JP3385426B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの補助記
憶装置として用いる磁気ディスク装置の記録再生に用い
る対環境信頼性に優れた薄膜磁気ヘッドの製造方法に関
する。 【０００２】 【従来の技術】磁気ディスク記憶装置の高性能化に伴
い、それに用いる薄膜磁気ヘッドにも種々の高性能化が
要求されている。その一つとして、磁気ディスク装置の
線記録密度向上のため、高抗磁力媒体へ記録・再生する
薄膜磁気ヘッドの記録能力向上が大きな課題となってい
る。記録能力を向上するためには、簡易な手段として磁
気ヘッドのギャップデプスを小さくする方法がある。し
かし、ギャップデプスを小さくし過ぎると、磁気ヘッド
の信頼性が急低下するという問題がある。 【０００３】以下に従来の薄膜磁気ヘッドの構成（例え
ば特開平４−３２０１２号公報に開示されている）を、
図面を参照しながら説明する。図３に薄膜磁気ヘッドの
媒体対向面側よりみた全体構成を、図４に磁気記録素子
の構成を示す。薄膜磁気ヘッドはセラミック基板上に薄
膜形成技術を用いて素子を形成し、図３に示すような磁
気ディスタ装置用のスライダ１の側部に素子を装着した
状態で使用する。薄膜磁気ヘッドを装置に搭載する時
は、浮上レール２に対して裏面側に浮上レールに平行に
ジンバルを接着して磁気ヘッドアセンブリとして用い
る。薄膜磁気ヘッド素子はスライダ１の手前側面に形成
されており、上部絶縁層３と、上部磁性層４と、端子５
が見られる。図３においてＡで示す薄膜磁気ヘッド素子
を拡大すると図４のようになる。図４において、６は上
下磁性層が接合するバックギャップである。図４のＢ−
Ｂ’断面の構成を図５に示す。まずアルミナなどをスパ
ッタ法でとばして製膜した絶縁層８で被覆されたセラミ
ック基板７上に、電気めっき法あるいはスパッタ法によ
り下部磁性層９を形成し、その上にスパッタ法により磁
気ギャップ層１０を形成し、さらにその上にノボラック
系樹脂あるいはポリイミド系樹脂などからなる下部絶縁
層１１、電気めっき法などにより形成した下部コイル層
１２を順次積層する。さらにその上に下部コイル層と下
部絶縁層と同様に中部絶縁層１３、上部コイル層１４、
上部絶縁層３、上部磁性層４を順次積層し最終的にアル
ミナなどからなる保護層１５を形成して保護した構成と
なっている。 【０００４】図６に従来の薄膜磁気ヘッドの記録先端部
の構成を示す。薄膜磁気ヘッドの媒体対向面１６から下
部磁性層９と上部磁性層４が磁気ギャップ層１０を介し
て平行に対向する位置の終点１７までの距離Ｌはギャッ
プデプス（Ｇ．Ｄ．）と呼ばれ、薄膜磁気ヘッドの記録
再生性能に大きな影響を及ぼし、特に記録能力に関して
は最も重要な寸法となる。 【０００５】薄膜磁気ヘッドは、媒体対向面１６上に現
れた下部磁性層９、磁気ギャップ層１０および上部磁性
層４からなる磁界発生領域Ｘが有限（通常４〜１０μｍ
程度）で、かつ磁気回路を構成する磁性層が薄いので磁
気飽和し易い。そのため、フェライトで磁気回路を構成
したバルク型の磁気ヘッドに比べて記録性能に及ぼすギ
ャップデプス寸法Ｌの影響が大きくなる。そのため、通
常の薄膜磁気ヘッドのギャップデプス寸法Ｌは０．５〜
２μｍ程度に設定され、この寸法が小さい程記録性能は
高くなる。 【０００６】ここで、薄膜磁気ヘッドの総合性能を充分
満足できるものとするには、記録能力を向上すると同時
に信頼性も満足しなければならない。ここでいう信頼性
とは、ハードディスクドライブに使用するときの最悪環
境を想定して、高温高湿試験、温湿度サイクル試験、高
温試験、低温試験、熱衝撃試験などの加速試験を行い、
薄膜磁気ヘッドの電気特性および外観に変化がないかと
いう耐環境性のことをいう。この信頼性は製品としての
最終性能を評価する場合最も重要な性能であるが、電気
