JP2004014073A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】基本的には浅溝・２段ステップ・負圧スライダの構成をなしながら、加工段差を低減して磁気スペーシングを改善する。
【解決手段】研磨加工されたディスク対向面では、その流出端８側の中央部に島状のセンタレールが設けられている。このセンタレールは、深溝加工面６に対し、浅溝加工面５ａと極浅溝加工面２２ａと浮上面４ａとからなる３段ステップ構成をなし、浮上面４ａはヘッド素子部７と基板材１４との間のベースアルミナの表面上を境として、基板材１４の表面を含んでいない。この浮上面４ａの周囲の基板材１４の面上に、浅溝加工面５ａよりも浅い所定の段差の極浅溝加工面２２ａを設けることにより、浅溝・２段ステップ・負圧スライダで生じていた基板材１４の表面とヘッド素子部７との間のアルミナ段差をなくし、この分ヘッド素子部７のヘッドとディスクの磁性層との間の磁気スペーシングを低減している。
【選択図】 図８
【解決手段】研磨加工されたディスク対向面では、その流出端８側の中央部に島状のセンタレールが設けられている。このセンタレールは、深溝加工面６に対し、浅溝加工面５ａと極浅溝加工面２２ａと浮上面４ａとからなる３段ステップ構成をなし、浮上面４ａはヘッド素子部７と基板材１４との間のベースアルミナの表面上を境として、基板材１４の表面を含んでいない。この浮上面４ａの周囲の基板材１４の面上に、浅溝加工面５ａよりも浅い所定の段差の極浅溝加工面２２ａを設けることにより、浅溝・２段ステップ・負圧スライダで生じていた基板材１４の表面とヘッド素子部７との間のアルミナ段差をなくし、この分ヘッド素子部７のヘッドとディスクの磁性層との間の磁気スペーシングを低減している。
【選択図】 図８
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にライト（書込用）ヘッド素子としての磁気誘導型ヘッドとリード（読出用）ヘッド素子としての磁気抵抗効果型ヘッド素子とが設けられた薄膜磁気ヘッドに係り、特に、記録媒体との対向面に島状レールを形成して、該記録媒体に対して浮上するようにした薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置においては、小型，大容量化が進み、現在３．５インチと２．５インチのディスク状記録媒体（以下、単にディスクという）を用いた小型磁気ディスク装置が主流になっている。
【０００３】
ところで、かかる磁気ディスク装置では、ディスクが低速度で回転するため、再生出力がディスク回転速度に依存する磁気誘導型ヘッドを用いた場合、その再生出力が低下するという問題がある。これに対し、磁界の変化によって抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を検出して再生出力を行なう磁気抵抗効果素子を用いた磁気抵抗効果型ヘッドでは、その再生出力がディスクの回転速度に依存しないため、小型磁気ディスク装置においても、高い再生出力を得ることができる。また、磁気抵抗効果型ヘッドでは、高記録密度化に伴う狭トラック化に対しても、磁気誘導型ヘッドと比べて高い再生出力が得られることから、小型化・大容量化に適した磁気ヘッドであると考えられる。
【０００４】
このことからして、小型磁気ディスク装置では、ライトヘッド素子としての磁気誘導型ヘッドとリードヘッド素子としての磁気抵抗効果型ヘッドとを備えた複合ヘッド素子構成の薄膜磁気ヘッドが用いられる。
【０００５】
ところで、磁気抵抗効果型ヘッドには、ＡＭＲ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：異方性磁気抵抗）素子を用いたＡＭＲヘッドやＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：巨大磁気抵抗）素子を用いたＧＭＲヘッド，ＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：トンネル磁気抵抗）素子を用いたＧＭＲヘッドがある。これらは上記の薄膜磁気ヘッドのリードヘッド素子として使用されるものであり、以下では、これら３種類の磁気抵抗効果型ヘッドをまとめて薄膜磁気ヘッドのＭＲヘッド素子といい、その磁性材料をＭＲ素子という。
【０００６】
かかるＭＲヘッド素子では、磁界の変化に起因するＭＲ素子の抵抗値の変化を検出するために、磁気ヘッドスライダのディスクに対向する面（以下、浮上面という）にＭＲ素子を露出させた構造とすることが最も再生効率が高い。このように浮上面にＭＲ素子が露出する構造の露出型ＭＲヘッド素子では、浮上面の加工時にＭＲ素子の一部も研磨加工することにより、ＭＲ素子の端部が浮上面に露出するようにしている。また、漏れ磁束によってデータをディスクに書き込むライトヘッド素子にしても、ＭＲヘッド素子と同様、浮上面の加工時にライトヘッド素子の上部磁極と下部磁極との先端部も研磨加工することにより、ライトヘッド素子の端部が浮上面から露出するようにしている。
【０００７】
一般に、上記のようなライトヘッド素子とリードヘッド素子とを備えた薄膜磁気ヘッドは、次のように製作される。
【０００８】
即ち、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナチタンカーバイト）またはＳｉＣ（シリコンカーバイト）などの硬質の基板上に、まず、絶縁膜（ベースアルミナという）として膜厚２〜１０μｍのＡｌ２Ｏ３（アルミナ）層を形成し、これにシールド層，ギャップ層，ＭＲ素子，ライトヘッド素子の下部磁極と上部磁極，アルミナ層の保護膜を順に積層する。かかる積層構造体は、リソグラフィを用いた薄膜プロセスにより、５インチサイズの基板上に形成される。この基板を、ダイヤモンド砥石により、２インチの長さの短冊片（即ち、ロウバー）に切断し、切断後の歪みを両面ラップなどの方法を用いて除去して後、基板上の上記積層構造体の１つ面（即ち、上記各層の端部側の面）を高精度に研磨加工して、ディスクに対面する浮上面を形成する。しかる後、この浮上面に負圧を生じさせて薄膜磁気ヘッドをディスク面から浮上させるためのレールを、イオンミリングなどのドライ加工により、島状に形成する。そして、かかる島状レールの形成後、ロウバーから個々の積層構造体（ヘッド素子部）を含むような小片（即ち、スライダ）を切り離すことにより、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【０００９】
ところで、ロウバーの状態で浮上面を研磨加工する方法としては、回転する軟質金属系の定盤上にダイヤモンドなどの砥粒を含んだラップ液を滴下しながら、研磨治具に接着したロウバーを押圧摺動させる研磨加工法が用いられている。
【００１０】
薄膜磁気ヘッドは、ヘッド素子部でのリードヘッド素子としてのＭＲヘッド素子やライトヘッド素子としての磁気誘導型ヘッド素子の上部磁極，下部磁極にパーマロイなどの軟質金属を、絶縁保護膜にアルミナを、スライダ基板材にアルミナチタンカーバイトを夫々用いた複合材料からなり、これら材料間で硬度が大きく異なることから、浮上面の研磨加工を行なうと、軟鉄金属によって構成されるＭＲ素子やライトヘッド素子の上部磁極，下部磁極などのヘッド素子部が窪み、浮上面に段差が生ずる。この段差を加工段差もしくはＰＴＲ（Ｐｏｌｅ Ｔｉｐ Ｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）というが、加工段差は、軟質金属によって構成されるＭＲヘッド素子やライトヘッド素子の上部磁極及び下部磁極の磁性膜，上部シールド膜，下部シールド膜などからなるヘッド素子部の表面とＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣまたはＳｉＣなどの硬質セラミックスなどによって構成される基板材の表面との間に生ずる段差として定義される。また、このヘッド素子部の表面とアルミナなどによって構成される絶縁保護膜の表面との間に生ずる段差を素子段差といい、この絶縁保護膜の表面と基板材の表面との間の段差をアルミナ段差という。従って、加工段差は、素子段差とアルミナ段差との和で表わされる。
【００１１】
一方、磁気ディスク装置において、面記録密度が向上するためには、ディスクの表面と薄膜磁気ヘッドの浮上面との間の隙間（浮上量）を狭くし、浮上面に露出したＭＲヘッド素子やライトヘッド素子とディスクでの磁性膜の表面との間の距離、即ち、磁気スペーシングを小さくすることが必須である。しかし、浮上量を小さくしても、加工段差が大きくなると、磁気スペーシングが増大することから、面記録密度を高めるためには、加工段差の低減が要求されるものである。
【００１２】
加工段差を低減するための方法としては、その一例として、特開平１１ー３０２６３６号公報に記載のものが知られている。
【００１３】
これに記載の薄膜磁気ヘッドのスライダ５０は、そのディスクへの対向面（ディスクから浮上するエアベアリング面）５１が図１６に示す構成をなしている。このエアベアリング面５１はほぼ３つの辺に沿って形成される凸部５２を有しており、この凸部５２に対し、中央部から１つの辺にかけて凹部５３をなしている。凸部５２の両端部側の辺（図面で上辺）が空気流出側であり、従って、これが使用されるときには、図示しないディスクに対する移動方向が図面上下方向となる。凸部５２の一方の端部、即ち、空気流出側の辺（流出端）の一方の端部に、ライトヘッド素子やリードヘッド素子などからなるヘッド素子部５４が設けられており、これによってディスクへのデータの記録、ディスクからのデータの再生が行なわれる。
【００１４】
図１７はかかる薄膜磁気ヘッド製造プロセスの１工程でのスライダ５０の断面構成を示す図であって、この断面は図１６における分断線Ｘ−Ｘに沿うものである。
【００１５】
この工程は、基板材５５に絶縁層５６で保護したヘッド素子部５４を設け、かかるヘッド素子部５４と基板材５５との表面からなるエアベアリング面５１を研磨加工するものである。
【００１６】
ここで、基板材５５の材料としては、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルティック）が用いられており、また、絶縁層５６として、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）が用いられており、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣはＡｌ２Ｏ３よりも高度が大きい。このために、エアベアリング面５１を研磨加工すると、図示するように、基板材５５の表面と絶縁層５６の表面との間に４〜５ｎｍ程度の段差（アルミナ段差）が生ずる。なお、ヘッド素子部５４でのＭＲヘッド素子５７やライトヘッド素子の上部磁極５８，下部磁極５９、下部シールド層６０といった素子は絶縁層５６よりも硬度が小さいため、ヘッド素子部５４のこれら素子と絶縁層５６との間にも段差（素子段差）が生ずるが、上記のエアベアリング面５１の研磨加工において、アルカリ系スラリーによってアルミナの絶縁層５６を化学エッチングしており、これにより、絶縁層５６とヘッド素子部５４との間の段差（素子段差）をほぼゼロにしており、加工段差はこのアルミナ段差にほぼ等しくなる。
【００１７】
以上のようなエアベアリング面５１の研磨加工後、図１８に示すように、絶縁層５６の表面にマスク６１を設けて基板材５５の表面をエッチングし、エアベアリング面５１において、図１９に示すように、絶縁層５６の表面と基板材５５の表面とを同一平面とするか、あるいは絶縁層５６の表面が基板材５５の表面よりもディスク６２側に突出するようにする。即ち、加工段差をゼロにする。そして、これら表面からなるエアベアリング面５１全体にＤＬＣからなる保護膜６３を設ける。
【００１８】
かかる薄膜磁気ヘッドでは、上記の構成を有するものであるから、次のような効果が得られる。即ち、図１７に示すように４〜５ｎｍのアルミナ段差を残したまま保護膜６３を設けた構成とすると、図１９に示すような磁気ヘッド装置の動作時での薄膜磁気ヘッド５０とディスク６２との間の最小距離として定義される浮上量は基板材５５の表面によって決まり、ヘッド素子部５４の表面とディスク６２の磁性膜（図示せず）との間の距離（磁気スペーシング（特開２００１ー２３６６１９号公報では、「磁気スペース」という））が浮上量よりも上記の加工段差（≒アルミナ段差）分大きくなるが、図１８，図１９で説明されるように、この加工段差をほぼゼロにしているので、その分磁気スペーシングが小さくなり、再生出力が向上するものである。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、後に詳細に説明するが、図２に示すように、ディスク対向面３において、流出端画８の中央部と流入端９とに島状のレール１０ａ，１０ｂとを設け、流出端８側の島状レール１０ａにヘッド素子部７が設けられた薄膜磁気ヘッドが知られている。島状レール（センタレール）１０ａは、深溝加工面６に対し所定の段差でもって突出したセンタレール浅溝加工面５ａとこのセンタレール浅溝加工面５ａに対し所定の段差でもって突出したセンタレール浮上面４ａとからなり、このセンタレール浮上面４ａに保護層で保護されたヘッド素子部７の端面が露出している。また、島状レール（流入端レール）１０ｂは、流入端９に沿い深溝加工面６に対し所定の段差でもって突出した流入端レール浅溝加工面５ｂとこの流入端レール浅溝加工面５ｂの両端で所定の段差で突出した流入端レール浮上面４ｂ，４ｃとからなっている。
【００２０】
かかる薄膜磁気ヘッドは、浮上面４と深溝加工面６との間に浅溝５を設け、島状レール１０ａ，１０ｂが２段ステップからなるスライダをなすものであるから、浅溝・２段ステップ・負圧スライダとも呼ばれている。
【００２１】
かかる薄膜磁気ヘッドの製造プロセスにおいても、ディスク対向面３の研磨加工では、センタレール浮上面４ａにおいて、基板材の表面とヘッド素子部７を保護する保護層の表面との間に加工段差が生じ、この加工段差分磁気スペーシングが大きくなる。
【００２２】
