JP3774297B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜磁気ヘッドに関し、特に基板上に下部磁極層，磁気ギャップ層および上部磁極層を形成してなる薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜磁気ヘッドは、基板上に形成した下部磁極層上に磁気ギャップ層とコイル層を形成し、さらに上部磁極層を形成し、保護層で覆うことにより形成される。磁気媒体に対する記録および再生は、薄膜磁気ヘッドのギャップ部先端面を磁気媒体に対向させ、下部磁極層と磁気媒体と上部磁極層とによって磁気回路を形成し、この磁気回路に生じる磁気変化を利用することによって行っている。そのため、薄膜磁気ヘッドの記録再生特性は、ギャップ部の下部磁極と上部磁極の形状および寸法に依存する部分が大きい。
【０００３】
従来より、薄膜磁気ヘッドの磁極の形成には、下部磁極と上部磁極をマスクを利用してスパッタで形成する方法、下部磁極と上部磁極を成膜した後、イオンミリングで所定寸法に加工する方法、下部磁極と上部磁極をメッキで成膜した後、ケミカルエッチングで所定寸法にエッチングする方法等の種々の方法が用いられている。これらの従来の形成方法は、加工精度や不純物の付着やサイドエッチング等の点で問題がある。
【０００４】
また、薄膜磁気ヘッドのギャップ部のトラック幅（磁気媒体の磁気記録ラインの幅に相当する）は、記録密度を上げるために例えば２〜４μｍと非常に狭い幅が求められているため、成膜による磁極の形成では、下部磁極と上部磁極の幅を等しく作製することが難しく、また、下部磁極と上部磁極の両磁極間の位置合わせも困難であるため、下部磁極と上部磁極を等しい幅に形成し、所定のトラック幅を形成することは困難である。そのため、従来の薄膜磁気ヘッドでは、下部磁極の幅を上部磁極の幅よりも大きく形成して、位置ずれ等によるトラック幅の変動を抑えている。しかしながら、この上部磁極と下部磁極の幅が異なる構成は、上部磁極と下部磁極の両側縁部の間にもれ磁界が発生し、磁気記録および再生にとって好ましくないサイドフリンジングが発生することになる。
【０００５】
上部磁極と下部磁極の幅をそろえることによって、薄膜磁気ヘッドのサイドフリンジングを防止する構成として、下部磁極に不純物を添加することによって下部磁極と上部磁極の幅を実質的に等しくしたもの（特開平５―１８９７２０号公報）や、ギャップ部の上部磁極層と下部磁極層をミリングやエッチングでトラック幅に切断するもの（特開昭５７―４４２１７号公報，特開平５―３０３７１９号公報）が知られている。
【０００６】
図１３（ａ）はミリングを用いた加工例であり、下部磁極層１０３，磁気ギャップ層１０４，および上部磁極層１０５をマスク１０６を用いてミリングし、図１３（ｂ）に示すように同時に加工する。このミリングによるギャップ部の加工は、図１３（ｃ）に示すように加工時に生じるテーパーによって上部磁極層と下部磁極層のトラック幅Ｔｗ１，Ｔｗ２が異なるという問題や、図１３（ｄ）に示すようにミリングで削られた金属加工くず１１０が再付着し、場合によっては上下の磁極間が磁気的に短絡するという問題がある。
【０００７】
さらに、小型化，高密度化にともなって要求される上部磁極と下部磁極の加工精度に応じるために、トラック幅を規制する部材を設け、これによって、上部磁極と下部磁極の幅を等しく形成するものが提案されている。図１４，１５はトラック幅規制部材を備えた従来の薄膜磁気ヘッドの概略図である。
【０００８】
図１４に示す薄膜磁気ヘッド（特願平９−９９６０３号）は、下部ヨーク１０２の上に一対のトラック幅規制部材１０８をトラック幅分（Ｔｗ）だけ開けて設け、このトラック幅規制部材１０８の間に下部磁極層１０３と磁気ギャップ層１０４と上部磁極層１０５を形成する構成である。
【０００９】
また、図１５に示す薄膜磁気ヘッド（特開平６−２８６２６号公報）は、下部ヨーク１１２の上に一対のレジスト部１１８をトラック幅分（Ｔｗ）だけ開けて設け、このレジスト部１１８の間に下部磁極層１１３と磁気ギャップ層１１４と上部磁極層１１５を、金属材料によるめっきで形成する構成である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の薄膜磁気ヘッドは、下部磁極層と上部磁極層のトラック幅の一致が困難であったり、加工くずの再付着の問題があり、また、トラック幅を規制する部材を用いる場合においても、下部磁極層と上部磁極層のトラック幅の不一致や磁気ギャップ層に生じる渦電流損による発熱の問題がある。
【００１１】
前記図１４に示す薄膜磁気ヘッドでは、磁気ギャップ層１０４をスパッタで形成する際に、トラック幅規制部材１０８の内側に磁気ギャップ材が回り込んで付着し、下部磁極層のトラック幅Ｔｗ１と上部磁極層のトラック幅Ｔｗ２が相違するという問題が発生する。
【００１２】
前記図１５に示す金属材のめっきによる薄膜磁気ヘッドでは、下部磁極層と上部磁極層のトラック幅の一致が可能であるが、電気めっきを可能とするために、磁気ギャップ材として銅やクロム等の導電性の非磁性の金属材を用いている。そのため、形成された磁気ギャップ層に渦電流が誘導され、これによって、渦電流損によって発熱するという問題がある。また、この薄膜磁気ヘッドは、レジスト部１１８を除去する構成であるため、アルミ等のオーバーコート処理において上部ヨーク１１７の下部の凹部１２０に巣が形成されるおそれがある。
【００１３】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決して、薄膜磁気ヘッドにおいて、下部磁極と上部磁極のギャップ部の幅を一致させるとともに渦電流損を低減させることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トラック幅規制部材によって上部磁極と下部磁極の幅をそろえることにより薄膜磁気ヘッドのサイドフリンジングを防止し、形成される磁気ギャップ層の抵抗値を高めることによって渦電流損を低減させる。
【００１５】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、膜状の下部磁極と上部磁極の間に磁気ギャップ層を備え、下部磁極の下部に磁気的に接続する下部ヨークを備え、上部磁極の上部に磁気的に接続する上部ヨークを備え、上部ヨークと下部ヨークの接続部周囲にコイル層を備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、上部磁極と下部磁極の幅をそろえる構成として、下部ヨーク上の先端側にトラック幅間隔で一対の非磁性のトラック幅規制部材を備え、磁気ギャップ層の抵抗値を高める構成として、磁気ギャップ層を酸化物非磁性材で形成し、下部磁極，上部磁極とともにトラック幅規制部材間において酸化物電気めっきで非磁性の酸化物めっき層を連続形成する。
【００１６】
上記構成において、トラック幅規制部材は、ギャップ部における上部磁極の幅と下部磁極の幅を定め、かつその幅をそろえる部材であり、これによって、サイドフリンジングの発生を防止する。
【００１７】
また、磁気ギャップ層を酸化物非磁性材とすることによって磁気ギャップ層の抵抗値を高め、渦電流値を低下させることによって渦電流損を低減する。この磁気ギャップ層はトラック幅規制部材間において下部磁極，上部磁極とともに酸化物電気めっきを含むめっき処理によって一工程で連続形成する。これによって、薄膜磁気ヘッドのギャップ部を形成する工程数を低減することができる。
【００１８】
酸化物非磁性材による磁気ギャップ層を酸化物電気めっきで形成するために、磁気ギャップ層を亜鉛イオンおよび硝酸イオンを含む水溶液中で陰極析出される金属酸化物とする。この陰極析出によって、酸化物非磁性材の酸化物電気めっきを行うことができ、非磁性材を酸化物で形成することによって磁気ギャップ層の抵抗値を渦電流損による影響を無視できる程度まで高めることができる。この酸化物電気めっきについては、例えば特開平８−２１７４４３号公報に示されている。
