JP2006302486A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ATEの問題がなく、極めて狭いトラック幅を持ち、しかも、O/W特性に優れ、スイッチングスピードの速い薄膜磁気ヘッドを提供すること。
【解決手段】書込素子２の下部ポール膜２１２は、無機絶縁膜２７１に設けられたトレンチ部の内部で、下部ヨーク膜２１１の一面上に設けられている。下部ポール部２１２の上には、トレンチ部の内部で、ギャップ膜２４及び上部ポール膜２２１が設けられている。トレンチ部は、好ましくは、前記下部ポール膜２１２、前記ギャップ膜２４及び前記上部ポール膜２２１の側面と向き合う内壁面に、無機材料２８の付着膜を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、薄膜磁気ヘッド、及び、その製造方法に関し、更に詳しくは、高密度記録用薄膜磁気ヘッドの改良に係る。

近年、ハードデスク装置の面記録密度の向上にともなって薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。薄膜磁気ヘッドは書き込みを目的とする書込素子と、読み出しを目的とし、磁気抵抗効果を利用した読取素子との積層構造からなっている。特に最近のGMR Headは面密度150-200 (GB/P)を超える勢いである。GMR膜は複数の膜を組み合わせた多層構造である。GMRが発生するメカニズムはいくつかの種類があり、メカニズムによってGMR膜の層構造が変わる。量産を前提とするGMR膜としては、スピンバルブ膜（以下、SV膜と称する）や強磁性トンネル接合膜（以下、TMR膜と称する）が知られている。

一方、読取素子の性能向上にともなって、書込素子の性能向上も求められている。書込素子において、記録密度を高めるためには、狭トラック構造を実現し、トラック密度を上げなければならない。狭トラック構造を実現する手段として、上部記録磁材に、フォトリソグラフィ及びめっき法の適用によって、一応のトラック幅を得た後、RIEやIBEなどのドライエッチングによってトラック幅を調整する手法が知られている。

しかし、フォトリソグラフィ及びめっき法の適用によって、一応のトラック幅を得た後、RIEやIBEなどのドライエッチングによってトラック幅を調整する技術には、種々の問題点がある。まず、第１に、フォトリソグラフィ及びめっき法の適用によって、一応のトラック幅を得た後、RIEやIBEなどのドライエッチングによってトラック幅をコントロールするプロセスは、下部ヨーク膜の上に、下部ポール膜、ギャップ膜及び上部ポール膜を含むポール部分を形成した後に実行されるため、IBEやRIEの際に、上部ポール部分がシャドウとなって、ポール部分の立ち上がり部分でエッチングレートが低くなり、ポール部分から離れるにしたがってエッチングレートが高くなる。このため、下部ヨーク膜の表面が、ポール部分から離れるにつれて低くなり、ポール部分の基部付近で高くなり、いわゆるトリムショルダーが生じる。トリムショルダーが存在すると、その部分から漏れる磁束が原因となって、磁気記録媒体に対するデータの書き込み動作において、隣接トラック消去（Adjacent Track Erase ATE)の問題を生じる。

第２に、上部ポール膜は、一般に、空気ベアリング面（以下ABSと称する）となるポール端面からみて、後方部で面積が拡大されており、面積拡大の始点となるフレアポイントを有する。ポール端面からフレアポイントまでの距離は、できるだけ短く、かつ、一定した値に設定しなければならない。ポール端面からフレアポイントまでの距離の短縮化は、オーバーライト特性（以下O/Wと称する）を改善し、書き込みの立上がり特性を鋭化し、スイッチングスピードを上げるに有効だからである。

ところが、IBEやRIEを用いてトラック幅を微細化する技術では、フレアポイントの短縮化に限界があるうえ、フレアポイントが変動（shift)し、しかも、明確なフレアポイントを形成することが困難である。

薄膜磁気ヘッドの特性を改善するための手段として、U.S.P.6,043,959明細書や、U.S.P.6,259,583 B１明細書に開示されたものが知られているが、何れも、ポール幅を、フォトリソグラフィによって定めるものであり、記録密度を高めるためには、さらに、IBEやRIEを適用して、ポール部にサブμｍ加工を施し、狭トラック構造を実現しなければならない。しかし、このサブμｍ加工には、上述したような問題が付きまとう。上記先行技術には、その解決手段が記載されていない。
米国特許第6,043,959号明細書 米国特許第6,259,583号明細書

本発明の課題は、磁気記録媒体に対する書き込み動作において、ATE現象を生じにくい薄膜磁気ヘッド、及び、その製造方法を提供することである。

本発明のもう一つの課題は、極めて狭いトラック幅を持ち、高密度記録に適した薄膜磁気ヘッド、及び、その製造方法を提供することである。

本発明の更にもう一つの課題は、極めて狭いトラック幅でありながら、O/W特性を向上させること、及び、書き込み磁束の立上がり特性を鋭化し、もってスイッチングスピードを上げることの可能な薄膜磁気ヘッド、及び、その製造方法を提供することである。

本発明の更にもう一つの課題は、トラック幅を、極めて高精度に正確にコントロールし得る薄膜磁気ヘッド、及び、その製造方法を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、書込素子は、下部ヨーク膜と、第１の絶縁膜と、下部ポール膜と、ギャップ膜と、上部ポール膜とを含んでいる。前記第１の絶縁膜は、無機絶縁材料でなり、前記下部ヨーク膜の表面に設けられ、少なくとも磁極端部に対応する部分にトレンチ部を有しており、前記トレンチ部の底面に前記下部ヨーク膜の表面が現れている。前記下部ポール膜は、前記トレンチ部の底面において、前記下部ヨーク膜の前記表面に付着されためっき膜である。前記ギャップ膜は、導電性非磁性膜であって、前記トレンチ部の内部において、前記下部ポール膜の前記磁極端部の表面に付着されためっき膜である。前記上部ポール膜は、前記トレンチ部の内部において、前記ギャップ膜の表面に付着されためっき膜である。

上述したように、本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、書込素子の下部ポール膜は、下部ヨーク膜の一面上に設けられためっき膜であり、前記下部ポール膜は、無機絶縁膜に設けられたトレンチ部の内部に位置する。したがって、下部ポール膜は、平坦化された下部ヨーク膜の上であって、トレンチ部の内部でめっきすることによって形成することができる。このため、IBEやRIEを用いてトラック幅を微細化する技術を用いた場合に、その発生が不可避であったトリムショルダーを生じることがない。トリムショルダーを生じることがないから、磁気記録媒体に対する書き込み動作において、ATEの問題を生じることがない。

トレンチ部内には、前記下部ポール膜のみならず、前記ギャップ膜及び前記上部ポール膜も配置されている。上部ポール膜について、フレアポイントを、トレンチ部の形状によって定まる、短く、かつ、高精度の位置に設定することができる。このため、上部ポール膜について、ポール端面からフレアポイントまでの距離を短縮し、それによってO/W特性を向上させること、及び、書き込み磁束の立上がり特性を鋭化し、もってスイッチングスピードを上げることが可能になる。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、上述したように、トレンチ部の幅によってトラック幅を決めるものであるので、トレンチ部の幅をコントロールすることにより、トラック幅を、極めて高精度に正確にコントロールし得る。その具体的構造として、前記トレンチ部は、内側面に非磁性材料でなる付着膜を有する構造とすることができる。これにより、前記下部ポール膜の前記磁極端部及び前記上部ポール膜の前記磁極端部は、前記付着膜によって縮小されたトラック幅を有するようになる。

前記付着膜は、好ましくは、Al₂O₃等を用いたCVD(Chemical Vapored Depositiom)膜、特に好ましくは、アトミックレイヤー法を用いたCVD膜、具体的にはAl-CVD膜である。アトミックレイヤー法を用いたAl-CVD膜は、H₂O、N₂O、H₂O₂,オゾンガスと、薄膜形成用材料であるAl（CH₃)₃又はAlCl₃とを、交互に断続的に噴射することによって形成することができる。プロセス温度は、１００〜３００℃、好ましくは、１８０〜２００℃の範囲に保つ。

アトミックレイヤー法を用いたAl-CVDによれば、ワンショットの噴射ガスで、１オングストロームの膜厚を形成することができる。従って、トレンチ部の幅を、オングストローム単位でコントロールできることになる。このことは、トレンチ部の幅によって定まるトラック幅を、実質的に任意に高精度にコントロールできることを意味する。なお、実際的なAl-CVD膜の膜厚は、５〜５０ｎｍの範囲になる。

アトミックレイヤー法を用いたCVD膜による高精度化及び超微細化は、上部ポール膜におけるフレアポイントの画定にも、直接的に反映されるから、フレアポイントの位置及び媒体対向面からフレアポイントまでの距離を、オングストローム単位でコントロールすることができる。一例であるが、本発明によれば、フレアポイントから媒体対向面までの距離は、０.１〜０.５μｍの範囲に設定することができる。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、前記トレンチ部は、狭幅部分と、拡幅部分とを含むことができる。前記狭幅部分は、前記下部ポール膜の前記磁極端部、及び、前記上部ポール膜の前記磁極端部を収納する部分であり、実質的にトラック幅を決める部分となる。前記拡幅部は、前記狭幅部分の後方に連続しており、前記下部ポール膜は、前記狭幅部分及び前記拡幅部において連続する。従って、拡幅部から狭幅部分に対して、書き込み磁束の集中が起こる。

