JP4097627B2 - 磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

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、ライトフリンジングを抑制できる均一な品質に形成された磁気ヘッドの製造方法に関する。

図１５は、従来の磁気ヘッドの磁極部近傍を記録媒体との対向面から見た部分正面図、図１６は図１５に示す磁気ヘッドの部分縦断面図である。図１５および図１６に示す磁気ヘッドは、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が、読み出しヘッドが設けられずに、インダクティブヘッドのみで磁気ヘッドが構成されても良い。

図１５および図１６に示す符号２０１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（図示せず）の上方（図示Ｚ方向）に、図１５および図１６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として構成されており、前記下部コア層２０１が、前記読み出しヘッドの上部シールド層として機能している。前記下部コア層２０１には、矩形状の隆起部２０１ａが、前記下部コア層２０１と一体となって形成されている。

下部コア層２０１の上には、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）などの非磁性材料で形成されたギャップ層２０３が設けられている。ギャップ層２０３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コイル絶縁下地層２０４が形成されている。

前記コイル絶縁下地層２０４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２０５が螺旋状に形成されている。なお、コイル層２０５は、上部コア層２０７の基端部２０７ｂの周囲を周回するように形成されているが、図１６ではそのコイル層２０５の一部のみが現れている。

そして、コイル層２０５上には、有機絶縁材料や無機絶縁材料などからなる絶縁層２０６が形成されている。絶縁層２０６の上には、パーマロイなどの高透磁率の磁性材料がメッキされて上部コア層２０７が形成されている。上部コア層２０７の先端部２０７ａは、記録媒体との対向部において、下部コア層２０１上に前記ギャップ層２０３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２０７の基端部２０７ｂは、下部コア層２０１に磁気的に接続されている。

書き込み用のインダクティブヘッドでは、コイル層２０５に記録電流が与えられると、下部コア層２０１および上部コア層２０７に記録磁界が誘導され、下部コア層２０１と上部コア層２０７の先端部２０７ａ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。

また、前記隆起部の基端の両側に延びる下部コア層２０１の上面には、傾斜面２０１ｂ，２０１ｂが形成されている。

図１５および図１６に示す磁気ヘッドでは、前記隆起部２０１ａが形成されていることから、前記隆起部２０１ａと上部コア層２０７との間で発生する漏れ磁界は、前記上部コア層２０７の幅寸法Ｔｗ（＝トラック幅）内に確実に収められ、ライトフリンジングの発生を抑制できる。また、前記下部コア層２０１に前記傾斜面２０１ｂが形成されていることから、前記傾斜面２０１ｂと上部コア層２０７との間隔を離すことができるため、前記隆起部２０１ａの基端から延びる下部コア層２０１と上部コア層２０７との間で漏れ磁界が発生し難くなり、ライトフリンジングの発生を抑制できる。

このようなインダクティブヘッドの製造方法は以下に示す特許文献１に開示されている。図１７および図１８は、前記特許文献１の段落［０１３５］に記載されたインダクティブヘッドの磁極部を形成する工程を、図面を用いて示した工程図である。

前記特許文献１に記載されたインダクティブヘッドの磁極部の製造方法は、まず図１７に示すように、記録媒体との対向面から見た正面形状が矩形状に形成された下部コア層２０１の上に、下から順にギャップ層２０３および上部コア層２０７の先端部２０７ａを形成する。この時点での前記ギャップ層２０３および前記上部コア層２０７の先端部２０７ａの状態は、図示破線で示しており、ギャップ層２０３および前記先端部２０７ａのトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）における幅寸法はＴ５で形成されている。

次に、例えばイオン照射角度θ１０を６０〜７５°の範囲内としたイオンミリングによって、前記ギャップ層２０３および前記先端部２０７ａの側面を削って、前記ギャップ層２０３および前記先端部２０７ａのトラック幅方向における幅寸法をＴ６とする。この幅寸法Ｔ６がトラック幅Ｔｗとして規制される。この時点での前記ギャップ層２０３および前記先端部２０７ａの状態は、図示実線で示している。また、この工程時に前記下部コア層２０１の上面２０１ｃも図示実線で示す状態から図示破線で示す状態まで前記上面２０１ｃが削られ、前記下部コア層２０１に隆起部２０１ａが形成される。

次に図１８に示すように、イオン照射角度θ１１を４５〜６０°の範囲内に変えて、前記下部コア層２０１の上面２０１ｃに傾斜面２０１ｂを形成すると、図１５および図１６に示す従来のインダクティブヘッドの磁極部が形成される。

