JP2006344327A - Thin film magnetic head having cavity - Google Patents

Thin film magnetic head having cavity Download PDF

Info

Publication number
JP2006344327A
JP2006344327A JP2005170698A JP2005170698A JP2006344327A JP 2006344327 A JP2006344327 A JP 2006344327A JP 2005170698 A JP2005170698 A JP 2005170698A JP 2005170698 A JP2005170698 A JP 2005170698A JP 2006344327 A JP2006344327 A JP 2006344327A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic head
thin film
cavity
layer
head element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005170698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Uejima
聡史 上島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2005170698A priority Critical patent/JP2006344327A/en
Publication of JP2006344327A publication Critical patent/JP2006344327A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film magnetic head that avoids troubles such as thermal asperity or clash by securely controlling an effective distance d<SB>M</SB>between an end of a magnetic head element and a magnetic disk surface even if the head is reduced in size, HGA having the thin film magnetic head, and HDD having the HGA. <P>SOLUTION: A thin film magnetic head has a substrate, and a magnetic head element including at least one reading magnetic head element and at least one writing magnetic head element provided on the substrate. At least one cavity having a closed space for absorbing part of thermal expansion of the magnetic head element is provided near the magnetic head element, or between the at least one reading magnetic head element and the at least one writing magnetic head element. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁界信号を書き込んだり読み出したりするための薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ(HGA)及びこのHGAを備えた磁気ディスク装置(HDD)に関する。   The present invention relates to a thin film magnetic head for writing and reading a magnetic field signal, a head gimbal assembly (HGA) including the thin film magnetic head, and a magnetic disk device (HDD) including the HGA.

HDDが備えている薄膜磁気ヘッドは、信号の書き込み又は読み出しに際して、回転する磁気ディスク上において流体力学的に所定の間隙(浮上量)をもって浮上する。薄膜磁気ヘッドは、この浮上状態において、電磁コイル素子から発生する磁界を用いて磁気ディスクに信号の書き込みを行い、磁気抵抗(MR)効果素子によって磁気ディスクからの信号磁界を感受して読み出しを行う。   The thin-film magnetic head provided in the HDD floats hydrodynamically with a predetermined gap (flying amount) on the rotating magnetic disk when signals are written or read. In this floating state, the thin film magnetic head writes a signal to the magnetic disk using a magnetic field generated from the electromagnetic coil element, and reads and reads the signal magnetic field from the magnetic disk by a magnetoresistive (MR) effect element. .

近年のHDDの大容量化に伴う高記録密度化に際して、薄膜磁気ヘッドのトラック幅はより小さな値に設定されている。この設定による書き込み及び読み出し能力の低下を回避するために、最近のHDDにおいては、浮上量をより低下させて、磁気ヘッド素子端と磁気ディスク表面との磁気的な実効距離dをより小さく設計する傾向にある。実際に、この実効距離dの値は、10nm程度又はそれ以下に設定されている。 With the recent increase in recording density accompanying the increase in capacity of HDDs, the track width of thin film magnetic heads is set to a smaller value. In order to avoid a decrease in writing and reading ability due to this setting, in recent HDDs, the flying height is further reduced, and the magnetic effective distance d M between the magnetic head element end and the magnetic disk surface is designed to be smaller. Tend to. Indeed, the value of the effective distance d M is set to 10nm about or less.

この磁気ヘッド素子が有する電磁コイル素子に記録用の電流を通電すると、一般に、ジュール熱及び渦電流損熱等による熱膨張が原因となって、磁気ヘッド素子が磁気ディスク表面方向に突出する、いわゆるTPTP(Thermal Pole Tip Protrusion)現象が発生する。ここで、実効距離dが上述したような微小値に設定されている場合、突出した磁気ヘッド素子の端が磁気ディスク表面に接触してしまうおそれが生じる。このような接触が生じた場合、その際の摩擦熱によってMR効果素子の電気抵抗値が変化し、異常信号が発生してしまうなどの問題(サーマルアスペリティ(thermal asperity))が起こり得る。さらには、クラッシュが発生する危険性も高くなる。 When a current for recording is applied to the electromagnetic coil element of the magnetic head element, generally, the magnetic head element protrudes toward the surface of the magnetic disk due to thermal expansion due to Joule heat, eddy current loss heat, or the like. TPTP (Thermal Pole Tip Protrusion) phenomenon occurs. Here, if the effective distance d M is set to small value as described above, there is a risk that the edge of the magnetic head element protruding resulting in contact with the magnetic disk surface. When such contact occurs, a problem (thermal asperity) such as an abnormal signal being generated due to a change in the electrical resistance value of the MR effect element due to frictional heat at that time may occur. Furthermore, the risk of crashing is increased.

このような問題を生じる接触を回避するために、磁気ヘッド素子の近傍に発熱体を設け、むしろTPTP現象を積極的に利用して、実効距離dを制御する技術が開示されている(例えば、特許文献1、2及び3)。これらの技術においては、あらかじめ発熱体の熱量による突出を見込んで実効距離dを設計し、駆動時には発熱体への通電量によって実効距離dの調整を図っている。 In order to avoid such a contact that causes such a problem, a technique is disclosed in which a heating element is provided in the vicinity of the magnetic head element, and rather, the effective distance d M is controlled by actively utilizing the TPTP phenomenon (for example, Patent Documents 1, 2, and 3). In these techniques, the effective distance d M designed in anticipation of projecting by heat in advance the heating element, at the time of driving thereby achieving the adjustment of the effective distance d M by energization of the heating element.

米国特許第5991113号明細書U.S. Pat. No. 5,991,113 特開2003−272335号公報JP 2003-272335 A 特開2003−168274号公報JP 2003-168274 A

しかしながら、HDDのさらなる小型化に伴って、発熱体を用いた実効距離dの制御にも限界が生じるという問題が生じていた。 However, with further miniaturization of HDD, a problem that limits to control the effective distance d M using a heating element it occurs had occurred.

現在、携帯電話、その他のモバイル用途の各種機器において、大容量の情報を記録する必要からHDDの搭載が盛んに進められている。その際、HDDは大容量であるとともに非常に小型であることが要求される。この大容量小型化に伴って、対応する薄膜磁気ヘッドにおいてもさらなる小型化が不可避となっている。   Currently, in various types of mobile phones and other mobile devices, HDDs are actively installed because of the need to record a large amount of information. At that time, the HDD is required to have a large capacity and a very small size. Along with this reduction in capacity, further reduction in size is inevitable in the corresponding thin film magnetic head.

このような小型化した薄膜磁気ヘッド内に発熱体を設けて、この発熱体のみで実効距離dを制御しようとしても、発熱体と磁気ヘッド素子の距離を十分な大きさに設定し難く、また、熱膨張する磁気ヘッド素子自身がさらに微細化しているため、制御が非常に困難となっている。 Such a heating element is provided in the miniaturized in the thin film magnetic head, attempting to control the effective distance d M only the heating element, it is difficult to set the distance of the heating element and the magnetic head element to a sufficient size, Further, since the thermally expanding magnetic head element itself is further miniaturized, it is very difficult to control.

さらに、構造が微細化した薄膜磁気ヘッドにおいて、発熱体のような構造体を所定の精度及び信頼性を持って形成する場合、工数、費用ともに相当の負担となってしまう。すなわち、発熱体に代わって、又は発熱体と併せて実効距離dを制御する手段として、複雑な構造を有するものは採用し難い。 Further, in a thin film magnetic head having a miniaturized structure, when a structure such as a heating element is formed with a predetermined accuracy and reliability, both man-hours and costs are considerably burdened. That is, instead of the heating element, or as a heating element in conjunction means for controlling the effective distance d M are hardly employed those having a complicated structure.

従って、本発明の目的は、小型化した際にも確実に、磁気ヘッド素子端と磁気ディスク表面との実効距離dを制御することにより、サーマルアスペリティやクラッシュ等の障害を回避することが可能な薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたHGA及びこのHGAを備えたHDDを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention, ensuring even when miniaturized, by controlling the effective distance d M of the magnetic head element end and the magnetic disk surface, can be avoided thermal asperity or failure crash like An object of the present invention is to provide a thin film magnetic head, an HGA equipped with the thin film magnetic head, and an HDD equipped with the HGA.

本発明について説明する前に、明細書において用いられる用語の定義を行う。
基板の素子形成面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。例えば、「絶縁層上に下部磁極層がある」とは、下部磁極層が、絶縁層よりも積層方向側にあることを意味する。
Before describing the present invention, terms used in the specification will be defined.
In the laminated structure of magnetic head elements formed on the element formation surface of the substrate, the component on the substrate side with respect to the reference layer is assumed to be “below” or “below” the reference layer, which becomes the reference It is assumed that the component located on the side in the stacking direction from the layer is “above” or “above” the reference layer. For example, “the lower magnetic pole layer is on the insulating layer” means that the lower magnetic pole layer is on the side of the stacking direction with respect to the insulating layer.

また、1つの積層構造内において、2つの構成要素の位置を比較する際、素子形成面により近い方を「下部」とし、より遠い方を「上部」とする。例えば、電磁コイル素子内に設けられた2つの磁極層のうち、「下部磁極層」とは、素子形成面により近い方を意味することとする。   Further, when comparing the positions of two components in one laminated structure, the closer to the element formation surface is defined as “lower”, and the farther is defined as “upper”. For example, of the two magnetic pole layers provided in the electromagnetic coil element, the “lower magnetic pole layer” means the one closer to the element formation surface.

本発明によれば、基板と、この基板上に設けられた少なくとも1つの読み出し磁気ヘッド素子及び少なくとも1つの書き込み磁気ヘッド素子を含む磁気ヘッド素子とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、この磁気ヘッド素子の近傍に、又は少なくとも1つの読み出し磁気ヘッド素子及び少なくとも1つの書き込み磁気ヘッド素子の間に、磁気ヘッド素子の熱膨張の一部を吸収するための密閉空間を有する少なくとも1つの空洞部を備えた薄膜磁気ヘッドが提供される。   According to the present invention, a thin film magnetic head comprising a substrate and a magnetic head element including at least one read magnetic head element and at least one write magnetic head element provided on the substrate, the magnetic head At least one cavity having a sealed space for absorbing part of the thermal expansion of the magnetic head element in the vicinity of the element or between at least one read magnetic head element and at least one write magnetic head element; A thin film magnetic head is provided.

また、磁気ヘッド素子を覆うように基板上に被覆部が設けられており、空洞部の少なくとも1つが、この被覆部内に形成されていることも好ましい。この際、空洞部の少なくとも1つが、被覆部の熱膨張の一部を吸収するための密閉空間を有していることが好ましい。さらに、基板上に、少なくとも1つの発熱手段が設けられていることも好ましい。   It is also preferable that a covering portion is provided on the substrate so as to cover the magnetic head element, and at least one of the hollow portions is formed in the covering portion. At this time, it is preferable that at least one of the hollow portions has a sealed space for absorbing a part of the thermal expansion of the covering portion. Furthermore, it is also preferable that at least one heat generating means is provided on the substrate.

密閉空間を有する空洞部が、磁気ヘッド素子の近傍に、又は読み出し磁気ヘッド素子及び書き込み磁気ヘッド素子の間に設けられている。このため、磁気ヘッド素子又は被覆部が、書き込み動作時又は発熱手段の作動時に熱膨張すると、この空洞部の密閉空間が、これらの熱膨張のうちの一部を内壁を突出させる形で吸収する。この際、空洞部の位置、大きさ、形状及び構造等を適切に設定することによって、磁気ヘッド素子の磁気ディスク表面方向への突出を調整して実効距離dを制御することができる。その結果、サーマルアスペリティやクラッシュを回避しつつ、読み出し及び書き込み特性を向上させることが可能となる。 A cavity having a sealed space is provided in the vicinity of the magnetic head element or between the read magnetic head element and the write magnetic head element. For this reason, when the magnetic head element or the covering portion is thermally expanded during a writing operation or when the heating means is operated, the sealed space of the hollow portion absorbs a part of the thermal expansion in a form of protruding the inner wall. . At this time, the position of the cavities, the size, by appropriately setting the shape and structure, etc., can control the effective distance d M by adjusting the protrusion of the magnetic disk surface direction of the magnetic head element. As a result, it is possible to improve read and write characteristics while avoiding thermal asperities and crashes.

ここで、空洞部の少なくとも1つが、磁気ヘッド素子の浮上面とは反対側に位置していることも好ましく、磁気ヘッド素子の基板とは反対側に位置していることも好ましい。さらには、少なくとも1つの空洞部の少なくとも一部が、基板内に設けられていることも好ましい。空洞部が、このような位置であって磁気ヘッド素子の近傍に設けられている場合、磁気ヘッド素子のヘッド端面を隆起させる方向以外の熱膨張を有効に吸収することができる。   Here, it is also preferable that at least one of the hollow portions is located on the opposite side to the air bearing surface of the magnetic head element, and it is also preferred that it is located on the opposite side to the substrate of the magnetic head element. Furthermore, it is also preferable that at least a part of at least one cavity is provided in the substrate. When the hollow portion is provided at such a position and in the vicinity of the magnetic head element, it is possible to effectively absorb thermal expansion other than the direction in which the head end surface of the magnetic head element is raised.

また、空洞部の輪郭形状が浮上面とは垂直な対称面を有しており、この対称面が磁気ヘッド素子の浮上面とは垂直な対称面と一致していることが好ましい。さらには、空洞部が複数設けられており、これらの複数の空洞部が、磁気ヘッド素子の浮上面とは垂直な対称面を対称面とする面対称の位置に配置されていることも好ましい。空洞部がこれらのように配置されている場合、磁気ヘッド素子の突出のトラック幅方向における対称性を確保することができる。   Further, it is preferable that the contour shape of the cavity has a symmetry plane perpendicular to the air bearing surface, and this symmetry surface coincides with the symmetry surface perpendicular to the air bearing surface of the magnetic head element. Furthermore, it is also preferable that a plurality of cavities are provided, and the plurality of cavities are arranged at plane-symmetric positions with a plane of symmetry perpendicular to the air bearing surface of the magnetic head element. When the hollow portions are arranged as described above, the symmetry of the protrusion of the magnetic head element in the track width direction can be ensured.

