厚さを有してもよい。リソグラフィ処理によって、第１の電極部の形状の輪郭が作られ、いろいろな参照マークが形成される。その後、層部４２がエッチングされ、例えば、片側がこの場合には＜１１１＞シリコン平面に沿って、垂直である第１の房部４４（図６）を生じさせるＫＯＨ溶液を使用して基板の異方性エッチングが行われる。次に、マスクとして機能した層部４２が除去される。それから、熱酸化を行い、ＳｉＯ₂の層部４６が形成される（図７）。この層部は０．２μｍの厚さであってもよい。次に、磁性材料を房部に配置する。例えば、電気分解による成長（growth）を用いてもよい。この目的のために、陰極スパッタリングによって、例えば、０．１μｍの厚さを備えたＮｉＦｅに導電性サブレイヤーが堆積される。第１のリソグラフィ処理によって、例えば、房部の底面に置かれたサブレイヤーの反対側に開口部を有する樹脂の中にマスクが形成される。次に、ＮｉＦｅの電気分解を例えば磁界で行い、エアギャップに平行に向けられた磁区を有する磁性層部を得る。そして、樹脂を取り除く。これは２つの操作で行うことができるので、高周波性能を改善するために絶縁層部および導体サブレイヤーを２つの磁性層部の間に置くことができる。例えば、電極部全体の厚さが６μｍの場合、ＮｉＦｅの２つの層部の各々は、（ＮｉＦｅの導体サブレイヤーを含んで）３μｍで形成され、０．１μｍの厚さのＳｉＯ₂ あるいはＳｉ₃Ｎ₄あるいはＡｌ₂Ｏ₃の絶縁層部から分離され得る。このような２つの磁性層部は、図８で参照番号４８₁および４８₂として示されている。次に、機械的研磨が行われるが、第１の電極部５０₁を得るために層部４６にて止まる。この部分の断面は図９に示されており、上面図は図１０に示されている。得られるサブユニット上には、第２の絶縁層部が、例えば０．２μｍ厚のＳｉ０₂で堆積する。得られるＳｉＯ₂の層部およびマスクとしての層部４６の残りを使用して、開口部の輪郭がリソグラフィにより形成される。また、酸化シリコンに対して十分な分離度を得るために、例えば、超周波数プラズマを使用して第２の房部５２が、等方性的にエッチングされて取り除かれる（etched out）（図１１）。第２の房部５２をエッチングすることによって、図１１には見られないが、後の図面、特に図１３に見られる後方房部が、同時にエッチングして取り除かれる。次に、マスクおよび表面上に残る層部４６の部分は取り除かれ、磁性材料が第２の房部５２と後方房部とに堆積する。絶縁層部によって分離される１つの層部あるいは２つの層部に、前述のようにＮｉＦｅの電気分解による成長を利用してもよい。エアギャップ４６を形成する絶縁層部４６の垂直部分が見えるようになるまで、このサブユニットを機械的に研磨する。そうすると、図１２に断面が示されているような電極部５０₁および５０₂の両方が得られる。図１３は、エアギャップ４６によって分離されているこれらの同じ電極部５０₁および５０₂の上面図であり、磁気回路を閉じるのに役立つ後方磁気部６０をも示している。図１３により、本説明で使用される断面の種類、すなわち、（２つの）電極部を通過するラインＡＡに沿ったいわゆる縦方向の断面と、電極部の１つ（この場合、第２の電極部５０₂）を通過するラインＢＢに沿ったいわゆる断面とを示すこともできる。今述べた断面は全てＡＡに沿った縦方向の断面である。下記の説明は全てラインＢＢに沿った断面に関連する。したがって、図１４は、この処理の段階で得られた、第２の電極部５０₂および後方磁気閉じ部６０を備えたサブユニットの断面を示している。その後（図１５）、２つの側面房部６２₁および６２₂が、電極部と後方磁気閉じ部６０との間に作られる（図１５に示された断面には房部６２₂だけが見える）。エッチングは無線周波数プラズマモードで行ってもよい。房部の深さは例えば４μｍであってもよい。基板シリリコンである前述の例もそうであるが、基板が絶縁材でない場合には、その後、房部内に絶縁材を、例えばＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical V apor Deposition）によってシリカを堆積させ、次にサブユニットを、例えば機械的に研磨する。この平面化の前に、平面化される絶縁表面の量を制限するためにエッチングによるトリミング動作を行ってもよい。