【００１９】
この陰極析出による酸化物電気めっきが可能な酸化物非磁性材として、亜鉛の酸化物を用いることができる。
【００２０】
磁気ギャップ層の抵抗値は半導体領域の大きさの抵抗値により、渦電流損の低減効果を奏することができる。この導体領域の抵抗値は、陰極析出による酸化物電気めっきによって形成される金属酸化物が備える抵抗値である。従って、陰極析出による酸化物電気めっきによる酸化物非磁性材の磁気ギャップ層を形成することによって抵抗値を高め、渦電流損を低減させることができる。
【００２１】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドは、上部磁極の上面がトラック幅規制部材の上端面と等レベルあるいは上端面を覆う構成とし、また、保護層の上面がトラック幅規制部材の上端面を覆う構成とする。これによって、上部磁極およびトラック幅規制部材の上端面の上に保護層を形成した際に、巣の発生を防止することができる。
【００２２】
本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、ギャップ部に設けた一対のトラック幅規制部材によって、該トラック幅規制部材間に形成する下部磁極および上部磁極のギャップ部の幅を所定寸法に精度良くそろえて形成することができ、両磁極部の幅を等しくすることができ、サイドフリンジを防止し、記録再生特性を向上させることができる。
【００２３】
薄膜磁気ヘッドを作製する場合、非磁性基板あるいは該基板上に形成した下部磁極上のギャップ相当位置に、一対のトラック幅規制部材を形成する。このトラック幅規制部材間の幅寸法は、ギャップ部のトラック幅に対応して定められる。トラック幅規制部材の形成後の下部磁極，磁気ギャップ層および上部磁極の成膜の際に、それらの各薄膜で形成されるギャップ部は一対のトラック幅規制部材の間に形成されるので、両磁極のギャップ部の幅はこのトラック幅規制部材間の幅寸法によって正確に等しく形成される。
【００２４】
また、トラック幅規制部材は非磁性材で形成されるため、下部磁極および上部磁極を形成した後にトラック幅規制部材を取り除く必要はなく、工程を簡略化することができる。
【００２５】
本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、トラック幅規制部材間におけるギャップ部の形成において、ギャップ部を構成する下部磁極，磁気ギャップ層、および上部磁極を、酸化物電気めっきを含むめっき処理による一工程で行うことができるため、工程数を低減することができる。また、本発明の薄膜磁気ヘッドの磁気ギャップ層は、酸化物電気めっきにより形成する酸化物非磁性体であるため、形成された磁気ギャップ層は半導体領域の抵抗値を備え、渦電流損による発熱を抑えることができる。
【００２６】
また、本発明は、再生部と記録部が別個に構成された薄膜磁気ヘッドにも適用することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。
本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態について、図１，２の薄膜磁気ヘッドの概略断面図、図３の薄膜磁気ヘッドの斜視図、図４のギャップ部の正面図、および図５，６のギャップ部の断面図を用いて説明する。
【００２８】
図１において、本発明の薄膜磁気ヘッドは、非磁性の基板１上に下部ヨーク２を有し、下部ヨーク２の先端部分の上方に下部磁極３，磁気ギャップ層４，および上部磁極５を備え、上部磁極５の上方に上部ヨーク７を備える。各ヨーク２，７と磁極３，５は磁気的に接続され、両ヨーク２，７は後方において磁気的に接続され、その周囲にはコイル層６が配置される。
【００２９】
磁気ギャップ層４は下部磁極３と上部磁極５の間にあり、各部の幅はトラック幅規制部材８によって同一の幅に形成されてギャップ部１０を構成する。ギャップ部１０の各部分は、トラック幅規制部材８間に電気めっきで連続形成される薄膜層であり、磁気ギャップ層４は酸化物電気めっきによる酸化物非磁性材のめっき層である。
【００３０】
図２の概略断面図は、薄膜磁気ヘッドの各構成部分の形成順を説明するための図である。図２において、非磁性の基板１上に形成された下部ヨーク２上に、下部磁極３，磁気ギャップ層４，および上部磁極５の三層からなるギャップ部１０を、磁気ギャップ層４については酸化物電気めっきを行う電気めっきによって一工程で連続的に形成する（図中の▲１▼）。また、下部ヨーク２上には渦巻き状の膜状コイル層６が絶縁層を挟んで形成する。なお、この薄膜磁気ヘッドの説明では、基板１側を下方としている。
【００３１】
次に、ギャップ部１０およびコイル層６の上方に上部ヨーク７を形成し（図中の▲２▼）、上部ヨーク７の先方部は上部磁極５に磁気的に接続し、後方部は下部ヨーク２上に磁気的に接続する。
【００３２】
これによって、ギャップ部１０は上部ヨーク７および下部ヨーク２によって磁気回路を形成し、コイル層６で電磁誘導した磁場によって磁気記録を行う。
【００３３】
図３〜図６を用いて、本発明の薄膜磁気ヘッドのギャップ部を説明する。
【００３４】
磁気ディスク等の磁気媒体と対向する先端側のギャップ相当位置には、トラック幅に相当する間隔を挟んで一対のトラック幅規制部材８を形成し、このトラック幅規制部材８間に下部磁極３,磁気ギャップ層４,および上部磁極５のギャップ部１０を電気めっきによって形成する。
【００３５】
上部磁極５は、その上面をトラック幅規制部材８の上端面と同レベルあるいは上端面を覆うように形成する。上部磁極５の上面をトラック幅規制部材８の上端面より上方に形成する場合には、ギャップ部１０の中心線付近が高く、トラック幅規制部材側の上面外側に向かって徐々に低くなる形状とし、緩やかに高さが変化するよう形成する。
【００３６】
下部磁極３および上部磁極５は、例えばパーマロイのめっき層で形成することができる。上部ヨーク７の後部側は、コイル層６の中心部を通って下部ヨーク２と磁気的に接続し、磁気ギャップ層３を挟んで磁気回路を形成する。さらに、上部ヨーク７やコイル層６の上側に非磁性の保護層９（図３には示していない）を形成する。
【００３７】
図４の正面図はギャップ部を磁気媒体側から見た図であり、図５，６の断面図は図４中のＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’の位置の断面形状を表している。
【００３８】
下部磁極３,磁気ギャップ層４,および上部磁極５で構成されるギャップ部は、一対のトラック幅規制部材８によって同一幅に規定され、その先端面は磁気媒体に対向して配置される。上部磁極５の上面はトラック幅規制部材８の上端面８Ａと同レベルあるいは上方位置とし、上端面８Ａ上の場合には上部磁極５を膨出させて形成する。また、ギャップ部１０と上下のヨーク部２，７はそれぞれ個別に形成する。したがって、ギャップ部１０の形成位置は、上下のヨーク部２，７に依存することなく独立して設定することができ、トラック幅規制部材８によって所望の位置および幅に規定することができる。これによって、ギャップ部１０の後端部の位置を明確に設定し、スロートハイト（Ｇｄ値）の０設定を容易に行うことができる。
【００３９】
トラック幅規制部材８は、ギャップ部の位置に設けられる堰形状の一対の非磁性材であり、このトラック幅規制部材８間の間隙によってギャップ部の幅はトラック幅Ｔｗに規制され、その端面が磁気ギャップ部７の磁気媒体に対向する面に露出するよう形成される。このトラック幅規制部材８は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などの一種または２種以上の材料で作製される。磁気ヘッドが磁気媒体と対向する面は、パーマロイからなる上、下磁極部３，５と、酸化物非磁性材の磁気ギャップ層４と、ギャップ部の周囲はアルミナの保護層９で覆われる。
【００４０】