前記下部ポール膜に隣接する前記ギャップ膜は、前記狭幅部分及び前記拡幅部において連続していてもよいし、狭幅部分に限ってもうけられていてもよい。

前記ギャップ膜に隣接する前記上部ポール膜は、後方部で面積が拡大されており、面積拡大の始点となるフレアポイントから前記媒体と対向する面までの距離が、０.１〜０.５μｍの範囲にある。この点については、既に述べたとおりである。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、前記上部ポール膜の後方に、スロートハイトを決める非磁性膜を有することができる。前記非磁性膜は、前記ギャップ膜の上に付着されていてもよいし、前部分が前記下部ポール膜に付着され、後部分が前記前部分から立上がり前記非磁性膜に付着されている構造であってもよい。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、一般的な構造として、上部ヨーク膜と、薄膜コイルとを含む。前記上部ヨーク膜は、前記上部ポール膜と、前記下部ヨーク膜の後部とを磁気的に結合しており、前記薄膜コイルは、前記下部ヨーク膜、前記下部ポール膜、前記ギャップ膜、前記上部ポール膜及び前記上部ヨーク膜を巡る磁気回路を励磁する。

上記構造における具体的態様として、前記上部ポール膜と、前記下部ヨーク膜との結合部と、前記下部ポール膜、前記ギャップ膜及び前記上部ポール膜との間が、第２の絶縁膜によって埋められていて、前記薄膜コイルが、前記第２の絶縁膜の前記表面に形成されている構造を採用することができる。この場合、前記第２の絶縁膜及び前記上部ポール膜は、表面が、同一平面となるように平坦化されていることが好ましい。この構造によれば、薄膜コイルを平坦化面の上で形成することが可能になるので、コイルパターン精度が向上する。

別の態様として、前記下部ヨーク膜は、第１の下部ヨーク膜と、第２の下部ヨーク膜とを含むことができる。前記第１の下部ヨーク膜は、表面が平坦面を構成しており、前記第２の下部ヨーク膜は、前記第１の下部ヨーク膜の前記表面上において、限定された位置に設けられる。前記下部ポール膜、前記ギャップ膜及び前記上部ポール膜は、前記第２の下部ヨーク膜の表面に設けられる。この構造の場合は、第２の下部ヨーク膜が、下部ポール膜のシード層となる。

上述した構造をとる場合、前記薄膜コイルは、第１の薄膜コイルと、第２の薄膜コイルとを含むことができる。前記第１の薄膜コイルは、前記上部ポール膜と前記下部ヨーク膜との結合部と、前記第２の下部ヨーク膜との間に設けられる。前記第１の薄膜コイルの上において、前記上部ポール膜と前記下部ヨーク膜との結合部と、前記下部ポール膜、前記ギャップ膜及び前記上部ポール膜との間が、前記第１の絶縁膜によって埋められる。前記第２の薄膜コイルは、前記第１の絶縁膜の上に設けられる。この構造によれば、第１の薄膜コイル及び第２の薄膜コイルにより、起磁力を増大させることができる。

前記第１の絶縁膜及び前記上部ポール膜の表面は、平坦化されていることが好ましい。この構造によれば、第２の薄膜コイルのパターン精度を向上させることができる。

更に別の態様として、第２の上部ポール膜を含んでいてもよい。前記第２の上部ポール膜は、前記第１の上部ポール膜の上に設けられる。この場合、前記第２の上部ポール膜及び前記第２の薄膜コイルは、表面が、同一平面となるように平坦化されていることが好ましい。この平坦化によれば、上部ヨーク膜のパターン精度を向上させることができる。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、一般には、書き込み素子のみならず、読取素子をも含む複合タイプとなる。前記読取素子は、GMR素子又は強磁性トンネル接合膜を含む。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、磁気記録媒体（磁気ディスク）と組み合わされ磁気記録再生装置（磁気ディスク装置）を構成する。前記薄膜磁気ヘッドは、前記磁気記録媒体との間で、磁気記録及び再生を行なう。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドは次の方法によって製造できる。まず、下部ヨーク膜の一面上のポール部に対応する部分に、トレンチ部を有する無機絶縁膜を形成する。この場合、前記トレンチ部は前記下部ヨーク膜の前記一面が底部に露出するように形成する。

次に、前記トレンチ部の内部に、下部ヨーク膜をシード電極として、下部ポール膜、ギャップ膜及び上部ポール膜を順次にめっき法によって形成する。

追加的、修正的プロセスとして、無機絶縁膜にトレンチ部を形成した後、トレンチ部の内壁面に、付着膜として、アトミックレイヤー法の適用により、CVD膜、例えば、Al₂O₃膜（Al-CVD膜）を形成し、次に、このAl-CVD膜のうち、トレンチ部の内側面に存在するAl-CVD膜を残して、底部に存在するAl-CVD膜を、RIE等の手段によって、選択的に除去して開口させる。これにより、トレンチ部の内部の底面に、下部ヨーク膜が露出する。

この後、開口に現れる下部ヨーク膜の全部又は一部をシード電極として、下部ポール膜、ギャップ膜及び上部ポール膜を順次にめっきによって形成する。既に述べたように、アトミックレイヤー法によれば、トレンチ部の幅を、オングストローム単位で、任意に高精度にコントロールできるから、トラック幅も、オングストローム単位で、任意に高精度にコントロールできることになる。

本発明に係る製造方法は、先に挙げた態様に応じて、必要なプロセスが付加され、実行される。その具体例については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。図面は単なる例示にすぎない。

１．薄膜磁気ヘッド
＜薄膜磁気ヘッドの実施例１＞
図１、図２を参照すると、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、スライダ５と、書込素子２と、読取素子３とを含む。スライダ５は、例えば、Al₂O₃−TiC等でなる基体１５の表面に、Al₂O₃、SiO₂等を用いたセラミック構造体である。スライダ５は、媒体対向面に浮上特性制御用の幾何学的形状を有している。そのような幾何学的形状の代表例として、図示では、ABS側の基底面５０に、第１の段部５１、第２の段部５２、第３の段部５３、第４の段部５４、及び、第５の段部５５を備える例を示してある。基底面５０は、矢印Ｆ１で示す空気の流れ方向に対する負圧発生部となり、第２の段部５２及び第３の段部５３は、第１の段部５１から立ち上がるステップ状の空気軸受けを構成する。第２の段部５２及び第３の段部５３の表面は、ABSとなる。第４の段部５４は、基底面５０からステップ状に立ち上がり、第５の段部５５は第４の段部５４からステップ状に立ちあがっている。電磁変換素子２、３は第５の段部５５に設けられている。

電磁変換素子２、３は、書込素子２と、読取素子３とを含む。書込素子２及び読取素子３は、空気の流れ方向Ｆ１で見て、空気流出端（トレーリング．エッジ）の側に備えられている。

図３〜図６を参照するに、書込素子２は、下部ヨーク膜２１１と、上部ヨーク膜２２３と、ギャップ膜２４と、下部ポール膜２１２と、上部ポール膜２２１、２２２、２２４と、薄膜コイル２３３、２３４と、更に、バックギャップ膜２１６〜２１８とを有している。「下部」及び「上部」という表現は、図示実施例を参照する限りの表現であって、上下関係が、逆転する場合もありえる。

まず、ヨーク構造について着目すると、下部ヨーク膜２１１は、絶縁膜３４によって支持され、その表面は実質的に平坦な平面となっている。絶縁膜３４は、例えば、Al₂O₃、SiO₂、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。下部ヨーク膜２１１及び上部ヨーク膜２２３は、例えば、NiFe、CoFe、CoFeN、CoNiFe、FeNまたはFeZrN等の磁性材料から選択することができる。このような下部ヨーク膜２１１、上部ヨーク膜２２３はフレームめっきによって形成できる。

次に、ポール構造について着目すると、下部ポール膜２１２は、下部ヨーク膜２１１の一面上に設けられためっき膜である。つまり、下部ポール膜２１２は、製造法的には、下部ヨーク膜２１１をシード電極とし、めっき法によって形成されたものである。下部ポール膜２１２は、具体的には、NiFe(８０%：２０%)やNiFe(４５%：５５%)若しくはCoNiFe（２３kG、２１kG)のめっき膜として形成することができる。

上部ポール膜２２１、２２３、２２４のうち、第１の上部ポール膜２２１は、ギャップ膜２４に隣接し、ギャップ膜２４を間に挟んで下部ポール膜２１２と対向している。第１の上部ポール膜２２１は、NiFe(８０%：２０%)やNiFe(４５%：５５%)若しくはCoNiFe（２３kG、２１kG)のめっき膜として形成することができる。ギャップ膜２４は、非磁性金属材料、例えば、Ｒｕ、NiCu、Ｔａ等によって構成される。

