JP2796061B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッドの製造方法

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JP2796061B2 JP6191350A JP19135094A JP2796061B2 JP 2796061 B2 JP2796061 B2 JP 2796061B2 JP 6191350 A JP6191350 A JP 6191350A JP 19135094 A JP19135094 A JP 19135094A JP 2796061 B2 JP2796061 B2 JP 2796061B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気抵抗効果素子
(MR素子)を用いた複合型の薄膜磁気ヘッドの製造方
法に関し、特に、プロセス中の高温・高磁界雰囲気で行
う熱処理にまつわる技術改良に関する。
【0002】
【従来の技術】MR素子を用いた複合型の薄膜磁気ヘッ
ドの典型的な製造プロセスには次のような工程が含まれ
ている。図7に示すように、AlTiCからなる
基板1の表面全面にAlからなる基板保護層2を
形成し、その基板保護層2の表面全面にFeNまたはF
eAlSiからなる下部シールド層3を形成した段階
で、これを高温・高磁界雰囲気で熱処理する。この熱処
理は、本発明の対象とするMR複合型の薄膜磁気ヘッド
における下部シールド層3の磁気特性品質向上のために
不可欠の処理である。これが本発明の要部(改良対象)
となる下部シールド層の形成方法である。
【0003】この後は、下部シールド層3の表面全面に
Alからなる下部ギャップ層を形成し、その下部
ギャップ層と下部シールド層3の積層膜を所定形状にパ
ターニングし、さらにその上にMR素子や中間ギャップ
層、引き出し配線層、上部ギャップなどを積層的に順次
造り込んでいく。
【0004】その具体例を示すと図8〜図10に示すよ
うに、上記のようにして形成された熱処理後の下部シー
ルド層3の上にAl膜よりなる下部ギャップ層
4、NiFeRh,Ta,NiFe膜よりなるリード素
子積層部5、Al膜よりなる中間ギャップ層6、
NiFe,FeMn,Ta,W膜,または、CoCrP
t,W,Ta膜よりなる引出し線積層部7、Al
膜よりなる上部ギャップ層8、NiFe膜よりなる上部
シールド層9、Al膜よりなるライトギャップ層
10、熱硬化させたフォトレジスト膜よりなる下部絶縁
層11、Cu膜よりなるコイル層12、熱硬化させたフ
ォトレジスト膜よりなる上部絶縁層13、NiFe膜よ
りなる上部磁極層14、Cu膜よりなる端子盛り上げ層
15、Al膜よりなる加工保護層(図示せず)、
Au膜よりなる端子層17を順次積層することにより薄
膜磁気ヘッドが製造される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板1
の全面に基板保護層2と下部シールド層3の2層を形成
した段階で熱処理を行う従来の方法では、次のような問
題があった。すなわち熱処理工程での雰囲気ガスに下部
シールド層3が直接晒されるので、下部シールド層3が
酸化するなど、雰囲気ガス成分が下部シールド層3に拡
散し、品質が低下するという問題があった。また、熱処
理工程での熱応力によって下部シールド層3が剥離する
ことがあり、信頼性および歩留りが低下するという問題
があった。
【0006】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題点を解
決し、下部シールド層に対する熱処理工程で、下部シー
ルド層が酸化したり剥離することを防止することのでき
る薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、第1の発明では、基板の表面全面に基板保護層を
形成し、その基板保護層の表面全面に下部シールド層を
形成し、その下部シールド層の表面全面に下部ギャップ
層を形成し、その下部ギャップ層と前記下部シールド層
を選択的に除去して所定形状にパターニングする。次い
でこれを高温・高磁界雰囲気で熱処理し、その後その上
側に所定層を積層形成するようにした(請求項1)。
【0008】第2の発明では、基板の表面全面に基板保
護層を形成し、その基板保護層の表面全面に下部シール
ド層を形成し、その下部シールド層を選択的に除去して
所定形状にパターニングし、その下部シールド層パター
ンと露出した前記基板保護層の表面全面に下部ギャップ
層を形成する。次いでこれを高温・高磁界雰囲気で熱処
理し、その後その上側に所定層を積層形成するようにし
た(請求項2)。
【0009】また上記第1,第1の発明のいずれかの方
法を実施する前処理として、前記基板の表面全面に前記
