JP2005071430A - 垂直磁気記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 垂直磁気記録ヘッドから発生する磁界を効果的に収束させることができ、実質的な記録トラック幅を一定の範囲に容易におさめることを可能にする垂直磁気記録ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】 ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層29と第1の非磁性層31とで異なることを利用して、第1の非磁性層31の内側面31b,31bと、主磁極層29の上面29aからなる溝部Gを形成し、溝部Gの上に非磁性材料層32を介して、補助磁極層33を形成する。従って、非磁性材料層32の形成された凹部32aの内部に補助磁極層33と一体に形成され、主磁極層29の方向に延びる凸部33bを容易に形成することができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、ディスクなどの記録媒体の媒体面に対して垂直方向に磁界を与えて記録を行う垂直磁気記録ヘッドの製造方法に係り、特に前記記録媒体に狭トラックで磁気データを記録できる垂直磁気記録ヘッドの容易な製造方法を提供することを目的としている。
図12に示される磁気ヘッドは、垂直磁気記録方式の装置に使用される記録用の磁気ヘッドである。記録媒体の媒体面に対する垂直方向に媒体を磁化させる垂直磁気記録方式は、媒体面に対する水平方向に媒体を磁化させる方式に比べて、磁気データを高密度で記録することができる。
図12は前記垂直磁気記録方式の装置に使用される磁気ヘッドの構造を示す断面図、図13は前記図12の磁気ヘッドの正面図である。なお、図13は、磁気ヘッドを図13に示される一点鎖線で切断し、矢印方向からみた断面図である。
磁気ヘッドHは、記録媒体上を浮上して移動しまたは摺動するスライダのトレーリング側端面に設けられるものである。
前記磁気ヘッドHは、主磁極層1と主磁極層1上に設けられたリターンパス層(補助磁極層)2を有している。主磁極層1、リターンパス層2は強磁性材料によって形成されている。
主磁極層1の端面1aとリターンパス層2の端面2a、は、前記対向面2aにおいて、所定距離の間隔を有している。また、リターンパス層2と主磁極層1は、磁気接続部1bにおいて磁気的に接続されている。
リターンパス層2と主磁極層1との間にはAl23、SiO2などの無機材料による非磁性絶縁層3が設けられており、非磁性絶縁層3の内に、Cuなどの導電性材料で形成されたコイル層4が形成されている。
主磁極層1の端面1aの面積は、リターンパス層2の端面2aでの面積よりも十分に小さい。
従って、主磁極層1の端面1aの対向部分で磁束φが集中し、端面1aが対向する部分での記録媒体Mのハード膜Maに対し、前記磁束φにより磁気データが記録される。記録媒体Mは例えばディスク状であり、その表面に残留磁化の高いハード膜Maが、内方に磁気透過率の高いソフト膜Mbを有しており、主磁極層1から発生した磁束φはソフト膜Mbを通過して、リターンパス層2にはいる。
図12及び図13に示される垂直磁気記録ヘッドのリターンパス層2には、主磁極層1側に突出する凸部2bが形成されている。この凸部2bが設けられていると、主磁極層1から記録媒体Mを経てリターンパス層2に流れる磁束の拡がりを抑えることができ、記録媒体M上の記録トラックの縁を明確に規定することがでぎ、狭トラック化による高記録密度化を図ることができる。このような、垂直磁気記録ヘッドは特許文献1に記載されている。
特開2002−92820号公報
しかし、特許文献1にはそのような垂直磁気記録ヘッドの具体的な製造方法の記載がない。
本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、垂直磁気記録ヘッドから発生する磁界を効果的に収束させることができ、実質的な記録トラック幅を一定の範囲に容易におさめることを可能にする垂直磁気記録ヘッドの容易な製造方法を提供することを目的とする。
本発明の垂直磁気記録ヘッドの製造方法は、以下の工程を有することを特徴とするものである。
(a)磁性材料で主磁極層を形成する工程、
(b)前記主磁極層の両側部及び上部に第1の非磁性層を設ける工程、
(c)前記第1の非磁性層の上面を研磨して平坦面とする工程、
(d)前記主磁極層の上面と前記第1の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削り、前記第1の非磁性層の内側面と、前記主磁極層の上面からなる溝部を形成する工程、
(e)前記第1の非磁性層と前記主磁極層の上に非磁性材料層を積層し、前記溝部の上の部分の前記非磁性材料層に凹部を形成する工程と、