そこで、かかる磁気スペーシングを低減するために、先の特開２００１ー２３６６１９号公報に記載の上記技術を適用し、センタレール浮上面４ａでの基板材の表面部分もセンタレール浅溝加工面５ａとし、ヘッド素子部７を含む狭い領域のみセンタレール浮上面４ａとすることが考えられる。
【００２３】
しかし、このようにすると、センタレール浮上面４ａとセンタレール浅溝加工面５ａとの割合が大幅に変化することになり、浮上量にバラツキが生じて所望とする浮上量を安定して得られなくなるという問題がある。
【００２４】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、基本的には浅溝・２段ステップ・負圧スライダの構成をなしながら、加工段差を低減して磁気スペーシングを改善可能とした薄膜磁気ヘッドを提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、ライトヘッド素子とリードヘッド素子とからなるヘッド素子部が基板材にベースアルミナを介して設けられ、かつ基板材の表面やヘッド素子部の表面を含むディスク対向面の流出端側の中央部に深溝加工面に対して島状に突出したセンタレールが、ディスク対向面の流入端側に深溝加工面に対して島状に突出した流入端レールが夫々設けられ、センタレールと流出端レールが夫々、該深溝加工面に対して所定の段差で突出した浅溝加工面と、浅溝加工面に対して所定の段差で突出した浮上面とを有し、センタレールの浮上面にヘッド素子部の表面が含まれる薄膜磁気ヘッドであって、センタレールでの浮上面を、ヘッド素子部の表面を含み、かつ基板材の表面外の面とし、浮上面と浅溝加工面との間に、浮上面からの段差が浅溝加工面までの段差よりも小さい１以上の極浅溝加工面を設け、ディスク対向面をｎ段ステップ構成（但し、ｎは３以上の整数）としたものである。
【００２６】
そして、センタレールでの浮上面と極浅溝加工面との境界を、ヘッド素子部と基板材との間のベースアルミナ上としたものである。
【００２７】
さらに、センタレールの浮上面に浮上面保護膜を設けたものである。
【００２８】
上記目的を達成するために、本発明は、誘導型磁気ヘッドをライトヘッド素子とし磁気抵抗効果型ヘッドをリードヘッド素子としたヘッド素子部が基板材にベースアルミナを介して設けられ、かつ基板材の表面やヘッド素子部の表面を含むディスク対向面の流出端側の中央部に深溝加工面に対して島状に突出したセンタレールが、ディスク対向面の流入端側に深溝加工面に対して島状に突出した流入端レールが夫々設けられ、センタレールと流出端レールが夫々、深溝加工面に対して所定の段差で突出した浅溝加工面と、浅溝加工面に対して所定の段差で突出した浮上面とを有し、センタレールの浮上面にヘッド素子部の表面が含まれる薄膜磁気ヘッドであって、センタレールの浮上面のヘッド素子部の表面を含む領域に浮上面保護膜を設けて、浮上面保護膜の形成領域の境界をヘッド素子部と基板材との間のベースアルミナの表面上としたものである。
【００２９】
そして、少なくともベースアルミナ上に形成された浮上面保護膜の表面が、基板材の表面よりも突出している構成とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概要について説明する。
【００３１】
図１は磁気ディスク装置の動作時での薄膜磁気ヘッドとディスクとの配置状態を概略的に示す図であって、１は薄膜磁気ヘッド（スライダ）、２はディスク、３はディスク対向面、４は浮上面、５は浅溝加工面、６は深溝加工面、７はヘッド素子部である。
【００３２】
同図において、磁気ディスク装置では、磁気記録媒体であるディスク２の回転による動圧を利用することにより、薄膜磁気ヘッド１をディスク２の表面から微小距離だけ浮上させ、スライダ１の端部に形成されたライトヘッド素子やＭＲ素子などからなるヘッド素子部７によってデータの記録再生を行なっている。薄膜磁気ヘッドとディスク２との表面が最接近している隙間を浮上量という。
【００３３】
近年、磁気ディスク装置の高密度化の勢いは凄まじく、これに対応して薄膜磁気ヘッドの浮上量も年々低減化されており、現在浮上量としては１０〜２０ｎｍに達してきている。このように薄膜磁気ヘッドの低浮上量化が可能となった理由の１つとして、浅溝・２段ステップ・負圧スライダが挙げられる。これは、薄膜磁気ヘッド１のディスク対向面３を浮上面４と浅溝加工面５と深溝加工面６との２段ステップの面とし、浮上面４と浅溝加工面５とからなる部分が、深溝加工面６に対して、島状のレールを構成しているものであり、かかる構成により、ディスク対向面３とディスク２の表面との間に負圧を生じさせてスライダ１をディスク２の面から微小距離浮上させる。かかる島状レールの大きさ，形状や高さに応じて、浮上量を調整することができる。
【００３４】
図２は本発明による薄膜ヘッドの基本構成となる浅溝・２段ステップ・負圧スライダの薄膜磁気ヘッドを示す平面図であって、図１での薄膜磁気ヘッドのディスク対向面３の構成を示すものであり、４ａはセンタレール浮上面、４ｂ，４ｃは流入端レール浮上面、５ａはセンタレール浅溝加工面、５ｂは流入端レール浅溝加工面、８は流出端、９は流入端、１０ａはセンタレール、１０ｂは流入端レールである。なお、図１に対応する部分には、同一符号を付けている。
【００３５】
同図において、ディスク対向面３には、浅溝と深溝の２種類の溝の加工がなされ、中間溝としての浅溝を設けて２段ステップの構成がなされている。これにより、矢印Ａ方向をディスク２（図１）に対する薄膜磁気ヘッド１の進行方向として、流出端８側の中央部にヘッド素子部７が露出したセンタレール浮上面４ａとこれに対して所定の深さに加工されたセンタレール浅溝加工面５ａとからなる島状レール、即ち、センターレール１０ａが形成されており、反対側の流入端９側には、この流入端９に沿って島状のレールである流入端レール１０ｂが形成されている。この流入端レール１０ｂは、ほぼ流入端９全体に沿う流入端レール浅溝加工面５ｂと、この流入端レール浅溝加工面５ｂの両端部（即ち、流入端９の両端部）に形成された流入端レール浮上面４ｂ，４ｃとからなっている。そして、ディスク対向面３のこれらセンタレール１０ａ，流入端レール１０ｂ以外の領域は、深溝加工面６をなしている。
【００３６】
ここで、夫々の浮上面４ａ〜４ｃ（以下、浮上面４という）は同一平面状にあり、夫々の浅溝加工面５ａ，５ｂ（以下、浅溝加工面５という）は浮上面４に対して１００〜２００ｎｍの深さに加工され、深溝加工面６は浮上面４から０．５〜２．０μｍの深さに加工されている。そして、これら島状レール１０ａ，１０ｂの形状や夫々の加工面５，６（即ち、溝）の深さに応じた負圧が薄膜磁気ヘッド１とディスク２との間に生じ、このことから、島状レール１０ａ，１０ｂの形状や夫々の加工面５，６（即ち、溝）の深さでもってこの負圧を調整することにより、薄膜磁気ヘッド１のディスク２に対する浮上量を制御している。
【００３７】
図３は図２におけるセンタレール１０ａの部分を拡大して示す平面図であって、図４は図３の分断線Ｂ−Ｂに沿う断面図であり、１１はライトヘッド素子（磁気誘導型ヘッド素子）、１２はＭＲヘッド素子（磁気抵抗効果型ヘッド素子）、１３は浮上面保護膜、１４は基板材、１５は保護アルミナである。なお、前出図面に対応する部分には同一符号を付けている。
【００３８】
図３及び図４において、基板材１４の１つの表面上にライトヘッド素子１１やリードヘッド素子１３などからなるヘッド素子部７が形成されており、これを覆うようにして保護アルミナ１５が設けられ、その端面が流出端８をなしている。そして、このように基板材１４上にヘッド素子部７や保護アルミナ１５が形成されたスライダを、ヘッド素子部７の先端部が露出するようにして、研磨加工することにより、センタレール浮上面４ａが形成され、また、基板材１４を研磨加工することにより、このセンタレール浮上面４ａから所定深さのセンタレール浅溝加工面５ａが、さらに、深溝加工面６が夫々形成されている。ヘッド素子部７においては、ライトヘッド素子１１とリードヘッド素子１３とが薄膜磁気ヘッド１の矢印Ａで示す進行方向に配列されており、また、かかるヘッド素子部７のセンタレール浮上面４ａから露出した先端部が浮上面保護膜１３によって覆われて保護されている。
【００３９】
ここで、図５により、薄膜磁気ヘッドでの従来の一般的な構成を採用した場合のヘッド素子部７について説明する。なお、図５はかかるヘッド素子部７をディスク２とともに示す断面図であって、２ａは磁性膜、２ｂは保護膜、１６はベースアルミナ（絶縁膜）、１７は下部シールド膜、１８は上部シールド膜、１９は下部磁極、２０は上部磁極、２１はコイルであり、図３及び図４に対応する部分には同一符号を付けている。
【００４０】
同図において、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣもしくはＳｉＣなどの硬質セラミックス材で構成される基板材１４上に、絶縁膜としてのベースアルミナ１６を介して設けられ、その上にリードヘッド素子１２が、再生時のノイズを低減するために設けられた下部シールド膜１７と上部シールド膜１８との間に挟まれて、配置されている。そして、この上部シールド膜１８上にライトヘッド素子１１が配置されている。かかる構成のヘッド素子部７が絶縁層としての保護アルミナ１５によって覆われ、その端面が流出端８（図３及び図４）をなしている。また、浮上面の形成の研磨加工によって露出したライトヘッド素子１１やリードヘッド素子などの先端部は、浮上面保護膜１３によって覆われて保護されている。
【００４１】
ライトヘッド素子１１は、上部磁極２０と、下部磁極１９と、これらの間に形成された図示しない絶縁層中に埋め込まれたコイル２１とから構成されている。かかるライトヘッド素子１１は、コイル１９にデータ信号を供給することによって生じた磁束が上部磁極２０と下部磁極１９との先端部の間から漏れ、その漏れ磁束が回転するディスク２上の保護膜２ｂで保護された磁性膜２ａを磁化することにより、ディスク２への磁気記録が行なわれる。
【００４２】
また、リードヘッド素子１２では、上記の磁気記録によってディスク２の磁性膜２ａに形成されたＳ，Ｎ磁極による磁界の強度に応じて、そのＭＲ素子の抵抗値が変化する。従って、ディスク２を回転させてディスク２に対してリードヘッド素子１２を相対的に移動させることにより、ディスク２の磁性膜２ａに書き込まれたデータに応じてこのＭＲ素子の抵抗値変化し、この抵抗値の変化を検出することにより、ディスク２に記録されたデータを再生することができる。
【００４３】
ＭＲヘッド素子１２としては、ＭＲ素子を浮上面から露出させる露出型の方がＭＲ比が高くて特性が良く、このため、浮上面を研磨加工することにより、ＭＲ素子の先端部を露出させてそれを仕上げ加工している。
【００４４】
しかしながら、センタレール浮上面の加工に際してその加工対象となるヘッド素子部７は、ライトヘッド素子１１の上部磁極２０と下部磁極１９、上部シールド膜１８、下部シールド膜１７、リードヘッド素子１２のＭＲ素子といった軟質金属と、比較的加工性の良いベースアルミナ１６や保護アルミナ１５と、高い硬度で比較的加工性が悪いＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣもしくはＳｉＣから構成される基板材１４というように、加工性が異なる複数の材料が混在した複合材料からなるものである。このような複合材料からなるヘッド素子部７を含む面を研磨加工してセンタレール浮上面４ａ（図３及び図４）を形成しようとすると、上記の材料間の加工性の相違から形成されたセンタレール浮上面４ａのヘッド素子部７に段差が生ずることになる。
【００４５】
即ち、図５において、研磨加工した基板材１４の研磨加工面がセンタレール浮上面４ａとなるが、このセンタレール浮上面４ａに対してベースアルミナ１６やライトヘッド素子１１の絶縁層，保護アルミナ１５の研磨加工面がへこみ、これら研磨加工面間に段差が発生する。この段差がアルミナ段差である。また、これらベースアルミナ１６やライトヘッド素子１１の絶縁層，保護アルミナ１５の研磨加工面に対しても、軟質金属からなるライトヘッド素子１１の上部磁極２０と下部磁極１９、上部シールド膜１８、下部シールド膜１７、リードヘッド素子１２のＭＲ素子の研磨加工面がへこみ、これら研磨加工面間にも段差が生ずる。これが素子段差である。加工段差は、これら段差の和、即ち、
加工段差＝アルミナ段差＋素子段差
となる。
【００４６】
以上の研磨加工面には、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などの膜からなる浮上面保護膜１３が形成されている。また、ディスク２では、その基板表面に実際に記録が行なわれる磁性膜２ａが形成されており、さらにその上に、保護膜が形成されている。
【００４７】
ここで、磁気ディスク装置が記録または再生動作しているときの薄膜磁気ヘッド１の姿勢は、図１に示すように、ディスク２に対して浮上しながら、流入端９側が高く、流出端８側が低い傾斜した状態にあり、センタレール浮上面４でのヘッド素子部７近傍で最も低くなっている。薄膜磁気ヘッド１とディスク２との間の最小隙間で定義される浮上量は、この最も低くなっている部分での隙間ということになるが、これを図５に示す薄膜磁気ヘッドについてみると、浮上面保護膜１３での基板材１４に対向した最も突出している部分の表面とこれに対向するディスク２の保護膜２ｂの表面との間の距離ということになる。
【００４８】
また、ヘッド素子部７とディスク２との間の実際に記録，再生に関係する隙間、即ち、磁気スペーシングは、ライトヘッド素子１１の上部磁極２０，下部磁極１９やリードヘッド素子３のＭＲ素子の研磨加工面からディスク２の磁性膜２ａまでの距離で定義される。従って、この磁気スペーシングは、
磁気スペーシング＝ディスク２の保護膜２ｂの膜厚＋浮上量
＋浮上面保護膜１３の膜厚＋アルミナ段差＋素子段差
と５つの要素で表わされる。
【００４９】