図１６は、房部を充填する絶縁材料６４が平坦化されたところを示している。前記絶縁層部６４において、例えばプラズマエッチングによって平行な溝が３ μｍの深さまでエッチングされる。次に、例えば陰極スパッタリングによってＣｒＣｕのサブレイヤーを堆積させ、電気分解を用いて、溝を、例えば銅で充填する。図１７は、これらの溝において得られた導体の断面図を示している。この導体は、サブユニットの上面図である図１８に見られる２つの下部シート６６₁および６６₂を形成する。これらの２つの下部シートは、電極部５０₁および５０₂ と後方磁気閉じ部６０との間に広がっている。次に、サブユニットは、図１７に見られる、例えば１μｍの厚さを有してＰＥＣＶＤによって堆積された、ＳｉＯ₂の絶縁層部７０で覆われる。そして、この層部は、後方磁気閉じ部６０の端部上の電極部７４₁，７４₂の上に開口部７２₁ ，７２₂を形成するために、例えば、プラズマエッチングによってエッチングされる。これらの開口部は、図１８に示された平面図で見ることができる。開口部７２₂および７４₂のみが図１７の断面ＢＢに示されている。他の実施形態によれば、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃の０．２μｍの厚さの絶縁体による阻止層部が絶縁層部７０よりも前に堆積される。この阻止層部は開口部７２₁，７２₂および７４₁，７４₂において、層部７０をエッチングすることによって露出される。この阻止層部は磁気回路に保持される。この工程は、磁気回路を完成する２つの磁気側面部を作ることによって続く。最初に、側面磁気部となる部分と同じ厚さを有する絶縁層部８０（図１９）が堆積される。例えば、ＰＥＣＶＤによってＳｉＯ₂の厚さ３μｍの層部を堆積することができる。２つの磁気部が形成されるべき両方のゾーンに、すなわち既に製造された下部導体シート６６₁，６６₂と、既に作られた開口部７２₁，７２₂および７４₁，７４₂との上において、この層部をエッチングする。それから、電気分解を用いるときには、磁性材料８２₁，８２₂を、既に述べた操作方法を利用して堆積させる（図２０）。この材料は、あるいはウエーハにされてもよい。磁区の正確な向きのために、磁界において電気分解を行ってもよく、この場合の磁界の方向はエアギャップの方向に垂直である。得られたサブユニットを上から見たところが図２０に示されており、２つの側面磁気部８２₁および８２₂が２つの下部導体シート６６₁および６６₂にそれぞれまたがっていて、後方部６０と２つの電極部５０₁および５０₂との間に接合部を形成しているのが分かる。導体巻線を完成するために、次に、この工程は電気接続パッドの形成を含んでいる。例えば、１μｍの厚さのＳｉＯ₂の絶縁層部９０（図２１）がＰＥＣＶＤ法を用いて堆積される。導体の２つの下部シートの側面エッジにおいてこの層部に開口部がエッチングされ、エッチングは、導体の端部を露出するのに十分な深さである。したがって今まで説明してきた例では、層部９０は、それ自体の高さと層部８０，７０の高さ、換言すると３＋１＋１＝５μｍにわたってエッチングされると仮定される。開口部は６μｍの距離だけ分離された、４μｍの幅であってよい。同じ電気分解による成長処理を用いて、形成された開口部を金属、例えば銅で充愼して、２つの下部シート６６₁，６６₂の導体の端部上に電気接続部８４₂を得るようにする。図２２は、回路を閉じる側面磁気部８２₂の内部側面エッジに沿って置かれた端部のパッド８４₂の上面図を示している。同様なパッドが、導体の同じシートの外部エッジ上および他のシート上に形成される。次に、所望のンートの厚さと同じ厚さを有する絶縁層部９４を堆積させることによって導体の上部シートが作られる（図２３）。例えば、ＳｉＯ₂の３μｍの層部が、ＰＥＣＶＤによって堆積される。例えば、８μｍの幅および２μｍの間隔で、平行な溝がエッチングされる。これらの溝は、一方の接続部から他の接続部に延びている。ここで再び電気分解による成長処理を用いて、両端部で、２つのソレノイドを一緒に電気接続パッド上に置くようになる導体９６₁および９６₂ の２つの上部シートを形成する。図２３は、接続パッド８４₂における導体９６₂ のＢＢ断面図を示し、図２４では、上から見た、完全なシートが示されている。