JP3722709B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばハードディスク装置などに搭載される薄膜磁気ヘッドに係り、特にシールド層下に形成される絶縁層の破損等を防止することができる薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の薄膜磁気ヘッドを記録媒体の対向側から示した拡大正面図である。
【０００３】
この薄膜磁気ヘッドは、例えば浮上式ヘッドを構成するスライダのトレーリング側端面に磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドｈ1と、書き込み用のインダクティブヘッドｈ2とが積層されている。
【０００４】
読み出しヘッドｈ1では、センダストやＮｉ―Ｆｅ系合金（パーマロイ）などにより形成された下部シールド層１上に、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）などの非磁性材料による下部ギャップ層２が形成され、その上に磁気抵抗効果素子層３が成膜されている。前記磁気抵抗効果素子層３は、三層で構成されており、下から軟磁性層（ＳＡＬ層）、非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）、磁気抵抗効果層（ＭＲ層）の順に積層されている。通常、前記磁気抵抗効果素子層はＮｉ―Ｆｅ系合金（パーマロイ）の層、前記非磁性層はＴａ（タンタル）の層であり、前記軟磁性層はＮｉ―Ｆｅ―Ｎｂ系合金により形成されている。
【０００５】
前記磁気抵抗効果素子層３の両側には、縦バイアス層としてハードバイアス層４が形成されている。また、前記ハードバイアス層４の上にＣｕ（銅）、Ｗ（タングステン）などの電気抵抗の小さい非磁性導電性材料の主電極層５が形成されている。さらにその上に、アルミナなどの非磁性材料による上部ギャップ層６が形成される。
【０００６】
前記上部ギャップ層６の上には下部コア層２０がパーマロイなどのメッキにより形成されている。インダクティブヘッドｈ2ではこの下部コア層２０が記録媒体に記録磁界を与えるリーディング側コア部として機能し、読み出しヘッドｈ1では上部シールド層として機能している。また読み出しヘッドｈ1では、下部シールド層１と下部コア層（上部シールド層）２０との間隔によりギャップ長Ｇｌ1が決定される。
【０００７】
前記下部コア層２０の上には、アルミナなどによるギャップ層（非磁性材料層）９とポリイミドまたはレジスト材料により形成された絶縁層（図示しない）が積層され、前記絶縁層の上には螺旋状となるようにパターン形成されたコイル層１０が設けられている。前記コイル層１０はＣｕ（銅）などの電気抵抗の小さい非磁性導電材料で形成されている。そして前記コイル層１０はポリイミドまたはレジスト材料で形成された絶縁層（図示しない）に囲まれ、前記絶縁層の上にパーマロイなどの磁性材料で形成された上部コア層１１がメッキ形成されている。なお、前記上部コア層１１はインダクティブヘッドｈ2のトレーリング側コアとして機能している。
【０００８】
前記上部コア層１１の先端部１１ａは、図５に示すように記録媒体の対向側で下部コア層２０の上に前記ギャップ層９を介して対向し、記録媒体に記録磁界を与える磁気ギャップ長Ｇｌ2の磁気ギャップが形成されている。そして、前記上部コア層１１の上にアルミナなどの保護層１２が設けられている。
【０００９】
図６は、従来の下部コア層２０の製造方法を示す拡大断面図である。
図６（ａ）に示すように、まず上部ギャップ層６上にパーマロイなどの磁性材料製の下地層２１がメッキ形成される。そして下地層２１上にレジスト液が塗布され、露光現像されることにより矩形状のレジスト層２２，２２が前記下地層２１上に形成される。図６（ｂ）では、レジスト層２２，２２が形成されていない下地層２１上にパーマロイなどの磁性材料の層２０，２３，２３がメッキ形成される。なお、レジスト層２２，２２の間に形成された磁性材料の層２０は後に下部コア層として残される。
【００１０】
図６（ｃ）では、レジスト層２２，２２が除去され、その真下に形成されている下地層２１がイオンミリングにより除去される。図６（ｄ）では、レジスト材料製の保護層２４が前記レジスト層２２，２２が除去された部分の上部ギャップ層６の上から磁性材料の層２０を覆い隠すようにして形成される。そして図６（ｅ）ではウエットエッチングにより磁性材料層２３，２３及びその真下に形成されている下地層２１が除去される。図６（ｆ）では、保護層２４が除去され、上部ギャップ層６上には下地層２１を介して矩形状の下部コア層２０のみが残される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す従来の薄膜磁気ヘッドでは、以下のような問題点があった。
（イ）記録媒体への信号の書き込み密度を高くし、磁気書き込みの周波数を高くするには、下部コア層２０（上部シールド層）及び上部コア層１１の軟磁性特性を向上させ、低い保持力及び高い比抵抗の性質を有するようにし、また飽和磁束密度については高いことが好ましいが、下部コア層２０の飽和磁束密度を上部コア層１１の飽和磁束密度よりも低くしておくとより好ましい。従来の下部コア層２０及び上部コア層１１を形成していたパーマロイは、飽和磁束密度が高く、また保磁力も比較的低いものの、比抵抗が比較的小さく、従って記録周波数を高くした場合、渦電流が発生しやすく、渦電流による熱損失が増大しやすくなっていた。
【００１２】
また図５に示す下部コア層２０はコアとしての機能だけでなく、シールドとしての機能も兼ね備えていなければならない。シールド層としては高周波領域における初透磁率が高い軟磁性材料を選択する必要があるが、パーマロイは記録周波数を高くすると初透磁率が極端に低くなってしまい、パーマロイで形成された下部コア層（上部シールド層）２０のシールド機能は低下していた。シールド機能が低下すると、ＭＲ層にバルクハウゼンノイズが発生するという問題が生じる。
【００１３】
特開平６―３１６７４８号公報には、ｂｃｃ構造のＦｅの微結晶相と、希土類またはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗから選ばれた元素及びＯを含む非結晶相と、が混在された軟磁性材料が開示されている。この軟磁性材料は組成比が適正に調節されれば、飽和磁束密度が高く、保磁力は低く、さらに比抵抗が高い性質を有するようになる。従ってこの軟磁性材料を下部コア層２０及び上部コア層１１に使用すれば、磁気特性に優れた薄膜磁気ヘッドを製造することが可能となる。
【００１４】
ところで、この軟磁性材料はメッキにより形成することができず、スパッタ法や蒸着法でしか成膜することができない。しかし、従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、下部コア層２０をスパッタ法や蒸着法で形成することは困難であり、その理由について以下に説明する。
【００１５】
下部コア層２０をスパッタ法で形成する場合、アルミナなどで形成されている上部ギャップ層６上に直接に軟磁性材料の層を形成することになるが、この軟磁性材料の層を所定の形状にするために、不要部分をイオンミリング（ドライエッチング）により除去する必要がある。しかし、イオンミリングにより前記軟磁性材料の層を除去すると、その下に形成されているアルミナの上部ギャップ層６を損傷する問題が生じる。
【００１６】
上部ギャップ層は１０００オングストローム程の膜厚で形成されるのに対し、下部コア層は前記上部ギャップ層に比べてかなり厚く形成される。一般にイオンミリングにより所定の厚さを除去すると、除去できる膜厚に５％程度の公差が生じるとされている。このため、下部コア層の所定箇所がイオンミリングにより除去されると、その下に形成されている膜厚の薄い上部ギャップ層は、５％程度の除去膜厚の公差により破損されやすくなっている。
【００１７】
以上のような理由から、下部コア層２０がイオンミリングにより除去されると同時に上部ギャップ層６の一部分も除去されてしまい、また最悪の場合、前記上部ギャップ層６がすべて除去され、前記上部ギャップ層６の下に形成されている主電極層５がイオンミリングの影響を受けることになる。
【００１８】
（ロ）下部コア層２０（上部シールド層）の膜厚は厚く、しかも下部コア層２０の断面の形状がほぼ長方形（矩形状）であるため、前記下部コア層２０の両側端部には角部を有する段差部Ａが形成される。このため、前記下部コア層２０上に形成されるギャップ層９の膜厚を均一に形成することが困難であり、特に下部コア層２０の側端部の前記段差部Ａの角部付近では前記ギャップ層９の膜厚が極端に薄くなっており、したがって下部コア層２０とコイル層１０間で絶縁不良を起こしやすくなっていた。
