JP2005085453A - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トラック幅を規定する磁極部分を微細に且つ精度よく形成すると共に、スロートハイトを正確に制御する。
【解決手段】薄膜磁気ヘッドの製造方法では、下部磁極層１０を形成し、下部磁極層１０の上に薄膜コイルを形成し、下部磁極層１０の磁極部分の上に記録ギャップ層２６を形成する。次に、マスクを用いて記録ギャップ層２６および下部磁極層１０の一部を選択的にエッチングすることによって、記録ギャップ層２６にスロートハイトを規定する端部２６ａを形成する。次に、マスクを残したまま、記録ギャップ層２６および下部磁極層１０においてエッチングされた部分を埋めるように非磁性層３１を形成する。次に、マスクを除去した後に、記録ギャップ層２６および非磁性層３１の上面を研磨により平坦化し、その上に、上部磁極層３０を形成する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、少なくとも誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。

近年、ハードディスク装置の面記録密度が著しく向上している。特に最近では、ハードディスク装置の面記録密度は、８０〜１００ギガバイト／プラッタに達し、更にそれを超える勢いである。これに伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。

薄膜磁気ヘッドとしては、書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドと読み出し用の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magnetoresistive）素子とも記す。）を有する再生ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。

記録ヘッドは、一般的に、記録媒体に対向する媒体対向面（エアベアリング面）と、媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された下部磁極層および上部磁極層と、下部磁極層の磁極部分と上部磁極層の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層と、少なくとも一部が下部磁極層および上部磁極層の間に、これらに対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備えている。

ところで、記録ヘッドの性能のうち、記録密度を高めるには、記録媒体におけるトラック密度を上げる必要がある。そのためには、トラック幅、すなわち記録ギャップ層を挟んで対向する２つの磁極部分の媒体対向面での幅を、数ミクロンからサブミクロン寸法まで小さくした狭トラック構造の記録ヘッドを実現する必要がある。このような記録ヘッドを実現するために半導体加工技術が利用されている。また、記録ヘッドでは、媒体対向面において磁極部分より発生される磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止するために、トリム構造が採用される場合が多い。トリム構造とは、上部磁極層の磁極部分をマスクとして記録ギャップ層および下部磁極層の一部をエッチングすることによって、上部磁極層の磁極部分、記録ギャップ層および下部磁極層の一部の媒体対向面における幅が揃えられた構造を言う。

ところで、薄膜磁気ヘッドの記録特性に影響を与えるパラメータの一つに、スロートハイトがある。スロートハイトとは、２つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分、すなわち磁極部分の、媒体対向面側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）をいう。このスロートハイトは、媒体対向面において記録ギャップ層の近傍で発生される磁界の強度や分布に影響を与える。従って、薄膜磁気ヘッドの記録特性を正確に制御するためには、スロートハイトを正確に制御する必要がある。

スロートハイトは、下部磁極層または上部磁極層に段差部を形成することによって決定することができる。下部磁極層に段差部を形成してスロートハイトを決定する場合には、トラック幅を規定する上部磁極層を平坦な面の上に形成することが可能となり、その結果、上部磁極層の磁極部分を微細に且つ精度よく形成することが可能になる。下部磁極層に段差部を形成することによってスロートハイトを決定する方法は、例えば特許文献１ないし３に記載されている。

米国特許第６，２５９，５８３Ｂ１号明細書 米国特許第６，４００，５２５Ｂ１号明細書 米国特許第５，７９３，５７８号明細書

ここで、図２１および図２２を参照して、下部磁極層に、スロートハイトを決定する段差部を形成する一般的な方法について説明する。この方法では、まず、図２１に示したように、下部磁極層１０１の上にエッチングマスク１０２を形成し、このエッチングマスク１０２を用いて下部磁極層１０１を選択的にエッチングして、下部磁極層１０１に溝部１０３を形成する。この方法では、下部磁極層１０１に形成される溝部１０３を構成する側壁１０４を、下部磁極層１０１の上面に垂直になるように形成することが難しい。特に、側壁１０４のうち、下部磁極層１０１の上面に近い部分１０４ａの面は、下部磁極層１０１の上面に垂直な方向に対する傾きが大きくなる。

エッチング後の下部磁極層１０１の上には記録ギャップ層が形成される。一般的に、記録ギャップ層を形成する前には、図２２に示したように、エッチングマスク１０２を除去した後、下部磁極層１０１を覆うように絶縁層１０６を形成し、下部磁極層１０１が露出するまで絶縁層１０６を研磨して、下部磁極層１０１および絶縁層１０６の上面を平坦化する。そして、この平坦化された面の上に記録ギャップ層が形成される。なお、図２２において、符号１０７は、研磨を停止する位置を表している。

このような従来の方法では、前述のように、溝部１０３の側壁１０４のうち、下部磁極層１０１の上面に近い部分１０４ａの面は、下部磁極層１０１の上面に垂直な方向に対する傾きが大きくなる。そのため、この方法では、研磨を停止する位置によってスロートハイトが大きく変動するという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、トラック幅を規定する磁極部分を微細に且つ精度よく形成できると共に、スロートハイトを正確に制御できるようにした薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。

本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法によって製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面と、媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された第１および第２の磁極層と、第１の磁極層の磁極部分と第２の磁極層の磁極部分との間に設けられたギャップ層と、少なくとも一部が第１および第２の磁極層の間に、第１および第２の磁極層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備えている。第２の磁極層は、トラック幅を規定するトラック幅規定部を含んでいる。

本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
第１の磁極層を形成する工程と、
第１の磁極層の上に薄膜コイルを形成する工程と、
第１の磁極層の磁極部分の上にギャップ層を形成する工程と、
ギャップ層の上に、ギャップ層にスロートハイトを規定する端部を形成するためのマスクを形成する工程と、
マスクを用いてギャップ層および第１の磁極層の一部を選択的にエッチングすることによって、ギャップ層にスロートハイトを規定する端部を形成する工程と、
マスクを残したまま、ギャップ層および第１の磁極層においてエッチングされた部分を埋めるように非磁性層を形成する工程と、
非磁性層の形成後に、マスクを除去する工程と、
マスクを除去した後に、ギャップ層の上に、第２の磁極層を形成する工程とを備えている。

本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、マスクを用いてギャップ層および第１の磁極層の一部を選択的にエッチングすることによって、ギャップ層にスロートハイトを規定する端部を形成した後、マスクを残したまま、ギャップ層および第１の磁極層においてエッチングされた部分を埋めるように非磁性層を形成する。そして、マスクを除去した後に、ギャップ層の上に第２の磁極層を形成する。これにより、トラック幅を規定する磁極部分を微細に且つ精度よく形成することが可能になると共に、スロートハイトを正確に制御することが可能になる。

本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、スロートハイトは、スロートハイトを規定する端部と第１の磁極層とが接する位置によって規定されてもよい。この場合、薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、マスクを除去する工程と第２の磁極層を形成する工程との間において、ギャップ層および非磁性層の上面を研磨により平坦化する工程を備えていてもよい。この平坦化する工程における研磨量は１０〜５０ｎｍの範囲内であってもよい。また、第２の磁極層のトラック幅規定部は平坦であってもよい。

また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、非磁性層を形成する工程において、非磁性層のうち、少なくともスロートハイトを規定する端部の近傍における一部は、ギャップ層の上面よりも上方に突出するように配置され、スロートハイトは、スロートハイトを規定する端部と第２の磁極層とが接する位置によって規定されてもよい。この場合、第２の磁極層は、ギャップ層の上に配置される第１の磁性層と、第１の磁性層の上に配置される第２の磁性層とを含んでいてもよい。また、第２の磁極層を形成する工程は、ギャップ層の上に第１の磁性層を形成する工程と、第１の磁性層の上面を研磨により平坦化する工程と、平坦化された第１の磁性層の上面の上に、第２の磁性層を形成する工程とを含んでいてもよい。平坦化する工程における研磨量は１０〜５０ｎｍの範囲内であってもよい。