ところで、面記録を高密度化するためには、磁気スペーシングを狭小化する必要であり、これが磁気ディスク装置の最重要課題の１つとなっている。磁気ヘッドの技術開発の歴史は、磁気スペーシングの低減化の歴史といっても過言ではない。これまでは、上記の５つの要素を低減するために、様々な技術が開発されてきた。そのうちでも、アルミナ段差と素子段差に関しては、浮上面の研磨条件によって大きく変化することが、研磨条件の最適化により、これら段差の低減化を図ってきた。現状では、アルミナ段差：２．５ｎｍ、素子段差：０．５ｎｍ、従って、加工段差としては、３ｎｍ程度まで低減することができる研磨条件を確立できている。
【００５０】
しかし、今後もさらに面記録密度を向上させることが要望されており、このためには、磁気スペーシングをより一層狭小化することが必須であり、このことから、加工段差についても、より一層低減化することが要求されている。
【００５１】
本発明はかかる要求に答えるものであって、基本的には、図１〜図４に示す構成をなすものであるが、浮上面の形状を変更することにより、アルミナ段差をなくすことにより、加工段差を大幅に低減し、よって磁気スペーシングを大幅に低減するものである。
【００５２】
上記のように、ディスクでの面記録密度を高密度化するためには、磁気スペーシングの狭小化が必須であり、磁気スペーシングを狭小化するためには、アルミナ段差と素子段差とからなる加工段差を低減することが必要である。そこで、アルミナ段差と素子段差とを比較すると、アルミナ段差の方が４〜５倍程度大きいことから、アルミナ段差を低減することができれば、加工段差を大幅に低減することができる。
【００５３】
アルミナ段差を低減する方法としては、次のような方法が考えられる。
（１）図５において、基板材１４とベースアルミナ１６との材料を変更し、夫々の加工性を変えることによってアルミナ段差を低減する方法。
（２）研磨条件の最適化により、アルミナ段差を低減する方法。
【００５４】
（１）の材料を変更する方法については、この変更を行なうと、薄膜磁気ヘッドの浮上特性や素子形成プロセス・加工プロセスに大きく影響してしまう。従って、この方法は採用しにくい。また、現状では、基板材１４として、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣが一般的であるが、基板材１４の表面粗さを向上させるためには、ＳｉＣが用いられる場合もある。しかし、ＳｉＣは、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣと比較して、さらに加工性が悪いことから、基板材１４としてＳｉＣに変更すると、かえってアルミナ段差が増加してしまうことになる。
【００５５】
（２）の研磨条件を最適化する方法についても、ケミカル要素を最適化することや砥粒１個あたりの切り込み量を極小化するなどの検討が行なわれたが、限界に近づきつつあり、これもアルミナ段差を大幅に低減させることは困難である。
【００５６】
そこで、本発明は、ディスク対向面に形成する島状レールの構造を変更することにより、アルミナ段差が生じないようにし、これにより、加工段差を大幅に低減するものである。以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
【００５７】
図２〜図５で説明した浅溝・２段ステップ・負圧スライダでは、ライトヘッド素子とリードヘッド素子とが露出するセンタレール浮上面４ａが基板材１４と、ベースアルミナ１６と、下部シールド膜１７と、上部シールド膜１８と、ＭＲヘッド素子１２と、ライトヘッド素子１１の下部磁極１９，上部磁極２０とで構成されているので、浮上面の研磨加工を行なうと、アルミナ段差と素子段差とが発生する。これに対して、センタレール浮上面４ａに基板材１４が含まれなければ、アルミナ段差が発生する原因がなくなり、アルミナ段差は生じない。
【００５８】
図６は本発明による薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態の要部であるディスク対向面を示す平面図であって、２２ａ〜２２ｃは極浅溝加工面であり、図２及び図５に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００５９】
図６において、この第１の実施形態は、基本構成としては、図２〜図５で説明したものと同様であるが、特に、島状レール１０ａ，１０ｂを次のような構成とするものである。
【００６０】
（１）各レール浮上面４と浅溝加工面５との間に極浅溝加工面２２ａ，２２ｂ，２２ｃを設け、３段ステップの構成とする。
【００６１】
（２）ヘッド素子部７が露出するセンタレール浮上面４ａには、基板材１４が含まれないようにして、このセンタレール浮上面４ａの領域をライトヘッド素子１１とＭＲヘッド素子１２とを含む最小限の面積の領域とする。
【００６２】
（３）センタレール浮上面４ａの輪郭部を、基板材１４上とはせずに、ベースアルミナ１６上とする。
【００６３】
（４）センタレール浮上面４ａの外側に極浅溝加工面２２ａを形成し、この極浅溝加工面２２ａのセンタレール浮上面４ａに対する段差を３ｎｍ以上とする。
【００６４】
図７は図６におけるセンタレール１０ａの部分を拡大して示す平面図であって、図６に対応する部分に同一符号を付けている。
【００６５】
同図において、センタレール浮上面４ａはヘッド素子部７を含む狭い面積の部分とし、このセンタレール浮上面４ａの周りに、センタレール浅溝加工面５ａよりも段差が小さい極浅溝加工面２２ａが形成されている。そして、この極浅溝加工面２２ａの外側がセンタレール浅溝加工面５ａをなし、さらに、このセンタレール浅溝加工面５ａの外側が深溝加工面６をなしている。
【００６６】
図８は図７での分断線Ｃ−Ｃに沿う断面図であって、図示するように、また、図７でも示すように、センタレール浮上面４ａの輪郭線（境界線）は基板材１４からはずれており、センタレール浮上面４ａは基板材１４の面を含んでいない。
【００６７】
図９は図８におけるヘッド素子部７の部分を拡大して示す断面図であって、図５〜図８に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００６８】
同図において、この第１の実施形態では、センタレール浮上面４ａはヘッド素子部７での基板材１４と下部シールド膜１７との間のベースアルミナまで形成され、基板材１４とベースアルミナ１６の一部との研磨加工面はベースアルミナ１６の残りの研磨加工面からへこまされている。これにより、ベースアルミナ１６のこの残りの研磨加工面やライトヘッド素子１１の絶縁層の研磨加工面，保護アルミナ１５の研磨加工面がディスク２側に最も突出してセンタレール浮上面４ａをなすことになる。従って、センタレール浮上面４ａの輪郭線（境界線）はベースアルミナ１６上にあり、基板材１４はセンタレール浮上面４ａの領域に含まれない。つまり、基板材１４は、センタレール浮上面４ａから所定の段差だけへこまされて極浅溝加工面２２ａを形成する。
【００６９】
センタレール１０ａのかかる構成により、ベースアルミナ１６の研磨加工面がセンタレール浮上面４ａとなり、ベースアルミナ１６の研磨加工面と基板材１４の研磨加工面殿間に段差があるものの、図５で示すような基板材１４とベースアルミナ１６との間のアルミナ段差のような磁気スペーシングに影響するアルミナ段差は生ずることがなく、磁気スペーシングに影響する加工段差としては、このセンタレール浮上面４ａからＭＲヘッド素子１２やライト素子１１の下部磁極１９，上部磁極２０の研磨加工面までの段差である素子段差で定義され、従って、
加工段差＝素子段差
ということになる。このようにして、加工段差を大幅に低減可能となり、この結果、磁気スペーシングも大幅に低減可能となる。
【００７０】
ところで、センタレール浮上面４ａに基板材１４が含まれないようにすることだけを考えると、図７において、極浅溝加工面２２ａの部分もセンタレール浅溝加工面５ａとすればよい。つまり、図３及び図４に示す浅溝・２段ステップ・負圧スライダのセンタレール１０ａにおいて、センタレール浅溝加工面５ａを基板材１４全体にまで広げればよい。
【００７１】
しかし、このような２段ステップのままでセンタレール浮上面４ａを狭くすると、次のような問題が生ずる。即ち、図２〜図５に示した２段ステップの構成は、薄膜磁気ヘッドの浮上量を安定して大幅に低減化可能としたものであって、これに対し、２段ステップの構成を保ちながらセンタレール浮上面４ａの面積を極端に小さくすると、浮上量のバラツキが増大し、安定した希望の浮上量が得られないという問題がある。
【００７２】
この第１の実施形態では、センタレール浮上面４ａの面積を小さくするとともに、このセンタレール浮上面４ａとセンタレール浅溝加工面５ａとの間に段差が小さい極浅溝加工面２２ａを設けて３段ステップ構成とすることにより、図２〜図５に示した２段ステップ構成に近い構成として、その効果を持たせることができるようにしたものである。この場合、センタレール浮上面４ａに対する極浅溝加工面２２ａの深さは、上記のように３ｎｍ以上とするが、必要最小限の深さに設定する。
【００７３】
そして、このようにして、この第１の実施形態では、図２〜図５に示した浅溝・２段ステップ・負圧スライダと同様に浮上量を大幅に低減しながら、かかるスライダよりも磁気スペーシングを大幅に低減できるものであって、記録／再生特性が大幅に改善されることになる。
【００７４】
また、この第１の実施形態では、磁気ディスク装置で使用中、図７に示す分断線Ｃ−Ｃ上の中心軸を中心として回動振れが生ずるようなことがあっても、図２〜図５に示した浅溝・２段ステップ負圧スライダに比べてセンタレール浮上面４ａの面積が非常に狭いため、このセンタレール浮上面４ａがディスク２に触れるようなことも防止できる。
【００７５】
図１０はこの第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスと比較して示すフローチャートであり、同図（ａ）は図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを、同図（ｂ）は第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを夫々示している。
【００７６】
まず、図１０（ａ）により、図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスについて、説明する。
【００７７】
（１）素子形成（ステップ１００）：
リソグラフィに代表される薄膜工程により、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣまたはＳｉＣからなる基板材１４のウェハ上にリードヘッド素子１２，ライトヘッド素子１１を形成する。
【００７８】
（２）基板切断（ステップ１０１）：
ダイヤモンド砥石を用いたスライシングにより、ウェハをロウバー毎に切り離す。
【００７９】
（３）両面ラップ（ステップ１０２）：
上下に研磨定盤が配置された両面ラップにより、ロウバーを２つの研磨定盤の間に挟み込み、その両面を研磨加工する。この工程により、ウェハから切断するときにロウバーに生ずる加工歪みを緩和し、ロウバーのうねりや反りをなくす。
【００８０】
（４）浮上面研磨（ステップ１０３）：
ロウバーの浮上面を研磨加工し、ＭＲ素子の素子高さ寸法の制御，表面粗さの向上，加工段差の低減を行なう。
【００８１】
（５）浮上面保護膜形成（ステップ１０４）：
リード・ライトヘッド素子の腐食防止とディスク２ヘの接触に対する耐摩耗性とを向上させるために、研磨加工後の浮上面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）の浮上面保護膜１３を形成する。このときの浮上面保護膜１３の膜厚は４〜１０ｎｍとする。
【００８２】
（６）浅溝加工（ステップ１０５）：
イオンミリングを用いて浮上面を加工し、浅溝加工面を形成する。このときの浮上面から浅溝加工面までの段差をほぼ１００〜２００ｎｍとする。
【００８３】
（７）深溝加工（ステップ１０６）：
ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：反応性イオンエッチング）を用いて浅溝加工面を加工し、深溝加工面６を形成する。このときの浮上面から深溝加工面６までの段差をほぼ０．５〜２．０μｍとする。
【００８４】
（８）チップ切断（ステップ１０７）：
以上によって各浮上面４と浅溝加工面５と深溝加工面６とが得られる。そして、ダイヤモンド砥石を用いたスライシングにより、ロウバーを個々のスライダに切り離す。
【００８５】
（９）スライダ完成（ステップ１０８）：
ステップ１０７の切離しにより、浅溝・２段ステップ・負圧スライダが完成する。
【００８６】
以上が図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスであるが、これに対し、第１の実施形態による薄膜磁気ヘッドの加工プロセスは、図１０（ｂ）に示すように、上記の深溝加工（ステップ１０６）とチップ切断（ステップ１０７）との間に極浅溝加工のステップ２００を追加したものである。
【００８７】
このステップ２００は、イオンミリングを用いて浮上面を加工して極浅溝加工面２２を形成するものであり、このときの浮上面から極浅溝加工面２２までの段差をほぼ３〜１０ｎｍとする。このステップ２００を追加する以外は図１０（ａ）に示す加工プロセスと同様である。なお、このステップ２００は、ステップ１０４，１０５との間、または、ステップ１０５，１０６の間に追加するようにしてもよい。
【００８８】
以上の加工プロセスに基づいて、第１の実施形態による薄膜磁気ヘッドとその比較例としての図２〜図５で示した薄膜磁気ヘッドとを作成し、その加工段差を測定した。このときの条件としては、
とした。
【００８９】
図１１はその加工段差をＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で測定した結果を示すものである。なお、浮上面４での加工段差は、浮上面保護膜１３でのかかる加工段差によって生じた段差に無視できる誤差の範囲内で等しいから、この浮上面保護膜１３での段差によって測定した。
【００９０】