一方、以下に示す特許文献２のＦＩＧ３ＡからＦＩＧ３Ｅには、インダクティブヘッドの磁極部を形成するための他の方法が記載されている。この特許文献２のＦＩＧ３Ａに示す工程では、下部コア層として機能するボトムポールピース（Ｐ１／Ｓ２）の上にギャップ層（Ｇ）を全面形成して、このギャップ層の上に上部コア層として機能するトップポールピース（ＰＴ２）を形成する。次にＦＩＧ３Ｂに示す工程では、前記トップポールピース（ＰＴ２）から前記ギャップ層（Ｇ）にかけて非磁性材料層（ＳＬ）を形成した後、ＦＩＧ３Ｃに示す工程でリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）によって、前記ボトムポールピース（Ｐ１）の上面に形成された前記非磁性材料層（ＳＬ）およびギャップ層（Ｇ）を除去し、ＦＩＧ３Ｄに示すように、前記トップポールピース（ＰＴ２）の側面に前記非磁性材料層（ＳＬ）が形成された状態とする。このとき、前記非磁性材料層（ＳＬ）の幅寸法は、上下方向において一定幅に形成されている。次にＦＩＧ３Ｅに示すように、イオンミリングによって、前記ボトムポールピース（Ｐ１／Ｓ２）を削り込んで、このボトムポールピース（Ｐ１／Ｓ２）に、ボトムポールチップエレメント（ＰＴ１ａ）と、隆起部であるトップポールチップエレメント（ＰＴ１ｂ）を形成して、インダクティブヘッドの磁極部を形成する。
特開２００１−１４３２２２号公報 ＵＳ００５８６７８９０Ａ

しかし、特許文献１に記載されたインダクティブヘッドの製造方法を示す図１７および図１８に示す製造方法では、図１８に示す工程で前記下部コア層２０１の上面２０１ｃを削って傾斜面２０１ｂを形成するときに、削られた前記下部コア層２０１が前記上部コア層２０７の先端部２０７ａ、および前記ギャップ層２０３に再付着してしまい、実際には図１９に示すように前記上部コア層２０７の先端部２０７ａの側面、および前記ギャップ層２０３の側面に再付着層２０１ｄが形成されてしまう。

ここで、前記下部コア層２０１と前記上部コア層２０７とは、ともにパーマロイなどの磁性材料で形成されることから、図１８に示す工程で規制したトラック幅Ｔｗ寸法が、実質的に大きくなってしまうという問題があった。

一方、前記特許文献２に記載されたインダクティブヘッドの製造方法では、前記トップポールピース（ＰＴ２）の側面にのみ前記非磁性材料層（ＳＬ）を形成した後に、上下方向において一定幅寸法で形成された前記非磁性材料層（ＳＬ）の一方の外側面から他方の外側面間の幅寸法で規制された間隔で、前記ボトムポールピース（Ｐ１／Ｓ２）を削り込んむことによって、前記トップポールチップエレメント（ＰＴ１ｂ）を形成している。すなわち、イオンミリングによって削り込まれた前記トップポールチップエレメント（ＰＴ１ｂ）の幅寸法は、前記非磁性材料層（ＳＬ）の一方の外側面から他方の外側面間の幅寸法で形成されているため、前記トップポールピース（ＰＴ２）の幅寸法と前記トップポールチップエレメント（ＰＴ１ｂ）との幅寸法が、前記ギャップ層（Ｇ）を境にして異なっている。したがって、狭い幅寸法で形成された前記トップポールピース（ＰＴ２）から飛びだした記録磁界が、広い幅寸法で形成された前記ボトムポールピース（Ｐ１／Ｓ２）に流れるときに、記録磁界が広がり易くなってしまい、ライトフリンジングが発生し易くなってしまう。

また、ＦＩＧ３Ｅに示す工程でイオンミリングによって前記ボトムポールピース（Ｐ１／Ｓ２）を削り込む際に、前記トップポールピース（ＰＴ２）の側面には非磁性層（ＳＬ）が形成されているため、前記イオンミリングによって前記トップポールピース（ＰＴ２）の幅寸法が削られることはないが、前記ギャップ層（Ｇ）の側面には前記被磁性層（ＳＬ）が形成されていないため、前記イオンミリングの際に、前記ギャップ層（Ｇ）の側面が削られてしまったり、または前記ギャップ層（Ｇ）の側面に、イオンミリングによって削られた前記ボトムポールピース（Ｐ１／Ｓ２）が再付着してしまい、前記ギャップ層（Ｇ）の幅寸法が変化してしまうといった問題があった。

本発明は前記従来の課題を解決するものであり、磁極部のトラック幅を高精度に形成し、ライトフリンジングを抑制できる均一な品質に形成された磁気ヘッドの製造方法に関する。