また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、第１の磁極層の一部、ギャップ層、トラック幅規定部の媒体対向面における幅をトラック幅に揃えるために、第２の磁極層のトラック幅規定部の幅に合うように、ギャップ層および第１の磁極層の一部をエッチングする工程を備えていてもよい。

また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、第２の磁極層を形成する工程は、ギャップ層の上に磁性層を形成する工程と、エッチング後の磁性層が第２の磁極層となるように、磁性層を反応性イオンエッチングによってエッチングする工程とを有し、ギャップ層は非磁性の無機材料よりなるものであってもよい。この場合、非磁性の無機材料は、アルミナ、シリコンカーバイド、窒化アルミニウムのいずれかであってもよい。

本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、マスクを用いてギャップ層および第１の磁極層の一部を選択的にエッチングすることによって、ギャップ層にスロートハイトを規定する端部を形成した後、マスクを残したまま、ギャップ層および第１の磁極層においてエッチングされた部分を埋めるように非磁性層を形成する。そして、マスクを除去した後に、ギャップ層の上に第２の磁極層を形成する。これにより、トラック幅規定部を含む第２の磁極層を平坦またはほぼ平坦な面の上に形成することができる。また、本発明では、スロートハイトは、ギャップ層に形成された、スロートハイトを規定する端部の位置によって規定され、第１の磁極層の研磨に伴うスロートハイトの変動は生じない。以上のことから、本発明によれば、トラック幅を規定する磁極部分を微細に且つ精度よく形成することができると共に、スロートハイトを正確に制御することができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１ないし図１６を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。なお、図１ないし図１４において、（ａ）はエアベアリング面および基板の上面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。図１５は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおける薄膜コイルの形状および配置を示す平面図である。図１６は、オーバーコート層を除いた状態における本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を示す斜視図である。

本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、図１に示した工程を行なう。この工程では、まず、例えばアルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイド（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ）よりなる基板１の上に、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）よりなる絶縁層２を、約１〜３μｍの厚みで堆積する。次に、絶縁層２の上に、磁性材料、例えばパーマロイよりなる再生ヘッド用の下部シールド層３を、約２〜３μｍの厚みに形成する。下部シールド層３は、例えば、フォトレジスト膜をマスクにして、めっき法によって、絶縁層２の上に選択的に形成する。次に、図示しないが、全体に、例えばアルミナよりなる絶縁層を、例えば３〜４μｍの厚みに形成し、例えば化学機械研磨（以下、ＣＭＰと記す。）によって、下部シールド層３が露出するまで研磨して、表面を平坦化処理する。

次に、下部シールド層３の上に、絶縁膜としての下部シールドギャップ膜４を、例えば約２０〜４０ｎｍの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上に、磁気的信号検出用のＭＲ素子５を、数十ｎｍの厚みに形成する。ＭＲ素子５は、例えば、スパッタによって形成したＭＲ膜を選択的にエッチングすることによって形成する。また、ＭＲ素子５は、後述するエアベアリング面が形成される位置の近傍に配置される。なお、ＭＲ素子５には、ＡＭＲ素子、ＧＭＲ素子、あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。次に、図示しないが、下部シールドギャップ膜４の上に、ＭＲ素子５に電気的に接続される一対の電極層を、数十ｎｍの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４およびＭＲ素子５の上に、絶縁膜としての上部シールドギャップ膜７を、例えば約２０〜４０ｎｍの厚みに形成し、ＭＲ素子５をシールドギャップ膜４，７内に埋設する。シールドギャップ膜４，７に使用する絶縁材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等がある。また、シールドギャップ膜４，７は、スパッタ法によって形成してもよいし、化学的気相成長（以下、ＣＶＤと記す。）法によって形成してもよい。

次に、上部シールドギャップ膜７の上に、磁性材料よりなる、再生ヘッド用の上部シールド層８を、約１．０〜１．５μｍの厚みで、選択的に形成する。次に、図示しないが、全体に、例えばアルミナよりなる絶縁層を、例えば２〜３μｍの厚みに形成し、例えばＣＭＰによって、上部シールド層８が露出するまで研磨して、表面を平坦化処理する。

次に、ここまでの工程で得られた積層体の上面全体の上に、例えばアルミナよりなる絶縁層９を、約０．３μｍの厚みで形成する。次に、絶縁層９の上面全体の上に、磁性材料によって、下部磁極層１０の第１の層１０ａを、約０．５〜１．０μｍの厚みで形成する。この第１の層１０ａは全体的に平坦な上面を有している。下部磁極層１０は、第１の層１０ａと、後述する第２の層１０ｂ、第３の層１０ｄ、第４の層１０ｆおよび連結層１０ｃ，１０ｅ，１０ｇとを含む。

第１の層１０ａは、例えば、材料としてＮｉＦｅ（Ｎｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％）や、高飽和磁束密度材料であるＮｉＦｅ（Ｎｉ：４５重量％，Ｆｅ：５５重量％）、ＣｏＮｉＦｅ（Ｃｏ：１０重量％，Ｎｉ：２０重量％，Ｆｅ：７０重量％）またはＦｅＣｏ（Ｆｅ：６７重量％，Ｃｏ：３３重量％）を用いて、めっき法によって形成してもよい。あるいは、第１の層１０ａは、材料として高飽和磁束密度材料であるＣｏＦｅＮ、ＦｅＡｌＮ、ＦｅＮ、ＦｅＣｏ、ＦｅＺｒＮ等を用いてスパッタ法によって形成してもよい。ここでは、一例として、第１の層１０ａは、スパッタ法によって、０．５〜１．０μｍの厚みに形成するものとする。

次に、第１の層１０ａの上に、例えばアルミナよりなる絶縁膜１１を、例えば０．２μｍの厚みで形成する。次に、絶縁膜１１を選択的にエッチングして、第２の層１０ｂと連結層１０ｃを形成すべき位置において、絶縁膜１１に開口部を形成する。

次に、図示しないが、第１の層１０ａおよび絶縁膜１１を覆うように、例えばスパッタ法によって、導電性材料よりなる電極膜を、５０〜８０ｎｍの厚みで形成する。この電極膜は、めっきの際の電極およびシード層として機能する。次に、図示しないが、フォトリソグラフィによって、電極膜の上に、めっき法によって第１のコイル１３を形成するためのフレームを形成する。

次に、電極膜を用いて電気めっきを行って、金属、例えばＣｕ（銅）よりなる第１のコイル１３を、約３．０〜３．５μｍの厚みで形成する。第１のコイル１３は、絶縁膜１１が配置された領域内に配置される。次に、フレームを除去した後、例えばイオンビームエッチングによって、電極膜のうち、第１のコイル１３の下に存在する部分以外の部分を除去する。

次に、図示しないが、フォトリソグラフィによって、第１の層１０ａおよび絶縁膜１１の上に、フレームめっき法によって下部磁極層１０の第２の層１０ｂおよび連結層１０ｃを形成するためのフレームを形成する。

図２は次の工程を示す。この工程では、電気めっきを行って、第１の層１０ａの上に、それぞれ磁性材料よりなる第２の層１０ｂおよび連結層１０ｃを、それぞれ例えば３．５〜４．０μｍの厚みで形成する。第２の層１０ｂおよび連結層１０ｃの材料としては、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅまたはＦｅＣｏが用いられる。ここでは、一例として、第２の層１０ｂおよび連結層１０ｃの材料として、飽和磁束密度が１．９〜２．３Ｔ（テスラ）のＣｏＮｉＦｅを用いるものとする。本実施の形態では、第２の層１０ｂおよび連結層１０ｃをめっき法によって形成する際に、特別な電極膜を設けずに、パターニングされていない第１の層１０ａをめっき用の電極およびシード層として用いる。