【００１９】
また記録密度を高密度化するためには、ギャップ層９を薄く形成して磁気ギャップのギャップ長Ｇｌ2を短くする必要があるが、ギャップ層９が薄く形成されると、段差部Ａにて前記ギャップ層９にピンホールが発生しやすくなる。
【００２０】
（ハ）下部コア層２０（上部シールド層）の断面形状が矩形状であり、両端部に段差部Ａが形成されているために、この段差部Ａの上に形成されるギャップ層９の表面にも段差が形成される。従って、コイル層１０の形成領域よりも下部コア層２０の面積を小さくすると、コイル層１０が前記ギャップ層９の段差の上に形成されることになり、コイル層１０を形成することが困難であり、またコイル層１０に欠陥が生じやすくなる。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気抵抗効果素子層を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前記磁気抵抗効果素子層の上に絶縁層を介して形成されたシールド層が、
前記絶縁層の上に、両側端部の底面に傾斜部が形成されたリフトオフ用のレジスト層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層の表面及び前記リフトオフ用レジスト層が形成されていない前記絶縁層の上に非磁性材料製のミリング阻止層をスパッタにて形成し、このとき、前記ミリング阻止層の内端部に、前記リフトオフ用レジスト層の前記傾斜部の下に向かって徐々に膜厚が薄くなる傾斜部を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層を除去する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層が除去された部分の前記絶縁層の上及び前記ミリング阻止層の上に、後工程でのイオンミリング時に前記ミリング阻止層よりもミリングレートが速い軟磁性材料の層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層が除去された部分の前記絶縁層の上に前記軟磁性材料の層を介してレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層の下に形成された軟磁性材料の層をシールド層として残し、それ以外の前記軟磁性材料の層をイオンミリングにより除去するとともに、前記軟磁性材料の層よりもミリングレートが遅いミリング阻止層を前記絶縁層上に残し、これにより、前記シールド層の両側端部に、前記ミリング阻止層に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなり、前記ミリング阻止層に接する傾斜部を形成する工程と、
前記シールド層の上に形成されたレジスト層を除去する工程と、
で形成されることを特徴とするものである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気抵抗効果素子層を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前記磁気抵抗効果素子層の上に絶縁層を介して形成されたシールド層が、
前記絶縁層の上にリフトオフ用のレジスト層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層の表面及び前記リフトオフ用レジスト層が形成されていない前記絶縁層の上に非磁性材料製のミリング阻止層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層を除去する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層が除去された部分の前記絶縁層の上及び前記ミリング阻止層の上に、後工程でのイオンミリング時に前記ミリング阻止層よりもミリングレートが速い軟磁性材料の層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層が除去された部分の前記絶縁層の上に前記軟磁性材料の層を介してレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層の下に形成された軟磁性材料の層をシールド層として残し、それ以外の前記軟磁性材料の層をイオンミリングにより除去するとともに、前記軟磁性材料の層よりもミリングレートが遅いミリング阻止層を前記絶縁層上に残す工程と、
前記シールド層の上に形成されたレジスト層を除去する工程と、
で形成されることを特徴とするものである。
【００２９】
なおイオンミリングによるミリングレートは、前記シールド層を形成する材料よりも前記ミリング阻止層を形成する材料の方が遅く（小さく）、好ましくは、前記ミリング阻止層に対する前記シールド層のミリングレートの比が２以上である。
【００３０】
本発明では、シールド層の形状を、その両端部にて厚さが徐々に小さくなるように構成することにより、図５に示した従来例のような下部コア層（シールド層）の両端部での段差部をなくすことができ、コイル層の形状を安定でき、また下部コア層の上に形成されるギャップ層の膜厚を均一に形成でき、このギャップ層の絶縁機能を安定させることが可能となる。
【００３１】
また、シールド層の形成方法として、まず上部ギャップ層上に、リフトオフ用のレジスト層を形成し、前記リフトオフ用レジスト層の両側にアルミナなどのミリング阻止層を形成している。このミリング阻止層を設けることにより後の工程でイオンミリングを行う際、前記ミリング阻止層の下に形成されている絶縁層（上部ギャップ層）を前記イオンミリングから保護することが可能となる。
【００３２】
また、図３（ｅ）に示すように、軟磁性材料の層１５の凹部１５ａの上にレジスト層１６を設けており、この状態から方向性イオンミリングを行なうと側端部に向かうに従って徐々に膜厚が薄くなり、さらに側端部の表面が曲面形状となる下部コア層を形成することができる。
【００３３】
このように、シールド層の両側端部の膜厚を徐々に薄く形成できるため、前記シールド層の上に形成される層をほぼ均一な幅で形成するこができ、またミリング阻止層を上部ギャップ層上に形成することによりイオンミリングが行われても、上部ギャップ層がイオンミリングの影響を受けることがなく、従って前記上部シールド層を破損することもない。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施形態を示す薄膜磁気ヘッドであり、記録媒体の対向側から示した拡大正面図である。また、図２はスライダ１３上に形成された本発明の薄膜磁気ヘッドの全体構造の概略を示すものである。
【００３５】
図１及び図２に示す薄膜磁気ヘッドは、浮上式ヘッドを構成するスライダ１３のトレーリング側端部１３ａに形成されたものであり、読み出しヘッドｈ1と記録用のインダクティブヘッドｈ2とが積層されたものとなっている。
【００３６】
読み出しヘッドｈ1は、磁気抵抗効果を利用してハードディスクなどの記録媒体からの洩れ磁界を検出し、記録信号を読み取るものである。図に示すようにスライダ１３のトレーリング側端部１３ａにはパーマロイ（Ｎｉ―Ｆｅ系合金）などの下部シールド層１が形成されている。
【００３７】
前記下部シールド層１の上には、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などの非磁性材製の下部ギャップ層２が形成されている。下部ギャップ層２の上には磁気抵抗効果素子層３が積層されている。磁気抵抗効果素子層３は三層構造であり、下から軟磁性材料（Ｃｏ―Ｚｒ―Ｍｏ系合金またはＮｉ―Ｆｅ―Ｎｂ系合金）によるＳＡＬ層、非磁性材料製（例えばＴａ（タンタル））のＳＨＵＮＴ層、磁気抵抗効果を有するＭＲ層（Ｎｉ―Ｆｅ系合金）により形成されている。磁気抵抗効果素子層３の両側には、ＭＲ層にバイアス磁界を与えるハードバイアス層４とＭＲ層に検出電流を与える主電極層５（Ｗ（タングステン）またはＣｕ（銅））が形成されている。さらにその上にアルミナなどによる上部ギャップ層６が形成されている。読み出しヘッドｈ1では、下部シールド層１と後述する下部コア層（上部シールド層）８との間隔によりギャップ長Ｇｌ1が決められるため、記録媒体からの洩れ磁界の分解能を高めるために、下部ギャップ層２及び上部ギャップ層６ができるだけ薄く形成されることが好ましい。
【００３８】