また、空洞部の密閉空間の気圧が、熱膨張を有効に吸収するために、真空成膜装置の背圧程度、又はヘッド駆動温度において1気圧未満であることが好ましい。ただし、ヘッド駆動温度において1気圧以上の気体が含まれていても熱膨張を有効に吸収するのであれば、本発明の範囲内である。   Further, in order to effectively absorb the thermal expansion, the air pressure in the sealed space of the cavity is preferably less than 1 atm at the back pressure level of the vacuum film forming apparatus or at the head driving temperature. However, it is within the scope of the present invention as long as thermal expansion is effectively absorbed even if a gas of 1 atm or more is contained at the head driving temperature.

また、空洞部が、自身の内部に少なくとも1つの補強柱又は補強壁を備えていることも好ましい。これにより、例えば、磁気ヘッド素子等の熱膨張の多くの部分を吸収する大きなサイズの空洞部を形成することも可能となる。   It is also preferred that the cavity has at least one reinforcing column or reinforcing wall inside itself. Thereby, for example, it is possible to form a large-sized cavity that absorbs a large part of thermal expansion, such as a magnetic head element.

本発明によれば、また、上述した薄膜磁気ヘッドを備えており、磁気ヘッド素子のための信号線と、この薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構とをさらに備えたHGAが提供される。   According to the present invention, there is further provided an HGA that includes the above-described thin film magnetic head, and further includes a signal line for the magnetic head element and a support mechanism that supports the thin film magnetic head.

本発明によれば、さらにまた、上述したHGAを少なくとも1つ備えており、少なくとも1つの磁気ディスクと、この少なくとも1つの磁気ディスクに対して上述した薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するための記録再生回路とをさらに備えたHDDが提供される。   Further, according to the present invention, at least one HGA described above is provided, and at least one magnetic disk, and writing and reading operations performed by the above-described thin film magnetic head on the at least one magnetic disk are controlled. There is further provided an HDD further comprising a recording / reproducing circuit for the purpose.

本発明の薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたHGA及びこのHGAを備えたHDDによれば、小型化した際にも確実に、磁気ヘッド素子端と磁気ディスク表面との実効距離dを制御することができる。その結果、サーマルアスペリティやクラッシュ等の障害を回避することが可能となる。 According to the thin film magnetic head of the present invention, the HGA including the thin film magnetic head, and the HDD including the HGA, the effective distance d M between the end of the magnetic head element and the surface of the magnetic disk is ensured even when the size is reduced. Can be controlled. As a result, troubles such as thermal asperity and crash can be avoided.

以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring an accompanying drawing. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals. In addition, the dimensional ratios in the components in the drawings and between the components are arbitrary for easy viewing of the drawings.

図1は、本発明によるHDDの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図であり、図2は、本発明によるHGAの一実施形態を概略的に示す斜視図である。また、図3(A)は、図2の実施形態におけるHGAの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッド(スライダ)を概略的に示す斜視図であり、図3(B)は、図3(A)の磁気ヘッド素子の一実施形態を概略的に示す平面図である。   FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a main part in an embodiment of an HDD according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view schematically showing an embodiment of an HGA according to the present invention. 3A is a perspective view schematically showing a thin film magnetic head (slider) attached to the tip of the HGA in the embodiment of FIG. 2, and FIG. 3B is a perspective view of FIG. It is a top view which shows roughly one Embodiment of the magnetic head element of A).

図1において、10は、スピンドルモータ11の回転軸の回りを回転する複数の磁気ディスク、12は、薄膜磁気ヘッド(スライダ)21をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、13は、この薄膜磁気ヘッドの書き込み及び読み出し動作を制御するための記録再生回路をそれぞれ示している。   In FIG. 1, 10 is a plurality of magnetic disks rotating around the rotation axis of the spindle motor 11, 12 is an assembly carriage device for positioning a thin film magnetic head (slider) 21 on a track, and 13 is this thin film. 2 shows a recording / reproducing circuit for controlling writing and reading operations of the magnetic head.

アセンブリキャリッジ装置12には、複数の駆動アーム14が設けられている。これらの駆動アーム14は、ボイスコイルモータ(VCM)15によってピボットベアリング軸16を中心にして角揺動可能であり、この軸16に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム14の先端部には、HGA17が取り付けられている。各HGA17には、薄膜磁気ヘッド(スライダ)21が、各磁気ディスク10の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク10、駆動アーム14、HGA17は、単数であってもよい。   The assembly carriage device 12 is provided with a plurality of drive arms 14. These drive arms 14 can be angularly swung about a pivot bearing shaft 16 by a voice coil motor (VCM) 15 and are stacked in a direction along the shaft 16. An HGA 17 is attached to the tip of each drive arm 14. Each HGA 17 is provided with a thin film magnetic head (slider) 21 so as to face the surface of each magnetic disk 10. The magnetic disk 10, the drive arm 14, and the HGA 17 may be singular.

図2に示すように、HGA17は、サスペンション20の先端部に、磁気ヘッド素子を有するスライダ21を固着し、さらにそのスライダ21の端子電極に配線部材25の一端を電気的に接続して構成される。   As shown in FIG. 2, the HGA 17 is configured by fixing a slider 21 having a magnetic head element to the tip of a suspension 20 and electrically connecting one end of a wiring member 25 to a terminal electrode of the slider 21. The

サスペンション20は、ロードビーム22と、このロードビーム22上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ23と、ロードビーム22の基部に設けられたベースプレート24と、フレクシャ23上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材25とから主として構成されている。なお、図示されていないが、サスペンション20の途中にヘッド駆動用ICチップを装着してもよい。   The suspension 20 includes a load beam 22, a flexure 23 having elasticity fixedly supported on the load beam 22, a base plate 24 provided at the base of the load beam 22, and a lead conductor provided on the flexure 23. And the wiring member 25 which consists of the connection pad electrically connected to the both ends is comprised mainly. Although not shown, a head driving IC chip may be mounted in the middle of the suspension 20.

薄膜磁気ヘッド(スライダ)21は、図3(A)に示すように、適切な浮上量を得るように加工された浮上面(ABS)30と、素子形成面31上に形成された磁気ヘッド素子32と、本発明の主要構成要素である空洞部35と、熱膨張によって磁気ヘッド素子32を磁気ディスク方向に突出させるための発熱体36と、素子形成面31上に形成された被覆層84の層面から露出した4つの信号端子電極37及び2つの駆動端子電極38とを備えている。ここで、磁気ヘッド素子32は、読み出し用のMR効果素子33と、書き込み用の電磁コイル素子34とを含む。また、4つの信号端子電極37は、MR効果素子33及び電磁コイル素子34に接続されており、2つの駆動端子電極38は、発熱体36に接続されている。   As shown in FIG. 3A, the thin film magnetic head (slider) 21 includes an air bearing surface (ABS) 30 processed so as to obtain an appropriate flying height, and a magnetic head element formed on the element forming surface 31. 32, a cavity 35 which is a main component of the present invention, a heating element 36 for projecting the magnetic head element 32 in the direction of the magnetic disk by thermal expansion, and a covering layer 84 formed on the element forming surface 31 Four signal terminal electrodes 37 and two drive terminal electrodes 38 exposed from the layer surface are provided. Here, the magnetic head element 32 includes an MR effect element 33 for reading and an electromagnetic coil element 34 for writing. The four signal terminal electrodes 37 are connected to the MR effect element 33 and the electromagnetic coil element 34, and the two drive terminal electrodes 38 are connected to the heating element 36.

2つの駆動端子電極38は、4つの信号端子電極37の群の両側にそれぞれ配置されている。これは、特開2004−234792号公報に記載されているように、MR効果素子33の配線と電磁コイル素子34の配線との間におけるクロストークを防止することができる配置である。ただし、クロストークが許容される場合には、2つの駆動端子電極38が、例えば4つの信号端子電極37の何れかの間の位置等に配置されていてもよい。なお、これらの端子電極の数も、図3(A)の形態に限定されるものではない。図3において端子電極は合計6つであるが、例えば、電極を5つとした上でグランドをスライダ基板に接地した形態でもよい。   The two drive terminal electrodes 38 are respectively arranged on both sides of the group of four signal terminal electrodes 37. This is an arrangement capable of preventing crosstalk between the wiring of the MR effect element 33 and the wiring of the electromagnetic coil element 34 as described in JP-A-2004-234792. However, when crosstalk is allowed, the two drive terminal electrodes 38 may be arranged at a position between any of the four signal terminal electrodes 37, for example. Note that the number of these terminal electrodes is not limited to that shown in FIG. In FIG. 3, the total number of terminal electrodes is six. However, for example, the number of electrodes may be five and the ground may be grounded to the slider substrate.

また、発熱体36は、必ずしも設置する必要はなく、発熱体36が省略された実施形態も本発明の範囲内である。その場合、2つの駆動端子電極38も不要となる。   Further, the heating element 36 is not necessarily installed, and an embodiment in which the heating element 36 is omitted is within the scope of the present invention. In that case, the two drive terminal electrodes 38 are also unnecessary.

MR効果素子33及び電磁コイル素子34においては、図3(B)に示すように、素子の一端がABS30側のヘッド端面300に達している。書き込み又は読み出し動作時には、スライダ21が回転する磁気ディスク表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、これらの素子端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受による読み出しと信号磁界の印加による書き込みとが行われる。また、本実施形態では、磁気ヘッド素子32のヘッド端面300(ABS30)とは反対側に、発熱体36が位置している。磁気ヘッド素子32は、発熱体36への通電によって発生した熱によって自身が熱膨張することにより、又は磁気ヘッド素子を取り囲む材料の熱膨張によって押し出されることにより、ヘッド端面300を隆起させる形で磁気ディスク表面方向に突出する。   In the MR effect element 33 and the electromagnetic coil element 34, as shown in FIG. 3B, one end of the element reaches the head end surface 300 on the ABS 30 side. During the writing or reading operation, the slider 21 floats hydrodynamically on the surface of the rotating magnetic disk with a predetermined flying height. At this time, when the element ends face the magnetic disk, reading by sensing the signal magnetic field and writing by applying the signal magnetic field are performed. In the present embodiment, the heating element 36 is located on the opposite side of the magnetic head element 32 from the head end surface 300 (ABS 30). The magnetic head element 32 magnetically expands itself by being thermally expanded by heat generated by energization of the heating element 36 or by being extruded by thermal expansion of a material surrounding the magnetic head element. Projects toward the disc surface.

空洞部35は、図3(B)に破線の輪郭で示すように、本実施形態においては、磁気ヘッド素子32の直上に位置しており、真空成膜装置の背圧程度の真空、又は1気圧未満の気体を含む密閉空間からなる。ここで、磁気ヘッド素子32又はその周囲の材料が熱膨張した場合に、空洞部35は、これらの熱膨張のうち上方に向かう分の一部を、自身の密閉空間内に突出させることによって吸収することができる。この際、空洞部の位置、大きさ、形状及び構造等を適切に設定することによって、磁気ヘッド素子32の磁気ディスク表面方向への突出が、一定の割合で制御良く調整可能となる。これにより、サーマルアスペリティやクラッシュを回避しつつ、読み出し及び書き込み特性を向上させることが可能となる。また、本実施形態においては、空洞部35の輪郭形状は、直方体となっていてヘッド端面300(ABS30)とは垂直な対称面(A−A線を含む同図紙面に垂直な面)を有しており、この対称面が磁気ヘッド素子32の対称面と一致している。これにより、熱膨張の吸収を対称性良く行うことが可能となるので、結果として、磁気ヘッド素子32の突出のトラック幅方向における対称性が確保される。   As shown by the outline of the broken line in FIG. 3B, the hollow portion 35 is located immediately above the magnetic head element 32 in the present embodiment, and the vacuum 35 is about the back pressure of the vacuum film-forming apparatus, or 1 Consists of a sealed space containing gas below atmospheric pressure. Here, when the magnetic head element 32 or the surrounding material is thermally expanded, the cavity 35 absorbs a part of the thermal expansion that protrudes upward into its sealed space. can do. At this time, by appropriately setting the position, size, shape, structure, and the like of the cavity, the protrusion of the magnetic head element 32 toward the surface of the magnetic disk can be adjusted at a constant rate with good control. This makes it possible to improve read and write characteristics while avoiding thermal asperities and crashes. In the present embodiment, the contour shape of the cavity 35 is a rectangular parallelepiped, and has a symmetrical plane perpendicular to the head end surface 300 (ABS 30) (a plane perpendicular to the drawing sheet surface including the AA line). The symmetry plane coincides with the symmetry plane of the magnetic head element 32. As a result, the thermal expansion can be absorbed with good symmetry, and as a result, the symmetry of the protrusion of the magnetic head element 32 in the track width direction is ensured.

なお、空洞部35の位置、形状、大きさ及び構造等は、上述の実施形態に限定されるものではない。空洞部35の他の実施形態については後に詳述する。   Note that the position, shape, size, structure, and the like of the cavity 35 are not limited to the above-described embodiment. Other embodiments of the cavity 35 will be described in detail later.

