JP3222318B2 - 薄膜形成方法と薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

薄膜形成方法と薄膜磁気ヘッドの製造方法

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JP3222318B2 JP13995194A JP13995194A JP3222318B2 JP 3222318 B2 JP3222318 B2 JP 3222318B2 JP 13995194 A JP13995194 A JP 13995194A JP 13995194 A JP13995194 A JP 13995194A JP 3222318 B2 JP3222318 B2 JP 3222318B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、積層薄膜を所望の形
状にパターン化する薄膜形成方法と、磁気記録装置に用
いられる薄膜磁気ヘッドの製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気記録再生装置の高記録密度
化、データの高転送速度化、多チャンネル化等に対応し
て薄膜磁気ヘッドが注目されている。特に再生出力がヘ
ッド走行速度に依存しない磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドが注目されている。図2はこの発明の実施例により作
製した磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの断面図である
が、従来のものと基本的に同じ構造であるので、図2を
参照しながらその動作を簡単に説明しておく。なお、図
2において、1は基板、5は第1絶縁層、6は磁気抵抗
効果素子(以下「MR素子」と称す)、8は第2絶縁
層、9はヨーク、10は第3絶縁層、11はバイアス
層、13は第4絶縁層、14は上部磁性層、15はテー
プ慴動面に形成した耐摩耗膜、16は磁気ギャップ層、
18は保護層である。
【0003】磁気テープなどの媒体から出た磁束は、ヨ
ーク9を通ってMR素子6に到達する。さらに、その磁
束は、後ろ側のヨーク9を通って上部磁性層14を通り
ヘッド表面に戻るという磁気回路を通る。信号を感知す
るMR素子6には、MR素子6の磁化方向を適切な方向
に向け効率よい再生ができるようにバイアス磁界が印加
される。バイアス層11はそこに電流を流しそのバイア
ス磁界を発生させるためのものである。
【0004】以下に従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法に
ついて説明する。図6は従来の薄膜磁気ヘッドの製造方
法(主としてバイアス層11の形成方法)を示す工程断
面図であり、図5はバイアス層11形成後の平面図であ
る。図7は図5のC−C´断面図である。なお、図6は
図5のB−B´に対応する位置における断面を示す。
【0005】基板1上に、第1絶縁層5、MR素子6、
リード層7(図5参照)、第2絶縁層8、ヨーク9、第
3絶縁層10を順次形成した後、3層の積層薄膜からな
るバイアス層11を形成する(図6(a))。つぎに、
バイアス層11の上に所定の形状のフォトレジスト12
を形成し、このフォトレジスト12をマスクにしてイオ
ンミリングでバイアス層11を所定の形状に加工し、M
R素子6に適正なバイアス磁界を付与するためのバイア
ス層11とする(図6(b),(c))。
【0006】その後、第4絶縁層13、磁気ギャップ層
16、上部磁性層14、保護層18を形成した後、保護
層18が平坦になるようにラッピングし(図6
(d))、保護基板(図示せず)を接着し、テープ摺動
面を所定の形状に加工し、さらにチップ化した後、テー
プ摺動面に耐摩耗膜15(図2参照)としてCrNをス
パッタし、最後にリード端子取り出し部からワイヤボン
ディング等の方法で外部回路と接続する。
【0007】なお、バイアス層11を構成する3層の積
層薄膜は、低電流で効率よく動作させるために比抵抗の
小さいAuの蒸着膜と、Auの蒸着膜は第3絶縁層10
および第4絶縁層13との密着性が悪いためAuの蒸着
膜の上下に形成したTaやCrなどの密着層とからな