この測定結果によると、比較例では、アルミナ段差の平均値：２．５１ｎｍ，素子段差の平均値０．４６ｎｍ，加工段差の平均値：２．９７ｎｍとなり、加工段差が大きいことが分かる。これに対し、第１の実施形態による薄膜磁気ヘッドでは、センタレール浮上面４ａに基板材１４が含まれず、これによって加工段差に影響するアルミナ段差がないことから、ベースアルミナ１６の加工面をセンタレール浮上面４ａとした加工段差（＝素子段差）の平均値が０．４１ｎｍと非常に小さくなっていることが分かる。このようにして、この第１の実施形態では、加工段差を大幅に改善することができ、磁気スペーシングを大幅に低減することができるものである。
【００９１】
なお、この第１の実施形態では、島状レール１０を３段ステップ構造としたが、センタレール１０ａでのセンタレール浮上面４ａに基板材１４が含まれないようにするものであれば、４段以上のステップ構造とすることもできる。また、３段以上のステップ構造としては、センタレール１０ａのみに対して採用するようにしてもよいし、センタレール１０ａと流入端レールとでステップ数が異なってもよい（例えば、センタレール１０ａについては、３段以上のステップ構造とし、流入端レール１０ｂについては、２段ステップ構造とする。なお、これによると、図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドと構造がより近くなり、浮上量のバラツキも抑制できる）。
【００９２】
図１２は本発明による薄膜磁気ヘッドの第２の実施形態のディスク対向面を示す平面図であって、４ａ’は実質センタレール浮上面、２３は保護膜面であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００９３】
この第２の実施形態は、図１２において、図２〜図５に示した薄膜磁気ヘッド１と同様、２段ステップの構造をなすものであるが、磁気スペーシングに影響するセンタレール浮上面を、基板材１４の表面４ａではなく、ヘッド素子部７での所定面４ａ’とするものである。この面４ａ’が実質センタレール浮上面である。その他の構成は、図２〜図５に示した薄膜磁気ヘッド１と同様である。
【００９４】
図１３は図１２におけるセンタレール１０ａでのヘッド素子７の部分の分断線Ｄ−Ｄに沿う断面を拡大して示す図であって、図９及び図１２に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００９５】
同図において、浮上面保護膜１３以外については、図５と同様の構成をなしている。従って、センタレール浮上面４ａは基板材１４の研磨加工面である。
【００９６】
しかしながら、この第２の実施形態では、浮上面保護膜１３をヘッド素子部７のベースアルミナ１６の研磨加工面までとし、基板材１４の研磨加工面には浮上面保護膜１３を形成しない。このため、かかる薄膜磁気ヘッドとディスク２との間の最小隙間で定義される浮上量は、浮上面保護膜１３でのベースアルミナ１６に形成された部分の表面２３とディスク２の保護膜２ｂの表面との間の距離となる。
【００９７】
ここで、磁気スペーシングは、
磁気スペーシング＝ディスク２の保護膜２ｂの膜厚＋浮上量
＋浮上面保護膜１３の膜厚＋加工段差
で表わされる。図５に示す薄膜磁気ヘッドの場合、
加工段差＝アルミナ段差＋素子段差
となるが、図１３に示す第２の実施形態では、アルミナ段差が存在するとしても、図１３から明らかに、
加工段差＝素子段差
であり、アルミナ段差は磁気スペーシングに影響しない。このことからして、この第２の実施形態においても、磁気スペーシングは、アルミナ段差に影響されず、大幅に低減することが可能となる。
【００９８】
なお、この第２の実施形態では、浮上面保護膜１３の形成領域をヘッド素子部７でのライトヘッド素子１１とリードヘッド素子１２とを含む最小限の面積の領域とする。
【００９９】
このようにして、この第２の実施形態においては、図２〜図５に示した薄膜磁気ヘッドと同様に浮上量を低減しながら、磁気スペーシングを大幅に低減できるとともに、ライトヘッド素子１１とリードヘッド素子１２との研磨加工面に浮上面保護膜１３を形成するのに対し、これに近接する基板材１４の研磨加工面にかかる保護膜を形成しないものであるから、薄膜磁気ヘッドの走行方向に平行な中心線に関して回動振れが発生しても、この薄膜磁気ヘッドがディスク２に触れることを防止することができ、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１００】
図１４はこの第２の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスと比較して示すフローチャートであり、同図（ａ）は図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを、同図（ｂ）は第２の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを夫々示している。
【０１０１】
図１４（ａ）に示す図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスは、図１０（ａ）で説明した加工プロセスと同じものである。
【０１０２】
これに対し、この第２の実施形態の加工プロセスは、図１４（ｂ）に示すように、上記の深溝加工（ステップ１０６）とチップ切断（ステップ１０７）との間に浮上面保護膜１３の除去加工のステップ３００を追加したものである。
【０１０３】
このステップ３００は、ステップ１０４で形成された浮上保護膜１３のうち、ヘッド素子部７での上記領域以外の領域でのものを除去加工し、図１３に示す構成とするものである。ここで、浮上面保護膜１３はシリコン膜とＤＬＣ膜との２層構造となっており、このために、特定の膜を選択的に除去することができるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）を用いて除去加工を行なう。この場合の条件としては、ＤＬＣ膜を除去する際には、Ｏ２ガスを用い、シリコン膜を除去する際には、ＣＦ４＋Ａｒガスを用いた。かかる工程を付加した以外、図１４（ｂ）に示す加工プロセスと同様である。
【０１０４】
なお、図１４（ｂ）において、ステップ１０４で浮上面保護膜１３をヘッド素子部７の上記の領域のみに形成するようにしてもよい。この場合には、ステップ３００を追加する必要はない。また、ステップ３００をステップ１０４，１０５の間、または、ステップ１０５，１０６の間に追加するようにしてもよい。
【０１０５】
以上の加工プロセスに基づいて、第２の実施形態による薄膜磁気ヘッドとその比較例としての図２〜図５で示した薄膜磁気ヘッドとを作成し、その加工段差を測定した。このときの条件としては、
とした。
【０１０６】
図１５はその加工段差をＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で測定した結果を示すものである。この場合、図１３に示す第２の実施形態においては、浮上面保護膜１３によって直接加工段差（＝素子段差）を測定することはできないが、この素子段差による浮上面保護膜１３の段差はこの素子段差にほとんど等しい（誤差があったとしても、無視できる程度に小さい）から、浮上面保護膜１３の段差段差を測定した。
【０１０７】
この測定結果によると、比較例では、図１１と同様であり、第２の実施形態による薄膜磁気ヘッドでは、基板材１４の研磨加工面から浮上面保護膜１３が取り除かれていることにより、磁気スペーシングがアルミナ段差によって影響されず、このため、加工段差はベースアルミナ１６の研磨加工面上の浮上面保護膜１３の表面２３を基準とした段差となり、この加工段差が平均０．３８ｎｍと非常に小さくなっていることが分かる。従って、この第２の実施形態においても、加工段差を大幅に改善でき、磁気スペーシングを大幅に低減することができる。
【０１０８】
なお、この第２の実施形態においては、流入端レール１０ｂでの浮上面４ｂ，４ｃ上に浮上面保護膜１３を残しておいてもよいし、また、取り除いてもよい。
【０１０９】
以上説明した第１，第２の実施形態では、ＭＲヘッド素子１２として、上記のＭＲヘッド，ＧＭＲヘッド，ＴＭＲヘッド，ＡＭＲヘッドのいずれでもよい。
【０１１０】
特に、ＴＭＲヘッドでは、浮上面の研磨加工によって発生する研磨クラッチにより、ＴＭＲ膜（障壁層）がショートし、ＴＲＭ素子の抵抗値が本来の抵抗値よりも小さくなるという問題がある。この問題を解消するためには、ＴＲＭヘッドでは、浮上面の研磨加工後にイオンミリングなどのドライ加工を浮上面に施し、研磨スクラッチの影響を取り除くことが行なわれている。しかし、この場合には、ドライ加工によって基板材１４の加工面からの加工段差が増加し、問題となる。これに対し、上記第１，第２の実施形態では、基板材１４が磁気スペーシングに寄与する加工段差に影響しないから、ドライ加工がなされても、これによる加工段差の増加はほとんどないことになる。従って、ＴＭＲヘッドをＭＲヘッド素子として用いても、加工段差の大幅な改善効果が得られて磁気スペーシングの大幅な低減が図れる。
【０１１１】
また、先に説明したように、基板材１４として、その表面粗さを向上させるために、その材質をＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣからＳｉＣに変更する動きがある。ＳｉＣは、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣと比較して、加工性に劣ることから、アルミナ段差が増大化するという問題がある。しかし、上記の第１，第２の実施形態では、基板材１４が磁気スペーシングに関係する加工段差に影響しないものであるから、例え基板材１４にＳｉＣを用いてアルミナ段差が大きくなったとしても、このアルミナ段差によって磁気スペーシングが影響されないから、磁気スペーシングを大幅に低減させることができる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、安定に浮上量を低減可能な浅溝・２段ステップの構成を保ちながら、磁気スペーシングを安定してさらに低減することができ、また、浮上面を充分小さくすることができるから、ディスク対向面が傾いたり、揺れたりしても、浮上面がディスク面に触れるおそれがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気ディスク装置の動作時での薄膜磁気ヘッドとディスクとの配置状態を概略的に示す図である。
【図２】浅溝・２段ステップ・負圧スライダのディスク対向面の構成を示す平面図である。
【図３】図２におけるセンタレールの部分を拡大して示す平面図である。
【図４】図３の分断線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図５】薄膜磁気ヘッドでの従来の一般的な構成を採用した場合のヘッド素子部を示す断面図である。
【図６】本発明による薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態の要部であるディスク対向面を示す平面図である。
【図７】図６におけるセンタレールの部分を拡大して示す平面図である。
【図８】図７での分断線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。
【図９】図８におけるヘッド素子部の部分を拡大して示す断面図である。
【図１０】図６〜図９に示す第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスと比較して示すフローチャートである。
【図１１】図６〜図９に示す第１の実施形態と比較例との加工段差をＡＦＭで測定した結果を示す図である。
【図１２】本発明による薄膜磁気ヘッドの第２の実施形態のディスク対向面を示す平面図である。
【図１３】図１２におけるセンタレールでのヘッド素子７の部分の分断線Ｄ−Ｄに沿う断面を拡大して示す図である。
【図１４】図１２及び図１３に示す第２の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスと比較して示すフローチャートである。
【図１５】図１２及び図１３に示す第２の実施形態と比較例との加工段差をＡＦＭで測定した結果を示す図である。
【図１６】従来の薄膜磁気ヘッドのスライダのディスク対向面の一例の構成を示す平面図である。
【図１７】図１６に示すスライダのディスク対向面を研磨加工した状態を示す断面図である。
【図１８】図１７に示す研磨加工後のディスク対向面での基板材の表面をエッチングする工程を示す断面図である。
【図１９】図１７に示すエッチング処理後のディスク対向面に保護膜を形成した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 薄膜磁気ヘッド
２ ディスク
２ａは磁性膜、２ｂは保護膜、
４ 浮上面
４ａ センタレール浮上面
４ａ’は実質センタレール浮上面
５ 浅溝加工面
５ａ センタレール浅溝加工面
６ 深溝加工面
７ ヘッド素子部
８ 流出端
９ 流入端
１０ａ センタレール
１０ｂ 流入短レール
１１ ライトヘッド素子（磁気誘導型ヘッド素子）
１２ ＭＲヘッド素子（磁気抵抗効果型ヘッド素子）
１３ 浮上面保護膜
１４ 基板材
１５ 保護アルミナ
１６ ベースアルミナ（絶縁膜）
１７ 下部シールド膜
１８ 上部シールド膜
１９ 下部磁極
２０ 上部磁極
２１ コイル
２２ａ〜２２ｃ 極浅溝加工面
２３ 保護膜面
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にライト（書込用）ヘッド素子としての磁気誘導型ヘッドとリード（読出用）ヘッド素子としての磁気抵抗効果型ヘッド素子とが設けられた薄膜磁気ヘッドに係り、特に、記録媒体との対向面に島状レールを形成して、該記録媒体に対して浮上するようにした薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置においては、小型，大容量化が進み、現在３．５インチと２．５インチのディスク状記録媒体（以下、単にディスクという）を用いた小型磁気ディスク装置が主流になっている。
【０００３】