(f)前記非磁性材料層の上に補助磁極層を形成し、前記凹部の内部に、前記補助磁極層と一体に形成され前記主磁極層の方向に延びる凸部を形成する工程。
磁性材料からなる主磁極層と絶縁性材料からなる前記第1の非磁性層は、異なるエッチング速度を有しており、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層のほうがはやく、前記第1の非磁性層のほうがおそい。
このため、前記(d)工程において、前記主磁極層の上面と前記第1の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削ったときに、前記第1の非磁性層の内側面と、前記主磁極層の上面からなる溝部を形成することができる。
その後、溝部の上に前記非磁性材料層を介して、補助磁極層を形成するので、前記凹部の内部に、前記補助磁極層と一体に形成され前記主磁極層の方向に延びる凸部を容易に形成することができる。
本発明によって形成された記録ヘッドは、前記補助磁極層に前記主磁極層の方向に延びる凸部が形成されているので、主磁極層から補助磁極層に流れる磁束の拡がりを抑えることができる。
さらに、前記凸部が前記非磁性材料層に形成された前記凹部の内部に位置しているので、垂直磁気記録ヘッドの内部で主磁極層から補助磁極層に流れる磁束が発生する。このため、主磁極層から発生する磁界の強度を単に強める従来の垂直磁気記録ヘッドに比べて、前記磁界の強度を適切に調整することが容易である。
従って、本発明によって形成された垂直磁気記録ヘッドでは、垂直磁気記録ヘッドから発生する磁界を効果的に収束させること、及び記録媒体上の記録トラックの縁を明確に規定することがでぎ、実質的な記録トラック幅を一定の範囲に容易におさめることを可能にし、狭トラック化による高記録密度化を図ることができる。
本発明では、前記(a)工程と前記(b)工程の間に、
(g)前記主磁極層の上面、両側面に第2の非磁性層を形成する工程、
を有し、
前記(b)工程において、前記第2の非磁性層の両側部及び上部に第1の非磁性層を設け、
前記(d)工程において、前記第2の非磁性層の上面が前記第1の非磁性層の上面より、下方に位置するように、前記主磁極層の上面と前記第2の非磁性層の上面及び前記第1の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削ることが好ましい。
本発明のように、第2の非磁性層が主磁極層の両側部に設けられると、前記(d)工程において、前記主磁極層、前記第2の非磁性層及び前記第1の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削ったときに、前記主磁極層の上面を深く掘りこむこと及び前記主磁極層の上面を平坦化することが容易になり、前記第1の非磁性層の内側面と、前記主磁極層の上面からなる溝部の確実な形成が容易になる。
なお、前記第1の非磁性層と前記第2の非磁性層を、同一条件下でエッチングしたときの、前記第2の非磁性層のエッチング速度が前記第1の非磁性層のエッチング速度より大きいことが好ましい。
本発明では、前記第2の非磁性層が前記第1の非磁性層よりはやく削れていくために、前記(d)工程において前記第2の非磁性層が前記溝部の形成を促進する。
また、前記第1の非磁性層、前記第2の非磁性層、及び前記主磁極層を、同一条件下でエッチングしたときの、前記第2の非磁性層及び前記主磁極層のエッチング速度が前記第1の非磁性層のエッチング速度より大きいことが好ましい。
前記第1の非磁性層は、例えば、アルミナ(Al23)で形成され、前記第2の非磁性層はTi、W、Cr、Ta、Mo、Au、Pd、Pt、NiCr、NiCu、Al−Si−O、Siの酸化物、Tiの酸化物、Wの酸化物、Crの酸化物、Taの酸化物のいずれか1種または2種以上で形成される。
または、前記第1の非磁性層は、例えば、SiO2またはAl−Si−Oの両方あるいはいずれか一方で形成され、前記第2の非磁性層はW、WO3、Cr、CrOX、Moのいずれか1種または2種以上で形成される。
本発明の製造方法では、磁性材料からなる主磁極層と絶縁性材料からなる前記第1の非磁性層は、異なるエッチング速度を有しており、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層のほうがはやく、前記第1の非磁性層のほうがおそい。
このため、前記主磁極層の上面と前記第1の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削ったときに、前記第1の非磁性層の内側面と、前記主磁極層の上面からなる溝部を形成することができる。
その後、溝部の上に前記非磁性材料層を介して、補助磁極層を形成するので、前記凹部の内部に、前記補助磁極層と一体に形成され前記主磁極層の方向に延びる凸部を容易に形成することができる。
