JP3839754B2 - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば浮上式磁気ヘッドなどに使用されるインダクティブ型の薄膜磁気ヘッドに係り、特に記録用の磁気ギャップのトラック幅を高精度に形成して、ライトフリンジングの発生を抑制できるようにした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１４は従来の薄膜磁気ヘッドの縦断面図、図１５は図１４の薄膜磁気ヘッドの記録媒体との対向部を示すものであり、図１４のＸＶ矢視の部分正面図である。
【０００３】
図１４と図１５に示す薄膜磁気ヘッドは、ハードディスクなどの記録媒体へ信号を書き込むインダクティブヘッドである。このインダクティブヘッドは、ハードディスクなどの記録媒体に対向する浮上式磁気ヘッドのスライダのトレーリング側端面において、磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドに積層されて設けられるものである。
【０００４】
図１４での符号１１は、Ｆｅ―Ｎｉ系合金（パーマロイ）などの高透磁率の磁性材料で形成された下部コア層である。磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドに図１４に示すインダクティブヘッドが連続して積層された複合型薄膜磁気ヘッドでは、前記下部コア層１１が、読み出しヘッドの上部シールド層として機能する。
【０００５】
下部コア層１１の上には、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）などの非磁性材料で形成されたギャップ層１２が設けられている。ギャップ層１２の上にはレジスト材料やその他の有機材料で形成された絶縁層４が形成されている。
【０００６】
前記絶縁層４上には、Ｃｕなどの電気抵抗の低い導電性材料により、コイル層５が螺旋状に形成されている。なお、コイル層５は、上部コア層７の基端部７ｂの周囲を周回するように形成されているが、図１４ではそのコイル層５の一部のみが現れている。
【０００７】
そして、コイル層５上には、有機樹脂材料などの絶縁層６が形成されている。絶縁層６の上には、パーマロイなどの磁性材料がメッキされて上部コア層７が形成されている。上部コア層７の先端部７ａは、記録媒体との対向部において、下部コア層１１上に前記ギャップ層１２を介して接合され、ギャップ長Ｇｌの磁気ギャップが形成されている。また上部コア層７の基端部７ｂは、ギャップ層１２および絶縁層４に形成された穴を介して、下部コア層１１に磁気的に接続されている。
【０００８】
書き込み用のインダクティブヘッドでは、コイル層５に記録電流が与えられると、下部コア層１１および上部コア層７に記録磁界が誘導され、下部コア層１１と上部コア層７の先端部７ａとの磁気ギャップ部分からの洩れ磁界により、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。
【０００９】
このインダクティブヘッドの書き込み用の磁気ギャップでは、ギャップ層１２を介して接合される下部コア層１１と上部コア層７の先端部７ａとの間隔（すなわちギャップ層１２の膜厚）でギャップ長Ｇｌが設定され、上部コア層７の先端部７ａの奥行き寸法によりギャップ深さ（ギャップデプス）Ｇｄが決められる。また図１５に示すようにトラック幅Ｔｗは、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法で決められる。
【００１０】
図１５に示すように、下部コア層１１の幅寸法Ｔ3は、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗよりも十分に大きく形成されている。下部コア層１１の幅寸法Ｔ3が大きくなっている理由は、下部コア層１１により、インダクティブヘッドの下層に形成される磁気抵抗効果素子層１３に対する磁気シールドを行なっているためである。すなわち、図１５に示すように、磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドでは、下部シールド層１４上に下部ギャップ層１５ａを介して磁気抵抗効果素子層１３が設けられ、この磁気抵抗効果素子層１３の上に上部ギャップ層１５ｂを介して前記下部コア層１１が形成され、この下部コア層１１が、磁気抵抗効果素子層１３に対する上部シールド層として兼用されている。この上部シールド層としての機能を発揮するためにその幅寸法Ｔ3は磁気抵抗効果素子層１３の幅寸法よりも十分に大きくなっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１５に示すように、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗに対して、下部コア層１１の幅寸法Ｔ3が大きいと、下部コア層１１と上部コア層７に記録磁界が誘導され、先端部７ａと下部コア層１１との間において洩れ磁界が発生するときに、この洩れ磁界が幅寸法（トラック幅）Ｔｗの範囲内に収まらず、下部コア層１１の幅寸法に引きずられて幅Ｔｗの両側に洩れ磁界が形成される。
【００１２】
その結果、ハードディスクなどの記録媒体の記録面に形成された磁気信号に、本来のトラック幅Ｔｗからはみ出るライトフリンジング（書き込み滲み）が発生する。このライトフリンジングが発生すると、書き込まれた記録媒体でのトラック位置検出を高精度に行なうことができず、トラッキングサーボエラーを引き起こす。特に、高密度記録を行なう場合には、隣接するトラックのピッチが狭くなるため、ライトフリンジングによる影響が大きくなる。
【００１３】
図１６（ａ）は、前記ライトフリンジングの発生を抑制するための改良例を、記録媒体との対向部側から見た正面図である。
【００１４】
図１６（ａ）に示すものでは、下部コア層１１の上にギャップ層１２が形成され、さらにギャップ層１２上に上部コア層７の先端部７ａが形成された後に、イオンミリングなどにより下部コア層１１およびギャップ層１２を削り、上部コア層７の先端部７ａの両側部分において、下部コア層１１とギャップ層１２に、互いに連続する斜面１１ａと１２ａを形成したものである。なお、前記斜面１１ａと１２ａは共に傾斜角度θ5で形成されている。
【００１５】
しかし、イオンミリングなどで下部コア層１１およびギャップ層１２を一緒に削ったものでは、ギャップ層１２の両側部に斜面１２ａ，１２ａが形成されるため、下部コア層１１での先端部７ａと対向する面１１ｂの幅寸法Ｔ6は、先端部７ａの幅寸法（トラック幅）Ｔｗよりも大きくなる。図１６（ｂ）はこのヘッドを用いて記録された磁気データの記録パターンを示しているが、前記面１１ｂの幅寸法Ｔ6がＴｗよりも広いために、書き込み磁界が本来のトラック幅Ｔｗから左右に滲み、ライトフリンジングが発生する。
【００１６】
図１６（ａ）に示したものは、図１５に示したものに比べてライトフリンジングの程度を低下させることができる。しかし、高密度化記録を行ないトラックピッチがさらに短くなっていくと、図１６（ｂ）に示すライトフリンジングにより、トラック位置の検出エラーを生じやすくなり、図１６（ａ）に示す改善では不十分である。
【００１７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、ライトフリンジングを改善しまたはライトフリンジングを十分に抑制できるようにし、しかも、ヘッドの構造を複雑にせず、製造も容易な薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁性材料の下部コア層と、下部コア層上に非磁性材料のギャップ層を介して対向する磁性材料の上部コア層と、下部コア層及び上部コア層に記録磁界を誘導するコイル層とが設けられた薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
下部コア層の上に、ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3の１種または２種以上の材料から選択される非磁性材料の層を形成する工程と、
前記非磁性材料の層の上に下部コア層よりも幅寸法の小さい上部コア層を形成する工程と、
前記下部コア層と前記上部コア層の先端部とで挟まれた前記非磁性材料の層をギャップ層として残し、その両側の前記非磁性材料の層をプラズマ化されたＣＦ4又はＣＦ4とＯ2の混合ガスと化学反応させる異方性プラズマエッチングによって除去する工程と、
前記下部コア層の前記ギャップ層に接する対向面の両側部分を削り取り、前記ギャップ層を介して上部コア層と対向する前記下部コア層の上部に、前記ギャップ層の幅寸法と一致させた隆起部を形成し、前記上部コア層の前記先端部、前記ギャップ層、及び前記下部コア層の前記隆起部の側面を、記録媒体との対向面からギャップ深さＧｄ位置まで達する奥行き長さを有する連続面とする工程と、
前記隆起部の基端から両側に延びる下部コア層の上面に、上部コア層から離れる方向へ傾斜する傾斜面を形成する工程と、
を有することを特徴とするものである。
【００２４】
この薄膜磁気ヘッドの製造方法では、図４（ａ）に示す従来の薄膜磁気ヘッドの状態（図１５参照）から、まず、ギャップ層３ａ以外の非磁性材料の層３を除去し、その次に、図４（ｃ）の工程で、下部コア層１のギャップ層との対向面の両側部分を削り取ることにより、下部コア層１の上に隆起部１ａを形成することが可能である。特に、図４（ｃ）の工程にて、前記隆起部１ａを、上部コア層の幅寸法Ｔｗとほぼ同じ幅寸法Ｔ1を有する矩形状に形成できる。
【００２５】
また図４（ｄ）の工程では、下部コア層に傾斜面を形成でき、しかも、図４（ｃ）の工程時に、上部コア層、ギャップ層、および隆起部の両側に付着した磁性材料の層を除去できる。
【００２６】
また、図４（ｂ）に示すエッチング工程では、上部コア層７の先端部７ａと下部コア層１（あるいは隆起部２）との間に介在する非磁性材料の層３がギャップ層３ａとして残され、それ以外の非磁性材料の層３が除去される。ただしこのとき、前記下部コア層１などの磁性材料の層は、このエッチングによる影響を受けないようにされている必要がある。そこで、本発明では、この工程で、磁性材料の層にダメージを与えないプラズマエッチングが使用される。
【００２７】
つまり、非磁性材料の層３（ギャップ層３ａを含む）を形成する材料として、プラズマエッチングにて化学的作用による除去可能な材料が選択される必要があるが、例えば一般的に使用されているＡｌ2Ｏ3（アルミナ）などの非磁性材料を、プラズマエッチングにて除去しようとすると、Ｃｌ系ガスを用いる必要がある。しかし、Ｃｌ系ガスでは、磁性材料の層（上部コア層や下部コア層）が腐食されるという問題が生じる。
【００２８】
そこで、本発明では、非磁性材料のみが選択的にエッチングされるように、プラズマエッチングにＣＦ4系ガスを用い、このＣＦ4系ガスにて除去可能な非磁性材料として、上述したＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3の１種または２種以上の材料が選択される。
【００２９】
本発明では、前記プラズマエッチングには、プラズマ化されたＣＦ4、またはＣＦ4と０2の混合ガスが使用され、さらに図４（ｂ）に示すように、前記プラズマエッチングは、垂直方向（図示Ｒ方向）のみの方向性を有する異方性プラズマエッチングである。
【００３０】
この異方性プラズマエッチングにより、下部コア層または隆起部と上部コア層との間に介在しているギャップ層以外の非磁性材料が選択的に除去される。なおこの異方性プラズマエッチングでは、前述した通り、磁性材料の層はダメージを受けない。
【００３１】
また、図４（ｃ）に示す隆起部を形成する工程は、隆起部のギャップ対向面と垂直な方向に対し０°から３０°傾けられたイオン照射角度を有する第１次イオンミリングにより行われることが好ましい。
【００３２】
前記イオンミリングには、中性イオン化されたアルゴンガスによるミリングが用いられる。
【００３３】
図４（ｃ）に示す第１次イオンミリングでは、下部コア層の上面の両側部分が削り取られ、前記下部コア層に、上部コア層の幅寸法Ｔｗとほぼ同じ幅寸法Ｔ1を有する隆起部が形成される。
【００３４】
ただし、この第１次イオンミリングにて、削り取られた磁性材料が、図４（ｃ）に示すように、ギャップ層の両側などに再付着してしまう。
【００３５】
図４（ｄ）に示す下部コア層側に傾斜面を形成する工程は、隆起部のギャップ対向面と垂直な方向に対し、４５°から７０°傾けられたイオン照射角度を有する第２次イオンミリングにより行われることが好ましい。
【００３６】
この第２次イオンミリングでは、下部コア層の両側に傾斜面が形成されると同時に、前述したギャップ層の両側などに再付着した磁性材料が削り取られる。
【００３７】
このように、本発明では、下部コア層に隆起部が形成されているので、前記隆起部と上部コア層との間で漏れ磁界が発生しやすくなる。特に、下部コア層の上面に傾斜面が形成されていることで、前記傾斜面を有する部分の下部コア層が、上部コア層からより離れ、傾斜面を有する部分の下部コア層と上部コア層との間で漏れ磁界が発生しにくくなり、よって従来のように上部コア層の幅寸法で決められるトラック幅Ｔｗの両側に漏れ磁界が形成されることが少なくなる。
【００３８】
従って、本発明では、前記トラック幅Ｔｗからの書込み滲みの量を小さくでき、ライトフリンジングを抑制できる。
【００３９】
また、前記隆起部が幅Ｔｗとほぼ同じ幅寸法Ｔ1を有する矩形状で形成されていると、上部コア層と隆起部との間で発生する漏れ磁界が、確実にトラック幅Ｔｗ内に収められ、よりライトフリンジングの発生を抑制することが可能となる。
【００４０】
また前記隆起部の正面形状が台形で形成されている、つまり前記隆起部の両側面に傾斜面が形成されていてもよい。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
【００４２】
図１は、本発明の第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドの書き込み用の磁気ギャップ形成部分の構造を示す部分斜視図、図２は本発明の第２の実施形態の薄膜磁気ヘッドの書き込み用の磁気ギャップ形成部分の構造を示す部分斜視図である。
【００４３】
図１および図２に示す薄膜磁気ヘッドは書き込み用のいわゆるインダクティブヘッドであり、このインダクティブヘッドは、磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドの上に積層されている。
【００４４】
図１と図２に示す符号１は、Ｆｅ―Ｎｉ系合金（パーマロイ）などの高透磁率の軟磁性材料で形成された下部コア層である。なお、図１と図２に示す薄膜磁気ヘッドでは、前記下部コア層１の形状が異なっているだけで、他の部分での構造は全く同じとなっている。
【００４５】