第１の上部ポール膜２２１の上には、第２の上部ポール膜２２２が積層され、更に第２の上部ポール膜２２２の上に、第３の上部ポール膜２２４が積層されている。第２の上部ポール膜及び第３の上部ポール膜２２４は、第１の上部ポール膜２２１と同様に、NiFe(８０%：２０%)やNiFe(４５%：５５%)若しくはCoNiFe（２３ｋG、２１ｋG)のめっき膜として形成できる他、FeAIN、FeN、FeCo、CoFeN若しくはFeZrNのスパッタ膜で形成することもできる。

上述したポール部分における膜構造と対応する関係で、バックギャップ部に、第１のバックギャップ膜２１６、第２のバックギャップ膜２１７及び第３のバックギャップ膜２１８が、順次に積層されている。第１の上部ポール膜２２１と第１のバックギャップ膜２１６は、同時工程によって成膜されたもので、同じ材料及び膜厚を有する。第２の上部ポール膜２２２と第２のバックギャップ膜２１７、及び、第３の上部ポール膜２２４と第３のバックギャップ膜２１８の関係も同様である。

第１の上部ポール膜２２１及び第１のバックギャップ膜２１６は、その間に存在する絶縁膜２７１とともに、表面が、例えばChemical Mechanical Polishing（以下、CMPと称する）の適用によって平坦化されている。

次に、薄膜コイル構造には、第１の薄膜コイル２３３と、第２の薄膜膜コイル２３４が含まれている。第１の薄膜コイル２３３及び第２の薄膜コイル２３４は、スパイラル状であって、Ｃｕ（銅）などの導電金属材料によって構成される。これらのコイルのうち、第１の薄膜コイル２３３は、平坦化された絶縁膜２７１の面上に配置され、第２のバックギャップ膜２１７の周りを周回する。第１の薄膜コイル２３３の周りは、有機絶縁材料でなる第２の絶縁膜２７２によって埋められている（図３参照）。第２の絶縁膜２７２は有機絶縁材料によって構成される。第１の薄膜コイル２３３及び第２の絶縁膜２７２は、その両側に位置する第２の上部ポール膜２２２及び第２のバックギャップ膜２１７とともに、表面がCMPによって平坦化されている。第１の薄膜コイル２３３及び第２の絶縁膜２７２の表面によって構成される平坦化面上には、第３の絶縁膜２７３が形成されている。第３の絶縁膜２７３は、Al₂O₃、SiO₂、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料のスパッタ膜として形成される。

第２の薄膜コイル２３４は、第３の絶縁膜２７３の面上に配置され、第３のバックギャップ膜２１８の回りを周回する。第２の薄膜コイル２３４の周りは、有機絶縁材料でなる第４の絶縁膜２７４によって埋められている。第４の絶縁膜２７４は有機絶縁材料によって構成される。第２の薄膜コイル２３４及び第４の絶縁膜２７４は、その両側に位置する第３の上部ポール膜２２４及び第３のバックギャップ膜２１８とともに、表面がCMPによって平坦化されている。第２の薄膜コイル２３４及び第４の絶縁膜２７４の表面によって構成される平坦化面上には、第５の絶縁膜２７５が形成されている。更に、第３の上部ポール膜２２４及び第３のバックギャップ膜２１８の外側には、第６の絶縁膜２７６が配置されている。第５の絶縁膜２７５及び第６の絶縁膜２７６は、Al₂O₃、SiO₂、AlN又はDLC等の無機絶縁材料のスパッタ膜として形成される。

上部ヨーク膜２２３は、両端が第４の上部ポール膜２２４及び第３のバックギャップ膜２１８に接続されている。上部ヨーク膜２２３は、平坦化された第２の薄膜コイル２３４の表面をカバーする第５の絶縁膜２７５の上に設けられ、第５の絶縁膜２７５によって第２の薄膜コイル２３４から絶縁されている。上部ヨーク膜２２３は、媒体対向面５５の後方に延び、第３のバックギャップ膜２１８に接続されている。これにより、下部ヨーク膜２１１、下部ポール膜２１２、ギャップ膜２４、第１の上部ポール膜２２１、上部ヨーク膜２２３及び第１〜第３のバックギャップ膜２１６〜２１８を巡る薄膜磁気回路が完結する。

保護膜２７７は、書込素子２の全体を覆っている。保護膜２７７は、Al₂O₃またはSiO₂等の無機絶縁材料で構成されている。

読取素子３の付近には、下部シールド膜３１と、絶縁膜３２と、第２のシールド膜３３とが備えられている。下部シールド膜３１及び第２のシールド膜３３は、NiFe等によって構成される。下部シールド膜３１は、基体１の表面に形成されている。基体１がAl₂O₃-TiCなどでなる場合は、基体１の表面にAl₂O₃、SiO₂等の絶縁膜を設け、その上に下部シールド膜３１を形成する。

読取素子３は、下部シールド膜３１及び第２のシールド膜３３の間にある絶縁膜３２の内部に配置されている。読取素子３は、端面が媒体対向面５５に臨んでいる。読取素子３は、スピンバルブ膜または強磁性トンネル接合素子の何れかによって構成することができる。

上述した基本的な構造において、下部ポール膜２１２、ギャップ膜２４及び第１の上部ポール膜２２１は、少なくとも、媒体と対向する端面が、無機絶縁膜２７１に設けられたトレンチ部（２８１、２８２）の内部に位置する。トレンチ部（２８１、２８２）の構造及びその内部における下部ポール膜２１２、ギャップ膜２４及び第１の上部ポール膜２２１の配置関係は、図５Ａ〜図５Ｃに示されている。これらの図を参照すると、まず、トレンチ部（２８１、２８２）は、狭幅部分２８１と、拡幅部分２８２とを含む（図５Ａ参照）。狭幅部分２８１は、下部ポール膜２１２の磁極端部、ギャップ膜２４、及び、第１の上部ポール膜２２１の磁極端部を収納する部分（図５Ｂ参照）であり、実質的にトラック幅を決める部分となる。拡幅部分２８２は、狭幅部分２８１の後方に連続しており、下部ポール膜２１２は、狭幅部分２８１及び拡幅部分２８２において連続する。従って、拡幅部分２８２から狭幅部分２８１に対して、書き込み磁束を集中させることができる。

第１の上部ポール膜２２１の上には、第２の上部ポール膜２２２が備えられ、その上に、第３の上部ポール膜２２４が備えられ、第３の上部ポール膜２２４の上に、上部ヨーク膜２２３が備えられる（図５Ｃ)。

上述したように、書込素子の下部ポール膜２１２は、下部ヨーク膜２１１の一面上に設けられためっき膜であり、下部ポール膜２１２は、第１の無機絶縁膜２７１に設けられたトレンチ部（２８１、２８２）の内部に位置する。したがって、下部ポール膜２１２は下部ヨーク膜２１１をシード電極として、トレンチ部（２８１、２８２）の内部でめっきすることによって形成することができる。このため、IBEやRIEを用いてトラック幅を微細化する技術を用いた場合に、その発生が不可避であったトリムショルダーを生じることがない。トリムショルダーを生じることがないから、磁気記録媒体に対する書き込み動作において、ATEの問題を生じることがない。

トレンチ部（２８１、２８２）の内部には、下部ポール膜２１２のみならず、ギャップ膜２４及び第１の上部ポール膜２２１も配置されている。このため、第１の上部ポール膜２２１について、ポール端面からフレアポイントまでの距離を短縮し、それによってO/W特性を向上させること、及び、書き込み磁束の立上がり特性を鋭化し、もってスイッチングスピードを上げることが可能になる。

この点について、図７及び図８を参照してさらに具体的に説明する。図７はフォトリソグラフィ及びめっき法の適用によって、一応のトラック幅を得た後、RIEやIBEなどのドライエッチングによってトラック幅を調整した従来の薄膜磁気ヘッドの第１の上部ポール膜２２１の一部を示す平面図、図８は本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおける第１の上部ポール膜２２１の一部を示す平面図である。

第１の上部ポール膜２２１は、一般に、ABSとなる媒体対向面（ポール端面）５５からみて、後方部で面積が拡大されており、面積拡大の始点となるフレアポイントFP1を有する。媒体対向面５５からフレアポイントFP1までの距離ΔNH1は、できるだけ短く、かつ、一定した値に設定しなければならない。媒体対向面５５からフレアポイントFP1までの距離ΔNH1の短縮化は、O/W特性を改善すること、及び、書き込みの立上がり特性を鋭化し、スイッチングスピードを上げることに、大きな影響を与えるからである。

ところが、フォトリソグラフィ及びめっき法の適用によって、一応のトラック幅を得た後、RIEやIBEなどのドライエッチングによって、トラック幅を調整する従来の技術では、図７に図示するように、本来設定すべきフレアポイントFP1の前後で、第１の上部ポール膜２２１の端縁がなだらかに変化してしまう。一方、第１の上部ポール膜２２１の媒体対向面５５に現れるトラック幅は、所定の安定した寸法に設定しなければならない。このため、媒体対向面５５から本来設定すべきであったフレアポイントFP1までの距離ΔNH1が長くなる。