基板保護層を形成する際に、前記基板の裏面全面にも同
じ材料でほぼ同じ厚さの基板保護層を形成する。そして
片側の基板保護層の上に、上記各処理を行い、順次所定
層を形成すると好ましい。
【0010】また別の前処理方法として、前記基板の表
面全面に前記基板保護層を形成し、これを下部シールド
層形成後の熱処理の温度より高い高温で熱処理し、強制
的に湾曲させる。次いで前記基板保護層の表面を平面研
削する。そしてその表面の上に各処理を行うようにして
もよい。
【0011】さらにまた第1,2の発明のいずれかの方
法に用いる前記基板保護層の厚さを約4μmにするとな
およい。
【0012】
【作用】第1の発明においては、前記下部シールド層と
前記下部ギャップ層の2層が小さな所定形状にパターニ
ングされた段階で前記の熱処理が行われるので、下部シ
ールド層の表面は雰囲気ガスに晒されず、したがって下
部シールド層は酸化しないとともに、熱応力が緩和され
ることで下部シールド層が剥離しにくくなる。
【0013】第2の発明においては、小さな所定形状に
パターニングされた下部シールド層が下部ギャップ層で
全面的に被覆された状態で前記の熱処理が行われるの
で、下部シールド層が酸化しないとともに剥離しにくく
なる。
【0014】前記基板の表面全面に前記基板保護層を形
成する際に、前記基板の裏面全面にも同じ材料でほぼ同
じ厚さの基板保護層を形成しておけば、基板の表裏の構
成が対称に近くなり、表裏の非対称性が原因となって熱
処理時の熱応力で基板が反る現象を防止することができ
る。基板の反りが緩和されれば、その反りが原因で生じ
る下部シールド層の剥離も起きにくくなる。
【0015】前記基板の表面全面に前記基板保護層を形
成した段階でこれを高温で予備熱処理し、次に前記基板
保護層の表面を平面研削し、その表面全面に前記下部シ
ールド層を形成する方法を採用すると、下部シールド層
を対象とした前記熱処理の温度が低いため、その熱処理
では基板が反ることはなく、したがって基板側の反りが
原因で生じる下部シールド層の剥離も起きない。
【0016】前記基板保護層の厚さを約4μmと従来よ
り充分に薄くすることで、前記の熱処理時に基板保護層
に作用する熱応力が緩和され、そのため基板の反りが発
生しにくくなり、したがって基板側の反りが原因で生じ
る下部シールド層の剥離も起きない。また、4μm程度
あればシールド層としての機能も十分発揮される。
【0017】
【実施例】以下、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方
法の好適な実施例を添付図面を参照にして詳述する。図
1は先行発明の一例の要部を示している。同図に示すよ
うに、AlTiCからなる基板1の表面全面にA
からなる厚さ約4μmの基板保護層2を形成
し、その基板保護層2の表面全面にFeNまたはFeA
lSiからなる厚さ約2〜3μmの下部シールド層3を
真空スパッタリング法で形成し、その下部シールド層3
の表面全面にAlからなる厚さ約0.1〜0.2
μmの下部ギャップ層4を真空スパッタリング法で形成
した段階で、真空または真空排気後窒素ガスに置換した
雰囲気中にて、高磁界を印加しつつ約400〜500℃
の温度で数時間の熱処理を行う。
【0018】以後、従来と同様の処理を行い、下部ギャ
ップ層4の上に順次所定パターンの層を形成することに
より図8〜図10に示したような複合型の磁気ヘッドが
製造される。尚、以下に示す各発明もこの工程は同様で
あるので、以後その説明は省略する。
【0019】図2は別の先行発明の要部を示している。
AlTiCからなる基板1の表面全面にAl
からなる厚さ約4μmの基板保護層2を形成し、その
基板保護層2の表面全面にFeNまたはFeAlSiか
らなる厚さ約2〜3μmの下部シールド層3を真空スパ
ッタリング法で形成し、その下部シールド層3を選択的
に除去して所定形状にパターニングした段階で、真空ま
たは真空排気後窒素ガスに置換した雰囲気中にて、高磁
界を印加しつつ約400〜500℃の温度で数時間の熱
処理を行う。
【0020】なお、下部シールド層3のパターニング
は、まず下部シールド層3の表面全面にフォトレジスト
層を形成し、フォトリソグラフィ技術で前記レジスト層
をパターニングする。次に、レジスト層をマスクとして
イオンミーリング法により下部シールド層3をパターニ
ングする。その後不必要なレジスト層を除去することに
より行う。
【0021】図3は第1の発明の実施例の要部を示して
いる。AlTiCからなる基板1の表面全面にA
からなる厚さ約4μmの基板保護層2を形成
し、その基板保護層2の表面全面にFeNまたはFeA
lSiからなる厚さ約2〜3μmの下部シールド層3を
真空スパッタリング法で形成し、その下部シールド層3
の表面全面にAlからなる厚さ約0.1〜0.2