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の製造方法で
は、バイアス層11をイオンミリングで所定の形状に形
成しているが、ヨーク9の段差部(斜面上)では均一に
ミリングされないために、AuやTa等が残ってバイア
ス残り部17(図5,図7)となり、テープ摺動面加工
後に摺動面に露出する。そしてチップ化した後、図2の
ヘッド断面図に示すように、摺動面を保護するための耐
摩耗膜15を成膜するが、ヨーク9の段差部に残ったバ
イアス残り部17を介して耐摩耗膜15とバイアス層1
1がショートするという問題点があった。その対策とし
て、段差部上に付着した膜も平坦部と同様に均一にエッ
チングされるケミカルエッチングが考えられるが、バイ
アス層11を構成する上下層として形成した密着層が同
時にエッチングされ、特にバイアス層11上の第4絶縁
層13との密着性が悪く剥離するという問題点があっ
た。
【0009】この発明の第1の目的は、積層薄膜を凹凸
の上に形成してもパターン化する際に不要な部分が残る
ことなく、かつ積層薄膜がその上下に形成される膜等と
密着性を良好に保つことのできる薄膜形成方法を提供す
ることである。また、この発明の第2の目的は、ヨーク
の段差部にバイアス層の不要な部分が残ることなく、か
つバイアス層がその上下に形成される絶縁膜と密着性を
良好に保つことのできる薄膜磁気ヘッドの製造方法を提
供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の薄膜形成
方法は、第1,第2および第3の薄膜からなる積層薄膜
を所望の形状にパターン化する薄膜形成方法であって、
第1の薄膜の上に第1の薄膜とは異なる材質の第2の薄
膜、第1の薄膜と同じ材質でかつ膜厚が第1の薄膜より
も厚い第3の薄膜を順次積層形成する工程と、第3の薄
膜の上にレジストパターンを形成しこのレジストパター
ンをマスクにして少なくとも第3の薄膜をイオンミリン
グする工程と、レジストパターンを除去する工程と、第
2の薄膜をケミカルエッチングする工程と、第1の薄膜
をケミカルエッチングする工程とを含むことを特徴とす
る。
【0011】請求項2記載の薄膜形成方法は、請求項1
記載の薄膜形成方法において、第1および第3の薄膜に
影響を及ぼさないエッチング液を用いて第2の薄膜をケ
ミカルエッチングし、第2の薄膜に影響を及ぼさないエ
ッチング液を用いて第1の薄膜をケミカルエッチングす
ることを特徴とする。請求項3記載の薄膜磁気ヘッドの
製造方法は、磁気抵抗効果素子と、媒体からの信号磁束
を磁気抵抗効果素子に導入するヨークと、第1,第2お
よび第3の導体膜の積層膜からなり磁気抵抗効果素子に
適正なバイアス磁界を与えるバイアス層と、上部磁性層
とを備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、ヨーク
上に絶縁膜を介して第1の導体膜、第1の導体膜とは異
なる材質の第2の導体膜、第1の導体膜と同じ材質でか
つ膜厚が第1の導体膜よりも厚い第3の導体膜を順次積
層形成する工程と、第3の導体膜の上にレジストパター
ンを形成しこのレジストパターンをマスクにして少なく
とも第3の導体膜をイオンミリングする工程と、レジス
トパターンを除去する工程と、第2の導体膜をケミカル
エッチングする工程と、第1の導体膜をケミカルエッチ
ングする工程とを含むことを特徴とする。
【0012】請求項4記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法
は、請求項3記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法におい
て、第1および第3の導体膜に影響を及ぼさないエッチ
ング液を用いて第2の導体膜をケミカルエッチングし、
第2の導体膜に影響を及ぼさないエッチング液を用いて
第1の導体膜をケミカルエッチングすることを特徴とす
る。
【0013】
【作用】この発明の薄膜形成方法によれば、第1,第2
および第3の薄膜からなる積層薄膜を所望の形状にパタ
ーン化するために、レジストパターンをマスクにして少
なくとも第3の薄膜をイオンミリングした後、第2の薄