図１５に示したのと同様に、前記下部コア層１の下には磁気抵抗効果素子層１３と下部シールド層１４を有する磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドが設けられており、下部コア層１は磁気抵抗効果素子層１３に対する上部シールド層として兼用されている。この上部シールド層としての機能を十分に発揮できるようにするために、下部コア層１の底面１ｅの幅寸法Ｔ3は、磁気抵抗効果素子層１３に比べて十分に大きく形成されている。なお磁気抵抗効果素子層１３は、例えば軟磁性層（ＳＡＬ層）、非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）、磁気抵抗効果層（ＭＲ層）が積層されたものなどであり、この磁気抵抗効果素子層１３の両側には縦バイアス磁界を与えるためのハードバイアス層と、検出電流を与える主電極層などが設けられている。
【００４６】
まず、図１に示す薄膜磁気ヘッドの下部コア層１の形状から説明する。
図１に示すように、前記下部コア層１には、矩形状の隆起部１ａが、前記下部コア層１と一体となって形成されている。つまり、図１に示す隆起部１ａの両側面１ｃ，１ｃは、図示垂直方向に延びる垂直面となっており、前記隆起部１ａのギャップ対向面（上面）１ｄが平面となっている。
【００４７】
図に示すように、前記隆起部１ａの幅寸法はＴ1で形成されており、この幅寸法Ｔ1は、後述する上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗとほぼ同じにされている。
【００４８】
また、前記隆起部の基端の両側に延びる下部コア層１の上面には、傾斜面１ｂ，１ｂが形成されている。
【００４９】
また前述したように、下部コア層１の底面１ｅは、幅寸法Ｔ3で形成されており、この幅寸法Ｔ3は隆起部１ａの幅寸法Ｔ1よりも十分に大きくなっている。
【００５０】
図１に示す下部コア層１と同じように、図２に示す下部コア層１にも隆起部２が形成されている。ただしこの例では、前記下部コア層１が第１の層となり、この第１の層の上に第２の層が積層され、この第２の層が前記隆起部２となっている。図２に示す前記隆起部２は、下部コア層１と同じ様に軟磁性材料にて形成されている。
【００５１】
図２に示す前記隆起部２は、その正面形状が台形である。すなわち、前記隆起部２の両側面２ａ，２ａは傾斜面となっており、ギャップ対向面（上面）２ｂは平面となっている。そして、前記ギャップ対向面２ｂの幅寸法はＴ1で形成されている。なお、この幅寸法Ｔ1は、後述する上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗとほぼ同じである。
【００５２】
また、前記隆起部２の下部コア層１（第１の層）１との境界面２ｃも平面となっており、その幅寸法はＴ2で形成されている。図に示すように、この幅寸法Ｔ2は、前記隆起部２のギャップ対向面２ｂの幅寸法Ｔ1よりも大きくなっている。
【００５３】
さらに、前記下部コア層（第１の層）１は、隆起部２との境界面１ｆが平面で、その幅寸法はＴ2で形成され、前記境界面１ｆの両側が傾斜面１ｂ，１ｂとなっている。また、前記下部コア層１の底面１ｅの幅寸法は、前述した通りＴ3であり、Ｔ3は境界面１ｆ（あるいは２ｃ）の幅寸法Ｔ2よりも十分に大きくなっている。
【００５４】
本発明では、図１および図２の薄膜磁気ヘッドのどちらであっても、従来に比べてよりライトフリンジングの発生を抑制できる。ただし図１に示す隆起部１ａのように、その形状が矩形状である、あるいは矩形状に近い方がよりライトフリンジングの程度を低下させることが可能となる。
【００５５】
つまり、図２に示す隆起部２の場合も、その傾斜面２ａ，２ａとギャップ対向面２ｂとの間の傾斜角度θ1が９０°に近いことがより好ましく、本発明において、十分にライトフリンジングの発生の抑制を期待できる好ましい傾斜角度θ1は、６０°から１２０°である。
【００５６】
さらに、本発明では図１および図２に示す隆起部１ａ（または２）の高さ寸法Ｈが後述するギャップ層３ａの膜厚に比べて１倍から３倍程度の寸法で形成されていることが好ましい。
【００５７】
前記隆起部１ａ（または２）の高さ寸法Ｈが前記ギャップ層３ａの膜厚より短いと、前記隆起部１ａ（あるいは２）の基端の両側に延びる下部コア層１（傾斜面１ｂを有する部分の下部コア層）と前記先端部７ａとの間で漏れ磁界が発生しやすくなり、ライトフリンジングの発生の抑制効果をあまり期待できない。
【００５８】
また、前記隆起部１ａ（または２）の高さ寸法Ｈがギャップ層３ａの膜厚の３倍以上であると、ライトフリンジングの発生は抑制できるが、下部コア層１の底面１ｅから傾斜面１ｂまでの膜厚は実質的に薄くなり、下部コア層１の磁気抵抗効果素子層１３（図１５参照）に対する上部シールド層としての機能が低下してしまう。
【００５９】
また、本発明では、下部コア層１の傾斜面１ｂと前記ギャップ対向面２ｂ（または境界面１ｆ）との間の傾斜角度θ2は、２°から１０°の範囲内であることが好ましい。
【００６０】
前記傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が２°よりも小さいと、隆起部１ａ（あるいは２）の基端から延びる下部コア層１（傾斜面１ｂを有する部分の下部コア層）と上部コア層７との間で漏れ磁界が発生しやすくなり、ライトフリンジングの発生の抑制効果をあまり期待できない。
【００６１】
また前記傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が１０°よりも大きいと、前記傾斜面１ｂが上部コア層７からより離れるため、隆起部１（あるいは２）の基端から延びる下部コア層１（傾斜面１ｂを有する部分の下部コア層）と上部コア層７との間で漏れ磁界が発生しにくくなり、ライトフリンジングの程度をより低下させることが可能となる。しかし、前記傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が１０°よりも大きいと、前記下部コア層１の特に、両端部付近における膜厚が薄くなり、あるいは前記下部コア層１の底面１ｅの幅寸法Ｔ3自体が短くなり、これにより下部コア層１の磁気抵抗効果素子層１３（図１５参照）に対する上部シールド層としての機能は低下してしまう。
【００６２】
図３は、図２に示す薄膜磁気ヘッドのＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。なお、図３に示す符号２（隆起部）を図１に示す符号１ａ（隆起部）に変更すれば、図３は図１に示す薄膜磁気ヘッドの断面図となる。このため、以下で、「隆起部」を表示するときは、「隆起部２（または１ａ）」と表示する。
【００６３】
図３に示すように、隆起部２（または１ａ）の奥行き方向の長さはＧｄであり、このＧｄがギャップ深さ（ギャップデプス）である。
【００６４】
符号３は非磁性材料の層であり、この非磁性材料の層３は、隆起部２（または１ａ）の対向面１ｄの上、ならびに下部コア層１の前記傾斜面１ｂ，１ｂ以外の上面（絶縁層６中）、および下部コア層１の両側面（絶縁層６中）、さらに下部コア層１以外の領域に形成されている。すなわち、後に示す製造工程において、非磁性材料の層３は、隆起部２（または１ａ）の対向面１ｄ上にてギャップ層３ａとして残され、その両側の部分では除去される。
【００６５】
本発明では、前記非磁性材料の層３が、ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3，Ｔｉ2Ｏ3，Ｔｉ3Ｏ5，ＴｉＯ2の単層膜、あるいは２種類以上の複合膜または多層膜で形成されている。これらの非磁性材料は、プラズマエッチングによる化学的作用で除去可能な材料である。
【００６６】
前記非磁性材料の層３の上には、有機樹脂材料例えばレジスト材料の絶縁層４が形成されている。さらに、絶縁層４の上に、Ｃｕなどの電気抵抗の小さい導電性材料によりコイル層５が形成されている。このコイル層５は、上部コア層７の基端部７ｂの周囲にて螺旋状となるように平面的に形成されている。さらにコイル層５の上に、有機樹脂材料の絶縁層６が覆われるように形成されている。
【００６７】
そして、前記絶縁層６の上に上部コア層７がメッキ工程により形成されている。上部コア層７は、パーマロイなどの磁性材料で形成されており、先端部７ａは前記隆起部２（または１ａ）の対向面１ｄ上に、ギャップ層３ａを介して接合され、ギャップ長Ｇｌの磁気ギャップが形成されている。
【００６８】
図１および図２に示すように、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法はＴｗである。前述したように、この幅寸法Ｔｗと、前記隆起部１ａ（または２）のギャップ対向面１ｄ（または２ｂ）の幅寸法Ｔ1とは、互いに等しく（Ｔｗ＝Ｔ1）またはほぼ等しく形成される。また磁気ギャップのトラック幅は前記Ｔｗ（＝Ｔ1）により決められる。さらに、図３に示すように、上部コア層７の基端部７ｂは、下部コア層１と磁気的に接続されている。
【００６９】
上部コア層７上は、アルミナなどの非磁性材料で形成された保護膜（図示しない）で覆われている。
【００７０】
このインダクティブヘッドでは、コイル層５に記録電流が与えられると、下部コア層１及び上部コア層７に記録磁界が誘導され、ギャップ長Ｇｌの部分で、隆起部１ａ（または２）と上部コア層７の先端部７ａとの間からの洩れ磁界により、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。
【００７１】
このインダクティブヘッドでは、隆起部１ａ（または２）のギャップ対向面１ｄ（または２ｂ）の幅寸法Ｔ1と上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗが完全に一致しまたはほぼ等しいため、前記Ｔｗで決められるトラック幅から記録用磁界が滲み出る範囲が狭くなり、ライトフリンジングを抑制できる。
【００７２】
特に、図１に示す隆起部１ａのように、その形状が矩形状であると、前記隆起部１ａと上部コア層７の先端部７ａとの間で発生する漏れ磁界は、トラック幅Ｔｗ内にほぼ完全に収まるので、よりライトフリンジングの発生を抑制することが可能となる。
【００７３】
ただし、図２に示す隆起部２のように、その両側面２ａ，２ａが傾斜面となっていても、前記傾斜面２ａ，２ａの傾斜角度θ1が６０°から１２０°の範囲内であれば、従来に比べて、十分にライトフリンジングの発生を抑制できる。
【００７４】
また、前記隆起部１ａ（または２）の高さ寸法Ｈが、ギャップ層３ａの膜厚の１倍から３倍の範囲内で形成され、さらに、下部コア層１の傾斜面１ｂ，１ｂの傾斜角度θ2が２°から１０°の範囲内であると、よりライトフリンジングの発生を抑制でき、しかも前記下部コア層１の上部シールド層としての機能を低下させることがない。
【００７５】
以上のように、本発明では、ライトフリンジングがきわめて効果的に抑制できるため、記録媒体に、トラックピッチがきわめて短くなるように記録することが可能になり、高密度記録を可能にできる。
【００７６】
次に、図４（ａ）ないし図４（ｄ）に基づいて、図１に示す下部コア層１および隆起部１ａを形成する製造方法を工程順に説明する。
【００７７】
図４（ａ）では、まず軟磁性材料製の下部コア層１が、長方形（矩形）状で、しかも幅寸法がＴ3で形成される。この下部コア層１の上に、ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3，Ｔｉ2Ｏ3，Ｔｉ3Ｏ5，ＴｉＯ2の単層膜、あるいは２種類以上の複合膜または多層膜などで形成された非磁性材料の層３が形成される。ＳｉＯ2などの非磁性材料は、後のＣＦ4またはＣＦ4と酸素（Ｏ2）によるプラズマエッチングによって化学的に除去されやすい材料である。
【００７８】
そして、前記非磁性材料の層３の上に上部コア層７の先端部７ａが幅寸法Ｔｗにて形成される。前記先端部７ａの形成方法は、まず上部コア層７の先端部７ａの形状領域以外の前記非磁性材料の層３上にレジストパターンが形成される。そして、前記レジストパターンが形成されていない部分に軟磁性材料がメッキ形成され、さらにレジスト材料が除去される。このようにして、前記上部コア層７の先端部７ａは、非磁性材料の層３の上に形成される。
【００７９】
図４（ｂ）では、上部コア層７の先端部７ａと下部コア層１との間に介在している非磁性材料の層３をギャップ層３ａとして残し、その両側の非磁性材料の層３（点線部分）がプラズマエッチングにより除去される。
【００８０】
前述したように、非磁性材料の層３は、プラズマエッチングに使用されるプラズマ化されたＣＦ4またはＣＦ4と酸素（Ｏ2）の混合ガスと化学反応を起こす例えばＳｉＯ2などの非磁性材料で形成されている。
【００８１】
また、前記プラズマエッチングは、化学的作用により非磁性材料を除去するものであるため、このプラズマエッチングにより、下部コア層１および上部コア層７を形成する軟磁性材料は、ダメージを受けることがない。
【００８２】
本発明で使用される前記プラズマエッチングは、図に示すように、矢印Ｒ方向（垂直方向）のみから行われる、いわゆる異方性プラズマエッチングである。
【００８３】
従って、先端部７ａと下部コア層１との間に介在しているギャップ層３ａは前記プラズマエッチングに影響されず、先端部７ａと下部コア層との間にて、幅寸法Ｔｗ（＝Ｔ1）にて残される。
【００８４】
図４（ｃ）では、第１次イオンミリングにて、下部コア層１に隆起部１ａが形成される。
【００８５】
前記イオンミリングには、中性イオン化されたＡｒ（アルゴン）ガスが使用される。この第１次イオンミリングでは、矢印Ｓ方向および矢印Ｔ方向からイオン照射が行われるが、このイオン照射の角度θ3は０から３０°の範囲内であることが好ましい。つまり、第１次イオンミリングでは、垂直に近い方向から、下部コア層１の上面に対してイオンが照射される。
【００８６】
下部コア層１に、垂直に近い方向（矢印ＳおよびＴ）からイオンが照射されると、物理的作用により、前記下部コア層１のギャップ層３ａとの対向面の両側部分が、ほぼ矩形状に削られる。これにより、前記下部コア層１には、ほぼ直角に段差が形成され、前記ギャップ層３ａの下には、先端部７ａの幅寸法Ｔｗとほぼ同じ幅寸法Ｔ1を有する矩形状の隆起部１ａが形成される。
【００８７】
なお、イオンミリングの時間などを調節して、前記隆起部１ａの高さ寸法Ｈが、前記ギャップ層３ａの膜厚に比べて１倍から３倍程度の寸法で形成されるようにすることが好ましい。
【００８８】
また、上部コア層７の先端部７ａも、イオンミリングの影響を受けて、前記先端部７ａに傾斜面７ｃ，７ｃが形成される。
【００８９】
さらに、イオンミリングにて削り取られた点線部分の磁性材料（下部コア層１）が、上部コア層７の先端部７ａ、ギャップ層３ａ、および隆起部１ａの両側面に付着し、前記両側面に磁性材料膜８，８が形成される。
【００９０】
図４（ｄ）では、第２次イオンミリングにて、下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂが形成される。
【００９１】