次に、図示しないが、第１のコイル１３、第２の層１０ｂおよび連結層１０ｃを覆うようにフォトレジスト層を形成する。次に、このフォトレジスト層をマスクとして、例えば反応性イオンエッチングまたはイオンビームエッチングによって、第１の層１０ａを選択的にエッチングして、第１の層１０ａをパターニングする。次に、フォトレジスト層を除去する。

図３は次の工程を示す。この工程では、後述する第２のコイル１９を配置すべき位置に、例えばフォトレジストよりなる絶縁層１５を形成する。この絶縁層１５は、少なくとも、第２の層１０ｂと第１のコイル１３との間、第１のコイル１３の巻線間、および連結層１０ｃと第１のコイル１３との間に充填されるように形成される。次に、絶縁層１５を覆うように、例えばアルミナよりなる絶縁層１６を、４〜６μｍの厚みで形成する。

図４は次の工程を示す。この工程では、例えばＣＭＰによって、第２の層１０ｂ、連結層１０ｃおよび絶縁層１５が露出し、且つ第２の層１０ｂ、連結層１０ｃ、絶縁層１５および絶縁層１６（図４では図示せず）の上面が平坦化されるように、絶縁層１５および絶縁層１６を研磨する。

図５は次の工程を示す。この工程では、絶縁層１５を除去した後、例えばＣＶＤ法によって、積層体の上面全体を覆うように、例えばアルミナよりなる絶縁膜１７を形成する。これにより、第２の層１０ｂと第１のコイル１３との間、第１のコイル１３の巻線間、および連結層１０ｃと第１のコイル１３との間に、それぞれ絶縁膜１７によって覆われた溝部が形成される。絶縁膜１７の厚みは、例えば０．０８〜０．１５μｍである。この絶縁膜１７は、例えば、減圧下で１８０から２２０℃の温度の下で、薄膜形成に用いられる材料としてのＨ₂Ｏ、Ｎ₂、Ｎ₂ＯまたはＨ₂Ｏ₂と、薄膜形成に用いられる材料としてのＡｌ（ＣＨ₃）₃またはＡｌＣｌ₃が交互に断続的に噴射されることにより、ＣＶＤ法によって形成される膜であってもよい。この形成方法によれば、複数の薄いアルミナ膜が積層されて、緻密でステップカバレージのよい、所望の厚みの絶縁膜１７が形成される。

次に、積層体の上面全体を覆うように、スパッタ法によって、例えばＣｕよりなる第１の導電膜を、例えば５０ｎｍの厚みで形成する。次に、この第１の導電膜の上に、ＣＶＤ法によって、例えばＣｕよりなる第２の導電膜を、例えば５０ｎｍの厚みで形成する。第２の導電膜は、第２の層１０ｂと第１のコイル１３との間、第１のコイル１３の巻線間、および連結層１０ｃと第１のコイル１３との間の各溝部全体を埋めることを目的とせず、ＣＶＤ法のステップカバレージの良さを生かして溝部を覆うことを目的として形成される。第１および第２の導電膜を合わせて電極膜と呼ぶ。この電極膜は、めっきの際の電極およびシード層として機能する。次に、電極膜の上に、めっき法によって、金属、例えばＣｕよりなる導電層１９ｐを、例えば３〜４μｍの厚みで形成する。電極膜および導電層１９ｐは、第２のコイル１９を形成するために用いられる。ＣＶＤ法によって形成されたＣｕよりなる第２の導電膜の上に、めっき法によってＣｕよりなる導電層１９ｐを形成することにより、第２の層１０ｂと第１のコイル１３との間、第１のコイル１３の巻線間、および連結層１０ｃと第１のコイル１３との間に確実に第２のコイル１９を形成することが可能になる。

図６は次の工程を示す。この工程では、例えばＣＭＰによって、第２の層１０ｂ、連結層１０ｃおよび第１のコイル１３が露出するまで、導電層１９ｐを研磨する。これにより、第２の層１０ｂと第１のコイル１３との間、第１のコイル１３の巻線間、および連結層１０ｃと第１のコイル１３との間に残った導電層１９ｐおよび電極膜によって、第２のコイル１９が形成される。上記研磨は、第２の層１０ｂ、連結層１０ｃ、第１のコイル１３および第２のコイル１９の厚みが例えば２．０〜３．０μｍになるように行う。第２のコイル１９は、少なくとも一部が第１のコイル１３の巻線間に配置された巻線を有している。また、第２のコイル１９は、第１のコイル１３の巻線と第２のコイル１９の巻線との間に絶縁膜１７のみが介在するように形成される。

図１５は、第１のコイル１３および第２のコイル１９を示している。図６（ａ）は、図１５における６Ａ−６Ａ線で示される断面を表わしている。なお、図１５には、後に形成される接続層２１，４６，４７、上部磁極層３０およびエアベアリング面４２も示している。図１５に示したように、第１のコイル１３における内側端部近傍の部分には接続部１３ａが設けられている。第１のコイル１３における外側端部近傍の部分には接続部１３ｂが設けられている。また、第２のコイル１９における内側端部近傍の部分には接続部１９ａが設けられている。第２のコイル１９における外側端部近傍の部分には接続部１９ｂが設けられている。

なお、第１のコイル１３を形成する工程または第２のコイル１９を形成する工程では、図１５に示したように、下部磁極層１０の第１の層１０ａの外側に配置されるように、２つのリード層４４，４５を形成する。リード層４４，４５は、それぞれ、接続部４４ａ，４５ａを有している。

接続部１３ａと接続部１９ｂは、後に形成される接続層２１によって接続されるようになっている。接続部４４ａと接続部１３ｂは、後に形成される接続層４６によって接続されるようになっている。接続部１９ａと接続部４５ａは、後に形成される接続層４７によって接続されるようになっている。

図７は次の工程を示す。この工程では、積層体の上面全体を覆うように、例えばアルミナよりなる絶縁膜２０を、０．１〜０．３μｍの厚みで形成する。次に、絶縁膜２０のうち、第２の層１０ｂに対応する部分、連結層１０ｃに対応する部分、第１のコイル１３の２つの接続部１３ａ，１３ｂに対応する部分、第２のコイル１９の２つの接続部１９ａ，１９ｂに対応する部分、リード層４４の接続部４４ａに対応する部分、およびリード層４５の接続部４５ａに対応する部分を選択的にエッチングする。エッチング後の絶縁膜２０は、第１のコイル１３の２つの接続部１３ａ，１３ｂおよび第２のコイル１９の２つの接続部１９ａ，１９ｂを除いて、コイル１３，１９の上面を覆う。

次に、例えばフレームめっき法によって、図１５に示した接続層２１，４６，４７を形成する。接続層２１，４６，４７は、金属、例えばＣｕによって形成される。また、接続層２１，４６，４７の厚みは、例えば０．８〜１．５μｍである。

次に、例えばフレームめっき法によって、第２の層１０ｂの上に第３の層１０ｄを形成し、連結層１０ｃの上に連結層１０ｅを形成する。第３の層１０ｄおよび連結層１０ｅの材料としては、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅまたはＦｅＣｏが用いられる。ここでは、一例として、第３の層１０ｄおよび連結層１０ｅの材料として、飽和磁束密度が１．９〜２．３ＴのＣｏＮｉＦｅを用いるものとする。また、第３の層１０ｄおよび連結層１０ｅの厚みは、例えば０．８〜１．５μｍである。

次に、積層体の上面全体を覆うように、例えばアルミナよりなる絶縁膜２２を、１〜２μｍの厚みで形成する。次に、例えばＣＭＰによって、絶縁膜２２を研磨する。この研磨は、第３の層１０ｄ、連結層１０ｅ、接続層２１，４６，４７および絶縁膜２２の上面が平坦化され、且つこれらの厚みが０．３〜１．０μｍになるように行う。