膜をケミカルエッチングするが、このとき第2の薄膜と
第3の薄膜とは材質が異なるため、第3の薄膜に影響を
及ぼさないエッチング液を用いて第2の薄膜をエッチン
グし、さらに、第1の薄膜をケミカルエッチングする
が、このとき第1の薄膜と第2の薄膜とは材質が異なる
ため、第2の薄膜に影響を及ぼさないエッチング液を用
いて第1の薄膜をエッチングすることにより、サイドエ
ッチングなどの進行もなく良好なパターンが得られる。
なお、第1の薄膜をケミカルエッチングするときに同じ
材質の第3の薄膜もエッチングされるが、第3の薄膜の
方が第1の薄膜より膜厚を厚く形成しているため、第1
の薄膜のエッチング終了時には第3の薄膜は残ってい
る。そのため、積層薄膜を構成する第1,第2および第
3の薄膜を例えば導体膜とし、その上下に絶縁膜が形成
されるとすれば、第1および第3の薄膜に絶縁膜と密着
性のよい薄膜を用いることにより、積層薄膜とその上下
の絶縁膜との密着性は良好に保たれる。また、第1およ
び第2の薄膜のエッチングにケミカルエッチングを用い
ているため、この積層薄膜を凹凸のある上に形成したと
きでも、平坦部と同様に均一にエッチングされ、凹凸の
段差部等にエッチングされずに不要な部分が残ったりす
ることがない。
【0014】この発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法によ
れば、第1,第2および第3の導体膜からなるバイアス
層を所望の形状にパターン化するために、レジストパタ
ーンをマスクにして少なくとも第3の導体膜をイオンミ
リングした後、第2の導体膜をケミカルエッチングする
が、このとき第2の導体膜と第3の導体膜とは材質が異
なるため、第3の導体膜に影響を及ぼさないエッチング
液を用いて第2の導体膜をエッチングし、さらに、第1
の導体膜をケミカルエッチングするが、このとき第1の
導体膜と第2の導体膜とは材質が異なるため、第2の導
体膜に影響を及ぼさないエッチング液を用いて第1の導
体膜をエッチングすることにより、サイドエッチング量
も小さく高精度で良好なパターンが得られる。なお、第
1の導体膜をケミカルエッチングするときに同じ材質の
第3の導体膜もエッチングされるが、第3の導体膜の方
が第1の導体膜より膜厚を厚く形成しているため、第1
の導体膜のエッチング終了時には第3の導体膜は残って
いる。そのため、第1および第3の導体膜に絶縁膜と密
着性のよい導体膜を用いることにより、バイアス層とそ
の上下に形成される絶縁膜との密着性は良好に保たれ
る。また、第1および第2の導体膜のエッチングにケミ
カルエッチングを用いているため、ヨークの段差部にバ
イアス層の不要な部分が残ることなく、例えばテープ慴
動面に形成される耐摩耗膜とバイアス層とがショートす
るのを防止できる。
【0015】
【実施例】以下にこの発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図1はこの発明による薄膜形成方法を示す
工程断面図である。基板1上に、下部密着層(第1の薄
膜)2,導体層(第2の薄膜)3,上部密着層(第3の
薄膜)4を順次蒸着する(図1(a))。ここで上部密
着層4は、下部密着層2と同質でかつ膜厚を下部密着層
2よりも厚く形成しておく。
【0016】つぎに、上部密着層4の上に所定の形状の
フォトレジスト12を形成し(図1(b))、このフォ
トレジスト12をマスクにして上部密着層4と導体層3
の一部をイオンミリングする(図1(c))。その後、
フォトレジスト12を剥離液にて除去する(図1
(d))。つぎに、上部密着層4をマスクにして導体層
3および下部密着層2をそれぞれケミカルエッチングす
る。ここで、導体層3のエッチング液は密着層2,4に
影響を及ぼさず、下部密着層2のエッチング液は導体層
3に影響を及ぼさないものを用いている。下部密着層2
のエッチングの際、同質の膜で形成された上部密着層4
も均一にエッチングされる。しかし上部密着層4の方が
下部密着層2より膜厚が厚いため、下部密着層2のエッ
チング終了時においても上部密着層4は残る(図1
(e))。
【0017】以上のようにこの実施例によれば、上部密
着層4および導体層3の一部をイオンミリングで形成
し、導体層3および下部密着層2のケミカルエッチング