図4(A)は、図3(B)の磁気ヘッド素子の一実施形態としての長手磁気記録用磁気ヘッド素子32を備えた薄膜磁気ヘッドの要部の構成を示す、図3(B)のA−A線断面図である。また、図4(B)は、図3(B)の磁気ヘッド素子の他の実施形態としての垂直磁気記録用磁気ヘッド素子32′を備えた薄膜磁気ヘッドの要部の構成を示す、図3(B)のA−A線断面図である。図4(B)において、図4(A)の磁気ヘッド素子32と共通または対応する構成要素は、図4(A)と同一の参照番号を用いて示されており、その構成の説明は省略されている。また、両図におけるコイルの巻き数は図を簡略化するため、図3(B)における巻き数より少なく表されている。   4A shows the configuration of the main part of the thin film magnetic head provided with the magnetic head element 32 for longitudinal magnetic recording as one embodiment of the magnetic head element of FIG. 3B. It is AA sectional view. FIG. 4B shows a configuration of a main part of a thin film magnetic head including a magnetic head element 32 ′ for perpendicular magnetic recording as another embodiment of the magnetic head element of FIG. 3B. It is AA sectional view taken on the line of (B). In FIG. 4B, components that are the same as or correspond to those of the magnetic head element 32 in FIG. 4A are denoted by the same reference numerals as in FIG. 4A, and description of the configuration is omitted. Has been. Further, the number of turns of the coil in both figures is shown to be smaller than the number of turns in FIG. 3B in order to simplify the drawings.

図4において、210はスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するABS30を有している。このスライダ基板210のABS30を底面とした際の一つの側面である素子形成面31に、読み出し用のMR効果素子33と、書き込み用の電磁コイル素子34と、空洞部35と、発熱体36と、これらの構成要素を保護する被覆層84とが主に形成されている。   In FIG. 4, reference numeral 210 denotes a slider substrate having an ABS 30 facing the surface of the magnetic disk. An MR effect element 33 for reading, an electromagnetic coil element 34 for writing, a cavity 35, a heating element 36, and the like are formed on an element forming surface 31 that is one side surface when the ABS 30 of the slider substrate 210 is the bottom surface. A covering layer 84 that protects these components is mainly formed.

MR効果素子33は、MR積層体332と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層330及び上部シールド層334とを含む。MR積層体332は、面内通電型(CIP(Current In Plain))巨大磁気抵抗(GMR(Giant Magneto Resistive))多層膜、垂直通電型(CPP(Current Perpendicular to Plain))GMR多層膜、又はトンネル磁気抵抗(TMR(Tunnel Magneto Resistive))多層膜を含み、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。上下部シールド層334及び330は、MR積層体332が雑音となる外部磁界を受けることを防止する。   The MR effect element 33 includes an MR multilayer 332, and a lower shield layer 330 and an upper shield layer 334 disposed at positions sandwiching the multilayer. The MR multilayer 332 is composed of an in-plane energization type (CIP (Current In Plain)) giant magnetoresistance (GMR (Giant Magneto Resistive)) multilayer film, a vertical energization type (CPP (Current Perpendicular to Plain)) GMR multilayer film, or a tunnel. It includes a magnetoresistive (TMR (Tunnel Magneto Resistive)) multilayer film and senses a signal magnetic field from a magnetic disk with very high sensitivity. The upper and lower shield layers 334 and 330 prevent the MR multilayer 332 from receiving an external magnetic field that causes noise.

このMR積層体332がCIP-GMR多層膜を含む場合、上下部シールド層334及び330の各々とMR積層体332との間に絶縁用の上下部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、MR積層体332にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのMRリード導体層が形成される。一方、MR積層体332がCPP-GMR多層膜又はTMR多層膜を含む場合、上下部シールド層334及び330はそれぞれ上下部の電極としても機能する。この場合、上下部シールドギャップ層とMRリード導体層とは不要であって省略される。ただし、MR積層体332のヘッド端面300とは反対側のシールド層間、及びMR積層体332のトラック幅方向の両側には絶縁層が形成される。   When the MR multilayer 332 includes a CIP-GMR multilayer film, insulating upper and lower shield gap layers are provided between the upper and lower shield layers 334 and 330 and the MR multilayer 332, respectively. Further, an MR lead conductor layer for supplying a sense current to the MR multilayer 332 and taking out a reproduction output is formed. On the other hand, when the MR multilayer 332 includes a CPP-GMR multilayer film or a TMR multilayer film, the upper and lower shield layers 334 and 330 also function as upper and lower electrodes, respectively. In this case, the upper and lower shield gap layers and the MR lead conductor layer are unnecessary and are omitted. However, insulating layers are formed on the shield layer opposite to the head end surface 300 of the MR multilayer 332 and on both sides of the MR multilayer 332 in the track width direction.

電磁コイル素子34は、本実施形態において長手磁気記録用であり、下部磁極層340、書き込みギャップ層341、コイル層343、コイル絶縁層344及び上部磁極層345を備えている。下部磁極層340及び上部磁極層345は、コイル層343によって誘導された磁束の導磁路となっており、端部340a及び345aが、書き込みギャップ層341のうちヘッド端面300側の端部を挟持している。この書き込みギャップ層341の端部位置からの漏洩磁界によって長手磁気記録用の磁気ディスクに書き込みが行なわれる。なお、下部磁極層340及び上部磁極層345の磁気ディスク側の端は、ヘッド端面300に達しているが、ヘッド端面300には、極めて薄い保護膜としてダイヤモンドライクカーボン(DLC)等のコーティングが施されている。なお、コイル層343は同図において1層であるが、2層以上又はヘリカルコイルでもよい。   The electromagnetic coil element 34 is for longitudinal magnetic recording in this embodiment, and includes a lower magnetic pole layer 340, a write gap layer 341, a coil layer 343, a coil insulating layer 344 and an upper magnetic pole layer 345. The lower magnetic pole layer 340 and the upper magnetic pole layer 345 serve as a magnetic path for the magnetic flux induced by the coil layer 343, and the end portions 340a and 345a sandwich the end portion on the head end surface 300 side of the write gap layer 341. is doing. Writing to the magnetic disk for longitudinal magnetic recording is performed by the leakage magnetic field from the end position of the write gap layer 341. The ends of the lower magnetic pole layer 340 and the upper magnetic pole layer 345 on the magnetic disk side reach the head end surface 300, but the head end surface 300 is coated with diamond-like carbon (DLC) or the like as an extremely thin protective film. Has been. The coil layer 343 is one layer in the figure, but may be two or more layers or a helical coil.

また、上部シールド層334と下部磁極層340との間には、MR効果素子33及び電磁コイル素子34を分離するための絶縁材料又は金属材料等からなる非磁性層が設けられているが、同層は必ずしも必要ではなく、同層を省略して、下部磁極層を上部シールド層で兼用してもよい。   In addition, a nonmagnetic layer made of an insulating material or a metal material for separating the MR effect element 33 and the electromagnetic coil element 34 is provided between the upper shield layer 334 and the lower magnetic pole layer 340. The layer is not necessarily required. The same layer may be omitted, and the lower magnetic pole layer may also be used as the upper shield layer.

空洞部35は、真空成膜装置の背圧程度の真空、又は1気圧未満の気体を含む密閉空間350からなる。本実施形態においては、密閉空間350は、被覆層84等の絶縁材料で取り囲まれている。上述したように、密閉空間350の大きさ及び形状等の設定によって磁気ヘッド素子の突出が制御可能となるが、この大きさ及び形状は、絶縁層83の層厚、及び後述するように絶縁層83の形成前のパターニング形状によって決定することができる。   The cavity portion 35 is composed of a vacuum about the back pressure of the vacuum film forming apparatus or a sealed space 350 containing a gas of less than 1 atm. In the present embodiment, the sealed space 350 is surrounded by an insulating material such as the covering layer 84. As described above, the protrusion of the magnetic head element can be controlled by setting the size and shape of the sealed space 350. The size and shape depend on the thickness of the insulating layer 83 and the insulating layer as will be described later. It can be determined by the patterning shape before forming 83.

発熱体36は、本実施形態においては、磁気ヘッド素子32のヘッド端面300とは反対側であって、上下方向においてコイル層343と同じ高さの位置に設けられており、発熱層360及び発熱絶縁層361を備えている。この発熱層360に通電することによって所定の熱を発生させることが可能となっている。なお、発熱体36の直下には、発熱体自身の温度上昇を制御して信頼性を高めるための熱伝導層45が設けられている。この熱伝導層45は、発熱体36の直上にあってもよいし、不要であれば省略されてもよい。   In the present embodiment, the heating element 36 is provided on the opposite side of the head end surface 300 of the magnetic head element 32 and at the same height as the coil layer 343 in the vertical direction. An insulating layer 361 is provided. It is possible to generate predetermined heat by energizing the heat generating layer 360. Note that a heat conductive layer 45 is provided immediately below the heating element 36 for controlling the temperature rise of the heating element itself to improve reliability. The heat conductive layer 45 may be directly above the heating element 36 or may be omitted if not necessary.

次いで、図4(B)を用いて、本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施形態を説明する。   Next, another embodiment of the thin film magnetic head according to the present invention will be described with reference to FIG.

同図において、電磁コイル素子34′は、垂直磁気記録用であって、主磁極層340′、書き込みギャップ層341′、コイル層343′、コイル絶縁層344′及び補助磁極層345′を備えている。主磁極層340′は、コイル層343′によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの垂直磁気記録層まで収束させながら導くための導磁路であり、主磁極主要層3400′及び主磁極補助層3401′から構成されている。ここで、主磁極層340′のヘッド端面300側の端部340a′における層厚方向の長さ(厚さ)は、この主磁極主要層3400′のみの層厚に相当しており小さくなっている。この結果、高記録密度化に対応した微細な書き込み磁界を発生させることができる。   In the figure, an electromagnetic coil element 34 'is for perpendicular magnetic recording, and includes a main magnetic pole layer 340', a write gap layer 341 ', a coil layer 343', a coil insulating layer 344 ', and an auxiliary magnetic pole layer 345'. Yes. The main magnetic pole layer 340 'is a magnetic path for guiding the magnetic flux induced by the coil layer 343' while converging it to the perpendicular magnetic recording layer of the magnetic disk on which writing is performed. The magnetic pole auxiliary layer 3401 'is formed. Here, the length (thickness) in the layer thickness direction of the end 340a ′ on the head end surface 300 side of the main magnetic pole layer 340 ′ corresponds to the layer thickness of only the main magnetic pole main layer 3400 ′ and becomes smaller. Yes. As a result, a fine write magnetic field corresponding to higher recording density can be generated.

補助磁極層345′のヘッド端面300側の端部は、補助磁極層345′の他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部3450′となっている。このトレーリングシールド部3450′を設けることによって、トレーリングシールド部3450′の端部3450a′と主磁極層340′の端部340a′との間において磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読み出し時のエラーレートを小さくすることができる。なお、コイル層343′は同図において1層であるが、2層以上又はヘリカルコイルでもよい。   The end portion of the auxiliary magnetic pole layer 345 ′ on the head end face 300 side is a trailing shield portion 3450 ′ having a wider layer cross section than the other portion of the auxiliary magnetic pole layer 345 ′. By providing the trailing shield portion 3450 ′, the magnetic field gradient becomes steeper between the end portion 3450a ′ of the trailing shield portion 3450 ′ and the end portion 340a ′ of the main magnetic pole layer 340 ′. As a result, the jitter of the signal output is reduced, and the error rate at the time of reading can be reduced. The coil layer 343 'is one layer in the figure, but may be two or more layers or a helical coil.

図4(B)において、MR効果素子33′と電磁コイル素子34′との間に、さらに、素子間シールド層86及びバッキングコイル部85が形成されている。バッキングコイル部85は、バッキングコイル層850及びバッキングコイル絶縁層851から形成されており、電磁コイル素子34′から発生してMR効果素子33内の上下部シールド層を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み又は消去動作である広域隣接トラック消去(WATE)現象の抑制を図っている。なお、バッキングコイル部85からの磁束は、書き込み磁界を弱める方向にも作用する。従って、この作用を許容範囲内に限定するために、バッキングコイル層850の巻き数は、コイル層343′の巻き数よりも少なく設定されている。   In FIG. 4B, an inter-element shield layer 86 and a backing coil portion 85 are further formed between the MR effect element 33 ′ and the electromagnetic coil element 34 ′. The backing coil portion 85 is formed of a backing coil layer 850 and a backing coil insulating layer 851, and generates a magnetic flux generated from the electromagnetic coil element 34 'and canceling a magnetic flux loop passing through the upper and lower shield layers in the MR effect element 33. This is intended to suppress the wide area adjacent track erasure (WAIT) phenomenon, which is an unnecessary write or erase operation on the magnetic disk. Note that the magnetic flux from the backing coil portion 85 also acts in the direction of weakening the write magnetic field. Therefore, in order to limit this action within an allowable range, the number of turns of the backing coil layer 850 is set to be smaller than the number of turns of the coil layer 343 ′.

図5は、本発明による空洞部についての種々の変更態様を示す、磁気ヘッド素子近傍の断面図及び空洞部の斜視図である。なお、同図において、発熱体は図示されていないが、空洞部の位置以外の位置に設けられていてもよい。   FIG. 5 is a sectional view of the vicinity of the magnetic head element and a perspective view of the cavity, showing various modifications of the cavity according to the present invention. In addition, in the same figure, although the heat generating body is not illustrated, you may provide in positions other than the position of a cavity part.

図5(A)によれば、空洞部は、磁気ヘッド素子32のスライダ基板210とは反対側であって磁気ヘッド素子32の上方の位置(位置a)に設けられていてもよい。この位置は、図3並びに図4(A)及び(B)の実施形態における空洞部35の位置に相当する。また、空洞部は、MR効果素子33と電磁コイル素子34との間の位置(位置b)に設けられていてもよい。さらに、スライダ基板210とMR効果素子33との間の位置(位置c)、磁気ヘッド素子32の下方であってスライダ基板210内の位置(位置d又は位置e)に設けられていてもよい。   According to FIG. 5A, the cavity may be provided on the opposite side of the magnetic head element 32 from the slider substrate 210 and above the magnetic head element 32 (position a). This position corresponds to the position of the cavity 35 in the embodiment of FIGS. 3 and 4A and 4B. Further, the cavity may be provided at a position (position b) between the MR effect element 33 and the electromagnetic coil element 34. Further, it may be provided at a position (position c) between the slider substrate 210 and the MR effect element 33, below the magnetic head element 32 and at a position (position d or position e) in the slider substrate 210.