しかも、フレアポイントFP1の前後で、第１の上部ポール膜２２１の端縁がなだらかに変化してしまうため、明確なフレアポイントを形成することができない。

このため、従来の技術によっては、O/W特性の向上、立上がり特性の鋭化、スイッチングスピードの高速化に限界を生じることになる。

これに対して、本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、媒体対向面５５からフレアポイントFP1までの距離ΔNH1は、、RIEやIBEによって形成されたトレンチ部（２８１、２８２）の狭幅部分２８１によって定められる。このため、第１の上部ポール膜２２１について、媒体対向面５５からフレアポイントFP1までの距離ΔNH1、及び、フレアポイントFP1を、狭幅部分２８１の形状によって定まる、短く、かつ、高精度の値に設定することができる。よって、第１の上部ポール膜２２１について、媒体対向面５５からフレアポイントFP1までの距離を短縮し、それによって、O/W特性を改善すること、及び、書き込みの立上がり特性を鋭化し、スイッチングスピードを上げることが可能になる。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、上述したように、トレンチ部（２８１、２８２）を構成する狭幅部分２８１の幅によってトラック幅を決めるものであるので、狭幅部分２８１の幅をコントロールすることにより、トラック幅を、極めて高精度に正確にコントロールし得る。その具体的構造として、トレンチ部（２８１、２８２）のうち、少なくとも狭幅部分２８１は、内側面に非磁性材料でなる付着膜２８を有する構造とすることができる。これにより、下部ポール膜２１２の磁極端部及び第１の上部ポール膜２２１の磁極端部は、付着膜２８によって縮小されたトラック幅を有するようになる。

付着膜２８は、好ましくは、Al₂O₃等を用いたCVD膜、特に好ましくは、アトミックレイヤー法を用いたCVD膜、具体的にはAl₂O₃によるAl-CVD膜である。アトミックレイヤー法によれば、ワンショットの噴射ガスで、１オングストロームの膜厚を形成することができる。従って、トレンチ部（２８１、２８２）の幅を、オングストローム単位でコントロールできることになる。このことは、トレンチ部（２８１、２８２）の幅によって定まるトラック幅を、実質的に任意に高精度にコントロールできることを意味する。なお、実際的なAl-CVD膜の膜厚は、５〜５０ｎｍの範囲になる。

アトミックレイヤー法を用いたCVD膜による高精度化及び超微細化は、第１の上部ポール膜２２１におけるフレアポイントFP1にも、直接的に反映されるから、フレアポイントFP1の位置及び媒体対向面からフレアポイントFP1までの距離を、オングストローム単位でコントロールすることができる。一例であるが、本発明によれば、フレアポイントFP1から媒体対向面までの距離は、０.１〜０.５μｍの範囲に設定することができる。

下部ポール膜２１２に隣接するギャップ膜２４は、狭幅部分２８１及び拡幅部分２８２において連続していてもよいし、狭幅部分２８１に限って設けられていてもよい。

再び図３〜図６を参照すると、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、付加的な構成として、下部ポール膜２１２の後方に、スロートハイトを決める非磁性膜２９を有する。この非磁性膜２９の存在により、スロートハイトを正確に定めるとともに、スロートハイトを短縮し、磁気記録特性を向上させることができる。図示実施例では、非磁性膜２９は、ギャップ膜２４の表面に設けられているが、非磁性膜２９を下部ポール膜２１２に後部に設け、その上にギャップ膜２４を設けた構造であってもよい。また、非磁性膜２９は、めっき法による成膜の可能な導電性金属膜、例えば、NiPd又はRu等で構成する。

＜薄膜磁気ヘッドの実施例２＞
図９〜図１１は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの別の実施例を示している。図において、図１〜図８に現れた構成部分と対応する構成部分については、同一の参照符号を付してある。図示の薄膜磁気ヘッドも、基本的には、図１〜図８に示した薄膜磁気ヘッドと同じ構造を持ち、同等の作用を奏する。以下の説明においては、特徴的な事項を中心にして説明する。

まず、下部ヨーク膜２１１の上に、第２の下部ヨーク膜２１３を設け、この第２の下部ヨーク膜２１３の一面上に、第１の下部ポール膜２１２を設けてある。つまり、第２の下部ヨーク膜２１３をシード電極として、第１の下部ポール膜２１２をめっき法によって形成するようにしてある。

バックギャップ部には、上述した第２の下部ヨーク膜２１３と対応する関係で、第１のバックギャップ膜２１６が設けられており、第２の下部ヨーク膜２１３と第１のバックギャップ膜２１６との間に、第１の薄膜コイル２３３が配置されている。第１の薄膜コイル２３３は、下部ヨーク膜２１１の表面に成膜された第３の絶縁膜２７３の面上に配置され、第１のバックギャップ膜２１６の周りを周回する。第１の薄膜コイル２３３の周りは、第２の絶縁膜２７２によって埋められている。第２の絶縁膜２７２は有機絶縁材料によって構成される。第１の薄膜コイル２３３及び第２の絶縁膜２７２は、その両側に位置する第２の下部ヨーク膜２１３及び第２のバックギャップ膜２１７とともに、表面がCMPによって平坦化されている。第１の薄膜コイル２３３及び第２の絶縁膜２７２の表面によって構成される平坦化面上には、第１の絶縁膜２７１が形成されている。

第１の絶縁膜２７１は、トレンチ部（２８１、２８２）を形成する部分であって、トレンチ部（２８１、２８２）のうちの狭幅部分２８１には、下部ポール膜２１２の磁極端部、ギャップ膜２４及び第１の上部ポール膜２２１の磁極端部が配置されている。

第１の上部ポール膜２２１、第１の絶縁膜２７１、第２の絶縁膜２７２及び第１のバックギャップ膜２１６は、CMPによって、その表面が平坦化されている。第１の上部ポール膜２２１の平坦化面上には第２の上部ポール膜２２２が配置されており、第１の絶縁膜２７１の平坦化面上には、第２の薄膜コイル２３４が配置されている。第２の薄膜コイル２３４の周りは、有機絶縁材料でなる第４の絶縁膜２７４によって埋められている。

第２の薄膜コイル２３４及び第４の絶縁膜２７４は、その両側に位置する第３の上部ポール膜２２４及び第３のバックギャップ膜２１８とともに、表面がCMPによって平坦化されている。第２の薄膜コイル２３４及び第４の絶縁膜２７４の表面によって構成される平坦化面上には、第５の絶縁膜２７５が形成されている。更に、第３の上部ポール膜２２４及び第３のバックギャップ膜２１８の外側には、第６の絶縁膜２７６が配置されている。

上部ヨーク膜２２３は、両端が第２の上部ポール膜２２２及び第３のバックギャップ膜２１８に接続されている。上部ヨーク膜２２３は、平坦化された第２の薄膜コイル２３４の表面をカバーする第５の絶縁膜２７５の上に設けられ、第５の絶縁膜２７５によって第２の薄膜コイル２３４から絶縁されている。

下部ポール膜２１２、ギャップ膜２４及び第１の上部ポール膜２２１が、トレンチ部（２８１、２８２）の内部において、第２の下部ヨーク膜２１３をシード電極としてめっき法によって形成される。また、トレンチ部（２８１、２８２）の内側面にはAlーCVD膜でなる付着膜２８が付着されており、それによってトラック幅がコントロールされている。したがって、この実施例の場合も、図１〜図８を参照して説明した作用効果が得られる。

＜薄膜磁気ヘッドの実施例３＞
図１２〜図１４は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの別の実施例を示している。図において、図１〜図８に現れた構成部分と対応する構成部分については、同一の参照符号を付してある。図示の薄膜磁気ヘッドも、基本的には、図１〜図８に示した薄膜磁気ヘッドと同じ構造をもつ。実施例について、特徴的な事項を中心にして説明すると、まず、スロートハイトを決める非磁性膜２９が、ギャップ膜２４の上に付着されている。このような構造であっても、図１〜図１１に示した構造、つまり、スロートハイトを決める非磁性膜２９をギャップ膜２４の上に設ける場合と、同等の作用効果を得ることができる。

次に、第１の薄膜コイル２３３を覆う有機系の第２の絶縁膜２７２の周りに、第１の絶縁膜２７１が設けられ、この第１の絶縁膜２７１にトレンチ部（２８１、２８２）が設けられている。

この実施例においても、下部ポール膜２１２、ギャップ膜２４及び第１の上部ポール膜２２１が、トレンチ部（２８１、２８２）の内部において、下部ヨーク膜２１１をシード電極としてめっき法によって形成される。また、トレンチ部（２８１、２８２）の内側面に付着膜２８が付着され、それによってトラック幅がコントロールされる。したがって、この実施例の場合も、図１〜図８を参照して説明した作用効果が得られる。