特性のように測定規格を決めれば測定結果により一義的
に良、不良の判断がつく性質のものではなく、多分に確
率的な性質をもった性能であるため、多数のサンプルを
用いて繰り返し評価しなければならない。 【０００７】記録性能を向上するためにギャップデプス
Ｌを小さくした薄膜磁気ヘッドの信頼性試験を行うと、
ギャップデプスＬと外観品質の間にある関係があるとい
うことが解った。即ち、ギャップデプス寸法が１μｍ以
下になると、アルミナで形成した保護層および絶縁層の
接合面積が減少し、急激にクラックが発生し始める現象
が生じた。図８に薄膜磁気ヘッド素子部を媒体対向面か
ら見た構成を示す。上記のクラック発生現象は磁気ギャ
ップ層１０を境にして、アルミナで形成した絶縁層８と
保護層１５の間に隙間ができるもので、極端な場合には
下部磁性層９と上部磁性層４が磁気ギャップ層から離れ
てしまう状態となる。このような状態になると薄膜磁気
ヘッドは記録再生が不能となる。 【０００８】上記の現象が発生する原因として以下のこ
とが考えられる。図７に薄膜磁気ヘッド素子の平面図を
示す。図５、図６で示したように、通常、薄膜磁気ヘッ
ドのギャップデプスＬを決定する層は下部絶縁層１１で
あり、下部絶縁層１１の外周先端が終点１７に位置する
磁気ギャップ終端、すなわちアペックスを形成してい
る。下部絶縁層１１の媒体対向面に近接する位置におけ
る平面形状は図７に示すようになっている。記録トラッ
クと直交する領域は、トラック幅（ＴＷ）よりかなり広
い寸法Ｃを有し、ギャップデプス寸法がＬであるとき、
前記アペックスに連なり、前記領域外における下部絶縁
層１１の外周先端の直線部と媒体対向面１６との距離Ｍ
はギャップデプス寸法Ｌにほぼ等しい。ギャップデプス
寸法Ｌが１μｍ以下となった場合は上記の距離Ｍも同時
に１μｍ以下となる。この寸法Ｍは、薄膜磁気ヘッド素
子の基板の絶縁層８と保護層１５が直接接触、接合する
寸法でもあり、ヘッド素子周囲の接合部の中で最も接合
面積が小さい。そのため、ヘッド素子を被覆保護する上
で最も接合が弱い領域となっている。 【０００９】高温高湿下で信頼性試験を行うと、図８に
示した媒体対向面にある下部磁性層９および上部磁性層
４が接する磁気ギャップ層１０や保護層１５の微少な膜
欠陥から水蒸気が入り込み、有機絶縁物で形成された下
部絶縁層１１、中部絶縁層１３、上部絶縁層３を膨潤さ
せる。その結果、無機絶縁物で形成された硬い絶縁層
８、磁気ギャップ層１０および保護層１５の各層間の密
着力あるいは各層の坑折力よりも有機絶縁物層の膨潤力
のほうが大きくなった時に、クラックが発生する。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の薄
膜磁気ヘッドでは、記録再生性能を向上させるためギャ
ップデプスを小さくすると、媒体対向面から有機材料で
形成された絶縁層までの距離が短くなる。その結果、接
合面積が減少し、水蒸気の浸透距離が短くなり、かつア
ルミナなどの無機絶縁物で形成された絶縁層８と保護層
１５の媒体対向面での接合面積が小さくなり、絶縁層８
や保護層１５が剥離したり破壊され、急激に信頼性が劣
化するという問題があった。 【００１１】本発明はこのような課題を解決するもの
で、記録再生性能が優れ、かつ耐環境信頼性に優れた薄
膜磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的とするも
のである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、基板上に下部磁性層を形成し、前記下部磁
性層の上に磁気ギャップ層を設け、前記磁気ギャップ層
の上に下部絶縁層を形成するとともに、前記下部絶縁層
にてアペックスを形成し、前記下部絶縁層の上にコイル