第２次イオンミリングでは、第１次イオンミリングと同様に中性イオン化されたＡｒ（アルゴン）ガスが使用される。この第２次イオンミリングでは、矢印Ｕ方向および矢印Ｖ方向からイオン照射が行われるが、このイオン照射の角度θ4は４５°から７０°の範囲内であることが好ましい。つまり、第１次イオンミリング（イオン照射角度θ3は０°から３０°）に比べて、より斜め方向からイオンが照射される。
【００９２】
矢印Ｕおよび矢印Ｖ方向からイオンが照射されると、物理的作用により、隆起部１ａの両側の下部コア層１上面が、斜めに削り取られ、前記下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂが形成される。なお、イオン照射角度θ4およびイオンミリングの時間などが適性に調節されて、前記傾斜面１ｂ，１ｂの傾斜角度θ2が２°から１０°の範囲内にされることが好ましい。
【００９３】
また同時に、第２次イオンミリングでは、上部コア層７の先端部７ａ、ギャップ層３ａ、および隆起部１ａの両側面に付着した磁性材料膜８，８が削り取られ、除去される。前記磁性材料膜８が除去されることにより、前記先端部７ａと隆起部１ａとの間において、磁気的な短絡が発生しない。
【００９４】
以上のように、図４に示す製造方法では、図４（ａ）に示す従来の状態（図８参照）から、まず図４（ｂ）に示す異方性プラズマエッチングにより非磁性材料の層３を除去する。その後、図４（ｃ）にて、垂直方向に近い方向性を有する第１次イオンミリングにより、下部コア層１の両側部分をほぼ矩形状に削り取り、ギャップ層３ａの下に先端部７ａの幅寸法Ｔｗとほぼ同じ幅寸法Ｔ1を有する矩形状の隆起部１ａを形成できる。さらに、図４（ｄ）では、斜め方向の方向性を有する第２次イオンミリングにより、下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂを形成でき、同時に、図４（ｃ）の工程にて、ギャップ層３ａなどに付着した磁性材料膜８，８を除去することができる。
【００９５】
次に図５（ａ）から（ｄ）、と図６（ａ）から（ｂ）に基づいて、図２に示す薄膜磁気ヘッドの下部コア層１および隆起部２を形成する製造方法を工程順に説明する。
【００９６】
図５（ａ）では、パーマロイなどの高透磁率の軟磁性材料をメッキするなどして、幅寸法Ｔ3の正面から見た形状が長方形（矩形）の下部コア層（第１の層）１が形成される。さらに前記下部コア層１上に、レジスト材料が塗布され、露光・現像処理により幅寸法Ｔ4のレジスト材料が除去される。そして、前記幅寸法Ｔ4の部分に、下部コア層１と同じ軟磁性材料がメッキまたはスパッタなどにより成膜されて、幅寸法がＴ4の長方形（矩形）の隆起部（第２の層）２が形成される。また、前記隆起部２の両側に残されているレジスト材料が除去される。
【００９７】
なお、前記隆起部２は、その膜厚（高さ）Ｈが、次の工程で説明する非磁性材料の層３の膜厚の１倍から３倍程度になるように形成されていることが好ましい。
【００９８】
図５（ｂ）に示すように、前記下部コア層１の上から隆起部２の上（さらに下部コア層１以外の領域）にかけて非磁性材料の層３が形成される。この非磁性材料は、後のＣＦ4またはＣＦ4と酸素（Ｏ2）によるプラズマエッチングによって化学的に除去されやすい材料であり、これに適合する非磁性材料は、ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3，Ｔｉ2Ｏ3，Ｔｉ3Ｏ5，ＴｉＯ2の単層膜、あるいは２種類以上の複合膜または多層膜などである。
【００９９】
図５（ｃ）では、非磁性材料の層３の上に、幅寸法Ｔｗの磁性材料の上部コア層７の先端部７ａが接合される。この上部コア層７は、図２に示す絶縁層６の上にメッキなどで形成されるが、この工程では、上部コア層７の形状領域以外の部分にレジストパターンが形成され、このレジストパターンが形成されていない部分に軟磁性材料をメッキなどし、さらにレジスト材料を除去することにより形成される。これにより、上部コア層７の先端部７ａは幅寸法がＴｗとなるように形成される。
【０１００】
図５（ｃ）では、長方形の隆起部２の幅寸法Ｔ4よりも、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗがわずかに小さく形成される。この寸法差Ｔｗ−Ｔ4は、隆起部２の形成位置公差および幅寸法Ｔ4の公差および、上部コア層７の先端部７ａの形成位置公差および幅寸法Ｔｗの公差が累積されたときに、先端部７ａが、隆起部２の幅寸法Ｔ4内に確実に収まるように設定される。
【０１０１】
次に、図５（ｄ）では、上部コア層７の先端部７ａと隆起部２との間に介在している非磁性材料の層３をギャップ層３ａとして残し、その両側の非磁性材料の層３（点線部分）がプラズマエッチングにより除去される。これによって隆起部２の上面の両角部２′，２′がギャップ層３ａの両側に露出する。
【０１０２】
非磁性材料の層３は、ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3，Ｔｉ2Ｏ3，Ｔｉ3Ｏ5，ＴｉＯ2の単層膜、あるいは２種類以上の複合膜または多層膜によって形成されている。これら化合物は、プラズマエッチングに使用されるプラズマ化されたＣＦ4または、ＣＦ4とＯ2の混合ガスと化学反応を起こし、ギャップ層３ａ以外の非磁性材料の層３が確実に除去される。
【０１０３】
また、前記プラズマエッチングは、矢印Ｒ方向（垂直方向）のみから行われる方向性を有する異方性プラズマエッチングにより行われる。よって、先端部７ａと隆起部２との間に介在しているギャップ層３ａは前記異方性プラズマエッチングに影響されず、先端部７ａと隆起部２との間にて、幅寸法Ｔｗ（＝Ｔ1）にて残される。また、前記プラズマエッチングは、化学的作用により非磁性材料を除去するものであるため、このプラズマエッチングにより、下部コア層１および隆起部２を形成する磁性材料にダメージを与えることがない。
【０１０４】
図６（ａ）では、第１次イオンミリングにて、隆起部２の角部２′が削り取られる。
【０１０５】
前記イオンミリングは、中性イオン化されたＡｒ（アルゴン）ガスが使用される。この第１次イオンミリングでは、矢印Ｓ方向および矢印Ｔ方向からイオン照射が行われるが、このイオン照射の角度θ3は０から３０°の範囲内であることが好ましい。つまり、第１次イオンミリングでは、垂直に近い方向から、下部コア層１の上面に対してイオンが照射される。
【０１０６】
図６（ａ）に示す斜めの矢印Ｓ方向およびＴ方向から隆起部２および下部コア層１にイオンが照射され、物理的作用により、隆起部２の角部２′および下部コア層１の隆起部２以外の上面が削られる。その結果、隆起部２のギャップ対向面２ｂの幅寸法Ｔ1が、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗと一致し、前記ギャップ対向面２ｂの両側に傾斜面２ａ，２ａが形成されて、隆起部２が台形となる。
【０１０７】
なお、この第１次イオンミリングの所要時間は、前述した図４（ｃ）に示す第１次イオンミリングの所要時間よりもかなり短くなっている。これは、隆起部２の両角部２′，２′が非常に速く削り取られるからである。
【０１０８】
第１次イオンミリングの時間が短いことで、下部コア層１の対向面１ｆの両側部分が、少しだけ削り取られる。さらに、上部コア層７の先端部７ａの上面の左右の角部も除去されて斜面７ｃ，７ｃが形成される。
【０１０９】
またこのとき、少量ではあるが、削り取られた磁性材料（点線部分）が、ギャップ層３ａおよび先端部７ａの両側面に付着し、前記両側面に磁性材料膜８，８が形成される。
【０１１０】
図６（ｂ）では、第２次イオンミリングにて、前記隆起部２の形状が、より矩形状に近い形状にされ、さらに、下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂが形成される。
【０１１１】
第２次イオンミリングでは、第１次イオンミリングと同様に中性イオン化されたＡｒ（アルゴン）ガスが使用される。この第２次イオンミリングでは、矢印Ｕ方向および矢印Ｖ方向からイオン照射が行われるが、このイオン照射の角度θ4は４５°から７０°の範囲内であることが好ましい。つまり、第１次イオンミリング（イオン照射角度θ3は０°から３０°）に比べて、より斜め方向からイオンが照射される。
【０１１２】
矢印Ｕおよび矢印Ｖ方向からイオンが照射されると、物理的作用により、隆起部２の傾斜面２ａ，２ａが削られ、前記隆起部２の形状がより矩形状に近い形状となる。これにより、前記隆起部２の下部コア層１との境界面２ｃの幅寸法はＴ4からＴ2に小さくなる。なお、イオンミリングの時間などを適性に調節することにより、図１に示す隆起部１ａと同様に、前記隆起部２の形状を矩形状にすることが可能である。
【０１１３】
また、第２次イオンミリングにより、下部コア層１の隆起部２との対向面１ｆの両側部分に傾斜面１ｂ，１ｂが形成される。なお、前記傾斜面の傾斜角度θ2が２°から１０°の範囲内となるように、イオンミリングの時間などを適性に調節する必要がある。
【０１１４】
また、第２次イオンミリングにより、ギャップ層３ａおよび上部コア層７の先端部７ａの両側面に形成された磁性材料膜８，８が削り取られる。前記磁性材料膜８が除去されることにより、前記先端部７ａと隆起部２との間において、磁気的な短絡が発生しない。
【０１１５】
図５および図６に示す製造方法では、あらかじめ下部コア層１の上に、先端部７ａの幅寸法Ｔｗよりもやや大きい幅寸法Ｔ4を有する隆起部２を形成しておき、図４で説明した製造方法と同様に、異方性プラズマエッチング、および２回のイオンミリングを行う。
【０１１６】
これにより、隆起部２の対向面２ｂの幅寸法Ｔ1を、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗと一致させることが可能となる。特に、図６（ｂ）に示す第２次イオンミリングを行うことにより、前記隆起部２の下部コア層１との境界面２ｃの幅寸法Ｔ4をＴ2に小さくでき、より前記隆起部２の形状を矩形状に近い形状にできる。またこの第２次イオンミリングにて、下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂを形成でき、また図６（ａ）の工程で、ギャップ層３ａなどの両側に付着した磁性材料膜８，８を除去することができる。
【０１１７】
次に、図７は本発明の第３の実施の形態を示す正面図である。
図７に示されたものでは、パーマロイなどの磁性材料で形成された下部コア層１の上に隆起部が設けられていない。
【０１１８】
まず図４（ａ）に示す状態から、図４（ｂ）および図５（ｄ）で示したのと同じ異方性プラズマエッチングにより、下部コア層１と上部コア層の先端部７ａとで挟まれたギャップ層３ａを残し、その両側の非磁性材料の層３（図７にて点線で示す部分）を化学作用で除去する。
【０１１９】
さらに図４（ｄ）および図６（ｂ）で示したのと同じＳ方向とＴ方向からの第２次イオンミリングにより、下部コア層１の対向面１ｄの両側部分を削って、傾斜面１ｂ，１ｂを形成する。なお、このとき、前記傾斜面１ｂ，１ｂの傾斜角度はθ2である。
【０１２０】
この場合も、非磁性材料の層３は、プラズマエッチングによる化学作用で除去されやすく、プラズマエッチング工程で下部コア層１の磁性材料にダメージを与えない、例えばＳｉＯ2などが選択される。
【０１２１】
図７では、まず非磁性材料の層３を除去し、その後に４５°から７０°のイオン照射角度を有する第２次イオンミリングで、隆起部を形成することなく、下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂを形成する。
【０１２２】
このような方法であっても、図７に示すように、下部コア層１の対向面１ｄの幅寸法Ｔ1を先端部７ａの幅寸法Ｔｗに一致させることができ、従来に比べて、ライトフリンジングの防止効果がある。
【０１２３】
ただし、図７に示す薄膜磁気ヘッドでは、図１や図２に示す薄膜磁気ヘッドに比べて、上部コア層７の先端部７ａの両側に位置する下部コア層１（傾斜面１ｂ，１ｂを有する下部コア層）と前記先端部７ａとの距離が非常に短く、従って、従来と同様にトラック幅Ｔｗの両側に漏れ磁界が形成されやすくなっている。従って図７に示す薄膜磁気ヘッドでは、図１や図２に示す薄膜磁気ヘッドで得られる程のライトフリンジング抑制効果を期待できない。
【０１２４】
なお、図７に示す薄膜磁気ヘッドにおいて、よりライトフリンジングの発生を抑制するには、下部コア層１の傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を、下部コア層の上部シールド層としての機能が低下しない程度に大きくすればよい。
【０１２５】
【実施例】
本発明では、下部コア層１や隆起部１ａ（あるいは２）などの形状あるいは寸法が異なる複数の薄膜磁気ヘッドを用いて、ライトフリンジングにおける実験を行った。
【０１２６】
本発明における実験では、以下に示す複数の薄膜磁気ヘッドを用いた。
▲１▼図１５に示す、従来の薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＡとする）
▲２▼図１６に示す、従来の薄膜磁気ヘッドにおいて、下部コア層１１およびギャップ層１２に形成された傾斜面１１ａ，１２ａの傾斜角度θ5を３°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＢとする）
▲３▼図７に示す、本発明の第３の実施形態の薄膜磁気ヘッドにおいて、下部コア層１に形成された傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を２°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＣ1）、および前記傾斜角度θ2を４°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＣ2）
▲４▼図２に示す、本発明の第２の実施形態の薄膜磁気ヘッドにおいて、下部コア層１に形成された隆起部２の高さ寸法Ｈを０．５μｍで統一し、前記隆起部２に形成された傾斜面２ａの傾斜角度θ1を３０°、下部コア層１に形成された傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を２°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＤ1）、および前記傾斜角度θ1を４５°、傾斜角度θ2を２°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＤ2）、および前記傾斜角度θ1を４５°、傾斜角度θ2を５°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＤ3）