磁気ギャップ層４は、亜鉛の酸化物で形成される非磁性材であり、下部磁極３と上部磁極５の間に磁気的なギャップを形成する。この酸化物は半導体領域の抵抗率を有しているため、誘導される渦電流値は渦電流損が問題とならない程度に小さい大きさである。また、電気めっきが可能な程度に電流を流すことができるため、該磁気ギャップ層を電極として上部磁極の電気めっきを行うことができる。
【００４１】
なお、各部の寸法例として、ギャップ部の磁気媒体対向面からの深さは、０．０１〜５μｍ程度で、トラック幅規制部材８の幅は２〜３０μｍ程度とすることができる。ギャップ部の磁気媒体対向面からの深さは、機械加工前の深さ寸法を５〜５０μｍ程度とし、機械加工によって０．０１〜５μｍとする。
【００４２】
したがって、トラック幅規制部材の寸法を規定することによって、下部磁極２と上部磁極５の磁気ギャップ部のトラック幅にかかわる外表面全体を所定寸法に規制することができる。なお、上記寸法例は一例であり、本発明の薄膜磁気ヘッドがこの寸法に限定されるものではない。
【００４３】
また、前記構成例では、下部磁極３をトラック幅規制部材８の間にのみ形成し、トラック幅規制部材８の外側についてはフィールドエッチングで除去する構成としている。
【００４４】
次に、本発明の薄膜磁気ヘッドの作製過程について、図７のフローチャートおよび図８，９の工程説明図を用いて説明する。なお、図８，９の工程説明図において、英大文字を付した左欄はギャップ部を横方向から見た断面を示し、英小文字を付した右欄はギャップ部を正面方向から見た断面を示している。また、図８，９は連続した工程を分割して示している。
【００４５】
薄膜磁気ヘッドの作製では、非磁性の基板１上に下部ヨーク２を成膜し、下部ヨーク２の先端部上にギャップ部１０を形成すると共に、後部に絶縁層、膜状のコイル層、絶縁層の順で成膜したコイル層６を形成し、ギャップ部１０およびコイル層６の上方に上部ヨーク７を成膜する。
【００４６】
以下、ギャップ部において、下部磁極,磁気ギャップ層,上部磁極を形成する手順について説明する。
【００４７】
本発明のギャップ部の形成では、トラック幅規制部材を形成した後、下部磁極形成工程と磁気ギャップ層形成工程と上部磁極形成工程を電気めっきによる一工程で行う。
【００４８】
非磁性の基板１上に下部ヨーク２を形成する。下部ヨーク２の形成は、基板１上に直接に行うことも、基板１上に形成したアルミナ等の絶縁層上に行うこともできる。なお、この下部ヨーク２の磁性材は、ギャップ部に形成する下部磁極３と同じ磁性材とすることも、別の磁性材とすることもできる（図８（Ａ），（ａ））（ステップＳ１）。
【００４９】
基板１上に下部ヨークを成膜した後、ギャップ部を形成する前に、ギャップ部相当位置の両側に非磁性のトラック幅規制部材８を形成する。トラック幅規制部材８の形成は、以下の手順で行われる。下部ヨーク２の上面に、ＳｉＯ2 をスパッタで成膜してトラック幅規制部材を形成する（図８（Ｂ）, （ｂ））。次に、このＳｉＯ2 膜１１上にレジストを塗布し、露光，現像してレジスト１２を形成する（図８（Ｃ），（ｃ））。次に、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）でレジスト１２で覆われていないＳｉＯ2 の膜をエッチングし（図８（Ｄ），（ｄ））、その後レジスト１２を除去してトラック幅規制部材８を形成する（図８（Ｅ），（ｅ））。
【００５０】
なお、このトラック幅規制部材８の高さは、前記した薄膜磁気ヘッドのギャップ部（下部磁極，磁気ギャップ層，および上部磁極）の各設定高さに応じて定め、トラック幅規制部材８の上端が上部磁極５の上面と同レベルあるいは下側となるよう設定する。また、トラック幅規制部材８間の幅は、トラック幅に応じて設定する（ステップＳ２）。
【００５１】
さらに、基板１上に絶縁膜を下部ヨーク２と同レベルに形成し、これによってコイル層６の形成のための平坦化を行う。この絶縁膜の形成は、レジストを２７０〜２８０℃で焼き固めることによって形成することができる（図８（Ｆ），（ｆ））。
【００５２】
さらに、形成された一対のトラック幅規制部材８を用いて、ギャップ部を形成する。トラック幅規制部材８を含む全体にパーマロイをスパッタしてめっき用のシード膜１４を形成し（ステップＳ３）、レジスト材を塗布して露光，現像を行い、少なくともギャップ部形成部分のシード膜１４が露出するようレジスト１５を形成する（図９（Ｇ），（ｇ））（ステップＳ４）。
【００５３】
シード膜を電極としてパーマロイを電気めっきし、下部磁極３を形成する（ステップＳ５）。さらに、上記パーマロイの膜上に、酸化物非磁性材を電気めっきで形成し、磁気ギャップ層４の形成を行う。この酸化物非磁性材の電気めっきは、亜鉛イオンおよび硝酸イオンを含む溶液中において、下部磁極３を陰極として電気めっきすることによって、下部磁極３上に亜鉛の酸化物を陰極析出させて行う。
【００５４】
この酸化物非磁性材の酸化物電気めっきのめっき条件は、例えば、亜鉛イオンおよび硝酸イオンのイオン濃度を、０．１mol／Ｌを最適イオン濃度とする０．００１〜０．５mol／Ｌの範囲とし、陰極電位を−０．７〜−１．６Ｖとし、ｐＨを１〜７（最適には５．２近傍）とすることができる。
【００５５】
この酸化物非磁性材の電気めっきによれば、形成される酸化物非磁性材の電気抵抗はめっき膜生成速度に応じてシート抵抗値で１０Ω／□〜１２０Ω／□となり、酸化物非磁性材の厚みを１μｍとすると０．０１Ω−ｃｍ程度の導電率を得ることができる。この酸化物電気めっきで形成される磁気ギャップ層４の導電率は半導体領域の導電率であり、０．０１〜３００Ω−ｃｍ程度とすることができき、渦電流値を低下させることによって渦電流損を低減することができる。
【００５６】
一般に、電気抵抗や光透過率等の成膜特性は、電位差，電流密度，成膜速度，等のめっき条件に対して増加関数の関係にあり、めっき条件によって膜厚や電気抵抗値を制御することができる。また、酸化物非磁性材として酸化亜鉛を用いる場合には高い光透過率を得ることができるため、生成した磁気ギャップ層４を通して磁極の生成状況を確認することができる（ステップＳ６）。
【００５７】
さらに、磁気ギャップ層４の上に磁気ギャップ層４を電極としてパーマロイを電気めっきし、ギャップ部の上部磁極５を形成する。磁気ギャップ層４は半導体領域の導電率を有しているため、この磁気ギャップ層４を電極として上部磁極５を電気めっきすることができる（ステップＳ７）。
【００５８】
ギャップ部に下部磁極３，磁気ギャップ層４，および上部磁極５を形成した後に、レジスト１５を除去する。図９（Ｈ），（ｈ）はレジスト１５を除去した後の状態を示している。図９（Ｈ），（ｈ）において、ギャップ部１０はトラック幅規制部材８間にはさまれた部分に形成される。なお、符号２０で示された部分にもギャップ部１０と同様に２つの磁極とギャップ層が形成される。ギャップ部１０中の上部磁極５は、図９（ｈ−１）に示すようにトラック幅規制部材８の上端と同レベルの高さに形成することも、あるいは図９（ｈ−２）に示すようにトラック幅規制部材８の上端より高く形成しオーバーフローさせることもできる。この上端面より上方への形成において、めっきによる等方性によって、磁気ギャップ層の中心線上が高く、トラック幅規制部材側に向かうほど徐々に低くなる形状に膨出して形成される。図９（ｈ−１）あるいは図９（ｈ−２）のいずれの高さに形成する構成であっても、アルミナ等の保護膜を上方に形成した場合の巣の形成を防止することができる（ステップＳ８）。
【００５９】
前記ステップＳ８で形成した２つの磁極とギャップ層の部分の内で、符号２０のフィールド部分は不要であるため、シード膜をミリングした後（ステップＳ９）、フォトリソグラフィーによってギャップ部１０にレジストを形成し（ステップＳ１０）、周囲の符号２０のフィールド部分を除去するフィールドエッチングを行い（ステップＳ１１）、フィールドエッチングの後レジストを除去する。図９（（Ｉ），（ｉ））（ステップＳ１２）。なお、図９（ｉ−１），（ｉ−２）は図９（ｈ−１）および（ｈ−２）に対応している。
【００６０】
上記ステップＳ１〜ステップＳ１２の工程によって、上下磁極および磁気ギャップ層からなるギャップ部の形成が完了する。