前記上部ギャップ層６の上には、幅寸法Ｔ以外の部分にアルミナなどの非磁性材料によるミリング阻止層７，７が形成されている。このミリング阻止層７，７の端部には傾斜部７ａ，７ａが形成されている。
【００３９】
そして、前記傾斜部７ａ，７ａ上及び幅寸法Ｔの上部ギャップ層６上に軟磁性材料製の下部コア層８がスパッタ法や蒸着法などの気相成長法で形成されている。この下部コア層８は一定の膜厚で形成され、側端部に向かうに従って徐々に膜厚が薄くなっている。また、下部コア層８の両側端部の上面８ａ，８ａは曲面状に変化しており、両縁部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなるように形成されている。なお、前記下部コア層８はインダクティブヘッドｈ2ではリーディング側のコアとして機能しており、読み取りヘッドｈ1では上部シールド層として機能している。
【００４０】
前記下部コア層８の上にはギャップ層（非磁性材料層）９が形成され、その上にポリイミドまたはレジスト材料製の絶縁層（図示しない）を介して平面的に螺旋状となるようにパターン形成されたコイル層１０が設けられている。なお、コイル層１０はＣｕ（銅）などの電気抵抗の小さい非磁性導電性材料で形成されている。
【００４１】
前述したように、下部コア層８は一定の膜厚をもって形成され、両側端部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなっている。このため、前記下部コア層８の上に形成されるギャップ層９はほぼ均一な膜厚を保ちながらなだらかに形成される。よって前記ギャップ層９には図５で示したような段差が形成されることがなく、前記ギャップ層９上に絶縁層を介して形成されるコイル層１０に欠陥が生じにくい。
【００４２】
前記コイル層１０はポリイミドまたはレジスト材料で形成された絶縁層（図示しない）に囲まれ、前記絶縁層の上にインダクティブヘッドｈ2のトレーリング側コアとして機能する軟磁性材料製の上部コア層１１が形成される。図１に示すように前記上部コア層１１の先端部１１ａは下部コア層８の上に前記ギャップ層９を介して対向し、記録媒体に記録磁界を与える磁気ギャップ長Ｇｌ2の磁気ギャップが形成されており、上部コア層１１の基端部１１ｂは図２に示すように、下部コア層８と磁気的に接続されている。また、上部コア層１１の上には、アルミナなどの保護層１２が設けられている。
【００４３】
インダクティブヘッドｈ2では、コイル層１０に記録電流が与えられ、コイル層１０から下部コア層８及び上部コア層１１に記録磁界が誘導される。そして、磁気ギャップ長Ｇｌ2の部分で下部コア層８と上部コア層１１の先端部１１ａとの間の洩れ磁界により、ハードディスクなどの記録媒体に磁気信号が記録される。
【００４４】
本発明では、前述したように下部コア層８がスパッタ法や蒸着法などの気相成長法で形成可能なので、下部コア層８を形成する軟磁性材料の選択度を広げることができる。本発明では、上部コア層１１よりも低飽和磁束密度、および低保磁力、高比抵抗、低磁歪定数の軟磁性材料を下部コア層８に使用して、コアとしての機能及びシールドとしての機能の双方を向上させている。
【００４５】
本発明においては下部コア層８として以下の２種類のいずれかの軟磁性材料を使用することができる。
【００４６】
（１）組成比がＦｅaＭbＯcで示され、Ｍは、Ａｌ，Ｓｉ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｇまたは希土類元素のうち一種類または二種類以上の元素で構成されることを特徴とする軟磁性材料。
【００４７】
（２）組成比がＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）cで示され、ＭはＡｌ，Ｓｉ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｇまたは希土類元素のうち一種類または二種類以上の元素、ＴはＢ，Ｃのうちいずれか一方の元素で構成されることを特徴とする軟磁性材料。
【００４８】
Ｆｅは主成分であり、磁性を担う元素である。Ｆｅの組成比（原子％）を大きくすると低磁歪定数を得られるがＦｅの組成比（原子％）が大きすぎると比抵抗が小さくなってしまう。また元素Ｍは、非晶質相を形成し、また軟磁性特性を得るために必要なものである。これらは酸素と結合することで酸化物的な高抵抗な非晶質相を形成する。
【００４９】
また、ｂｃｃ構造のＦｅの微結晶相と、元素ＭとＯを微結晶相よりも高濃度に含む非晶質相とが混在したもので、微結晶相の比率が７０％以下であることがより好ましい。
【００５０】
ＦｅaＭbＯc系合金及びＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）c系合金の組成比ａ，ｂ，ｃを適正に調節し、困難軸方向の保磁力が１．０Ｏｅ（エルステッド）以下及び磁歪定数絶対値が１．０×１０-6以下となるようにする。１．０Ｏｅ以下の困難軸方向の保磁力及び１．０×１０-6以下の磁歪定数の絶対値を有するＦｅaＭbＯc系合金、及びＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）c系合金は、飽和磁束密度が０．７Ｔ（テスラ）以上、比抵抗が１００μΩ・ｃｍ以上となっている。
【００５１】
また、ＦｅaＭbＯc系合金、及びＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）c系合金が上部コア層１１に使用されてもよく、その場合、飽和磁束密度が１．３Ｔ以上でしかも困難軸方向の保磁力が１．０Ｏｅ以下となるように組成比ａ，ｂ，ｃを適正に調節しなければならない。１．３Ｔ以上の飽和磁束密度及び１．０Ｏｅ以下の困難軸方向の保磁力を有するＦｅaＭbＯc系合金、及びＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）c系合金は比抵抗が１００μΩ・ｃｍ以上となっている。
【００５２】
以上、詳述した２種類の軟磁性材料の組成比を適正に調節して、下部コア層８及び上部コア層１１に使用すれば、下部コア層８及び上部コア層１１の飽和磁束密度を高くし、また困難軸方向の保磁力を低くし、さらに比抵抗を高めることができるため、記録周波数を高くしても渦電流が発生しにくくなり、高周波数における透磁率の低下が抑制される。
【００５３】
また、下部コア層８の飽和磁束密度を上部コア層１１の飽和磁束密度よりも低くすることで、下部コア層８及び上部コア層１１間における洩れ磁界の磁化反転を起こしやすくしている。
【００５４】
さらに、コア機能とシールド機能とを兼用する下部コア層８の困難軸方向の保磁力および磁歪定数の絶対値を低くし、また前述のように記録周波数を高くしても初透磁率が極端に低下しないため、下部シールド層１と下部コア層８間の磁気ギャップ長Ｇｌ1を短かくしても、磁気抵抗効果阻素子層３のＭＲ膜を記録ノイズから遮断すべき下部コア層８のシールド機能が低下することがなく、従って記録ノイズによるバルクハウゼンノイズの発生を防止することができる。
【００５５】
図３は、下部コア層８の製造方法を示す拡大断面図である。
図３（ａ）では、上部ギャップ層６上にリフトオフ用のレジスト液が塗布され、露光現像されることにより、図に示すようなリフトオフ用レジスト層１４が上部ギャップ層６上に形成される。前記リフトオフ用レジスト層１４は幅寸法Ｔでは一定の膜厚で形成されている。そして、両側端部に向かうにしたがって突起状に突きだした形となっており、両側端部の低面には傾斜部１４ａ，１４ａが形成されている。
【００５６】
図３（ｂ）に示すように、リフトオフ用レジスト層１４の上及び前記リフトオフ用レジスト層１４の両側にアルミナなどによる非磁性材料製の非磁性材料層７′及びミリング阻止層７，７がスパッタにより成膜される。図に示すように、傾斜部１４ａ，１４ａの下に形成されているミリング阻止層７，７は膜厚が徐々に薄くなっており、前記ミリング阻止層７，７の端部には傾斜部７ａ，７ａが形成されている。
【００５７】
なお、前記ミリング阻止層７，７の膜厚は約３０００オングストローム程度であることが好ましい。
【００５８】
さらに、前記ミリング阻止層７，７のミリングレートは、図３（ｄ）に示す軟磁性材料層１５，１５のミリングレートよりも小さい（遅い）ことが好ましい。より好ましくは前記ミリング阻止層７，７に対する軟磁性材料層１５，１５のミリングレートの比が２以上である。
【００５９】
