JP2002279608A - 薄膜型磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

薄膜型磁気ヘッド及びその製造方法

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JP2002279608A JP2001081933A JP2001081933A JP2002279608A JP 2002279608 A JP2002279608 A JP 2002279608A JP 2001081933 A JP2001081933 A JP 2001081933A JP 2001081933 A JP2001081933 A JP 2001081933A JP 2002279608 A JP2002279608 A JP 2002279608A
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Yasuhiko Shinjo
康彦 新庄
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Mitsumi Electric Co Ltd
ミツミ電機株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気コアにおける良好な磁気特性を確保す
る。 【解決手段】 磁気コアを構成する上層磁性層13を、
磁気ギャップG近傍に位置する第1の磁性層20と、コ
イル14の直上に位置する第2の磁性層21とに分割し
て形成する。このとき、高い飽和磁束密度を示す磁性材
料を用いてスパッタ法により第1の磁性層20を形成
し、低い磁歪を示す磁性材料を用いて鍍金法により第2
の磁性層21を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ギャップとな
る非磁性層を介して積層された一対の磁性層により構成
された磁気コアを有し、これら一対の磁性層間に薄膜状
のコイルが形成されてなる薄膜型磁気ヘッド及びその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、例えば磁気テープや磁気ディ
スクなどの磁気記録媒体に対して記録再生を行う磁気ヘ
ッドとして、各種薄膜形成技術を用いて薄膜状に作製さ
れた薄膜型磁気ヘッドが利用されている。このような薄
膜型磁気ヘッドとしては、例えば、磁気記録媒体に対し
て磁気信号の記録と再生との共に行うことが可能な、い
わゆるインダクティブ型の磁気ヘッドがある。
【0003】インダクティブ型の薄膜型磁気ヘッドは、
例えば図5に示すように、磁性材料により薄膜状に形成
された下層磁性層110上に、非磁性材料により形成さ
れた非磁性層115が積層され、非磁性層115上にフ
ォトレジスト等を高温ベーク処理により形成された層間
絶縁層11と、この層間絶縁層111内に薄膜コイル1
12が形成されている。また、層間絶縁層111上に
は、磁性材料により薄膜状に形成された上層磁性層11
3が積層されている。また、下層磁性層110と上層磁
性層113とは、薄膜コイル112の巻回中心で接合さ
れており、磁気コアを構成している。そして、磁気記録
媒体の対向面114で、非磁性層115が磁気コアの磁
気ギャップGとして機能している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の薄膜型磁気ヘッドにおいて、上層磁性層113を形
成するに際しては、例えば電解鍍金法などの鍍金法が用
いられている。このように鍍金法を用いることにより、
図5中の囲み部Bで示す傾斜部の位置で、均一な膜厚分
布で上層磁性層113を形成することができるという利
点がある。しかしながら、鍍金法を用いて上層磁性層1
13を形成した場合には、図5中の囲み部Cで示す磁気
ギャップ近傍の位置で、磁性材料の組成が不均一なもの
となってしまうという問題が生じる。このため、この位
置で飽和磁束密度が低下して磁気コアにおける磁気特性
が劣化し、微小な磁気信号に対する記録再生を良好に行
うことができないといった問題があった。
【0005】また、上層磁性層113を形成するに際し
て、スパッタ法を用いた場合には、この上層磁性層11
3全体を均一な組成で形成することができ、飽和磁束密
度を均一にすることができる。しかしながら、スパッタ
法は原理的に異方性を有する成膜方法であるため、図5
中の囲み部Bで示す傾斜部の位置で、他の部位に比べて
膜厚が減少してしまうといった問題があった。したがっ
て、この位置で磁気コアにおける磁束が飽和してしま
い、磁気特性の劣化を招いてしまう。
【0006】そこで、本発明は、上述した従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、優れた磁気特性を示す薄
