JP4609981B2 - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、特に薄膜コイルを具える書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッド素子と、読み出し用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド素子とを積層した複合型薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関するものである。本発明は、読み出し用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド素子として巨大磁気抵抗型薄膜磁気ヘッド素子を用い、書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッド素子の薄膜コイルのコイル巻回体ピッチを狭くしてヨーク長をきわめて短くして優れたオーバーライト特性やNLTSを有すると共に高い飽和磁束密度の磁性材料より成る微細なトラックポールによって記録トラック巾を狭くし、したがって磁気記録媒体の面記録密度を向上することができる複合型薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関するものである。

近年ハードディスク装置の記録密度の向上に伴って薄膜磁気ヘッドの性能の向上も求められている。特に最近のＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive）素子を用いた磁気抵抗型薄膜磁気ヘッド素子においては、記録密度は１００〜２００ギガビット／platterにも達する勢いである。上述したように、複合型薄膜磁気ヘッドにおいては、磁気記録媒体への情報の書き込みを目的とする誘導型薄膜磁気ヘッド素子と、磁気記録媒体からの情報の読み出しを目的とする磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗型薄膜磁気ヘッド素子とを積層した構成となっている。この内、磁気抵抗型薄膜磁気ヘッド素子としては、外部磁界が与えられたときに通常のＭＲ素子に比べて20倍以上の大きな磁気抵抗変化を示すＧＭＲ素子が用いられている。このようなＧＭＲ素子の性能をさらに向上させるために、磁気抵抗膜について種々の工夫が提案されている。

一般に、ＭＲ膜は磁気抵抗効果を示す磁性体を膜にしたもので、単層構造となっている。これに対して多くのＧＭＲ膜は、複数の膜を組み合わせた多層構造となっている。ＧＭＲ膜において比較的構造が簡単で、弱い磁界で大きな抵抗変化が得られる特長があり、量産に適したものとしてスピンバルブＧＭＲ膜が知られている。さらに、再生ヘッド素子としての特性は、上述した材料の選択の他にパターン巾で決定されている。このパターン巾はＭＲハイトやトラック巾であるが、トラック巾はフォトリソグラフィ・プロセスで決定され、ＭＲハイトはエアー・ベアリング・サーフェイス（ＡＢＳ）を形成する際の研磨量によって決定される。

一方、再生用ヘッド素子の性能の向上に伴って記録用ヘッド素子の性能向上も求められている。記録密度を高くするには、トラック密度を高くする必要があるが、そのためには記録用ヘッド素子の磁極部分について半導体加工技術を利用して微細加工を施してトラック巾をサブミクロンオーダー，特に０．２μｍ以下と狭くする必要がある。しかしながら、半導体微細加工技術を利用してトラック巾を狭くしてゆくと、磁極部分が微細化されて十分な量の磁束が得られなくなるという問題がある。このように、再生ヘッド素子としてはＭＲ膜をＧＭＲ膜に変更し、さらに磁気抵抗感度の高い材料を選択することで、比較的容易に所望の高い記録密度に対応することができる。

一方、１００〜２００ギガビット／platter以上のきわめて高い記録密度を実現するには、記録媒体である磁気ディスクに保持力の大きな材料を使用する必要がある。その理由は、保持力の大きな材料を使用しないと、記録密度が高くなるのに伴って、熱ゆらぎ現象によって書きこまれたデータが消失してしまうためである。このように高い保持力を有する材料を使用する場合には、書き込みには大きな磁束が必要とされるので、誘導型薄膜磁気ヘッド素子としても大きな磁束を発生できるものが要求されることになる。誘導型薄膜磁気ヘッド素子が発生する磁束を増大させる一般的な方法は、飽和磁束密度の大きな磁性材料（Hi-Bs材料で磁束密度が1.8T（テスラ）以上）でトラックポールを形成することである。従来、飽和磁束密度の大きな磁性材料としては、飽和磁束密度が1.0TのNiFe(80%:20%)や1.5TのNiFe(45%:55%)が一般的であり、最近では1.8Tから2.1TのCoNiFeなどがあるが、微細化されたトラックポールとして安定した状態で使用するには、2.0T以上の飽和磁束密度を有する磁性材料を使用するのが一般である。しかし、上述したようにトラックポールの幅をサブミクロンオーダと狭くした場合には、このような磁性材料では書き込みに必要な大きな磁束を安定して得ることができず、さらに飽和磁束密度の高い磁性材料を使用することが望まれている。従来、トラックポールを高飽和磁束密度の磁性材料で形成する場合には一般的にメッキ法が採用されているが、幅の狭いトラックポールを安定に形成するには、スパッタ法を採用するのが有利である。そのような観点から、、飽和磁束密度が2.0T程度のFeNやFeAlNや2.4T程度のFeCoやCoFeNのスパッタ膜でトラックポールを形成するのが有力である。