この動作中、コイルの端部を接続パッドとなる部分に接続するための接続部９８₁，９８₂を形成するために使用される導体材料も堆積される。これらの導体の上面図を図２６で見ることができる。導体９８₂の断面図は図２３に見ることができる。この方法において、双対巻線が、側面磁気部の下を通過し、かつ、基板に集積される２つの下部シート、側面磁気部の上を通過する２つの上部シート、および１つの下部シートの１つの導体を上部シートの対応する導体に接続する接続パッドに対して形成されてきた。言うまでもなく、これらの２つの巻線を正確に配置するためには、シート導体をわずかに傾斜させなければならないので、１つの下部導体の端部は、上部導体の一方の端部の反対側に配置され、上部導体の他方の端部は第１のものに隣接する下部導体の端部の反対側に置かれる。残りの段階は、コイルへのアクセスを与える接点パッドを作ることである。所望のパッドの厚さと同じ厚さを有するユニット（図２５）全体に絶縁層部１００が堆積される。例えば、１μｍのＳｉＯ₂がＰＥＣＶＤによって堆積される。この絶縁層部は、接続部９８₁，９８₂の端部を露出するためにエッチングされ、パッド１０２₁，１０２₂が、接続ワイヤとなる部分として優れた溶接特性を有する、例えば金で作られる。パッド１０２₁および１０２₂を、予め堆積された導電性サブレイヤーを用いて電気分解によって作ると都合がよい。サブレイヤーとして、ＣｒＡｕ、ＣｒＣｕの合金およびＦｅＮｉでも使用できる。接続部９８₁，９８₂および接点パッド１０２₄，１０２₂の上面図が、図２６に示されており、接続部９８₂および１０２₂のＢＢ断面図が図２５に示されている。図２６は、参照番号１２０とされた能動部と出口接続部とを備えたヘッド全体を示すべく、前述の図面よりも小さいスケールになっている。このようにして得られたユニットにわたって、記録媒体に対して接点ゾーンに対称性を与えるために、例えば、シリコンの上層部を付加してもよい。この上層部はもちろん接点パッドをマスクしてはならない。序文で述べた公知の構造体と本発明の構造体とを比較することは重要である。例えば、基板と上層部との間に含まれた材料の厚さは、以下の通りである。ｉ）欧州特許出願公開第０，４６７，２６３号公報に記載されているような従来技術のヘッドの場合：５μｍの絶縁体の下部コイル巻き、電極部６μｍ、５ μｍの絶縁体の上部コイル巻きおよびパッド、すなわち１６μｍの全絶縁体の厚さ；ｉｉ）本発明のヘッドの場合：４μｍの絶縁体で閉じられた磁気回路、５μｍの絶縁体の上部コイル巻きおよびパッド、すなわち９μｍの全絶縁体の厚さ。したがって、厚さについての利得は明らかである。したがって、摩擦、差動摩耗、絶縁層部における固有および熱の制約の問題点は、従来技術におけるよりもはるかに容易に本発明において解決され得る。前述の磁気ヘッドの高周波における効率および性能は、磁気異方性および、特に図２７に示されるような磁区の向きを利用することによってさらに向上できる。この図では、ヘッドの磁気部だけが示されている、すなわち２つの層部に作られると仮定される電極部５０₁，５０₂、側面部８２₁，８２₂、および同じく２つの層部に作られると仮定される後方閉じ部６０が示されている。矢印は磁化の向きを示している。電極部５０₁および５０₂と、後方閉じ部６０とにおいて、この向きはエアギャップに平行であるのに対して、側面部８２₁，８２₂において、この向きは、エアギャップに垂直である、緩やかな磁化の軸に従う。前述の実施形態では、磁気回路は、２つの電極部と、２つの側面部と、後方磁気閉じ部とを具備している。しかしながら、本発明は本実施形態に限定されない。それどころか、本発明は、側面部および後方閉じ部が全然ない、２つの電極部だけを有するヘッド、あるいは２つの電極部および１つの後方閉じ部だけを有するヘッドにも及ぶ。図２８、図２９および図３０は、これらの可能性のいくつかを示している。図２８は、２つの電極部５０₁，５０₂およびこれらの部分の１つ（５０₁）の周りの巻線９５のみを具備する磁気ヘッドの図を示している。明らかに、他方の電極部（５０₂）上に他の巻線を使用することができる。この（あるいはこれらの）巻線において、導体の下部シートは基板に集積される。この実施形態において、電極部は基板に集積されない。図２９は、基板に集積されてもされなくてもよい２つの電極部５０₁，５０₂と、基板に集積されない後方磁気閉じ部６０とを具備している他の実施形態を示している。