μmの下部ギャップ層4を真空スパッタリング法で形成
する。
【0022】次いでその下部ギャップ層4と前記下部シ
ールド層3の積層膜を選択的に除去して所定形状にパタ
ーニングした後で、真空または真空排気後窒素ガスに置
換した雰囲気中にて、高磁界を印加しつつ約400〜5
00℃の温度で数時間の熱処理を行う。
【0023】なお、下部シールド層3と下部ギャップ層
4の積層膜のパターニングは、まず、下部ギャップ層4
の表面全面にフォトレジスト層を形成し、フォトリソグ
ラフィ技術で前記レジスト層をパターニングする。次
に、レジスト層をマスクとしてイオンミーリング法によ
り前記積層膜をパターニングする。その後不必要なレジ
スト層を除去することにより行う。
【0024】図4は第2の発明の実施例の要部を示して
いる。AlTiCからなる基板1の表面全面にA
からなる厚さ約4μmの基板保護層2を形成
し、その基板保護層2の表面全面にFeNまたはFeA
lSiからなる厚さ約2〜3μmの下部シールド層3を
真空スパッタリング法で形成する。
【0025】次にその下部シールド層3を前記と同じ方
法で選択的に除去して所定形状にパターニングし、その
下部シールド層3のパターンと露出した基板保護層2の
表面全面にAlからなる厚さ約0.1〜0.2μ
mの下部ギャップ層4を真空スパッタリング法で形成し
た後で、真空または真空排気後窒素ガスに置換した雰囲
気中にて、高磁界を印加しつつ約400〜500℃の温
度で数時間の熱処理を行う。
【0026】また上記した第1,2の発明のいずれかの
方法を実施する前処理として、例えば図5に示すよう
に、前記基板1の表面全面に前記基板保護層2を形成す
る際に、基板1の裏面全面にも同じ材料でほぼ同じ厚さ
の基板保護層20を形成しておくとよい。そして図示省
略するが、一方の基板保護層2の上に上記いずれかの方
法(工程)により所定層を順次積層形成する。
【0027】すなわち、この例によれば基板1の表裏の
構成が対称に近くなり、表裏の非対称性が原因となって
熱処理時の熱応力で基板が反る現象を防止することがで
きる。そして基板1の反りが緩和されれば、その反りが
原因で生じる下部シールド層3の剥離も起きにくくな
る。
【0028】また第1,2の発明のいずれかの方法を実
施する別の前処理としては、図6に示すように、前記基
板1の表面全面に前記基板保護層2を形成する。次いで
これを高温で予備熱処理(アニール)する。この予備熱
処理(アニール)の温度は上記各発明で行う熱処理より
も高い温度で行う。すると図示のように基板1,基板保
護層2は反る。そこで基板保護層2の表面を平面研削す
る。その平坦な表面全面に前記下部シールド層3を形成
し、以後所定の方法により順次所定層を積層する。そし
てアニールにより熱応力を加えているので、下部シール
ド層3を対象とした前記熱処理(アニール温度より低
い)では基板1が反ることはなく、したがって基板側の
反りが原因で生じる下部シールド層3の剥離も起きな
い。
【0029】ところで、この方法では一度反った基板保
護層2を切削するため、その肉厚は薄くなる。そこで、
係る切削による減少を考慮して、最初に形成する膜厚は
厚く(約20μm)しておくのが好ましい。そして切削
により例えば13μmに形成する。
【0030】さらに、従来のものでは基板保護層2は約
13μmと厚かったが、前述のように基板保護層2の厚
さを約4μmと従来より充分に薄くするようにしてもよ
い。すると、前記の熱処理時に基板保護層2に作用する
熱応力が緩和され、そのため基板の反りが発生しにくく
なり、したがって基板側の反りが原因で生じる下部シー
ルド層の剥離も起きない。また、4μm程度あればシー
ルド効果は十分発生するため問題はない。
【発明の効果】
【0031】第1の発明においては、前記下部シールド
層と前記下部ギャップ層の2層が小さな所定形状にパタ
ーニングされた段階で前記の熱処理が行われるので、下
部シールド層の表面は雰囲気ガスに晒されず、したがっ
て下部シールド層は酸化しないとともに、熱応力が緩和
されることで下部シールド層が剥離しにくくなる。
【0032】第2の発明においては、小さな所定形状に
パターニングされた下部シールド層が下部ギャップ層で
全面的に被覆された状態で前記の熱処理が行われるの
で、下部シールド層が酸化しないとともに剥離しにくく
なる。
【0033】前記基板の表面全面に前記基板保護層を形
成する際に、前記基板の裏面全面にも同じ材料でほぼ同
じ厚さの基板保護層を形成しておけば、基板の表裏の構
成が対称に近くなり、表裏の非対称性が原因となって熱
処理時の熱応力で基板が反る現象を防止することができ
る。基板の反りが緩和されれば、その反りが原因で生じ
る下部シールド層の剥離も起きにくくなる。
【0034】前記基板の表面全面に前記基板保護層を形