【００６１】
ギャップ部が形成された後、図１０（（Ｊ），（ｊ））に示すように絶縁層１６を形成した上にコイル層１７を形成し、さらに該コイル層１７を絶縁層１８で覆う。なお、膜状のコイル層は、所定形状のレジストを形成し、スパッタやめっきによって、渦巻き状に形成することができる。
【００６２】
次に、めっき用のシード膜を形成した後に図１０（（Ｋ），（ｋ））に示すように上部ヨーク７をめっきする。なお、図１０（（Ｋ），（ｋ））は、上部磁極５をトラック幅規制材８の上端からあふれさせた場合の構成を示している。
【００６３】
上部ヨーク７の先端部は上部磁極５に磁気的に接続し、また、後端部は下部ヨーク２に磁気的に接続する。上部ヨーク７を形成した後、ギャップ部１０および上部ヨーク７にレジスト材を塗布して露光，現像を行ってレジストを形成し、ギャップ部１０の前方部のフィールド部分（符号１３，２０）を除去するフィールドエッチングを行い、フィールドエッチングの後レジストを除去する。
【００６４】
これによって、図１０（Ｌ）に示すように、形成された薄膜磁気ヘッドのギャップ部には、下部磁極と磁気ギャップ層と上部磁極が電気めっきで形成され、それらの幅はトラック幅規制部材で同一のトラック幅に規制される。なお、上記薄膜磁気ヘッドの作製において、ＳｉＯ2 のトラック幅規制部材に代えて、酸化アルミニウム、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などを用いることができる。
【００６５】
本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、ギャップ部を電気めっきによる一工程で形成することができるため、処理工程数を減少させることができる。図１１は従来のスパッタによるギャップ部の工程のフローチャートである。図１１のフローチャートによれば、スパッタによってギャップ部を形成する場合には、下部磁極形成工程２０はシード膜のスパッタ，フォトリソグラフィー，下部磁極めっき，レジスト除去，シード膜ミリング，フォトリソグラフィー，フィールドエッチング，レジスト除去のステップＳ２１〜ステップＳ２８の工程を含み、磁気ギャップ層形成工程３０はギャップスパッタ，フォトリソグラフィー，ギャップ膜エッチング，レジスト除去のステップＳ３１〜ステップＳ３４の工程を含み、上部磁極形成工程４０はシード膜のスパッタ，フォトリソグラフィー，上部磁極めっき，レジスト除去，シード膜ミリング，フォトリソグラフィー，フィールドエッチング，レジスト除去のステップＳ４１〜ステップＳ４８の工程を含んでいる。
【００６６】
したがって、本発明のギャップ部の構成によれば、少なくとも磁気ギャップ層の形成工程においてフォトリソグラフィーの処理を省くことができ、下部磁極，磁気ギャップ層，上部磁極の３層を電気めっき処理で行うことができ、工程数を減少させることができる。
【００６７】
次に、本発明の薄膜磁気ヘッドの他の実施形態について、図１２の斜視図を用いて説明する。
【００６８】
前記図３で示した薄膜磁気ヘッドは、再生部と記録部が一体となった構成であるが、図１２に示す薄膜ＭＲ磁気ヘッドのように再生部と記録部を別個とする構成に適用することもできる。
【００６９】
この構成例では、再生部３０は下部シールド３２と磁性膜３１と上部シールド３３で構成され、記録部１０は下部磁極３と磁気ギャップ層４と上部磁極５で構成される。なお、下部ヨークは再生部３０の上部シールド３３と兼用し、上部シールド３３の先端部の上面の平面凸部分を用いる。トラック幅規制部材８は、下部ヨーク上に設けられ、ギャップ部の幅をトラック幅に規定している。
【００７０】
したがって、記録部のギャップ部１０の構成は、前記した実施の形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７１】
本発明の薄膜磁気ヘッドの実施形態によれば、トラック幅規制部材によって下部磁極と上部磁極のギャップ部の幅が等しく形成され、これによって、サイドフリンジングが生じにくくなり、記録再生特性を向上させることができる。
【００７２】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、トラック幅規制部材間におけるギャップ部の形成において、上部磁極，磁気ギャップ層、および下部磁極を、酸化物電気めっきを含むめっきの一工程で行うことができるため、工程数を低減することができる。また、本発明の薄膜磁気ヘッドの磁気ギャップ層は、酸化物電気めっきにより形成する酸化物非磁性体であるため、形成された磁気ギャップ層は半導体領域の抵抗値を備え、渦電流損による発熱を抑えることができる。
【００７３】
本発明の薄膜磁気ヘッドの実施形態によれば、上部磁極はトラック幅規制部材の上端面と同レベルあるいは上方に形成され、上部表面に形成する保護層を形成する際、空洞部分の形成を防止することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、薄膜磁気ヘッドにおいて、下部磁極と上部磁極のギャップ部の幅を一致させるとともに渦電流損を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態を説明するための概略断面図である。
【図２】本発明の薄膜磁気ヘッドの各構成部分の形成順を説明するための概略断面図である。
【図３】本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態のギャップ部の正面図である。
【図５】本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態のギャップ部の断面図である。
【図６】本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態のギャップ部の断面図である。
【図７】本発明の薄膜磁気ヘッドの作製過程を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の薄膜磁気ヘッドの作製過程を説明するための工程説明図である。
【図９】本発明の薄膜磁気ヘッドの作製過程を説明するための工程説明図である。
【図１０】本発明の薄膜磁気ヘッドの作製過程を説明するための工程説明図である。
【図１１】従来のスパッタによるギャップ部の工程のフローチャートである。
【図１２】本発明の薄膜磁気ヘッドの他の実施形態を説明するための斜視図である。
【図１３】従来のミリングによるギャップ部を説明するための概略図である。
【図１４】トラック幅規制部材を備えた従来の薄膜磁気ヘッドの概略図である。
【図１５】トラック幅規制部材を備えた従来の薄膜磁気ヘッドの概略図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 下部ヨーク
３ 下部磁極
４ 磁気ギャップ層
６ コイル層
５ 上部磁極
７ 上部ヨーク
８ トラック幅規制部材
９ 保護層
１０ ギャップ部
１１ ＳｉＯ2 膜
１２，１５ レジスト
１３ フィールド部分
１４ シード膜
１６，１８ 絶縁層
１７ コイル層
３０ 再生部
３１ 磁性膜
３２ 下部シールド
３３ 上部シールド
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜磁気ヘッドに関し、特に基板上に下部磁極層，磁気ギャップ層および上部磁極層を形成してなる薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜磁気ヘッドは、基板上に形成した下部磁極層上に磁気ギャップ層とコイル層を形成し、さらに上部磁極層を形成し、保護層で覆うことにより形成される。磁気媒体に対する記録および再生は、薄膜磁気ヘッドのギャップ部先端面を磁気媒体に対向させ、下部磁極層と磁気媒体と上部磁極層とによって磁気回路を形成し、この磁気回路に生じる磁気変化を利用することによって行っている。そのため、薄膜磁気ヘッドの記録再生特性は、ギャップ部の下部磁極と上部磁極の形状および寸法に依存する部分が大きい。