次に、図示しないが、積層体の上面全体を覆うように、スパッタ法によって、磁性材料よりなる磁性層を、０．３〜０．５μｍの厚みで形成する。磁性層の材料としては、ＣｏＦｅＮ、ＦｅＡｌＮ、ＦｅＮ、ＦｅＣｏ、ＦｅＺｒＮ等の高飽和磁束密度材料が用いられる。ここでは、一例として、磁性層の材料として、飽和磁束密度が２．４ＴのＣｏＦｅＮを用いるものとする。

図８は次の工程を示す。この工程では、上記磁性層の上であって、第３の層１０ｄに対応する部分および連結層１０ｅに対応する部分に、それぞれ、エッチングマスク２４ａ，２４ｂを形成する。エッチングマスク２４ａ，２４ｂは、後に容易にリフトオフできるように、底面が上面よりも小さくなるようにアンダーカットを有している。このようなエッチングマスク２４ａ，２４ｂは、例えば積層された２つの有機膜からなるレジスト層をパターニングすることによって形成される。

次に、エッチングマスク２４ａ，２４ｂを用い、例えばイオンビームエッチングによって、磁性層を選択的にエッチングする。エッチング後にエッチングマスク２４ａ，２４ｂの下に残った磁性層によって、第３の層１０ｄ、連結層１０ｅの上に、それぞれ第４の層１０ｆ、連結層１０ｇが形成される。このエッチングは、例えば、まず、イオンビームの進行方向が第１の層１０ａの上面に垂直な方向に対してなす角度が０〜２０°となるようにして行う。次に、エッチング後の磁性層２３の側壁の付着物を除去するために、イオンビームの進行方向が第１の層１０ａの上面に垂直な方向に対してなす角度が６０〜７５°となるようにしてエッチングを行なう。

次に、エッチングマスク２４ａ，２４ｂを残したまま、積層体の上面全体を覆うように、例えばアルミナよりなる絶縁層２５を、０．４〜０．６μｍの厚みで形成する。絶縁層２５は、上記磁性層においてエッチングされた部分を埋めるように自己整合的に形成される。次に、エッチングマスク２４ａ，２４ｂをリフトオフした後、例えば短時間のＣＭＰによって、第４の層１０ｆ、連結層１０ｇおよび絶縁層２５の上面を研磨し平坦化する。この平坦化処理により、第４の層１０ｆと絶縁層２５との間および連結層１０ｇと絶縁層２５との間に生じていたわずかな段差がなくなると共に、エッチングマスク２４ａ，２４ｂのリフトオフ後の残渣やバリが除去される。

図９は次の工程を示す。この工程では、積層体の上面全体を覆うように、記録ギャップ層２６を、０．０７〜０．１μｍの厚みで形成する。記録ギャップ層２６の材料は、アルミナ等の絶縁材料でもよいし、Ｒｕ、ＮｉＣｕ、Ｔａ、Ｗ、ＮｉＢ等の非磁性金属材料でもよい。次に、記録ギャップ層２６のうち、連結層１０ｇに対応する部分を選択的にエッチングする。

次に、記録ギャップ層２６の上にエッチングマスク２８ａを形成し、連結層１０ｇの上にエッチングマスク２８ｂを形成する。エッチングマスク２８ａは、記録ギャップ層２６にスロートハイトを規定する端部を形成するためのマスクであり、第４の層１０ｆの上方に配置される。エッチングマスク２８ａ，２８ｂは、後に容易にリフトオフできるように、底面が上面よりも小さくなるようにアンダーカットを有している。このようなエッチングマスク２８ａ，２８ｂは、例えば積層された２つの有機膜からなるレジスト層をパターニングすることによって形成される。

図１０は次の工程を示す。この工程では、エッチングマスク２８ａ，２８ｂを用い、例えばイオンビームエッチングによって、記録ギャップ層２６を選択的にエッチングし、更に第４の層１０ｆの厚み方向の途中の位置まで第４の層１０ｆを選択的にエッチングする。第４の層１０ｆにおけるエッチング深さは、０．１〜０．４μｍの範囲内であることが好ましく、０．１〜０．３μｍの範囲内であることがより好ましい。このエッチングによって、記録ギャップ層２６に、スロートハイトを規定する端部２６ａが形成される。

次に、リフトオフ法によって、非磁性材料よりなる非磁性層３１を形成する。すなわち、エッチングマスク２８ａ，２８ｂを残したまま、積層体の上面全体を覆うように、非磁性層３１を、０．２〜０．８μｍの厚みで形成する。非磁性層３１は、記録ギャップ層２６および第４の層１０ｆにおいてエッチングされた部分を埋めるように自己整合的に形成される。非磁性層３１は、その上面が記録ギャップ層２６の上面とほぼ同じ高さの位置に配置されるように形成するのが好ましい。非磁性層３１の材料は、アルミナ等の絶縁材料であってもよい。

図１１は次の工程を示す。この工程では、エッチングマスク２８ａ，２８ｂをリフトオフした後、例えばＣＭＰによって、記録ギャップ層２６および非磁性層３１の上面を研磨し平坦化する。図１１において、符号３２は、研磨を停止する位置を示している。この研磨は、記録ギャップ層２６および非磁性層３１の上面に生じた凹凸をなくす程度とする。この研磨における研磨量は、例えば１０〜５０ｎｍの範囲内である。

図１２は次の工程を示す。この工程では、積層体の上面全体の上に、例えばスパッタ法によって、磁性材料よりなる磁性層３３を、０．０５〜０．５μｍの厚みで形成する。磁性層３３の材料としては、ＣｏＦｅＮ、ＦｅＡｌＮ、ＦｅＮ、ＦｅＣｏ、ＦｅＺｒＮ等の高飽和磁束密度材料が用いられる。磁性層３３の飽和磁束密度は高い方が好ましい。ここでは、一例として、磁性層３３の材料として、飽和磁束密度が２．４ＴのＣｏＦｅＮを用いるものとする。磁性層３３は連結層１０ｇに接続される。

次に、磁性層３３の上に、例えばフレームめっき法によって、磁性材料よりなる磁性層３０ｂを形成する。その際、磁性層３３は電極およびシード層として用いられる。磁性層３０ｂの厚みは、例えば３〜４μｍである。磁性層３０ｂの材料としては、例えば、飽和磁束密度が２．３ＴのＣｏＮｉＦｅまたはＦｅＣｏが用いられる。磁性層３０ｂは、記録ギャップ層２６に対応する位置から連結層１０ｇに対応する位置にかけて配置される。

図１３は次の工程を示す。この工程では、磁性層３０ｂをエッチングマスクとして、例えばイオンビームエッチングによって、磁性層３３および記録ギャップ層２６を選択的にエッチングする。エッチング後の磁性層３３は、磁性層３０ｂと同じ平面形状を有する磁性層３０ａとなる。また、上記のエッチングの後における磁性層３０ｂの厚みは、例えば１〜２μｍである。上部磁極層３０は、磁性層３０ａ，３０ｂによって構成される。

図１６に示したように、上部磁極層３０は、エアベアリング面４２に配置される一端部とエアベアリング面から離れた位置に配置される他端部とを有するトラック幅規定部３０Ａと、このトラック幅規定部３０Ａの他端部に連結されたヨーク部３０Ｂとを含んでいる。トラック幅規定部３０Ａの幅は一定になっている。当初のトラック幅規定部３０Ａの幅は、例えば０．１５〜０．２μｍ程度とする。ヨーク部３０Ｂの幅は、トラック幅規定部３０Ａとの境界位置ではトラック幅規定部３０Ａの幅と等しく、トラック幅規定部３０Ａから離れるに従って、徐々に大きくなった後、一定の大きさになっている。