基板に集積されている導体の下部シートに対してコイル９７が巻かれているのは、この後方部の周りである。この図２９において、後方磁気閉じ部６０は一直線であるが、図３０において、それは馬蹄形状である。巻線９９は、基板に集積された下部シート導体を備えた後方部の３つのステムの周りに巻かれる。ヘッドが２つの電極部と、少なくとも１つの埋め込まれていない部分とを具備し、コイルが、この部分に巻かれ、導体の下部シートを基板に集積した場合、本発明の範囲内にある他の実施形態を推察することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１月１２日（１９９８．１．１２）【補正内容】２９、磁気回路３０、該磁気回路の周りに巻かれたソレノイドタイプの導体コイル３８、電気接続ストリップ３３、および接続パッド３４が示されている。図４は、エアギャップｇによって分離された２つの前方電極部２５，２７も示している。さらに、装置全体を覆う絶縁層部３５および保護層部３６、即ち上層部が装置を完成し、記録媒体と対称的な接触面を形成する。この構造体は、ある観点からみて申し分ないが、基板２１と上層部３６との間にあるゾーンに非常に大きなヘッド厚さを生じさせるという短所を有する。このような厚さはコイル３８の下部、電極部２５，２７および絶縁層部２２，２９，３２，３５に対応する。この厚さは、いろいろな材料の差動摩耗の問題をもたらす記録媒体に関する摩擦問題を生じ得る。さらに、この大きな厚さは、層部における固有の制約、熱発生源等の制約による層部剥離あるいは隆起のかなりの危険を生じさせる。さらに、図３および図４によるヘッドの製造方法は、特に、ダイアモンド器具を使用してエアギャップに対する方位角を発生させるための、または、大きな厚さの金属性パターン上に堆積された絶縁体の所定の平面化段階のためのパッケージ処理にほとんど適合せず、このことは、パターンのエッジ上の破損に関するステップオーバーレイの問題につながる。本発明の目的は、このような欠点を厳密に取り除くことにある。日本国特許第５７−５８２１６号公開公報は、基板と、該基板から見ると、一方が他方の上部に配置されており、並んで配置されていない２つの磁気部分とを具備する磁気ヘッドを説明している。導体コイルは、前記磁気部分のうち１つだけを包囲している。このコイルは、基板に埋め込まれた下部シートと、前記２つの磁気部分の間にある上部シートとを具備する。日本国特許第５２−２８３０７号公開公報は、平行な房部に配置された導体を備えた類似のヘッドを開示している。発明の開示本発明は、コイル巻線の一部を基板、すなわち導体の下部シートに組み入れることを提案する。実際には、下部シートは基板に形成された房部（chamber）に配置される。このようにすれば、ヘッドの厚さを減少でき、相関的に、前述の問題は解決されることになる。厳密に言えば、本発明の目的は、均質な基板と、該基板から見ると並んで配置され、かつ、非磁気エアギャップによって分離された、少なくとも１つの第１の電極部と１つの第２の電極部とを備えた磁気回路とを具備する垂直磁気ヘッドである。この磁気回路は、基板内に少なくとも１つの埋め込まれていない部分と、基板に埋め込まれていない磁気回路の前記部分を囲む導体コイルとを具備する。このヘッドは、導体コイルが、基板と、前記埋め込まれていない部分の下とに形成され、かつ、該基板に集積された、少なくとも１つの房部の中に配置された導体の下部シートと、埋め込まれていない部分にまたがる導体の上部シートとによって形成されることを特徴とする。第１の実施形態によれば、磁気回路は、後方磁気閉じ部（rear closing part ）と、該後方磁気閉じ部と第１および第２の電極部のそれぞれとに磁気的に接続された第１および第２の側面磁気部とを具備し、前記第１および第２の側面磁気部の各々は、前記磁気回路の埋め込まれていない部分を形成し、導体コイルは、少なくとも第１および／または第２の側面磁気部の周りに巻かれた少なくとも１つの巻線を具備し、この巻線は、前記第１および／または第２の側面磁気部の下を通過する導体の下部シートであって基板に集積されている下部シートと、前記第１および／または第２の側面電極部にまたがる上部シートとを具備していることを特徴とする。