層を形成し、前記コイル層の上に他の絶縁層を形成し、
前記他の絶縁層の上に所定形状の上部磁性層を形成し、
その後に前記上部磁性層をマスクとして酸素プラズマを
照射することで、前記下部絶縁層における前記上部磁性
層でカバーされていない部分を徐々に除去して、前記下
部絶縁層における前記上部磁性層でカバーされていない
部分の先端部を前記アペックスよりも所定量後退させ、
その後に前記各部を覆う保護層を形成したことを特徴と
する薄膜磁気ヘッドの製造方法である。 【００１３】 【作用】上記の手段によれば、アペックスを有する突起
部を上部磁性層以外のマスクを用いることなく、かつ精
度よく作製することができる。 【００１４】 【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。 【００１５】（実施例１）本実施例の薄膜磁気ヘッドの
構成は従来例と同様であるため同じ部材には同一の符号
を付し、詳細な説明は省略する。本実施例の構成は図５
に示した従来の薄膜磁気ヘッドと同様で、まずスパッタ
法により形成したアルミナなどの絶縁物８で被覆された
セラミック基板７上に、電気めっき法あるいはスパッタ
法により形成した下部磁性層９、スパッタ法により製膜
した磁気ギャップ層１０を形成し、さらにその上にノボ
ラック系樹脂あるいはポリイミド系樹脂などからなる下
部絶縁層１１、電気めっき法により形成した下部コイル
層１２を順次積層し、さらにその上に同様に中部絶縁層
１３、上部コイル層１４、上部絶縁層３、上部磁性層４
を順次積層し最終的にアルミナで作製した保護層１５で
保護した構成とする。 【００１６】図１に上記のようにして作成した実施例１
の薄膜磁気ヘッドの構成を示す。図中の実線で示した絶
縁層が下部絶縁層１１、破線で示した絶縁層が中部絶縁
層１３、一点鎖線で示した絶縁層が上部絶縁層３であ
る。 【００１７】なお、図１に示す本実施例では下部絶縁層
１１によりアペックスを形成したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、上部絶縁層、中部絶縁層のいず
れかを用いてアペックスを形成してもよい。 【００１８】下部絶縁層１１はトラック幅（ＴＷ）を形
成する領域においてある幅Ｄの直線部を有し、それに連
なる下部絶縁層１１の外周ラインは寸法Ｅだけ媒体対向
面１６より離れたところに位置させる。ここで幅Ｄはト
ラック幅と同じ寸法か、あるいはトラック幅エッジから
片側１μｍ以内、すなわちトラック幅より２μｍ以下の
広がりを持った寸法とする。また突起部１９の高さＥは
２μｍ以上とれば充分である。突起部１９の幅をトラッ
ク幅より広げる場合の寸法は、大きくし過ぎると効果が
小さくなるが、上記寸法より多少大きくしても信頼性が
向上すれば、本発明の適用範囲であるということがいえ
る。この絶縁層の突起部１９の最先端部の幅をトラック
幅よりやや広くする方法としては、図１に示す下部絶縁
層の形のフォトマスクを用いればよい。ここで、パター
ン形成するときのフォトマスクのアライメント精度を考
慮しても、上記寸法は充分実現可能な寸法である。しか
し、絶縁層の突起部１９がアペックスと連なる直線領域
の幅をトラック幅と同じ寸法とする方法は、上記のよう
にフォトマスクを用いる方法では、アライメントずれや
露光現像時のパターン幅の変動があるため実質的には不
可能である。そこで、上記寸法を満足させる方法とし
て、酸素プラズマを用いる方法がある。これは、課す単
純な方法として、上部磁性層４を形成後、上部磁性層４
をエッチングマスクとして利用し薄膜磁気ヘッド素子全
体に酸素プラズマを照射し、全体的に有機絶縁物からな
る絶縁層を除去する方法がある。この場合は酸素プラズ
マにさらされた絶縁層が徐々に除去されていき、絶縁層
の最先端部のアペックス高さが規定の寸法になったとこ