本発明によって形成された垂直磁気記録ヘッドは、前記凸部が前記非磁性材料層に形成された前記凹部の内部に位置しているので、垂直磁気記録ヘッドの内部で主磁極層から補助磁極層に流れる磁束が発生する。このため、主磁極層から発生する磁界の強度を単に強める従来の垂直磁気記録ヘッドに比べて、前記磁界の強度を適切に調整することが容易である。
従って、本発明の垂直磁気記録ヘッドでは、垂直磁気記録ヘッドから発生する磁界を効果的に収束させること、及び記録媒体上の記録トラックの縁を明確に規定することがでぎ、実質的な記録トラック幅を一定の範囲に容易におさめることを可能にし、狭トラック化による高記録密度化を図ることができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態の垂直磁気記録ヘッドの製造方法によって形成された垂直磁気記録ヘッドを示す縦断面図である。
図1に示す垂直磁気記録ヘッドH1は記録媒体Mに垂直磁界を与え、記録媒体Mのハード膜Maを垂直方向に磁化させるものである。
記録媒体Mは例えばディスク状であり、その表面に残留磁化の高いハード膜Maが、内方に磁気透過率の高いソフト膜Mbを有しており、ディスクの中心が回転軸中心となって回転させられる。
スライダ21はAl23・TiCなどの非磁性材料で形成されており、スライダ21の対向面21aが記録媒体Mに対向し、記録媒体Mが回転すると、表面の空気流によりスライダ21が記録媒体Mの表面から浮上し、またはスライダ21が記録媒体Mに摺動する。図1においてスライダ21に対する記録媒体Mの移動方向はA方向である。
スライダ21のトレーリング側端面21bには、Al23またはSiO2などの無機材料による非磁性絶縁層22が形成されて、この非磁性絶縁層22の上に読取り部HRが形成されている。
読取り部HRは下部シールド層23と上部シールド層26と、下部シールド層23と上部シールド層26との間の無機絶縁層(ギャップ絶縁層)25内に位置する読み取り素子24とを有している。読み取り素子24は、AMR、GMR、TMRなどの磁気抵抗効果を利用した素子である。
読取り部HRの上にAl23またはSiO2などの無機材料による分離層27が形成されて、分離層27の上に記録用の磁気ヘッドH1が設けられている。磁気ヘッドH1の記録媒体との対向面H1aは、スライダ21の対向面21aとほぼ同一面である。
なお、読取り部HRを設けず、スライダ21のトレーリング側端部に垂直磁気記録用の磁気ヘッドH1のみを搭載してもよい。
磁気ヘッドH1では、パーマロイ(Ni−Fe)などの強磁性材料がメッキされてヨーク層28が形成されている。ヨーク層28は、分離層27内に埋設されており、記録媒体との対向面H1aには露出していない。
ヨーク層28の上面にはNiFeなどの導電性金属膜によるメッキ下地膜がスパッタにより成膜されている。
図1に示す実施形態では、図示しない下地層を介して主磁極層29がメッキで形成されている。主磁極層29は強磁性材料でメッキされたものであり、Ni−Fe、Co−Fe、Ni−Fe−Coなどの飽和磁束密度の高い材料で形成されている。主磁極層29はヨーク層28よりも飽和磁束密度Bsが高い磁性材料で形成されていることが好ましい。
本実施の形態では、主磁極層29は前記対向面H1a側からハイト方向後端部まで均一の膜厚t1を有している。対向面H1a側の前端面29bは対向面H1aに露出している。
図2は図1の磁気ヘッドの正面図である。なお、図1は、磁気ヘッドを図2に示される一点鎖線で切断し、矢印方向からみた断面図である。
図2に示すように、対向面H1aに現れている主磁極層29は、トラック幅方向(X方向)への幅寸法がWtとなるように形成されている。なお、図示はしないが、ヨーク層28のトラック幅方向寸法は、主磁極層29のトラック幅方向寸法Wtより大きくなっている。
図2に示されるように、主磁極層29の両側部には、第2の非磁性層30を介して第1の非磁性層31が形成されている。第2の非磁性層30の上面30aは第1の非磁性層31の上面31aより、下方(図示Z1方向)に位置している。
また、主磁極層29の両側部に設けられた第1の非磁性層31,31の内側面31b,31bと、第2の非磁性層30,30の上面30a,30a及び主磁極層29の上面29aによって溝部Gが形成されている。第1の非磁性層31,31と主磁極層29の上にはアルミナまたはSiO2などからなる非磁性材料層32が設けられており、非磁性材料層32には、前記溝部Gの上で凹部32aが形成されている。
非磁性材料層32の上には、パーマロイなどの強磁性材料によって、補助磁極層33が形成されている。補助磁極層33の前端面33aは、記録媒体との対向面H1aに露出している。
また、図1に示されるように、対向面H1aよりも奥側で、補助磁極層33の接続部33bと主磁極層29及びヨーク層28とが接続されている。これにより、補助磁極層33、主磁極層29及びヨーク層28、主磁極層29を結ぶ磁路が形成されている。