成した段階でこれを高温で熱処理し、次に前記基板保護
層の表面を平面研削し、その表面全面に前記下部シール
ド層を形成する方法を採用することで、下部シールド層
を対象とした前記熱処理では基板が反ることはなく、し
たがって基板側の反りが原因で生じる下部シールド層の
剥離も起きない。
【0035】前記基板保護層の厚さを約4μmと従来よ
り充分に薄くすることで、前記の熱処理時に基板保護層
に作用する熱応力が緩和され、そのため基板の反りが発
生しにくくなり、したがって基板側の反りが原因で生じ
る下部シールド層の剥離も起きない。
【図面の簡単な説明】
【図1】先行発明の一例の説明図である。
【図2】先行発明の他の例の説明図である。
【図3】第1の発明の実施例の説明図である。
【図4】第2の発明の実施例の説明図である。
【図5】他の実施例の説明図である。
【図6】他の実施例の説明図である。
【図7】従来の方法を示す説明図である。
【図8】本発明及び従来の製造方法により製造されるM
R型複合ヘッドの一例を示す分解斜視図の一部である。
【図9】本発明及び従来の製造方法により製造されるM
R型複合ヘッドの一例を示す分解斜視図の一部である。
【図10】本発明及び従来の製造方法により製造される
MR型複合ヘッドの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 基板 2 基板保護層 3 下部シールド層 4 下部ギャップ層 20 基板保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−203412(JP,A) 特開 平7−220241(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 5/31 G11B 5/39

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の表面全面に基板保護層を形成し、 その基板保護層の表面全面に下部シールド層を形成し、 その下部シールド層の表面全面に下部ギャップ層を形成
    し、 その下部ギャップ層と前記下部シールド層を選択的に除
    去して所定形状にパターニングし、この状態で高温・高
    磁界雰囲気で熱処理し、 その後所定パターンの層を順次積層形成するようにした
    ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  2. 【請求項2】 基板の表面全面に基板保護層を形成し、 その基板保護層の表面全面に下部シールド層を形成し、 その下部シールド層を選択的に除去して所定形状にパタ
    ーニングし、 その下部シールド層パターンと露出した前記基板保護層
    の表面全面に下部ギャップ層を形成し、この状態で高温
    ・高磁界雰囲気で熱処理し、 その後所定パターンの層を順次積層形成するようにした
    ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の方法を実施す
    るに際し、基板の表面全面に前記基板保護層を形成する
    とともに、前記基板の裏面全面にも同じ材料でほぼ同じ
    厚さの基板保護層を形成したものを用いるようにしたこ
    とを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載の方法を実施す
    るに際し、基板の表面全面に前記基板保護層を形成する
    とともに前記熱処理の温度よりも高い温度で予備熱処理
    し、 次いで前記基板保護層の表面を平面研削して形成したも
    のを用いるようにしたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド
    の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記基板保護層の厚さを約4μmとした
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の薄膜磁気ヘ
    ッドの製造方法。
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JP2504160B2 (ja) * 1989-01-31 1996-06-05 日本電気株式会社 磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造方法
JPH07220241A (ja) * 1994-01-27 1995-08-18 Sony Corp 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法

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