▲５▼図１に示す、本発明の第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドにおいて、下部コア層１に形成された矩形状の隆起部１ａの高さ寸法Ｈを０．２μｍ、下部コア層１に形成された傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を２°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＥ1）、および前記高さ寸法Ｈを０．４μｍ、傾斜角度θ2を２°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＥ2）、および前記高さ寸法Ｈを０．４μｍ、傾斜角度θ2を５°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＥ3）
なお、上述したそれぞれの薄膜磁気ヘッドのギャップ層の膜厚を、０．３μｍで統一した。
【０１２７】
実験では、まず前述したそれぞれの薄膜磁気ヘッドで、記録媒体上に信号を記録し、その信号の幅寸法ＴｏをＭＦＭ（magnetic force microscope；磁気力顕微鏡）にて測定した。
【０１２８】
次に、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおける上部コア層の先端部の幅寸法ＴｗをＳＥＭ（scaning electron microscope；走査型電子顕微鏡）にて測定した。
【０１２９】
そして、記録信号の幅寸法Ｔｏから先端部の幅寸法Ｔｗを引いた値（ライトフリンジング量）を算出し、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおけるライトフリンジング量を図８にまとめた。
【０１３０】
図８に示すように、下部コア層１に隆起部が形成されている薄膜磁気ヘッドＤ，Ｅが、他の薄膜磁気ヘッドに比べて、ライトフリンジング量が小さくなっていることがわかる。
【０１３１】
薄膜磁気ヘッドＤについて詳細に見てみると、隆起部２に形成された傾斜面２ａの傾斜角度θ1を３０°より４５°にした方が、よりライトフリンジング量は小さくなっている。また前記傾斜角度θ1がほぼ９０°にされている薄膜磁気ヘッドＥを見てみると、Ｅ1を除いて、薄膜磁気ヘッドＤよりも、よりライトフリンジング量は小さくなっている。
【０１３２】
以上の実験結果から、下部コア層に隆起部が形成されていることが好ましく、さらに、前記隆起部の形状が矩形状に近い程、よりライトフリンジングの程度を低下させることができることがわかった。
【０１３３】
さらに、薄膜磁気ヘッドＣ1とＣ2を見てみると、下部コア層１に形成された傾斜面１ｂの傾斜角度θ2は２°よりは４°の方が、よりライトフリンジング量は小さくなっている。この傾向は、薄膜磁気ヘッドＤ2とＤ3のライトフリンジング量、および薄膜磁気ヘッドＥ2とＥ3のライトフリンジング量にも顕著に出ている。なお、本発明では、下部コア層１の傾斜角度θ2について、別に実験を行った。その実験結果については後述する。
【０１３４】
さらに、薄膜磁気ヘッドＥについて見てみると、Ｅ2、Ｅ3におけるライトフリンジング量は非常に小さくなっており、好ましい結果となっているが、Ｅ1におけるライトフリンジング量は非常に大きくなっていることがわかる。
【０１３５】
これは、下部コア層１に形成された隆起部１ａの高さＨが小さいために、薄膜磁気ヘッドＥ1の形は、薄膜磁気ヘッドＤ（図７参照）に近いものとなっており、従ってライトフリンジング量が大きくなっているものと推測される。なお、隆起部１ａの高さＨについては、別に実験を行ったので、その実験結果については後述する。
【０１３６】
次に、薄膜磁気ヘッドＡからＥまでを用いて、前述した方法とは別の方法にてライトフリンジング量を測定した。
【０１３７】
実験の方法については図９に示すイメージ図を用いて説明する。
まず、記録媒体上に信号Ｘ（referense write track）を記録し、その後この信号Ｘから十分離れた位置に信号Ｙを記録する。この信号Ｙの中心から光学的に算出したトラック幅Ｔｗ(optical)の約１．５〜１．６倍離れた位置に再び信号Ｚを記録する。
【０１３８】
そして、実験資料となる薄膜磁気ヘッド（Ａ〜Ｅ）を信号Ｘと信号Ｙの中間におき、前記信号Ｘ，Ｙの端部Ｘ1，Ｙ1を消去する。
【０１３９】
次に、信号Ｘ、信号Ｙ2（＝Ｙ・Ｙ1）、および信号Ｚ2（＝Ｚ・Ｚ1）を薄膜磁気ヘッドの読取りヘッド（磁気抵抗効果素子）にて再生すると、図９に示す再生波形Ｘ3，Ｙ3，Ｚ3が得られる。
【０１４０】
次に、再生波形Ｘ3の高さに対する中心線Ｘ3が、再生波形Ｙ3，Ｚ3のどの位置と交わっているかを調べ、再生波形Ｙ3の中心線Ｘ4との交叉点Ｙ4と、再生波形Ｚ3の中心線Ｘ4との交叉点Ｚ4との幅寸法Ｔ5を測定する。
【０１４１】
本実験で、得られた幅寸法Ｔ5は、ＤＣイレーズバンド幅と呼ばれており、このＤＣイレーズバンド幅Ｔ5からトラック幅Ｔｗ(optical)を引いたものが、この実験におけるライトフリンジング量である。その実験結果を図１０に示す。
【０１４２】
図１０に示すライトフリンジング量は、図８に示すライトフリンジング量に比べて大きくなっているが、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおけるライトフリンジング量の傾向は全く同じである。つまり、例えば隆起部が形成されている薄膜磁気ヘッドＤ，Ｅは、隆起部が形成されていない薄膜磁気ヘッド（Ａ〜Ｃ）に比べて、ライトフリンジング量は小さくなっている。
【０１４３】
図１１は、下部コア層１の傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が２°で統一され、隆起部１ａの高さＨが異なる複数の薄膜磁気ヘッドＥ（図１参照）を用いて、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおけるライトフリンジング量を測定した。なお、ギャップ層３ａの膜厚は０．３μｍで統一されている。また、この実験では図９に示す方法を用いてライトフリンジング量を測定した。
【０１４４】
図１１に示すように、隆起部１ａの高さ寸法Ｈを０．６μｍ程度まで大きくしていくと、ライトフリンジング量は小さくなっていくが、前記高さ寸法Ｈを０．６μｍ以上にしても、ライトフリンジング量はあまり変化しないことがわかる。
【０１４５】
隆起部１ａの高さ寸法Ｈを大きくすることにより、ライトフリンジング量が小さくなるのは、上部コア層７の先端部７ａと、隆起部１ａの基端の両側に延びる下部コア層１（傾斜面１ｂを有する下部コア層）との距離が離され、より前記隆起部１ａと上部コア層７の先端部７ａとの間で漏れ磁界が発生しやすくなるからである。
【０１４６】
ところで、この実験におけるギャップ層３ａの膜厚は０．３μｍであるが、図１１に示すように、隆起部１ａの高さ寸法Ｈを、０．３μｍ程度以上にすれば、かなりライトフリンジング量を小さくできる。また前記隆起部１ａの高さ寸法Ｈをあまり大きくしてもライトフリンジング量の抑制効果をあまり期待できないことから、本発明では、隆起部１ａの高さ寸法Ｈをギャップ層３ａの１倍〜３倍程度とした。
【０１４７】
図１２は、隆起部１ａの高さ寸法Ｈが０．４μｍで統一され、下部コア層１の傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が異なる複数の薄膜磁気ヘッドＥを用いて、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおけるライトフリンジング量を測定した。なお、ギャップ層３ａの膜厚は０．３μｍで統一されている。また、この実験では図９に示す方法を用いてライトフリンジング量を測定した。
【０１４８】
図１２に示すように、下部コア層１の傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を大きくしていくと、ライトフリンジング量は小さくなっている。
【０１４９】
これは、傾斜角度θ2を大きくすることにより、上部コア層７の先端部７ａと、隆起部１ａの基端の両側に延びる下部コア層１（傾斜面１ｂを有する下部コア層）との距離が離され、より前記隆起部１ａと上部コア層７の先端部７ａとの間で漏れ磁界が発生しやすくなるからである。
【０１５０】
ただし、傾斜角度θ2をあまり大きくし過ぎると、下部コア層１の底面１ｅと傾斜面１ｂまでの膜厚が薄くなり、あるいは、前記底面１ｅの幅寸法Ｔ3が小さくなるので、下部コア層１の上部シールド層としての機能が低下してしまう。
【０１５１】
そこで、本発明では、傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を２°から１０°とした。
図１３は、下部コア層１の傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が異なる複数の薄膜磁気ヘッドＣ（図７参照）を用いて、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおけるライトフリンジング量を測定した。なお、ギャップ層３ａの膜厚は０．３μｍで統一されている。また、この実験では図９に示す方法を用いてライトフリンジング量を測定した。
【０１５２】
図１３に示すように、傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を大きくすると、ライトフリンジング量は小さくなっている。この実験結果からもわかるように、下部コア層１の両側に傾斜面１ｂを形成することが、ライトフリンジングの発生を抑制する上でより効果的であることがわかる。
【０１５３】
ただし、薄膜磁気ヘッドＣには、薄膜磁気ヘッドＥのように、隆起部が形成されていないので、前記傾斜角度θ2をかなり大きくしないことには、薄膜磁気ヘッドＥと同程度のフリンジング抑制効果を期待できないことが図１２と図１３とを比較してみるとよくわかる。
【０１５４】
以上の実験結果により、図１および図２に示すように、下部コア層１に隆起部１ａ（あるいは２）を形成することが、ライトフリンジングの発生を抑制できる点で好ましく、さらに好ましくは、図１に示す隆起部１ａのように、その形状を矩形状することである。
【０１５５】
また、前記隆起部１ａの高さ寸法Ｈを、ギャップ層３ａの膜厚の１倍から３倍程度とし、さらに、前記隆起部１ａの両側に位置する下部コア層１の上面に傾斜面１ｂを形成し、この傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を２°〜１０°程度にすることが、よりライトフリンジングの発生を抑制でき、しかも下部コア層１の上部シールド層としての機能を低下させない点で好ましいことがわかった。
【０１５６】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、下部コア層にギャップ層との対向面の幅寸法Ｔ1が上部コア層Ｔｗと同じ程度にされた隆起部を形成し、さらに前記隆起部の基端の両側から延びる下部コア層の上面に傾斜面を形成することで、ライトフリンジングの発生を抑制することができる。
【０１５７】
特に、前記隆起部の形状を矩形状に形成することで、上部コア層と隆起部との間で発生する漏れ磁界を、確実にトラック幅Ｔｗ内に収めることができるので、よりライトフリンジングの発生を抑制することが可能となる。
【０１５８】
なお、本発明では、ギャップ層をＳｉＯ2などのプラズマエッチングにて除去可能な非磁性材料で形成しているので、前述した非磁性材料の層を除去する工程にて、プラズマエッチングを使用することにより、前記非磁性材料の層のみを除去でき、下部コア層などの磁性材料の層にダメージを与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による薄膜磁気ヘッドの磁気ギャップ部分の構造を示す部分斜視図、
【図２】本発明の第２の実施形態による薄膜磁気ヘッドの磁気ギャップ部分の構造を示す部分斜視図、
【図３】図２のＩＩＩ線に沿って切断した場合の薄膜磁気ヘッドの内部構造を示す断面図、
【図４】（ａ）ないし（ｅ）は本発明の第１の薄膜磁気ヘッドの製造方法を工程別に示す部分正面図、
【図５】（ａ）ないし（ｄ）は本発明の第２の薄膜磁気ヘッドの途中までの製造方法を工程別に示す部分正面図、
【図６】（ａ）ないし（ｂ）は、図５の続きの製造方法を工程別に示す部分正面図、
【図７】本発明の第３の実施形態による薄膜磁気ヘッドの磁気ギャップ部分を示す拡大正面図、
【図８】下部コア層や隆起部の形状の異なる複数の薄膜磁気ヘッドのライトフリンジング量を第１の方法にて測定した場合のグラフ、
【図９】ライトフリンジング量を測定する第２の方法のイメージ図、
【図１０】下部コア層や隆起部の形状の異なる複数の薄膜磁気ヘッドのライトフリンジング量を第２の方法にて測定した場合のグラフ、
【図１１】図１に示す下部コア層の傾斜角度θ2を２°に統一し、隆起部の高さ寸法Ｈの異なる複数の薄膜磁気ヘッドを製作して、第２の方法により、ライトフリンジング量を測定した場合の、前記隆起部の高さ寸法Ｈとライトフリンジング量との関係を示すグラフ、
【図１２】図１に示す隆起部の高さ寸法Ｈを０．４（μｍ）に統一し、下部コア層の傾斜面の傾斜角度θ2の異なる複数の薄膜磁気ヘッドを製作して、第２の方法により、ライトフリンジング量を測定した場合の、前記傾斜角度θ2とライトフリンジング量との関係を示すグラフ、
【図１３】図７に示す下部コア層の傾斜面の傾斜角度θ2の異なる複数の薄膜磁気ヘッドを製作して、第２の方法により、ライトフリンジング量を測定した場合の、前記傾斜角度θ2とライトフリンジング量との関係を示すグラフ、
【図１４】従来の薄膜磁気ヘッドの構造を示す断面図、
【図１５】図１４のＸＶ矢視の部分拡大正面図、
【図１６】（ａ），（ｂ）は従来の改良例でのコア層の構造を示す部分拡大正面図、
【符号の説明】
１ 下部コア層
１ａ，２ 隆起部
１ｂ 傾斜面
１ｃ 側面（垂直面）
１ｄ，２ｂ ギャップ対向面
２ａ 側面（傾斜面）
３ 非磁性材料の層
３ａ ギャップ層
４ 絶縁層
５ コイル層
７ 上部コア層
７ａ 先端部
８ 磁性材料膜
Ｇｌ 磁気ギャップ長
Ｈ （隆起部の）高さ寸法
Ｔｗ トラック幅
θ1 （隆起部の両側面に形成された）傾斜面の傾斜角度
θ2 （隆起部の基端から延びる下部コア層の上面に形成された）傾斜面の傾斜角度
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば浮上式磁気ヘッドなどに使用されるインダクティブ型の薄膜磁気ヘッドに係り、特に記録用の磁気ギャップのトラック幅を高精度に形成して、ライトフリンジングの発生を抑制できるようにした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１４は従来の薄膜磁気ヘッドの縦断面図、図１５は図１４の薄膜磁気ヘッドの記録媒体との対向部を示すものであり、図１４のＸＶ矢視の部分正面図である。
【０００３】
図１４と図１５に示す薄膜磁気ヘッドは、ハードディスクなどの記録媒体へ信号を書き込むインダクティブヘッドである。このインダクティブヘッドは、ハードディスクなどの記録媒体に対向する浮上式磁気ヘッドのスライダのトレーリング側端面において、磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドに積層されて設けられるものである。