前記側面磁気部は、前記磁気回路の他の要素（後方閉じ部および電極部）に直接に、あるいは調整された厚さの絶縁層部（例えば、０．１〜０．２μｍの厚さのＳｉＯ₂またはアルミナ）を介して接続される。絶縁層部の使用は高周波動作に対しては好ましい。都合のよいことには、前記電極部も基板に集積される。さらに好ましくは、前記後方磁気閉じ部も基板に集積される。基板が絶縁材料でないならば、基板は導電性あるいは半導電性のいずれかであるために、導体の前記下部シートの集積は、基板における前記房部をエッチングすることによって達成することができ、前記房部は絶縁材料で充填され、その後に該房部内で前記導体が製造される。これは、特にシリコン基板の場合である。他の実施形態において、前記磁気回路は、該回路の前記埋め込まれていない部分を形成する後方閉じ部を具備し、導体コイルは、この後方閉じ部の周りに巻かれている巻線を、該後方閉じ部の下を通過する導体の下部シートであって基板に埋め込まれている下部シートと、前記後方閉じ部の上を通過する上部シートとともに具備する。都合のよいことには、前記後方閉じ部は、前記第１および第２の電極部に磁気的に接続され、側面磁気部は全く存在しない。この代替例においては、前記第１および第２の電極部を基板に埋め込んでもよい。さらなる実施形態によれば、前記第１および第２の電極部は、基板に埋め込まれていない前記磁気回路の一部を形成し、導体コイルは、前記第１および第２の電極部の少なくとも１つを取り囲み、この導体コイルは、前記電極部の少なくとも１つの下を通過し、かつ、基板に埋め込まれている導体の下部シートと、前記電極部の少なくとも１つにまたがる導体の上部シートとを具備している。本発明のさらなる目的は、先述されたような垂直磁気ヘッドを製造する方法である。この方法は、均質な基板上に、該基板から見ると並んで配置され、かつ、非磁性エアギャップによって分離された第１および第２の電極部を備えた磁気回路であって基板に埋め込まれていない少なくとも一部を具備する磁気回路を形成することと、該回路の埋め込まれていない部分の周りに導体巻線を形成することとからなり、この方法は、前記導体巻線が、基板に形成され、かつ、前記埋め込まれていない部分を通過する、少なくとも１つの房部に導体の下部シートを作ることと、基板にこの下部シートを埋め込むことと、前記磁気回路の前記埋め込まれていない部分にまたがる導体の上部シートを形成することとによって、形成されることを特徴としている。本発明の方法は、（後方閉じ部を１つだけを備えた、または後方部を全く備えない磁気回路を形成する）ヘッドの実施形態の様式に対応する使用方法を具備している。図面の簡単な説明既に述べた図１は、公知のサンドイッチ形式の磁気ヘッドを示している。既に述べた図２は、平面巻線を備えた公知の磁気ヘッドを示している。既に述べた図３は、ソレノイド巻線を備えた公知の磁気ヘッドのさらなる例図である。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１月１２日（１９９８．１．１２）【補正内容】請求の範囲１．均質な基板（４０）と、該基板（４０）から見ると並んで配置され、かつ、非磁性エアギャップ（４６）によって分離される、少なくとも第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）とを備えた磁気回路とを具備する垂直磁気ヘッドであって、この磁気回路は、前記基板に埋め込まれていない少なくとも１つの部分と、前記磁気回路の前記基板に埋め込まれていない前記部分を囲む導体コイルとを具備し、このヘッドは、前記導体コイルが、前記埋め込まれていない部分の下の、基板（４０）に作られた少なくとも１つの房部（６２₁，６２₂）の中に配置された導体の下部シートであって基板に集積された下部シートと、前記埋め込まれていない部分にまたがる導体の上部シートとによって形成されることを特徴とする垂直磁気ヘッド。２．