次に、図示しないが、トラック幅規定部３０Ａの周辺部で開口するフォトレジストマスクを形成する。次に、上記フォトレジストマスクとトラック幅規定部３０Ａとをマスクとして、例えばイオンビームエッチングによって、第４の層１０ｆの一部をエッチングする。このエッチングは、例えば、イオンビームの進行方向が第１の層１０ａの上面に垂直な方向に対してなす角度が例えば３５〜５５°となるようにして行われる。第４の層１０ｆにおけるエッチングの深さは、０．１〜０．４μｍであることが好ましく、０．１〜０．３μｍであることがより好ましい。エッチングの深さ０．５μｍ以上の場合には、目的とするトラックに隣接するトラックに情報が書き込まれるサイドライトや、目的とするトラックに隣接するトラックにおいて情報が消去されるサイドイレーズが発生しやすくなる。

このようにして、第４の層１０ｆの一部、記録ギャップ層２６およびトラック幅規定部３０Ａのエアベアリング面における幅が揃えられたトリム構造が形成される。このトリム構造によれば、狭トラックの書き込み時に発生する磁束の広がりによる実効的な記録トラック幅の増加を防止することができる。

次に、例えばイオンビームエッチングによって、第４の層１０ｆの一部、記録ギャップ層２６およびトラック幅規定部３０Ａの側壁部をエッチングして、エアベアリング面におけるこれらの幅を、例えば０．１μｍになるように小さくする。このエッチングは、例えば、イオンビームの進行方向が第１の層１０ａの上面に垂直な方向に対してなす角度が４０〜７５°となるようにして行われる。

図１４は次の工程を示す。この工程では、積層体の上面全体を覆うように、例えばアルミナよりなるオーバーコート層３４を、２０〜３０μｍの厚みで形成し、その表面を平坦化して、その上に、図示しない電極用パッドを形成する。最後に、上記各層を含むスライダの研磨加工を行ってエアベアリング面４２を形成して、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドが完成する。

なお、本実施の形態において、フレームめっき法によって上部磁極層３０を形成する代わりに、図１７に示したように、以下の方法によって上部磁極層３０を形成してもよい。図１７において、（ａ）はエアベアリング面および基板の上面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。この方法では、まず、平坦化された記録ギャップ層２６および非磁性層３１の上面を含む積層体の上面全体の上に、スパッタ法によって、磁性材料よりなる磁性層を、１．０〜１．５μｍの厚みで形成する。磁性層の材料としては、例えば、飽和磁束密度が２．４ＴのＣｏＦｅＮまたはＦｅＣｏが用いられる。次に、この磁性層の上に、例えばアルミナよりなる絶縁層を、０．３〜２．０μｍの厚みで形成する。次に、この絶縁層の上に、例えばフレームめっき法によって、エッチングマスクを、例えば０．５〜１．０μｍの厚みで形成する。エッチングマスクの材料としては、例えば、ＮｉＦｅ（Ｎｉ：４５重量％，Ｆｅ：５５重量％）、飽和磁束密度が１．９〜２．１ＴのＣｏＮｉＦｅ（Ｃｏ：約６７重量％，Ｎｉ：約１５重量％，Ｆｅ：約１８重量％）または飽和磁束密度が２．３ＴのＦｅＣｏ（Ｆｅ：約６０重量％，Ｃｏ：約４０重量％）が用いられる。このエッチングマスクの平面形状は、磁性層３０ｂと同様である。このエッチングマスクにおいて、トラック幅を規定する部分の幅は、例えば０．１〜０．２μｍである。

次に、エッチングマスクを用いて、例えば反応性イオンエッチングによって、絶縁層を選択的にエッチングする。このときのエッチングガスとしては、ハロゲン系ガス、例えばＣｌ₂、あるいはＢＣｌ_３とＣｌ₂の混合ガスが用いられる。このエッチングでは、エッチングマスクを除去してもよいし、除去しなくてもよい。なお、エッチングマスクを除去した方が、後の磁性層のエッチングを正確に行うことができる。次に、絶縁層を新たなエッチングマスク３９として、例えば反応性イオンエッチングによって、磁性層を選択的にエッチングする。磁性層のエッチング時の温度は、エッチング速度を大きくするために５０℃以上とすることが好ましい。特に、エッチング時の温度を２００〜３００℃の範囲内の温度とすることにより、良好なエッチングが可能になる。エッチング後の磁性層は上部磁極層３０となる。

上述のように反応性イオンエッチングによって磁性層をエッチングして上部磁極層３０を形成する場合には、記録ギャップ層２６の材料としては、アルミナ、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の非磁性の無機材料を用いることが好ましい。これにより、鉄とコバルトのうち少なくとも鉄を含む磁性材料、例えばＣｏＦｅＮやＦｅＣｏよりなる磁性層を反応性イオンエッチングによってエッチングする際に、記録ギャップ層２６のエッチングレートを磁性層のエッチングレートよりも小さくすることができる。その結果、エッチング後の磁性層の側壁が記録ギャップ層２６の上面に対してなす角度を９０°に近づけることができ、これにより、トラック幅を正確に規定することができる。

このことを詳しく説明する。例えばアルミナよりなるエッチングマスク３９を用いて、反応性イオンエッチングによって、鉄とコバルトのうち少なくとも鉄を含む磁性層をエッチングする場合を考える。この場合、エッチングガス中のＣｌ₂と、磁性層中の鉄、あるいは鉄およびコバルトとによるプラズマ反応生成物が、エッチング後の磁性層の側壁に付着する。そのため、エッチング中において、エッチングによって形成される底部が記録ギャップ層２６の近傍に達するまでは、エッチング後の磁性層の形状は、エッチング後の磁性層の幅が下側ほど大きくなった形状になりやすい。しかし、エッチングによって形成される底部が記録ギャップ層２６の近傍に達すると、上記プラズマ反応生成物は極端に少なくなる。エッチングによって形成される底部が記録ギャップ層２６に達した後、さらにエッチングを続けると、今度は、エッチング後の磁性層の側壁のうちの底部に近い部分がエッチングされて行き、最後には、エッチング後の磁性層の形状は、エッチング後の磁性層の側壁が記録ギャップ層２６の上面に対してなす角度が９０°に近い形状となる。このような形状の磁性層を形成するには、エッチング中において、エッチング後の磁性層が上記形状になるまでは、記録ギャップ層２６の下の他の磁性層が露出しないことが必要である。なぜならば、エッチング中に記録ギャップ層２６の下の他の磁性層が露出すると、この露出した磁性層がエッチングされることによって発生するプラズマ反応生成物が、エッチング後の磁性層の側壁に付着するからである。

ここで、記録ギャップ層２６の材料として、アルミナ、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の非磁性の無機材料を用いると、記録ギャップ層２６のエッチングレートを磁性層のエッチングレートよりも小さくすることができる。これにより、磁性層のエッチング中において、エッチング後の磁性層が上記形状になるまで、記録ギャップ層２６の下の他の磁性層が露出しないようにすることができる。その結果、エッチング後の磁性層の側壁が記録ギャップ層２６の上面に対してなす角度を９０°に近づけることができる。

上述のように磁性層を反応性イオンエッチングによってエッチングする際の好ましい条件は、以下のとおりである。チャンバー内の圧力（真空度）は０．１〜１．０Ｐａであることが好ましい。エッチング時の温度は２００〜３００℃であることが好ましい。エッチングガスは、Ｃｌ₂を含むものが好ましく、Ｃｌ₂に加えＢＣｌ_３およびＣＯ₂を含むものであることがより好ましい。エッチングガスにおけるＣｌ₂の流量は１００〜３００ｃｃｍであることが好ましい。また、エッチングガスにおけるＢＣｌ_３の流量は、Ｃｌ₂の流量の５０％以下であることが好ましい。ＢＣｌ_３の流量がＣｌ₂の流量の５０％を超えると、アルミナがエッチングされ易くなる。また、エッチングガスにおけるＣＯ₂の流量は、Ｃｌ₂の流量の１０％以下であることが好ましい。ＣＯ₂の流量がＣｌ₂の流量の１０％を超えると、記録ギャップ層２６の上面に垂直な方向に対する磁性層の側壁の傾きが大きくなる。エッチング時の基板バイアスは１５０〜５００Ｗであることが好ましい。