ところで、かかる磁気ディスク装置では、ディスクが低速度で回転するため、再生出力がディスク回転速度に依存する磁気誘導型ヘッドを用いた場合、その再生出力が低下するという問題がある。これに対し、磁界の変化によって抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を検出して再生出力を行なう磁気抵抗効果素子を用いた磁気抵抗効果型ヘッドでは、その再生出力がディスクの回転速度に依存しないため、小型磁気ディスク装置においても、高い再生出力を得ることができる。また、磁気抵抗効果型ヘッドでは、高記録密度化に伴う狭トラック化に対しても、磁気誘導型ヘッドと比べて高い再生出力が得られることから、小型化・大容量化に適した磁気ヘッドであると考えられる。
【０００４】
このことからして、小型磁気ディスク装置では、ライトヘッド素子としての磁気誘導型ヘッドとリードヘッド素子としての磁気抵抗効果型ヘッドとを備えた複合ヘッド素子構成の薄膜磁気ヘッドが用いられる。
【０００５】
ところで、磁気抵抗効果型ヘッドには、ＡＭＲ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：異方性磁気抵抗）素子を用いたＡＭＲヘッドやＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：巨大磁気抵抗）素子を用いたＧＭＲヘッド，ＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：トンネル磁気抵抗）素子を用いたＧＭＲヘッドがある。これらは上記の薄膜磁気ヘッドのリードヘッド素子として使用されるものであり、以下では、これら３種類の磁気抵抗効果型ヘッドをまとめて薄膜磁気ヘッドのＭＲヘッド素子といい、その磁性材料をＭＲ素子という。
【０００６】
かかるＭＲヘッド素子では、磁界の変化に起因するＭＲ素子の抵抗値の変化を検出するために、磁気ヘッドスライダのディスクに対向する面（以下、浮上面という）にＭＲ素子を露出させた構造とすることが最も再生効率が高い。このように浮上面にＭＲ素子が露出する構造の露出型ＭＲヘッド素子では、浮上面の加工時にＭＲ素子の一部も研磨加工することにより、ＭＲ素子の端部が浮上面に露出するようにしている。また、漏れ磁束によってデータをディスクに書き込むライトヘッド素子にしても、ＭＲヘッド素子と同様、浮上面の加工時にライトヘッド素子の上部磁極と下部磁極との先端部も研磨加工することにより、ライトヘッド素子の端部が浮上面から露出するようにしている。
【０００７】
一般に、上記のようなライトヘッド素子とリードヘッド素子とを備えた薄膜磁気ヘッドは、次のように製作される。
【０００８】
即ち、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナチタンカーバイト）またはＳｉＣ（シリコンカーバイト）などの硬質の基板上に、まず、絶縁膜（ベースアルミナという）として膜厚２〜１０μｍのＡｌ２Ｏ３（アルミナ）層を形成し、これにシールド層，ギャップ層，ＭＲ素子，ライトヘッド素子の下部磁極と上部磁極，アルミナ層の保護膜を順に積層する。かかる積層構造体は、リソグラフィを用いた薄膜プロセスにより、５インチサイズの基板上に形成される。この基板を、ダイヤモンド砥石により、２インチの長さの短冊片（即ち、ロウバー）に切断し、切断後の歪みを両面ラップなどの方法を用いて除去して後、基板上の上記積層構造体の１つ面（即ち、上記各層の端部側の面）を高精度に研磨加工して、ディスクに対面する浮上面を形成する。しかる後、この浮上面に負圧を生じさせて薄膜磁気ヘッドをディスク面から浮上させるためのレールを、イオンミリングなどのドライ加工により、島状に形成する。そして、かかる島状レールの形成後、ロウバーから個々の積層構造体（ヘッド素子部）を含むような小片（即ち、スライダ）を切り離すことにより、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【０００９】
ところで、ロウバーの状態で浮上面を研磨加工する方法としては、回転する軟質金属系の定盤上にダイヤモンドなどの砥粒を含んだラップ液を滴下しながら、研磨治具に接着したロウバーを押圧摺動させる研磨加工法が用いられている。
【００１０】
薄膜磁気ヘッドは、ヘッド素子部でのリードヘッド素子としてのＭＲヘッド素子やライトヘッド素子としての磁気誘導型ヘッド素子の上部磁極，下部磁極にパーマロイなどの軟質金属を、絶縁保護膜にアルミナを、スライダ基板材にアルミナチタンカーバイトを夫々用いた複合材料からなり、これら材料間で硬度が大きく異なることから、浮上面の研磨加工を行なうと、軟鉄金属によって構成されるＭＲ素子やライトヘッド素子の上部磁極，下部磁極などのヘッド素子部が窪み、浮上面に段差が生ずる。この段差を加工段差もしくはＰＴＲ（Ｐｏｌｅ Ｔｉｐ Ｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）というが、加工段差は、軟質金属によって構成されるＭＲヘッド素子やライトヘッド素子の上部磁極及び下部磁極の磁性膜，上部シールド膜，下部シールド膜などからなるヘッド素子部の表面とＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣまたはＳｉＣなどの硬質セラミックスなどによって構成される基板材の表面との間に生ずる段差として定義される。また、このヘッド素子部の表面とアルミナなどによって構成される絶縁保護膜の表面との間に生ずる段差を素子段差といい、この絶縁保護膜の表面と基板材の表面との間の段差をアルミナ段差という。従って、加工段差は、素子段差とアルミナ段差との和で表わされる。
【００１１】
一方、磁気ディスク装置において、面記録密度が向上するためには、ディスクの表面と薄膜磁気ヘッドの浮上面との間の隙間（浮上量）を狭くし、浮上面に露出したＭＲヘッド素子やライトヘッド素子とディスクでの磁性膜の表面との間の距離、即ち、磁気スペーシングを小さくすることが必須である。しかし、浮上量を小さくしても、加工段差が大きくなると、磁気スペーシングが増大することから、面記録密度を高めるためには、加工段差の低減が要求されるものである。
【００１２】
加工段差を低減するための方法としては、その一例として、特開平１１ー３０２６３６号公報に記載のものが知られている。
【００１３】
これに記載の薄膜磁気ヘッドのスライダ５０は、そのディスクへの対向面（ディスクから浮上するエアベアリング面）５１が図１６に示す構成をなしている。このエアベアリング面５１はほぼ３つの辺に沿って形成される凸部５２を有しており、この凸部５２に対し、中央部から１つの辺にかけて凹部５３をなしている。凸部５２の両端部側の辺（図面で上辺）が空気流出側であり、従って、これが使用されるときには、図示しないディスクに対する移動方向が図面上下方向となる。凸部５２の一方の端部、即ち、空気流出側の辺（流出端）の一方の端部に、ライトヘッド素子やリードヘッド素子などからなるヘッド素子部５４が設けられており、これによってディスクへのデータの記録、ディスクからのデータの再生が行なわれる。
【００１４】
図１７はかかる薄膜磁気ヘッド製造プロセスの１工程でのスライダ５０の断面構成を示す図であって、この断面は図１６における分断線Ｘ−Ｘに沿うものである。
【００１５】
この工程は、基板材５５に絶縁層５６で保護したヘッド素子部５４を設け、かかるヘッド素子部５４と基板材５５との表面からなるエアベアリング面５１を研磨加工するものである。
【００１６】
ここで、基板材５５の材料としては、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルティック）が用いられており、また、絶縁層５６として、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）が用いられており、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣはＡｌ２Ｏ３よりも高度が大きい。このために、エアベアリング面５１を研磨加工すると、図示するように、基板材５５の表面と絶縁層５６の表面との間に４〜５ｎｍ程度の段差（アルミナ段差）が生ずる。なお、ヘッド素子部５４でのＭＲヘッド素子５７やライトヘッド素子の上部磁極５８，下部磁極５９、下部シールド層６０といった素子は絶縁層５６よりも硬度が小さいため、ヘッド素子部５４のこれら素子と絶縁層５６との間にも段差（素子段差）が生ずるが、上記のエアベアリング面５１の研磨加工において、アルカリ系スラリーによってアルミナの絶縁層５６を化学エッチングしており、これにより、絶縁層５６とヘッド素子部５４との間の段差（素子段差）をほぼゼロにしており、加工段差はこのアルミナ段差にほぼ等しくなる。
【００１７】
以上のようなエアベアリング面５１の研磨加工後、図１８に示すように、絶縁層５６の表面にマスク６１を設けて基板材５５の表面をエッチングし、エアベアリング面５１において、図１９に示すように、絶縁層５６の表面と基板材５５の表面とを同一平面とするか、あるいは絶縁層５６の表面が基板材５５の表面よりもディスク６２側に突出するようにする。即ち、加工段差をゼロにする。そして、これら表面からなるエアベアリング面５１全体にＤＬＣからなる保護膜６３を設ける。
【００１８】
かかる薄膜磁気ヘッドでは、上記の構成を有するものであるから、次のような効果が得られる。即ち、図１７に示すように４〜５ｎｍのアルミナ段差を残したまま保護膜６３を設けた構成とすると、図１９に示すような磁気ヘッド装置の動作時での薄膜磁気ヘッド５０とディスク６２との間の最小距離として定義される浮上量は基板材５５の表面によって決まり、ヘッド素子部５４の表面とディスク６２の磁性膜（図示せず）との間の距離（磁気スペーシング（特開２００１ー２３６６１９号公報では、「磁気スペース」という））が浮上量よりも上記の加工段差（≒アルミナ段差）分大きくなるが、図１８，図１９で説明されるように、この加工段差をほぼゼロにしているので、その分磁気スペーシングが小さくなり、再生出力が向上するものである。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、後に詳細に説明するが、図２に示すように、ディスク対向面３において、流出端画８の中央部と流入端９とに島状のレール１０ａ，１０ｂとを設け、流出端８側の島状レール１０ａにヘッド素子部７が設けられた薄膜磁気ヘッドが知られている。島状レール（センタレール）１０ａは、深溝加工面６に対し所定の段差でもって突出したセンタレール浅溝加工面５ａとこのセンタレール浅溝加工面５ａに対し所定の段差でもって突出したセンタレール浮上面４ａとからなり、このセンタレール浮上面４ａに保護層で保護されたヘッド素子部７の端面が露出している。また、島状レール（流入端レール）１０ｂは、流入端９に沿い深溝加工面６に対し所定の段差でもって突出した流入端レール浅溝加工面５ｂとこの流入端レール浅溝加工面５ｂの両端で所定の段差で突出した流入端レール浮上面４ｂ，４ｃとからなっている。
【００２０】
かかる薄膜磁気ヘッドは、浮上面４と深溝加工面６との間に浅溝５を設け、島状レール１０ａ，１０ｂが２段ステップからなるスライダをなすものであるから、浅溝・２段ステップ・負圧スライダとも呼ばれている。
【００２１】
かかる薄膜磁気ヘッドの製造プロセスにおいても、ディスク対向面３の研磨加工では、センタレール浮上面４ａにおいて、基板材の表面とヘッド素子部７を保護する保護層の表面との間に加工段差が生じ、この加工段差分磁気スペーシングが大きくなる。
【００２２】
そこで、かかる磁気スペーシングを低減するために、先の特開２００１ー２３６６１９号公報に記載の上記技術を適用し、センタレール浮上面４ａでの基板材の表面部分もセンタレール浅溝加工面５ａとし、ヘッド素子部７を含む狭い領域のみセンタレール浮上面４ａとすることが考えられる。
【００２３】
しかし、このようにすると、センタレール浮上面４ａとセンタレール浅溝加工面５ａとの割合が大幅に変化することになり、浮上量にバラツキが生じて所望とする浮上量を安定して得られなくなるという問題がある。
【００２４】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、基本的には浅溝・２段ステップ・負圧スライダの構成をなしながら、加工段差を低減して磁気スペーシングを改善可能とした薄膜磁気ヘッドを提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、ライトヘッド素子とリードヘッド素子とからなるヘッド素子部が基板材にベースアルミナを介して設けられ、かつ基板材の表面やヘッド素子部の表面を含むディスク対向面の流出端側の中央部に深溝加工面に対して島状に突出したセンタレールが、ディスク対向面の流入端側に深溝加工面に対して島状に突出した流入端レールが夫々設けられ、センタレールと流出端レールが夫々、該深溝加工面に対して所定の段差で突出した浅溝加工面と、浅溝加工面に対して所定の段差で突出した浮上面とを有し、センタレールの浮上面にヘッド素子部の表面が含まれる薄膜磁気ヘッドであって、センタレールでの浮上面を、ヘッド素子部の表面を含み、かつ基板材の表面外の面とし、浮上面と浅溝加工面との間に、浮上面からの段差が浅溝加工面までの段差よりも小さい１以上の極浅溝加工面を設け、ディスク対向面をｎ段ステップ構成（但し、ｎは３以上の整数）としたものである。
【００２６】
そして、センタレールでの浮上面と極浅溝加工面との境界を、ヘッド素子部と基板材との間のベースアルミナ上としたものである。
【００２７】
さらに、センタレールの浮上面に浮上面保護膜を設けたものである。
【００２８】
上記目的を達成するために、本発明は、誘導型磁気ヘッドをライトヘッド素子とし磁気抵抗効果型ヘッドをリードヘッド素子としたヘッド素子部が基板材にベースアルミナを介して設けられ、かつ基板材の表面やヘッド素子部の表面を含むディスク対向面の流出端側の中央部に深溝加工面に対して島状に突出したセンタレールが、ディスク対向面の流入端側に深溝加工面に対して島状に突出した流入端レールが夫々設けられ、センタレールと流出端レールが夫々、深溝加工面に対して所定の段差で突出した浅溝加工面と、浅溝加工面に対して所定の段差で突出した浮上面とを有し、センタレールの浮上面にヘッド素子部の表面が含まれる薄膜磁気ヘッドであって、センタレールの浮上面のヘッド素子部の表面を含む領域に浮上面保護膜を設けて、浮上面保護膜の形成領域の境界をヘッド素子部と基板材との間のベースアルミナの表面上としたものである。