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磁気ヘッドの製造方法において、
（ａ）前記下部コア層の上に前記ギャップ層を形成し、前記ギャップ層の上に上部コア層を形成する工程と、
（ｂ）前記上部コア層と前記ギャップ層とをトラック幅寸法に削る工程と、
（ｃ）前記上部コア層の上面から側面、および前記ギャップ層の側面にかけて、前記下部コア層に向かって膜厚寸法が徐々に小さくなるテーパ領域が形成された非磁性材料層を形成し、このとき前記テーパ領域の下縁を前記下部コア層の上面と接触させる工程と、
（ｄ）前記テーパ領域の下縁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とともに、前記下部コア層を下方に削って前記トラック幅寸法の隆起部を形成する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程で前記下部コア層を削ったときに、前記非磁性材料層の外側面に付着した前記下部コア層と同じ材料からなる材料層を除去する工程と、
を有することを特徴とするものである。

前記（ｃ）工程で、前記上部コア層の上面を、水平方向に対して７０〜９０°傾斜させた状態で行うＩＢＤ（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって、前記非磁性材料層を形成するものとして構成することが好ましい。

また、前記（ｂ）工程を、前記ギャップ層と前記上部コア層との境界面から垂直な方向に対して、５０°〜６０°の角度θ１だけ傾斜した方向からイオン照射を行うイオンミリングで行うものとして構成することもできる。

また、前記（ｃ）工程で、前記非磁性材料を、前記下部コア層のイオンミリングレートよりも遅い材料で形成するものとして構成することが好ましい。

この場合、前記（ｃ）工程で、前記非磁性材料層をＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｒｕ、Ｔａ、Ｔｉ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することができる。

非磁性材料層に形成されたテーパ領域の下縁は、下部コア層１の上面と接触した状態で形成される。また、テーパ領域の下縁の高さ位置とギャップ層の下面と高さ位置とが同じ位置に形成されている。したがって、下部コア層に隆起部を形成するためのイオンミリング工程の際、前記隆起部のトラック幅方向における幅寸法を、前記上部コア層のトラック幅方向における幅寸法と同じ寸法で削り込むことができることから、前記隆起部のトラック幅方向における幅寸法と、上部コア層のトラック幅方向における幅寸法とを同寸法で形成できるため、ライトフリンジングを抑制できる磁気ヘッドを製造することが可能となる。

また、下部コア層に傾斜面を形成するときに非磁性材料層の外側面に付着した下部コア層と同じ材料層を除去する際、トラック幅で形成された上部コア層とギャップ層は非磁性材料層で保護されるため、上部コア層とギャップ層のトラック幅寸法Ｔｗが変化してしまうことはない。したがって、トラック幅Ｔｗを高精度に形成できると共に、均一な品質のインダクティブヘッドＨｗとすることが可能となる。

図１は、本発明の実施形態の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は図１に示す磁気ヘッドのＩＩ−ＩＩ線の断面図、図３は図１に示す磁気ヘッドを記録媒体との対向面（図１および図２に示す符号Ｆ）から見た部分正面図である。

図１ないし図３に示す磁気ヘッドＨ１は書き込み用のいわゆるインダクティブヘッドＨｗを有するものであり、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（図示せず）の上に積層されているが、読み出しヘッドが設けられずに、インダクティブヘッドＨｗのみで磁気ヘッドＨ１が構成されても良い。

図１ないし図３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。

前記下部コア層１の下には磁気抵抗効果素子層と下部シールド層を有する磁気抵抗効果を利用した読み出しヘッド（図示せず）が設けられており、下部コア層１は磁気抵抗効果素子層に対する上部シールド層として兼用されていてもよい。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のトラック幅方向（図１に示すＸ１−Ｘ２方向）の幅寸法Ｔ３は、図示しない磁気抵抗効果素子層のトラック幅方向の幅寸法に比べて十分に大きく形成されている。

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ないし図３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（図示Ｚ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。

図１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と同じに形成されている。なお、前記隆起部１ａは前記下部コア層１と一体的に形成されているが、図２においては構造を分かり易くするために、前記隆起部１ａを前記下部コア層１（傾斜面１ｂを有する部分の下部コア層）と異なるハッチングを付して表している。

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。

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。

前記インダクティブヘッドＨｗでは、前記隆起部１ａの高さ寸法Ｈが後述するギャップ層３の膜厚に比べて２倍から４倍程度の寸法で形成されていることが好ましい。

前記隆起部１ａの高さ寸法Ｈが前記ギャップ層３の膜厚より短い場合や同等の場合、前記隆起部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。

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１ｄとの間の傾斜角度θ５は、２°から１５°の範囲内であることが好ましい。

前記傾斜面１ｂの傾斜角度θ５が２°よりも小さいと、隆起部１ａ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。