【０００４】
図１４での符号１１は、Ｆｅ―Ｎｉ系合金（パーマロイ）などの高透磁率の磁性材料で形成された下部コア層である。磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドに図１４に示すインダクティブヘッドが連続して積層された複合型薄膜磁気ヘッドでは、前記下部コア層１１が、読み出しヘッドの上部シールド層として機能する。
【０００５】
下部コア層１１の上には、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）などの非磁性材料で形成されたギャップ層１２が設けられている。ギャップ層１２の上にはレジスト材料やその他の有機材料で形成された絶縁層４が形成されている。
【０００６】
前記絶縁層４上には、Ｃｕなどの電気抵抗の低い導電性材料により、コイル層５が螺旋状に形成されている。なお、コイル層５は、上部コア層７の基端部７ｂの周囲を周回するように形成されているが、図１４ではそのコイル層５の一部のみが現れている。
【０００７】
そして、コイル層５上には、有機樹脂材料などの絶縁層６が形成されている。絶縁層６の上には、パーマロイなどの磁性材料がメッキされて上部コア層７が形成されている。上部コア層７の先端部７ａは、記録媒体との対向部において、下部コア層１１上に前記ギャップ層１２を介して接合され、ギャップ長Ｇｌの磁気ギャップが形成されている。また上部コア層７の基端部７ｂは、ギャップ層１２および絶縁層４に形成された穴を介して、下部コア層１１に磁気的に接続されている。
【０００８】
書き込み用のインダクティブヘッドでは、コイル層５に記録電流が与えられると、下部コア層１１および上部コア層７に記録磁界が誘導され、下部コア層１１と上部コア層７の先端部７ａとの磁気ギャップ部分からの洩れ磁界により、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。
【０００９】
このインダクティブヘッドの書き込み用の磁気ギャップでは、ギャップ層１２を介して接合される下部コア層１１と上部コア層７の先端部７ａとの間隔（すなわちギャップ層１２の膜厚）でギャップ長Ｇｌが設定され、上部コア層７の先端部７ａの奥行き寸法によりギャップ深さ（ギャップデプス）Ｇｄが決められる。また図１５に示すようにトラック幅Ｔｗは、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法で決められる。
【００１０】
図１５に示すように、下部コア層１１の幅寸法Ｔ3は、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗよりも十分に大きく形成されている。下部コア層１１の幅寸法Ｔ3が大きくなっている理由は、下部コア層１１により、インダクティブヘッドの下層に形成される磁気抵抗効果素子層１３に対する磁気シールドを行なっているためである。すなわち、図１５に示すように、磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドでは、下部シールド層１４上に下部ギャップ層１５ａを介して磁気抵抗効果素子層１３が設けられ、この磁気抵抗効果素子層１３の上に上部ギャップ層１５ｂを介して前記下部コア層１１が形成され、この下部コア層１１が、磁気抵抗効果素子層１３に対する上部シールド層として兼用されている。この上部シールド層としての機能を発揮するためにその幅寸法Ｔ3は磁気抵抗効果素子層１３の幅寸法よりも十分に大きくなっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１５に示すように、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗに対して、下部コア層１１の幅寸法Ｔ3が大きいと、下部コア層１１と上部コア層７に記録磁界が誘導され、先端部７ａと下部コア層１１との間において洩れ磁界が発生するときに、この洩れ磁界が幅寸法（トラック幅）Ｔｗの範囲内に収まらず、下部コア層１１の幅寸法に引きずられて幅Ｔｗの両側に洩れ磁界が形成される。
【００１２】
その結果、ハードディスクなどの記録媒体の記録面に形成された磁気信号に、本来のトラック幅Ｔｗからはみ出るライトフリンジング（書き込み滲み）が発生する。このライトフリンジングが発生すると、書き込まれた記録媒体でのトラック位置検出を高精度に行なうことができず、トラッキングサーボエラーを引き起こす。特に、高密度記録を行なう場合には、隣接するトラックのピッチが狭くなるため、ライトフリンジングによる影響が大きくなる。
【００１３】
図１６（ａ）は、前記ライトフリンジングの発生を抑制するための改良例を、記録媒体との対向部側から見た正面図である。
【００１４】
図１６（ａ）に示すものでは、下部コア層１１の上にギャップ層１２が形成され、さらにギャップ層１２上に上部コア層７の先端部７ａが形成された後に、イオンミリングなどにより下部コア層１１およびギャップ層１２を削り、上部コア層７の先端部７ａの両側部分において、下部コア層１１とギャップ層１２に、互いに連続する斜面１１ａと１２ａを形成したものである。なお、前記斜面１１ａと１２ａは共に傾斜角度θ5で形成されている。
【００１５】
しかし、イオンミリングなどで下部コア層１１およびギャップ層１２を一緒に削ったものでは、ギャップ層１２の両側部に斜面１２ａ，１２ａが形成されるため、下部コア層１１での先端部７ａと対向する面１１ｂの幅寸法Ｔ6は、先端部７ａの幅寸法（トラック幅）Ｔｗよりも大きくなる。図１６（ｂ）はこのヘッドを用いて記録された磁気データの記録パターンを示しているが、前記面１１ｂの幅寸法Ｔ6がＴｗよりも広いために、書き込み磁界が本来のトラック幅Ｔｗから左右に滲み、ライトフリンジングが発生する。
【００１６】
図１６（ａ）に示したものは、図１５に示したものに比べてライトフリンジングの程度を低下させることができる。しかし、高密度化記録を行ないトラックピッチがさらに短くなっていくと、図１６（ｂ）に示すライトフリンジングにより、トラック位置の検出エラーを生じやすくなり、図１６（ａ）に示す改善では不十分である。
【００１７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、ライトフリンジングを改善しまたはライトフリンジングを十分に抑制できるようにし、しかも、ヘッドの構造を複雑にせず、製造も容易な薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁性材料の下部コア層と、下部コア層上に非磁性材料のギャップ層を介して対向する磁性材料の上部コア層と、下部コア層及び上部コア層に記録磁界を誘導するコイル層とが設けられた薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
下部コア層の上に、ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3の１種または２種以上の材料から選択される非磁性材料の層を形成する工程と、
前記非磁性材料の層の上に下部コア層よりも幅寸法の小さい上部コア層を形成する工程と、
前記下部コア層と前記上部コア層の先端部とで挟まれた前記非磁性材料の層をギャップ層として残し、その両側の前記非磁性材料の層をプラズマ化されたＣＦ4又はＣＦ4とＯ2の混合ガスと化学反応させる異方性プラズマエッチングによって除去する工程と、
前記下部コア層の前記ギャップ層に接する対向面の両側部分を削り取り、前記ギャップ層を介して上部コア層と対向する前記下部コア層の上部に、前記ギャップ層の幅寸法と一致させた隆起部を形成し、前記上部コア層の前記先端部、前記ギャップ層、及び前記下部コア層の前記隆起部の側面を、記録媒体との対向面からギャップ深さＧｄ位置まで達する奥行き長さを有する連続面とする工程と、
前記隆起部の基端から両側に延びる下部コア層の上面に、上部コア層から離れる方向へ傾斜する傾斜面を形成する工程と、
を有することを特徴とするものである。
【００２４】
この薄膜磁気ヘッドの製造方法では、図４（ａ）に示す従来の薄膜磁気ヘッドの状態（図１５参照）から、まず、ギャップ層３ａ以外の非磁性材料の層３を除去し、その次に、図４（ｃ）の工程で、下部コア層１のギャップ層との対向面の両側部分を削り取ることにより、下部コア層１の上に隆起部１ａを形成することが可能である。特に、図４（ｃ）の工程にて、前記隆起部１ａを、上部コア層の幅寸法Ｔｗとほぼ同じ幅寸法Ｔ1を有する矩形状に形成できる。
【００２５】
また図４（ｄ）の工程では、下部コア層に傾斜面を形成でき、しかも、図４（ｃ）の工程時に、上部コア層、ギャップ層、および隆起部の両側に付着した磁性材料の層を除去できる。
【００２６】
また、図４（ｂ）に示すエッチング工程では、上部コア層７の先端部７ａと下部コア層１（あるいは隆起部２）との間に介在する非磁性材料の層３がギャップ層３ａとして残され、それ以外の非磁性材料の層３が除去される。ただしこのとき、前記下部コア層１などの磁性材料の層は、このエッチングによる影響を受けないようにされている必要がある。そこで、本発明では、この工程で、磁性材料の層にダメージを与えないプラズマエッチングが使用される。
【００２７】
つまり、非磁性材料の層３（ギャップ層３ａを含む）を形成する材料として、プラズマエッチングにて化学的作用による除去可能な材料が選択される必要があるが、例えば一般的に使用されているＡｌ2Ｏ3（アルミナ）などの非磁性材料を、プラズマエッチングにて除去しようとすると、Ｃｌ系ガスを用いる必要がある。しかし、Ｃｌ系ガスでは、磁性材料の層（上部コア層や下部コア層）が腐食されるという問題が生じる。
【００２８】
そこで、本発明では、非磁性材料のみが選択的にエッチングされるように、プラズマエッチングにＣＦ4系ガスを用い、このＣＦ4系ガスにて除去可能な非磁性材料として、上述したＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3の１種または２種以上の材料が選択される。
【００２９】
本発明では、前記プラズマエッチングには、プラズマ化されたＣＦ4、またはＣＦ4と０2の混合ガスが使用され、さらに図４（ｂ）に示すように、前記プラズマエッチングは、垂直方向（図示Ｒ方向）のみの方向性を有する異方性プラズマエッチングである。
【００３０】
この異方性プラズマエッチングにより、下部コア層または隆起部と上部コア層との間に介在しているギャップ層以外の非磁性材料が選択的に除去される。なおこの異方性プラズマエッチングでは、前述した通り、磁性材料の層はダメージを受けない。
【００３１】
また、図４（ｃ）に示す隆起部を形成する工程は、隆起部のギャップ対向面と垂直な方向に対し０°から３０°傾けられたイオン照射角度を有する第１次イオンミリングにより行われることが好ましい。
【００３２】
前記イオンミリングには、中性イオン化されたアルゴンガスによるミリングが用いられる。
【００３３】
図４（ｃ）に示す第１次イオンミリングでは、下部コア層の上面の両側部分が削り取られ、前記下部コア層に、上部コア層の幅寸法Ｔｗとほぼ同じ幅寸法Ｔ1を有する隆起部が形成される。
【００３４】
ただし、この第１次イオンミリングにて、削り取られた磁性材料が、図４（ｃ）に示すように、ギャップ層の両側などに再付着してしまう。
【００３５】
図４（ｄ）に示す下部コア層側に傾斜面を形成する工程は、隆起部のギャップ対向面と垂直な方向に対し、４５°から７０°傾けられたイオン照射角度を有する第２次イオンミリングにより行われることが好ましい。
【００３６】
この第２次イオンミリングでは、下部コア層の両側に傾斜面が形成されると同時に、前述したギャップ層の両側などに再付着した磁性材料が削り取られる。
【００３７】
このように、本発明では、下部コア層に隆起部が形成されているので、前記隆起部と上部コア層との間で漏れ磁界が発生しやすくなる。特に、下部コア層の上面に傾斜面が形成されていることで、前記傾斜面を有する部分の下部コア層が、上部コア層からより離れ、傾斜面を有する部分の下部コア層と上部コア層との間で漏れ磁界が発生しにくくなり、よって従来のように上部コア層の幅寸法で決められるトラック幅Ｔｗの両側に漏れ磁界が形成されることが少なくなる。
【００３８】
従って、本発明では、前記トラック幅Ｔｗからの書込み滲みの量を小さくでき、ライトフリンジングを抑制できる。
【００３９】
また、前記隆起部が幅Ｔｗとほぼ同じ幅寸法Ｔ1を有する矩形状で形成されていると、上部コア層と隆起部との間で発生する漏れ磁界が、確実にトラック幅Ｔｗ内に収められ、よりライトフリンジングの発生を抑制することが可能となる。
【００４０】
また前記隆起部の正面形状が台形で形成されている、つまり前記隆起部の両側面に傾斜面が形成されていてもよい。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
【００４２】
図１は、本発明の第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドの書き込み用の磁気ギャップ形成部分の構造を示す部分斜視図、図２は本発明の第２の実施形態の薄膜磁気ヘッドの書き込み用の磁気ギャップ形成部分の構造を示す部分斜視図である。
【００４３】
図１および図２に示す薄膜磁気ヘッドは書き込み用のいわゆるインダクティブヘッドであり、このインダクティブヘッドは、磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドの上に積層されている。
【００４４】
図１と図２に示す符号１は、Ｆｅ―Ｎｉ系合金（パーマロイ）などの高透磁率の軟磁性材料で形成された下部コア層である。なお、図１と図２に示す薄膜磁気ヘッドでは、前記下部コア層１の形状が異なっているだけで、他の部分での構造は全く同じとなっている。
【００４５】
図１５に示したのと同様に、前記下部コア層１の下には磁気抵抗効果素子層１３と下部シールド層１４を有する磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッドが設けられており、下部コア層１は磁気抵抗効果素子層１３に対する上部シールド層として兼用されている。この上部シールド層としての機能を十分に発揮できるようにするために、下部コア層１の底面１ｅの幅寸法Ｔ3は、磁気抵抗効果素子層１３に比べて十分に大きく形成されている。なお磁気抵抗効果素子層１３は、例えば軟磁性層（ＳＡＬ層）、非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）、磁気抵抗効果層（ＭＲ層）が積層されたものなどであり、この磁気抵抗効果素子層１３の両側には縦バイアス磁界を与えるためのハードバイアス層と、検出電流を与える主電極層などが設けられている。
【００４６】
まず、図１に示す薄膜磁気ヘッドの下部コア層１の形状から説明する。