をお互いに影響を及ぼさないエッチング液を用いている
ため、サイドエッチング量は小さく良好なパターンが得
られる。また、下部密着層2とともに上部密着層4もエ
ッチングされるが、はじめに上部密着層4の方が下部密
着層2より膜厚を厚く形成しているため、下部密着層2
のエッチング終了時においても上部密着層4は残り、そ
の上に形成する薄膜(図示せず)との密着性が良好に保
たれる。当然、この場合、下部密着層2の下の基板1と
の密着性も良好である。また、導体層3および下部密着
層2のエッチングにケミカルエッチングを用いているた
め、この積層薄膜を凹凸のある上に形成したときでも、
平坦部と同様に均一にエッチングされ、凹凸の段差部等
にエッチングされずに不要な部分が残ったりすることが
ない。
【0018】なお、この実施例では、上部密着層4およ
び導体層3の一部をイオンミリングを行ったが、上部密
着層4だけのイオンミリングを実施しても、また上部密
着層4および導体層3の全部のイオンミリングを実施し
ても同様の効果が得られる。次にこの発明の薄膜形成方
法を用いた薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する。図2
はこの発明の実施例により作製した磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドの断面図であり、図4はこの実施例の薄膜磁
気ヘッドの製造方法(主としてバイアス層11の形成方
法)を示す工程断面図であり、図3はバイアス層11形
成後の平面図である。なお、図4は図3のA−A´に対
応する位置における断面を示す。
【0019】基板1上に、第1絶縁層5、MR素子6、
リード層7(図3)、第2絶縁層8、ヨーク9、第3絶
縁層10を順次形成した後、バイアス層11を形成す
る。このバイアス層11は、図1に示す下部密着層2,
導体層3および上部密着層4からなる積層薄膜と同様、
3層の積層薄膜として形成する。まず、バイアス層11
を構成する下部密着層(第1の導体膜)としてTaを3
0nm、中間の導体層(第2の導体膜)としてAuを5
00nm、上部密着層(第3の導体膜)としてTaを6
0nmを積層する(図4(a))。
【0020】つぎに、バイアス層11の上にフォトレジ
スト12をリソグラフィーで所定の形状に形成し、この
フォトレジスト12をマスクにしてバイアス層11の上
部密着層および導体層の一部をイオンミリングする(図
4(b))。その後、フォトレジスト12を剥離液で除
去し、ヨーク9上の平坦部および段差部に残っているバ
イアス層11の導体層を、ヨウ素/ヨウ化カリウム混合
水溶液でケミカルエッチングする(図4(c))。この
とき、ヨウ素/ヨウ化カリウム混合水溶液はバイアス層
11の上部および下部密着層であるTaにはまったく影
響を及ぼさない。
【0021】つぎに、水洗した後、バイアス層11の下
部密着層を、60℃に加熱した水酸化ナトリウム水溶液
でケミカルエッチングし、所望の形状のバイアス層11
を得る(図4(d))。ここで、密着層であるTaのエ
ッチング液として水酸化ナトリウムの水溶液を用いる
が、このエッチング液はフォトレジストを溶解するので
レジスト流れ防止のため、下部密着層のエッチング前ま
でにフォトレジスト12を除去しておかなければならな
い。フォトレジスト12を除去しているため、下部密着
層をエッチングする際、上部密着層も同時にエッチング
されるが、上部密着層のほうが下部密着層より厚膜のた
め、下部密着層のエッチング終了時においても上部密着
層は残ることになる。また、水酸化ナトリウム水溶液は
中間の導体層であるAuにはまったく影響を及ぼさない
ため、サイドエッチングなどの進行はない。
【0022】つぎに、第4絶縁層13、磁気ギャップ層
16、上部磁性層14を形成する(図4(e))。その
後、図2に示すように、保護層18を形成し、その表面
が平坦になるようにラッピングし、保護基板(図示せ
ず)を接着し、テープ摺動面を所定の形状に加工し、さ
らにチップ化した後、テープ摺動面に耐摩耗膜15とし
てCrNをスパッタし、最後にリード端子取り出し部か
らワイヤボンディング等の方法で外部回路と接続する。
【0023】以上のようにこの実施例の薄膜磁気ヘッド