また前記傾斜面１ｂの傾斜角度θ５が１５°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１ａ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θ５が１５°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（図示せず）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。

前記隆起部２０１ａが形成されていることから、前記隆起部と上部コア層との間で発生する漏れ磁界は、前記上部コア層のトラック幅寸法Ｔｗ（＝トラック幅）内に確実に収められ、ライトフリンジングの発生を抑制できる。

図３に示すように、隆起部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。

図２に示すように、前記下部コア層１のハイト方向（図示Ｙ方向）後方には磁性材料製のバックギャップ層１２が形成され、前記隆起部１ａと前記バックギャップ層１２間の前記下部コア層１上に、レジスト材料などの有機絶縁材料やＡｌ_２Ｏ_５などの無機材料からなるコイル絶縁下地層４を介して、コイル層５の一部が収められている。

前記コイル層５は、ＣｕやＡｕなどの電気抵抗の小さい導電性材料により形成されている。このコイル層５は、前記バックギャップ層１２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の周囲に、レジストなどの有機材料からなる絶縁層６が覆われるように形成されている。

前記隆起部１ａのギャップ対向面（上面）１ｂから前記コイル絶縁下地層４の上面４ａ、および前記絶縁層６の上面６ａは平坦化面となっている。

図２に示すように、前記隆起部１ａのギャップ対向面（上面）１ｂから前記絶縁層６の上面６ａ、および前記コイル絶縁下地層４の上面４ａにかけてギャップ層３が形成されている。前記ギャップ層３は、ＳｉＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，Ｓｉ_３Ｎ_４，ＴｉＯ，Ｔｉ_２Ｏ_３，Ｔｉ_３Ｏ_５，ＴｉＯ_２，ＷＯ_３，Ｒｕ，Ｔｉ，Ｔａ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することができる。

前記ギャップ層３の上面３ｃから前記バックギャップ層１２の上面１２ａは同一の平坦化面Ａとされている。そして、前記ギャップ層３の上面３ｃから前記バックギャップ層１２の上面１２ａにかけて上部コア層７が形成されている。

前記上部コア層７は、パーマロイなどの高透磁率の磁性材料で、メッキ工程などにより形成されており、先端部７ａは前記隆起部１ａのギャップ対向面１ｄ上に、ギャップ層３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。

前記隆起部１ａ、前記ギャップ層３、前記上部コア層７の先端部７ａとで、磁極部１０が構成される。

図１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のギャップ対向面１ｄの幅寸法Ｔ１とは、互いに等しく（Ｔｗ＝Ｔ1）形成されている。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２に示すように、前記上部コア層と前記下部コア層１とは、前記バックギャップ層１２を介して磁気的に接続されている。前記先端部７ａのトラック幅寸法Ｔｗは、０．１〜０．２μｍである。

図１および図２に示すように、前記磁極部１０において、前記ギャップ層３の側面３ａおよび前記先端部７ａの側面７ａ１から、前記先端部７ａの上面７ａ２にかけて、非磁性材料層８が形成されている。この非磁性材料層８は、前記磁極部１０からハイト方向（図示Ｙ方向）に向かって、前記上部コア層７を覆うように連続して形成されている。前記非磁性材料層８は、例えばＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｒｕ、Ｔａ、Ｔｉ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る。

図４は図３において、前記ギャップ層３の近傍を拡大した部分拡大正面図である。
前記非磁性材料層８が前記ギャップ層３とトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）で対向する領域には、前記非磁性材料層８のトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）における幅寸法が徐々に狭まるテーパ領域８ｃが形成されている。前記テーパ領域８ｃにおける前記非磁性材料層８の外側面８ａと内側面８ｄとの間の角度θ６は、１０〜６０°の範囲内であることが好ましい。前記非磁性材料層８の前記テーパ領域８ｃ以外の領域における、トラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）の膜厚寸法ｔ（図４参照）は、１００〜２００Åである。

図４に示すように、前記非磁性材料層８に形成された前記テーパ領域８ｃの下縁８ｃ１は、前記ギャップ層３の下面３ｂと高さ方向（図示Ｚ方向）の位置（高さ位置）と同じ高さ位置に形成されている。また、前記下縁８ｃ１は、前記ギャップ層３の下面３ｂと線状に接触している。したがって、後記する図１１に示す製造工程で、前記下部コア層１に形成された前記隆起部１ａのトラック幅方向における幅寸法を、前記上部コア層７の先端部７ａのトラック幅方向における幅寸法と同じ寸法で形成できるため、ライトフリンジングを抑制することが可能となる。なお、前記テーパ領域８ｃの上縁８ｃ２の高さ位置は特に限定されるものではない。