また、上述のように磁性層を反応性イオンエッチングによってエッチングする際のエッチングマスク３９の材料としては、記録ギャップ層２６と同様に、アルミナ、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の非磁性の無機材料を用いることが好ましい。その理由は、記録ギャップ層２６と同様に、鉄とコバルトのうち少なくとも鉄を含む磁性材料、例えばＣｏＦｅＮやＦｅＣｏよりなる磁性層を反応性イオンエッチングによってエッチングする際に、エッチングマスク３９のエッチングレートを磁性層のエッチングレートよりも小さくすることができるからである。

上述のように磁性層を反応性イオンエッチングによってエッチングして、上部磁極層３０を形成した場合には、その後、上部磁極層３０をマスクとして、例えばイオンビームエッチングによって、記録ギャップ層２６をエッチングする。次に、トラック幅規定部３０Ａの周辺部で開口する、図示しないフォトレジストマスクを形成し、このフォトレジストマスクとトラック幅規定部３０Ａとをマスクとして、例えばイオンビームエッチングによって、第４の層１０ｆの一部をエッチングして、トリム構造を形成する。

また、本実施の形態において、第２のコイル１９は、図３ないし図６を参照して説明した方法に代えて、以下の方法によって形成してもよい。この方法では、図２に示した状態から、積層体の上面全体を覆うように絶縁膜１７を形成する。次に、積層体の上面全体を覆うように電極膜を形成する。次に、電極膜の上に、例えばフレームめっき法によって、金属、例えばＣｕよりなる導電層１９ｐを、例えば３〜４μｍの厚みで形成する。次に、電極膜のうち、導電層１９ｐの下に存在する部分以外の部分を、例えばイオンビームエッチングによって除去する。次に、積層体の上面全体を覆うように、例えばアルミナよりなる絶縁層を、３〜５μｍの厚みで形成する。次に、例えばＣＭＰによって、第２の層１０ｂ、連結層１０ｃおよび第１のコイル１３が露出するまで、絶縁層を研磨する。これにより、第２の層１０ｂと第１のコイル１３との間、第１のコイル１３の巻線間、および連結層１０ｃと第１のコイル１３との間に残った導電層１９ｐおよび電極膜によって、第２のコイル１９が形成される。

本実施の形態における薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面としてのエアベアリング面４２と、再生ヘッドと、記録ヘッド（誘導型電磁変換素子）とを備えている。

再生ヘッドは、エアベアリング面４２の近傍に配置されたＭＲ素子５と、エアベアリング面４２側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層８と、ＭＲ素子５と下部シールド層３との間に配置された下部シールドギャップ膜４と、ＭＲ素子５と上部シールド層８との間に配置された上部シールドギャップ膜７とを有している。

記録ヘッドは、エアベアリング面４２側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された下部磁極層１０および上部磁極層３０と、下部磁極層１０の磁極部分と上部磁極層３０の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層２６と、少なくとも一部が下部磁極層１０と上部磁極層３０との間に、これらに対して絶縁された状態で設けられたコイル１３，１９とを備えている。本実施の形態における下部磁極層１０、上部磁極層３０は、それぞれ本発明における第１の磁極層、第２の磁極層に対応する。

下部磁極層１０は、第１の層１０ａ、第２の層１０ｂ、第３の層１０ｄ、第４の層１０ｆおよび連結層１０ｃ，１０ｅ，１０ｇを有している。第１の層１０ａは、コイル１３，１９に対向する位置に配置されている。第２の層１０ｂは、エアベアリング面４２の近傍において第１の層１０ａよりも上部磁極層３０側に突出するように第１の層１０ａに接続されている。第３の層１０ｄは、エアベアリング面４２の近傍において第２の層１０ｂよりも上部磁極層３０側に突出するように第２の層１０ｂに接続されている。第４の層１０ｆは、エアベアリング面４２の近傍において第３の層１０ｄよりも上部磁極層３０側に突出するように第３の層１０ｄに接続されている。連結層１０ｃ，１０ｅ，１０ｇは、下部磁極層１０と上部磁極層３０とを磁気的に連結する連結部４３を構成する。

上部磁極層３０は、トラック幅を規定するトラック幅規定部３０Ａと、ヨーク部３０Ｂとを有している。エアベアリング面４２におけるトラック幅規定部３０Ａの幅はトラック幅に等しい。トラック幅規定部３０Ａは平坦になっている。

下部磁極層１０の第４の層１０ｆのうち、記録ギャップ層２６を介して上部磁極層３０のトラック幅規定部３０Ａと対向する部分は、下部磁極層１０の磁極部分である。また、トラック幅規定部３０Ａのうち、記録ギャップ層２６を介して第４の層１０ｆと対向する部分は、上部磁極層３０の磁極部分である。

図１４（ａ）に示したように、スロートハイトは、記録ギャップ層２６におけるスロートハイトを規定する端部２６ａと第４の層１０ｆとが接する位置によって規定される。すなわち、端部２６ａと第４の層１０ｆとが接する位置とエアベアリング面４２との距離がスロートハイトＴＨとなる。また、端部２６ａと第４の層１０ｆとが接する位置がスロートハイトゼロ位置ＴＨ０となる。第４の層１０ｆおよび上部磁極層３０の飽和磁束密度は、２．４Ｔ以上であることが好ましい。

図１５に示したように、本実施の形態における薄膜コイルは、一部が第２の層１０ｂと連結層１０ｃとの間に配置された巻線を有する第１のコイル１３と、少なくとも一部が第１のコイル１３の巻線間に配置された巻線を有する第２のコイル１９と、第３の層１０ｄの側方に配置され、コイル１３，１９を直列に接続する接続層２１とを有している。第２のコイル１９の巻線の一部も、第２の層１０ｂと連結層１０ｃとの間に配置されている。コイル１３，１９は、いずれも平面渦巻き状をなし、連結部４３の回りに配置されている。また、コイル１３，１９は、いずれも、例えば、外側の端部から内側の端部にかけて時計回り方向に回っている。接続層２１は、コイル１３の接続部１３ａとコイル１９の接続部１９ｂとを最短距離で結んでいる。接続層２１の厚みは、コイル１３，１９の厚みよりも小さくなっている。コイル１３，１９および接続層２１の材料は、いずれも金属、例えばＣｕである。本実施の形態では、薄膜コイルは７ターンの巻線を有している。しかし、薄膜コイルの巻線は７ターンに限られるものではない。

本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、下部磁極層１０を形成する工程と、下部磁極層１０の上に薄膜コイル（コイル１３，１９および接続層２１）を形成する工程と、下部磁極層１０の磁極部分の上に記録ギャップ層２６を形成する工程とを備えている。

本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、記録ギャップ層２６の上に、記録ギャップ層２６にスロートハイトを規定する端部２６ａを形成するためのエッチングマスク２８ａを形成する工程と、エッチングマスク２８ａを用いて記録ギャップ層２６および下部磁極層１０の第４の層１０ｆの一部を選択的にエッチングすることによって、記録ギャップ層２６にスロートハイトを規定する端部２６ａを形成する工程とを備えている。本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、マスク２８ａを残したまま、記録ギャップ層２６および第４の層１０ｆにおいてエッチングされた部分を埋めるように非磁性層３１を形成する工程と、この非磁性層３１の形成後に、マスク２８ａを除去する工程と、マスク２８ａを除去した後に、記録ギャップ層２６および非磁性層３１の上面を研磨、例えばＣＭＰによって平坦化する工程と、平坦化された記録ギャップ層２６および非磁性層３１の上面の上に、上部磁極層３０を形成する工程とを備えている。