前記磁気回路は、後方磁気閉じ部分（６０）と、該後方磁気閉じ部（６０）と、第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）のそれぞれとに磁気的に接続されている第１および第２の磁気部（８２₁，８２₂）とを具備し、前記第１および第２の磁気部（８２₁，８２₂）の各々は、前記磁気回路の埋め込まれていない部分を形成することと、前記導体コイルは、少なくとも前記第１および／あるいは第２の磁気部（８２₁ ，８２₂）の周りに巻かれている少なくとも１つの巻線を具備し、この巻線は、第１および／あるいは第２の側面磁気部（８２₁，８２₂）の下を通過する導体の下部シート（６６₁，６６₂）であって基板（４０）に集積されている下部シートと、前記後方閉じ部分（６０）にまたがる上部シート（９６₃）とを具備していることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。６．前記磁気回路は、回路の埋め込まれていない部分を形成する後方閉じ部（６０）を具備することと、導体コイル（９７，９９）は、この後方閉じ部（６０）の周りに巻かれている巻線と、該後方閉じ部（６０）の下を通過する導体の下部シート（６６₃）であって基板（４０）に埋め込まれている下部シート（６６₃）と、前記後方閉じ部（６０）にまたがる上部シート（９６₃）とを具備することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。７．前記後方閉じ部（６０）は、前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）に磁気的に接続されていることを特徴とする請求項６記載の磁気ヘッド。８．前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）は、基板（４０）に埋め込まれていることを特徴とする請求項７記載の磁気ヘッド。９．前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）は、前記基板に埋め込まれていない、前記磁気回路の部分を形成することと、導体コイル（９５）は、前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）の少なくとも１つを囲み、この導体コイル（９５）は、前記電極部の少なくとも１つの下を通過し、かつ、基板（４０）に埋め込まれている導体の下部シートと、前記電極部の少なくとも１つにまたがる導体の上部シートとを具備していることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。１０．請求項１記載の垂直磁気ヘッドを製造する方法であって、均質な基板（４０）上に、該基板（４０）から見ると並んで配置され、かつ、非磁気エアギャップ（４６）によって分離される第１および第２の電極部（５０₁ ，５０₂）を備えた磁気回路であって基板（４０）に埋め込まれていない少なくとも一部を具備する磁気回路を形成することと、前記回路の前記埋め込まれていない部分の周りに導体コイルを形成することとからなっており、前記導体コイルは、前記埋め込まれていない部分の下を通過する導体の下部シートを形成することと、この下部層部を前記基板に形成された少なくとも１つの房部（６２₁，６２₂）の中に埋め込むことと、前記磁気回路の前記埋め込まれていない部分にまたがる導体の上部シートを形成することとによって形成されることを特徴とする方法。１１．後方磁気閉じ部（６０）も形成され、かつ、第１および第２の側面磁気部（８２₁，８２₂）は、前記後方磁気閉じ部（６０）と、前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）のそれぞれとに磁気的に接続され、前記導体コイルは、前記第１および第２の側面磁気部（８２₁，８２₂）の少なくとも１つの周りに巻かれた、少なくとも１つの巻線を形成することによって形成され、前記巻線は、第一に、前記第１および／または第２の側面磁気部（８２₁，８２₂）の下を通過する導体の下部シート（６６₁，６６₂）であって基板（４０）に集積されている下部シートを、第二に、前記第１および／または第２の側面磁気部にまたがる導体の上部シート（９６₁，９６₂）を生じさせることによって得られることを特徴とする請求項１０記載の方法。１２．基板（４０）は、半導電性あるいは導電性であり、少なくとも１つの房部（６２₁，６２₂）は、基板（４０）にエッチングされ、前記房部は、絶縁材料（６４）で充填され、かつ前記下部シート（６６₁，６６₂）の前記導体は、この絶縁体（６４）で形成されることを特徴とする請求項１０記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】

