JP2002334407A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッド及びその製造方法

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JP2002334407A
JP2002334407A JP2001135054A JP2001135054A JP2002334407A JP 2002334407 A JP2002334407 A JP 2002334407A JP 2001135054 A JP2001135054 A JP 2001135054A JP 2001135054 A JP2001135054 A JP 2001135054A JP 2002334407 A JP2002334407 A JP 2002334407A
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magnetic
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thin
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Shunichiro Kuwazuka
俊一郎 鍬塚
Masanori Tanabe
正則 田辺
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラック幅の精度を向上させるとともに書き
込み特性の優れたトラックを形成して、狭トラック幅化
と高記録密度化に対応すること。 【解決手段】 上部磁気コアと、下部磁気コアと、上部
磁気コアと下部磁気コアとの間に介在された磁気ギャッ
プ膜と、を備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、上部磁気コ
アは、その先端部がトラック幅方向に沿ってめっき膜厚
で形成され且つトラック幅方向に沿って磁性材料の組成
を異にしている薄膜磁気ヘッド。また、上部磁気コア
は、その先端部がトラック幅方向の両端部でその中央部
に対して高い飽和磁束密度の磁性材料からなる薄膜磁気
ヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜磁気書き込みヘ
ッドとその製造方法に関し、特に書き込みヘッドにおけ
るトラック幅の設定技術に関する。
【0002】
【従来の技術】書き込みトラック幅を決める上部コアの
成膜は湿式、乾式法を問わずトラック幅方向に垂直な方
向への積層によっている。このトラック幅方向に対する
垂直方向への積層のやり方は、成膜、パターンニングと
も容易であるため広く用いられている。
【0003】また、特開2000−76618号公報に
は、図8とそれに関連する説明において、上部ポールチ
ップ形成用磁性膜の膜面方向が、記録媒体移動方向と平
行であって下部磁極膜面方向とは直交することが開示さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置の高
記録密度化が現在のように年率100パーセントを超え
る勢いで進み、それに伴って狭トラック幅化が進んだ場
合、早い時期にトラック幅が0.2ミクロンを切ってく
るのは明らかある。
【0005】このように、高密度化と狭トラック化の要
請のもとでは、従来技術ではトラック幅の精度を確保す
ることが不可能となるとともに、書き込み性能を満足さ
せることが困難となってきている。
【0006】また、上記した公報で上部磁極の膜厚をト
ラック幅方向にすることが開示されているが、必要膜厚
の形成と膜形成後の不要部分の除去について複雑で困難
な工程を要するものである。
【0007】本発明の目的は、トラック幅の精度を向上
させるとともに書き込み特性の優れたトラックを形成し
て、狭トラック幅化と高記録密度化に対応する薄膜磁気
ヘッドを提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は主として次のような構成を採用する。上部
磁気コアと、下部磁気コアと、前記上部磁気コアと前記
下部磁気コアとの間に介在された磁気ギャップ膜と、を
備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、前記上部磁気コアは、
その先端部がトラック幅方向に沿って磁性材料の組成を
異にしている薄膜磁気ヘッド。
【0009】また、上部磁気コアと、下部磁気コアと、
前記上部磁気コアと前記下部磁気コアとの間に介在され
た磁気ギャップ膜と、を備えた薄膜磁気ヘッドにおい
て、前記上部磁気コアは、その先端部がトラック幅方向
の両端部でその中央部に対して高い飽和磁束密度の磁性
材料からなる薄膜磁気ヘッド。
【0010】また、上部磁気コアと、下部磁気コアと、
前記上部磁気コアと前記下部磁気コアとの間に介在され
た磁気ギャップ膜と、を備えた薄膜磁気ヘッドの製造方
法において、平坦面を有する前記磁気ギャップ膜に前記
上部磁気コアの先端部形成用土台を配設し、前記土台上
にめっき下地膜を斜方スパッタを一例とする方向性をも
った成膜法で成膜し、前記めっき下地膜上に上部磁気コ
ア用磁性材料を電気めっきしてトラック幅方向に所定厚
さのめっき膜厚を形成し、前記形成しためっき膜の内で
不要部分をエッチングで除去する薄膜磁気ヘッドの製造
方法。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る薄膜磁気
ヘッド及びその製造方法について、図1〜図9を用いて
以下説明する。
【0012】まず、図1に上部磁気コア分離構造の書込
みヘッドを持った薄膜磁気ヘッドの概略図を示す。上部
磁気コアはトラック部を形成する先端の小さな長方形の
部分(上部磁気コア先端部14)と、後ろ側の大きなホ