さらに、空洞部は、磁気ヘッド素子32のヘッド端面300(ABS30)とは反対側の領域内において、磁気ヘッド素子32のスライダ基板210とは反対側であって磁気ヘッド素子32よりも素子形成面31から遠い位置(位置f)、電磁コイル素子34と隣接する位置(位置g)、MR効果素子33と隣接する位置(位置h)、又はスライダ基板210内の位置(位置i又は位置j)に設けられていてもよい。   Further, the cavity is in a region opposite to the head end surface 300 (ABS 30) of the magnetic head element 32, on the side opposite to the slider substrate 210 of the magnetic head element 32, and on the element formation surface more than the magnetic head element 32. A position far from 31 (position f), a position adjacent to the electromagnetic coil element 34 (position g), a position adjacent to the MR effect element 33 (position h), or a position in the slider substrate 210 (position i or position j). It may be provided.

以上述べた位置a〜jはいずれも、磁気ヘッド素子32の熱膨張の一部を吸収することができる程度に磁気ヘッド素子32と近い距離にあって、磁気ヘッド素子32のヘッド端面300を隆起させる突出を制御することができる位置である。本明細書においては、このような条件を満たす位置の範囲を、磁気ヘッド素子32の「近傍」(図5(A)における領域50)とする。ただし、「近傍」の位置という場合に、MR効果素子33と電磁コイル素子34との間の位置(位置b)は除かれるものとする。従って、本発明による空洞部は、磁気ヘッド素子の近傍、又はMR効果素子33と電磁コイル素子34との間であれば、いずれの位置に設けられてもよい。   Each of the positions a to j described above is at a distance close to the magnetic head element 32 to such an extent that a part of the thermal expansion of the magnetic head element 32 can be absorbed, and the head end surface 300 of the magnetic head element 32 is raised. This is the position where the protrusion to be controlled can be controlled. In this specification, the range of the position that satisfies such a condition is defined as “near” the magnetic head element 32 (region 50 in FIG. 5A). However, in the case of the “near” position, the position (position b) between the MR effect element 33 and the electromagnetic coil element 34 is excluded. Therefore, the cavity according to the present invention may be provided in any position as long as it is in the vicinity of the magnetic head element or between the MR effect element 33 and the electromagnetic coil element 34.

さらに、空洞部は、複数設けられていてもよい。この際、複数の空洞部の位置は、位置a〜jのうち任意の複数の位置であってよい。例えば、複数の空洞部を、磁気ヘッド素子32を取り囲むように配置することにより、磁気ヘッド素子32のヘッド端面300を隆起させる方向以外の熱膨張を有効に吸収することができる。さらに、空洞部の大きさを十分に大きくすることによって、例えば位置aから位置fに渡る場所や位置fから位置hに渡る場所に、空洞部を設置してもよい。   Further, a plurality of hollow portions may be provided. At this time, the positions of the plurality of cavities may be any of the positions a to j. For example, by disposing the plurality of cavities so as to surround the magnetic head element 32, it is possible to effectively absorb thermal expansion other than the direction in which the head end surface 300 of the magnetic head element 32 is raised. Further, by sufficiently increasing the size of the hollow portion, the hollow portion may be installed, for example, in a place from the position a to the position f or a place from the position f to the position h.

さらに、空洞部は、図5(B)に示すように、磁気ヘッド素子32のヘッド端面300(ABS30)とは垂直な対称面51を自身の対称面としない位置に設けられていてもよい。ただし、この場合、熱膨張の吸収を対称性良く行うために、2つ又は複数の空洞部を、この対称面を対称面とする面対称の位置(例えば、位置k及び位置l)に配置することが好ましい。これにより、磁気ヘッド素子32の突出のトラック幅方向における対称性を確保することができる。   Further, as shown in FIG. 5B, the hollow portion may be provided at a position where the symmetry plane 51 perpendicular to the head end surface 300 (ABS 30) of the magnetic head element 32 is not its own symmetry plane. However, in this case, in order to absorb thermal expansion with good symmetry, two or more cavities are arranged at plane-symmetric positions (for example, position k and position l) with the plane of symmetry as the plane of symmetry. It is preferable. Thereby, the symmetry of the protrusion of the magnetic head element 32 in the track width direction can be ensured.

また、図5(C)における2つの空洞部52及び53のように、複数の空洞部が上下方向に隣接して配置されていてもよい。さらに、2つの空洞部54及び55のように、複数の空洞部がヘッド端面300と垂直な方向に隣接して配置されていてもよい。なお、図5(A)〜(C)において、MR効果素子33と電磁コイル素子34との上下の位置関係が逆であってもよく、この場合においても、磁気ヘッド素子の近傍、又はMR効果素子と電磁コイル素子との間に空洞部を設けることができる。   Further, like the two cavities 52 and 53 in FIG. 5C, a plurality of cavities may be arranged adjacent to each other in the vertical direction. Further, like the two cavities 54 and 55, a plurality of cavities may be arranged adjacent to each other in the direction perpendicular to the head end surface 300. 5A to 5C, the vertical positional relationship between the MR effect element 33 and the electromagnetic coil element 34 may be reversed. In this case as well, in the vicinity of the magnetic head element or the MR effect. A cavity can be provided between the element and the electromagnetic coil element.

さらに、空洞部は、図5(D)に示すように、その内部に、自身の強度を高めるための補強柱57及び/又は補強壁58を備えていてもよい。また、空洞部が、分離壁等によって複数の部分に分割されていてもよい。さらに、空洞部の輪郭形状は、直方体に限られず、円柱体、円錐体、任意の形状の底面を有する柱体又は錐体、球体、半球体、楕円体、半楕円体等であってもよい。すなわち、磁気ヘッド素子の近傍にあって熱膨張を吸収することができる形状であれば、本発明の空洞部の形状として、任意の立体形状が採用可能である。   Furthermore, as shown in FIG. 5D, the hollow portion may include a reinforcing column 57 and / or a reinforcing wall 58 for increasing its own strength. Moreover, the cavity part may be divided | segmented into the some part by the separation wall etc. Furthermore, the outline shape of the cavity is not limited to a rectangular parallelepiped, and may be a cylinder, a cone, a column or cone having a bottom surface of an arbitrary shape, a sphere, a hemisphere, an ellipsoid, a semi-ellipsoid, or the like. . That is, any three-dimensional shape can be adopted as the shape of the cavity of the present invention as long as it is in the vicinity of the magnetic head element and can absorb thermal expansion.

さらに、空洞部は、周囲を絶縁材料、基板材料その他のヘッド構成材料で囲まれた密閉空間56から構成されているが、この密閉空間56は、熱膨張を有効に吸収するために、真空、又は真空成膜装置の背圧程度の高真空状態であることが好ましい。ただし、ヘッド駆動温度において1気圧未満の気体が含まれていても熱膨張を有効に吸収するので、本発明の範囲内である。また、熱膨張を吸収するならば、1気圧以上の気体であってもよい。含まれる気体の種類として、窒素、アルゴン等の不活性ガスが好ましいが、酸化、腐食等の恐れが相当に低い場合には、酸素及び/又は水蒸気を含む空気等の気体であってもよい。さらに、空洞部内に、例えば形成工程から混入し得る粒状又は粉状の物質が入っていてもよく、空洞部内に、ヘッド構成材料よりも弾性率の低い柔らかな材料が満たされていてもよい。   Further, the cavity portion is constituted by a sealed space 56 surrounded by an insulating material, a substrate material, and other head constituent materials. The sealed space 56 is vacuum, in order to effectively absorb thermal expansion. Or it is preferable that it is a high vacuum state about the back pressure of a vacuum film-forming apparatus. However, even if a gas of less than 1 atm is included at the head driving temperature, the thermal expansion is effectively absorbed, and therefore is within the scope of the present invention. Moreover, if it absorbs thermal expansion, it may be a gas of 1 atm or more. An inert gas such as nitrogen or argon is preferable as the kind of gas contained, but when the risk of oxidation, corrosion, etc. is considerably low, a gas such as air containing oxygen and / or water vapor may be used. Further, the hollow portion may contain, for example, a granular or powdery substance that can be mixed from the forming step, and the hollow portion may be filled with a soft material having a lower elastic modulus than the head constituent material.

図6〜図8は、図4(A)に示した実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図であり、図3(B)におけるA−A線断面を示している。   6 to 8 are process diagrams for explaining a manufacturing process of the thin film magnetic head in the embodiment shown in FIG. 4A, and show a cross section taken along line AA in FIG.

以下、同図を用いて図4(A)に示した実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する。まず、図6(A)に示すように、例えばアルティック(Al−TiC)等から形成されたスライダ基板(ウエハ基板)210上に、例えばスパッタ法によって、例えばAl、SiO等からなる厚さ0.5〜5μm程度の下地絶縁層40を形成する。次いで、図6(B)に示すように、下地絶縁層40上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばNiFe、CoFeNi、CoFe、FeN若しくはFeZrN等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ0.5〜3μm程度の下部シールド層330を形成する。その後、例えばスパッタ法等によって、例えばAl、SiO等からなる絶縁膜を成膜し、化学的機械的研磨(CMP)等によって平坦化することにより、平坦化層41を形成する。 Hereinafter, the manufacturing process of the thin film magnetic head in the embodiment shown in FIG. First, as shown in FIG. 6A, on a slider substrate (wafer substrate) 210 formed of AlTiC (Al 2 O 3 —TiC) or the like, for example, by sputtering, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 A base insulating layer 40 made of 2 or the like and having a thickness of about 0.5 to 5 μm is formed. Next, as shown in FIG. 6B, the thickness formed on the base insulating layer 40 by, for example, frame plating or the like, for example, NiFe, CoFeNi, CoFe, FeN, or FeZrN, or a multilayer film made of these materials. A lower shield layer 330 having a thickness of about 0.5 to 3 μm is formed. Thereafter, an insulating film made of, for example, Al 2 O 3 , SiO 2, or the like is formed by, for example, a sputtering method, and planarized by chemical mechanical polishing (CMP) or the like, thereby forming the planarizing layer 41.

次いで、図6(C)に示すように、下部シールド層330上に、例えばスパッタ法、化学的気相析出(CVD)法等によって、例えばAl、SiO、AlN又はDLC等からなる厚さ0.01〜0.05μm程度の下部シールドギャップ層331を形成する。 Next, as shown in FIG. 6C, the lower shield layer 330 is made of, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 , AlN, or DLC, for example, by sputtering, chemical vapor deposition (CVD), or the like. A lower shield gap layer 331 having a thickness of about 0.01 to 0.05 μm is formed.

次いで、図6(D)に示すように、下部シールドギャップ層331上に、例えばスパッタ法等によって、厚さ数十nm程度の、異方性磁気抵抗(AMR)多層膜、GMR(スピンバルブ)多層膜又はTMR多層膜等のMR多層膜を形成する。次いで、MRリード層(図示せず)のネガ形状(パターンの有無が逆の形状)を有するレジストマスクパターンを形成する。同パターンの断面形状は、後のリフトオフに適した逆テーパ形状であることが好ましい。次いで、例えばミリング法等により、レジストマスクパターンをマスクにしてMR多層膜をエッチングする。次いで、レジストマスクパターンを除去することなく、磁区制御層(図示せず)及びMRリード層用の膜を例えばスパッタ法等によって形成する。その後、レジストマスクパターン並びにその上に形成された磁区制御層及びMRリード層用の膜を、アセトン、NMP等の有機溶剤で溶解して除去する(リフトオフ法)。ここで、磁区制御層用の膜は、例えばCoPt、CoPtCr等の反強磁性材料等からなり、厚さは数十nmである。また、MRリード層用の膜は、例えばW、TiW、Au、AuCu、Ta又はCu等の導電材料からなり、厚さは数十nmである。   Next, as shown in FIG. 6D, an anisotropic magnetoresistive (AMR) multilayer film, GMR (spin valve) having a thickness of about several tens of nanometers is formed on the lower shield gap layer 331 by, for example, sputtering. An MR multilayer film such as a multilayer film or a TMR multilayer film is formed. Next, a resist mask pattern having a negative shape of the MR lead layer (not shown) (a shape having a reverse pattern) is formed. The cross-sectional shape of the pattern is preferably a reverse taper shape suitable for later lift-off. Next, the MR multilayer film is etched using the resist mask pattern as a mask, for example, by milling. Next, without removing the resist mask pattern, a magnetic domain control layer (not shown) and an MR lead layer film are formed by, for example, sputtering. Thereafter, the resist mask pattern and the magnetic domain control layer and MR lead layer film formed thereon are dissolved and removed with an organic solvent such as acetone or NMP (lift-off method). Here, the magnetic domain control layer film is made of, for example, an antiferromagnetic material such as CoPt or CoPtCr, and has a thickness of several tens of nanometers. The film for the MR lead layer is made of a conductive material such as W, TiW, Au, AuCu, Ta, or Cu, and has a thickness of several tens of nm.