Claims

【特許請求の範囲】１．均質な基板（４０）と、並んで配置され、かつ、非磁性エアギャップ（４６）によって分離される、少なくとも第１および第２の電極部（５０₁，５０₂ ）とを備えた磁気回路とを具備する垂直磁気ヘッドであって、この磁気回路は、前記基板に埋め込まれていない少なくとも１つの部分と、前記磁気回路の前記基板に埋め込まれていない前記部分を囲む導体コイルとを具備し、このヘッドは、前記導体コイルが、前記埋め込まれていない部分の下の、基板（４０）に作られた少なくとも１つの房部（６２₁，６２₂）の中に配置された導体の下部シートであって基板に集積された下部シートと、前記埋め込まれていない部分にまたがる導体の上部シートとによって形成されることを特徴とする垂直磁気ヘッド。２．前記磁気回路は、後方磁気閉じ部分（６０）と、該後方磁気閉じ部（６０）と、第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）のそれぞれとに磁気的に接続されている第１および第２の磁気部（８２₁，８２₂）とを具備し、前記第１および第２の磁気部（８２₁，８２₂）の各々は、前記磁気回路の埋め込まれていない部分を形成することと、前記導体コイルは、少なくとも前記第１および／あるいは第２の磁気部（８２₁ ，８２₂）の周りに巻かれている少なくとも１つの巻線を具備し、この巻線は、第１および／あるいは第２の側面磁気部（８２₁，８２₂）の下を通過する導体の下部ソート（６６₁，６６₂）であって基板（４０）に集積されている下部シートと、前記第１および／または第２の側面電極部（８２₁，８２₂ ）にまたがる上部シート（９６₁，９６₂）とを具備していることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。３．基板（４０）は、半導電性あるいは導電性であり、導体の下部シート（６６₁，６６₂）は、基板（４０）にエッチングされた少なくとも１つの房部（６２₁，６２₂）の中に配置され、かつ、絶縁材料（６４）で充填され、これらの下部シートの導体は、この絶縁体（６４）で作られていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。４．前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）は、基板（４０）に集積され、かつ、基板（４０）にエッチングされた第１および第２の房部（４４，５２）の中に配置されていることを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。５．前記後方磁気閉じ部（６０）も、基板（４０）に集積され、かつ、基板（４０）にエッチングされた房部の中に配置されていることを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。６．前記磁気回路は、回路の埋め込まれていない部分を形成する後方閉じ部（６０）を具備することと、導体コイル（９７，９９）は、この後方閉じ部（６０）の周りに巻かれている巻線と、該後方閉じ部（６０）の下を通過する導体の下部シート（６６₃）であって基板（４０）に埋め込まれている下部シート（６６₃）と、前記後方閉じ部（６０）にまたがる上部シート（９６₃）とを具備することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。７．前記後方閉じ部（６０）は、前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）に磁気的に接続されていることを特徴とする請求項６記載の磁気ヘッド。８．前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）は、基板（４０）に埋め込まれていることを特徴とする請求項７記載の磁気ヘッド。９．