また、第１の薄膜コイル２３３の断面積を、第２の薄膜コイル２３４よりも大きくしたから、第１の薄膜コイル２３３における発熱を低減できる。

２．薄膜磁気ヘッドの製造方法
＜製造方法の実施例１＞
製造方法に係る実施例１は、図１５〜図３５に図示されている。この製造方法は、図１〜図８に図示した薄膜磁気ヘッドの製造に向けられている。図１５〜図３５に図示するプロセスは、ウエハー上で実行されるものであることを予め断っておく。

図１５の状態では、図４、図５に図示された下部シールド膜３１、絶縁膜３２、読取素子３、第２のシールド膜３３、絶縁膜３４及び下部ヨーク膜２１１が、周知のプロセスによって既に形成されている。そして、下部ヨーク膜２１１の表面には第１の絶縁膜２７１及び金属でなる保護膜M1が形成され、更に、その上にトレンチ部を形成するためのレジストフレームRF1が形成されている。第１の絶縁膜２７１はAl₂O₃のスパッタ膜である。

次に、図１７〜図１９に図示された工程では、第１の絶縁膜２７１を、IBEやRIEなどのドライエッチングを用いて、ポール部分に相当する位置に、トレンチ部（２８１、２８２）を形成する。トレンチ部（２８１、２８２）は、狭幅部２８１と拡幅部２８２とを有する。第１の絶縁膜２７１の表面には，保護膜M1とパターニングに供したレジストフレームRF1が残っている。

次に、レジストフレームRF1を、周知の手段によって除去した後、図２０及び図２１に図示するように、トレンチ部（２８１、２８２）の内面、第１の絶縁膜２７１の上の保護膜Ｍ１、下部ヨーク膜２１１の表面に付着膜２８を形成する。付着膜２８は、アトミックレイヤー法を用いたCVD膜、具体的にはAl₂O₃によるAl-CVD膜である。

アトミックレイヤー法を用いたAl-CVDによれば、ワンショットの噴射ガスで、１オングストロームの膜厚を形成することができる。従って、トレンチ部（２８１、２８２）のうち、トラック幅を決めるのに直接に関与する狭幅部２８１の幅を、オングストローム単位でコントロールできることになる。このことは、狭幅部２８１の幅によって定まるトラック幅を、実質的に任意に高精度にコントロールできることを意味する。なお、実際的なAl-CVD膜の膜厚は、５〜５０ｎｍの範囲になる。

次に、図２２、図２３に図示するように、トレンチ部（２８１、２８２）の内側面に付着した付着膜２８は残して、トレンチ部（２８１、２８２）の底部に存在する付着膜２８をドライエッチングによって除去する。

次に、図２４、図２５に図示するように、下部ヨーク膜２１１をシード電極として、めっきを行い、下部ポール膜２１２を付着させる。トレンチ部（２８１、２８２）の内部底面には、下部ヨーク膜２１１が露出しているので、上述しためっきが可能である。下部ポール膜２１２は、NiFe(８０%：２０%)やNiFe(４５%：５５%)若しくはCoNiFe（２３kG、２１kG)のめっき膜として形成することができる。

ここで、付着膜２８は、アトミックレイヤー法を用いたCVD膜、具体的にはAl₂O₃によるAl-CVD膜である。アトミックレイヤー法を用いたAl-CVDによれば、ワンショットの噴射ガスで、１オングストロームの膜厚を形成することができる。従って、トレンチ部（２８１、２８２）のうち、トラック幅を決めるのに直接関与する狭幅部２８１の幅を、オングストローム単位でコントロールできることになる。このことは、狭幅部２８１の幅によって定まるトラック幅を、実質的に、任意に、高精度にコントロールできることを意味する。

上述のようにして、下部ポール膜２１２を形成した後、図２５〜図２７に図示するように、レジストフレームRF2によって定められたパターンに、ギャップ膜２４、非磁性膜２９をめっき法によって成膜する。ギャップ膜２４は、めっきによって形成されるので、Ｒｕ、NiCu、Ｔａなどの非磁性導電材料が用いられる。スロートハイトを決める非磁性膜２９も、導電性を有する非磁性金属膜で構成する。

次に、図２８、図２９に図示するように、レジストフレームRF4を用いて、ギャップ膜２４を露出させる開口部と、後方のバックギャップ領域に相当する部位で、下部ヨーク膜２１１を露出させる開口部とを形成し、第１の上部ポール膜２２１及び第1のバックギャップ膜２１６をめっきによって形成する。第１の上部ポール膜２２１も、下部ポール膜２１２と同様、、NiFe(８０%：２０%)やNiFe(４５%：５５%)若しくはCoNiFe（２３kG、２１kG)のめっき膜として形成することができる。

第１の上部ポール膜２２１も、付着膜２８により、超高精度で、しかも、極めて狭い値に設定されている狭幅部２８１の内部に形成されることになる。これにより、トラック幅がオングストローム単位で制御されていて、従来技術では到底実現し得ない狭トラック幅を有するポール構造が得られることになる。

しかも、付着膜２８による超高精度化及び超微細化は、フレアポイントの画定にも、直接的に反映されるから、第１の上部ポール膜２２１において、媒体対向面からフレアポイントまでの距離を、オングストローム単位で定まる高精度で、かつ、短い値に設定することができる（図８参照）。

次に、レジストフレームRF4を除去し、その跡に、Al₂O₃等の無機材料でなる第１の絶縁膜２７１を、例えばスパッタなどによって成膜した後、CMPの適用によって，表面を平坦化する。これにより、図３０、図３１に示すように、保護膜Ｍ１の表面に合わせて、第１の絶縁膜２７１、第１の上部ポール膜２２１及び第１のバックギャップ膜２１６の表面を、平坦化した構造が得られる。

次に、図３２、図３３に図示するように、平坦化された表面上に、第５の絶縁膜２７５、第２の上部ポール膜２２２、第１の薄膜コイル２３３、第２の絶縁膜２７２及び第２のバックギャップ膜２１７を形成し、それらの表面を、CMPの適用によって平坦化する。第２の上部ポール膜２２２は、第１の上部ポール膜２２１に隣接して、めっきによって形成される。第２のバックギャップ膜２１７は、第１のバックギャップ膜２１６に隣接して、めっきによって形成される。第１の薄膜コイル２３３もめっきによって形成されるものであって、周りが有機第２の絶縁膜２７２によって埋められている。

次に、図３４、図３５に図示するように、第３の上部ポール膜２２４、第３のバックギャップ膜２１８、第２の薄膜コイル２３４、第３の絶縁膜２７３、第４の絶縁膜２７４、及び第６の絶縁膜２７６を、通常のプロセスに従って成膜し、更に、第５の絶縁膜２７５の表面に、第３の上部ポール膜２２４と第３のバックギャップ膜２１８とを磁気的に連結する上部ヨーク膜２２３を形成する。上部ヨーク膜２２３は、NiFeまたはCoNiFeなどのパターンめっきとして成膜する。この後、保護のための絶縁膜２７７を、スパッタなどによって成膜する。これにより、図１〜図８に図示した薄膜磁気ヘッドが得られる。

＜製造方法の実施例２＞
製造方法に係る実施例２は、図３６〜図５４に図示されている。この製造方法は、図９〜図１１に図示した薄膜磁気ヘッドの製造に向けられている。

まず、図３６〜図３８を参照すると、下部ヨーク膜２１１の表面には、既に、第２の下部ヨーク膜２１３、第１のバックギャップ膜２１６、第１の薄膜コイル２３３及び第１の絶縁膜２７１が形成されており、第１の絶縁膜２７１には、イオンミリングやRIEの適用によって、トレンチ部（２８１、２８２）が既に設けられている。第１の薄膜コイル２３３は、第３の絶縁膜２７３により、下部ヨーク膜２１１から電気絶縁され、更に、周囲が有機絶縁材料でなる第２の絶縁膜２７２によって埋められている。第２の下部ヨーク膜２１３、第１のバックギャップ膜２１６、第１の薄膜コイル２３３及び第２の絶縁膜２７２の表面は，CMPなどの手段によって平坦化されており、その表面上に第１の絶縁膜２７１が付着されている。第１の絶縁膜２７１の表面には、保護膜Ｍ４及びトレンチ部（２８１、２８２）の形成に供されたレジストフレームRF5が付着されている。

次に、レジストフレームRF５を、周知の手段によって除去した後、図３９、図４０に図示するように、トレンチ部（２８１、２８２）の内面、第１の絶縁膜２７１の上の保護膜Ｍ４、第２の下部ヨーク膜２１３及び第１のバックギャップ膜２１６の表面に、Al₂O₃のアトミックレイヤー法によるAl-CVD膜でなる付着膜２８を形成する。これにより、超高精度で、超微細な膜厚を有する付着膜２８が形成される。

したがって、トレンチ部（２８１、２８２）のトラック幅は、超高精度で、しかも、極めて狭い値に設定される。これにより、トラック幅がオングストローム単位で制御されていて、従来技術では到底実現し得ない狭トラック幅を有する薄膜磁気ヘッドが得られることになる。