例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）のミリングレートは１５０オングストローム／ｍｉｎ程度であり、パーマロイや前述したＦｅaＭbＯcおよびＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）cのミリングレートは３００オングストローム／ｍｉｎ程度である。このため、前記ミリング阻止層７，７がアルミナで形成され、前記軟磁性材料層１５，１５がパーマロイ、ＦｅaＭbＯcまたはＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）cで形成されれば、前記ミリング阻止層７，７に対する軟磁性材料層１５，１５のミリングレートの比は約２となる。
【００６０】
また、ミリング阻止層としては、アルミナ以外にＳｉＯ2，Ｔａ3Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＣ，ＡｌＮなどの非磁性セラミック材料で形成されていてもよい。これらはミリングレートが遅く、電気絶縁性に優れた材料である。
【００６１】
図３（ｃ）では、非磁性材料層７′及びリフトオフ用レジスト層１４が除去され、ミリング阻止層７，７が上部ギャップ層６の上に残される。
【００６２】
そして、図３（ｄ）に示すように、ミリング阻止層７，７の上及び幅寸法Ｔの上部ギャップ層６の上に前述した（１）または（２）の軟磁性材料がスパッタ法によって成膜され、軟磁性材料層１５が形成されている。図に示すように、前記軟磁性材料層１５の上面には、凹部１５ａが形成されている。
【００６３】
次に図３（ｅ）では、前記軟磁性材料層１５の上面にレジスト液が塗布され、露光現像されることにより、図に示すようなレジスト層１６が凹部１５ａ上に形成されている。前記レジスト層１６は幅寸法Ｔの中央部分に形成されることが好ましく、また前記レジスト層の幅寸法Ｔ′は幅寸法Ｔよりも小さいことが好ましい。
【００６４】
そして、図３（ｆ）に示すようにイオンミリングにより軟磁性材料層１５′，１５′が除去される。
【００６５】
前記イオンミリングは、中性イオン化されたＡｒ（アルゴン）ガスが使用され、斜めの矢印Ｒ方向及びＳ方向から軟磁性材料層１５′，１５′にイオンが照射され、物理的作用により、軟磁性材料層１５′，１５′が除去される。また軟磁性材料層１５″はその上にレジスト層１６が形成されているためイオンミリングの影響を受けることがなく、前記軟磁性材料層１５″は残される。また図に示すように、前記軟磁性材料層１５″の両側端部の上面１５″ａ，１５″ａは曲面状に変化しており、両縁部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなるように形成されている。
【００６６】
イオンミリングにより軟磁性材料層１５′，１５′が除去されると、前記軟磁性材料層１５′，１５′の下に形成されているミリング阻止層７，７がイオンミリングの影響を直接受ける。前述したようにミリング阻止層７，７は約３０００オングストロームの膜厚で形成されており、この程度の膜厚で形成されると、前記ミリング阻止層７，７はイオンミリングによりすべて除去されることがない。従って前記ミリング阻止層７，７の下に形成されている上部ギャップ層６がイオンミリングの影響を全く受けないものとなっている。
【００６７】
図３（ｇ）では、軟磁性材料層１５″（下部コア層８）上に形成されていたレジスト層１６が除去されている。
【００６８】
図に示すように、上部ギャップ層６の上に形成された下部コア層８は一定の膜厚で形成され、両側端部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなりながら形成されている。前記下部コア層８の両側にはミリング阻止層７，７が形成されているが、このミリング阻止層７，７はアルミナなどの非磁性材料で形成されているため、下部コア層８の機能に影響を与えることがない。
【００６９】
このように、本発明では、下部コア層８をスパッタ法や蒸着法などの気相成長法で形成でき、また図３（ｆ）に示すように、下部コア層８（非磁性材料層１５″）の両側に非磁性材料製のミリング阻止層７，７を設けることにより、上部ギャップ層６がイオンミリングの影響を直接受けないものとなっている。
【００７０】
図４は、本発明の第２実施形態を示す薄膜磁気ヘッドであり、記録媒体の対向側から示した拡大正面図である。
【００７１】
図４（ａ）および（ｂ）に示す薄膜磁気ヘッドは、上部ギャップ層６の上に上部シールド層１７が形成され、前記上部シールド層１７の両側にはミリング阻止層７が形成されている。前記上部シールド層１７の上にはＣｕなど電気抵抗の小さい非磁性導電材料製の分離層１８が形成されている。分離層１８は読み取りヘッドｈ1とインダクティブヘッドｈ2とを完全に分離する目的で設けられており、分離層１８の下に積層されている多層膜が読み取りヘッドｈ1、分離層１８の上に形成されている多層膜がインダクティブヘッドｈ2となっている。
【００７２】
図に示すように上部シールド層１７は一定の膜厚で形成され、両側端部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなるように形成されている。このため、上部シールド層１７の上に形成される分離層１８をなだらかに形成することができ、前記分離層１８上に下部コア層８を形成しやすくなる。
【００７３】
なお、前記上部シールド層１７は、図３に示す下部コア層８の製造方法と全く同じ方法で形成される。
【００７４】
図４（ｂ）では上部シールド層１７とともに下部コア層８が図３に示す製造方法により形成されている。このため、前記下部コア層８の両側にはミリング阻止層７，７が形成され、前記下部コア層８は両側端部に向かうに従って徐々に薄くなるように形成されている。図４（ｂ）に示す薄膜磁気ヘッドは、図４（ａ）に示す薄膜磁気ヘッドに比べてコイル層１０の形成が容易であり、より好ましい構造であるといえる。
【００７５】
なお、、図１および図４（ａ）（ｂ）に示される上部コア層１１はその断面が長方形となっている。この上部コア層１１はスパッタ法で形成してもよいし、またはメッキ法で形成してもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、シールド層の両側にミリング阻止層を設けることにより、シールド層の形成時にイオンミリングを使用しても、前記シールド層の下に形成されている絶縁層（上部ギャップ層）を破損することがない。
【００７７】
また上部ギャップ層上に形成されるシールド層の両側端部に段差部がなくなるため、コイル層を安定して形成でき、またシールド層上の非磁性材料層の膜厚の変化を少なくでき、ピンホールの発生などを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構造を示す薄膜磁気ヘッドの拡大正面図、
【図２】薄膜磁気ヘッドでの下部コア層および上部コア層の形状を示す半断面傾斜図、
【図３】（ａ）ないし（ｇ）は本発明の下部コア層の製造方法を工程別に示す拡大断面図、
【図４】（ａ）および（ｂ）は本発明の第２の実施形態の構造を示す薄膜磁気ヘッドの拡大正面図、
【図５】従来の薄膜磁気ヘッドの構造を示す拡大正面図、
【図６】（ａ）ないし（ｆ）は従来の下部コア層の製造方法を工程別に示す拡大断面図、
【符号の説明】
１ 下部シールド層
２ 下部ギャップ層
３ 磁気抵抗効果素子層
４ ハードバイアス層
５ 主電極層
６ 上部ギャップ層
７ ミリング阻止層
８ 下部コア層
９ ギャップ層（非磁性材料層）
１０ コイル層
１１ 上部コア層
１４ リフトオフ用レジスト層
１７ 上部シールド層
１８ 分離層
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばハードディスク装置などに搭載される薄膜磁気ヘッドに係り、特にシールド層下に形成される絶縁層の破損等を防止することができる薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の薄膜磁気ヘッドを記録媒体の対向側から示した拡大正面図である。
【０００３】
この薄膜磁気ヘッドは、例えば浮上式ヘッドを構成するスライダのトレーリング側端面に磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドｈ1と、書き込み用のインダクティブヘッドｈ2とが積層されている。
【０００４】