前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）は、前記基板に埋め込まれていない、前記磁気回路の部分を形成することと、導体コイル（９５）は、前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）の少なくとも１つを囲み、この導体コイル（９５）は、前記電極部の少なくとも１つの下を通過し、かつ、基板（４０）に埋め込まれている導体の下部シートと、前記電極部の少なくとも１つにまたがる導体の上部シートとを具備していることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。１０．請求項１記載の垂直磁気ヘッドを製造する方法であって、均質な基板（４０）上に、並んで配置され、かつ、非磁気エアギャップ（４６）によって分離される第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）を備えた磁気回路であって基板（４０）に埋め込まれていない少なくとも一部を具備する磁気回路を形成することと、前記回路の前記埋め込まれていない部分の周りに導体コイルを形成することとからなっており、前記導体コイルは、前記埋め込まれていない部分の下を通過する導体の下部シートを形成することと、この下部層部を前記基板に形成された少なくとも１つの房部（６２₁，６２₂）の中に埋め込むことと、前記磁気回路の前記埋め込まれていない部分にまたがる導体の上部シートを形成することとによって形成されることを特徴とする方法。１１．後方磁気閉じ部（６０）も形成され、かつ、第１および第２の側面磁気部（８２₁，８２₂）は、前記後方磁気閉じ部（６０）と、前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）のそれぞれとに磁気的に接続され、前記導体コイルは、前記第１および第２の側面磁気部（８２₁，８２₂）の少なくとも１つの周りに巻かれた、少なくとも１つの巻線を形成することによって形成され、前記巻線は、第一に、前記第１および／または第２の側面磁気部（８２₁，８２₂）の下を通過する導体の下部シート（６６₁，６６₂）であって基板（４０）に集積されている下部シートを、第二に、前記第１および／または第２の側面磁気部にまたがる導体の上部シート（９６₁，９６₂）を作成することによって得られることを特徴とする請求項１０記載の方法。１２．基板（４０）は、半導電性あるいは導電性であり、少なくとも１つの房部（６２₁，６２₂）は、基板（４０）にエッチングされ、前記房部は、絶縁材料（６４）で充填され、かつ前記下部シート（６６₁，６６₂）の前記導体は、この絶縁体（６４）で形成されることを特徴とする請求項１０記載の方法。１３．前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）も、基板（４０）に第１および第２の房部（４４，５２）をエッチングすることによって基板（６０）に集積されることを特徴とする請求項１２記載の方法。１４．前記後方磁気閉じ部（６０）が、基板（４０）にエッチングされた房部の中に配置されることによって基板（４０）に集積されることを特徴とする請求項１２記載の方法。１５．請求項１０記載の磁気ヘッドを製造する方法であって、磁気回路は、基板に埋め込まれていない後方閉じ部（６０）で形成され、導体コイルは、この後方閉じ部（６０）の下を通過する導体の下部シート（６６₃）であって基板（４０）に埋め込まれている下部シートを形成することと、前記後方閉じ部（６０）にまたがる上部ンート（９６₃）を形成することとによって前記後方閉じ部（６０）の周りに形成されることを特徴とする方法。１６．前記後方閉じ部（６０）は、前記第１および第２の電極部（５０１，５０₂）と磁気接続されて配置されていることを特徴とする請求項１５記載の方法。１７．前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）は、基板（４０）に集積されていることを特徴とする請求項１６記載の方法。１８．前記第１および第２の電極部（５０₁，５０₂）は、埋め込まれていない基板（４０）に形成され、導体コイルは、前記第１および第２の電極部（５０₁ ，５０₂）の少なくとも１つの周りに形成され、かつ、この導体コイルは、導体の下部シートを基板（４０）に埋め込むことと、導体の上部シートを前記電極部にまたがって形成することとによって得られることを特徴とする請求項１０記載の方法。