ームベース状の部分17とが分離された構造で構成され
る。また、書込みヘッドの下に形成されたGMRヘッド
等の読み出しヘッドの最上層である上部シールド2、又
は上部シールドと下部磁気コアとの兼用層、又は図1に
示すようなピギーバックタイプ(piggyback
type;MR素子ヘッドの背中に書き込みヘッドを背
負う型式の上部シールドと下部磁気コアの分離タイプ)
の場合は下部磁気コア層11、は平坦化されており、そ
の上に形成する書込み用の磁気ギャップ12は平坦な状
態となる。
【0013】次に、薄膜磁気ヘッドの形成プロセスの概
略を説明する。図2及び図3に、平坦な磁気ギャップ膜
12上に絶縁体で形成された上部磁気コア先端部形成用
の土台18の模式図を示す。絶縁体は精度が出しやす
く、後で除去が容易なホトレジストが望ましい。また、
この土台18の高さは上部磁気コア先端部14の高さで
あり、2〜3ミクロンであるが、読み取りヘッドと書込
みヘッドの位置合わせ精度を上げるためには、書込み特
性を満足させつつ出来るだけ薄くするのが望ましい。奥
行き方向の寸法は最低必要な約3ミクロン以上あれば良
い。トラック幅方向の寸法は特に規定することはない
が、最終的には除去するため、強度が確保される最小寸
法が望ましい。
【0014】図3には、斜方スパッタ、蒸着等の方向性
を持った成膜法によって電気めっき下地膜層を成膜した
後の状態を示す。成膜方向は土台の垂直面(図3に示す
土台18の垂直形成面であり、図で黒く塗布した面)に
厚く、土台の水平面に薄く成膜する必要があるため、水
平方向に近い角度が望ましい。水平面には導電性が確保
される最低膜厚で良いため、好ましくは垂直部の1/1
0以下とし記録特性に問題のないレベルにすることが望
ましい。図3には濃淡で膜厚を表わしており、黒に近い
部分が厚いことを示している。土台の影となる部分(図
3で白い部分)に一部成膜されない箇所が存在するが、
全体の面積に比べて極めて微少な面積であり、めっきを
する上で問題とはならない。
【0015】図4に上部磁気コア用の軟磁性材料を電気
めっきした後の状態を示す。めっき膜厚は必要となる垂
直部の厚さが所定の厚さとなるようにコントロールす
る。めっき膜厚は下地膜の厚さに比例するため、垂直部
分には厚く、水平部分は薄くなる。図4のA−A断面を
図5に示す。
【0016】図5に示すように、土台の垂直面、水平面
の膜の成長方向は異なる。したがって書込み特性で重要
なギャップ近傍部分の成膜の状況は複雑となり特性には
良い影響を与えない。しかしながら、トラック幅を0.
2ミクロン、垂直面、水平面の膜厚比を10とした場
合、最上部においても僅か0.02ミクロンであり、書
込み特性に影響を与えるレベルではない。但し、この量
は少なければ少ない程良いことは明らかであるため、水
平面の膜厚は出来る限り薄くなるように垂直、水平面の
膜厚比は大きくした方が望ましい。
【0017】トラック幅となる垂直面の膜厚はナノメー
トルオーダーでコントロールすることが可能であるため
(図5で土台の垂直面に対して成膜していって膜厚を大
とする方法であり、この成膜の厚さがトラック幅に対応
するので、トラック幅を精度良く制御できる)、従来の
トラック幅精度と比較すると、一桁以上の精度向上が可
能となる。
【0018】更に、トラック幅方向、即ち、成膜方向に
材料組成を変化させられるため、最適な書込みプロファ
イル(特性)が得られるように、磁性材料の飽和磁束密
度Bsをトラック端部(成膜の初期と終期で形成され
る)、中央部で変化させることも可能である。この際、
中央部に比べてトラック端部のBsが大である磁性材料
を選定して、書き滲みを避けることができる(隣接トラ
ックへの影響を無くすることができる)。即ち、トラッ
ク幅方向の中央部に耐蝕性のある低Bsの磁性材料を用
い、トラック幅方向の両端部に書き滲みを避ける高Bs
の磁性材料を用いると好都合である。
【0019】また、トラック幅の狭小化にともない課題
となってくる漏洩記録磁界を制御するために、非磁性導
電性部材をトラック両端部に形成することも可能であ
る。非磁性導電部材を配置することにより、漏洩記録磁
界と共に渦電流損失をも制御出来ることについては、特
開平11−016122号公報に記載されている。
【0020】図6は垂直方向からの、イオンビームエッ
チング等の異方性エッチングによって水平部分のめっき
膜を除去した後の状態を示す図であり、ギャップ部近傍
でトラック幅方向にエッチングされ得るが、そのトラッ
ク幅方向の減少量は極めて微量であってトラック幅精度
を大きく劣化させることはない。
【0021】図7はホトレジスト土台をウェットエッチ
ング、あるいはアッシング等で除去した後の媒体対向面
から見た図である。これ以降の工程は通常のコイル形
成、上部磁気コア形成、端子形成と続く。
【0022】図8に示すように書込み特性上の問題で、
コイルの層間絶縁膜の一部であるレジスト絶縁膜13
(コイルの下地の第1絶縁膜)を形成した後で、土台を
形成する場合もある(図2〜図7に示す構造では磁気ギ
ャップの平坦面上に土台を形成したのに対して)。この
際は2〜3ミクロンの段差(図8のレジスト絶縁膜の厚
さが2〜3μm)のある丘上の斜面にホトレジの土台が
乗り上げた状態で形成される(図8で上部磁気コア先端
部14として図示されている乗り上げ形状)。また、図
9に示すように、コイルが2層の構造の場合は第2層間
絶縁膜の丘上に土台が乗り上げる場合もある。
【0023】図8と図9に示すような構造の場合、めっ
き下地膜、めっき膜ともに層間絶縁膜の丘上にも付着
し、後工程のエッチングにおいても除去できない箇所も
出てくるが、これらのエッチング残り部分は媒体対向面
に出てくることはないので、特性上の問題はない。
【0024】以上説明したように、本発明の実施形態に
よれば、上部磁気コア形状としては、製造プロセスが単
純な、いわゆる上部磁気コア分離構造(特開平2−24