前記非磁性材料層８の上には、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。

なお、図５に示すように、前記インダクティブヘッドＨｗには、前記非磁性材料層８が形成されていないものとして構成することもできる。

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。

図１ないし図３に示す前記インダクティブヘッドＨｗでは、隆起部１ａのギャップ対向面１ｄの幅寸法Ｔ１と上部コア層７の先端部７ａの幅寸法Ｔｗが等しいため、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。

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、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。

また、前記下部コア層１に前記傾斜面１ｂが形成されていることから、前記傾斜面１ｂと上部コア層７との間隔を離すことができるため、前記隆起部１ａの基端から延びる下部コア層１と上部コア層７との間で漏れ磁界が発生し難くなり、ライトフリンジングの発生を抑制できる。

特に、前記したように、前記隆起部１ａの高さ寸法Ｈが、ギャップ層３の膜厚の２倍から４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θ５が２°から１５°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。

さらに、図２に示すように、前記磁気ヘッドＨ１は、上部コア層７を前記平坦化面Ａ上に形成できるため、前記上部コア層７を所定形状に高精度に形成することができる。特に前記上部コア層７の先端部７ａは、記録媒体との対向面でのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅がトラック幅Ｔｗとして規制されるため、前記上部コア層７を平坦化面Ａ上に形成できることで、前記トラック幅Ｔｗを狭い幅寸法で高精度に形成できるため、今後の高記録密度化に適切に対応できる。

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、また高精度でトラック幅Ｔｗを規制できるため、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。

次に、図１ないし図４に示すインダクティブヘッドＨｗの製造方法について、図６ないし図１３を用いて説明する。なお、図６ないし図１３は、各製造工程における状態を、前記記録媒体との対向面Ｆから見た状態を示した正面図である。

まず、下部コア層に図２に示す隆起部１ａを形成した後、前記隆起部１ａのハイト方向（図２の図示Ｙ方向）に所定距離だけ離れた位置に、バックギャップ層１２を形成する（図２参照）。

そして、前記隆起部１ａと前記バックギャップ層１２間の前記下部コア層１上に、レジスト材料などの有機絶縁材料やＡｌ_２Ｏ_５などの無機材料からなるコイル絶縁下地層４を介して、ＣｕやＡｕなどの電気抵抗の小さい導電性材料によりコイル層５をメッキ形成する。このコイル層５は、前記バックギャップ層１２の周囲にて螺旋状となるように平面的に形成する。さらにコイル層５の周囲に、レジストなどの有機材料からなる絶縁層６を形成する（図２参照）。

そして、前記隆起部１ａのギャップ対向面（上面）１ｂから前記コイル絶縁下地層４の上面４ａ、および前記絶縁層６の上面６ａを、ＣＭＰ技術などを用いて削り込み、前記
ギャップ対向面（上面）１ｂ，４ａ，６ａを平坦化面として形成する（図２参照）。

次に、前記隆起部１ａのギャップ対向面（上面）１ｂから前記絶縁層６の上面６ａ、および前記コイル絶縁下地層４の上面４ａにかけてギャップ層３を形成する。前記ギャップ層３は、ＳｉＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，Ｓｉ_３Ｎ_４，ＴｉＯ，Ｔｉ_２Ｏ_３，Ｔｉ_３Ｏ_５，ＴｉＯ_２，ＷＯ_３Ｒｕ，Ｔｉ，Ｔａ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することができる。このとき、前記ギャップ層３の上面３ｃから前記バックギャップ層１２の上面１２ａは同一の平坦化面Ａとなるように形成する（図２参照）。

次に、前記ギャップ層３の上に、上部コア層７の先端部７ａがトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）の幅寸法Ｔ２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ギャップ層３上にレジストパターン（図示せず）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、上部コア層７の先端部７ａを構成する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、ギャップ層３の上に形成される。このときの状態を記録媒体との対向面Ｆから見た正面図が図６である。

次に図７に示すように、上部コア層７の先端部７ａと下部コア層１の前記隆起部１ａとの間に介在している前記ギャップ層３を残し、その両側のギャップ層３（図示破線で示す部分）をプラズマエッチング法などの公知の方法により除去する。

次に図８に示すように、第１次イオンミリングによって、前記先端部７ａの図示破線で示す部分、および前記ギャップ層３の図示破線で示す部分をトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）に削って、前記先端部７ａとギャップ層３の幅寸法をＴ２からＴ４に形成する。この幅寸法Ｔ４が、図１ないし図４に示す前記インダクティブヘッドＨｗのトラック幅Ｔｗとなる。