図１に示すように、前記下部コア層１には、矩形状の隆起部１ａが、前記下部コア層１と一体となって形成されている。つまり、図１に示す隆起部１ａの両側面１ｃ，１ｃは、図示垂直方向に延びる垂直面となっており、前記隆起部１ａのギャップ対向面（上面）１ｄが平面となっている。
【００４７】
図に示すように、前記隆起部１ａの幅寸法はＴ1で形成されており、この幅寸法Ｔ1は、後述する上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗとほぼ同じにされている。
【００４８】
また、前記隆起部の基端の両側に延びる下部コア層１の上面には、傾斜面１ｂ，１ｂが形成されている。
【００４９】
また前述したように、下部コア層１の底面１ｅは、幅寸法Ｔ3で形成されており、この幅寸法Ｔ3は隆起部１ａの幅寸法Ｔ1よりも十分に大きくなっている。
【００５０】
図１に示す下部コア層１と同じように、図２に示す下部コア層１にも隆起部２が形成されている。ただしこの例では、前記下部コア層１が第１の層となり、この第１の層の上に第２の層が積層され、この第２の層が前記隆起部２となっている。図２に示す前記隆起部２は、下部コア層１と同じ様に軟磁性材料にて形成されている。
【００５１】
図２に示す前記隆起部２は、その正面形状が台形である。すなわち、前記隆起部２の両側面２ａ，２ａは傾斜面となっており、ギャップ対向面（上面）２ｂは平面となっている。そして、前記ギャップ対向面２ｂの幅寸法はＴ1で形成されている。なお、この幅寸法Ｔ1は、後述する上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗとほぼ同じである。
【００５２】
また、前記隆起部２の下部コア層１（第１の層）１との境界面２ｃも平面となっており、その幅寸法はＴ2で形成されている。図に示すように、この幅寸法Ｔ2は、前記隆起部２のギャップ対向面２ｂの幅寸法Ｔ1よりも大きくなっている。
【００５３】
さらに、前記下部コア層（第１の層）１は、隆起部２との境界面１ｆが平面で、その幅寸法はＴ2で形成され、前記境界面１ｆの両側が傾斜面１ｂ，１ｂとなっている。また、前記下部コア層１の底面１ｅの幅寸法は、前述した通りＴ3であり、Ｔ3は境界面１ｆ（あるいは２ｃ）の幅寸法Ｔ2よりも十分に大きくなっている。
【００５４】
本発明では、図１および図２の薄膜磁気ヘッドのどちらであっても、従来に比べてよりライトフリンジングの発生を抑制できる。ただし図１に示す隆起部１ａのように、その形状が矩形状である、あるいは矩形状に近い方がよりライトフリンジングの程度を低下させることが可能となる。
【００５５】
つまり、図２に示す隆起部２の場合も、その傾斜面２ａ，２ａとギャップ対向面２ｂとの間の傾斜角度θ1が９０°に近いことがより好ましく、本発明において、十分にライトフリンジングの発生の抑制を期待できる好ましい傾斜角度θ1は、６０°から１２０°である。
【００５６】
さらに、本発明では図１および図２に示す隆起部１ａ（または２）の高さ寸法Ｈが後述するギャップ層３ａの膜厚に比べて１倍から３倍程度の寸法で形成されていることが好ましい。
【００５７】
前記隆起部１ａ（または２）の高さ寸法Ｈが前記ギャップ層３ａの膜厚より短いと、前記隆起部１ａ（あるいは２）の基端の両側に延びる下部コア層１（傾斜面１ｂを有する部分の下部コア層）と前記先端部７ａとの間で漏れ磁界が発生しやすくなり、ライトフリンジングの発生の抑制効果をあまり期待できない。
【００５８】
また、前記隆起部１ａ（または２）の高さ寸法Ｈがギャップ層３ａの膜厚の３倍以上であると、ライトフリンジングの発生は抑制できるが、下部コア層１の底面１ｅから傾斜面１ｂまでの膜厚は実質的に薄くなり、下部コア層１の磁気抵抗効果素子層１３（図１５参照）に対する上部シールド層としての機能が低下してしまう。
【００５９】
また、本発明では、下部コア層１の傾斜面１ｂと前記ギャップ対向面２ｂ（または境界面１ｆ）との間の傾斜角度θ2は、２°から１０°の範囲内であることが好ましい。
【００６０】
前記傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が２°よりも小さいと、隆起部１ａ（あるいは２）の基端から延びる下部コア層１（傾斜面１ｂを有する部分の下部コア層）と上部コア層７との間で漏れ磁界が発生しやすくなり、ライトフリンジングの発生の抑制効果をあまり期待できない。
【００６１】
また前記傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が１０°よりも大きいと、前記傾斜面１ｂが上部コア層７からより離れるため、隆起部１（あるいは２）の基端から延びる下部コア層１（傾斜面１ｂを有する部分の下部コア層）と上部コア層７との間で漏れ磁界が発生しにくくなり、ライトフリンジングの程度をより低下させることが可能となる。しかし、前記傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が１０°よりも大きいと、前記下部コア層１の特に、両端部付近における膜厚が薄くなり、あるいは前記下部コア層１の底面１ｅの幅寸法Ｔ3自体が短くなり、これにより下部コア層１の磁気抵抗効果素子層１３（図１５参照）に対する上部シールド層としての機能は低下してしまう。
【００６２】
図３は、図２に示す薄膜磁気ヘッドのＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。なお、図３に示す符号２（隆起部）を図１に示す符号１ａ（隆起部）に変更すれば、図３は図１に示す薄膜磁気ヘッドの断面図となる。このため、以下で、「隆起部」を表示するときは、「隆起部２（または１ａ）」と表示する。
【００６３】
図３に示すように、隆起部２（または１ａ）の奥行き方向の長さはＧｄであり、このＧｄがギャップ深さ（ギャップデプス）である。
【００６４】
符号３は非磁性材料の層であり、この非磁性材料の層３は、隆起部２（または１ａ）の対向面１ｄの上、ならびに下部コア層１の前記傾斜面１ｂ，１ｂ以外の上面（絶縁層６中）、および下部コア層１の両側面（絶縁層６中）、さらに下部コア層１以外の領域に形成されている。すなわち、後に示す製造工程において、非磁性材料の層３は、隆起部２（または１ａ）の対向面１ｄ上にてギャップ層３ａとして残され、その両側の部分では除去される。
【００６５】
本発明では、前記非磁性材料の層３が、ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3，Ｔｉ2Ｏ3，Ｔｉ3Ｏ5，ＴｉＯ2の単層膜、あるいは２種類以上の複合膜または多層膜で形成されている。これらの非磁性材料は、プラズマエッチングによる化学的作用で除去可能な材料である。
【００６６】
前記非磁性材料の層３の上には、有機樹脂材料例えばレジスト材料の絶縁層４が形成されている。さらに、絶縁層４の上に、Ｃｕなどの電気抵抗の小さい導電性材料によりコイル層５が形成されている。このコイル層５は、上部コア層７の基端部７ｂの周囲にて螺旋状となるように平面的に形成されている。さらにコイル層５の上に、有機樹脂材料の絶縁層６が覆われるように形成されている。
【００６７】
そして、前記絶縁層６の上に上部コア層７がメッキ工程により形成されている。上部コア層７は、パーマロイなどの磁性材料で形成されており、先端部７ａは前記隆起部２（または１ａ）の対向面１ｄ上に、ギャップ層３ａを介して接合され、ギャップ長Ｇｌの磁気ギャップが形成されている。
【００６８】
図１および図２に示すように、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法はＴｗである。前述したように、この幅寸法Ｔｗと、前記隆起部１ａ（または２）のギャップ対向面１ｄ（または２ｂ）の幅寸法Ｔ1とは、互いに等しく（Ｔｗ＝Ｔ1）またはほぼ等しく形成される。また磁気ギャップのトラック幅は前記Ｔｗ（＝Ｔ1）により決められる。さらに、図３に示すように、上部コア層７の基端部７ｂは、下部コア層１と磁気的に接続されている。
【００６９】
上部コア層７上は、アルミナなどの非磁性材料で形成された保護膜（図示しない）で覆われている。
【００７０】
このインダクティブヘッドでは、コイル層５に記録電流が与えられると、下部コア層１及び上部コア層７に記録磁界が誘導され、ギャップ長Ｇｌの部分で、隆起部１ａ（または２）と上部コア層７の先端部７ａとの間からの洩れ磁界により、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。
【００７１】
このインダクティブヘッドでは、隆起部１ａ（または２）のギャップ対向面１ｄ（または２ｂ）の幅寸法Ｔ1と上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗが完全に一致しまたはほぼ等しいため、前記Ｔｗで決められるトラック幅から記録用磁界が滲み出る範囲が狭くなり、ライトフリンジングを抑制できる。
【００７２】
特に、図１に示す隆起部１ａのように、その形状が矩形状であると、前記隆起部１ａと上部コア層７の先端部７ａとの間で発生する漏れ磁界は、トラック幅Ｔｗ内にほぼ完全に収まるので、よりライトフリンジングの発生を抑制することが可能となる。
【００７３】
ただし、図２に示す隆起部２のように、その両側面２ａ，２ａが傾斜面となっていても、前記傾斜面２ａ，２ａの傾斜角度θ1が６０°から１２０°の範囲内であれば、従来に比べて、十分にライトフリンジングの発生を抑制できる。
【００７４】
また、前記隆起部１ａ（または２）の高さ寸法Ｈが、ギャップ層３ａの膜厚の１倍から３倍の範囲内で形成され、さらに、下部コア層１の傾斜面１ｂ，１ｂの傾斜角度θ2が２°から１０°の範囲内であると、よりライトフリンジングの発生を抑制でき、しかも前記下部コア層１の上部シールド層としての機能を低下させることがない。
【００７５】
以上のように、本発明では、ライトフリンジングがきわめて効果的に抑制できるため、記録媒体に、トラックピッチがきわめて短くなるように記録することが可能になり、高密度記録を可能にできる。
【００７６】
次に、図４（ａ）ないし図４（ｄ）に基づいて、図１に示す下部コア層１および隆起部１ａを形成する製造方法を工程順に説明する。
【００７７】
図４（ａ）では、まず軟磁性材料製の下部コア層１が、長方形（矩形）状で、しかも幅寸法がＴ3で形成される。この下部コア層１の上に、ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3，Ｔｉ2Ｏ3，Ｔｉ3Ｏ5，ＴｉＯ2の単層膜、あるいは２種類以上の複合膜または多層膜などで形成された非磁性材料の層３が形成される。ＳｉＯ2などの非磁性材料は、後のＣＦ4またはＣＦ4と酸素（Ｏ2）によるプラズマエッチングによって化学的に除去されやすい材料である。
【００７８】
そして、前記非磁性材料の層３の上に上部コア層７の先端部７ａが幅寸法Ｔｗにて形成される。前記先端部７ａの形成方法は、まず上部コア層７の先端部７ａの形状領域以外の前記非磁性材料の層３上にレジストパターンが形成される。そして、前記レジストパターンが形成されていない部分に軟磁性材料がメッキ形成され、さらにレジスト材料が除去される。このようにして、前記上部コア層７の先端部７ａは、非磁性材料の層３の上に形成される。
【００７９】
図４（ｂ）では、上部コア層７の先端部７ａと下部コア層１との間に介在している非磁性材料の層３をギャップ層３ａとして残し、その両側の非磁性材料の層３（点線部分）がプラズマエッチングにより除去される。
【００８０】
前述したように、非磁性材料の層３は、プラズマエッチングに使用されるプラズマ化されたＣＦ4またはＣＦ4と酸素（Ｏ2）の混合ガスと化学反応を起こす例えばＳｉＯ2などの非磁性材料で形成されている。
【００８１】
また、前記プラズマエッチングは、化学的作用により非磁性材料を除去するものであるため、このプラズマエッチングにより、下部コア層１および上部コア層７を形成する軟磁性材料は、ダメージを受けることがない。
【００８２】
本発明で使用される前記プラズマエッチングは、図に示すように、矢印Ｒ方向（垂直方向）のみから行われる、いわゆる異方性プラズマエッチングである。
【００８３】
従って、先端部７ａと下部コア層１との間に介在しているギャップ層３ａは前記プラズマエッチングに影響されず、先端部７ａと下部コア層との間にて、幅寸法Ｔｗ（＝Ｔ1）にて残される。
【００８４】
図４（ｃ）では、第１次イオンミリングにて、下部コア層１に隆起部１ａが形成される。
【００８５】
前記イオンミリングには、中性イオン化されたＡｒ（アルゴン）ガスが使用される。この第１次イオンミリングでは、矢印Ｓ方向および矢印Ｔ方向からイオン照射が行われるが、このイオン照射の角度θ3は０から３０°の範囲内であることが好ましい。つまり、第１次イオンミリングでは、垂直に近い方向から、下部コア層１の上面に対してイオンが照射される。
【００８６】
下部コア層１に、垂直に近い方向（矢印ＳおよびＴ）からイオンが照射されると、物理的作用により、前記下部コア層１のギャップ層３ａとの対向面の両側部分が、ほぼ矩形状に削られる。これにより、前記下部コア層１には、ほぼ直角に段差が形成され、前記ギャップ層３ａの下には、先端部７ａの幅寸法Ｔｗとほぼ同じ幅寸法Ｔ1を有する矩形状の隆起部１ａが形成される。
【００８７】
なお、イオンミリングの時間などを調節して、前記隆起部１ａの高さ寸法Ｈが、前記ギャップ層３ａの膜厚に比べて１倍から３倍程度の寸法で形成されるようにすることが好ましい。
【００８８】
また、上部コア層７の先端部７ａも、イオンミリングの影響を受けて、前記先端部７ａに傾斜面７ｃ，７ｃが形成される。
【００８９】
さらに、イオンミリングにて削り取られた点線部分の磁性材料（下部コア層１）が、上部コア層７の先端部７ａ、ギャップ層３ａ、および隆起部１ａの両側面に付着し、前記両側面に磁性材料膜８，８が形成される。
【００９０】
図４（ｄ）では、第２次イオンミリングにて、下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂが形成される。
【００９１】
第２次イオンミリングでは、第１次イオンミリングと同様に中性イオン化されたＡｒ（アルゴン）ガスが使用される。この第２次イオンミリングでは、矢印Ｕ方向および矢印Ｖ方向からイオン照射が行われるが、このイオン照射の角度θ4は４５°から７０°の範囲内であることが好ましい。つまり、第１次イオンミリング（イオン照射角度θ3は０°から３０°）に比べて、より斜め方向からイオンが照射される。
【００９２】
矢印Ｕおよび矢印Ｖ方向からイオンが照射されると、物理的作用により、隆起部１ａの両側の下部コア層１上面が、斜めに削り取られ、前記下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂが形成される。なお、イオン照射角度θ4およびイオンミリングの時間などが適性に調節されて、前記傾斜面１ｂ，１ｂの傾斜角度θ2が２°から１０°の範囲内にされることが好ましい。
【００９３】
また同時に、第２次イオンミリングでは、上部コア層７の先端部７ａ、ギャップ層３ａ、および隆起部１ａの両側面に付着した磁性材料膜８，８が削り取られ、除去される。前記磁性材料膜８が除去されることにより、前記先端部７ａと隆起部１ａとの間において、磁気的な短絡が発生しない。