次に、トレンチ部（２８１、２８２）の内側面に付着した付着膜２８は残して、底面に露出する付着膜２８を、ドライエッチングによって除去し、底部に下部ヨーク膜２１１の表面を露出させる。

次に、図４１〜図４３に図示するように、下部ヨーク膜２１１及び第２の下部ヨーク膜２１３をシード電極として、めっき法を実行し、下部ポール膜２１２を付着させる。トレンチ部（２８１、２８２）の内面のうち、内部底面には、下部ヨーク膜２１１が露出しているので、上述しためっきが可能である。下部ポール膜２１２は、NiFe(８０%：２０%)やNiFe(４５%：５５%)若しくはCoNiFe（２３kG、２１kG)のめっき膜として形成することができる。

ここで、付着膜２８は、アトミックレイヤー法によるAl-CVD膜として形成されるので、トレンチ部（２８１、２８２）のうち、トラック幅に直接に関与する狭幅部２８１は、オングストローム単位で制御されることになり、従来技術では到底実現し得ない狭トラック幅を有する下部ポール膜２１２が得られることになる。付着膜２８は、膜厚が５〜５０ｎｍの範囲に設定することができるから、この範囲で、下部ポール膜２１２のトラック幅を微細にコントロールすることができることになる。

図４１〜図４３では、下部ポール膜２１２及びギャップ膜２４を、めっきによって成膜した後、レジストフレームRF6を形成し、レジストフレームRF6によって定められた所定の位置に、スロートハイトを決める非磁性膜２９を、めっき法の適用によって形成する。非磁性膜２９は、導電性を有する非磁性金属膜で構成する。図４１〜図４３は、非磁性膜２９を成膜した後の状態を示している。ギャップ膜２４は、めっきによって形成されるので、Ｒｕ、NiCu、Ｔａなどの非磁性導電材料が用いられる。ギャップ膜２４も、付着膜２８により、超高精度で、しかも、極めて狭い値に設定されているトレンチ部（２８１、２８２）の内部に形成されることになる。

次に、図４４〜図４６に図示するように、ギャップ膜２４の上に、スロートハイトを決める非磁性膜２９を形成し、更に、図４７〜図４９に図示するように、第１の上部ポール膜２２１をめっき法の適用によって成膜する。このとき、同時に、第２のバックギャップ膜２１７も形成する。第１の上部ポール膜２２１及び第２のバックギャップ膜２１７も、NiFe(８０%：２０%)やNiFe(４５%：５５%)若しくはCoNiFe（２３kG、２１kG)のめっき膜として形成することができる。

第１の上部ポール膜２２１も、付着膜２８により、超高精度で、しかも、極めて狭い値に設定されているトレンチ部（２８１、２８２）の狭幅部２８１の内部に形成されることになる。これにより、トラック幅がオングストローム単位で制御され、従来技術では到底実現し得ない狭トラック幅を有する第１の上部ポール膜２２１が得られることになる。付着膜２８は、膜厚が５〜５０ｎｍの範囲に設定することができるから、この範囲で、第１の上部ポール膜２２１のトラック幅を微細にコントロールすることができる。

しかも、付着膜２８による超高精度化及び超微細化は、フレアポイントにも、直接的に反映されるから、第１の上部ポール膜２２１において、媒体対向面からフレアポイントまでの距離を、オングストローム単位で定まる高精度で、かつ、短い値に設定することができる（図８参照）。

次に、図５０〜図５２に図示するように、第２の上部ポール膜２２２、第３のバックギャップ膜２１８、第２の薄膜コイル２３４及び第４の絶縁膜２７４を、通常のプロセスに従って成膜する。そして、第２の上部ポール膜２２２、第３のバックギャップ膜２１８、第２の薄膜コイル２３４及び第４の絶縁膜２７４の表面をCMPによって平坦化し、その上に第５の絶縁膜２７５を形成した後、図５３及び図５４に図示するように、第５の絶縁膜２７５の表面に、第２の上部ポール膜２２２と第３のバックギャップ膜２１８とを磁気的に連結する上部ヨーク膜２２３を形成する。上部ヨーク膜２２３は、NiFeまたはCoNiFeなどのパターンめっき法によって成膜する。この後、保護のための絶縁膜２７７を、スパッタなどによって成膜する。

＜製造方法の実施例３＞
製造方法に係る実施例３は、図５５〜図７１に図示されている。この製造方法は、図１２〜図１４に図示した薄膜磁気ヘッドの製造に向けられている。

まず、図５５、図５６を参照すると、下部ヨーク膜２１１の表面には、既に、第１の薄膜コイル２３３及び第１の絶縁膜２７１が形成されており、第１の絶縁膜２７１には、トレンチ部（２８１、２８２）が既に設けられている。第１の薄膜コイル２３３は、第３の絶縁膜２７３により、下部ヨーク膜２１１から電気絶縁され、更に、周囲が第２の絶縁膜２７２によって埋められている。第２の絶縁膜２７２の周囲は、更に、第１の絶縁膜２７１によって覆われている。第１の絶縁膜２７１の表面には、保護膜M5及びトレンチ部（２８１、２８２）の形成に供されたレジストフレームRF８が付着されている。

次に、レジストフレームRF８を、周知の手段によって除去し、トレンチ部（２８１、２８２）の内面に、アトミックレイヤー法を用いて、Al-CVD膜でなる付着膜２８を形成し、更に、トレンチ部（２８１、２８２）の内部底面の付着膜２８を除去し、下部ヨーク膜２１１を露出させる。そして、下部ヨーク膜２１１をシード電極として、その上に下部ポール膜２１２をめっき法によって成膜する。これにより、トラック幅がオングストローム単位で制御されていて、従来技術では到底実現し得ない狭トラック幅を有する薄膜磁気ヘッドが得られることになる。付着膜２８は、膜厚が５〜５０ｎｍの範囲に設定することができるから、この範囲で、下部ポール膜２１２のトラック幅を微細にコントロールすることができることになる。

次に、図５７、図５８に図示するように、必要なパターンを有するレジストフレームRF9を形成した後、スロートハイトを決める非磁性膜２９を、めっきによって形成する。レジストフレームRF10は、トレンチ部（２８１、２８２）の内部にも入る。図５９、図６０は、非磁性膜２９を形成した後の状態を示している。

次に、図６１、図６２に図示するように、下部ポール膜２１２及び非磁性膜２９の上に、ギャップ膜２４をめっき法によって形成する。ギャップ膜２４は、めっきによって形成されるので、Ｒｕ、NiCu、Ｔａなどの非磁性導電材料が用いられる。ギャップ膜２４も、付着膜２８により、超高精度で、しかも、極めて狭い値に設定されているトレンチ部（２８１、２８２）の狭幅部２８１の内部に形成されることになる。

次に、図６３〜図６５に図示するように、ギャップ膜２４及び第１のバックギャップ膜２１６の表面に、第１の上部ポール膜２２１をめっき法によって成膜する。第１の上部ポール膜２２１も、付着膜２８により、超高精度で、しかも、極めて狭い値に設定されているトレンチ部（２８１、２８２）の内部に形成されることになる。これにより、トラック幅がオングストローム単位で制御されていて、従来技術では到底実現し得ない狭トラック幅を有する第１の上部ポール膜２２１が得られることになる。

しかも、付着膜２８による超高精度化及び超微細化は、フレアポイントの画定にも、直接的に反映されるから、第１の上部ポール膜２２１において、媒体対向面からフレアポイントまでの距離を、オングストローム単位で定まる高精度で、かつ、短い値に設定することができる（図８参照）。

次に、図６６〜図６８に図示するように、第２の上部ポール膜２２２、第３のバックギャップ膜２１８、第２の薄膜コイル２３４及び第４、第５の絶縁膜２７４、２７５を、通常のプロセスに従って成膜し、更に、図６９〜図７１に図示するように、第５の絶縁膜２７５の表面に、第２の上部ポール膜２２２と第３のバックギャップ膜２１８とを磁気的に連結する上部ヨーク膜２２３を形成する。上部ヨーク膜２２３は、NiFeまたはCoNiFeなどのパターンめっきとして成膜する。この後、保護のための絶縁膜２７７を、スパッタなどによって成膜する。

＜その他＞
ところで、狭幅部２８１の内部で、均一な膜厚を有するギャップ膜２４を、めっきによって成膜する手法として、図７２及び図７３に示す２段階めっきが有効である。通常、一回目のめっきによっては、図７２に図示するように、めっき２４１の表面が波打つような形状になる。そこで、一回目のめっき処理が終わった後、２回目のめっき２４２を実行する。これにより、図７３に図示するように、均一な膜厚のギャップ膜２４が形成される。

３．磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置
本発明は、更に、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置についても開示する。図７４及び図７５を参照すると、本発明に係る磁気ヘッド装置は、図１〜図１４に示した薄膜磁気ヘッド４００と、ヘッド支持装置６とを含む。ヘッド支持装置６は、金属薄板でなる支持体６１の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体６２を取付け、この可撓体６２の下面に薄膜磁気ヘッド４００を取付けた構造となっている。