非磁性材料層32は接続部33bの周囲にも形成されている。この非磁性材料層32の上にコイル絶縁下地層36を介してCuなどの導電性材料によりコイル層34が形成されている。このコイル層34はフレームメッキ法などで形成されたものであり、接続部33bの周囲に所定の巻き数となるようにスパイラル(螺旋)状にパターン形成されている。なお、コイル層34が主磁極層29の周囲を巻回するトロイダル形状であってもよい。
コイル層34の上にはコイル絶縁層35が形成されており、補助磁極層33は絶縁層35上を経て接続部33bに達する。
コイル層34の巻き中心側の接続端34aは図示しないリード層に接続されている。リード層からコイル層34に記録電流の供給が可能となっている。
そして、補助磁極層33およびリード層が、無機非磁性絶縁材料などで形成された保護層(図示せず)に覆われている。
図1及び図2に示す磁気ヘッドH1では、リード層を介してコイル層34に記録電流が与えられると、コイル層34を流れる電流の電流磁界によって補助磁極層33とヨーク層28に記録磁界が誘導される。図1に示すように、対向面H1aでは、主磁極層29の前端面29bと補助磁極層33の前端面33aからの漏れ記録磁界が、記録媒体Mのハード膜Maを貫通しソフト膜Mbを通過する。
図2に示すように、主磁極層29の前端面29bの厚みHtは、補助磁極層33の前端面33aの厚みHrよりも小さく、主磁極層29の前端面29bのトラック幅方向(図示X方向)の幅寸法Wtは、補助磁極層33の前端面34aの同方向での幅寸法Wrよりも十分に短くなっている。その結果、対向面H1aでは、主磁極層29の前端面29bの面積が、補助磁極層33の前端面33aでの面積よりも十分に小さい。
従って、主磁極層29の前端面29bに洩れ記録磁界の磁束Cが集中し、この集中している磁束Cにより前記ハード膜Maが垂直方向へ磁化されて、磁気データが記録される。
本実施の形態の特徴部分についてのべる。
図2に示されるように、非磁性材料層32には、溝部Gの上で凹部32aが形成されている。また、補助磁極層33の対向面H1a側には主磁極層29の方向に延びる凸部33bが一体に形成されており、凸部33bが凹部32aの内部に位置している。
図1及び図2にしめされる記録ヘッドは、補助磁極層33に主磁極層29の方向に延びる凸部33bが形成されているので、主磁極層29から補助磁極層33に流れる磁束の拡がりを抑えることができる。
従って、垂直磁気記録ヘッドから発生する磁界を効果的に収束させること、及び記録媒体上の記録トラックの縁を明確に規定することがでぎ、実質的な記録トラック幅を一定の範囲に容易におさめることを可能にし、狭トラック化による高記録密度化を図ることができる。
なお、本実施の形態では、主磁極層29と第1の非磁性層31の間に、第2の非磁性層30が介在し、第2の非磁性層30の上面30aが第1の非磁性層31の上面31aより下方(図示Z1方向)に位置している。
また、本実施の形態では、第1の非磁性層31は、例えば、アルミナ(Al23)で形成され、第2の非磁性層30はTi、W、Cr、Ta、Mo、Au、Pd、Pt、NiCr、NiCu、Al−Si−O、SiO2などのSiの酸化物、Tiの酸化物、Wの酸化物、Crの酸化物、Taの酸化物のいずれか1種または2種以上で形成される。
または、第1の非磁性層31は、例えば、SiO2、Al−Si−Oの両方またはいずれかの絶縁性材料で形成され、第2の非磁性層30はTi、Cr、Ta、W、WO3、Mo、Au、Pd、Pt、NiCr、NiCu、CrOX、のいずれか1種または2種以上で形成される。
第1の非磁性層31と第2の非磁性層30の材料をこのように選択すると、第1の非磁性層31と第2の非磁性層30を、同一条件下でエッチングしたときの、第2の非磁性層30のエッチング速度が第1の非磁性層31のエッチング速度より大きくなり、後述する第2の非磁性層30が形成されない磁気ヘッドよりも主磁極層29の上面を適切に平坦化できる。
なお、凸部33bの下面33b1のトラック幅方向寸法W1は主磁極層29の前端面29bのトラック幅方向寸法Wtより小さいほうが、磁束Cを収束できるので好ましい。ただし、本発明では凸部33bの下面33b1のトラック幅方向寸法W1が主磁極層29の前端面29bのトラック幅方向寸法Wtより大きくても、同じであってもよい。
本発明の第1の実施の形態として、図1及び図2に記載した垂直磁気記録ヘッドの製造方法を説明する。
図3ないし図6は製造方法を工程別に示したものであるが、各図において(a)図は対向面H1a側から見た部分正面図、(b)図は縦断面図である。
図3に示す工程では、読み取り部Hr上に、アルミナやSiO2などの絶縁性材料を用いて、分離層27を形成し、分離層27に強磁性材料からなるヨーク層28を埋設する。