7809号公報に開示の構造)を採用して先端磁気コア
を形成する。フォトレジスト等でウエハに垂直な面を予
め形成し、めっき下地膜をウエハ垂直面に選択的に成膜
するように斜方スパッタリング法等を用いて形成した
後、めっき法により上部磁気コアを形成する。この際、
めっき組成は時間とともに変化させても良い。また後工
程において、ウエハ水平面に薄く付いためっき膜は異方
性エッチング等で除去する。
【0025】このように、本発明の特徴は、トラック幅
精度確保のため膜厚でトラック幅を決める構造とする。
この場合、トラック幅方向に材質、組成を変えることが
出来るので、書込み特性の最適化も可能となる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トラック幅を成膜の膜厚方向によって決定できるため
に、トラック幅精度が飛躍的に向上し狭小化に対応出来
る。
【0027】また、トラック幅方向に任意の組成の材料
を選択できるために、漏洩磁界の少ない書込み特性の優
れたトラックが形成できる。従って、これらにより高記
録密度対応の薄膜磁気ヘッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの磁極
先端部分を概略的に示したもので媒体対向面から見た図
である。
【図2】上部磁気コア先端部の形成法を表わしたもの
で、平坦化された磁気ギャップ上に上部磁気コア先端部
形成用の土台を形成した後の斜視図である。
【図3】図2を拡大したものであって電気めっき用の下
地膜を斜方成膜で形成した後の図である。
【図4】電気めっきにより上部磁気コア先端部材料を成
膜した後の図である。
【図5】図4のA−A断面図である。
【図6】異方性エッチングで水平部分のめっき膜を除去
した後の断面図である。
【図7】先端部形成用の土台を除去した後の断面図であ
る。
【図8】レジスト第1絶縁膜形成後に土台を形成した場
合の素子断面図である。
【図9】第1絶縁膜上の第2絶縁膜(第2層間絶縁膜)
形成後に土台を形成した場合の素子断面図である。
【符号の説明】
2 上部シールド 11 下部磁気コア 12 磁気ギャップ 13 レジスト第1絶縁膜 14 上部磁気コア先端部 15 レジスト第2絶縁膜 16 コイル 17 上部磁気コア 18 土台

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部磁気コアと、下部磁気コアと、前記
    上部磁気コアと前記下部磁気コアとの間に介在された磁
    気ギャップ膜と、を備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記上部磁気コアは、その先端部がトラック幅方向に沿
    って磁性材料の組成を異にしていることを特徴とする薄
    膜磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 上部磁気コアと、下部磁気コアと、前記
    上部磁気コアと前記下部磁気コアとの間に介在された磁
    気ギャップ膜と、を備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記上部磁気コアは、その先端部がトラック幅方向に沿
    ってめっき膜厚で形成され且つトラック幅方向に沿って
    磁性材料の組成を異にしていることを特徴とする薄膜磁
    気ヘッド。
  3. 【請求項3】 上部磁気コアと、下部磁気コアと、前記
    上部磁気コアと前記下部磁気コアとの間に介在された磁
    気ギャップ膜と、を備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記上部磁気コアは、その先端部がトラック幅方向の両
    端部でその中央部に対して高い飽和磁束密度の磁性材料
    からなることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 上部磁気コアと、下部磁気コアと、前記
    上部磁気コアと前記下部磁気コアとの間に介在された磁
    気ギャップ膜と、を備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法に
    おいて、 平坦面を有する前記磁気ギャップ膜に前記上部磁気コア
    の先端部形成用土台を配設し、 前記土台上にめっき下地膜を斜方スパッタを一例とする
    方向性をもった成膜法で成膜し、 前記めっき下地膜上に上部磁気コア用磁性材料を電気め
    っきしてトラック幅方向に所定厚さのめっき膜厚を形成
    し、 前記形成しためっき膜の内で不要部分をエッチングで除
    去することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  5. 【請求項5】 上部磁気コアと、下部磁気コアと、前記
    上部磁気コアと前記下部磁気コアとの間に介在された磁
    気ギャップ膜と、を備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法に
    おいて、 前記磁気ギャップ膜とコイル下地絶縁膜に跨って前記上
    部磁気コアの先端部形成用土台を配設し、 前記土台上にめっき下地膜を斜方スパッタを一例とする
    方向性をもった成膜法で成膜し、 前記めっき下地膜上に上部磁気コア用磁性材料を電気め
    っきしてトラック幅方向に所定厚さのめっき膜厚を形成
    し、 前記形成しためっき膜の内で不要部分をエッチングで除
    去することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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