【００９４】
以上のように、図４に示す製造方法では、図４（ａ）に示す従来の状態（図８参照）から、まず図４（ｂ）に示す異方性プラズマエッチングにより非磁性材料の層３を除去する。その後、図４（ｃ）にて、垂直方向に近い方向性を有する第１次イオンミリングにより、下部コア層１の両側部分をほぼ矩形状に削り取り、ギャップ層３ａの下に先端部７ａの幅寸法Ｔｗとほぼ同じ幅寸法Ｔ1を有する矩形状の隆起部１ａを形成できる。さらに、図４（ｄ）では、斜め方向の方向性を有する第２次イオンミリングにより、下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂを形成でき、同時に、図４（ｃ）の工程にて、ギャップ層３ａなどに付着した磁性材料膜８，８を除去することができる。
【００９５】
次に図５（ａ）から（ｄ）、と図６（ａ）から（ｂ）に基づいて、図２に示す薄膜磁気ヘッドの下部コア層１および隆起部２を形成する製造方法を工程順に説明する。
【００９６】
図５（ａ）では、パーマロイなどの高透磁率の軟磁性材料をメッキするなどして、幅寸法Ｔ3の正面から見た形状が長方形（矩形）の下部コア層（第１の層）１が形成される。さらに前記下部コア層１上に、レジスト材料が塗布され、露光・現像処理により幅寸法Ｔ4のレジスト材料が除去される。そして、前記幅寸法Ｔ4の部分に、下部コア層１と同じ軟磁性材料がメッキまたはスパッタなどにより成膜されて、幅寸法がＴ4の長方形（矩形）の隆起部（第２の層）２が形成される。また、前記隆起部２の両側に残されているレジスト材料が除去される。
【００９７】
なお、前記隆起部２は、その膜厚（高さ）Ｈが、次の工程で説明する非磁性材料の層３の膜厚の１倍から３倍程度になるように形成されていることが好ましい。
【００９８】
図５（ｂ）に示すように、前記下部コア層１の上から隆起部２の上（さらに下部コア層１以外の領域）にかけて非磁性材料の層３が形成される。この非磁性材料は、後のＣＦ4またはＣＦ4と酸素（Ｏ2）によるプラズマエッチングによって化学的に除去されやすい材料であり、これに適合する非磁性材料は、ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3，Ｔｉ2Ｏ3，Ｔｉ3Ｏ5，ＴｉＯ2の単層膜、あるいは２種類以上の複合膜または多層膜などである。
【００９９】
図５（ｃ）では、非磁性材料の層３の上に、幅寸法Ｔｗの磁性材料の上部コア層７の先端部７ａが接合される。この上部コア層７は、図２に示す絶縁層６の上にメッキなどで形成されるが、この工程では、上部コア層７の形状領域以外の部分にレジストパターンが形成され、このレジストパターンが形成されていない部分に軟磁性材料をメッキなどし、さらにレジスト材料を除去することにより形成される。これにより、上部コア層７の先端部７ａは幅寸法がＴｗとなるように形成される。
【０１００】
図５（ｃ）では、長方形の隆起部２の幅寸法Ｔ4よりも、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗがわずかに小さく形成される。この寸法差Ｔｗ−Ｔ4は、隆起部２の形成位置公差および幅寸法Ｔ4の公差および、上部コア層７の先端部７ａの形成位置公差および幅寸法Ｔｗの公差が累積されたときに、先端部７ａが、隆起部２の幅寸法Ｔ4内に確実に収まるように設定される。
【０１０１】
次に、図５（ｄ）では、上部コア層７の先端部７ａと隆起部２との間に介在している非磁性材料の層３をギャップ層３ａとして残し、その両側の非磁性材料の層３（点線部分）がプラズマエッチングにより除去される。これによって隆起部２の上面の両角部２′，２′がギャップ層３ａの両側に露出する。
【０１０２】
非磁性材料の層３は、ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3，Ｔｉ2Ｏ3，Ｔｉ3Ｏ5，ＴｉＯ2の単層膜、あるいは２種類以上の複合膜または多層膜によって形成されている。これら化合物は、プラズマエッチングに使用されるプラズマ化されたＣＦ4または、ＣＦ4とＯ2の混合ガスと化学反応を起こし、ギャップ層３ａ以外の非磁性材料の層３が確実に除去される。
【０１０３】
また、前記プラズマエッチングは、矢印Ｒ方向（垂直方向）のみから行われる方向性を有する異方性プラズマエッチングにより行われる。よって、先端部７ａと隆起部２との間に介在しているギャップ層３ａは前記異方性プラズマエッチングに影響されず、先端部７ａと隆起部２との間にて、幅寸法Ｔｗ（＝Ｔ1）にて残される。また、前記プラズマエッチングは、化学的作用により非磁性材料を除去するものであるため、このプラズマエッチングにより、下部コア層１および隆起部２を形成する磁性材料にダメージを与えることがない。
【０１０４】
図６（ａ）では、第１次イオンミリングにて、隆起部２の角部２′が削り取られる。
【０１０５】
前記イオンミリングは、中性イオン化されたＡｒ（アルゴン）ガスが使用される。この第１次イオンミリングでは、矢印Ｓ方向および矢印Ｔ方向からイオン照射が行われるが、このイオン照射の角度θ3は０から３０°の範囲内であることが好ましい。つまり、第１次イオンミリングでは、垂直に近い方向から、下部コア層１の上面に対してイオンが照射される。
【０１０６】
図６（ａ）に示す斜めの矢印Ｓ方向およびＴ方向から隆起部２および下部コア層１にイオンが照射され、物理的作用により、隆起部２の角部２′および下部コア層１の隆起部２以外の上面が削られる。その結果、隆起部２のギャップ対向面２ｂの幅寸法Ｔ1が、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗと一致し、前記ギャップ対向面２ｂの両側に傾斜面２ａ，２ａが形成されて、隆起部２が台形となる。
【０１０７】
なお、この第１次イオンミリングの所要時間は、前述した図４（ｃ）に示す第１次イオンミリングの所要時間よりもかなり短くなっている。これは、隆起部２の両角部２′，２′が非常に速く削り取られるからである。
【０１０８】
第１次イオンミリングの時間が短いことで、下部コア層１の対向面１ｆの両側部分が、少しだけ削り取られる。さらに、上部コア層７の先端部７ａの上面の左右の角部も除去されて斜面７ｃ，７ｃが形成される。
【０１０９】
またこのとき、少量ではあるが、削り取られた磁性材料（点線部分）が、ギャップ層３ａおよび先端部７ａの両側面に付着し、前記両側面に磁性材料膜８，８が形成される。
【０１１０】
図６（ｂ）では、第２次イオンミリングにて、前記隆起部２の形状が、より矩形状に近い形状にされ、さらに、下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂが形成される。
【０１１１】
第２次イオンミリングでは、第１次イオンミリングと同様に中性イオン化されたＡｒ（アルゴン）ガスが使用される。この第２次イオンミリングでは、矢印Ｕ方向および矢印Ｖ方向からイオン照射が行われるが、このイオン照射の角度θ4は４５°から７０°の範囲内であることが好ましい。つまり、第１次イオンミリング（イオン照射角度θ3は０°から３０°）に比べて、より斜め方向からイオンが照射される。
【０１１２】
矢印Ｕおよび矢印Ｖ方向からイオンが照射されると、物理的作用により、隆起部２の傾斜面２ａ，２ａが削られ、前記隆起部２の形状がより矩形状に近い形状となる。これにより、前記隆起部２の下部コア層１との境界面２ｃの幅寸法はＴ4からＴ2に小さくなる。なお、イオンミリングの時間などを適性に調節することにより、図１に示す隆起部１ａと同様に、前記隆起部２の形状を矩形状にすることが可能である。
【０１１３】
また、第２次イオンミリングにより、下部コア層１の隆起部２との対向面１ｆの両側部分に傾斜面１ｂ，１ｂが形成される。なお、前記傾斜面の傾斜角度θ2が２°から１０°の範囲内となるように、イオンミリングの時間などを適性に調節する必要がある。
【０１１４】
また、第２次イオンミリングにより、ギャップ層３ａおよび上部コア層７の先端部７ａの両側面に形成された磁性材料膜８，８が削り取られる。前記磁性材料膜８が除去されることにより、前記先端部７ａと隆起部２との間において、磁気的な短絡が発生しない。
【０１１５】
図５および図６に示す製造方法では、あらかじめ下部コア層１の上に、先端部７ａの幅寸法Ｔｗよりもやや大きい幅寸法Ｔ4を有する隆起部２を形成しておき、図４で説明した製造方法と同様に、異方性プラズマエッチング、および２回のイオンミリングを行う。
【０１１６】
これにより、隆起部２の対向面２ｂの幅寸法Ｔ1を、上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗと一致させることが可能となる。特に、図６（ｂ）に示す第２次イオンミリングを行うことにより、前記隆起部２の下部コア層１との境界面２ｃの幅寸法Ｔ4をＴ2に小さくでき、より前記隆起部２の形状を矩形状に近い形状にできる。またこの第２次イオンミリングにて、下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂを形成でき、また図６（ａ）の工程で、ギャップ層３ａなどの両側に付着した磁性材料膜８，８を除去することができる。
【０１１７】
次に、図７は本発明の第３の実施の形態を示す正面図である。
図７に示されたものでは、パーマロイなどの磁性材料で形成された下部コア層１の上に隆起部が設けられていない。
【０１１８】
まず図４（ａ）に示す状態から、図４（ｂ）および図５（ｄ）で示したのと同じ異方性プラズマエッチングにより、下部コア層１と上部コア層の先端部７ａとで挟まれたギャップ層３ａを残し、その両側の非磁性材料の層３（図７にて点線で示す部分）を化学作用で除去する。
【０１１９】
さらに図４（ｄ）および図６（ｂ）で示したのと同じＳ方向とＴ方向からの第２次イオンミリングにより、下部コア層１の対向面１ｄの両側部分を削って、傾斜面１ｂ，１ｂを形成する。なお、このとき、前記傾斜面１ｂ，１ｂの傾斜角度はθ2である。
【０１２０】
この場合も、非磁性材料の層３は、プラズマエッチングによる化学作用で除去されやすく、プラズマエッチング工程で下部コア層１の磁性材料にダメージを与えない、例えばＳｉＯ2などが選択される。
【０１２１】
図７では、まず非磁性材料の層３を除去し、その後に４５°から７０°のイオン照射角度を有する第２次イオンミリングで、隆起部を形成することなく、下部コア層１に傾斜面１ｂ，１ｂを形成する。
【０１２２】
このような方法であっても、図７に示すように、下部コア層１の対向面１ｄの幅寸法Ｔ1を先端部７ａの幅寸法Ｔｗに一致させることができ、従来に比べて、ライトフリンジングの防止効果がある。
【０１２３】
ただし、図７に示す薄膜磁気ヘッドでは、図１や図２に示す薄膜磁気ヘッドに比べて、上部コア層７の先端部７ａの両側に位置する下部コア層１（傾斜面１ｂ，１ｂを有する下部コア層）と前記先端部７ａとの距離が非常に短く、従って、従来と同様にトラック幅Ｔｗの両側に漏れ磁界が形成されやすくなっている。従って図７に示す薄膜磁気ヘッドでは、図１や図２に示す薄膜磁気ヘッドで得られる程のライトフリンジング抑制効果を期待できない。
【０１２４】
なお、図７に示す薄膜磁気ヘッドにおいて、よりライトフリンジングの発生を抑制するには、下部コア層１の傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を、下部コア層の上部シールド層としての機能が低下しない程度に大きくすればよい。
【０１２５】
【実施例】
本発明では、下部コア層１や隆起部１ａ（あるいは２）などの形状あるいは寸法が異なる複数の薄膜磁気ヘッドを用いて、ライトフリンジングにおける実験を行った。
【０１２６】
本発明における実験では、以下に示す複数の薄膜磁気ヘッドを用いた。
▲１▼図１５に示す、従来の薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＡとする）
▲２▼図１６に示す、従来の薄膜磁気ヘッドにおいて、下部コア層１１およびギャップ層１２に形成された傾斜面１１ａ，１２ａの傾斜角度θ5を３°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＢとする）
▲３▼図７に示す、本発明の第３の実施形態の薄膜磁気ヘッドにおいて、下部コア層１に形成された傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を２°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＣ1）、および前記傾斜角度θ2を４°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＣ2）
▲４▼図２に示す、本発明の第２の実施形態の薄膜磁気ヘッドにおいて、下部コア層１に形成された隆起部２の高さ寸法Ｈを０．５μｍで統一し、前記隆起部２に形成された傾斜面２ａの傾斜角度θ1を３０°、下部コア層１に形成された傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を２°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＤ1）、および前記傾斜角度θ1を４５°、傾斜角度θ2を２°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＤ2）、および前記傾斜角度θ1を４５°、傾斜角度θ2を５°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＤ3）
▲５▼図１に示す、本発明の第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドにおいて、下部コア層１に形成された矩形状の隆起部１ａの高さ寸法Ｈを０．２μｍ、下部コア層１に形成された傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を２°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＥ1）、および前記高さ寸法Ｈを０．４μｍ、傾斜角度θ2を２°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＥ2）、および前記高さ寸法Ｈを０．４μｍ、傾斜角度θ2を５°とした薄膜磁気ヘッド（以下、薄膜磁気ヘッドＥ3）
なお、上述したそれぞれの薄膜磁気ヘッドのギャップ層の膜厚を、０．３μｍで統一した。
【０１２７】
実験では、まず前述したそれぞれの薄膜磁気ヘッドで、記録媒体上に信号を記録し、その信号の幅寸法ＴｏをＭＦＭ（magnetic force microscope；磁気力顕微鏡）にて測定した。
【０１２８】
次に、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおける上部コア層の先端部の幅寸法ＴｗをＳＥＭ（scaning electron microscope；走査型電子顕微鏡）にて測定した。