まず、アルミナやSiO2を用いて第1分離層27aを、スパッタ法や蒸着法によって成膜し、第1分離層27aの上面をCMP研磨処理などで研磨して平坦化面とする。次に、第1分離層27aの上の、対向面H1aから所定距離L1離れた位置に、ヨーク層28をNiFeなどの強磁性材料を用いてフレームメッキ法を用いてメッキ形成する。その後、第1分離層27a及びヨーク層28を覆うように、アルミナやSiO2を用いて第2分離層27bをスパッタ法や蒸着法によって成膜し、第2分離層27bの上面をCMP研磨処理などで研磨して、ヨーク層28の上面28aを露出させ、この上面28aと第2分離層27bの上面27b1を平坦化して同一面とする。
次に同一面となったヨーク層28の上面28aと第2分離層27bの上面27b1にメッキ下地膜(図示せず)をスパッタにて成膜する。メッキ下地膜は、NiFeなどの磁性材料によって形成する。
次に、メッキ下地膜を電極として使用し、主磁極層29をレジスト層によって形成されたフレームを用いてフレームメッキ形成する。主磁極層29は、ヨーク層28より飽和磁束密度の大きい強磁性材料を用いて形成する。具体的には、主磁極層29をNi−Fe、Fe−Co−Rh、Fe−Co、Fe−Co−Niなどで形成することができる。その後レジスト層を除去する。なお、図3に示される主磁極層29をメッキ形成する工程では、主磁極層29の膜厚を、完成時の膜厚より大きくしておく必要がある。レジスト層を除去したあと、主磁極層29の周囲に露出しているメッキ下地膜をイオンミリングなどによって除去する。また、イオンミリングによって主磁極層29をトラック幅方向にけずり、主磁極層29のトラック幅方向寸法を小さくしてもよい。
さらに、主磁極層29の両側部、後方部、及び上部に第2絶縁層30を設け、第2絶縁層30の上に第1絶縁層31を積層する。
第1の非磁性層31は、例えば、アルミナ(Al23)で形成され、第2の非磁性層30はTi、W、Cr、Ta、Mo、Au、Pd、Pt、NiCr、NiCu、Al−Si−O、SiO2などのSiの酸化物、Tiの酸化物、Wの酸化物、Crの酸化物、Taの酸化物のいずれか1種または2種以上で形成される。
または、第1の非磁性層31は、例えば、SiO2、Al−Si−Oの両方またはいずれかの絶縁性材料で形成され、第2の非磁性層30はTi、Cr、Ta、W、WO3、Mo、Au、Pd、Pt、NiCr、NiCu、CrOX、のいずれか1種または2種以上で形成される。
第1の非磁性層31と第2の非磁性層30の材料をこのように選択すると、第1の非磁性層31と第2の非磁性層30を、同一条件下でエッチングしたときの、第2の非磁性層30のエッチング速度が第1の非磁性層31のエッチング速度より大きくなる。
また、第1の非磁性層31、第2の非磁性層30、及び主磁極層29を、同一条件下でエッチングしたときの、第2の非磁性層30及び主磁極層29のエッチング速度が第1の非磁性層31のエッチング速度より大きくなる。
なお、第1の非磁性層31、第2の非磁性層30、及び主磁極層29のエッチング速度を比較するためのエッチングの条件は例えば以下に示すものである。
エッチングガス:中性アルゴン(Ar)
イオンミリングのビーム電圧:400V
イオンミリングのビーム電流:300mA
イオンミリングのビーム傾斜角度θ:基板表面の法線方向に対して45度
次に、図4に示す工程では、第1の非磁性層31の上面をCMP研磨加工を施して削り、主磁極層29の上面、第2の非磁性層30の上面を露出させて第1の非磁性層31の上面と同一面にする。
次に、図5に示す工程では、第1の非磁性層31の上面、第2の非磁性層30の上面及び主磁極層29の上面をドライエッチング法(イオンミリング)によって削っていく。
このとき、第1の非磁性層31の内側面31b,31bと、主磁極層29の上面29aからなる溝部Gを形成することができる。
磁性材料からなる主磁極層29と絶縁性材料からなる第1の非磁性層31は、異なるエッチング速度を有しており、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層29のほうがはやく、第1の非磁性層31のほうがおそい。
このため、主磁極層29の上面29aと第1の非磁性層31の上面をドライエッチング法によって削ったときに、第1の非磁性層31の内側面31b,31bと、主磁極層29の上面29aからなる溝部Gを形成することができるのである。
次に、図6に示す工程では、第1の非磁性層31と主磁極層29の上に非磁性材料層32を積層し、溝部Gの上の部分の非磁性材料層32に凹部32aを形成する。
図6に示される工程の後、コイル絶縁下地層36、コイル層34、コイル絶縁層35、補助磁極層33を形成する。補助磁極層33を形成する前には、補助磁極層33の接続部33bを形成するために、コイル絶縁層35、非磁性材料層32に貫通孔を設けて、主磁極層29の後方部の上面を露出させておく。