図８に示す工程で行われる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、前記ギャップ層３と前記上部コア層７の前記先端部７ａとの境界面９と垂直な方向に対して、角度θ１だけ傾斜した矢印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θ１は５０から６０°の範囲内であることが好ましい。前記角度θ１を前記範囲内とすると、前記イオンミリング時に、削られた前記先端部７ａが前記下部コア層１や前記先端部７ａに再付着することを防止することができる。

なお、前記先端部７ａのイオンミリング工程後の前記幅寸法Ｔ２＝トラック幅寸法Ｔｗは、０．１〜０．２μｍである。

次に図９に示すように、前記ギャップ層３の側面３ａおよび前記先端部７ａの側面７ａ１から、前記先端部７ａの上面７ａ２にかけて、非磁性材料層８を形成する。前記非磁性材料層８は、前記下部コア層１のミリングレートよりも遅いミリングレートを有する材料で形成されることが好ましい。この理由は、図１１および図１４に示す工程の説明で述べる。したがって、前記非磁性材料層８は、例えばＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｒｕ、Ｔａ、Ｔｉ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する。またこの非磁性材料層８は、前記磁極部１０からハイト方向（図示Ｙ方向）に向かって、前記上部コア層７を覆うように連続して形成する。

このとき、図１０に示すように、図９に示す製造途中の素子について、前記上部コア層７の先端面７ａの上面７ａ２が、水平方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）に延びる仮想水平線２０に対して、角度θ２で傾斜した状態で図示矢印Ｃ方向に回転させながら、前記先端部７ａおよび前記ギャップ層３に対してＩＢＤ（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を施すことによって、前記非磁性材料層８を形成することができる。ここで、前記θ２は７０〜９０°の範囲内であることが好ましい。前記角度θ２を前記範囲内とすると、前記ギャップ層の下面３ｂ付近では、前記下部コア層１の上面１ｆが壁となって、前記非磁性材料層８が積層され難く、非磁性材料層８の膜厚が薄く形成される（シャドウ効果）。一方、前記ギャップ層３の前記下面３ｂから前記先端部７ａの上面７ａ２に向かうにしたがって、前記下部コア層１が壁となるというシャドウ効果の影響が少なくなるため、前記非磁性材料層８が積層され易く、前記非磁性材料層８の膜厚が厚く形成される。この結果、図４に示すように、前記非磁性材料層８の前記ギャップ層３の下面３ｂの近傍に形成された前記非磁性材料層８には、前記下部コア層１の上面１ｆに向かうにしたがって膜厚寸法ｔが小さくなるテーパ領域８ｃが形成される。

このＩＢＤ工程では、前記非磁性材料層８が前記ギャップ層の側面３ａと前記下部コア層の上面１ｆとの接触線ｉから形成されて行くため、図１２に示すように、前記テーパ領域８ｃの下縁８ｃ１は、前記下部コア層１の上面１ｆと接触した状態で形成される。また前記下縁８ｃ１は、前記ギャップ層３の下面３ｂと高さ方向（図４におけるＺ方向）の位置（高さ位置）が同じ高さ位置に形成されることとなる。

なお、図１０に示す前記ＩＢＤ工程時には、前記下部コア層１の前記上面１ｆ上に、非磁性材料層８と同じ材質の材料層２１が積層されるため、ＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エッチング）によって前記材料層２１を除去して、図９に示すように前記下部コア層１の上面１ｆがクリーニングされた状態とする。

次に図１１に示すように、前記下部コア層１の上面１ｆに第２次イオンミリングを施して、図１１に示す破線部分を削り、前記下部コア層１に傾斜面１ｂ、１ｂを形成するとともに、前記下部コア層１を下方（図示Ｚ方向と反対方向）に削り込んで、隆起部１ａを形成する。

このとき、前記非磁性材料層８は、前記下部コア層１のミリングレートよりも遅いミリングレートを有する材料で形成されると、前記下部コア層１は前記非磁性材料層８よりも速く削られるため、前記下部コア層１を削り込んで前記隆起部１ａが形成されたときにも、前記非磁性材料層８はあまり削られないため、前記上部コア層７の前記先端部７ａ、および前記ギャップ層３を、前記第２次イオンミリングから適切に保護することができる。

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、前記境界面９と垂直な方向に対して、角度θ３だけ傾斜した矢印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θ３は３０°から５０°の範囲内であることが好ましい。

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、下部コア層１の上面１ｆ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θ２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。

この第２次イオンミリングの際に、前記非磁性材料層８に形成された前記テーパ領域８ｃにおける前記非磁性材料層８の外側面８ａと内側面８ｄとの間の前記角度θ６が、１０〜６０°の範囲内で形成されると、前記下部コア層１を前記先端部７ａで規制されたトラック幅寸法Ｔｗで削り込み易くでき、前記隆起部１ａのトラック幅方向における幅寸法をトラック幅Ｔｗで形成しやすくできる。