【０１２９】
そして、記録信号の幅寸法Ｔｏから先端部の幅寸法Ｔｗを引いた値（ライトフリンジング量）を算出し、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおけるライトフリンジング量を図８にまとめた。
【０１３０】
図８に示すように、下部コア層１に隆起部が形成されている薄膜磁気ヘッドＤ，Ｅが、他の薄膜磁気ヘッドに比べて、ライトフリンジング量が小さくなっていることがわかる。
【０１３１】
薄膜磁気ヘッドＤについて詳細に見てみると、隆起部２に形成された傾斜面２ａの傾斜角度θ1を３０°より４５°にした方が、よりライトフリンジング量は小さくなっている。また前記傾斜角度θ1がほぼ９０°にされている薄膜磁気ヘッドＥを見てみると、Ｅ1を除いて、薄膜磁気ヘッドＤよりも、よりライトフリンジング量は小さくなっている。
【０１３２】
以上の実験結果から、下部コア層に隆起部が形成されていることが好ましく、さらに、前記隆起部の形状が矩形状に近い程、よりライトフリンジングの程度を低下させることができることがわかった。
【０１３３】
さらに、薄膜磁気ヘッドＣ1とＣ2を見てみると、下部コア層１に形成された傾斜面１ｂの傾斜角度θ2は２°よりは４°の方が、よりライトフリンジング量は小さくなっている。この傾向は、薄膜磁気ヘッドＤ2とＤ3のライトフリンジング量、および薄膜磁気ヘッドＥ2とＥ3のライトフリンジング量にも顕著に出ている。なお、本発明では、下部コア層１の傾斜角度θ2について、別に実験を行った。その実験結果については後述する。
【０１３４】
さらに、薄膜磁気ヘッドＥについて見てみると、Ｅ2、Ｅ3におけるライトフリンジング量は非常に小さくなっており、好ましい結果となっているが、Ｅ1におけるライトフリンジング量は非常に大きくなっていることがわかる。
【０１３５】
これは、下部コア層１に形成された隆起部１ａの高さＨが小さいために、薄膜磁気ヘッドＥ1の形は、薄膜磁気ヘッドＤ（図７参照）に近いものとなっており、従ってライトフリンジング量が大きくなっているものと推測される。なお、隆起部１ａの高さＨについては、別に実験を行ったので、その実験結果については後述する。
【０１３６】
次に、薄膜磁気ヘッドＡからＥまでを用いて、前述した方法とは別の方法にてライトフリンジング量を測定した。
【０１３７】
実験の方法については図９に示すイメージ図を用いて説明する。
まず、記録媒体上に信号Ｘ（referense write track）を記録し、その後この信号Ｘから十分離れた位置に信号Ｙを記録する。この信号Ｙの中心から光学的に算出したトラック幅Ｔｗ(optical)の約１．５〜１．６倍離れた位置に再び信号Ｚを記録する。
【０１３８】
そして、実験資料となる薄膜磁気ヘッド（Ａ〜Ｅ）を信号Ｘと信号Ｙの中間におき、前記信号Ｘ，Ｙの端部Ｘ1，Ｙ1を消去する。
【０１３９】
次に、信号Ｘ、信号Ｙ2（＝Ｙ・Ｙ1）、および信号Ｚ2（＝Ｚ・Ｚ1）を薄膜磁気ヘッドの読取りヘッド（磁気抵抗効果素子）にて再生すると、図９に示す再生波形Ｘ3，Ｙ3，Ｚ3が得られる。
【０１４０】
次に、再生波形Ｘ3の高さに対する中心線Ｘ3が、再生波形Ｙ3，Ｚ3のどの位置と交わっているかを調べ、再生波形Ｙ3の中心線Ｘ4との交叉点Ｙ4と、再生波形Ｚ3の中心線Ｘ4との交叉点Ｚ4との幅寸法Ｔ5を測定する。
【０１４１】
本実験で、得られた幅寸法Ｔ5は、ＤＣイレーズバンド幅と呼ばれており、このＤＣイレーズバンド幅Ｔ5からトラック幅Ｔｗ(optical)を引いたものが、この実験におけるライトフリンジング量である。その実験結果を図１０に示す。
【０１４２】
図１０に示すライトフリンジング量は、図８に示すライトフリンジング量に比べて大きくなっているが、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおけるライトフリンジング量の傾向は全く同じである。つまり、例えば隆起部が形成されている薄膜磁気ヘッドＤ，Ｅは、隆起部が形成されていない薄膜磁気ヘッド（Ａ〜Ｃ）に比べて、ライトフリンジング量は小さくなっている。
【０１４３】
図１１は、下部コア層１の傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が２°で統一され、隆起部１ａの高さＨが異なる複数の薄膜磁気ヘッドＥ（図１参照）を用いて、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおけるライトフリンジング量を測定した。なお、ギャップ層３ａの膜厚は０．３μｍで統一されている。また、この実験では図９に示す方法を用いてライトフリンジング量を測定した。
【０１４４】
図１１に示すように、隆起部１ａの高さ寸法Ｈを０．６μｍ程度まで大きくしていくと、ライトフリンジング量は小さくなっていくが、前記高さ寸法Ｈを０．６μｍ以上にしても、ライトフリンジング量はあまり変化しないことがわかる。
【０１４５】
隆起部１ａの高さ寸法Ｈを大きくすることにより、ライトフリンジング量が小さくなるのは、上部コア層７の先端部７ａと、隆起部１ａの基端の両側に延びる下部コア層１（傾斜面１ｂを有する下部コア層）との距離が離され、より前記隆起部１ａと上部コア層７の先端部７ａとの間で漏れ磁界が発生しやすくなるからである。
【０１４６】
ところで、この実験におけるギャップ層３ａの膜厚は０．３μｍであるが、図１１に示すように、隆起部１ａの高さ寸法Ｈを、０．３μｍ程度以上にすれば、かなりライトフリンジング量を小さくできる。また前記隆起部１ａの高さ寸法Ｈをあまり大きくしてもライトフリンジング量の抑制効果をあまり期待できないことから、本発明では、隆起部１ａの高さ寸法Ｈをギャップ層３ａの１倍〜３倍程度とした。
【０１４７】
図１２は、隆起部１ａの高さ寸法Ｈが０．４μｍで統一され、下部コア層１の傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が異なる複数の薄膜磁気ヘッドＥを用いて、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおけるライトフリンジング量を測定した。なお、ギャップ層３ａの膜厚は０．３μｍで統一されている。また、この実験では図９に示す方法を用いてライトフリンジング量を測定した。
【０１４８】
図１２に示すように、下部コア層１の傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を大きくしていくと、ライトフリンジング量は小さくなっている。
【０１４９】
これは、傾斜角度θ2を大きくすることにより、上部コア層７の先端部７ａと、隆起部１ａの基端の両側に延びる下部コア層１（傾斜面１ｂを有する下部コア層）との距離が離され、より前記隆起部１ａと上部コア層７の先端部７ａとの間で漏れ磁界が発生しやすくなるからである。
【０１５０】
ただし、傾斜角度θ2をあまり大きくし過ぎると、下部コア層１の底面１ｅと傾斜面１ｂまでの膜厚が薄くなり、あるいは、前記底面１ｅの幅寸法Ｔ3が小さくなるので、下部コア層１の上部シールド層としての機能が低下してしまう。
【０１５１】
そこで、本発明では、傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を２°から１０°とした。
図１３は、下部コア層１の傾斜面１ｂの傾斜角度θ2が異なる複数の薄膜磁気ヘッドＣ（図７参照）を用いて、それぞれの薄膜磁気ヘッドにおけるライトフリンジング量を測定した。なお、ギャップ層３ａの膜厚は０．３μｍで統一されている。また、この実験では図９に示す方法を用いてライトフリンジング量を測定した。
【０１５２】
図１３に示すように、傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を大きくすると、ライトフリンジング量は小さくなっている。この実験結果からもわかるように、下部コア層１の両側に傾斜面１ｂを形成することが、ライトフリンジングの発生を抑制する上でより効果的であることがわかる。
【０１５３】
ただし、薄膜磁気ヘッドＣには、薄膜磁気ヘッドＥのように、隆起部が形成されていないので、前記傾斜角度θ2をかなり大きくしないことには、薄膜磁気ヘッドＥと同程度のフリンジング抑制効果を期待できないことが図１２と図１３とを比較してみるとよくわかる。
【０１５４】
以上の実験結果により、図１および図２に示すように、下部コア層１に隆起部１ａ（あるいは２）を形成することが、ライトフリンジングの発生を抑制できる点で好ましく、さらに好ましくは、図１に示す隆起部１ａのように、その形状を矩形状することである。
【０１５５】
また、前記隆起部１ａの高さ寸法Ｈを、ギャップ層３ａの膜厚の１倍から３倍程度とし、さらに、前記隆起部１ａの両側に位置する下部コア層１の上面に傾斜面１ｂを形成し、この傾斜面１ｂの傾斜角度θ2を２°〜１０°程度にすることが、よりライトフリンジングの発生を抑制でき、しかも下部コア層１の上部シールド層としての機能を低下させない点で好ましいことがわかった。
【０１５６】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、下部コア層にギャップ層との対向面の幅寸法Ｔ1が上部コア層Ｔｗと同じ程度にされた隆起部を形成し、さらに前記隆起部の基端の両側から延びる下部コア層の上面に傾斜面を形成することで、ライトフリンジングの発生を抑制することができる。
【０１５７】
特に、前記隆起部の形状を矩形状に形成することで、上部コア層と隆起部との間で発生する漏れ磁界を、確実にトラック幅Ｔｗ内に収めることができるので、よりライトフリンジングの発生を抑制することが可能となる。
【０１５８】
なお、本発明では、ギャップ層をＳｉＯ2などのプラズマエッチングにて除去可能な非磁性材料で形成しているので、前述した非磁性材料の層を除去する工程にて、プラズマエッチングを使用することにより、前記非磁性材料の層のみを除去でき、下部コア層などの磁性材料の層にダメージを与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による薄膜磁気ヘッドの磁気ギャップ部分の構造を示す部分斜視図、
【図２】本発明の第２の実施形態による薄膜磁気ヘッドの磁気ギャップ部分の構造を示す部分斜視図、
【図３】図２のＩＩＩ線に沿って切断した場合の薄膜磁気ヘッドの内部構造を示す断面図、
【図４】（ａ）ないし（ｅ）は本発明の第１の薄膜磁気ヘッドの製造方法を工程別に示す部分正面図、
【図５】（ａ）ないし（ｄ）は本発明の第２の薄膜磁気ヘッドの途中までの製造方法を工程別に示す部分正面図、
【図６】（ａ）ないし（ｂ）は、図５の続きの製造方法を工程別に示す部分正面図、
【図７】本発明の第３の実施形態による薄膜磁気ヘッドの磁気ギャップ部分を示す拡大正面図、
【図８】下部コア層や隆起部の形状の異なる複数の薄膜磁気ヘッドのライトフリンジング量を第１の方法にて測定した場合のグラフ、
【図９】ライトフリンジング量を測定する第２の方法のイメージ図、
【図１０】下部コア層や隆起部の形状の異なる複数の薄膜磁気ヘッドのライトフリンジング量を第２の方法にて測定した場合のグラフ、
【図１１】図１に示す下部コア層の傾斜角度θ2を２°に統一し、隆起部の高さ寸法Ｈの異なる複数の薄膜磁気ヘッドを製作して、第２の方法により、ライトフリンジング量を測定した場合の、前記隆起部の高さ寸法Ｈとライトフリンジング量との関係を示すグラフ、
【図１２】図１に示す隆起部の高さ寸法Ｈを０．４（μｍ）に統一し、下部コア層の傾斜面の傾斜角度θ2の異なる複数の薄膜磁気ヘッドを製作して、第２の方法により、ライトフリンジング量を測定した場合の、前記傾斜角度θ2とライトフリンジング量との関係を示すグラフ、
【図１３】図７に示す下部コア層の傾斜面の傾斜角度θ2の異なる複数の薄膜磁気ヘッドを製作して、第２の方法により、ライトフリンジング量を測定した場合の、前記傾斜角度θ2とライトフリンジング量との関係を示すグラフ、
【図１４】従来の薄膜磁気ヘッドの構造を示す断面図、
【図１５】図１４のＸＶ矢視の部分拡大正面図、
【図１６】（ａ），（ｂ）は従来の改良例でのコア層の構造を示す部分拡大正面図、
【符号の説明】
１ 下部コア層
１ａ，２ 隆起部
１ｂ 傾斜面
１ｃ 側面（垂直面）
１ｄ，２ｂ ギャップ対向面
２ａ 側面（傾斜面）
３ 非磁性材料の層
３ａ ギャップ層
４ 絶縁層
５ コイル層
７ 上部コア層
７ａ 先端部
８ 磁性材料膜
Ｇｌ 磁気ギャップ長
Ｈ （隆起部の）高さ寸法
Ｔｗ トラック幅
θ1 （隆起部の両側面に形成された）傾斜面の傾斜角度
θ2 （隆起部の基端から延びる下部コア層の上面に形成された）傾斜面の傾斜角度
Claims (3)
- 磁性材料の下部コア層と、下部コア層上に非磁性材料のギャップ層を介して対向する磁性材料の上部コア層と、下部コア層及び上部コア層に記録磁界を誘導するコイル層とが設けられた薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
下部コア層の上に、ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ，ＷＯ3の１種または２種以上の材料から選択される非磁性材料の層を形成する工程と、
前記非磁性材料の層の上に下部コア層よりも幅寸法の小さい上部コア層を形成する工程と、
前記下部コア層と前記上部コア層の先端部とで挟まれた前記非磁性材料の層をギャップ層として残し、その両側の前記非磁性材料の層をプラズマ化されたＣＦ4又はＣＦ4とＯ2の混合ガスと化学反応させる異方性プラズマエッチングによって除去する工程と、
前記下部コア層の前記ギャップ層に接する対向面の両側部分を削り取り、前記ギャップ層を介して上部コア層と対向する前記下部コア層の上部に、前記ギャップ層の幅寸法と一致させた隆起部を形成し、前記上部コア層の前記先端部、前記ギャップ層、及び前記下部コア層の前記隆起部の側面を、記録媒体との対向面からギャップ深さＧｄ位置まで達する奥行き長さを有する連続面とする工程と、
前記隆起部の基端から両側に延びる下部コア層の上面に、上部コア層から離れる方向へ傾斜する傾斜面を形成する工程と、
を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 前記隆起部を形成する工程は、ギャップ対向面と垂直な方向に対し０°から３０°傾けられたイオン照射角度を有する第１次イオンミリングにより行われる請求項６に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
- 下部コア層の上面に傾斜面を形成する工程は、ギャップ対向面と垂直な方向に対し、４５°から７０°傾けられたイオン照射角度を有する第２次イオンミリングにより行われる請求項６または７に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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