対向面H1a側では、非磁性材料層32の上に補助磁極層33が形成され、非磁性材料層32の凹部32aの内部に補助磁極層33の凸部33bが形成される。凸部33bは補助磁極層33と一体にメッキ形成され、主磁極層29の方向(図示Z1方向)に延びている。
本実施の形態では、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層29と第1の非磁性層31とで異なることを利用して形成した溝部Gの上に非磁性材料層32を介して、補助磁極層33を形成するので、凹部32aの内部に補助磁極層33と一体に形成され、主磁極層29の方向に延びる凸部33bを容易に形成することができる。
また、本実施の形態では、主磁極層29の上面、両側面に第2の非磁性層30を形成したのち、第2の非磁性層30の両側部及び上部に第1の非磁性層31を設け、図5に示されるドライエッチング工程において、第2の非磁性層30の上面30aが第1の非磁性層31の上面31aより、下方(図示Z1方向)に位置するように、主磁極層29の上面29aと第2の非磁性層30の上面30a及び第1の非磁性層31の上面31aをドライエッチング法によって削っている。
本実施の形態では、第1の非磁性層31と第2の非磁性層30の材料を上記のごとく選択しているので、第1の非磁性層31と第2の非磁性層30を、同一条件下でエッチングしたときの、第2の非磁性層30のエッチング速度が第1の非磁性層31のエッチング速度より大きくなる。
従って、主磁極層29、第2の非磁性層30及び第1絶縁層の上面をドライエッチング法によって削ったときに、第2の非磁性層30が第1の非磁性層31よりはやく削れていくために、第2の非磁性層30が溝部Gの形成を促進する。この結果、主磁極層29の上面29aを深く掘りこむこと及び主磁極層29の上面29aを平坦化することが容易になり、第1の非磁性層31の内側面31b,31bと、主磁極層29の上面29aからなる溝部Gの確実な形成が容易になる。第2の非磁性層30を形成する本実施の形態は、後で示す第2の非磁性層30を形成しない製造方法に比べて、主磁極層29のトラック幅方向寸法(図示X方向寸法)が小さくなった場合でも、溝部G及び非磁性材料層32の凹部32aを確実に形成することができる。
図5(a)及び図5(b)に示す工程では、主磁極層29の前方部29Fの上面29aと第2の非磁性層30の前方部の上面30a及び第1の非磁性層31の前方部の上面31aをイオンミリングによって削った。
ここで、第1の非磁性層31を、例えば、アルミナ(Al23)で形成し、第2の非磁性層30をTi、W、Cr、Ta、Mo、Au、SiO2などのSiの酸化物、Tiの酸化物、WO3などのWの酸化物、CrOXなどのCrの酸化物、Taの酸化物のいずれか1種または2種以上で形成すると第2の非磁性層30を選択的に反応性イオンエッチングによって削ることが可能になる。
または、第1の非磁性層31を、例えば、SiO2で形成し、第2の非磁性層30をW、WO3、Cr、CrOX、Moのいずれか1種または2種以上で形成しても第2の非磁性層30を反応性イオンエッチングによって選択的に削ることが可能になる。
第2の非磁性層30を反応性イオンエッチングによって選択的に削ると、図5(c)及び図5(d)に示すように、第2の非磁性層30の前方部の上面30aのみが削られる。その後、イオンミリングによって主磁極層29の前方部29Fの上面29aを削って、図5(a)及び図5(b)に示す状態にすることができる。 図7ないし図11は本発明の第2の実施の形態の垂直磁気記録ヘッドの製造方法を工程別に示したものであるが、各図において(a)図は対向面H1a側から見た部分正面図、(b)図は縦断面図である。なお、図7ないし図11に示した製造方法と図3ないし図6に示した製造方法の違いは第2の非磁性層の形成の有無であり、同じ符号を付した部材の構造及び材料は特に説明のない限り、図3ないし図6に示したものと同じである。
図9に示す工程では、読み取り部Hr上に、アルミナやSiO2などの絶縁性材料を用いて、分離層27を形成し、分離層27に強磁性材料からなるヨーク層28を埋設する。
次に、主磁極層29をレジスト層によって形成されたフレームを用いてフレームメッキ形成する。
さらに、主磁極層29の両側部、後方部、及び上部に第1絶縁層31を積層する。
本実施の形態では、第1の非磁性層31は、例えば、アルミナ(Al23)、SiO2、Al−Si−O、のいずれか1種または2種以上で形成される。
次に、図8に示す工程では、第1の非磁性層31の上面をCMP研磨加工を施して削り、主磁極層29の上面を露出させて第1の非磁性層31の上面と同一面にする。
次に、第1の非磁性層31の上面及び主磁極層29の上面をドライエッチング法(イオンミリング)によって削っていく。
このとき、第1の非磁性層31の内側面31b,31bと、主磁極層29の上面29aからなる溝部Gを形成することができる。