その後、MR多層膜とMRリード層とが合わさった形状を有するレジストマスクパターンを形成する。同パターンの断面形状は、後のリフトオフに適した逆テーパ形状であることが好ましい。次いで、例えばミリング法等により、レジストマスクパターンをマスクにしてMR多層膜及びMRリード層をエッチングする。次いで、レジストマスクパターンを除去することなく、リフィル平坦化層42用の絶縁膜を例えばスパッタ法等によって形成する。その後、レジストマスクパターン及びこの絶縁膜を、アセトン、NMP等の有機溶剤で溶解して除去する。このリフトオフ法によって、MR積層体332、磁区制御層、MRリード層、リフィル平坦化層42の形成が完了する。ここで、リフィル平坦化層42は、例えばAl、SiO、AlN又はDLC等の絶縁材料からなる。 Thereafter, a resist mask pattern having a shape in which the MR multilayer film and the MR lead layer are combined is formed. The cross-sectional shape of the pattern is preferably a reverse taper shape suitable for later lift-off. Next, the MR multilayer film and the MR lead layer are etched using the resist mask pattern as a mask by, for example, a milling method. Next, an insulating film for the refill planarization layer 42 is formed by, for example, a sputtering method without removing the resist mask pattern. Thereafter, the resist mask pattern and this insulating film are removed by dissolution with an organic solvent such as acetone or NMP. By this lift-off method, the formation of the MR multilayer 332, the magnetic domain control layer, the MR lead layer, and the refill planarization layer 42 is completed. Here, the refill planarization layer 42 is made of an insulating material such as Al 2 O 3 , SiO 2 , AlN, or DLC.

次いで、例えばスパッタ法、CVD法等によって、例えばAl、SiO、AlN又はDLC等からなる厚さ0.01〜0.05μm程度の上部シールドギャップ層333を形成する。次いで、例えばフレームめっき法等によって、上部シールドギャップ層333上に、例えばNiFe、CoFeNi、CoFe、FeN若しくはFeZrN等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ0.5〜3μm程度の上部シールド層334を形成する。さらに、上部シールド層334のパターンをマスクにして、リフィル平坦化層42及び上部シールドギャップ層333を例えばミリング法等によってエッチングする。以上の工程によって、MR効果素子33の形成を完了する。その後、図6(E)に示すように、Al、SiO等からなる絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、CMP等によって平坦化して平坦化層43を形成する。 Next, an upper shield gap layer 333 having a thickness of about 0.01 to 0.05 μm made of, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 , AlN, or DLC is formed by, for example, sputtering or CVD. Next, the upper shield having a thickness of about 0.5 to 3 μm made of NiFe, CoFeNi, CoFe, FeN, FeZrN or the like or a multilayer film made of these materials is formed on the upper shield gap layer 333 by frame plating, for example. Layer 334 is formed. Further, the refill planarization layer 42 and the upper shield gap layer 333 are etched by, for example, a milling method using the pattern of the upper shield layer 334 as a mask. Through the above steps, the formation of the MR effect element 33 is completed. Thereafter, as shown in FIG. 6E, an insulating film made of Al 2 O 3 , SiO 2 or the like is formed by, for example, a sputtering method or the like, and flattened by CMP or the like to form a flattened layer 43.

次いで、図6(F)に示すように、上部シールド層334上に、例えばスパッタ法、CVD法等によって、例えばAl、SiO、AlN又はDLC等の絶縁材料又はTi、Ta又はPt等の金属材料からなる厚さ0.1〜0.5μm程度の非磁性層44を、MR効果素子33と後に形成する電磁コイル素子とを分離するために形成する。次いで、図6(G)に示すように、非磁性層44上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばNiFe、CoFeNi、CoFe、FeN若しくはFeZrN等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ0.5〜3μm程度の下部磁極層340及び熱伝導層45を形成する。その後、図6(H)に示すように、例えばAl、SiO等の絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、例えばCMP等によって平坦化することによって平坦化層46を形成する。 Next, as shown in FIG. 6F, an insulating material such as Al 2 O 3 , SiO 2 , AlN, or DLC, or Ti, Ta, or Pt is formed on the upper shield layer 334 by, for example, sputtering or CVD. A nonmagnetic layer 44 made of a metal material such as 0.1 to 0.5 μm thick is formed to separate the MR effect element 33 and the electromagnetic coil element to be formed later. Next, as shown in FIG. 6G, the thickness formed on the nonmagnetic layer 44 by, for example, frame plating or the like, for example, NiFe, CoFeNi, CoFe, FeN, FeZrN, or the like, or a multilayer film made of these materials. A bottom pole layer 340 and a heat conductive layer 45 of about 0.5 to 3 μm are formed. Thereafter, as shown in FIG. 6H, for example, an insulating film such as Al 2 O 3 or SiO 2 is formed by, for example, a sputtering method or the like, and is flattened by, for example, CMP to form the planarizing layer 46. .

次いで、図7(A)に示すように、例えばスパッタ法、CVD法等によって、例えばAl、SiO、AlN又はDLC等の絶縁材料からなる厚さ0.01〜0.05μm程度の書き込みギャップ層341を形成する。その後、レジストマスクパターンを介して、例えばミリング法、反応性イオンエッチング(RIE)法等のドライエッチング法等によって、書き込みギャップ層341の一部を除去して下部磁極層340を露出させることにより、バックギャップ部47を形成する。次いで、図7(B)に示すように、書き込みギャップ層341上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばCu等からなる厚さ1〜5μm程度のコイル層343及び発熱層360を形成する。ただし、発熱層360は、別途、例えばNi、Cr、NiCu若しくはNiCuを含む材料、NiCr若しくはNiCrを含む材料、Ta又はTaを含む材料、又はW又はWを含む材料からなるスパッタ膜等を、例えばドライエッチング法等によって所望の形状にパターニングすることによって形成されてもよい。 Next, as shown in FIG. 7A, the thickness of about 0.01 to 0.05 μm made of an insulating material such as Al 2 O 3 , SiO 2 , AlN, or DLC is formed by, for example, sputtering or CVD. A write gap layer 341 is formed. Subsequently, by removing a part of the write gap layer 341 and exposing the lower magnetic pole layer 340 through a resist mask pattern by, for example, a dry etching method such as a milling method or a reactive ion etching (RIE) method, A back gap portion 47 is formed. Next, as shown in FIG. 7B, a coil layer 343 and a heating layer 360 having a thickness of about 1 to 5 μm made of, for example, Cu are formed on the write gap layer 341 by, for example, frame plating. However, the heat generating layer 360 is separately formed of, for example, a sputtered film made of a material containing Ni, Cr, NiCu or NiCu, a material containing NiCr or NiCr, a material containing Ta or Ta, or a material containing W or W, for example. It may be formed by patterning into a desired shape by a dry etching method or the like.

次いで、図7(C)に示すように、コイル層343及び発熱層360を覆うように、例えばフォトリソグラフィ法等によって、例えば加熱キュアされたノボラック系等のレジストからなる厚さ0.5〜7μm程度のコイル絶縁層344及び発熱絶縁層361を形成する。ここで、発熱絶縁層361は、省略されてもよい。次いで、図7(D)に示すように、書き込みギャップ層431上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばNiFe、CoFeNi、CoFe、FeN若しくはFeZrN等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ0.5〜3μm程度の上部磁極3450及びバックコンタクト磁極3451を形成する。   Next, as shown in FIG. 7C, a thickness of 0.5 to 7 μm made of a novolak resist or the like that is heated and cured by, for example, a photolithography method so as to cover the coil layer 343 and the heat generating layer 360. A coil insulating layer 344 and a heat insulating layer 361 are formed. Here, the heat insulating layer 361 may be omitted. Next, as shown in FIG. 7D, on the write gap layer 431, for example, by a frame plating method, for example, NiFe, CoFeNi, CoFe, FeN, FeZrN, etc., or a thickness made of a multilayer film made of these materials An upper magnetic pole 3450 and a back contact magnetic pole 3451 of about 0.5 to 3 μm are formed.

次いで、図7(E)に示すように、例えばAl、SiO等の絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、例えばCMP等によって平坦化することによって平坦化層48を形成する。次いで、図7(F)に示すように、例えばAl、SiO等からなる絶縁層49を例えばスパッタ法、CVD法等によって形成する。その後、レジストマスクパターンを介して、例えばミリング法、RIE法等のドライエッチング法等によって下地を露出させることにより、上部磁極−ヨーク接合部70と、バックコンタクト磁極−ヨーク接合部71と、コイル引き出し部72とを形成する。 Next, as shown in FIG. 7E, for example, an insulating film such as Al 2 O 3 or SiO 2 is formed by, for example, sputtering or the like, and is flattened by, for example, CMP to form the planarizing layer 48. . Next, as shown in FIG. 7F, an insulating layer 49 made of, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 or the like is formed by, for example, sputtering, CVD, or the like. Thereafter, the base is exposed through a resist mask pattern by, for example, a dry etching method such as a milling method or an RIE method, so that an upper magnetic pole-yoke junction 70, a back contact magnetic pole-yoke junction 71, and a coil lead-out are obtained. Part 72 is formed.

次いで、図8(A)に示すように、例えばフレームめっき法等によって、例えばNiFe、CoFeNi、CoFe、FeN若しくはFeZrN等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ0.5〜3μm程度のヨーク層3452及びコイルリード層80を形成する。ただし、コイルリード層80は、別途、例えばフレームめっき法等によってCu等の材料から形成されてもよい。その後、上部磁極3450及び下部磁極層340における書き込みギャップ層341を介した対向面のトラック幅方向の幅を揃えるために、トリムミリング処理等が施される。なお、以上の工程によって上部磁極3450、バックコンタクト磁極3451及びヨーク層3452が形成されることにより、上部磁極層345の形成が完了する。   Next, as shown in FIG. 8A, for example, by frame plating or the like, for example, NiFe, CoFeNi, CoFe, FeN, FeZrN, or the like or a multilayer film made of these materials has a thickness of about 0.5 to 3 μm. A yoke layer 3452 and a coil lead layer 80 are formed. However, the coil lead layer 80 may be separately formed from a material such as Cu by, for example, frame plating. Thereafter, trim milling or the like is performed in order to make the widths of the opposing surfaces of the upper magnetic pole 3450 and the lower magnetic pole layer 340 through the write gap layer 341 in the track width direction uniform. The upper magnetic pole 3450, the back contact magnetic pole 3451, and the yoke layer 3452 are formed by the above steps, whereby the formation of the upper magnetic pole layer 345 is completed.

次いで、図8(B)に示すように、例えばAl、SiO等の絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、例えばCMP等によって平坦化することによって平坦化層81を形成する。次いで、図8(C)に示すように、この平坦化された面上に、例えばスパッタ法、CVD法等によって、例えばAl、SiO、AlN又はDLC等からなる厚さ0.1〜0.5μm程度の絶縁層82を形成する。 Next, as shown in FIG. 8B, for example, an insulating film such as Al 2 O 3 or SiO 2 is formed by, for example, sputtering or the like, and is flattened by, for example, CMP to form a flattened layer 81. . Next, as shown in FIG. 8C, a thickness of 0.1, for example, made of Al 2 O 3 , SiO 2 , AlN, or DLC is formed on the planarized surface by, for example, sputtering or CVD. An insulating layer 82 having a thickness of about 0.5 μm is formed.

次いで、図9又は図10を用いて後に詳述する形成方法を用いて、空洞部35及び絶縁層83を形成し、その後、これらを覆うように、例えばスパッタ法等によって、例えばAl、SiO等からなる被覆層84を形成する。 Next, the cavity 35 and the insulating layer 83 are formed by using a formation method that will be described in detail later with reference to FIG. 9 or FIG. 10, and then, for example, by sputtering, for example, Al 2 O 3 so as to cover them. Then, a coating layer 84 made of SiO 2 or the like is formed.

次いで、形成工程が終了したスライダ基板であるウエハ基板を切断して複数の磁気ヘッド素子が一列状に並んだバー部材を形成する。次いで、このバー部材を研磨することによって所望のMRハイトを得るべく、MRハイト加工を行う。その後、MRハイト加工が施されたバー部材を個々のスライダ(薄膜磁気ヘッド)に切断分離することによって、薄膜磁気ヘッドの製造工程が終了する。   Next, the wafer substrate which is the slider substrate after the formation process is cut to form a bar member in which a plurality of magnetic head elements are arranged in a line. Next, MR height processing is performed to obtain a desired MR height by polishing the bar member. Thereafter, the bar member that has been subjected to MR height processing is cut and separated into individual sliders (thin film magnetic heads), thereby completing the manufacturing process of the thin film magnetic head.

以上、図4(A)に示した長手磁気記録用の薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明したが、当然に他の形成条件、態様で製造することも可能であり、また、図4(B)に示した垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドにおいても、上述した製造方法を適用又は応用することによって同様に製造することができる。   Although the manufacturing process of the thin film magnetic head for longitudinal magnetic recording shown in FIG. 4A has been described above, it is naturally possible to manufacture it with other formation conditions and modes. FIG. The thin film magnetic head for perpendicular magnetic recording shown in FIG. 5 can be manufactured in the same manner by applying or applying the above-described manufacturing method.

以下に、空洞部35の形成方法の一例について説明する。なお、空洞部の形成方法は、空洞部を図5(A)に示した位置の何れに設けるかによって、若干異なってくるが、以下の形成方法を基準にして、いずれの位置にも十分に形成可能であることは明らかである。   Below, an example of the formation method of the cavity part 35 is demonstrated. The method for forming the cavity portion is slightly different depending on where the cavity portion is provided in the position shown in FIG. 5A. However, the cavity portion is sufficiently formed at any position on the basis of the following formation method. It is clear that it can be formed.

図9は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、空洞部の形成工程の一態様を説明するための工程図であり、図3(B)におけるA−A線断面を示している。   FIG. 9 is a process diagram for explaining one aspect of the cavity forming process in the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention, and shows a cross section taken along line AA in FIG.