膜型磁気ヘッドを提供することを目的とする。また、こ
のような薄膜型磁気ヘッドの製造方法を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る薄膜型磁気
ヘッドは、磁気ギャップとなる非磁性層を介して積層さ
れた一対の磁性層により構成された磁気コアを有し、前
記一対の磁性層間に薄膜状のコイルが形成されてなる薄
膜型磁気ヘッドにおいて、前記一対の磁性層のうち上層
側の磁性層は、高い飽和磁束密度を示す磁性材料により
磁気ギャップ近傍に位置して形成された第1の磁性層
と、低い磁歪を示す磁性材料により前記コイルの直上に
位置して形成された第2の磁性層とにより構成されてい
ることを特徴とするものである。
【0008】以上のように構成された本発明に係る薄膜
型磁気ヘッドは、磁気ギャップ近傍に位置する第1の磁
性層が高い飽和磁束密度を示す磁性材料により形成さ
れ、コイルの直上に位置する第2の磁性層が低い磁歪を
示す磁性材料により形成されていることから、磁気コア
における磁束の良好な流れを確保することができるとと
もに、磁気ギャップ近傍の位置での磁気コアを高い形状
精度で形成することができる。
【0009】また、本発明に係る薄膜型磁気ヘッドの製
造方法は、磁気ギャップとなる非磁性層を介して積層さ
れた一対の磁性層により構成された磁気コアを有し、前
記一対の磁性層間に薄膜状のコイルが形成されてなる薄
膜型磁気ヘッドの製造方法において、前記一対の磁性層
のうち上層側の磁性層を第1の磁性層と第2の磁性層と
に分割して製造するに際し、磁気ギャップ近傍の位置
で、高い飽和磁束密度を示す磁性材料を用いてスパッタ
法により前記第1の磁性層を形成し、前記コイルの直上
の位置で、低い磁歪を示す磁性材料を用いて鍍金法によ
り前記第2の磁性層を形成することを特徴とするもので
ある。
【0010】以上のように構成された本発明に係る薄膜
型磁気ヘッドの製造方法によれば、磁気ギャップ近傍に
位置する第1の磁性層を高い飽和磁束密度を示す磁性材
料を用いてスパッタ法により形成し、コイルの直上に位
置する第2の磁性層を低い磁歪を示す磁性材料を用いて
鍍金法により形成していることから、磁気コアにおける
磁束の良好な流れを確保することができるとともに、磁
気ギャップ近傍の位置での磁気コアを高い形状精度で形
成することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照して詳細に説明する。以下で
は、本発明の一構成例として、図1に示すような薄膜型
磁気ヘッド10について説明する。
【0012】薄膜型磁気ヘッド10は、図1に示すよう
に、図示しない基板上に、下層磁性層11と、非磁性層
15と、層間絶縁12と、上層磁性層13とが順次積層
された構造とされており、層間絶縁層12内に薄膜状に
形成されたコイル14を備えている。下層磁性層11と
上層磁性層13とは、コイル14の巻回中心14aに相
当する位置で接合されており、磁気コアを構成してい
る。そして、磁気記録媒体の対向面10aで、例えば非
磁性膜のAl膜により形成された非磁性層15が
磁気コアの磁気ギャップGとして機能している。
【0013】なお、図1においては、薄膜型磁気ヘッド
10の要部のみについて図示しているが、本発明は図1
に示す構造とされた薄膜型磁気ヘッド10への適用に限
定されるものではないことは勿論である。例えば、下層
磁性層11と基板との間に、磁気抵抗効果素子が配設さ
れ、再生専用の磁気ヘッドが複合一体化された複合型磁
気ヘッドにも本発明を適用することができる。
【0014】薄膜型磁気ヘッド10において、下層磁性
層11は、例えば、CoZr、Fe−Ta−N、Fe−
Zr−N、Fe−Al−N、或いはFe−N等のよう
な、飽和磁束密度Bsが1.5T以上を示す磁性材料に
より、薄膜状に形成されている。この下層磁性層11
は、例えばスパッタ法などの薄膜形成技術を用いて形成
することができる。
【0015】層間絶縁12は、例えばフォトレジスト材
等を高温ベーク(例えば、250℃)処理によって形成
されており、コイル14を内部に充填している。また、
層間絶縁12は、コイル14の巻回中心14aに相当す
る位置に取り除かれており、この位置で下層磁性層11
と上層磁性層13とが接合されている。
【0016】上層磁性層13は、高い飽和磁束密度を示
す磁性材料により磁気ギャップG近傍に位置して形成さ
れた第1の磁性層20と、低い磁歪を示す磁性材料によ
りコイル14の直上に位置して形成された第2の磁性層
21とによって構成されている。
【0017】第1の磁性層20は、例えば、CoZr、
Fe−Ta−N、Fe−Zr−N、Fe−Al−N、或
いはFe−N等のような、飽和磁束密度がBsが1.5
T以上を示す磁性材料によって薄膜状に形成されてい
る。この第1の磁性層20は、例えばスパッタ法などの
薄膜形成技術を用いて形成することができる。