【００２９】
そして、少なくともベースアルミナ上に形成された浮上面保護膜の表面が、基板材の表面よりも突出している構成とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概要について説明する。
【００３１】
図１は磁気ディスク装置の動作時での薄膜磁気ヘッドとディスクとの配置状態を概略的に示す図であって、１は薄膜磁気ヘッド（スライダ）、２はディスク、３はディスク対向面、４は浮上面、５は浅溝加工面、６は深溝加工面、７はヘッド素子部である。
【００３２】
同図において、磁気ディスク装置では、磁気記録媒体であるディスク２の回転による動圧を利用することにより、薄膜磁気ヘッド１をディスク２の表面から微小距離だけ浮上させ、スライダ１の端部に形成されたライトヘッド素子やＭＲ素子などからなるヘッド素子部７によってデータの記録再生を行なっている。薄膜磁気ヘッドとディスク２との表面が最接近している隙間を浮上量という。
【００３３】
近年、磁気ディスク装置の高密度化の勢いは凄まじく、これに対応して薄膜磁気ヘッドの浮上量も年々低減化されており、現在浮上量としては１０〜２０ｎｍに達してきている。このように薄膜磁気ヘッドの低浮上量化が可能となった理由の１つとして、浅溝・２段ステップ・負圧スライダが挙げられる。これは、薄膜磁気ヘッド１のディスク対向面３を浮上面４と浅溝加工面５と深溝加工面６との２段ステップの面とし、浮上面４と浅溝加工面５とからなる部分が、深溝加工面６に対して、島状のレールを構成しているものであり、かかる構成により、ディスク対向面３とディスク２の表面との間に負圧を生じさせてスライダ１をディスク２の面から微小距離浮上させる。かかる島状レールの大きさ，形状や高さに応じて、浮上量を調整することができる。
【００３４】
図２は本発明による薄膜ヘッドの基本構成となる浅溝・２段ステップ・負圧スライダの薄膜磁気ヘッドを示す平面図であって、図１での薄膜磁気ヘッドのディスク対向面３の構成を示すものであり、４ａはセンタレール浮上面、４ｂ，４ｃは流入端レール浮上面、５ａはセンタレール浅溝加工面、５ｂは流入端レール浅溝加工面、８は流出端、９は流入端、１０ａはセンタレール、１０ｂは流入端レールである。なお、図１に対応する部分には、同一符号を付けている。
【００３５】
同図において、ディスク対向面３には、浅溝と深溝の２種類の溝の加工がなされ、中間溝としての浅溝を設けて２段ステップの構成がなされている。これにより、矢印Ａ方向をディスク２（図１）に対する薄膜磁気ヘッド１の進行方向として、流出端８側の中央部にヘッド素子部７が露出したセンタレール浮上面４ａとこれに対して所定の深さに加工されたセンタレール浅溝加工面５ａとからなる島状レール、即ち、センターレール１０ａが形成されており、反対側の流入端９側には、この流入端９に沿って島状のレールである流入端レール１０ｂが形成されている。この流入端レール１０ｂは、ほぼ流入端９全体に沿う流入端レール浅溝加工面５ｂと、この流入端レール浅溝加工面５ｂの両端部（即ち、流入端９の両端部）に形成された流入端レール浮上面４ｂ，４ｃとからなっている。そして、ディスク対向面３のこれらセンタレール１０ａ，流入端レール１０ｂ以外の領域は、深溝加工面６をなしている。
【００３６】
ここで、夫々の浮上面４ａ〜４ｃ（以下、浮上面４という）は同一平面状にあり、夫々の浅溝加工面５ａ，５ｂ（以下、浅溝加工面５という）は浮上面４に対して１００〜２００ｎｍの深さに加工され、深溝加工面６は浮上面４から０．５〜２．０μｍの深さに加工されている。そして、これら島状レール１０ａ，１０ｂの形状や夫々の加工面５，６（即ち、溝）の深さに応じた負圧が薄膜磁気ヘッド１とディスク２との間に生じ、このことから、島状レール１０ａ，１０ｂの形状や夫々の加工面５，６（即ち、溝）の深さでもってこの負圧を調整することにより、薄膜磁気ヘッド１のディスク２に対する浮上量を制御している。
【００３７】
図３は図２におけるセンタレール１０ａの部分を拡大して示す平面図であって、図４は図３の分断線Ｂ−Ｂに沿う断面図であり、１１はライトヘッド素子（磁気誘導型ヘッド素子）、１２はＭＲヘッド素子（磁気抵抗効果型ヘッド素子）、１３は浮上面保護膜、１４は基板材、１５は保護アルミナである。なお、前出図面に対応する部分には同一符号を付けている。
【００３８】
図３及び図４において、基板材１４の１つの表面上にライトヘッド素子１１やリードヘッド素子１３などからなるヘッド素子部７が形成されており、これを覆うようにして保護アルミナ１５が設けられ、その端面が流出端８をなしている。そして、このように基板材１４上にヘッド素子部７や保護アルミナ１５が形成されたスライダを、ヘッド素子部７の先端部が露出するようにして、研磨加工することにより、センタレール浮上面４ａが形成され、また、基板材１４を研磨加工することにより、このセンタレール浮上面４ａから所定深さのセンタレール浅溝加工面５ａが、さらに、深溝加工面６が夫々形成されている。ヘッド素子部７においては、ライトヘッド素子１１とリードヘッド素子１３とが薄膜磁気ヘッド１の矢印Ａで示す進行方向に配列されており、また、かかるヘッド素子部７のセンタレール浮上面４ａから露出した先端部が浮上面保護膜１３によって覆われて保護されている。
【００３９】
ここで、図５により、薄膜磁気ヘッドでの従来の一般的な構成を採用した場合のヘッド素子部７について説明する。なお、図５はかかるヘッド素子部７をディスク２とともに示す断面図であって、２ａは磁性膜、２ｂは保護膜、１６はベースアルミナ（絶縁膜）、１７は下部シールド膜、１８は上部シールド膜、１９は下部磁極、２０は上部磁極、２１はコイルであり、図３及び図４に対応する部分には同一符号を付けている。
【００４０】
同図において、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣもしくはＳｉＣなどの硬質セラミックス材で構成される基板材１４上に、絶縁膜としてのベースアルミナ１６を介して設けられ、その上にリードヘッド素子１２が、再生時のノイズを低減するために設けられた下部シールド膜１７と上部シールド膜１８との間に挟まれて、配置されている。そして、この上部シールド膜１８上にライトヘッド素子１１が配置されている。かかる構成のヘッド素子部７が絶縁層としての保護アルミナ１５によって覆われ、その端面が流出端８（図３及び図４）をなしている。また、浮上面の形成の研磨加工によって露出したライトヘッド素子１１やリードヘッド素子などの先端部は、浮上面保護膜１３によって覆われて保護されている。
【００４１】
ライトヘッド素子１１は、上部磁極２０と、下部磁極１９と、これらの間に形成された図示しない絶縁層中に埋め込まれたコイル２１とから構成されている。かかるライトヘッド素子１１は、コイル１９にデータ信号を供給することによって生じた磁束が上部磁極２０と下部磁極１９との先端部の間から漏れ、その漏れ磁束が回転するディスク２上の保護膜２ｂで保護された磁性膜２ａを磁化することにより、ディスク２への磁気記録が行なわれる。
【００４２】
また、リードヘッド素子１２では、上記の磁気記録によってディスク２の磁性膜２ａに形成されたＳ，Ｎ磁極による磁界の強度に応じて、そのＭＲ素子の抵抗値が変化する。従って、ディスク２を回転させてディスク２に対してリードヘッド素子１２を相対的に移動させることにより、ディスク２の磁性膜２ａに書き込まれたデータに応じてこのＭＲ素子の抵抗値変化し、この抵抗値の変化を検出することにより、ディスク２に記録されたデータを再生することができる。
【００４３】
ＭＲヘッド素子１２としては、ＭＲ素子を浮上面から露出させる露出型の方がＭＲ比が高くて特性が良く、このため、浮上面を研磨加工することにより、ＭＲ素子の先端部を露出させてそれを仕上げ加工している。
【００４４】
しかしながら、センタレール浮上面の加工に際してその加工対象となるヘッド素子部７は、ライトヘッド素子１１の上部磁極２０と下部磁極１９、上部シールド膜１８、下部シールド膜１７、リードヘッド素子１２のＭＲ素子といった軟質金属と、比較的加工性の良いベースアルミナ１６や保護アルミナ１５と、高い硬度で比較的加工性が悪いＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣもしくはＳｉＣから構成される基板材１４というように、加工性が異なる複数の材料が混在した複合材料からなるものである。このような複合材料からなるヘッド素子部７を含む面を研磨加工してセンタレール浮上面４ａ（図３及び図４）を形成しようとすると、上記の材料間の加工性の相違から形成されたセンタレール浮上面４ａのヘッド素子部７に段差が生ずることになる。
【００４５】
即ち、図５において、研磨加工した基板材１４の研磨加工面がセンタレール浮上面４ａとなるが、このセンタレール浮上面４ａに対してベースアルミナ１６やライトヘッド素子１１の絶縁層，保護アルミナ１５の研磨加工面がへこみ、これら研磨加工面間に段差が発生する。この段差がアルミナ段差である。また、これらベースアルミナ１６やライトヘッド素子１１の絶縁層，保護アルミナ１５の研磨加工面に対しても、軟質金属からなるライトヘッド素子１１の上部磁極２０と下部磁極１９、上部シールド膜１８、下部シールド膜１７、リードヘッド素子１２のＭＲ素子の研磨加工面がへこみ、これら研磨加工面間にも段差が生ずる。これが素子段差である。加工段差は、これら段差の和、即ち、
加工段差＝アルミナ段差＋素子段差
となる。
【００４６】
以上の研磨加工面には、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などの膜からなる浮上面保護膜１３が形成されている。また、ディスク２では、その基板表面に実際に記録が行なわれる磁性膜２ａが形成されており、さらにその上に、保護膜が形成されている。
【００４７】
ここで、磁気ディスク装置が記録または再生動作しているときの薄膜磁気ヘッド１の姿勢は、図１に示すように、ディスク２に対して浮上しながら、流入端９側が高く、流出端８側が低い傾斜した状態にあり、センタレール浮上面４でのヘッド素子部７近傍で最も低くなっている。薄膜磁気ヘッド１とディスク２との間の最小隙間で定義される浮上量は、この最も低くなっている部分での隙間ということになるが、これを図５に示す薄膜磁気ヘッドについてみると、浮上面保護膜１３での基板材１４に対向した最も突出している部分の表面とこれに対向するディスク２の保護膜２ｂの表面との間の距離ということになる。
【００４８】
また、ヘッド素子部７とディスク２との間の実際に記録，再生に関係する隙間、即ち、磁気スペーシングは、ライトヘッド素子１１の上部磁極２０，下部磁極１９やリードヘッド素子３のＭＲ素子の研磨加工面からディスク２の磁性膜２ａまでの距離で定義される。従って、この磁気スペーシングは、
磁気スペーシング＝ディスク２の保護膜２ｂの膜厚＋浮上量
＋浮上面保護膜１３の膜厚＋アルミナ段差＋素子段差
と５つの要素で表わされる。
【００４９】
ところで、面記録を高密度化するためには、磁気スペーシングを狭小化する必要であり、これが磁気ディスク装置の最重要課題の１つとなっている。磁気ヘッドの技術開発の歴史は、磁気スペーシングの低減化の歴史といっても過言ではない。これまでは、上記の５つの要素を低減するために、様々な技術が開発されてきた。そのうちでも、アルミナ段差と素子段差に関しては、浮上面の研磨条件によって大きく変化することが、研磨条件の最適化により、これら段差の低減化を図ってきた。現状では、アルミナ段差：２．５ｎｍ、素子段差：０．５ｎｍ、従って、加工段差としては、３ｎｍ程度まで低減することができる研磨条件を確立できている。
【００５０】
しかし、今後もさらに面記録密度を向上させることが要望されており、このためには、磁気スペーシングをより一層狭小化することが必須であり、このことから、加工段差についても、より一層低減化することが要求されている。
【００５１】
本発明はかかる要求に答えるものであって、基本的には、図１〜図４に示す構成をなすものであるが、浮上面の形状を変更することにより、アルミナ段差をなくすことにより、加工段差を大幅に低減し、よって磁気スペーシングを大幅に低減するものである。
【００５２】
上記のように、ディスクでの面記録密度を高密度化するためには、磁気スペーシングの狭小化が必須であり、磁気スペーシングを狭小化するためには、アルミナ段差と素子段差とからなる加工段差を低減することが必要である。そこで、アルミナ段差と素子段差とを比較すると、アルミナ段差の方が４〜５倍程度大きいことから、アルミナ段差を低減することができれば、加工段差を大幅に低減することができる。
【００５３】
アルミナ段差を低減する方法としては、次のような方法が考えられる。
（１）図５において、基板材１４とベースアルミナ１６との材料を変更し、夫々の加工性を変えることによってアルミナ段差を低減する方法。
（２）研磨条件の最適化により、アルミナ段差を低減する方法。
【００５４】
（１）の材料を変更する方法については、この変更を行なうと、薄膜磁気ヘッドの浮上特性や素子形成プロセス・加工プロセスに大きく影響してしまう。従って、この方法は採用しにくい。また、現状では、基板材１４として、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣが一般的であるが、基板材１４の表面粗さを向上させるためには、ＳｉＣが用いられる場合もある。しかし、ＳｉＣは、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣと比較して、さらに加工性が悪いことから、基板材１４としてＳｉＣに変更すると、かえってアルミナ段差が増加してしまうことになる。
【００５５】