まず、図9(A)に示すように、下地となる層90上に、所望の空洞部形状を得るための所定の形状を有した厚さ0.01〜10μm程度のレジストパターン91を形成する。ここで、下地となる層90は、空洞部35を図8(D)の位置に設ける場合には、図8(C)における絶縁層82となる。または、例えばスライダ基板を下地となる層としてもよい。なお、レジストパターン91は、フォトレジストを塗布した後、マスクを用いて露光することによりマスクパターンを潜像として転写させて、その後、現像液による現像、水洗及び乾燥を順次行う公知の方法によって形成される。この際、必要に応じて、塗布直後および/又は現像前にフォトレジスト層を加熱してもよい。   First, as shown in FIG. 9A, a resist pattern 91 having a predetermined shape for obtaining a desired cavity shape is formed on a base layer 90 having a thickness of about 0.01 to 10 μm. . Here, the base layer 90 becomes the insulating layer 82 in FIG. 8C when the cavity 35 is provided at the position of FIG. Alternatively, for example, a slider substrate may be used as a base layer. The resist pattern 91 is formed by a known method in which a photoresist is applied and then exposed using a mask to transfer the mask pattern as a latent image, followed by development with a developer, washing with water, and drying. Is done. At this time, if necessary, the photoresist layer may be heated immediately after application and / or before development.

次いで、図9(B)に示すように、レジストパターン91を覆うように、例えばスパッタ法、CVD法等によって、例えばAl、SiO等からなる絶縁膜を成膜する。この絶縁層の厚さは、レジストパターン91の厚さ以上とする。また、必要に応じて、絶縁層の成膜前にレジストパターン91を加熱したり、他の熱、紫外線、電子線等を用いて軽くキュアしてもよい。その後、図9(C)に示すように、例えばCMP等によって絶縁膜表面を研磨して、レジストパターン91を露出させる。これにより、空洞部をその側面によって取り囲む絶縁層92が形成される。絶縁層92は、図8(D)においては、絶縁層83に相当する。次いで、さらにこの研磨面上に、例えばスパッタ法、CVD法等によって、例えばAl、SiO等からなる絶縁層93を形成する(図9(D))。ここで、絶縁層93の厚さは、同層が後に被るエッチングが良好に行われる程度に調整される。 Next, as shown in FIG. 9B, an insulating film made of, for example, Al 2 O 3 , SiO 2, or the like is formed so as to cover the resist pattern 91 by, for example, sputtering or CVD. The thickness of this insulating layer is set to be equal to or greater than the thickness of the resist pattern 91. Further, if necessary, the resist pattern 91 may be heated before forming the insulating layer, or lightly cured using other heat, ultraviolet rays, electron beams, or the like. Thereafter, as shown in FIG. 9C, the surface of the insulating film is polished by, for example, CMP to expose the resist pattern 91. As a result, an insulating layer 92 that surrounds the cavity with its side surface is formed. The insulating layer 92 corresponds to the insulating layer 83 in FIG. Next, an insulating layer 93 made of, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 or the like is formed on the polished surface by, for example, sputtering or CVD (FIG. 9D). Here, the thickness of the insulating layer 93 is adjusted to such an extent that the subsequent etching of the same layer is satisfactorily performed.

次いで、図9(E)に示すように、絶縁層93上に、フォトレジストを塗布して露光し、マスクパターンを潜像としてフォトレジストに転写する。ここで、必要に応じて、フォトレジストを塗布後に加熱してもよい。その後、図9(F)に示すように、現像液による現像、水洗及び乾燥を行い、所定の形状を有したレジストパターン94を形成する。ここで、必要に応じて、フォトレジストを現像前に加熱してもよい。   Next, as shown in FIG. 9E, a photoresist is applied to the insulating layer 93 and exposed, and the mask pattern is transferred to the photoresist as a latent image. Here, if necessary, the photoresist may be heated after coating. Thereafter, as shown in FIG. 9F, development with a developer, washing with water and drying are performed to form a resist pattern 94 having a predetermined shape. Here, if necessary, the photoresist may be heated before development.

次いで、図9(G)に示すように、レジストパターン94をマスクとして、例えばミリング法、RIE法等によって、エッチングがレジストパターン91に達するまで絶縁層93をエッチングする。その後、図9(H)に示すように、レジストパターン91及び94を、例えばアセトン、NMP等の有機溶剤等によって、それぞれ溶出及び剥離させる。ここで、レジストパターン94は、アッシング等によって剥離してもよい。次いで最後に、図9(I)に示すように、絶縁層93を覆うように、例えばスパッタ法、CVD法によって、例えばAl、SiO等からなる絶縁層95を形成する。これにより、密閉空間350を有する空洞部35の形成が完了する。 Next, as shown in FIG. 9G, the insulating layer 93 is etched using the resist pattern 94 as a mask until the etching reaches the resist pattern 91 by, for example, a milling method or an RIE method. Thereafter, as shown in FIG. 9H, the resist patterns 91 and 94 are eluted and peeled off, for example, with an organic solvent such as acetone or NMP. Here, the resist pattern 94 may be peeled off by ashing or the like. Then, finally, as shown in FIG. 9I, an insulating layer 95 made of, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 or the like is formed by, for example, sputtering or CVD so as to cover the insulating layer 93. Thereby, formation of the cavity part 35 which has the sealed space 350 is completed.

ここで、絶縁層95を形成して密閉する直前においては、スパッタ装置等の真空成膜装置の成膜チャンバ内にウエハ基板が設置されている。従って、密閉後には、密閉空間350は、この真空装置の背圧(例えば、10−7〜10−3Pa台)程度の気圧を有することになる。 Here, immediately before the insulating layer 95 is formed and sealed, the wafer substrate is set in a film forming chamber of a vacuum film forming apparatus such as a sputtering apparatus. Therefore, after sealing, the sealed space 350 has a pressure of about the back pressure (for example, 10 −7 to 10 −3 Pa) of the vacuum apparatus.

なお、以上の工程において、レジストパターン91の代わりにCu等の金属材料からなるパターンを用いてもよい。例えば、フレームめっき法等によって、Cuからなるパターンを形成して、以下同様に工程を進めることが可能である。ただし、この場合、図9(H)に示した溶出に用いる溶媒として酸を用いることになる。   In the above steps, instead of the resist pattern 91, a pattern made of a metal material such as Cu may be used. For example, a pattern made of Cu can be formed by frame plating or the like, and the process can proceed in the same manner. However, in this case, an acid is used as the solvent used for the elution shown in FIG.

図10は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、空洞部の形成工程の他の態様を説明するための工程図であり、図3(B)におけるA−A線断面を示している。   FIG. 10 is a process diagram for explaining another aspect of the cavity forming process in the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention, and shows a cross section taken along line AA in FIG.

図10(A)〜(G)に示した工程の態様においては、図10(B)において成膜される絶縁膜92′の厚さが、レジストパターン91′の厚さよりも小さい点に特徴がある。この際、絶縁層92′の厚さは、同層が後に被るエッチングが良好に行われる程度に調整することができる。従って、本態様においては、その後の絶縁膜表面の研磨(図9(C)に相当する工程)及びさらなる絶縁層の形成(図9(D)に相当する工程)を行う必要がない。すなわち、図10(B)において絶縁膜92′が成膜された後、そのまま、フォトレジストを塗布する工程(図10(C))を行い、フォトレジストパターン94′を形成し(図10(D))、次いで、絶縁膜92′をエッチングした後(図10(E))、レジストパターン91′及び94′をそれぞれ溶出及び剥離し(図10(F))、最後に絶縁層95′を形成することにより(図10(G))、図9(F)〜(I)と同様の工程を経て、空洞部35′を形成することができる。   10A to 10G is characterized in that the thickness of the insulating film 92 'formed in FIG. 10B is smaller than the thickness of the resist pattern 91'. is there. At this time, the thickness of the insulating layer 92 ′ can be adjusted to such an extent that the subsequent etching of the same layer is satisfactorily performed. Therefore, in this embodiment, it is not necessary to perform subsequent polishing of the surface of the insulating film (step corresponding to FIG. 9C) and formation of a further insulating layer (step corresponding to FIG. 9D). That is, after the insulating film 92 'is formed in FIG. 10B, a photoresist coating process (FIG. 10C) is performed as it is to form a photoresist pattern 94' (FIG. 10D). Next, after etching the insulating film 92 '(FIG. 10E), the resist patterns 91' and 94 'are eluted and peeled off (FIG. 10F), and finally the insulating layer 95' is formed. By doing so (FIG. 10G), the cavity 35 'can be formed through the same steps as in FIGS. 9F to 9I.

その結果、形成工程の本態様を用いることによって、空洞部形成の工数を削減することができる。ただし、形成後の最表面は、図10(G)に示すように、平坦化されていないので、その直上にそのまま素子を形成する場合には不適である。   As a result, by using this aspect of the forming process, the number of steps for forming the cavity can be reduced. However, since the outermost surface after formation is not flattened as shown in FIG. 10G, it is not suitable for forming an element as it is.

以上に示した空洞部の形成方法においては、図9(A)のレジストパターン91又は図10(A)のレジストパターン91′の形状を、所望の形状に設定することによって、種々の輪郭形状を有する空洞部が、形成可能となる。また、空洞部の厚さは、レジストパターン91又は91′の厚さと、その後に表面を研磨する場合にはその研磨量とによって、任意の値に設定可能となる。さらに、以上の形成方法を適用又は応用することによって、磁気ヘッド素子の近傍又はMR効果素子及び電磁コイル素子の間の位置であれば、所望の位置に、空洞部を形成することができる。従って、空洞部の形状、大きさ及び位置を所望の形態に設定することにより、磁気ヘッド素子の熱膨張を吸収する程度を調整して、実効距離dを適切に制御することにより、サーマルアスペリティやクラッシュ等の障害を回避することが可能となる。 In the cavity forming method described above, various contour shapes can be obtained by setting the shape of the resist pattern 91 in FIG. 9A or the resist pattern 91 ′ in FIG. 10A to a desired shape. The hollow part which has can be formed. Further, the thickness of the cavity can be set to an arbitrary value depending on the thickness of the resist pattern 91 or 91 'and the amount of polishing when the surface is polished thereafter. Furthermore, by applying or applying the above forming method, the cavity can be formed at a desired position in the vicinity of the magnetic head element or between the MR effect element and the electromagnetic coil element. Accordingly, by setting the shape, size, and position of the cavity to a desired form, the degree of absorption of thermal expansion of the magnetic head element is adjusted, and the effective distance d M is appropriately controlled, so that the thermal asperity And troubles such as crashes can be avoided.

さらに、空洞部内に、図5(D)に示した補強柱又は補強壁を形成する場合、図9(A)のレジストパターン91又は図10(A)のレジストパターン91′の形状に、補強柱又は補強壁のネガ形状を含ませておけばよい。これにより、次いで行われる絶縁膜の成膜の際に、このネガ形状を絶縁材料が埋めることによって、補強柱又は補強壁が形成される。   Further, when the reinforcing column or the reinforcing wall shown in FIG. 5D is formed in the hollow portion, the reinforcing column is formed into the shape of the resist pattern 91 in FIG. 9A or the resist pattern 91 ′ in FIG. Alternatively, the negative shape of the reinforcing wall may be included. Accordingly, when the insulating film is formed subsequently, the negative column shape is filled with the insulating material, whereby the reinforcing pillar or the reinforcing wall is formed.

以下、本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、空洞部を設けることの効果について、実施例を用いて説明する。   Hereinafter, the effect of providing the cavity in the thin film magnetic head according to the present invention will be described with reference to examples.

(従来例、比較例、並びに実施例1及び2)
図11は、従来の薄膜磁気ヘッドにおける、書き込み動作時の磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量を示す特性図である。
(Conventional example, comparative example, and examples 1 and 2)
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the amount of protrusion at the end of the magnetic head element and the end of the coating layer during a write operation in a conventional thin film magnetic head.

ここで、使用された従来の薄膜磁気ヘッドは、発熱体も空洞部も設けられていないものであった。また、突出量の測定は、触針式の段差計を用いてヘッド端面の位置の変化を測定することによって行われた。なお、ヘッド端面は、スライダ基板のABSに対して若干リセスしているが、非動作時の初期のリセス位置をゼロとして、各ヘッド端面位置の変動量を測定することにより突出量を求めた。さらに、浮上量の値は、このリセス分を換算した値とした。また、以下の測定結果において、突出量を測定したMR効果素子端は、図11(A)において、MR積層体の端であるa位置であり、電磁コイル素子端は、上部磁極の端であるb位置であり、被覆層端は、ヘッド端面300内であってヘッド端面301とヨークの上端との距離の半分の位置cであった。   Here, the conventional thin-film magnetic head used has neither a heating element nor a cavity. Further, the amount of protrusion was measured by measuring a change in the position of the head end face using a stylus type step gauge. The head end face is slightly recessed with respect to the ABS of the slider substrate. The protrusion amount was obtained by measuring the fluctuation amount of each head end face position with the initial recess position during non-operation being zero. Furthermore, the value of the flying height was a value obtained by converting this recess. In the following measurement results, the MR effect element end where the protrusion amount was measured is the position a which is the end of the MR multilayer in FIG. 11A, and the electromagnetic coil element end is the end of the upper magnetic pole. The position b was the end of the coating layer in the head end surface 300 and was a position c that was half the distance between the head end surface 301 and the upper end of the yoke.

この薄膜磁気ヘッドにおいて書き込み動作を行った場合、突出量の分布は、図11(B)に示したようになった。すなわち、MR効果素子端の突出量は5nmであり、電磁コイル素子端及び被覆層端の突出量は10nmであった。従って、非動作時の実効距離dのマージンとして例えば5nmを確保する場合、最も突出している電磁コイル素子端及び被覆層端を考慮して、浮上量は15nmに設定される。 When a write operation was performed in this thin film magnetic head, the projection amount distribution was as shown in FIG. That is, the protrusion amount at the MR effect element end was 5 nm, and the protrusion amount at the electromagnetic coil element end and the coating layer end was 10 nm. Therefore, when securing the effective distance d M margin as e.g. 5nm of non-operating, in consideration of the electromagnetic coil device end and the covering layer end that protrudes most, the flying height is set to 15 nm.