【０００３】
従来より、薄膜磁気ヘッドの磁極の形成には、下部磁極と上部磁極をマスクを利用してスパッタで形成する方法、下部磁極と上部磁極を成膜した後、イオンミリングで所定寸法に加工する方法、下部磁極と上部磁極をメッキで成膜した後、ケミカルエッチングで所定寸法にエッチングする方法等の種々の方法が用いられている。これらの従来の形成方法は、加工精度や不純物の付着やサイドエッチング等の点で問題がある。
【０００４】
また、薄膜磁気ヘッドのギャップ部のトラック幅（磁気媒体の磁気記録ラインの幅に相当する）は、記録密度を上げるために例えば２〜４μｍと非常に狭い幅が求められているため、成膜による磁極の形成では、下部磁極と上部磁極の幅を等しく作製することが難しく、また、下部磁極と上部磁極の両磁極間の位置合わせも困難であるため、下部磁極と上部磁極を等しい幅に形成し、所定のトラック幅を形成することは困難である。そのため、従来の薄膜磁気ヘッドでは、下部磁極の幅を上部磁極の幅よりも大きく形成して、位置ずれ等によるトラック幅の変動を抑えている。しかしながら、この上部磁極と下部磁極の幅が異なる構成は、上部磁極と下部磁極の両側縁部の間にもれ磁界が発生し、磁気記録および再生にとって好ましくないサイドフリンジングが発生することになる。
【０００５】
上部磁極と下部磁極の幅をそろえることによって、薄膜磁気ヘッドのサイドフリンジングを防止する構成として、下部磁極に不純物を添加することによって下部磁極と上部磁極の幅を実質的に等しくしたもの（特開平５―１８９７２０号公報）や、ギャップ部の上部磁極層と下部磁極層をミリングやエッチングでトラック幅に切断するもの（特開昭５７―４４２１７号公報，特開平５―３０３７１９号公報）が知られている。
【０００６】
図１３（ａ）はミリングを用いた加工例であり、下部磁極層１０３，磁気ギャップ層１０４，および上部磁極層１０５をマスク１０６を用いてミリングし、図１３（ｂ）に示すように同時に加工する。このミリングによるギャップ部の加工は、図１３（ｃ）に示すように加工時に生じるテーパーによって上部磁極層と下部磁極層のトラック幅Ｔｗ１，Ｔｗ２が異なるという問題や、図１３（ｄ）に示すようにミリングで削られた金属加工くず１１０が再付着し、場合によっては上下の磁極間が磁気的に短絡するという問題がある。
【０００７】
さらに、小型化，高密度化にともなって要求される上部磁極と下部磁極の加工精度に応じるために、トラック幅を規制する部材を設け、これによって、上部磁極と下部磁極の幅を等しく形成するものが提案されている。図１４，１５はトラック幅規制部材を備えた従来の薄膜磁気ヘッドの概略図である。
【０００８】
図１４に示す薄膜磁気ヘッド（特願平９−９９６０３号）は、下部ヨーク１０２の上に一対のトラック幅規制部材１０８をトラック幅分（Ｔｗ）だけ開けて設け、このトラック幅規制部材１０８の間に下部磁極層１０３と磁気ギャップ層１０４と上部磁極層１０５を形成する構成である。
【０００９】
また、図１５に示す薄膜磁気ヘッド（特開平６−２８６２６号公報）は、下部ヨーク１１２の上に一対のレジスト部１１８をトラック幅分（Ｔｗ）だけ開けて設け、このレジスト部１１８の間に下部磁極層１１３と磁気ギャップ層１１４と上部磁極層１１５を、金属材料によるめっきで形成する構成である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の薄膜磁気ヘッドは、下部磁極層と上部磁極層のトラック幅の一致が困難であったり、加工くずの再付着の問題があり、また、トラック幅を規制する部材を用いる場合においても、下部磁極層と上部磁極層のトラック幅の不一致や磁気ギャップ層に生じる渦電流損による発熱の問題がある。
【００１１】
前記図１４に示す薄膜磁気ヘッドでは、磁気ギャップ層１０４をスパッタで形成する際に、トラック幅規制部材１０８の内側に磁気ギャップ材が回り込んで付着し、下部磁極層のトラック幅Ｔｗ１と上部磁極層のトラック幅Ｔｗ２が相違するという問題が発生する。
【００１２】
前記図１５に示す金属材のめっきによる薄膜磁気ヘッドでは、下部磁極層と上部磁極層のトラック幅の一致が可能であるが、電気めっきを可能とするために、磁気ギャップ材として銅やクロム等の導電性の非磁性の金属材を用いている。そのため、形成された磁気ギャップ層に渦電流が誘導され、これによって、渦電流損によって発熱するという問題がある。また、この薄膜磁気ヘッドは、レジスト部１１８を除去する構成であるため、アルミ等のオーバーコート処理において上部ヨーク１１７の下部の凹部１２０に巣が形成されるおそれがある。
【００１３】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決して、薄膜磁気ヘッドにおいて、下部磁極と上部磁極のギャップ部の幅を一致させるとともに渦電流損を低減させることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トラック幅規制部材によって上部磁極と下部磁極の幅をそろえることにより薄膜磁気ヘッドのサイドフリンジングを防止し、形成される磁気ギャップ層の抵抗値を高めることによって渦電流損を低減させる。
【００１５】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、膜状の下部磁極と上部磁極の間に磁気ギャップ層を備え、下部磁極の下部に磁気的に接続する下部ヨークを備え、上部磁極の上部に磁気的に接続する上部ヨークを備え、上部ヨークと下部ヨークの接続部周囲にコイル層を備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、上部磁極と下部磁極の幅をそろえる構成として、下部ヨーク上の先端側にトラック幅間隔で一対の非磁性のトラック幅規制部材を備え、磁気ギャップ層の抵抗値を高める構成として、磁気ギャップ層を酸化物非磁性材で形成し、下部磁極，上部磁極とともにトラック幅規制部材間において酸化物電気めっきで非磁性の酸化物めっき層を連続形成する。
【００１６】
上記構成において、トラック幅規制部材は、ギャップ部における上部磁極の幅と下部磁極の幅を定め、かつその幅をそろえる部材であり、これによって、サイドフリンジングの発生を防止する。
【００１７】
また、磁気ギャップ層を酸化物非磁性材とすることによって磁気ギャップ層の抵抗値を高め、渦電流値を低下させることによって渦電流損を低減する。この磁気ギャップ層はトラック幅規制部材間において下部磁極，上部磁極とともに酸化物電気めっきを含むめっき処理によって一工程で連続形成する。これによって、薄膜磁気ヘッドのギャップ部を形成する工程数を低減することができる。
【００１８】
酸化物非磁性材による磁気ギャップ層を酸化物電気めっきで形成するために、磁気ギャップ層を亜鉛イオンおよび硝酸イオンを含む水溶液中で陰極析出される金属酸化物とする。この陰極析出によって、酸化物非磁性材の酸化物電気めっきを行うことができ、非磁性材を酸化物で形成することによって磁気ギャップ層の抵抗値を渦電流損による影響を無視できる程度まで高めることができる。この酸化物電気めっきについては、例えば特開平８−２１７４４３号公報に示されている。
【００１９】
この陰極析出による酸化物電気めっきが可能な酸化物非磁性材として、亜鉛の酸化物を用いることができる。
【００２０】
磁気ギャップ層の抵抗値は半導体領域の大きさの抵抗値により、渦電流損の低減効果を奏することができる。この導体領域の抵抗値は、陰極析出による酸化物電気めっきによって形成される金属酸化物が備える抵抗値である。従って、陰極析出による酸化物電気めっきによる酸化物非磁性材の磁気ギャップ層を形成することによって抵抗値を高め、渦電流損を低減させることができる。
【００２１】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドは、上部磁極の上面がトラック幅規制部材の上端面と等レベルあるいは上端面を覆う構成とし、また、保護層の上面がトラック幅規制部材の上端面を覆う構成とする。これによって、上部磁極およびトラック幅規制部材の上端面の上に保護層を形成した際に、巣の発生を防止することができる。