（２）の研磨条件を最適化する方法についても、ケミカル要素を最適化することや砥粒１個あたりの切り込み量を極小化するなどの検討が行なわれたが、限界に近づきつつあり、これもアルミナ段差を大幅に低減させることは困難である。
【００５６】
そこで、本発明は、ディスク対向面に形成する島状レールの構造を変更することにより、アルミナ段差が生じないようにし、これにより、加工段差を大幅に低減するものである。以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
【００５７】
図２〜図５で説明した浅溝・２段ステップ・負圧スライダでは、ライトヘッド素子とリードヘッド素子とが露出するセンタレール浮上面４ａが基板材１４と、ベースアルミナ１６と、下部シールド膜１７と、上部シールド膜１８と、ＭＲヘッド素子１２と、ライトヘッド素子１１の下部磁極１９，上部磁極２０とで構成されているので、浮上面の研磨加工を行なうと、アルミナ段差と素子段差とが発生する。これに対して、センタレール浮上面４ａに基板材１４が含まれなければ、アルミナ段差が発生する原因がなくなり、アルミナ段差は生じない。
【００５８】
図６は本発明による薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態の要部であるディスク対向面を示す平面図であって、２２ａ〜２２ｃは極浅溝加工面であり、図２及び図５に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００５９】
図６において、この第１の実施形態は、基本構成としては、図２〜図５で説明したものと同様であるが、特に、島状レール１０ａ，１０ｂを次のような構成とするものである。
【００６０】
（１）各レール浮上面４と浅溝加工面５との間に極浅溝加工面２２ａ，２２ｂ，２２ｃを設け、３段ステップの構成とする。
【００６１】
（２）ヘッド素子部７が露出するセンタレール浮上面４ａには、基板材１４が含まれないようにして、このセンタレール浮上面４ａの領域をライトヘッド素子１１とＭＲヘッド素子１２とを含む最小限の面積の領域とする。
【００６２】
（３）センタレール浮上面４ａの輪郭部を、基板材１４上とはせずに、ベースアルミナ１６上とする。
【００６３】
（４）センタレール浮上面４ａの外側に極浅溝加工面２２ａを形成し、この極浅溝加工面２２ａのセンタレール浮上面４ａに対する段差を３ｎｍ以上とする。
【００６４】
図７は図６におけるセンタレール１０ａの部分を拡大して示す平面図であって、図６に対応する部分に同一符号を付けている。
【００６５】
同図において、センタレール浮上面４ａはヘッド素子部７を含む狭い面積の部分とし、このセンタレール浮上面４ａの周りに、センタレール浅溝加工面５ａよりも段差が小さい極浅溝加工面２２ａが形成されている。そして、この極浅溝加工面２２ａの外側がセンタレール浅溝加工面５ａをなし、さらに、このセンタレール浅溝加工面５ａの外側が深溝加工面６をなしている。
【００６６】
図８は図７での分断線Ｃ−Ｃに沿う断面図であって、図示するように、また、図７でも示すように、センタレール浮上面４ａの輪郭線（境界線）は基板材１４からはずれており、センタレール浮上面４ａは基板材１４の面を含んでいない。
【００６７】
図９は図８におけるヘッド素子部７の部分を拡大して示す断面図であって、図５〜図８に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００６８】
同図において、この第１の実施形態では、センタレール浮上面４ａはヘッド素子部７での基板材１４と下部シールド膜１７との間のベースアルミナまで形成され、基板材１４とベースアルミナ１６の一部との研磨加工面はベースアルミナ１６の残りの研磨加工面からへこまされている。これにより、ベースアルミナ１６のこの残りの研磨加工面やライトヘッド素子１１の絶縁層の研磨加工面，保護アルミナ１５の研磨加工面がディスク２側に最も突出してセンタレール浮上面４ａをなすことになる。従って、センタレール浮上面４ａの輪郭線（境界線）はベースアルミナ１６上にあり、基板材１４はセンタレール浮上面４ａの領域に含まれない。つまり、基板材１４は、センタレール浮上面４ａから所定の段差だけへこまされて極浅溝加工面２２ａを形成する。
【００６９】
センタレール１０ａのかかる構成により、ベースアルミナ１６の研磨加工面がセンタレール浮上面４ａとなり、ベースアルミナ１６の研磨加工面と基板材１４の研磨加工面殿間に段差があるものの、図５で示すような基板材１４とベースアルミナ１６との間のアルミナ段差のような磁気スペーシングに影響するアルミナ段差は生ずることがなく、磁気スペーシングに影響する加工段差としては、このセンタレール浮上面４ａからＭＲヘッド素子１２やライト素子１１の下部磁極１９，上部磁極２０の研磨加工面までの段差である素子段差で定義され、従って、
加工段差＝素子段差
ということになる。このようにして、加工段差を大幅に低減可能となり、この結果、磁気スペーシングも大幅に低減可能となる。
【００７０】
ところで、センタレール浮上面４ａに基板材１４が含まれないようにすることだけを考えると、図７において、極浅溝加工面２２ａの部分もセンタレール浅溝加工面５ａとすればよい。つまり、図３及び図４に示す浅溝・２段ステップ・負圧スライダのセンタレール１０ａにおいて、センタレール浅溝加工面５ａを基板材１４全体にまで広げればよい。
【００７１】
しかし、このような２段ステップのままでセンタレール浮上面４ａを狭くすると、次のような問題が生ずる。即ち、図２〜図５に示した２段ステップの構成は、薄膜磁気ヘッドの浮上量を安定して大幅に低減化可能としたものであって、これに対し、２段ステップの構成を保ちながらセンタレール浮上面４ａの面積を極端に小さくすると、浮上量のバラツキが増大し、安定した希望の浮上量が得られないという問題がある。
【００７２】
この第１の実施形態では、センタレール浮上面４ａの面積を小さくするとともに、このセンタレール浮上面４ａとセンタレール浅溝加工面５ａとの間に段差が小さい極浅溝加工面２２ａを設けて３段ステップ構成とすることにより、図２〜図５に示した２段ステップ構成に近い構成として、その効果を持たせることができるようにしたものである。この場合、センタレール浮上面４ａに対する極浅溝加工面２２ａの深さは、上記のように３ｎｍ以上とするが、必要最小限の深さに設定する。
【００７３】
そして、このようにして、この第１の実施形態では、図２〜図５に示した浅溝・２段ステップ・負圧スライダと同様に浮上量を大幅に低減しながら、かかるスライダよりも磁気スペーシングを大幅に低減できるものであって、記録／再生特性が大幅に改善されることになる。
【００７４】
また、この第１の実施形態では、磁気ディスク装置で使用中、図７に示す分断線Ｃ−Ｃ上の中心軸を中心として回動振れが生ずるようなことがあっても、図２〜図５に示した浅溝・２段ステップ負圧スライダに比べてセンタレール浮上面４ａの面積が非常に狭いため、このセンタレール浮上面４ａがディスク２に触れるようなことも防止できる。
【００７５】
図１０はこの第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスと比較して示すフローチャートであり、同図（ａ）は図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを、同図（ｂ）は第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを夫々示している。
【００７６】
まず、図１０（ａ）により、図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスについて、説明する。
【００７７】
（１）素子形成（ステップ１００）：
リソグラフィに代表される薄膜工程により、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣまたはＳｉＣからなる基板材１４のウェハ上にリードヘッド素子１２，ライトヘッド素子１１を形成する。
【００７８】
（２）基板切断（ステップ１０１）：
ダイヤモンド砥石を用いたスライシングにより、ウェハをロウバー毎に切り離す。
【００７９】
（３）両面ラップ（ステップ１０２）：
上下に研磨定盤が配置された両面ラップにより、ロウバーを２つの研磨定盤の間に挟み込み、その両面を研磨加工する。この工程により、ウェハから切断するときにロウバーに生ずる加工歪みを緩和し、ロウバーのうねりや反りをなくす。
【００８０】
（４）浮上面研磨（ステップ１０３）：
ロウバーの浮上面を研磨加工し、ＭＲ素子の素子高さ寸法の制御，表面粗さの向上，加工段差の低減を行なう。
【００８１】
（５）浮上面保護膜形成（ステップ１０４）：
リード・ライトヘッド素子の腐食防止とディスク２ヘの接触に対する耐摩耗性とを向上させるために、研磨加工後の浮上面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）の浮上面保護膜１３を形成する。このときの浮上面保護膜１３の膜厚は４〜１０ｎｍとする。
【００８２】
（６）浅溝加工（ステップ１０５）：
イオンミリングを用いて浮上面を加工し、浅溝加工面を形成する。このときの浮上面から浅溝加工面までの段差をほぼ１００〜２００ｎｍとする。
【００８３】
（７）深溝加工（ステップ１０６）：
ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：反応性イオンエッチング）を用いて浅溝加工面を加工し、深溝加工面６を形成する。このときの浮上面から深溝加工面６までの段差をほぼ０．５〜２．０μｍとする。
【００８４】
（８）チップ切断（ステップ１０７）：
以上によって各浮上面４と浅溝加工面５と深溝加工面６とが得られる。そして、ダイヤモンド砥石を用いたスライシングにより、ロウバーを個々のスライダに切り離す。
【００８５】
（９）スライダ完成（ステップ１０８）：
ステップ１０７の切離しにより、浅溝・２段ステップ・負圧スライダが完成する。
【００８６】
以上が図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスであるが、これに対し、第１の実施形態による薄膜磁気ヘッドの加工プロセスは、図１０（ｂ）に示すように、上記の深溝加工（ステップ１０６）とチップ切断（ステップ１０７）との間に極浅溝加工のステップ２００を追加したものである。
【００８７】
このステップ２００は、イオンミリングを用いて浮上面を加工して極浅溝加工面２２を形成するものであり、このときの浮上面から極浅溝加工面２２までの段差をほぼ３〜１０ｎｍとする。このステップ２００を追加する以外は図１０（ａ）に示す加工プロセスと同様である。なお、このステップ２００は、ステップ１０４，１０５との間、または、ステップ１０５，１０６の間に追加するようにしてもよい。
【００８８】
以上の加工プロセスに基づいて、第１の実施形態による薄膜磁気ヘッドとその比較例としての図２〜図５で示した薄膜磁気ヘッドとを作成し、その加工段差を測定した。このときの条件としては、
【００８９】
図１１はその加工段差をＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で測定した結果を示すものである。なお、浮上面４での加工段差は、浮上面保護膜１３でのかかる加工段差によって生じた段差に無視できる誤差の範囲内で等しいから、この浮上面保護膜１３での段差によって測定した。
【００９０】
この測定結果によると、比較例では、アルミナ段差の平均値：２．５１ｎｍ，素子段差の平均値０．４６ｎｍ，加工段差の平均値：２．９７ｎｍとなり、加工段差が大きいことが分かる。これに対し、第１の実施形態による薄膜磁気ヘッドでは、センタレール浮上面４ａに基板材１４が含まれず、これによって加工段差に影響するアルミナ段差がないことから、ベースアルミナ１６の加工面をセンタレール浮上面４ａとした加工段差（＝素子段差）の平均値が０．４１ｎｍと非常に小さくなっていることが分かる。このようにして、この第１の実施形態では、加工段差を大幅に改善することができ、磁気スペーシングを大幅に低減することができるものである。
【００９１】
なお、この第１の実施形態では、島状レール１０を３段ステップ構造としたが、センタレール１０ａでのセンタレール浮上面４ａに基板材１４が含まれないようにするものであれば、４段以上のステップ構造とすることもできる。また、３段以上のステップ構造としては、センタレール１０ａのみに対して採用するようにしてもよいし、センタレール１０ａと流入端レールとでステップ数が異なってもよい（例えば、センタレール１０ａについては、３段以上のステップ構造とし、流入端レール１０ｂについては、２段ステップ構造とする。なお、これによると、図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドと構造がより近くなり、浮上量のバラツキも抑制できる）。
【００９２】
図１２は本発明による薄膜磁気ヘッドの第２の実施形態のディスク対向面を示す平面図であって、４ａ’は実質センタレール浮上面、２３は保護膜面であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００９３】
この第２の実施形態は、図１２において、図２〜図５に示した薄膜磁気ヘッド１と同様、２段ステップの構造をなすものであるが、磁気スペーシングに影響するセンタレール浮上面を、基板材１４の表面４ａではなく、ヘッド素子部７での所定面４ａ’とするものである。この面４ａ’が実質センタレール浮上面である。その他の構成は、図２〜図５に示した薄膜磁気ヘッド１と同様である。
【００９４】
図１３は図１２におけるセンタレール１０ａでのヘッド素子７の部分の分断線Ｄ−Ｄに沿う断面を拡大して示す図であって、図９及び図１２に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００９５】
同図において、浮上面保護膜１３以外については、図５と同様の構成をなしている。従って、センタレール浮上面４ａは基板材１４の研磨加工面である。
【００９６】