図１２に示すように、前記非磁性材料層８に形成された前記テーパ領域８ｃの下縁８ｃ１は、前記下部コア層１の上面１ｆと接触した状態で形成される。また、前記ギャップ層３の下面３ｂと高さ方向（図示Ｚ方向）の位置（高さ位置）とが同じ高さ位置に形成されている。また、前記下縁８ｃ１は、前記ギャップ層３の下面３ｂと線状に接触し、且つ前記接触線ｉと線状に接触している。したがって、前記第２次イオンミリング工程の際、前記下部コア層１に形成された前記隆起部１ａのトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）における幅寸法を、前記上部コア層７の先端部７ａのトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）における幅寸法と同じ寸法で削り込むことができることから、前記隆起部１ａのトラック幅方向における幅寸法と、先端部７ａのトラック幅方向における幅寸法とを同寸法で形成できるため、ライトフリンジングを抑制することが可能となる。なお、前記テーパ領域８ｃの上縁８ｃ２の高さ位置は特に限定されるものではない。

仮に、図１３に示すように、前記非磁性材料層８に前記テーパ領域８ｃが形成されておらず、前記非磁性材料層８が、高さ方向（図示Ｚ方向）のどの位置においても同じ膜厚寸法で形成されていると、第２次イオンミリングの際に、前記下部コア層１が前記非磁性材料層８の下縁８ｅでの一方の外側面８ａから他方の外側面８ａの間の間隔Ｗ１で削り込まれてしまい、前記隆起部１ａのトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）における幅寸法が前記間隔Ｗ１と同じ幅寸法で形成されてしまう。したがって、前記隆起部１ａのトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）における幅寸法が、前記上部コア層７の先端部７ａのトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）における幅寸法よりも大きく形成されてしまい、ライトフリンジングが発生し易くなってしまう。

図１１に示す工程では、前記傾斜面１ｂ、１ｂを形成するために削った前記下部コア層１と同じ材料層２２が、前記非磁性材料層８の外側面８ａに付着する。

次に図１４に示す工程で、前記材料層２２を第３次イオンミリングによって除去する（図示破線部分を除去する）と、図１ないし図４に示すインダクティブヘッドＨｗが製造される。この第３次イオンミリング時に、前記先端面７ａは前記非磁性材料層８で保護されるため、図８に示す工程で規制されたトラック幅寸法Ｔｗが変化してしまうことはない。したがって、トラック幅Ｔｗを高精度に形成できると共に、均一な品質のインダクティブヘッドＨｗとすることが可能となる。

特に、前記磁気ヘッドＨ１では、前記ギャップ層３の上面３ｃと、前記バックギャップ層１２の上面１２ａとで形成された前記平坦化面Ａの上に前記上部コア層７を形成できるため、前記上部コア層７も湾曲せずに平坦状に形成できる。したがって、前記上部コア層７を形成する際のレジストパターンを薄い膜厚で形成することができるため、前記上部コア層７の先端部７ａを細く形成し易い。また、前記上部コア層７を湾曲せずに平坦状に形成することができるため、上部コア層７の形成の際に形成するレジストパターンを高精度で形成できるため、前記上部コア層７を所定形状に高精度に形成することができる。

すなわち、前記上部コア層７の先端部７ａは、記録媒体との対向面でのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅がトラック幅Ｔｗとして規制されるため、前記上部コア層７を平坦化面Ａ上に形成できることで、前記トラック幅Ｔｗを狭い幅寸法で高精度に規制できるのである。

本発明の磁気ヘッドＨ１の製造方法では、平坦化面Ａ上に狭い幅寸法で高精度に形成されたトラック幅Ｔｗを、その後の工程でさらに変化させることがないため、狭い幅寸法で高精度に形成されたトラック幅Ｔｗを有する磁気ヘッドＨ１を製造することに非常に適しているのである。

前記非磁性材料層８は、前記下部コア層１のミリングレートよりも遅いミリングレートを有する材料で形成されると、前記下部コア層１と同じ材料で形成されている前記材料層２２は前記非磁性材料層８よりも速く削られるため、前記材料層２２を削って除去されたときに、前記非磁性材料層８はあまり削られないため、前記非磁性材料層８をストッパ層として機能させることができる。

なお、前記下部コア層１をＦｅ―Ｎｉ系合金（パーマロイ）で形成した場合、前記非磁性材料層８をＴａやＴｉで形成すると、前記非磁性材料層８のミリングレートを前記下部コア層１のミリングレートよりも充分に遅くすることが可能となるため、前記非磁性材料層８を効果的にストッパ層としての機能を担保させることが可能となる。