本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、上部磁極層３０のトラック幅規定部３０Ａをマスクとして、このトラック幅規定部３０Ａの幅に合うように、記録ギャップ層２６および下部磁極層１０の第４の層１０ｆの一部をエッチングする工程を備えている。この工程により、第４の層１０ｆの一部、記録ギャップ層２６およびトラック幅規定部３０Ａのエアベアリング面４２における幅がトラック幅に揃えられる。

本実施の形態では、リフトオフ法によって、記録ギャップ層２６および第４の層１０ｆにおいてエッチングされた部分を埋めるように非磁性層３１を形成する。従って、わずかな研磨で、記録ギャップ層２６および非磁性層３１の上面を平坦化することができる。これにより、平坦なトラック幅規定部３０Ａを平坦な面の上に形成することができる。従って、本実施の形態によれば、トラック幅規定部３０Ａを微細に且つ精度よく形成することができる。これにより、本実施の形態によれば、トラック幅を小さくして記録密度を向上させることができる。なお、非磁性層３１を、その上面が記録ギャップ層２６の上面とほぼ同じ高さの位置に配置されるように形成すれば、記録ギャップ層２６および非磁性層３１の上面を研磨によって平坦化しなくても、トラック幅規定部３０Ａをほぼ平坦な面の上に形成することができる。従って、この場合には、記録ギャップ層２６および非磁性層３１の上面を研磨によって平坦化する工程を省略することも可能である。

また、本実施の形態では、スロートハイトは、記録ギャップ層２６の端部２６ａと第４の層１０ｆとが接する位置によって規定される。そのため、本実施の形態では、端部２６ａの面が、第１の層１０ａの上面に垂直な方向に対して傾いていても、図２２を参照して説明したような下部磁極層の研磨に伴うスロートハイトの変動は生じない。従って、本実施の形態によれば、スロートハイトを正確に制御することができる。

また、本実施の形態において、第２の層１０ｂ、第３の層１０ｄ、第４の層１０ｆおよび上部磁極層３０の材料として高飽和磁束密度材料を用いた場合には、磁路の途中での磁束の飽和を防止することができる。これには、特に、第４の層１０ｆおよび上部磁極層３０の材料として、飽和磁束密度が２．４Ｔ以上の高飽和磁束密度材料を用いることが効果的である。これにより、薄膜コイルで発生した起磁力を効率よく記録に利用することが可能となり、その結果、優れたオーバーライト特性を有する記録ヘッドを実現することができる。

また、本実施の形態によれば、全体的に平坦な上面を有する第１の層１０ａの上に第１のコイル１３を形成するので、第１のコイル１３を、厚く、微細に、且つ精度よく形成することができる。また、本実施の形態によれば、巻線の少なくとも一部が第１のコイル１３の巻線間に配置されるように第２のコイル１９を形成するので、第２のコイル１９も、厚く、微細に、且つ精度よく形成することができる。また、本実施の形態では、第２の層１０ｂと第２のコイル１９との間、第１のコイル１３の巻線と第２のコイル１９の巻線との間、および連結層１０ｃと第２のコイル１９との間は、それぞれ、薄い絶縁膜１７によって分離される。従って、これらの間隔を極めて小さくすることができる。

これらのことから、本実施の形態によれば、コイル１３，１９を厚くしながら、ヨーク長を短くすることができる。これにより、本実施の形態によれば、ヨーク長を短く、すなわち磁路長を短くしながら、薄膜コイルの抵抗値を小さくすることが可能になる。従って、本実施の形態によれば、磁路長が短いことによって高周波帯域における記録特性に優れ、且つ薄膜コイルの抵抗値の小さい薄膜磁気ヘッドを実現することができる。

また、本実施の形態によれば、薄膜コイルの外周部を、薄い絶縁膜１７を介して第２の層１０ｂに隣接させることができる。すなわち、本実施の形態によれば、薄膜コイルをエアベアリング面４２の近くに配置することができる。これにより、本実施の形態によれば、薄膜コイルで発生した起磁力を効率よく記録に利用することが可能となり、その結果、優れたオーバーライト特性を有する記録ヘッドを実現することができる。

なお、本実施の形態において、接続層２１の代わりに、コイル１３，１９を直列に接続するコイルを設けてもよい。これにより、ヨーク長を長くすることなく、また、薄膜コイルの抵抗値が増大することを防止しながら、薄膜コイルのターン数を増やすことができる。

［第２の実施の形態］
次に、図１８ないし図２０を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。図１８ないし図２０において、（ａ）はエアベアリング面および基板の上面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。

本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、図１０に示したように、非磁性層３１を形成する工程までは、第１の実施の形態と同様である。ただし、本実施の形態では、非磁性層３１のうち、少なくともスロートハイトを規定する端部２６ａの近傍における一部は、記録ギャップ層２６の上面より上方に突出するように配置される。

図１８は次の工程を示す。この工程では、エッチングマスク２８ａ，２８ｂをリフトオフした後、積層体の上面全体の上に、例えばスパッタ法によって、磁性材料よりなる磁性層５０を、０．１〜０．２μｍの厚みで形成する。本実施の形態では、磁性層５０の下地に凹凸があるため、磁性層５０の上面にも凹凸が生じる。磁性層５０の材料としては、ＣｏＦｅＮ、ＦｅＡｌＮ、ＦｅＮ、ＦｅＣｏ、ＦｅＺｒＮ等の高飽和磁束密度材料が用いられる。磁性層５０の飽和磁束密度は２．４Ｔ以上であることが好ましい。ここでは、一例として、磁性層５０の材料として、飽和磁束密度が２．４ＴのＣｏＦｅＮを用いるものとする。磁性層５０は連結層１０ｇに接続される。磁性層５０は、本発明における第２の磁極層の第１の磁性層に対応する。

次に、例えばＣＭＰによって、磁性層５０の上面を研磨し平坦化する。図１８において、符号５１は、研磨を停止する位置を示している。この研磨は、磁性層５０の上面に生じた凹凸をなくす程度とする。この研磨における研磨量は、例えば１０〜５０ｎｍの範囲内である。

図１９は次の工程を示す。この工程では、積層体の上面全体の上に、例えばスパッタ法によって、磁性材料よりなる磁性層５２を、０．０５〜０．５μｍの厚みで形成する。磁性層５２の材料としては、ＣｏＦｅＮ、ＦｅＡｌＮ、ＦｅＮ、ＦｅＣｏ、ＦｅＺｒＮ等の高飽和磁束密度材料が用いられる。磁性層５２は、本発明における第２の磁極層の第２の磁性層に対応する。

次に、磁性層５２の上に、例えばフレームめっき法によって、磁性材料よりなる磁性層３０ｅを形成する。その際、磁性層５２は電極およびシード層として用いられる。磁性層３０ｅの厚みは、例えば１〜２μｍである。磁性層３０ｅの材料としては、例えば、飽和磁束密度が２．３ＴのＣｏＮｉＦｅまたはＦｅＣｏが用いられる。磁性層３０ｅは、記録ギャップ層２６に対応する位置から連結層１０ｇに対応する位置にかけて配置される。

図２０は次の工程を示す。この工程では、磁性層３０ｅをエッチングマスクとして、例えばイオンビームエッチングによって、磁性層５２、磁性層５０および記録ギャップ層２６を選択的にエッチングする。エッチング後の磁性層５２，５０は、それぞれ磁性層３０ｅと同じ平面形状を有する磁性層３０ｄ，３０ｃとなる。上部磁極層３０は、磁性層３０ｃ，３０ｄ，３０ｅによって構成される。本実施の形態における上部磁極層３０の形状は、第１の実施の形態における上部磁極層３０と同様である。