しかしながら、この第２の実施形態では、浮上面保護膜１３をヘッド素子部７のベースアルミナ１６の研磨加工面までとし、基板材１４の研磨加工面には浮上面保護膜１３を形成しない。このため、かかる薄膜磁気ヘッドとディスク２との間の最小隙間で定義される浮上量は、浮上面保護膜１３でのベースアルミナ１６に形成された部分の表面２３とディスク２の保護膜２ｂの表面との間の距離となる。
【００９７】
ここで、磁気スペーシングは、
磁気スペーシング＝ディスク２の保護膜２ｂの膜厚＋浮上量
＋浮上面保護膜１３の膜厚＋加工段差
で表わされる。図５に示す薄膜磁気ヘッドの場合、
加工段差＝アルミナ段差＋素子段差
となるが、図１３に示す第２の実施形態では、アルミナ段差が存在するとしても、図１３から明らかに、
加工段差＝素子段差
であり、アルミナ段差は磁気スペーシングに影響しない。このことからして、この第２の実施形態においても、磁気スペーシングは、アルミナ段差に影響されず、大幅に低減することが可能となる。
【００９８】
なお、この第２の実施形態では、浮上面保護膜１３の形成領域をヘッド素子部７でのライトヘッド素子１１とリードヘッド素子１２とを含む最小限の面積の領域とする。
【００９９】
このようにして、この第２の実施形態においては、図２〜図５に示した薄膜磁気ヘッドと同様に浮上量を低減しながら、磁気スペーシングを大幅に低減できるとともに、ライトヘッド素子１１とリードヘッド素子１２との研磨加工面に浮上面保護膜１３を形成するのに対し、これに近接する基板材１４の研磨加工面にかかる保護膜を形成しないものであるから、薄膜磁気ヘッドの走行方向に平行な中心線に関して回動振れが発生しても、この薄膜磁気ヘッドがディスク２に触れることを防止することができ、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１００】
図１４はこの第２の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスと比較して示すフローチャートであり、同図（ａ）は図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを、同図（ｂ）は第２の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを夫々示している。
【０１０１】
図１４（ａ）に示す図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスは、図１０（ａ）で説明した加工プロセスと同じものである。
【０１０２】
これに対し、この第２の実施形態の加工プロセスは、図１４（ｂ）に示すように、上記の深溝加工（ステップ１０６）とチップ切断（ステップ１０７）との間に浮上面保護膜１３の除去加工のステップ３００を追加したものである。
【０１０３】
このステップ３００は、ステップ１０４で形成された浮上保護膜１３のうち、ヘッド素子部７での上記領域以外の領域でのものを除去加工し、図１３に示す構成とするものである。ここで、浮上面保護膜１３はシリコン膜とＤＬＣ膜との２層構造となっており、このために、特定の膜を選択的に除去することができるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）を用いて除去加工を行なう。この場合の条件としては、ＤＬＣ膜を除去する際には、Ｏ２ガスを用い、シリコン膜を除去する際には、ＣＦ４＋Ａｒガスを用いた。かかる工程を付加した以外、図１４（ｂ）に示す加工プロセスと同様である。
【０１０４】
なお、図１４（ｂ）において、ステップ１０４で浮上面保護膜１３をヘッド素子部７の上記の領域のみに形成するようにしてもよい。この場合には、ステップ３００を追加する必要はない。また、ステップ３００をステップ１０４，１０５の間、または、ステップ１０５，１０６の間に追加するようにしてもよい。
【０１０５】
以上の加工プロセスに基づいて、第２の実施形態による薄膜磁気ヘッドとその比較例としての図２〜図５で示した薄膜磁気ヘッドとを作成し、その加工段差を測定した。このときの条件としては、
【０１０６】
図１５はその加工段差をＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で測定した結果を示すものである。この場合、図１３に示す第２の実施形態においては、浮上面保護膜１３によって直接加工段差（＝素子段差）を測定することはできないが、この素子段差による浮上面保護膜１３の段差はこの素子段差にほとんど等しい（誤差があったとしても、無視できる程度に小さい）から、浮上面保護膜１３の段差段差を測定した。
【０１０７】
この測定結果によると、比較例では、図１１と同様であり、第２の実施形態による薄膜磁気ヘッドでは、基板材１４の研磨加工面から浮上面保護膜１３が取り除かれていることにより、磁気スペーシングがアルミナ段差によって影響されず、このため、加工段差はベースアルミナ１６の研磨加工面上の浮上面保護膜１３の表面２３を基準とした段差となり、この加工段差が平均０．３８ｎｍと非常に小さくなっていることが分かる。従って、この第２の実施形態においても、加工段差を大幅に改善でき、磁気スペーシングを大幅に低減することができる。
【０１０８】
なお、この第２の実施形態においては、流入端レール１０ｂでの浮上面４ｂ，４ｃ上に浮上面保護膜１３を残しておいてもよいし、また、取り除いてもよい。
【０１０９】
以上説明した第１，第２の実施形態では、ＭＲヘッド素子１２として、上記のＭＲヘッド，ＧＭＲヘッド，ＴＭＲヘッド，ＡＭＲヘッドのいずれでもよい。
【０１１０】
特に、ＴＭＲヘッドでは、浮上面の研磨加工によって発生する研磨クラッチにより、ＴＭＲ膜（障壁層）がショートし、ＴＲＭ素子の抵抗値が本来の抵抗値よりも小さくなるという問題がある。この問題を解消するためには、ＴＲＭヘッドでは、浮上面の研磨加工後にイオンミリングなどのドライ加工を浮上面に施し、研磨スクラッチの影響を取り除くことが行なわれている。しかし、この場合には、ドライ加工によって基板材１４の加工面からの加工段差が増加し、問題となる。これに対し、上記第１，第２の実施形態では、基板材１４が磁気スペーシングに寄与する加工段差に影響しないから、ドライ加工がなされても、これによる加工段差の増加はほとんどないことになる。従って、ＴＭＲヘッドをＭＲヘッド素子として用いても、加工段差の大幅な改善効果が得られて磁気スペーシングの大幅な低減が図れる。
【０１１１】
また、先に説明したように、基板材１４として、その表面粗さを向上させるために、その材質をＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣからＳｉＣに変更する動きがある。ＳｉＣは、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣと比較して、加工性に劣ることから、アルミナ段差が増大化するという問題がある。しかし、上記の第１，第２の実施形態では、基板材１４が磁気スペーシングに関係する加工段差に影響しないものであるから、例え基板材１４にＳｉＣを用いてアルミナ段差が大きくなったとしても、このアルミナ段差によって磁気スペーシングが影響されないから、磁気スペーシングを大幅に低減させることができる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、安定に浮上量を低減可能な浅溝・２段ステップの構成を保ちながら、磁気スペーシングを安定してさらに低減することができ、また、浮上面を充分小さくすることができるから、ディスク対向面が傾いたり、揺れたりしても、浮上面がディスク面に触れるおそれがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気ディスク装置の動作時での薄膜磁気ヘッドとディスクとの配置状態を概略的に示す図である。
【図２】浅溝・２段ステップ・負圧スライダのディスク対向面の構成を示す平面図である。
【図３】図２におけるセンタレールの部分を拡大して示す平面図である。
【図４】図３の分断線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図５】薄膜磁気ヘッドでの従来の一般的な構成を採用した場合のヘッド素子部を示す断面図である。
【図６】本発明による薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態の要部であるディスク対向面を示す平面図である。
【図７】図６におけるセンタレールの部分を拡大して示す平面図である。
【図８】図７での分断線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。
【図９】図８におけるヘッド素子部の部分を拡大して示す断面図である。
【図１０】図６〜図９に示す第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスと比較して示すフローチャートである。
【図１１】図６〜図９に示す第１の実施形態と比較例との加工段差をＡＦＭで測定した結果を示す図である。
【図１２】本発明による薄膜磁気ヘッドの第２の実施形態のディスク対向面を示す平面図である。
【図１３】図１２におけるセンタレールでのヘッド素子７の部分の分断線Ｄ−Ｄに沿う断面を拡大して示す図である。
【図１４】図１２及び図１３に示す第２の実施形態の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを図２〜図５に示す薄膜磁気ヘッドの加工プロセスと比較して示すフローチャートである。
【図１５】図１２及び図１３に示す第２の実施形態と比較例との加工段差をＡＦＭで測定した結果を示す図である。
【図１６】従来の薄膜磁気ヘッドのスライダのディスク対向面の一例の構成を示す平面図である。
【図１７】図１６に示すスライダのディスク対向面を研磨加工した状態を示す断面図である。
【図１８】図１７に示す研磨加工後のディスク対向面での基板材の表面をエッチングする工程を示す断面図である。
【図１９】図１７に示すエッチング処理後のディスク対向面に保護膜を形成した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 薄膜磁気ヘッド
２ ディスク
２ａは磁性膜、２ｂは保護膜、
４ 浮上面
４ａ センタレール浮上面
４ａ’は実質センタレール浮上面
５ 浅溝加工面
５ａ センタレール浅溝加工面
６ 深溝加工面
７ ヘッド素子部
８ 流出端
９ 流入端
１０ａ センタレール
１０ｂ 流入短レール
１１ ライトヘッド素子（磁気誘導型ヘッド素子）
１２ ＭＲヘッド素子（磁気抵抗効果型ヘッド素子）
１３ 浮上面保護膜
１４ 基板材
１５ 保護アルミナ
１６ ベースアルミナ（絶縁膜）
１７ 下部シールド膜
１８ 上部シールド膜
１９ 下部磁極
２０ 上部磁極
２１ コイル
２２ａ〜２２ｃ 極浅溝加工面
２３ 保護膜面
Claims (6)
- ライトヘッド素子とリードヘッド素子とを有するヘッド素子部が基板材にベースアルミナを介して設けられ、かつ該基板材の表面や該ヘッド素子部の表面を含むディスク対向面の流出端側の中央部に深溝加工面に対して島状に突出したセンタレールが、該ディスク対向面の流入端側に該深溝加工面に対して島状に突出した流入端レールが夫々設けられ、該センタレールと該流出端レールが夫々、該深溝加工面に対して所定の段差で突出した浅溝加工面と、該浅溝加工面に対して所定の段差で突出した浮上面とを有し、該センタレールの該浮上面に該ヘッド素子部の表面が含まれる薄膜磁気ヘッドであって、
該センタレールでの該浮上面を、該ヘッド素子部の表面を含み、かつ該基板材の表面外の面とし、該浮上面と該浅溝加工面との間に、該浮上面からの段差が該浅溝加工面までの段差よりも小さい１以上の極浅溝加工面を設け、該ディスク対向面をｎ段ステップ構成（但し、ｎは３以上の整数）としたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 請求項１において、
前記浮上面と前記極浅溝加工面との境界を、前記ヘッド素子部と前記基板材との間の前記ベースアルミナ上としたことを特徴とすることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 請求項１または２において、
前記センタレールの前記浮上面に浮上面保護膜を設けたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - ライトヘッド素子とリードヘッド素子とを有するヘッド素子部が基板材にベースアルミナを介して設けられ、かつ該基板材の表面や該ヘッド素子部の表面を含むディスク対向面の流出端側の中央部に深溝加工面に対して島状に突出したセンタレールが、該ディスク対向面の流入端側に該深溝加工面に対して島状に突出した流入端レールが夫々設けられ、該センタレールと該流出端レールが夫々、該深溝加工面に対して所定の段差で突出した浅溝加工面と、該浅溝加工面に対して所定の段差で突出した浮上面とを有し、該センタレールの該浮上面に該ヘッド素子部の表面が含まれる薄膜磁気ヘッドであって、
該センタレールの該浮上面の該ヘッド素子部の表面を含む領域に浮上面保護膜を設けて、該浮上面保護膜の形成領域の境界を該ヘッド素子部と該基板材との間の該ベースアルミナの表面上としたことを特徴とすることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 請求項４において、
少なくとも前記ベースアルミナ上に形成された前記浮上面保護膜の表面が、前記基板材の表面よりも突出していることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 請求項１〜５のいずれか１つにおいて、
前記ライトヘッド素子は磁気誘導型ヘッドであって、前記リードヘッド素子は磁気抵抗効果型ヘッドであることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
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