具体的には、可撓体６２は、支持体６１の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部６２１、６２２と、支持体６１から離れた端において外側枠部６２１、６２２を連結する横枠６２３と、横枠６２３の略中央部から外側枠部６２１、６２２に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片６２４とを有する。横枠６２３のある方向とは反対側の一端は、支持体６１の自由端付近に溶接等の手段によって取付けられている。

支持体６１の下面には、例えば半球状の荷重用突起６２５が設けられている。この荷重用突起６２５により、支持体６１の自由端から舌状片６２４へ荷重力が伝えられる。

薄膜磁気ヘッド４００は、舌状片６２４の下面に接着等の手段によって取付けられている。薄膜磁気ヘッド４００は、ピッチ動作及びロ〜ル動作が許容されるように支持されている。

本発明に適用可能なヘッド支持装置６は、上記実施例に限定するものではなく、これまで提案され、またはこれから提案されることのあるヘッド支持装置を、広く適用できる。例えば、支持体６１と舌状片６２４とを、タブテープ（TAB）等のフレキシブルな高分子系配線板を用いて一体化したもの等を用いることもできる。また、従来より周知のジンバル構造を持つものを自由に用いることができる。

次に、図７６を参照すると、本発明に係る磁気記録再生装置は、軸７０の回りに回転可能に設けられた磁気ディスク７１と、磁気ディスク７１に対して情報の記録及び再生を行う薄膜磁気ヘッド７２と、薄膜磁気ヘッド７２を磁気ディスク７１のトラック上に位置決めするためのアッセンブリキャリッジ装置７３とを備えている。

アセンブリキャリッジ装置７３は、軸７４を中心にして回動可能なキャリッジ７５と、このキャリッジ７５を回動駆動する例えばボイスコイルモータ（VCM）からなるアクチュエータ７６とから主として構成されている。

キャリッジ７５には、軸７４の方向にスタックされた複数の駆動アーム７７の基部が取り付けられており、各駆動アーム７７の先端部には、薄膜磁気ヘッド７２を搭載したヘッドサスペンションアッセンブリ７８が固着されている。各ヘッドサスペンションアセンブリ７８は、その先端部に有する薄膜磁気ヘッド７２が、各磁気ディスク７１の表面に対して対向するように駆動アーム７７の先端部に設けられている。

駆動アーム７７、ヘッドサスペンションアッセンブリ７８及び薄膜磁気ヘッド７２は、図７４、図７５を参照して説明した磁気ヘッド装置を構成する。薄膜磁気ヘッド７２は、図１〜図１４に示した構造を有する。従って、図７６に示した磁気記録再生装置は、図１〜図１４を参照して説明した作用効果を奏する。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドを媒体対向面側から見た底面図である。 図１に示した薄膜磁気ヘッドの断面図である。 図１、図２に示した薄膜磁気ヘッドの書込素子部分を拡大して示す断面図である。 図３に示した書込素子部分を媒体対向面側から見た拡大図である。 図３及び図４に示した薄膜磁気ヘッドにおけるトレンチ部の配置を示す図である。 図５Ａに示したトレンチ部に対する下部ポール膜、ギャップ膜及び第１の上部ポール膜の配置を示す図である。 図５Ｂに示した下部ポール膜、ギャップ膜及び第１の上部ポール膜の配置に対し上部ヨーク膜を配置した状態を示す図である。 図３〜図５に示した書込み素子部分を示す斜視図である。 従来の薄膜磁気ヘッドの問題点を示す上部ヨーク及び上部ポール膜の一部拡大平面図である。 図３〜図６に示したヨーク及びポールの構造を有する本発明の利点を示す一部拡大平面図である。 発明に係る薄膜磁気ヘッドの別の実施例における書込素子部分を拡大して示す断面図である。 図９に示した書込素子部分を媒体対向面側から見た拡大図である。 図９及び図１０に示した書込素子部分を示す斜視図である。 本発明に係る薄膜磁気ヘッドの別の実施例における書込素子部分を拡大して示す断面図である。 図１２に示した書込素子部分を媒体対向面側から見た拡大図である。 図１２及び図１３に示した書込素子部分を示す斜視図である。 トレンチ部形成する前の状態を示す図である。 図１５の正面断面図である。 トレンチ部形成工程を示す図である。 図１７の正面断面図である。 図１７、図１８に示した状態を左側（図において）から見た断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 は、図１７〜図１９に示した工程の後のアトミックCVD膜形成工程を示す図である。 図２０を左側から見た断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図２０、図２１に示した工程の後の工程を示す図である。 図２２を左側から見た断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図２２、図２３に示した工程の後の工程を示す図である。 図２４の後の工程を示す断面図である。 図２５に示した工程の後の工程を示す図である。 図２６を左側から見た断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図２６、図２７に示した工程の後の工程を示す図である。 図２８を左側から見た断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図２８、図２９に示した工程の後の形成工程を示す図である。 図３０を左側から見た断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図３０、図３１に示した工程の後の工程を示す図である。 図３２を左側から見た断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図３２、図３３に示した工程の後の工程を示す図である。 図３４を左側から見た断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 トレンチ部形成工程を示す図である。 図３６の正面断面図である。 図３６の左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図３６〜図３８に示した工程の後の工程を示す図である。 図３９の左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図３９、図４０に示した工程の後の工程を示す図である。 図４１の正面断面図である。 図４２の左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図４１〜図４３に示した工程の後の工程を示す図である。 図４４の正面断面図である。 図４５の左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図４４〜図４６に示した工程の後の工程を示す図である。 図４７の正面断面図である。 図４８の左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図４７〜図４９に示した工程の後の工程を示す図である。 図５０の正面断面図である。 図５１の左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図５０〜図５２に示した工程の後の工程を示す図である。 図５３の正面断面図である。 トレンチ部形成工程を示す図である。 図５５の左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図５５、図５６に示した工程の後の工程を示す図である。 図５７の左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図５７、図５８に示した工程の後の工程を示す図である。 図５９の左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図５９、図６０に示した工程の後の工程を示す図である。 図６１の左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図６１、図６２に示した工程の後の工程を示す図である。 図６３の正面断面図である。 図６４の左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図６３〜図６５に示した工程の後の工程を示す図である。 図６６の断面図である。 図６７の拡大された左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 図６６〜図６８に示した工程の後の工程を示す図である。 図６９の正面断面図である。 図６９の拡大された左側面断面図で、ハッチングを省略して示す図である。 ギャップ膜の形成工程を示す図である。 図７２に示した工程の後の工程を示す図である。 本発明に係る薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ヘッド装置の正面図である。 図７４に示した磁気ヘッド装置の底面図である。 図７４、図７５に示した磁気ヘッド装置を用いた磁気ディスク装置を示す図である。

符号の説明

２ 書込素子
２４ ギャップ膜
２８ 付着膜
２１１ 下部ヨーク膜
２１２ 下部ポール膜
２２１ 上部ポール膜
２７１ 無機絶縁膜

Claims (40)