次に、図示しないが、上部磁極層３０のトラック幅規定部３０Ａの周辺部で開口するフォトレジストマスクを形成する。次に、上記フォトレジストマスクとトラック幅規定部３０Ａとをマスクとして、例えばイオンビームエッチングによって、第４の層１０ｆの一部をエッチングする。このエッチングは、例えば、イオンビームの進行方向が第１の層１０ａの上面に垂直な方向に対してなす角度が例えば３５〜５５°となるようにして行われる。第４の層１０ｆにおけるエッチングの深さは、０．１〜０．４μｍであることが好ましく、０．１〜０．３μｍであることがより好ましい。エッチングの深さ０．５μｍ以上の場合には、サイドライトやサイドイレーズが発生しやすくなる。このようにして、第４の層１０ｆの一部、記録ギャップ層２６およびトラック幅規定部３０Ａのエアベアリング面における幅が揃えられたトリム構造が形成される。

次に、例えばイオンビームエッチングによって、第４の層１０ｆの一部、記録ギャップ層２６およびトラック幅規定部３０Ａの側壁部をエッチングして、エアベアリング面におけるこれらの幅を、例えば０．１μｍになるように小さくする。このエッチングは、例えば、イオンビームの進行方向が第１の層１０ａの上面に垂直な方向に対してなす角度が４０〜７５°となるようにして行われる。

次に、積層体の上面全体を覆うように、例えばアルミナよりなるオーバーコート層３４を、２０〜３０μｍの厚みで形成し、その表面を平坦化して、その上に、図示しない電極用パッドを形成する。最後に、上記各層を含むスライダの研磨加工を行ってエアベアリング面４２を形成して、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドが完成する。

本実施の形態では、スロートハイトは、記録ギャップ層２６におけるスロートハイトを規定する端部２６ａと上部磁極層３０の磁性層３０ｃとが接する位置によって規定される。すなわち、端部２６ａと磁性層３０ｃとが接する位置とエアベアリング面４２との距離がスロートハイトＴＨとなる。また、端部２６ａと磁性層３０ｃとが接する位置がスロートハイトゼロ位置ＴＨ０となる。本実施の形態では、端部２６ａの面が、第１の層１０ａの上面に垂直な方向に対して傾いていても、図２２を参照して説明したような下部磁極層の研磨に伴うスロートハイトの変動は生じない。従って、本実施の形態によれば、スロートハイトを正確に制御することができる。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、各実施の形態では、コイル１３，１９および接続層２１を有する薄膜コイルを設けている。しかし、本発明における薄膜コイルは、これに限らず、１層以上の平面渦巻き状のコイルよりなる一般的な薄膜コイルであってもよい。

また、上部磁極層は、トラック幅規定部３０Ａを含む層とヨーク部３０Ｂを含む層とが別個になっているものであってもよい。この場合には、トラック幅規定部３０Ａを含む層を、トリム構造を形成するエッチングの際のマスクとする。

また、本発明は、誘導型電磁変換素子のみを有する記録専用の薄膜磁気ヘッドや、誘導型電磁変換素子によって記録と再生を行う薄膜磁気ヘッドにも適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を説明するための断面図である。 図１に続く工程を説明するための断面図である。 図２に続く工程を説明するための断面図である。 図３に続く工程を説明するための断面図である。 図４に続く工程を説明するための断面図である。 図５に続く工程を説明するための断面図である。 図６に続く工程を説明するための断面図である。 図７に続く工程を説明するための断面図である。 図８に続く工程を説明するための断面図である。 図９に続く工程を説明するための断面図である。 図１０に続く工程を説明するための断面図である。 図１１に続く工程を説明するための断面図である。 図１２に続く工程を説明するための断面図である。 図１３に続く工程を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施の形態における薄膜磁気ヘッドにおける薄膜コイルの形状および配置を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態における薄膜磁気ヘッドの構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法の変形例における一工程を説明するための断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を説明するための断面図である。 図１８に続く工程を説明するための断面図である。 図１９に続く工程を説明するための断面図である。 下部磁極層に、スロートハイトを決定する段差部を形成する一般的な方法について説明するための説明図である。 下部磁極層に、スロートハイトを決定する段差部を形成する一般的な方法について説明するための説明図である。

符号の説明

１…基板、２…絶縁層、３…下部シールド層、５…ＭＲ素子、８…上部シールド層、９…絶縁層、１０…下部磁極層、１０ａ…第１の層、１０ｂ…第２の層、１０ｄ…第３の層、１０ｆ…第４の層、１０ｃ，１０ｅ，１０ｇ…連結層、１３…第１のコイル、１９…第２のコイル、２１…接続層、２６…記録ギャップ層、３０…上部磁極層、３０ａ，３０ｂ…磁性層、３０Ａ…トラック幅規定部、３０Ｂ…ヨーク部、３１…非磁性層、３４…オーバーコート層、４２…エアベアリング面。

Claims (11)

1. 記録媒体に対向する媒体対向面と、
   前記媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された第１および第２の磁極層と、
   前記第１の磁極層の磁極部分と前記第２の磁極層の磁極部分との間に設けられたギャップ層と、
   少なくとも一部が前記第１および第２の磁極層の間に、前記第１および第２の磁極層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備え、
   前記第２の磁極層は、トラック幅を規定するトラック幅規定部を含む薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、
   前記第１の磁極層を形成する工程と、
   前記第１の磁極層の上に前記薄膜コイルを形成する工程と、
   前記第１の磁極層の磁極部分の上に前記ギャップ層を形成する工程と、
   前記ギャップ層の上に、前記ギャップ層にスロートハイトを規定する端部を形成するためのマスクを形成する工程と、
   前記マスクを用いて前記ギャップ層および第１の磁極層の一部を選択的にエッチングすることによって、前記ギャップ層にスロートハイトを規定する端部を形成する工程と、
   前記マスクを残したまま、前記ギャップ層および第１の磁極層においてエッチングされた部分を埋めるように非磁性層を形成する工程と、
   前記非磁性層の形成後に、前記マスクを除去する工程と、
   前記マスクを除去した後に、前記ギャップ層の上に、前記第２の磁極層を形成する工程と
   を備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
2. 前記スロートハイトは、前記スロートハイトを規定する端部と前記第１の磁極層とが接する位置によって規定されることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
3. 更に、前記マスクを除去する工程と前記第２の磁極層を形成する工程との間において、前記ギャップ層および非磁性層の上面を研磨により平坦化する工程を備えたことを特徴とする請求項２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
4. 前記平坦化する工程における研磨量は１０〜５０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
5. 前記第２の磁極層のトラック幅規定部は平坦であることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
6. 前記非磁性層を形成する工程において、前記非磁性層のうち、少なくとも前記スロートハイトを規定する端部の近傍における一部は、前記ギャップ層の上面よりも上方に突出するように配置され、前記スロートハイトは、前記スロートハイトを規定する端部と前記第２の磁極層とが接する位置によって規定されることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
7. 前記第２の磁極層は、前記ギャップ層の上に配置される第１の磁性層と、前記第１の磁性層の上に配置される第２の磁性層とを含み、
   前記第２の磁極層を形成する工程は、前記ギャップ層の上に前記第１の磁性層を形成する工程と、
   前記第１の磁性層の上面を研磨により平坦化する工程と、
   平坦化された前記第１の磁性層の上面の上に、前記第２の磁性層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
8. 前記平坦化する工程における研磨量は１０〜５０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
9. 更に、前記第１の磁極層の一部、ギャップ層、トラック幅規定部の媒体対向面における幅をトラック幅に揃えるために、前記第２の磁極層の前記トラック幅規定部の幅に合うように、前記ギャップ層および第１の磁極層の一部をエッチングする工程を備えたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
10. 前記第２の磁極層を形成する工程は、前記ギャップ層の上に磁性層を形成する工程と、エッチング後の前記磁性層が前記第２の磁極層となるように、前記磁性層を反応性イオンエッチングによってエッチングする工程とを有し、
    前記ギャップ層は非磁性の無機材料よりなることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
11. 前記非磁性の無機材料は、アルミナ、シリコンカーバイド、窒化アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項１０記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
    
    

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