【0018】第2の磁性層21は、例えば、Ni80w
t%−Fe20wt%なる組成とされた磁性材料によっ
て薄膜状に形成されている。第2の磁性層21は、この
ような磁性材料によって形成されることにより、その磁
歪λをλ<±1×10−5とすることができる。
【0019】以上のように構成された薄膜型磁気ヘッド
10は、非磁性層15を介して積層された下層磁性層1
1と上層磁性層13とが磁気コアを構成しており、この
磁気コアに薄膜状のコイル14が巻回された構造とされ
ている。すなわち、薄膜型磁気ヘッド10は、いわばイ
ンダクティブ型の磁気ヘッドである。
【0020】薄膜型磁気ヘッド10は、上述したよう
に、磁気ギャップG近傍に位置する第1の磁性層20
と、コイル14の直上に位置する第2の磁性層21とに
より上層磁性層13が構成されている。したがって、薄
膜型磁気ヘッド10は、微小な磁気信号を記録再生する
ために重要となる磁気ギャップG近傍の位置で、上層磁
性層13を高い形状精度で形成することが容易であるだ
けでなく、非磁性層12内にコイル14が形成されてい
ることによる傾斜部(図1中の囲み部Aに示す部位)
で、上層磁性層13を均一な膜厚で形成することが容易
である。
【0021】したがって、薄膜型磁気ヘッド10は、高
記録密度化に対応して微小な磁気信号を確実且つ高精度
に記録再生することができ、磁気コアにおける磁束の良
好な流れを確保することができる。
【0022】具体的には、例えば、磁気コアにおける磁
気ギャップG近傍における上層磁性層13の飽和磁束密
度Bsを1.5T以上確保することができるとともに、
コイル14の直上における上層磁性層13の膜厚を2μ
m以上として、磁気ギャップG近傍よりも厚く形成する
ことが容易となる。
【0023】また、薄膜型磁気ヘッド10において、磁
気コアは、第1の磁性層20における磁路長、透磁率、
磁路断面積をそれぞれl1、μ1、S1とし、第2の磁
性層21における磁路長、透磁率、磁路断面積をそれぞ
れl2、μ2、S2としたときに、以下の式2に示す関
係を満たす形状とされていることが望ましい。
【0024】 l1・S1/μ1 < l2・S2/μ2 ・・・(式2) これにより、磁気コアにおける磁気飽和を防止すること
ができ、磁束の良好な流れを確実に確保することができ
る。
【0025】つぎに、上述した薄膜型磁気ヘッド10に
おける上層磁性層13を作製する場合について説明す
る。
【0026】上層磁性層13を作製する場合には、先
ず、図2に示すように、内部にコイル14を充填した状
態で形成された層間絶縁層12上で、磁気ギャップGが
形成される位置に、第1の磁性層20をスパッタ法によ
り形成する。なお、図2(a)は、層間絶縁層12上に
第1の磁性層20が形成された状態を示す要部拡大断面
図であり、図2(b)は、この状態を示す平面図であ
る。
【0027】このとき、層間絶縁層12上に、所望とす
る第1の磁性層20の形状に対応した開口部を有するレ
ジスト層を形成しておき、第1の磁性層20をスパッタ
法によって成膜した後にレジスト層を剥離することによ
り、いわゆるリフトオフ法を用いて、所定の形状で第1
の磁性層20を形成する。尚、本実施の形態では、層間
絶縁層12を形成後、第1の磁性層20を形成したが、
非磁性層15を形成後、第1の磁性層20を形成し、そ
の後層間絶縁層12を形成しても良い。
【0028】次に、図3に示すように、第1の磁性層2
0に接して、コイル14の直上に相当する位置に、第2
の磁性層21を鍍金法により形成する。なお、図3
(a)は、非磁性層12上に第2の磁性層21が形成さ
れた状態を示す要部拡大断面図であり、図3(b)は、
この状態を示す平面図である。
【0029】次に、薄膜型磁気ヘッド10において磁気
記録媒体の対向面10aとなる面に対して図4(a)に
示すように、磁気ギャップGを所定のギャップデプスD
pとするように研磨加工を施す。これにより、図4
(b)に示すように、磁気記録媒体の対向面10aで、
上層磁性層13のギャップGと接する面の幅がトッラク
幅Trとなる。なお、図4(a)は、磁気記録媒体の対
向面10aとなる面に研磨加工を施した状態を示す要部
拡大断面図であり、図4(b)は、薄膜型磁気ヘッド1
0を磁気記録媒体の対向面10aからみた端面図であ
る。
【0030】以上のようにして上層磁性層13を作製す
ることにより、第1の磁性層20を薄い膜厚で高い形状
精度で形成することができるとともに、第2の磁性層2
1を第1の磁性層20よりも大とされた膜厚で、図1中
の囲み部Aに示す段差部で均一に形成することができ
る。
【0031】
【発明の効果】本発明に係る薄膜型磁気ヘッドは、磁気
ギャップ近傍に位置する第1の磁性層が高い飽和磁束密
度を示す磁性材料により形成され、コイルの直上に位置
する第2の磁性層が低い磁歪を示す磁性材料により形成