【００２２】
本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、ギャップ部に設けた一対のトラック幅規制部材によって、該トラック幅規制部材間に形成する下部磁極および上部磁極のギャップ部の幅を所定寸法に精度良くそろえて形成することができ、両磁極部の幅を等しくすることができ、サイドフリンジを防止し、記録再生特性を向上させることができる。
【００２３】
薄膜磁気ヘッドを作製する場合、非磁性基板あるいは該基板上に形成した下部磁極上のギャップ相当位置に、一対のトラック幅規制部材を形成する。このトラック幅規制部材間の幅寸法は、ギャップ部のトラック幅に対応して定められる。トラック幅規制部材の形成後の下部磁極，磁気ギャップ層および上部磁極の成膜の際に、それらの各薄膜で形成されるギャップ部は一対のトラック幅規制部材の間に形成されるので、両磁極のギャップ部の幅はこのトラック幅規制部材間の幅寸法によって正確に等しく形成される。
【００２４】
また、トラック幅規制部材は非磁性材で形成されるため、下部磁極および上部磁極を形成した後にトラック幅規制部材を取り除く必要はなく、工程を簡略化することができる。
【００２５】
本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、トラック幅規制部材間におけるギャップ部の形成において、ギャップ部を構成する下部磁極，磁気ギャップ層、および上部磁極を、酸化物電気めっきを含むめっき処理による一工程で行うことができるため、工程数を低減することができる。また、本発明の薄膜磁気ヘッドの磁気ギャップ層は、酸化物電気めっきにより形成する酸化物非磁性体であるため、形成された磁気ギャップ層は半導体領域の抵抗値を備え、渦電流損による発熱を抑えることができる。
【００２６】
また、本発明は、再生部と記録部が別個に構成された薄膜磁気ヘッドにも適用することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。
本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態について、図１，２の薄膜磁気ヘッドの概略断面図、図３の薄膜磁気ヘッドの斜視図、図４のギャップ部の正面図、および図５，６のギャップ部の断面図を用いて説明する。
【００２８】
図１において、本発明の薄膜磁気ヘッドは、非磁性の基板１上に下部ヨーク２を有し、下部ヨーク２の先端部分の上方に下部磁極３，磁気ギャップ層４，および上部磁極５を備え、上部磁極５の上方に上部ヨーク７を備える。各ヨーク２，７と磁極３，５は磁気的に接続され、両ヨーク２，７は後方において磁気的に接続され、その周囲にはコイル層６が配置される。
【００２９】
磁気ギャップ層４は下部磁極３と上部磁極５の間にあり、各部の幅はトラック幅規制部材８によって同一の幅に形成されてギャップ部１０を構成する。ギャップ部１０の各部分は、トラック幅規制部材８間に電気めっきで連続形成される薄膜層であり、磁気ギャップ層４は酸化物電気めっきによる酸化物非磁性材のめっき層である。
【００３０】
図２の概略断面図は、薄膜磁気ヘッドの各構成部分の形成順を説明するための図である。図２において、非磁性の基板１上に形成された下部ヨーク２上に、下部磁極３，磁気ギャップ層４，および上部磁極５の三層からなるギャップ部１０を、磁気ギャップ層４については酸化物電気めっきを行う電気めっきによって一工程で連続的に形成する（図中の▲１▼）。また、下部ヨーク２上には渦巻き状の膜状コイル層６が絶縁層を挟んで形成する。なお、この薄膜磁気ヘッドの説明では、基板１側を下方としている。
【００３１】
次に、ギャップ部１０およびコイル層６の上方に上部ヨーク７を形成し（図中の▲２▼）、上部ヨーク７の先方部は上部磁極５に磁気的に接続し、後方部は下部ヨーク２上に磁気的に接続する。
【００３２】
これによって、ギャップ部１０は上部ヨーク７および下部ヨーク２によって磁気回路を形成し、コイル層６で電磁誘導した磁場によって磁気記録を行う。
【００３３】
図３〜図６を用いて、本発明の薄膜磁気ヘッドのギャップ部を説明する。
【００３４】
磁気ディスク等の磁気媒体と対向する先端側のギャップ相当位置には、トラック幅に相当する間隔を挟んで一対のトラック幅規制部材８を形成し、このトラック幅規制部材８間に下部磁極３,磁気ギャップ層４,および上部磁極５のギャップ部１０を電気めっきによって形成する。
【００３５】
上部磁極５は、その上面をトラック幅規制部材８の上端面と同レベルあるいは上端面を覆うように形成する。上部磁極５の上面をトラック幅規制部材８の上端面より上方に形成する場合には、ギャップ部１０の中心線付近が高く、トラック幅規制部材側の上面外側に向かって徐々に低くなる形状とし、緩やかに高さが変化するよう形成する。
【００３６】
下部磁極３および上部磁極５は、例えばパーマロイのめっき層で形成することができる。上部ヨーク７の後部側は、コイル層６の中心部を通って下部ヨーク２と磁気的に接続し、磁気ギャップ層３を挟んで磁気回路を形成する。さらに、上部ヨーク７やコイル層６の上側に非磁性の保護層９（図３には示していない）を形成する。
【００３７】
図４の正面図はギャップ部を磁気媒体側から見た図であり、図５，６の断面図は図４中のＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’の位置の断面形状を表している。
【００３８】
下部磁極３,磁気ギャップ層４,および上部磁極５で構成されるギャップ部は、一対のトラック幅規制部材８によって同一幅に規定され、その先端面は磁気媒体に対向して配置される。上部磁極５の上面はトラック幅規制部材８の上端面８Ａと同レベルあるいは上方位置とし、上端面８Ａ上の場合には上部磁極５を膨出させて形成する。また、ギャップ部１０と上下のヨーク部２，７はそれぞれ個別に形成する。したがって、ギャップ部１０の形成位置は、上下のヨーク部２，７に依存することなく独立して設定することができ、トラック幅規制部材８によって所望の位置および幅に規定することができる。これによって、ギャップ部１０の後端部の位置を明確に設定し、スロートハイト（Ｇｄ値）の０設定を容易に行うことができる。
【００３９】
トラック幅規制部材８は、ギャップ部の位置に設けられる堰形状の一対の非磁性材であり、このトラック幅規制部材８間の間隙によってギャップ部の幅はトラック幅Ｔｗに規制され、その端面が磁気ギャップ部７の磁気媒体に対向する面に露出するよう形成される。このトラック幅規制部材８は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などの一種または２種以上の材料で作製される。磁気ヘッドが磁気媒体と対向する面は、パーマロイからなる上、下磁極部３，５と、酸化物非磁性材の磁気ギャップ層４と、ギャップ部の周囲はアルミナの保護層９で覆われる。
【００４０】
磁気ギャップ層４は、亜鉛の酸化物で形成される非磁性材であり、下部磁極３と上部磁極５の間に磁気的なギャップを形成する。この酸化物は半導体領域の抵抗率を有しているため、誘導される渦電流値は渦電流損が問題とならない程度に小さい大きさである。また、電気めっきが可能な程度に電流を流すことができるため、該磁気ギャップ層を電極として上部磁極の電気めっきを行うことができる。
【００４１】
なお、各部の寸法例として、ギャップ部の磁気媒体対向面からの深さは、０．０１〜５μｍ程度で、トラック幅規制部材８の幅は２〜３０μｍ程度とすることができる。ギャップ部の磁気媒体対向面からの深さは、機械加工前の深さ寸法を５〜５０μｍ程度とし、機械加工によって０．０１〜５μｍとする。
【００４２】
したがって、トラック幅規制部材の寸法を規定することによって、下部磁極２と上部磁極５の磁気ギャップ部のトラック幅にかかわる外表面全体を所定寸法に規制することができる。なお、上記寸法例は一例であり、本発明の薄膜磁気ヘッドがこの寸法に限定されるものではない。