の製造方法によれば、下部密着層,導体層および上部密
着層からなるバイアス層11の形成において、下部密着
層と導体層をケミカルエッチングするため、ヨーク9の
段差部においても導体膜が残らず、したがってテープ摺
動面においてバイアス層11の導体膜が露出せず、耐摩
耗膜15とバイアス層11とはショートしない。また、
上部密着層は下部密着層と同質であるがはじめに膜厚を
厚く形成しているため、下部密着層のケミカルエッチン
グ終了時にも消失せずに残り、上部の第4絶縁層13と
の密着性も良好に維持できる。下部の第3絶縁層10と
の密着性も良好であるのは言うまでもない。また、上部
密着層とともに導体層の一部をもイオンミリング除去し
ているため、ケミカルエッチングによる導体層のサイド
エッチングも少なくなり、特に高精度のパターンが保た
れる。
【0024】なお、この実施例では、バイアス層11の
形成において、上部密着層および導体層の一部をイオン
ミリングを行ったが、上部密着層だけのイオンミリング
を実施しても、また上部密着層および導体層の全部のイ
オンミリングを実施しても同様の効果が得られる。ま
た、この実施例では、薄膜磁気ヘッドのバイアス層の形
成方法について述べたが、より複雑な表面凹凸を持つ積
層型薄膜磁気ヘッドにおいても容易に薄膜形成ができ良
好なパターンが得られる。また、この実施例のTa/A
u/Taのパターニング以外にも、上下が同じ材質の積
層膜においても高精度なパターンが得られる。
【0025】
【発明の効果】この発明の薄膜形成方法は、第1,第2
および第3の薄膜からなる積層薄膜を所望の形状にパタ
ーン化するために、レジストパターンをマスクにして少
なくとも第3の薄膜をイオンミリングした後、第2の薄
膜をケミカルエッチングするが、このとき第2の薄膜と
第3の薄膜とは材質が異なるため、第3の薄膜に影響を
及ぼさないエッチング液を用いて第2の薄膜をエッチン
グし、さらに、第1の薄膜をケミカルエッチングする
が、このとき第1の薄膜と第2の薄膜とは材質が異なる
ため、第2の薄膜に影響を及ぼさないエッチング液を用
いて第1の薄膜をエッチングすることにより、サイドエ
ッチングなどの進行もなく良好なパターンが得られる。
なお、第1の薄膜をケミカルエッチングするときに同じ
材質の第3の薄膜もエッチングされるが、第3の薄膜の
方が第1の薄膜より膜厚を厚く形成しているため、第1
の薄膜のエッチング終了時には第3の薄膜は残ってい
る。そのため、積層薄膜を構成する第1,第2および第
3の薄膜を例えば導体膜とし、その上下に絶縁膜が形成
されるとすれば、第1および第3の薄膜に絶縁膜と密着
性のよい薄膜を用いることにより、積層薄膜とその上下
の絶縁膜との密着性は良好に保たれる。また、第1およ
び第2の薄膜のエッチングにケミカルエッチングを用い
ているため、この積層薄膜を凹凸のある上に形成したと
きでも、平坦部と同様に均一にエッチングされ、凹凸の
段差部等にエッチングされずに不要な部分が残ったりす
ることがない。
【0026】この発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
第1,第2および第3の導体膜からなるバイアス層を所
望の形状にパターン化するために、レジストパターンを
マスクにして少なくとも第3の導体膜をイオンミリング
した後、第2の導体膜をケミカルエッチングするが、こ
のとき第2の導体膜と第3の導体膜とは材質が異なるた
め、第3の導体膜に影響を及ぼさないエッチング液を用
いて第2の導体膜をエッチングし、さらに、第1の導体
膜をケミカルエッチングするが、このとき第1の導体膜
と第2の導体膜とは材質が異なるため、第2の導体膜に
影響を及ぼさないエッチング液を用いて第1の導体膜を
エッチングすることにより、サイドエッチング量も小さ
く高精度で良好なパターンが得られる。なお、第1の導
体膜をケミカルエッチングするときに同じ材質の第3の
導体膜もエッチングされるが、第3の導体膜の方が第1
の導体膜より膜厚を厚く形成しているため、第1の導体
膜のエッチング終了時には第3の導体膜は残っている。
そのため、第1および第3の導体膜に絶縁膜と密着性の
よい導体膜を用いることにより、バイアス層とその上下
に形成される絶縁膜との密着性は良好に保たれる。ま