図12は、比較例における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時及び発熱体の作動時における突出量の変化を示す特性図である。   FIG. 12 is a plan view showing a configuration of a thin film magnetic head and a characteristic diagram showing a change in protrusion amount during a write operation and a heating element in a comparative example.

なお、突出量の測定は、上述の従来例と同様に行われた。また、突出量を測定したMR効果素子端、電磁コイル素子端及び上部磁極の端の位置も図11(A)と同様であった。   In addition, the measurement of protrusion amount was performed similarly to the above-mentioned conventional example. Further, the positions of the MR effect element end, the electromagnetic coil element end, and the upper magnetic pole end at which the protrusion amount was measured were the same as those in FIG.

図12(A)によれば、本比較例においては、発熱体1200が、磁気ヘッド素子32のヘッド端面300とは反対側に設けられている。なお、スライダ基板及び磁気ヘッド素子等は、上述の従来例と同じ構成、構造のものとなっている。   According to FIG. 12A, in this comparative example, the heating element 1200 is provided on the side opposite to the head end surface 300 of the magnetic head element 32. The slider substrate, the magnetic head element, and the like have the same configuration and structure as the conventional example described above.

このような薄膜磁気ヘッドにおいて、まず、発熱体1200を作動させずに書き込み動作時の突出量を測定したところ、発熱体が設けられていない上述した従来の薄膜磁気ヘッドでの値(図11(B))とほぼ同様であった。次いで、発熱体1200を作動させて投入電力を徐々に上げていくと、突出量の分布は、投入電力200mWの時点において図12(B)に示したようになった。すなわち、MR効果素子端の突出量は8nm、電磁コイル素子端の突出量は15nm、被覆層端の突出量は20nmであった。ここで、上述したように浮上量が15nmに設定されているので、被覆層端が、電磁コイル素子端よりも先に磁気ディスク表面に接触してしまうことになる。すなわち、被覆層端を接触寸前の15nmとなるように投入電力を調整した場合には、MR効果素子端の突出量は8×(15/20)nm=6nm、電磁コイル素子端の突出量は15×(15/20)nm=11.25nmとなり、実効距離dとして、それぞれ9nm及び3.75nmまでしか近づけることができないことになる。 In such a thin film magnetic head, first, when the amount of protrusion at the time of writing operation was measured without operating the heating element 1200, the value in the above-described conventional thin film magnetic head without the heating element (FIG. 11 ( It was almost the same as B)). Next, when the heating element 1200 was operated to gradually increase the input power, the protrusion amount distribution was as shown in FIG. 12B when the input power was 200 mW. That is, the protrusion amount at the MR effect element end was 8 nm, the protrusion amount at the electromagnetic coil element end was 15 nm, and the protrusion amount at the coating layer end was 20 nm. Here, since the flying height is set to 15 nm as described above, the end of the coating layer comes into contact with the surface of the magnetic disk before the end of the electromagnetic coil element. That is, when the input power is adjusted so that the end of the coating layer is 15 nm just before the contact, the protrusion amount of the MR effect element end is 8 × (15/20) nm = 6 nm, and the protrusion amount of the electromagnetic coil element end is 15 × (15/20) nm = 11.25 nm, and the effective distance d M can be close to 9 nm and 3.75 nm, respectively.

図13は、実施例1における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時における磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量の変化を示す特性図である。   FIG. 13 is a plan view showing the configuration of the thin-film magnetic head in Example 1 and a characteristic diagram showing changes in the protrusion amounts of the magnetic head element end and the coating layer end during the write operation.

なお、突出量の測定は、上述の従来例と同様に行われた。また、突出量を測定したMR効果素子端、電磁コイル素子端及び上部磁極の端の位置も図11(A)と同様であった。   In addition, the measurement of protrusion amount was performed similarly to the above-mentioned conventional example. Further, the positions of the MR effect element end, the electromagnetic coil element end, and the upper magnetic pole end at which the protrusion amount was measured were the same as those in FIG.

図13(A)によれば、本実施例においては、空洞部1300が、磁気ヘッド素子32のヘッド端面300とは反対側に設けられている。すなわち、上述の比較例において、発熱体1200の位置に空洞部1300を設けて、発熱体を空洞部に置き換えた構成となっている。なお、スライダ基板及び磁気ヘッド素子等は、上述の従来例と同じ構成、構造のものとなっている。ここで、空洞部の占める面積は、60×20μmであり、空洞部の厚さは、1μmであった。 According to FIG. 13A, in this embodiment, the cavity 1300 is provided on the side opposite to the head end surface 300 of the magnetic head element 32. That is, in the above-described comparative example, the cavity 1300 is provided at the position of the heating element 1200, and the heating element is replaced with the cavity. The slider substrate, the magnetic head element, and the like have the same configuration and structure as the conventional example described above. Here, the area occupied by the cavity was 60 × 20 μm 2 , and the thickness of the cavity was 1 μm.

このような薄膜磁気ヘッドにおいて、書き込み動作時の突出量を測定したところ、突出量の分布は、図13(B)に示したようになった。すなわち、MR効果素子端の突出量は2nm、電磁コイル素子端及び被覆層端の突出量は5nmであった。このように、空洞部1300を設けることによって、電磁コイル素子及び被覆層等の熱膨張の一部が吸収されるので、突出量を所定の小さな値に抑えることができる。従って、非動作時の実効距離dのマージンとして、上述したように5nmを確保する場合、最も突出している電磁コイル素子端及び被覆層端を考慮しても、浮上量は10nmにまで小さく抑えることが可能となる。この結果、MR効果素子端での実効距離dは、従来の10nm(図11(B))に対して、8nmにまで小さくすることができる。 In such a thin film magnetic head, when the amount of protrusion at the time of writing operation was measured, the distribution of the amount of protrusion was as shown in FIG. That is, the protrusion amount at the MR effect element end was 2 nm, and the protrusion amount at the electromagnetic coil element end and the coating layer end was 5 nm. Thus, by providing the cavity 1300, a part of the thermal expansion of the electromagnetic coil element and the covering layer is absorbed, so that the protruding amount can be suppressed to a predetermined small value. Therefore, when 5 nm is ensured as the margin of the effective distance d M during non-operation, as described above, the flying height is suppressed to 10 nm even if the most protruding electromagnetic coil element end and covering layer end are taken into consideration. It becomes possible. As a result, the effective distance d M at the MR effect element end can be reduced to 8 nm as compared with the conventional 10 nm (FIG. 11B).

図14は、実施例2における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時及び発熱体の作動時における磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量の変化を示す特性図である。   FIG. 14 is a plan view showing the configuration of the thin-film magnetic head in Example 2, and a characteristic diagram showing changes in the protrusion amounts of the magnetic head element end and the coating layer end during the write operation and the heating element operation.

なお、突出量の測定は、上述の従来例と同様に行われた。また、突出量を測定したMR効果素子端、電磁コイル素子端及び上部磁極の端の位置も図11(A)同様であった。   In addition, the measurement of protrusion amount was performed similarly to the above-mentioned conventional example. Further, the positions of the MR effect element end, the electromagnetic coil element end, and the upper magnetic pole end at which the protrusion amount was measured were also the same as in FIG.

図14(A)によれば、本実施例においては、発熱体1400が、磁気ヘッド素子32のヘッド端面300とは反対側に設けられており、さらに、空洞部1401が、磁気ヘッド素子32の直上に設けられている。すなわち、上述の比較例において、さらに空洞部を加えた構成となっている。なお、スライダ基板及び磁気ヘッド素子等は、上述の従来例と同じ構成、構造のものとなっている。ここで、空洞部の占める面積は、60×20μmであり、空洞部の厚さは、1μmであって、実施例1とそれぞれ同じであった。 14A, in this embodiment, the heating element 1400 is provided on the side opposite to the head end surface 300 of the magnetic head element 32, and the cavity 1401 is provided on the magnetic head element 32. It is provided directly above. That is, in the above-described comparative example, a cavity is further added. The slider substrate, the magnetic head element, and the like have the same configuration and structure as the conventional example described above. Here, the area occupied by the cavity was 60 × 20 μm 2 , and the thickness of the cavity was 1 μm, which was the same as in Example 1.

このような薄膜磁気ヘッドにおいて、まず、発熱体1400を作動させずに書き込み動作時の突出量を測定したところ、本実施例において発熱体が設けられていない構成の薄膜磁気ヘッドでの値とほぼ同様であった。次いで、発熱体1400を作動させて投入電力を徐々に上げていくと、突出量の分布は、投入電力200mWの時点において図14(B)に示したようになった。すなわち、MR効果素子端の突出量は8nm、電磁コイル素子端の突出量は15nm、及び被覆層端の突出量は10nmであった。このように、空洞部1400を設けることによって、特に被覆層の熱膨張の一部が大きく吸収されるので、被覆層端が最も突出することのない良好な突出量の分布が実現することができる。ここで、上述したように浮上量は15nmに設定されているので、被覆層端での実効距離dは5nmとなり十分なマージンが確保される。また、MR効果素子端の突出量は8×(15/15)nm=8nm、電磁コイル素子端の突出量は15×(15/15)nm=15nmとなり、実効距離dとして、それぞれ0nm及び7nmまで近づけることが可能となる。 In such a thin film magnetic head, first, the amount of protrusion at the time of writing operation was measured without operating the heating element 1400. In this example, the value of the thin film magnetic head having a configuration in which the heating element is not provided is almost the same. It was the same. Next, when the heating element 1400 was operated to gradually increase the input power, the protrusion amount distribution was as shown in FIG. 14B when the input power was 200 mW. That is, the protrusion amount at the end of the MR effect element was 8 nm, the protrusion amount at the end of the electromagnetic coil element was 15 nm, and the protrusion amount at the end of the coating layer was 10 nm. In this way, by providing the cavity 1400, particularly a part of the thermal expansion of the coating layer is largely absorbed, so that it is possible to realize a good distribution of the projection amount that the coating layer end does not project most. . Here, since the flying height is set to 15 nm as described above, the effective distance d M at the end of the coating layer is 5 nm, and a sufficient margin is secured. The protrusion amount at the MR effect element end is 8 × (15/15) nm = 8 nm, the protrusion amount at the electromagnetic coil element end is 15 × (15/15) nm = 15 nm, and the effective distance d M is 0 nm and It can be as close as 7 nm.

図15は、従来例、比較例、並びに実施例1及び2における実効距離dの分布を示したグラフである。 Figure 15 is a conventional example, comparative example, and is a graph showing the distribution of effective distance d M in Examples 1 and 2.

図15によれば、実施例1及び2における書き込み動作時の実効距離dは、従来例及び比較例に比べて、より小さな値に設定可能であることが明らかである。特に、空洞部及び発熱体を備えた実施例2においては、磁気ヘッド素子端(電磁コイル素子端)を最も突出させることができるので、同端において、書き込み動作時の実効距離dをほぼゼロとすることも可能となる。 According to FIG. 15, it is clear that the effective distance d M during the write operation in the first and second embodiments can be set to a smaller value than in the conventional example and the comparative example. In particular, in the second embodiment including the cavity and the heating element, the end of the magnetic head element (the end of the electromagnetic coil element) can be projected most, so that the effective distance d M during the write operation is almost zero at the end. It is also possible to.

なお、空洞部及び発熱体を共に備えた薄膜磁気ヘッドにおいては、両者の位置関係によって、突出の分布を調整することができる。例えば、空洞部及び発熱体を共に磁気ヘッド素子のヘッド端面とは反対側に設けた構成よりも、実施例2の構成の方が、被覆層端の突出を相対的により小さく抑えることができる。   In the thin film magnetic head including both the cavity and the heating element, the protrusion distribution can be adjusted depending on the positional relationship between the two. For example, the configuration of Example 2 can suppress the protrusion of the coating layer end to be relatively smaller than the configuration in which the cavity and the heating element are both provided on the side opposite to the head end surface of the magnetic head element.

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。   All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

本発明によるHDDの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a configuration of a main part in an embodiment of an HDD according to the present invention. 本発明によるHGAの一実施形態を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing an embodiment of an HGA according to the present invention. 図2の実施形態におけるHGAの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッドを概略的に示す斜視図であり、磁気ヘッド素子の一実施形態を概略的に示す平面図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a thin film magnetic head mounted on a front end portion of an HGA in the embodiment of FIG. 2, and is a plan view schematically showing an embodiment of a magnetic head element. 図3(B)の磁気ヘッド素子の一実施形態としての長手磁気記録用磁気ヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッド及び垂直磁気記録用磁気ヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッドの要部の構成を示す、図3(B)のA−A線断面図である。FIG. 3B shows a configuration of a main part of a thin film magnetic head including a magnetic head element for longitudinal magnetic recording and a thin film magnetic head including a magnetic head element for perpendicular magnetic recording as an embodiment of the magnetic head element of FIG. It is the sectional view on the AA line of FIG.3 (B). 本発明による空洞部についての種々の変更態様を示す、磁気ヘッド素子近傍の断面図及び空洞部の斜視図である。It is sectional drawing of the magnetic head element vicinity and the perspective view of a cavity part which show the various changes about the cavity part by this invention. 図4(A)に示した実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing process of the thin film magnetic head in embodiment shown to FIG. 4 (A). 図4(A)に示した実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing process of the thin film magnetic head in embodiment shown to FIG. 4 (A). 図4(A)に示した実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing process of the thin film magnetic head in embodiment shown to FIG. 4 (A). 本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、空洞部の形成工程の一態様を説明するための工程図である。FIG. 6 is a process diagram for explaining one aspect of a cavity forming process in the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention. 本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、空洞部の形成工程の他の態様を説明するための工程図である。It is process drawing for demonstrating the other aspect of the formation process of a cavity part in the manufacturing method of the thin film magnetic head by this invention. 従来の薄膜磁気ヘッドにおける、書き込み動作時の磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing protrusion amounts of a magnetic head element end and a coating layer end during a write operation in a conventional thin film magnetic head. 比較例における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時及び発熱体の作動時における突出量の変化を示す特性図である。FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a thin film magnetic head and a characteristic diagram showing a change in protrusion amount during a write operation and a heating element in a comparative example. 実施例1における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時における磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量の変化を示す特性図である。FIG. 3 is a plan view showing the configuration of a thin film magnetic head and a characteristic diagram showing changes in protrusion amounts of a magnetic head element end and a coating layer end during a write operation in Example 1. 実施例2における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時及び発熱体の作動時における磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量の変化を示す特性図である。FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a thin film magnetic head in Example 2, and a characteristic diagram showing changes in protrusion amounts of a magnetic head element end and a covering layer end during a write operation and a heating element operation. 従来例、比較例、並びに実施例1及び2における実効距離dの分布を示したグラフである。Conventional Example, Comparative Example, and is a graph showing the distribution of effective distance d M in Examples 1 and 2.