ろでプラズマ処理を終了する。 【００１９】（実施例２） 上記の方法では、酸素プラズマ処理が長すぎると上部絶
縁層３が全部除去されてしまったり、露出した上部コイ
ル層１４や上部磁性層４、端子５が酸化するという問題
が生じ易い。そこでこのような問題を回避する方法とし
て、図２に示すようにフォトレジストにより除去したい
ところのみにパターンを出し、その他の領域はフォトレ
ジスト１８で覆う方法がある。これは絶縁層先端部の除
去したい部分のみ露出させ、他はフォトレジスト１８で
保護する状態にした後に酸素プラズマ処理をする方法で
ある。この方法によれば、除去したい領域だけが酸素プ
ラズマにより除去され、それ以外のところは全くダメー
ジを受けない工法とすることができる。 【００２０】本発明によれば、トラック幅が小さくなる
程、効果が大きくなる。 【００２１】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、基板上に下部磁性層を形成し、前記下部磁性層
の上に磁気ギャップ層を設け、前記磁気ギャップ層の上
に下部絶縁層を形成するとともに、前記下部絶縁層にて
アペックスを形成し、前記下部絶縁層の上にコイル層を
形成し、前記コイル層の上に他の絶縁層を形成し、前記
他の絶縁層の上に所定形状の上部磁性層を形成し、その
後に前記上部磁性層をマスクとして酸素プラズマを照射
することで、前記下部絶縁層における前記上部磁性層で
カバーされていない部分を徐々に除去して、前記下部絶
縁層における前記上部磁性層でカバーされていない部分
の先端部を前記アペックスよりも所定量後退させ、その
後に前記各部を覆う保護層を形成する基板上に下部磁性
層を形成することにより、耐環境信頼性の高い薄膜磁気
ヘッドを作成することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例１の薄膜磁気ヘッドの記録再生
部の概略構成を示す側面図 【図２】同実施例２の薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す
側面図 【図３】従来の薄膜磁気ヘッドの全体構成を示す斜視図 【図４】同記録再生部の概略構成を示す側面図 【図５】同図４のＢ−Ｂ’断面の構成を示す断面図 【図６】同図４のＢ−Ｂ’断面の要部拡大断面図 【図７】同磁気ギャップ部の絶縁構成を示す側面図 【図８】同磁気ギャップ部の構成を示す上面図 【符号の説明】１ スライダ ２ 浮上レール ３ 上部絶縁層 ４ 上部磁性層 ５ 端子 ６ バックギャップ７ セラミック基板 ８ 絶縁層 ９ 下部磁性層 １０ 磁気ギャップ層 １１ 下部絶縁層１２ 下部コイル層 １３ 中部絶縁層１４ 上部コイル層 １５ 保護層 １６ 媒体対向面１７ 終点 １８ フォトレジスト １９ 突起部

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板上に下部磁性層を形成し、前記下部
   磁性層の上に磁気ギャップ層を設け、前記磁気ギャップ
   層の上に下部絶縁層を形成するとともに、前記下部絶縁
   層にてアペックスを形成し、前記下部絶縁層の上にコイ
   ル層を形成し、前記コイル層の上に他の絶縁層を形成
   し、前記他の絶縁層の上に所定形状の上部磁性層を形成
   し、その後に前記上部磁性層をマスクとして酸素プラズ
   マを照射することで、前記下部絶縁層における前記上部
   磁性層でカバーされていない部分を徐々に除去して、前
   記下部絶縁層における前記上部磁性層でカバーされてい
   ない部分の先端部を前記アペックスよりも所定量後退さ
   せ、その後に前記各部を覆う保護層を形成したことを特
   徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。