【００４３】
また、前記構成例では、下部磁極３をトラック幅規制部材８の間にのみ形成し、トラック幅規制部材８の外側についてはフィールドエッチングで除去する構成としている。
【００４４】
次に、本発明の薄膜磁気ヘッドの作製過程について、図７のフローチャートおよび図８，９の工程説明図を用いて説明する。なお、図８，９の工程説明図において、英大文字を付した左欄はギャップ部を横方向から見た断面を示し、英小文字を付した右欄はギャップ部を正面方向から見た断面を示している。また、図８，９は連続した工程を分割して示している。
【００４５】
薄膜磁気ヘッドの作製では、非磁性の基板１上に下部ヨーク２を成膜し、下部ヨーク２の先端部上にギャップ部１０を形成すると共に、後部に絶縁層、膜状のコイル層、絶縁層の順で成膜したコイル層６を形成し、ギャップ部１０およびコイル層６の上方に上部ヨーク７を成膜する。
【００４６】
以下、ギャップ部において、下部磁極,磁気ギャップ層,上部磁極を形成する手順について説明する。
【００４７】
本発明のギャップ部の形成では、トラック幅規制部材を形成した後、下部磁極形成工程と磁気ギャップ層形成工程と上部磁極形成工程を電気めっきによる一工程で行う。
【００４８】
非磁性の基板１上に下部ヨーク２を形成する。下部ヨーク２の形成は、基板１上に直接に行うことも、基板１上に形成したアルミナ等の絶縁層上に行うこともできる。なお、この下部ヨーク２の磁性材は、ギャップ部に形成する下部磁極３と同じ磁性材とすることも、別の磁性材とすることもできる（図８（Ａ），（ａ））（ステップＳ１）。
【００４９】
基板１上に下部ヨークを成膜した後、ギャップ部を形成する前に、ギャップ部相当位置の両側に非磁性のトラック幅規制部材８を形成する。トラック幅規制部材８の形成は、以下の手順で行われる。下部ヨーク２の上面に、ＳｉＯ2 をスパッタで成膜してトラック幅規制部材を形成する（図８（Ｂ）, （ｂ））。次に、このＳｉＯ2 膜１１上にレジストを塗布し、露光，現像してレジスト１２を形成する（図８（Ｃ），（ｃ））。次に、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）でレジスト１２で覆われていないＳｉＯ2 の膜をエッチングし（図８（Ｄ），（ｄ））、その後レジスト１２を除去してトラック幅規制部材８を形成する（図８（Ｅ），（ｅ））。
【００５０】
なお、このトラック幅規制部材８の高さは、前記した薄膜磁気ヘッドのギャップ部（下部磁極，磁気ギャップ層，および上部磁極）の各設定高さに応じて定め、トラック幅規制部材８の上端が上部磁極５の上面と同レベルあるいは下側となるよう設定する。また、トラック幅規制部材８間の幅は、トラック幅に応じて設定する（ステップＳ２）。
【００５１】
さらに、基板１上に絶縁膜を下部ヨーク２と同レベルに形成し、これによってコイル層６の形成のための平坦化を行う。この絶縁膜の形成は、レジストを２７０〜２８０℃で焼き固めることによって形成することができる（図８（Ｆ），（ｆ））。
【００５２】
さらに、形成された一対のトラック幅規制部材８を用いて、ギャップ部を形成する。トラック幅規制部材８を含む全体にパーマロイをスパッタしてめっき用のシード膜１４を形成し（ステップＳ３）、レジスト材を塗布して露光，現像を行い、少なくともギャップ部形成部分のシード膜１４が露出するようレジスト１５を形成する（図９（Ｇ），（ｇ））（ステップＳ４）。
【００５３】
シード膜を電極としてパーマロイを電気めっきし、下部磁極３を形成する（ステップＳ５）。さらに、上記パーマロイの膜上に、酸化物非磁性材を電気めっきで形成し、磁気ギャップ層４の形成を行う。この酸化物非磁性材の電気めっきは、亜鉛イオンおよび硝酸イオンを含む溶液中において、下部磁極３を陰極として電気めっきすることによって、下部磁極３上に亜鉛の酸化物を陰極析出させて行う。
【００５４】
この酸化物非磁性材の酸化物電気めっきのめっき条件は、例えば、亜鉛イオンおよび硝酸イオンのイオン濃度を、０．１mol／Ｌを最適イオン濃度とする０．００１〜０．５mol／Ｌの範囲とし、陰極電位を−０．７〜−１．６Ｖとし、ｐＨを１〜７（最適には５．２近傍）とすることができる。
【００５５】
この酸化物非磁性材の電気めっきによれば、形成される酸化物非磁性材の電気抵抗はめっき膜生成速度に応じてシート抵抗値で１０Ω／□〜１２０Ω／□となり、酸化物非磁性材の厚みを１μｍとすると０．０１Ω−ｃｍ程度の導電率を得ることができる。この酸化物電気めっきで形成される磁気ギャップ層４の導電率は半導体領域の導電率であり、０．０１〜３００Ω−ｃｍ程度とすることができき、渦電流値を低下させることによって渦電流損を低減することができる。
【００５６】
一般に、電気抵抗や光透過率等の成膜特性は、電位差，電流密度，成膜速度，等のめっき条件に対して増加関数の関係にあり、めっき条件によって膜厚や電気抵抗値を制御することができる。また、酸化物非磁性材として酸化亜鉛を用いる場合には高い光透過率を得ることができるため、生成した磁気ギャップ層４を通して磁極の生成状況を確認することができる（ステップＳ６）。
【００５７】
さらに、磁気ギャップ層４の上に磁気ギャップ層４を電極としてパーマロイを電気めっきし、ギャップ部の上部磁極５を形成する。磁気ギャップ層４は半導体領域の導電率を有しているため、この磁気ギャップ層４を電極として上部磁極５を電気めっきすることができる（ステップＳ７）。
【００５８】
ギャップ部に下部磁極３，磁気ギャップ層４，および上部磁極５を形成した後に、レジスト１５を除去する。図９（Ｈ），（ｈ）はレジスト１５を除去した後の状態を示している。図９（Ｈ），（ｈ）において、ギャップ部１０はトラック幅規制部材８間にはさまれた部分に形成される。なお、符号２０で示された部分にもギャップ部１０と同様に２つの磁極とギャップ層が形成される。ギャップ部１０中の上部磁極５は、図９（ｈ−１）に示すようにトラック幅規制部材８の上端と同レベルの高さに形成することも、あるいは図９（ｈ−２）に示すようにトラック幅規制部材８の上端より高く形成しオーバーフローさせることもできる。この上端面より上方への形成において、めっきによる等方性によって、磁気ギャップ層の中心線上が高く、トラック幅規制部材側に向かうほど徐々に低くなる形状に膨出して形成される。図９（ｈ−１）あるいは図９（ｈ−２）のいずれの高さに形成する構成であっても、アルミナ等の保護膜を上方に形成した場合の巣の形成を防止することができる（ステップＳ８）。
【００５９】
前記ステップＳ８で形成した２つの磁極とギャップ層の部分の内で、符号２０のフィールド部分は不要であるため、シード膜をミリングした後（ステップＳ９）、フォトリソグラフィーによってギャップ部１０にレジストを形成し（ステップＳ１０）、周囲の符号２０のフィールド部分を除去するフィールドエッチングを行い（ステップＳ１１）、フィールドエッチングの後レジストを除去する。図９（（Ｉ），（ｉ））（ステップＳ１２）。なお、図９（ｉ−１），（ｉ−２）は図９（ｈ−１）および（ｈ−２）に対応している。
【００６０】
上記ステップＳ１〜ステップＳ１２の工程によって、上下磁極および磁気ギャップ層からなるギャップ部の形成が完了する。
【００６１】
ギャップ部が形成された後、図１０（（Ｊ），（ｊ））に示すように絶縁層１６を形成した上にコイル層１７を形成し、さらに該コイル層１７を絶縁層１８で覆う。なお、膜状のコイル層は、所定形状のレジストを形成し、スパッタやめっきによって、渦巻き状に形成することができる。
【００６２】
次に、めっき用のシード膜を形成した後に図１０（（Ｋ），（ｋ））に示すように上部ヨーク７をめっきする。なお、図１０（（Ｋ），（ｋ））は、上部磁極５をトラック幅規制材８の上端からあふれさせた場合の構成を示している。
【００６３】
上部ヨーク７の先端部は上部磁極５に磁気的に接続し、また、後端部は下部ヨーク２に磁気的に接続する。上部ヨーク７を形成した後、ギャップ部１０および上部ヨーク７にレジスト材を塗布して露光，現像を行ってレジストを形成し、ギャップ部１０の前方部のフィールド部分（符号１３，２０）を除去するフィールドエッチングを行い、フィールドエッチングの後レジストを除去する。