符号の説明Explanation of symbols

10 磁気ディスク
11 スピンドルモータ
12 アセンブリキャリッジ装置
13 記録再生回路
14 駆動アーム
15 ボイスコイルモータ(VCM)
16 ピボットベアリング軸
17 HGA
20 サスペンション
21 薄膜磁気ヘッド(スライダ)
210 スライダ基板
22 ロードビーム
23 フレクシャ
24 ベースプレート
25 配線部材
30 浮上面(ABS)
300、301 ヘッド端面
31 素子形成面
32 磁気ヘッド素子
33 MR効果素子
330 下部シールド層
331 下部シールドギャップ層
332 MR積層体
333 上部シールドギャップ層
334 上部シールド層
34 電磁コイル素子
340 下部磁極層
340′ 主磁極層
340a、340a′、345a、3450a′ 端部
3400′ 主磁極主要層
3401′ 主磁極補助層
341、341′ ギャップ層
343、343′ コイル層
344、344′ コイル絶縁層
345 上部磁極層
3450 上部磁極
3451 バックコンタクト磁極
3452 ヨーク層
345′ 補助磁極層
3450′ トレーリングシールド部
35、35′、52、53、54、55、1300、1401 空洞部
36、1200、1400 発熱体
37 信号端子電極
38 駆動端子電極
40 下地絶縁層
41、43、46、48、81 平坦化層
42 リフィル平坦化層
44 非磁性層
45 熱伝導層
47 バックギャップ部
49、82、83、92、92′、93、95、95′ 絶縁層
50 領域
51 対称面
56 密閉空間
57 補強柱
58 補強壁
70 上部磁極−ヨーク接合部
71 バックコンタクト磁極−ヨーク接合部
72 コイル引き出し部
80 コイルリード層
84 被覆層
85 バッキングコイル部
850 バッキングコイル層
851 バッキングコイル絶縁層
86 素子間シールド層
90 下地となる層
91、91′、94、94′ レジストパターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Magnetic disk 11 Spindle motor 12 Assembly carriage apparatus 13 Recording / reproducing circuit 14 Drive arm 15 Voice coil motor (VCM)
16 Pivot bearing shaft 17 HGA
20 Suspension 21 Thin-film magnetic head (slider)
210 Slider substrate 22 Load beam 23 Flexure 24 Base plate 25 Wiring member 30 Air bearing surface (ABS)
300, 301 Head end face 31 Element formation surface 32 Magnetic head element 33 MR effect element 330 Lower shield layer 331 Lower shield gap layer 332 MR laminate 333 Upper shield gap layer 334 Upper shield layer 34 Electromagnetic coil element 340 Lower magnetic pole layer 340 ′ Main Magnetic pole layer 340a, 340a ', 345a, 3450a' End 3400 'Main magnetic pole main layer 3401' Main magnetic pole auxiliary layer 341, 341 'Gap layer 343, 343' Coil layer 344, 344 'Coil insulation layer 345 Upper magnetic pole layer 3450 Upper Magnetic pole 3451 Back contact magnetic pole 3452 Yoke layer 345 'Auxiliary magnetic pole layer 3450' Trailing shield part 35, 35 ', 52, 53, 54, 55, 1300, 1401 Cavity part 36, 1200, 1400 Heating element 37 Signal Child electrode 38 Drive terminal electrode 40 Underlying insulating layer 41, 43, 46, 48, 81 Flattening layer 42 Refill flattening layer 44 Nonmagnetic layer 45 Thermal conduction layer 47 Back gap portion 49, 82, 83, 92, 92 ', 93, 95, 95 ′ Insulating layer 50 region 51 Symmetry surface 56 Sealed space 57 Reinforcement pillar 58 Reinforcement wall 70 Upper magnetic pole-yoke joint part 71 Back contact magnetic pole-yoke joint part 72 Coil lead part 80 Coil lead layer 84 Covering layer 85 Backing Coil portion 850 Backing coil layer 851 Backing coil insulating layer 86 Inter-element shield layer 90 Base layer 91, 91 ', 94, 94' Resist pattern

Claims (13)

基板と、該基板上に設けられた少なくとも1つの読み出し磁気ヘッド素子及び少なくとも1つの書き込み磁気ヘッド素子を含む磁気ヘッド素子とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、該磁気ヘッド素子の近傍に、又は該少なくとも1つの読み出し磁気ヘッド素子及び該少なくとも1つの書き込み磁気ヘッド素子の間に、該磁気ヘッド素子の熱膨張の一部を吸収するための密閉空間を有する少なくとも1つの空洞部を備えていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。   A thin film magnetic head comprising a substrate and a magnetic head element including at least one read magnetic head element and at least one write magnetic head element provided on the substrate, in the vicinity of the magnetic head element, or Between the at least one read magnetic head element and the at least one write magnetic head element, at least one cavity having a sealed space for absorbing a part of thermal expansion of the magnetic head element is provided. A thin film magnetic head characterized by 前記少なくとも1つの空洞部の少なくとも1つが、前記磁気ヘッド素子の浮上面とは反対側に位置していることを特徴とする請求項1に記載の薄膜磁気ヘッド。   The thin film magnetic head according to claim 1, wherein at least one of the at least one cavity is located on a side opposite to the air bearing surface of the magnetic head element. 前記少なくとも1つの空洞部の少なくとも1つが、前記磁気ヘッド素子の前記基板とは反対側に位置していることを特徴とする請求項1又は2に記載の薄膜磁気ヘッド。   3. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein at least one of the at least one cavity is located on a side opposite to the substrate of the magnetic head element. 前記少なくとも1つの空洞部の少なくとも一部が、前記基板内に設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の薄膜磁気ヘッド。   4. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein at least a part of the at least one cavity is provided in the substrate. 5. 前記少なくとも1つの空洞部の輪郭形状が浮上面とは垂直な対称面を有しており、該対称面が前記磁気ヘッド素子の浮上面とは垂直な対称面と一致することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の薄膜磁気ヘッド。   The contour shape of the at least one cavity has a symmetry plane perpendicular to the air bearing surface, and the symmetry surface coincides with a symmetry surface perpendicular to the air bearing surface of the magnetic head element. Item 5. The thin film magnetic head according to any one of Items 1 to 4. 前記空洞部が複数設けられており、複数の該空洞部が、前記磁気ヘッド素子の浮上面とは垂直な対称面を対称面とする面対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の薄膜磁気ヘッド。   A plurality of the cavity portions are provided, and the plurality of cavity portions are arranged in plane-symmetric positions with a symmetry plane perpendicular to the air bearing surface of the magnetic head element as a symmetry plane. Item 6. The thin film magnetic head according to any one of Items 1 to 5. 前記少なくとも1つの空洞部の前記密閉空間の気圧が、真空成膜装置の背圧程度、又はヘッド駆動温度において1気圧未満であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の薄膜磁気ヘッド。   The air pressure in the sealed space of the at least one cavity is approximately the back pressure of a vacuum film forming apparatus or less than 1 atm at a head driving temperature. Thin film magnetic head. 前記少なくとも1つの空洞部が、自身の内部に少なくとも1つの補強柱又は補強壁を備えていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の薄膜磁気ヘッド。   8. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the at least one hollow portion includes at least one reinforcing column or reinforcing wall inside thereof. 前記磁気ヘッド素子を覆うように前記基板上に被覆部が設けられており、前記少なくとも1つの空洞部の少なくとも1つが、該被覆部内に形成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の薄膜磁気ヘッド。   The covering portion is provided on the substrate so as to cover the magnetic head element, and at least one of the at least one cavity portion is formed in the covering portion. The thin film magnetic head according to any one of the above items. 前記少なくとも1つの空洞部の少なくとも1つが、前記被覆部の熱膨張の一部を吸収するための密閉空間を有することを特徴とする請求項9に記載の薄膜磁気ヘッド。   10. The thin film magnetic head according to claim 9, wherein at least one of the at least one cavity has a sealed space for absorbing a part of thermal expansion of the covering. 前記基板上に、少なくとも1つの発熱手段が設けられていることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の薄膜磁気ヘッド。   11. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein at least one heat generating unit is provided on the substrate. 請求項1から11のいずれか1項に記載の薄膜磁気ヘッドを備えており、前記磁気ヘッド素子のための信号線と、該薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構とをさらに備えていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。   12. The thin film magnetic head according to claim 1, further comprising: a signal line for the magnetic head element; and a support mechanism for supporting the thin film magnetic head. And head gimbal assembly. 請求項12に記載のヘッドジンバルアセンブリを少なくとも1つ備えており、少なくとも1つの磁気ディスクと、該少なくとも1つの磁気ディスクに対して前記薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するための記録再生回路とをさらに備えていることを特徴とする磁気ディスク装置。   13. A head gimbal assembly according to claim 12, comprising at least one head gimbal assembly, and recording / reproducing for controlling writing and reading operations performed by the thin film magnetic head on the at least one magnetic disk. And a circuit further comprising a circuit.
JP2005170698A 2005-06-10 2005-06-10 Thin film magnetic head having cavity Withdrawn JP2006344327A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005170698A JP2006344327A (en) 2005-06-10 2005-06-10 Thin film magnetic head having cavity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005170698A JP2006344327A (en) 2005-06-10 2005-06-10 Thin film magnetic head having cavity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006344327A true JP2006344327A (en) 2006-12-21

Family

ID=37641160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005170698A Withdrawn JP2006344327A (en) 2005-06-10 2005-06-10 Thin film magnetic head having cavity

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006344327A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7974046B2 (en) Thin-film magnetic head with heating portion and protrusion adjustment portion, head gimbal assembly equipped head, magnetic recording/reproducing apparatus equipped HGA, and manufacturing method of head
JP3992052B2 (en) Thin-film magnetic head with a heat-dissipating part
US8351157B2 (en) Thin film magnetic head having temperature detection mechanism, head gimbals assembly, head arm assembly and magnetic disk device
US7679862B2 (en) Perpendicular recording head with reduced thermal protrusion
JP4093250B2 (en) Thin film magnetic head provided with heating element in overcoat laminate, head gimbal assembly provided with thin film magnetic head, and magnetic disk drive provided with head gimbal assembly
US7948716B2 (en) Magnetic head for perpendicular magnetic recording with a shield and a pole layer having a top surface with first and second portions at different heights, and method of manufacturing same
US8000065B2 (en) Magnetoresistive element and thin-film magnetic head
JP2008047241A (en) Floating height measurement method and magnetic disk drive capable of adjusting floating height
JP2006024289A (en) Thin film magnetic head with heating element, head gimbal assembly with thin film magnetic head, magnetic disk unit with head gimbal assembly
JP2006196141A (en) Thin film magnetic head with heating means, head gimbal assembly with the thin film magnetic head, and magnetic disk device with the head gimbal assembly
US9437223B2 (en) Magnetoresistive element, method of manufacturing magnetoresistive element, magnetic head, and magnetic recording and reading apparatus
JP6163038B2 (en) Magnetoresistive element, magnetic head, and magnetic recording / reproducing apparatus
JP2006302486A (en) Thin film magnetic head and its manufacturing method
JP2006351115A (en) Thin-film magnetic head equipped with resistive heating element
JP2006179566A (en) Magnetoresistive effect element, thin film magnetic head equipped therewith, head gimbals assembly equipped with thin film magnetic head, magnetic disc device equipped with head gimbals assembly, and method of manufacturing magnetoresistive effect element
US7995308B2 (en) Magnetic head for perpendicular magnetic recording and method of manufacturing same, the magnetic head incuding pole layer and two shields sandwiching the pole layer
JP2005182897A (en) Thin-film magnetic head and its manufacturing method
US7796359B2 (en) Magnetic head for perpendicular magnetic recording and method of manufacturing the same, the magnetic head including pole layer and two shields sandwiching the pole layer
US8325440B2 (en) Magnetic head including a pole layer and an antireflection film sandwiched by two shields
US20070226987A1 (en) Method for fabricating magnetic head
JP2007294071A (en) Method for fabricating magnetic head
JP2007323761A (en) Thin-film magnetic head equipped with coil insulating layer with regulated coefficient of thermal expansion and young&#39;s modulus
JP4000114B2 (en) CPP structure magnetoresistive effect element
JP2006344327A (en) Thin film magnetic head having cavity
US7854060B2 (en) Magnetic head substructure for use for manufacturing a magnetic head

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080902