1. 書込素子を含む薄膜磁気ヘッドであって、前記書込素子は、下部ヨーク膜と、第１の絶縁膜と、下部ポール膜と、ギャップ膜と、上部ポール膜とを含んでおり、
   前記第１の絶縁膜は、無機絶縁材料でなり、前記下部ヨーク膜の表面に設けられ、少なくとも磁極端部に対応する部分にトレンチ部を有しており、前記トレンチ部の底面に前記下部ヨーク膜の表面が現れており、
   前記下部ポール膜は、前記トレンチ部の底面において、前記下部ヨーク膜の前記表面に付着されており、
   前記ギャップ膜は、導電性非磁性膜であって、前記トレンチ部の内部において、前記下部ポール膜の表面に付着されており、
   前記上部ポール膜は、前記トレンチ部の内部において、前記ギャップ膜の表面に付着されている、
   薄膜磁気ヘッド。
2. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記下部ポール膜、前記ギャップ膜及び前記上部ポール膜は、めっき膜である、薄膜磁気ヘッド。
3. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記トレンチ部は、内側面に非磁性材料でなる非磁性膜を有しており、
   前記下部ポール膜の前記磁極端部及び前記上部ポール膜の前記磁極端部は、前記非磁性膜によって縮小されたトラック幅を有する、
   薄膜磁気ヘッド。
4. 請求項３に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記非磁性膜は、CVD膜である、薄膜磁気ヘッド。
5. 請求項３に記載されて薄膜磁気ヘッドであって、前記非磁性膜は、Al₂O₃を主成分とする、薄膜磁気ヘッド。
6. 請求項３に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記非磁性膜は、アトミックレイヤー法を用いたAl-CVD膜である、薄膜磁気ヘッド。
7. 請求項６に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記Al-CVD膜は、膜厚が５〜５０ｎｍの範囲にある、薄膜磁気ヘッド。
8. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
   前記トレンチ部は、狭幅部分と、拡幅部分とを含んでおり、
   前記狭幅部分は、前記下部ポール膜の磁極端部、及び、前記上部ポール膜の磁極端部を収納する部分であり、
   前記拡幅部は、前記狭幅部分の後方に連続しており、
   前記下部ポール膜は、前記狭幅部分及び前記拡幅部において連続する、
   薄膜磁気ヘッド。
9. 請求項８に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記ギャップ膜は、前記狭幅部分及び前記拡幅部において連続する、薄膜磁気ヘッド。
10. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記上部ポール膜は、後方部で面積が拡大されており、面積拡大の始点となるフレアポイントから前記媒体と対向する面までの距離が、０.１〜０.５μｍの範囲にある、薄膜磁気ヘッド。
11. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記上部ポール膜の後方に、スロートハイトを決める非磁性膜を有する、薄膜磁気ヘッド。
12. 請求項１１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記非磁性膜は、前記ギャップ膜の上に付着されている、薄膜磁気ヘッド。
13. 請求項１１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
    前記非磁性膜は、前部分が前記下部ポール膜に付着され、後部分が前記前部分から立上がり前記非磁性膜に付着されている、薄膜磁気ヘッド。
14. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、上部ヨーク膜と、薄膜コイルとを含み、
    前記上部ヨーク膜は、前記上部ポール膜と、前記下部ヨーク膜の後部とを磁気的に結合しており、
    前記薄膜コイルは、前記下部ヨーク膜、前記下部ポール膜、前記ギャップ膜、前記上部ポール膜及び前記上部ヨーク膜を巡る磁気回路を励磁する、
    薄膜磁気ヘッド。
15. 請求項１４に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
    前記上部ポール膜と、前記下部ヨーク膜との結合部と、前記下部ポール膜、前記ギャップ膜及び前記上部ポール膜との間が、第２の絶縁膜によって埋められており、
    前記薄膜コイルは、前記第２の絶縁膜の前記表面に形成されている、
    薄膜磁気ヘッド。
16. 請求項１５に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記第２の絶縁膜及び前記上部ポール膜の表面は、表面が、同一平面となるように平坦化されている、薄膜磁気ヘッド。
17. 請求項１４に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
    前記下部ヨーク膜は、第１の下部ヨーク膜と、第２の下部ヨーク膜とを含み、
    前記第１の下部ヨーク膜は、表面が平坦面を構成しており、
    前記第２の下部ヨーク膜は、前記第１の下部ヨーク膜の前記表面上において、限定された位置に設けられており、
    前記下部ポール膜、前記ギャップ膜及び前記上部ポール膜は、前記第２の下部ヨーク膜の表面に設けられており、
    前記薄膜コイルは、第１の薄膜コイルと、第２の薄膜コイルとを含み、
    前記第１の薄膜コイルは、前記上部ポール膜と前記下部ヨーク膜との結合部と、前記第２の下部ヨーク膜との間に設けられており、
    前記第１の薄膜コイルの上において、前記上部ポール膜と前記下部ヨーク膜との結合部と、前記下部ポール膜、前記ギャップ膜及び前記上部ポール膜との間が、前記第１の絶縁膜によって埋められており、
    前記第２の薄膜コイルは、前記第１の絶縁膜の上に設けられている、
    薄膜磁気ヘッド。
18. 請求項１７に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記第１の絶縁膜及び前記上部ポール膜の表面は、平坦化されている、薄膜磁気ヘッド。
19. 請求項１８に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
    更に、第２の上部ポール膜を含み、前記第２の上部ポール膜は、前記第１の上部ポール膜の上に設けられており、
    前記第２の上部ポール膜及び前記第２の薄膜コイルは、表面が、同一平面となるように平坦化されている、
    薄膜磁気ヘッド。
20. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、さらに、読取素子を含む、薄膜磁気ヘッド。
21. 請求項２０に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記読取素子は、GMR素子又は強磁性トンネル接合膜を含む、薄膜磁気ヘッド。
22. 薄膜磁気ヘッドと、磁気記録媒体とを含む磁気記録再生装置であって、
    前記薄膜磁気ヘッドは、書込素子を含んでおり、前記書込素子は、下部ヨーク膜と、第１の絶縁膜と、下部ポール膜と、ギャップ膜と、上部ポール膜とを含んでおり、
    前記第１の絶縁膜は、無機絶縁材料でなり、前記下部ヨーク膜の表面に設けられ、少なくとも磁極端部に対応する部分にトレンチ部を有しており、前記トレンチ部の底面に前記下部ヨーク膜の表面が現れており、
    前記下部ポール膜は、前記トレンチ部の底面において、前記下部ヨーク膜の前記表面に付着されており、
    前記ギャップ膜は、導電性非磁性膜であって、前記トレンチ部の内部において、前記下部ポール膜の前記磁極端部の表面に付着されており、
    前記上部ポール膜は、前記トレンチ部の内部において、前記ギャップ膜の表面に付着されており、
    前記薄膜磁気ヘッドは、前記磁気記録媒体との間で磁気記録及び再生を行なう、
    磁気記録再生装置。
23. 請求項２２に記載された磁気記録再生装置であって、前記下部ポール膜、前記ギャップ膜及び前記上部ポール膜は、めっき膜である、磁気記録再生装置。
24. 請求項２２に記載された磁気記録再生装置であって、
    前記トレンチ部は、内側面に非磁性材料でなる付着膜を有しており、
    前記下部ポール膜の前記磁極端部及び前記上部ポール膜の前記磁極端部は、前記付着膜によって縮小されたトラック幅を有する、
    磁気記録再生装置。
25. 請求項２４に記載された磁気記録再生装置であって、前記付着膜は、CVD膜である、磁気記録再生装置。
26. 請求項２４に記載されて磁気記録再生装置であって、前記非磁性膜は、Al₂O₃を主成分とする、磁気記録再生装置。
27. 請求項２２に記載された磁気記録再生装置であって、前記非磁性膜は、アトミックレイヤー法を用いたAl-CVD膜である、磁気記録再生装置。
28. 請求項２７に記載された磁気記録再生装置であって、前記Al-CVD膜は、膜厚が５〜５０ｎｍの範囲にある、磁気記録再生装置。
29. 請求項２２に記載された磁気記録再生装置であって、
    前記トレンチ部は、狭幅部分と、拡幅部分とを含んでおり、
    前記狭幅部分は、前記下部ポール膜の前記磁極端部、及び、前記上部ポール膜の前記磁極端部を収納する部分であり、
    前記拡幅部は、前記狭幅部分の後方に連続しており、
    前記下部ポール膜は、前記狭幅部分及び前記拡幅部において連続する、
    磁気記録再生装置。
30. 請求項２９に記載された磁気記録再生装置であって、前記ギャップ膜は、前記狭幅部分及び前記拡幅部において連続する、磁気記録再生装置。
31. 請求項２２に記載された磁気記録再生装置であって、前記上部ポール膜は、後方部で面積が拡大されており、面積拡大の始点となるフレアポイントから前記媒体と対向する面までの距離が、０.１〜０.５μｍの範囲にある、磁気記録再生装置。
32. 請求項２２に記載された磁気記録再生装置であって、前記上部ポール膜の後方に、スロートハイトを決める非磁性膜を有する、磁気記録再生装置。
33. 請求項２２に記載された磁気記録再生装置であって、前記薄膜磁気ヘッドは、さらに、読取素子を含む、磁気記録再生装置。
34. 請求項３２に記載された磁気記録再生装置であって、前記読取素子は、GMR素子又は強磁性トンネル接合膜を含む、磁気記録再生装置。
35. 書込素子を含む薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
    下部ヨーク膜の表面上に無機絶縁膜を形成し、
    前記無機絶縁膜に、前記下部ヨーク膜の前記表面が底部に露出するように、トレンチ部を形成し、
    その後、前記トレンチ部の内部に、下部ポール膜、ギャップ膜及び上部ポール膜をめっき法によって形成する、
    工程を含む、製造方法。
36. 請求項３５に記載された製造方法であって、
    前記無機絶縁膜に、前記トレンチ部を形成した後、前記トレンチ部の内部に、前記下部ポール膜、前記ギャップ膜及び前記上部ポール膜を形成する前、前記トレンチ部の内壁面に、無機材料の付着膜を形成し、
    次に、前記付着膜のうち、前記トレンチ部の底部に存在する部分を除去する工程を含む、製造方法。
37. 請求項３６に記載された製造方法であって、前記付着膜はCVD法によって形成する、製造方法。
38. 請求項３７に記載された製造方法であって、前記付着膜は、アトミックレイヤー法によって形成する、製造方法。
39. 請求項３８に記載された製造方法であって、前記付着膜は、膜厚が５〜５０ｎｍの範囲となるように形成する、製造方法。
40. 請求項３９に記載された製造方法であって、前記下部ポール膜を形成した後、前記上部ポール膜を形成する前に、前記下部ポール膜の後方に、スロートハイトを決める非磁性膜を形成する工程を含む、製造方法。

Images