【００６４】
これによって、図１０（Ｌ）に示すように、形成された薄膜磁気ヘッドのギャップ部には、下部磁極と磁気ギャップ層と上部磁極が電気めっきで形成され、それらの幅はトラック幅規制部材で同一のトラック幅に規制される。なお、上記薄膜磁気ヘッドの作製において、ＳｉＯ2 のトラック幅規制部材に代えて、酸化アルミニウム、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などを用いることができる。
【００６５】
本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、ギャップ部を電気めっきによる一工程で形成することができるため、処理工程数を減少させることができる。図１１は従来のスパッタによるギャップ部の工程のフローチャートである。図１１のフローチャートによれば、スパッタによってギャップ部を形成する場合には、下部磁極形成工程２０はシード膜のスパッタ，フォトリソグラフィー，下部磁極めっき，レジスト除去，シード膜ミリング，フォトリソグラフィー，フィールドエッチング，レジスト除去のステップＳ２１〜ステップＳ２８の工程を含み、磁気ギャップ層形成工程３０はギャップスパッタ，フォトリソグラフィー，ギャップ膜エッチング，レジスト除去のステップＳ３１〜ステップＳ３４の工程を含み、上部磁極形成工程４０はシード膜のスパッタ，フォトリソグラフィー，上部磁極めっき，レジスト除去，シード膜ミリング，フォトリソグラフィー，フィールドエッチング，レジスト除去のステップＳ４１〜ステップＳ４８の工程を含んでいる。
【００６６】
したがって、本発明のギャップ部の構成によれば、少なくとも磁気ギャップ層の形成工程においてフォトリソグラフィーの処理を省くことができ、下部磁極，磁気ギャップ層，上部磁極の３層を電気めっき処理で行うことができ、工程数を減少させることができる。
【００６７】
次に、本発明の薄膜磁気ヘッドの他の実施形態について、図１２の斜視図を用いて説明する。
【００６８】
前記図３で示した薄膜磁気ヘッドは、再生部と記録部が一体となった構成であるが、図１２に示す薄膜ＭＲ磁気ヘッドのように再生部と記録部を別個とする構成に適用することもできる。
【００６９】
この構成例では、再生部３０は下部シールド３２と磁性膜３１と上部シールド３３で構成され、記録部１０は下部磁極３と磁気ギャップ層４と上部磁極５で構成される。なお、下部ヨークは再生部３０の上部シールド３３と兼用し、上部シールド３３の先端部の上面の平面凸部分を用いる。トラック幅規制部材８は、下部ヨーク上に設けられ、ギャップ部の幅をトラック幅に規定している。
【００７０】
したがって、記録部のギャップ部１０の構成は、前記した実施の形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７１】
本発明の薄膜磁気ヘッドの実施形態によれば、トラック幅規制部材によって下部磁極と上部磁極のギャップ部の幅が等しく形成され、これによって、サイドフリンジングが生じにくくなり、記録再生特性を向上させることができる。
【００７２】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、トラック幅規制部材間におけるギャップ部の形成において、上部磁極，磁気ギャップ層、および下部磁極を、酸化物電気めっきを含むめっきの一工程で行うことができるため、工程数を低減することができる。また、本発明の薄膜磁気ヘッドの磁気ギャップ層は、酸化物電気めっきにより形成する酸化物非磁性体であるため、形成された磁気ギャップ層は半導体領域の抵抗値を備え、渦電流損による発熱を抑えることができる。
【００７３】
本発明の薄膜磁気ヘッドの実施形態によれば、上部磁極はトラック幅規制部材の上端面と同レベルあるいは上方に形成され、上部表面に形成する保護層を形成する際、空洞部分の形成を防止することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、薄膜磁気ヘッドにおいて、下部磁極と上部磁極のギャップ部の幅を一致させるとともに渦電流損を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態を説明するための概略断面図である。
【図２】本発明の薄膜磁気ヘッドの各構成部分の形成順を説明するための概略断面図である。
【図３】本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態のギャップ部の正面図である。
【図５】本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態のギャップ部の断面図である。
【図６】本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態のギャップ部の断面図である。
【図７】本発明の薄膜磁気ヘッドの作製過程を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の薄膜磁気ヘッドの作製過程を説明するための工程説明図である。
【図９】本発明の薄膜磁気ヘッドの作製過程を説明するための工程説明図である。
【図１０】本発明の薄膜磁気ヘッドの作製過程を説明するための工程説明図である。
【図１１】従来のスパッタによるギャップ部の工程のフローチャートである。
【図１２】本発明の薄膜磁気ヘッドの他の実施形態を説明するための斜視図である。
【図１３】従来のミリングによるギャップ部を説明するための概略図である。
【図１４】トラック幅規制部材を備えた従来の薄膜磁気ヘッドの概略図である。
【図１５】トラック幅規制部材を備えた従来の薄膜磁気ヘッドの概略図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 下部ヨーク
３ 下部磁極
４ 磁気ギャップ層
６ コイル層
５ 上部磁極
７ 上部ヨーク
８ トラック幅規制部材
９ 保護層
１０ ギャップ部
１１ ＳｉＯ2 膜
１２，１５ レジスト
１３ フィールド部分
１４ シード膜
１６，１８ 絶縁層
１７ コイル層
３０ 再生部
３１ 磁性膜
３２ 下部シールド
３３ 上部シールド
Claims (6)
- 膜状の下部磁極と上部磁極の間に磁気ギャップ層を設け、下部磁極の下部に磁気的に接続する下部ヨークを備え、上部磁極の上部に磁気的に接続する上部ヨークを備え、上部ヨークと下部ヨークの接続部周囲にコイル層を備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、
下部ヨーク上の先端側にトラック幅間隔で一対の非磁性のトラック幅規制部材を備え、
下部磁極，上部磁極，および磁気ギャップ層は、前記トラック幅規制部材間に電気めっきで連続形成される薄膜層であり、磁気ギャップ層は酸化物非磁性材のめっき層であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 酸化物非磁性材は、亜鉛イオンおよび硝酸イオンを含む水溶液中で陰極析出される金属酸化物により形成されることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
- 酸化物非磁性材は、亜鉛の酸化物であることを特徴とする請求項１，又は２記載の薄膜磁気ヘッド。
- 磁気ギャップ層の抵抗値は、半導体領域の抵抗値であることを特徴とする請求項１，２，又は３記載の薄膜磁気ヘッド。
- 上部磁極の上面は、トラック幅規制部材の上端面と等レベルあるいは上端面を覆うことを特徴とする請求項１，２，３，又は４記載の薄膜磁気ヘッド。
- 上部ヨークの上面は、トラック幅規制部材の上端面を覆うことを特徴とする請求項１，２，３，４，又は５記載の薄膜磁気ヘッド。
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