磁性材料からなる主磁極層29と絶縁性材料からなる第1の非磁性層31は、異なるエッチング速度を有しており、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層29のほうがはやく、第1の非磁性層31のほうがおそい。
このため、主磁極層29の上面29aと第1の非磁性層31の上面をドライエッチング法によって削ったときに、第1の非磁性層31の内側面31b,31bと、主磁極層29の上面29aからなる溝部Gを形成することができるのである。
次に、図10に示す工程では、第1の非磁性層31と主磁極層29の上に非磁性材料層32を積層し、溝部Gの上の部分の非磁性材料層32に凹部32aを形成する。
図10に示される工程の後、コイル絶縁下地層36、コイル層34、コイル絶縁層35、補助磁極層33を形成すると図11に示される垂直磁気記録ヘッドが得られる。
なお、補助磁極層33を形成する前には、補助磁極層33の接続部33bを形成するために、コイル絶縁層35、非磁性材料層32に貫通孔を設けて、主磁極層29の後方部の上面を露出させておく。
対向面H1a側では、非磁性材料層32の上に補助磁極層33が形成される。非磁性材料層32の凹部32aの内部に補助磁極層33の凸部33bが形成される。凸部33bは補助磁極層33と一体にメッキ形成され、主磁極層29の方向(図示Z1方向)に延びている。
本実施の形態では、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層29と第1の非磁性層31とで異なることを利用して形成した溝部Gの上に非磁性材料層32を介して、補助磁極層33を形成するので、凹部32aの内部に補助磁極層33と一体に形成され、主磁極層29の方向に延びる凸部33bを容易に形成することができる。
図11に示される垂直磁気記録ヘッドの図1に示す垂直磁気記録ヘッドとの違いは、第2の非磁性層30が形成されていない点であり、同じ符号を付した部材の構造及び材料は特に説明のない限り、図1および図2に示したものと同じである。
図11(a)に示されるように、主磁極層29の両側部には、第1の非磁性層31が形成されている。、第1の非磁性層31は、例えば、アルミナ(Al23)、SiO2、Al−Si−O、のいずれか1種または2種以上で形成される。
また、主磁極層29の両側部に設けられた第1の非磁性層31,31の内側面31b,31bと、主磁極層29の上面29aによって溝部Gが形成されているが、第2の非磁性層30,30が形成されない本実施の形態では、第1の非磁性層31,31の内側面31b,31bが膜面方向に対する傾斜面になりやすい。ただし、第1の非磁性層31,31の内側面31b,31bが膜面方向に対する垂直面であってもよい。
図11に示す磁気ヘッドH1も、コイル層34に記録電流が与えられると、コイル層34を流れる電流の電流磁界によって補助磁極層33とヨーク層28に記録磁界が誘導される。主磁極層29の前端面29bの面積は、補助磁極層33の前端面33aでの面積よりも十分に小さいため、主磁極層29の前端面29bに洩れ記録磁界の磁束Cが集中し、この集中している磁束Cにより記録媒体のハード膜を垂直方向に磁化する。
図11に示されるように、非磁性材料層32には、溝部Gの上で凹部32aが形成されている。また、補助磁極層33には主磁極層29の方向に延びる凸部33bが一体に形成されており、凸部33bが凹部32bの内部に位置している。
このため、主磁極層29から補助磁極層33に流れる磁束の拡がりを抑えることができる。
従って、図11に示される垂直磁気記録ヘッドも、垂直磁気記録ヘッドから発生する磁界を効果的に収束させること、及び記録媒体上の記録トラックの縁を明確に規定することがでぎ、実質的な記録トラック幅を一定の範囲に容易におさめることを可能にし、狭トラック化による高記録密度化を図ることができる。
なお、凸部33bの下面33b1のトラック幅方向寸法W1は主磁極層29の前端面29bのトラック幅方向寸法Wtより小さいほうが、磁束Cを収束できるので好ましい。ただし、本発明では凸部33bの下面33b1のトラック幅方向寸法W1が主磁極層29の前端面29bのトラック幅方向寸法Wtより大きくても、同じであってもよい。
なお、記録媒体との対向面H1a上に、膜厚15Å〜70ÅのDLC(ダイヤモンドライクカーボン)製の保護膜が形成されていてもよい。