読み出しヘッドｈ1では、センダストやＮｉ―Ｆｅ系合金（パーマロイ）などにより形成された下部シールド層１上に、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）などの非磁性材料による下部ギャップ層２が形成され、その上に磁気抵抗効果素子層３が成膜されている。前記磁気抵抗効果素子層３は、三層で構成されており、下から軟磁性層（ＳＡＬ層）、非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）、磁気抵抗効果層（ＭＲ層）の順に積層されている。通常、前記磁気抵抗効果素子層はＮｉ―Ｆｅ系合金（パーマロイ）の層、前記非磁性層はＴａ（タンタル）の層であり、前記軟磁性層はＮｉ―Ｆｅ―Ｎｂ系合金により形成されている。
【０００５】
前記磁気抵抗効果素子層３の両側には、縦バイアス層としてハードバイアス層４が形成されている。また、前記ハードバイアス層４の上にＣｕ（銅）、Ｗ（タングステン）などの電気抵抗の小さい非磁性導電性材料の主電極層５が形成されている。さらにその上に、アルミナなどの非磁性材料による上部ギャップ層６が形成される。
【０００６】
前記上部ギャップ層６の上には下部コア層２０がパーマロイなどのメッキにより形成されている。インダクティブヘッドｈ2ではこの下部コア層２０が記録媒体に記録磁界を与えるリーディング側コア部として機能し、読み出しヘッドｈ1では上部シールド層として機能している。また読み出しヘッドｈ1では、下部シールド層１と下部コア層（上部シールド層）２０との間隔によりギャップ長Ｇｌ1が決定される。
【０００７】
前記下部コア層２０の上には、アルミナなどによるギャップ層（非磁性材料層）９とポリイミドまたはレジスト材料により形成された絶縁層（図示しない）が積層され、前記絶縁層の上には螺旋状となるようにパターン形成されたコイル層１０が設けられている。前記コイル層１０はＣｕ（銅）などの電気抵抗の小さい非磁性導電材料で形成されている。そして前記コイル層１０はポリイミドまたはレジスト材料で形成された絶縁層（図示しない）に囲まれ、前記絶縁層の上にパーマロイなどの磁性材料で形成された上部コア層１１がメッキ形成されている。なお、前記上部コア層１１はインダクティブヘッドｈ2のトレーリング側コアとして機能している。
【０００８】
前記上部コア層１１の先端部１１ａは、図５に示すように記録媒体の対向側で下部コア層２０の上に前記ギャップ層９を介して対向し、記録媒体に記録磁界を与える磁気ギャップ長Ｇｌ2の磁気ギャップが形成されている。そして、前記上部コア層１１の上にアルミナなどの保護層１２が設けられている。
【０００９】
図６は、従来の下部コア層２０の製造方法を示す拡大断面図である。
図６（ａ）に示すように、まず上部ギャップ層６上にパーマロイなどの磁性材料製の下地層２１がメッキ形成される。そして下地層２１上にレジスト液が塗布され、露光現像されることにより矩形状のレジスト層２２，２２が前記下地層２１上に形成される。図６（ｂ）では、レジスト層２２，２２が形成されていない下地層２１上にパーマロイなどの磁性材料の層２０，２３，２３がメッキ形成される。なお、レジスト層２２，２２の間に形成された磁性材料の層２０は後に下部コア層として残される。
【００１０】
図６（ｃ）では、レジスト層２２，２２が除去され、その真下に形成されている下地層２１がイオンミリングにより除去される。図６（ｄ）では、レジスト材料製の保護層２４が前記レジスト層２２，２２が除去された部分の上部ギャップ層６の上から磁性材料の層２０を覆い隠すようにして形成される。そして図６（ｅ）ではウエットエッチングにより磁性材料層２３，２３及びその真下に形成されている下地層２１が除去される。図６（ｆ）では、保護層２４が除去され、上部ギャップ層６上には下地層２１を介して矩形状の下部コア層２０のみが残される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す従来の薄膜磁気ヘッドでは、以下のような問題点があった。
（イ）記録媒体への信号の書き込み密度を高くし、磁気書き込みの周波数を高くするには、下部コア層２０（上部シールド層）及び上部コア層１１の軟磁性特性を向上させ、低い保持力及び高い比抵抗の性質を有するようにし、また飽和磁束密度については高いことが好ましいが、下部コア層２０の飽和磁束密度を上部コア層１１の飽和磁束密度よりも低くしておくとより好ましい。従来の下部コア層２０及び上部コア層１１を形成していたパーマロイは、飽和磁束密度が高く、また保磁力も比較的低いものの、比抵抗が比較的小さく、従って記録周波数を高くした場合、渦電流が発生しやすく、渦電流による熱損失が増大しやすくなっていた。
【００１２】
また図５に示す下部コア層２０はコアとしての機能だけでなく、シールドとしての機能も兼ね備えていなければならない。シールド層としては高周波領域における初透磁率が高い軟磁性材料を選択する必要があるが、パーマロイは記録周波数を高くすると初透磁率が極端に低くなってしまい、パーマロイで形成された下部コア層（上部シールド層）２０のシールド機能は低下していた。シールド機能が低下すると、ＭＲ層にバルクハウゼンノイズが発生するという問題が生じる。
【００１３】
特開平６―３１６７４８号公報には、ｂｃｃ構造のＦｅの微結晶相と、希土類またはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗから選ばれた元素及びＯを含む非結晶相と、が混在された軟磁性材料が開示されている。この軟磁性材料は組成比が適正に調節されれば、飽和磁束密度が高く、保磁力は低く、さらに比抵抗が高い性質を有するようになる。従ってこの軟磁性材料を下部コア層２０及び上部コア層１１に使用すれば、磁気特性に優れた薄膜磁気ヘッドを製造することが可能となる。
【００１４】
ところで、この軟磁性材料はメッキにより形成することができず、スパッタ法や蒸着法でしか成膜することができない。しかし、従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、下部コア層２０をスパッタ法や蒸着法で形成することは困難であり、その理由について以下に説明する。
【００１５】
下部コア層２０をスパッタ法で形成する場合、アルミナなどで形成されている上部ギャップ層６上に直接に軟磁性材料の層を形成することになるが、この軟磁性材料の層を所定の形状にするために、不要部分をイオンミリング（ドライエッチング）により除去する必要がある。しかし、イオンミリングにより前記軟磁性材料の層を除去すると、その下に形成されているアルミナの上部ギャップ層６を損傷する問題が生じる。
【００１６】
上部ギャップ層は１０００オングストローム程の膜厚で形成されるのに対し、下部コア層は前記上部ギャップ層に比べてかなり厚く形成される。一般にイオンミリングにより所定の厚さを除去すると、除去できる膜厚に５％程度の公差が生じるとされている。このため、下部コア層の所定箇所がイオンミリングにより除去されると、その下に形成されている膜厚の薄い上部ギャップ層は、５％程度の除去膜厚の公差により破損されやすくなっている。
【００１７】
以上のような理由から、下部コア層２０がイオンミリングにより除去されると同時に上部ギャップ層６の一部分も除去されてしまい、また最悪の場合、前記上部ギャップ層６がすべて除去され、前記上部ギャップ層６の下に形成されている主電極層５がイオンミリングの影響を受けることになる。
【００１８】
（ロ）下部コア層２０（上部シールド層）の膜厚は厚く、しかも下部コア層２０の断面の形状がほぼ長方形（矩形状）であるため、前記下部コア層２０の両側端部には角部を有する段差部Ａが形成される。このため、前記下部コア層２０上に形成されるギャップ層９の膜厚を均一に形成することが困難であり、特に下部コア層２０の側端部の前記段差部Ａの角部付近では前記ギャップ層９の膜厚が極端に薄くなっており、したがって下部コア層２０とコイル層１０間で絶縁不良を起こしやすくなっていた。
【００１９】
また記録密度を高密度化するためには、ギャップ層９を薄く形成して磁気ギャップのギャップ長Ｇｌ2を短くする必要があるが、ギャップ層９が薄く形成されると、段差部Ａにて前記ギャップ層９にピンホールが発生しやすくなる。
【００２０】
（ハ）下部コア層２０（上部シールド層）の断面形状が矩形状であり、両端部に段差部Ａが形成されているために、この段差部Ａの上に形成されるギャップ層９の表面にも段差が形成される。従って、コイル層１０の形成領域よりも下部コア層２０の面積を小さくすると、コイル層１０が前記ギャップ層９の段差の上に形成されることになり、コイル層１０を形成することが困難であり、またコイル層１０に欠陥が生じやすくなる。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気抵抗効果素子層を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前記磁気抵抗効果素子層の上に絶縁層を介して形成されたシールド層が、