た、第1および第2の導体膜のエッチングにケミカルエ
ッチングを用いているため、ヨークの段差部にバイアス
層の不要な部分が残ることなく、例えばテープ慴動面に
形成される耐摩耗膜とバイアス層とがショートするのを
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の薄膜形成方法を示す工程断
面図である。
【図2】この発明の実施例により作製した薄膜磁気ヘッ
ドの断面図である。
【図3】この発明の実施例による薄膜磁気ヘッドのバイ
アス層形成後の平面図である。
【図4】この発明の実施例の薄膜磁気ヘッドの製造方法
を示す工程断面図である。
【図5】従来の薄膜磁気ヘッドのバイアス層形成後の平
面図である。
【図6】従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す工程断
面図である。
【図7】従来の薄膜磁気ヘッドのバイアス層形成後の断
面図である。
【符号の説明】
1 基板 2 下部密着層(第1の薄膜) 3 導体層(第2の薄膜) 4 上部密着層(第3の薄膜) 5 第1絶縁層 6 MR素子 7 リード 8 第2絶縁層 9 ヨーク 10 第3絶縁層 11 バイアス層 12 フォトレジスト 13 第4絶縁層 14 上部磁性層 15 耐摩耗膜 16 磁気ギャップ層 18 保護層

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1,第2および第3の薄膜からなる積
    層薄膜を所望の形状にパターン化する薄膜形成方法であ
    って、 前記第1の薄膜の上に前記第1の薄膜とは異なる材質の
    前記第2の薄膜、前記第1の薄膜と同じ材質でかつ膜厚
    が前記第1の薄膜よりも厚い前記第3の薄膜を順次積層
    形成する工程と、前記第3の薄膜の上にレジストパター
    ンを形成しこのレジストパターンをマスクにして少なく
    とも前記第3の薄膜をイオンミリングする工程と、前記
    レジストパターンを除去する工程と、前記第2の薄膜を
    ケミカルエッチングする工程と、前記第1の薄膜をケミ
    カルエッチングする工程とを含むことを特徴とする薄膜
    形成方法。
  2. 【請求項2】 第1および第3の薄膜に影響を及ぼさな
    いエッチング液を用いて第2の薄膜をケミカルエッチン
    グし、前記第2の薄膜に影響を及ぼさないエッチング液
    を用いて前記第1の薄膜をケミカルエッチングすること
    を特徴とする請求項1記載の薄膜形成方法。
  3. 【請求項3】 磁気抵抗効果素子と、媒体からの信号磁
    束を前記磁気抵抗効果素子に導入するヨークと、第1,
    第2および第3の導体膜の積層膜からなり前記磁気抵抗
    効果素子に適正なバイアス磁界を与えるバイアス層と、
    上部磁性層とを備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法であっ
    て、 前記ヨーク上に絶縁膜を介して前記第1の導体膜、前記
    第1の導体膜とは異なる材質の前記第2の導体膜、前記
    第1の導体膜と同じ材質でかつ膜厚が前記第1の導体膜
    よりも厚い前記第3の導体膜を順次積層形成する工程
    と、前記第3の導体膜の上にレジストパターンを形成し
    このレジストパターンをマスクにして少なくとも前記第
    3の導体膜をイオンミリングする工程と、前記レジスト
    パターンを除去する工程と、前記第2の導体膜をケミカ
    ルエッチングする工程と、前記第1の導体膜をケミカル
    エッチングする工程とを含む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】 第1および第3の導体膜に影響を及ぼさ
    ないエッチング液を用いて第2の導体膜をケミカルエッ
    チングし、前記第2の導体膜に影響を及ぼさないエッチ
    ング液を用いて前記第1の導体膜をケミカルエッチング
    することを特徴とする請求項3記載の薄膜磁気ヘッドの
    製造方法。
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