されていることから、磁気コアにおける磁束の良好な流
れを確保することができるとともに、磁気ギャップ近傍
の位置での磁気コアを高い形状精度で形成することがで
きる。
【0032】また、本発明に係る薄膜型磁気ヘッドの製
造方法によれば、磁気ギャップ近傍に位置する第1の磁
性層を高い飽和磁束密度を示す磁性材料を用いてスパッ
タ法により形成し、コイルの直上に位置する第2の磁性
層を低い磁歪を示す磁性材料を用いて鍍金法により形成
していることから、磁気コアにおける磁束の良好な流れ
を確保することができるとともに、磁気ギャップ近傍の
位置での磁気コアを高い形状精度で形成することができ
る。
【0033】したがって、本発明により、磁気コアの磁
気特性と形状精度とを向上させることができ、微小な磁
気信号に対して高精度に且つ効率よく記録再生すること
が可能な薄膜型磁気ヘッドを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した一構成例として示す薄膜型磁
気ヘッドにおける断面構造の概略を示す概略断面図であ
る。
【図2】同薄膜型磁気ヘッドにおける上層磁性層を作製
する過程を説明する図であり、図2(a)は、非磁性層
上に第1の磁性層を形成した状態を示す要部拡大断面図
であり、図2(b)は、この状態を示す平面図である。
【図3】同薄膜型磁気ヘッドにおける上層磁性層を作製
する過程を説明する図であり、図3(a)は、非磁性層
上に第2の磁性層を形成した状態を示す要部拡大断面図
であり、図3(b)は、この状態を示す平面図である。
【図4】同薄膜型磁気ヘッドにおける上層磁性層を作製
する過程を説明する図であり、図4(a)は、磁気記録
媒体の対向面に対して研磨加工を施した状態を示す要部
拡大断面図であり、図4(b)は、磁気記録媒体の対向
面からみた端面図である。
【図5】従来構造とされた薄膜型磁気ヘッドの要部を示
す概略断面図である。
【符号の説明】
10 薄膜型磁気ヘッド 10a 対向面 11 下層磁性層 12 層間絶縁層 13 上層磁性層 14 コイル 15 非磁性層 20 第1の磁性層 21 第2の磁性層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気ギャップとなる非磁性層を介して積
    層された一対の磁性層により構成された磁気コアを有
    し、前記一対の磁性層間に薄膜状のコイルが形成されて
    なる薄膜型磁気ヘッドにおいて、 前記一対の磁性層のうち上層側の磁性層は、高い飽和磁
    束密度を示す磁性材料により磁気ギャップ近傍に位置し
    て形成された第1の磁性層と、低い磁歪を示す磁性材料
    により前記コイルの直上に位置して形成された第2の磁
    性層とにより構成されていることを特徴とする薄膜型磁
    気ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記第1の磁性層における磁路長、透磁
    率、磁路断面積をそれぞれl1、μ1、S1とし、前記
    第2の磁性層における磁路長、透磁率、磁路断面積をそ
    れぞれl2、μ2、S2としたときに、前記磁気コアは
    以下の式1に示す関係を満たす形状とされていることを
    特徴とする請求項1記載の薄膜型磁気ヘッド。 l1・S1/μ1 < l2・S2/μ2 ・・・(式1)
  3. 【請求項3】 前記第1の磁性層は、飽和磁束密度Bs
    が1.5Tesra以上のCoZr、Fe−Ta−N、Fe
    −Zr−N、Fe−Al−N、Fe−N等から選ばれる
    少なくとも1種の高飽和磁束密度磁性材料により形成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の薄膜型磁気ヘ
    ッド。
  4. 【請求項4】 前記第2の磁性層は、磁歪定数λの範囲
    が-1×10−5<λ<+1×10−5となる低磁歪磁
    性材料により形成されていることを特徴とする請求項1
    記載の薄膜型磁気ヘッド。
  5. 【請求項5】 磁気ギャップとなる非磁性層を介して積
    層された一対の磁性層により構成された磁気コアを有
    し、前記一対の磁性層間に薄膜状のコイルが形成されて
    なる薄膜型磁気ヘッドの製造方法において、 前記一対の磁性層のうち上層側の磁性層を第1の磁性層
    と第2の磁性層とに分割して作製するに際し、 磁気ギャップ近傍の位置で、高い飽和磁束密度を示す磁
    性材料を用いてスパッタ法により前記第1の磁性層を形
    成し、 前記コイルの直上の位置で、低い磁歪を示す磁性材料を
    用いて鍍金法により前記第2の磁性層を形成することを
    特徴とする薄膜型磁気ヘッドの製造方法。
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