前記絶縁層の上に、両側端部の底面に傾斜部が形成されたリフトオフ用のレジスト層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層の表面及び前記リフトオフ用レジスト層が形成されていない前記絶縁層の上に非磁性材料製のミリング阻止層をスパッタにて形成し、このとき、前記ミリング阻止層の内端部に、前記リフトオフ用レジスト層の前記傾斜部の下に向かって徐々に膜厚が薄くなる傾斜部を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層を除去する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層が除去された部分の前記絶縁層の上及び前記ミリング阻止層の上に、後工程でのイオンミリング時に前記ミリング阻止層よりもミリングレートが速い軟磁性材料の層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層が除去された部分の前記絶縁層の上に前記軟磁性材料の層を介してレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層の下に形成された軟磁性材料の層をシールド層として残し、それ以外の前記軟磁性材料の層をイオンミリングにより除去するとともに、前記軟磁性材料の層よりもミリングレートが遅いミリング阻止層を前記絶縁層上に残し、これにより、前記シールド層の両側端部に、前記ミリング阻止層に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなり、前記ミリング阻止層に接する傾斜部を形成する工程と、
前記シールド層の上に形成されたレジスト層を除去する工程と、
で形成されることを特徴とするものである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気抵抗効果素子層を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前記磁気抵抗効果素子層の上に絶縁層を介して形成されたシールド層が、
前記絶縁層の上にリフトオフ用のレジスト層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層の表面及び前記リフトオフ用レジスト層が形成されていない前記絶縁層の上に非磁性材料製のミリング阻止層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層を除去する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層が除去された部分の前記絶縁層の上及び前記ミリング阻止層の上に、後工程でのイオンミリング時に前記ミリング阻止層よりもミリングレートが速い軟磁性材料の層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層が除去された部分の前記絶縁層の上に前記軟磁性材料の層を介してレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層の下に形成された軟磁性材料の層をシールド層として残し、それ以外の前記軟磁性材料の層をイオンミリングにより除去するとともに、前記軟磁性材料の層よりもミリングレートが遅いミリング阻止層を前記絶縁層上に残す工程と、
前記シールド層の上に形成されたレジスト層を除去する工程と、
で形成されることを特徴とするものである。
【００２９】
なおイオンミリングによるミリングレートは、前記シールド層を形成する材料よりも前記ミリング阻止層を形成する材料の方が遅く（小さく）、好ましくは、前記ミリング阻止層に対する前記シールド層のミリングレートの比が２以上である。
【００３０】
本発明では、シールド層の形状を、その両端部にて厚さが徐々に小さくなるように構成することにより、図５に示した従来例のような下部コア層（シールド層）の両端部での段差部をなくすことができ、コイル層の形状を安定でき、また下部コア層の上に形成されるギャップ層の膜厚を均一に形成でき、このギャップ層の絶縁機能を安定させることが可能となる。
【００３１】
また、シールド層の形成方法として、まず上部ギャップ層上に、リフトオフ用のレジスト層を形成し、前記リフトオフ用レジスト層の両側にアルミナなどのミリング阻止層を形成している。このミリング阻止層を設けることにより後の工程でイオンミリングを行う際、前記ミリング阻止層の下に形成されている絶縁層（上部ギャップ層）を前記イオンミリングから保護することが可能となる。
【００３２】
また、図３（ｅ）に示すように、軟磁性材料の層１５の凹部１５ａの上にレジスト層１６を設けており、この状態から方向性イオンミリングを行なうと側端部に向かうに従って徐々に膜厚が薄くなり、さらに側端部の表面が曲面形状となる下部コア層を形成することができる。
【００３３】
このように、シールド層の両側端部の膜厚を徐々に薄く形成できるため、前記シールド層の上に形成される層をほぼ均一な幅で形成するこができ、またミリング阻止層を上部ギャップ層上に形成することによりイオンミリングが行われても、上部ギャップ層がイオンミリングの影響を受けることがなく、従って前記上部シールド層を破損することもない。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施形態を示す薄膜磁気ヘッドであり、記録媒体の対向側から示した拡大正面図である。また、図２はスライダ１３上に形成された本発明の薄膜磁気ヘッドの全体構造の概略を示すものである。
【００３５】
図１及び図２に示す薄膜磁気ヘッドは、浮上式ヘッドを構成するスライダ１３のトレーリング側端部１３ａに形成されたものであり、読み出しヘッドｈ1と記録用のインダクティブヘッドｈ2とが積層されたものとなっている。
【００３６】
読み出しヘッドｈ1は、磁気抵抗効果を利用してハードディスクなどの記録媒体からの洩れ磁界を検出し、記録信号を読み取るものである。図に示すようにスライダ１３のトレーリング側端部１３ａにはパーマロイ（Ｎｉ―Ｆｅ系合金）などの下部シールド層１が形成されている。
【００３７】
前記下部シールド層１の上には、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などの非磁性材製の下部ギャップ層２が形成されている。下部ギャップ層２の上には磁気抵抗効果素子層３が積層されている。磁気抵抗効果素子層３は三層構造であり、下から軟磁性材料（Ｃｏ―Ｚｒ―Ｍｏ系合金またはＮｉ―Ｆｅ―Ｎｂ系合金）によるＳＡＬ層、非磁性材料製（例えばＴａ（タンタル））のＳＨＵＮＴ層、磁気抵抗効果を有するＭＲ層（Ｎｉ―Ｆｅ系合金）により形成されている。磁気抵抗効果素子層３の両側には、ＭＲ層にバイアス磁界を与えるハードバイアス層４とＭＲ層に検出電流を与える主電極層５（Ｗ（タングステン）またはＣｕ（銅））が形成されている。さらにその上にアルミナなどによる上部ギャップ層６が形成されている。読み出しヘッドｈ1では、下部シールド層１と後述する下部コア層（上部シールド層）８との間隔によりギャップ長Ｇｌ1が決められるため、記録媒体からの洩れ磁界の分解能を高めるために、下部ギャップ層２及び上部ギャップ層６ができるだけ薄く形成されることが好ましい。
【００３８】
前記上部ギャップ層６の上には、幅寸法Ｔ以外の部分にアルミナなどの非磁性材料によるミリング阻止層７，７が形成されている。このミリング阻止層７，７の端部には傾斜部７ａ，７ａが形成されている。
【００３９】
そして、前記傾斜部７ａ，７ａ上及び幅寸法Ｔの上部ギャップ層６上に軟磁性材料製の下部コア層８がスパッタ法や蒸着法などの気相成長法で形成されている。この下部コア層８は一定の膜厚で形成され、側端部に向かうに従って徐々に膜厚が薄くなっている。また、下部コア層８の両側端部の上面８ａ，８ａは曲面状に変化しており、両縁部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなるように形成されている。なお、前記下部コア層８はインダクティブヘッドｈ2ではリーディング側のコアとして機能しており、読み取りヘッドｈ1では上部シールド層として機能している。
【００４０】
前記下部コア層８の上にはギャップ層（非磁性材料層）９が形成され、その上にポリイミドまたはレジスト材料製の絶縁層（図示しない）を介して平面的に螺旋状となるようにパターン形成されたコイル層１０が設けられている。なお、コイル層１０はＣｕ（銅）などの電気抵抗の小さい非磁性導電性材料で形成されている。