本発明の製造方法によって形成された垂直磁気記録ヘッドが記録媒体に対向している状態を示す断面図、 図1に示す磁気ヘッドを記録媒体との対向面側から見た正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の第2の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の第2の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の第2の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の第2の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の第2の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の第2の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の第2の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の第2の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の第2の磁気ヘッドの製造方法によって形成された垂直磁気記録ヘッドの正面図、 図11(a)に示す磁気ヘッドの断面図、 従来の垂直磁気記録ヘッドが記録媒体に対向している状態を示す断面図、 図1に示す磁気ヘッドを記録媒体との対向面側から見た正面図、
符号の説明
27 分離層
28 ヨーク層
29 主磁極層
30 第2の非磁性層
31 第1の非磁性層
32 絶縁性材料層
32a 凹部
33 補助磁極層
33b 凸部
34 コイル層
35 コイル絶縁層
G 溝部
37 持ち上げ層
38 コイル絶縁層

Claims (6)

  1. 以下の工程を有することを特徴とする垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
    (a)磁性材料で主磁極層を形成する工程、
    (b)前記主磁極層の両側部及び上部に第1の非磁性層を設ける工程、
    (c)前記第1の非磁性層の上面を研磨して平坦面とする工程、
    (d)前記主磁極層の上面と前記第1の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削り、前記第1の非磁性層の内側面と、前記主磁極層の上面からなる溝部を形成する工程、
    (e)前記第1の非磁性層と前記主磁極層の上に非磁性材料層を積層し、前記溝部の上の部分の前記非磁性材料層に凹部を形成する工程と、
    (f)前記非磁性材料層の上に補助磁極層を形成し、前記凹部の内部に、前記補助磁極層と一体に形成され前記主磁極層の方向に延びる凸部を形成する工程。
  2. 前記(a)工程と前記(b)工程の間に、
    (g)前記主磁極層の上面、両側面に第2の非磁性層を形成する工程、
    を有し、
    前記(b)工程において、前記第2の非磁性層の両側部及び上部に第1の非磁性層を設け、
    前記(d)工程において、前記第2の非磁性層の上面が前記第1の非磁性層の上面より、下方に位置するように、前記主磁極層の上面と前記第2の非磁性層の上面及び前記第1の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削る請求項1記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
  3. 前記第1の非磁性層と前記第2の非磁性層を、同一条件下でエッチングしたときの、前記第2の非磁性層のエッチング速度が前記第1の非磁性層のエッチング速度より大きい請求項2記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
  4. 前記第1の非磁性層、前記第2の非磁性層、及び前記主磁極層を、同一条件下でエッチングしたときの、前記第2の非磁性層及び前記主磁極層のエッチング速度が前記第1の非磁性層のエッチング速度より大きい請求項2または3に記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
  5. 前記第1の非磁性層はアルミナ(Al23)で形成され、前記第2の非磁性層はTi、W、Cr、Ta、Mo、Au、Pd、Pt、NiCr、NiCu、Al−Si−O、Siの酸化物、Tiの酸化物、Wの酸化物、Crの酸化物、Taの酸化物のいずれか1種または2種以上で形成される請求項2ないし4のいずれかに記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
  6. 前記第1の非磁性層はSiO2またはAl−Si−Oの両方あるいはいずれか一方で形成され、前記第2の非磁性層はW、WO3、Cr、CrOX、Moのいずれか1種または2種以上で形成される請求項2ないし4のいずれかに記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
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