一方、前記非磁性材料層８をＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３で形成した場合は、前記非磁性材料層８をＴａやＴｉで形成した場合と比較して、前記下部コア層１とのミリングレートの差を大きくすることはできないが、この場合には、前記材料層２２が多く付着している段階では、第３次イオンミリングのミリング速度を速くし、第３次イオンミリングによる除去によって前記材料層２２の付着量が減少してきた段階で、第３次イオンミリングのミリング速度を遅くすれば、前記第３次イオンミリングを効率的に行えるとともに、前記非磁性材料層８をストッパ層として機能させ易くできる。

第３次イオンミリングでは、第１次イオンミリングや第２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３次イオンミリングでは、矢印Ｗ方向および矢印Ｘ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５０から７０°の範囲内であることが好ましい。

前記角度θ４を前記範囲内とすると、前記非磁性材料層８の外側面８ａに付着した材料層２２を除去することができるが、前記下部コア層１の前記傾斜面１ｂ，１ｂを削ってしまうことを防ぐことができる。

なお図５に示すインダクティブヘッドを製造するには、図１４に示す工程で第３次イオンミリングによって前記材料層２２を除去した後、前記非磁性材料層８を第４次イオンミリングによって除去すれば良い。この第４次イオンミリングの入射角度は４０〜６０°の範囲内であることが好ましい。

本発明の実施形態の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１に示す磁気ヘッドのＩＩ−ＩＩ線の断面図、 図１に示す磁気ヘッドを記録媒体との対向面から見た部分正面図、 図３の部分拡大正面図、 本発明の実施形態の磁気ヘッドの変形例を記録媒体との対向面から見た部分正面図、 図１に示す磁気ヘッドの製造方法を示す一工程図、 図６に示す工程の次に行われる一工程図、 図７に示す工程の次に行われる一工程図、 図８に示す工程の次に行われる一工程図、 図９に示す工程の次に行われる一工程図、 図１０に示す工程の次に行われる一工程図、 図１１に示す工程の詳細説明図、 図１１に示す工程の詳細説明図、 図１１に示す工程の次に行われる一工程図、 従来の磁気ヘッドの変形例を記録媒体との対向面から見た部分正面図、 図１５に示す磁気ヘッドの部分縦断面図、 図１５に示す磁気ヘッドの製造方法を示す一工程図、 図１７に示す工程の次に行われる一工程図、 図１８に示す工程の詳細説明図、

符号の説明

１ 下部コア層
１ａ 隆起部
３ ギャップ層
３ａ 側面
３ｂ 下面
５ コイル層
７ 上部コア層
７ａ 先端部
７ａ１ 側面
７ａ２ 上面
８ 非磁性材料層
８ａ 外側面
８ｃ テーパ領域
８ｃ１ 下縁
８ｄ 内側面
８ｅ 下縁
１０ 磁極部

Claims (5)

1. 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磁気ヘッドの製造方法において、
   （ａ）前記下部コア層の上に前記ギャップ層を形成し、前記ギャップ層の上に上部コア層を形成する工程と、
   （ｂ）前記上部コア層と前記ギャップ層とをトラック幅寸法に削る工程と、
   （ｃ）前記上部コア層の上面から側面、および前記ギャップ層の側面にかけて、前記下部コア層に向かって膜厚寸法が徐々に小さくなるテーパ領域が形成された非磁性材料層を形成し、このとき前記テーパ領域の下縁を前記下部コア層の上面と接触させる工程と、
   （ｄ）前記テーパ領域の下縁から両側に延びる下部コア層の上面を削り、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とともに、前記下部コア層を下方に削って前記トラック幅寸法の隆起部を形成する工程と、
   （ｅ）前記（ｄ）工程で前記下部コア層を削ったときに、前記非磁性材料層の外側面に付着した前記下部コア層と同じ材料からなる材料層を除去する工程と、
   を有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
2. 前記（ｃ）工程で、前記上部コア層の上面を、水平方向に対して７０〜９０°傾斜させた状態で行うＩＢＤ（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって、前記非磁性材料層を形成する請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
3. 前記（ｂ）工程を、前記ギャップ層と前記上部コア層との境界面から垂直な方向に対して、５０°〜６０°の角度θ１だけ傾斜した方向からイオン照射を行うイオンミリングで行う請求項１または２記載の磁気ヘッドの製造方法。
4. 前記（ｃ）工程で、前記非磁性材料を、前記下部コア層のイオンミリングレートよりも遅い材料で形成する請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法。
5. 前記（ｃ）工程で、前記非磁性材料層をＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｒｕ、Ｔａ、Ｔｉ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する請求項４記載の磁気ヘッドの製造方法。

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