【００４１】
前述したように、下部コア層８は一定の膜厚をもって形成され、両側端部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなっている。このため、前記下部コア層８の上に形成されるギャップ層９はほぼ均一な膜厚を保ちながらなだらかに形成される。よって前記ギャップ層９には図５で示したような段差が形成されることがなく、前記ギャップ層９上に絶縁層を介して形成されるコイル層１０に欠陥が生じにくい。
【００４２】
前記コイル層１０はポリイミドまたはレジスト材料で形成された絶縁層（図示しない）に囲まれ、前記絶縁層の上にインダクティブヘッドｈ2のトレーリング側コアとして機能する軟磁性材料製の上部コア層１１が形成される。図１に示すように前記上部コア層１１の先端部１１ａは下部コア層８の上に前記ギャップ層９を介して対向し、記録媒体に記録磁界を与える磁気ギャップ長Ｇｌ2の磁気ギャップが形成されており、上部コア層１１の基端部１１ｂは図２に示すように、下部コア層８と磁気的に接続されている。また、上部コア層１１の上には、アルミナなどの保護層１２が設けられている。
【００４３】
インダクティブヘッドｈ2では、コイル層１０に記録電流が与えられ、コイル層１０から下部コア層８及び上部コア層１１に記録磁界が誘導される。そして、磁気ギャップ長Ｇｌ2の部分で下部コア層８と上部コア層１１の先端部１１ａとの間の洩れ磁界により、ハードディスクなどの記録媒体に磁気信号が記録される。
【００４４】
本発明では、前述したように下部コア層８がスパッタ法や蒸着法などの気相成長法で形成可能なので、下部コア層８を形成する軟磁性材料の選択度を広げることができる。本発明では、上部コア層１１よりも低飽和磁束密度、および低保磁力、高比抵抗、低磁歪定数の軟磁性材料を下部コア層８に使用して、コアとしての機能及びシールドとしての機能の双方を向上させている。
【００４５】
本発明においては下部コア層８として以下の２種類のいずれかの軟磁性材料を使用することができる。
【００４６】
（１）組成比がＦｅaＭbＯcで示され、Ｍは、Ａｌ，Ｓｉ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｇまたは希土類元素のうち一種類または二種類以上の元素で構成されることを特徴とする軟磁性材料。
【００４７】
（２）組成比がＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）cで示され、ＭはＡｌ，Ｓｉ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｇまたは希土類元素のうち一種類または二種類以上の元素、ＴはＢ，Ｃのうちいずれか一方の元素で構成されることを特徴とする軟磁性材料。
【００４８】
Ｆｅは主成分であり、磁性を担う元素である。Ｆｅの組成比（原子％）を大きくすると低磁歪定数を得られるがＦｅの組成比（原子％）が大きすぎると比抵抗が小さくなってしまう。また元素Ｍは、非晶質相を形成し、また軟磁性特性を得るために必要なものである。これらは酸素と結合することで酸化物的な高抵抗な非晶質相を形成する。
【００４９】
また、ｂｃｃ構造のＦｅの微結晶相と、元素ＭとＯを微結晶相よりも高濃度に含む非晶質相とが混在したもので、微結晶相の比率が７０％以下であることがより好ましい。
【００５０】
ＦｅaＭbＯc系合金及びＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）c系合金の組成比ａ，ｂ，ｃを適正に調節し、困難軸方向の保磁力が１．０Ｏｅ（エルステッド）以下及び磁歪定数絶対値が１．０×１０-6以下となるようにする。１．０Ｏｅ以下の困難軸方向の保磁力及び１．０×１０-6以下の磁歪定数の絶対値を有するＦｅaＭbＯc系合金、及びＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）c系合金は、飽和磁束密度が０．７Ｔ（テスラ）以上、比抵抗が１００μΩ・ｃｍ以上となっている。
【００５１】
また、ＦｅaＭbＯc系合金、及びＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）c系合金が上部コア層１１に使用されてもよく、その場合、飽和磁束密度が１．３Ｔ以上でしかも困難軸方向の保磁力が１．０Ｏｅ以下となるように組成比ａ，ｂ，ｃを適正に調節しなければならない。１．３Ｔ以上の飽和磁束密度及び１．０Ｏｅ以下の困難軸方向の保磁力を有するＦｅaＭbＯc系合金、及びＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）c系合金は比抵抗が１００μΩ・ｃｍ以上となっている。
【００５２】
以上、詳述した２種類の軟磁性材料の組成比を適正に調節して、下部コア層８及び上部コア層１１に使用すれば、下部コア層８及び上部コア層１１の飽和磁束密度を高くし、また困難軸方向の保磁力を低くし、さらに比抵抗を高めることができるため、記録周波数を高くしても渦電流が発生しにくくなり、高周波数における透磁率の低下が抑制される。
【００５３】
また、下部コア層８の飽和磁束密度を上部コア層１１の飽和磁束密度よりも低くすることで、下部コア層８及び上部コア層１１間における洩れ磁界の磁化反転を起こしやすくしている。
【００５４】
さらに、コア機能とシールド機能とを兼用する下部コア層８の困難軸方向の保磁力および磁歪定数の絶対値を低くし、また前述のように記録周波数を高くしても初透磁率が極端に低下しないため、下部シールド層１と下部コア層８間の磁気ギャップ長Ｇｌ1を短かくしても、磁気抵抗効果阻素子層３のＭＲ膜を記録ノイズから遮断すべき下部コア層８のシールド機能が低下することがなく、従って記録ノイズによるバルクハウゼンノイズの発生を防止することができる。
【００５５】
図３は、下部コア層８の製造方法を示す拡大断面図である。
図３（ａ）では、上部ギャップ層６上にリフトオフ用のレジスト液が塗布され、露光現像されることにより、図に示すようなリフトオフ用レジスト層１４が上部ギャップ層６上に形成される。前記リフトオフ用レジスト層１４は幅寸法Ｔでは一定の膜厚で形成されている。そして、両側端部に向かうにしたがって突起状に突きだした形となっており、両側端部の低面には傾斜部１４ａ，１４ａが形成されている。
【００５６】
図３（ｂ）に示すように、リフトオフ用レジスト層１４の上及び前記リフトオフ用レジスト層１４の両側にアルミナなどによる非磁性材料製の非磁性材料層７′及びミリング阻止層７，７がスパッタにより成膜される。図に示すように、傾斜部１４ａ，１４ａの下に形成されているミリング阻止層７，７は膜厚が徐々に薄くなっており、前記ミリング阻止層７，７の端部には傾斜部７ａ，７ａが形成されている。
【００５７】
なお、前記ミリング阻止層７，７の膜厚は約３０００オングストローム程度であることが好ましい。
【００５８】
さらに、前記ミリング阻止層７，７のミリングレートは、図３（ｄ）に示す軟磁性材料層１５，１５のミリングレートよりも小さい（遅い）ことが好ましい。より好ましくは前記ミリング阻止層７，７に対する軟磁性材料層１５，１５のミリングレートの比が２以上である。
【００５９】
例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）のミリングレートは１５０オングストローム／ｍｉｎ程度であり、パーマロイや前述したＦｅaＭbＯcおよびＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）cのミリングレートは３００オングストローム／ｍｉｎ程度である。このため、前記ミリング阻止層７，７がアルミナで形成され、前記軟磁性材料層１５，１５がパーマロイ、ＦｅaＭbＯcまたはＦｅaＭb（Ｔ＋Ｏ）cで形成されれば、前記ミリング阻止層７，７に対する軟磁性材料層１５，１５のミリングレートの比は約２となる。
【００６０】
また、ミリング阻止層としては、アルミナ以外にＳｉＯ2，Ｔａ3Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＣ，ＡｌＮなどの非磁性セラミック材料で形成されていてもよい。これらはミリングレートが遅く、電気絶縁性に優れた材料である。
【００６１】
図３（ｃ）では、非磁性材料層７′及びリフトオフ用レジスト層１４が除去され、ミリング阻止層７，７が上部ギャップ層６の上に残される。
【００６２】
そして、図３（ｄ）に示すように、ミリング阻止層７，７の上及び幅寸法Ｔの上部ギャップ層６の上に前述した（１）または（２）の軟磁性材料がスパッタ法によって成膜され、軟磁性材料層１５が形成されている。図に示すように、前記軟磁性材料層１５の上面には、凹部１５ａが形成されている。
【００６３】
次に図３（ｅ）では、前記軟磁性材料層１５の上面にレジスト液が塗布され、露光現像されることにより、図に示すようなレジスト層１６が凹部１５ａ上に形成されている。前記レジスト層１６は幅寸法Ｔの中央部分に形成されることが好ましく、また前記レジスト層の幅寸法Ｔ′は幅寸法Ｔよりも小さいことが好ましい。
【００６４】
そして、図３（ｆ）に示すようにイオンミリングにより軟磁性材料層１５′，１５′が除去される。
【００６５】
前記イオンミリングは、中性イオン化されたＡｒ（アルゴン）ガスが使用され、斜めの矢印Ｒ方向及びＳ方向から軟磁性材料層１５′，１５′にイオンが照射され、物理的作用により、軟磁性材料層１５′，１５′が除去される。また軟磁性材料層１５″はその上にレジスト層１６が形成されているためイオンミリングの影響を受けることがなく、前記軟磁性材料層１５″は残される。また図に示すように、前記軟磁性材料層１５″の両側端部の上面１５″ａ，１５″ａは曲面状に変化しており、両縁部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなるように形成されている。
【００６６】
イオンミリングにより軟磁性材料層１５′，１５′が除去されると、前記軟磁性材料層１５′，１５′の下に形成されているミリング阻止層７，７がイオンミリングの影響を直接受ける。前述したようにミリング阻止層７，７は約３０００オングストロームの膜厚で形成されており、この程度の膜厚で形成されると、前記ミリング阻止層７，７はイオンミリングによりすべて除去されることがない。従って前記ミリング阻止層７，７の下に形成されている上部ギャップ層６がイオンミリングの影響を全く受けないものとなっている。
【００６７】
図３（ｇ）では、軟磁性材料層１５″（下部コア層８）上に形成されていたレジスト層１６が除去されている。
【００６８】
図に示すように、上部ギャップ層６の上に形成された下部コア層８は一定の膜厚で形成され、両側端部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなりながら形成されている。前記下部コア層８の両側にはミリング阻止層７，７が形成されているが、このミリング阻止層７，７はアルミナなどの非磁性材料で形成されているため、下部コア層８の機能に影響を与えることがない。
【００６９】
このように、本発明では、下部コア層８をスパッタ法や蒸着法などの気相成長法で形成でき、また図３（ｆ）に示すように、下部コア層８（非磁性材料層１５″）の両側に非磁性材料製のミリング阻止層７，７を設けることにより、上部ギャップ層６がイオンミリングの影響を直接受けないものとなっている。
【００７０】
図４は、本発明の第２実施形態を示す薄膜磁気ヘッドであり、記録媒体の対向側から示した拡大正面図である。
【００７１】
図４（ａ）および（ｂ）に示す薄膜磁気ヘッドは、上部ギャップ層６の上に上部シールド層１７が形成され、前記上部シールド層１７の両側にはミリング阻止層７が形成されている。前記上部シールド層１７の上にはＣｕなど電気抵抗の小さい非磁性導電材料製の分離層１８が形成されている。分離層１８は読み取りヘッドｈ1とインダクティブヘッドｈ2とを完全に分離する目的で設けられており、分離層１８の下に積層されている多層膜が読み取りヘッドｈ1、分離層１８の上に形成されている多層膜がインダクティブヘッドｈ2となっている。
【００７２】
図に示すように上部シールド層１７は一定の膜厚で形成され、両側端部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなるように形成されている。このため、上部シールド層１７の上に形成される分離層１８をなだらかに形成することができ、前記分離層１８上に下部コア層８を形成しやすくなる。
【００７３】
なお、前記上部シールド層１７は、図３に示す下部コア層８の製造方法と全く同じ方法で形成される。
【００７４】
図４（ｂ）では上部シールド層１７とともに下部コア層８が図３に示す製造方法により形成されている。このため、前記下部コア層８の両側にはミリング阻止層７，７が形成され、前記下部コア層８は両側端部に向かうに従って徐々に薄くなるように形成されている。図４（ｂ）に示す薄膜磁気ヘッドは、図４（ａ）に示す薄膜磁気ヘッドに比べてコイル層１０の形成が容易であり、より好ましい構造であるといえる。
【００７５】
なお、、図１および図４（ａ）（ｂ）に示される上部コア層１１はその断面が長方形となっている。この上部コア層１１はスパッタ法で形成してもよいし、またはメッキ法で形成してもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、シールド層の両側にミリング阻止層を設けることにより、シールド層の形成時にイオンミリングを使用しても、前記シールド層の下に形成されている絶縁層（上部ギャップ層）を破損することがない。
【００７７】
また上部ギャップ層上に形成されるシールド層の両側端部に段差部がなくなるため、コイル層を安定して形成でき、またシールド層上の非磁性材料層の膜厚の変化を少なくでき、ピンホールの発生などを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構造を示す薄膜磁気ヘッドの拡大正面図、
【図２】薄膜磁気ヘッドでの下部コア層および上部コア層の形状を示す半断面傾斜図、
【図３】（ａ）ないし（ｇ）は本発明の下部コア層の製造方法を工程別に示す拡大断面図、
【図４】（ａ）および（ｂ）は本発明の第２の実施形態の構造を示す薄膜磁気ヘッドの拡大正面図、
【図５】従来の薄膜磁気ヘッドの構造を示す拡大正面図、
【図６】（ａ）ないし（ｆ）は従来の下部コア層の製造方法を工程別に示す拡大断面図、
【符号の説明】
１ 下部シールド層
２ 下部ギャップ層
３ 磁気抵抗効果素子層
４ ハードバイアス層
５ 主電極層
６ 上部ギャップ層
７ ミリング阻止層
８ 下部コア層
９ ギャップ層（非磁性材料層）
１０ コイル層
１１ 上部コア層
１４ リフトオフ用レジスト層
１７ 上部シールド層
１８ 分離層
Claims (1)
- 磁気抵抗効果素子層を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前記磁気抵抗効果素子層の上に絶縁層を介して形成されたシールド層が、
前記絶縁層の上に、両側端部の底面に傾斜部が形成されたリフトオフ用のレジスト層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層の表面及び前記リフトオフ用レジスト層が形成されていない前記絶縁層の上に非磁性材料製のミリング阻止層をスパッタにて形成し、このとき、前記ミリング阻止層の内端部に、前記リフトオフ用レジスト層の前記傾斜部の下に向かって徐々に膜厚が薄くなる傾斜部を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層を除去する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層が除去された部分の前記絶縁層の上及び前記ミリング阻止層の上に、後工程でのイオンミリング時に前記ミリング阻止層よりもミリングレートが速い軟磁性材料の層を形成する工程と、
前記リフトオフ用レジスト層が除去された部分の前記絶縁層の上に前記軟磁性材料の層を介してレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層の下に形成された軟磁性材料の層をシールド層として残し、それ以外の前記軟磁性材料の層をイオンミリングにより除去するとともに、前記軟磁性材料の層よりもミリングレートが遅いミリング阻止層を前記絶縁層上に残し、これにより、前記シールド層の両側端部に、前記ミリング阻止層に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなり、前記ミリング阻止層に接する傾斜部を形成する工程と、
前記シールド層の上に形成されたレジスト層を除去する工程と、
で形成されることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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