図１〜９に、従来の標準的な複合型薄膜磁気ヘッドの一例としてＧＭＲ素子を有するものの順次の製造工程を示す断面図である。これらの図面において、Ａはエアベアリング面に垂直な平面で切って示す断面図であり、Ｂはエアーベアリング面に平行な平面で切って示す断面図である。なおこの例は、磁気抵抗効果型の読取用の薄膜磁気ヘッドの上に誘導型の書込用薄膜磁気ヘッドを積層した複合型薄膜磁気ヘッドである。

図１Ａ，１Ｂに示すように、AlTiCより成る基板１の上に、例えばアルミナより成る絶縁膜２を約２〜３μｍの膜厚に堆積し、さらにその上に再生用のＧＭＲヘッド素子に対する磁気シールドを行うための磁性材料より成る下部シールド膜３を形成する。次に、この下部シールド膜３の上に３０〜３５ｎｍの膜厚のアルミナより成る下部シールドギャップ膜４をスパッタリングにより形成した後、所定の層構造を有するＧＭＲ膜５を形成し、さらにこのＧＭＲ膜に対する引出し電極６を、リフトオフによって形成する。その後、アルミナのスパッタリングにより上部シールドギャップ膜７を３０〜３５ｎｍの膜厚に形成し、その上にＧＭＲ素子の上部磁気シールド膜として作用する磁性材料膜８を、約３μｍの膜厚に形成する。

次に、再生用のＧＭＲヘッド素子と記録用の誘導型薄膜磁気ヘッド素子を磁気的に分離して再生用ＧＭＲヘッド素子の再生出力中のノイズを抑圧するためのアルミナより成る分離膜９を約０．３μｍの膜厚に形成した後、記録用ヘッド素子の下部ポール１０を１．５〜２．０μｍの膜厚に形成する。この下部ポール１０は、CoNiFeのメッキ法で形成されている。なお、図面では各部の膜厚の比率は実際のものとは必ずしも一致しておらず、例えば分離膜９の膜厚は薄く描いてある。

次に、図２Ａ，２Ｂに示すように、下部ポール１０の上に非磁性材料より成るライトギャップ膜１１を、例えば１００ｎｍの膜厚に形成し、さらにその上に高飽和磁束密度の磁性材料であるパーマロイより成る上部トラックポール１２を所定のパターンにしたがって形成する。これと同時に下部ポール１０と、後に形成される上部ポールとを磁気的に連結してバックギャップを形成するための橋絡部１３を形成する。これら上部ポール１２および橋絡部１３は、メッキによりおよそ３〜４μｍの膜厚に形成する。

その後、実効書込みトラック巾の広がりを防止するために、すなわちデータの書込み時に下部ポール１０において磁束が広がるのを防止するために、上部トラックポール１２の周囲のライトギャップ膜１１およびその下側の下部ポール１０をイオンミリングによってエッチングしていわゆるトリム構造を形成する。その後、全体の上に厚さ３μｍ程度のアルミナ絶縁膜１４を形成し、化学機械研磨（ＣＭＰ）により表面を平坦とした状態を図３Ａ，３Ｂに示す。

次に、図４Ａ，４Ｂに示すように、平坦とした表面に、Cuより成る薄膜コイルを電解メッキにより形成するために、Cuより成る１００ｎｍ程度の薄いシード層１５をスパッタにより形成し、その上に所定の開口パターンを有するフォトレジスト膜を形成した後、第１層目の薄膜コイル１６を硫酸銅のメッキ液を用いる電解メッキにより所定のパターンにしたがって１．５μｍの膜厚に形成する。その後，フォトレジスト膜を除去した後、シード層１５をアルゴン・イオンビームを用いるイオンミリングによって除去した様子を図５Ａ，５Ｂに示す。このようにシード層１５を除去し、コイル巻回体相互を分離して１本のコイル状の導体を形成する。このイオンビームミリングの際には、薄膜コイル１６のコイル巻回体の底部にあるシード層１５が薄膜コイルよりも外方に突出して残るのを抑止するために、イオンビームミリングは５〜１０°の角度を以て行なうようにしている。このように、イオンビームミリングを垂直に近い角度で行うと、イオンビームの衝撃によって飛散したシード層１５の材料が再付着するようになるので、順次のコイル巻回体の間隔は広くしなければならない。

さらに、図６Ａ，６Ｂに示すように、この第１層目の薄膜コイル１６を絶縁分離した状態で保持する絶縁膜１７をフォトレジストにより形成し、図７Ａ，７Ｂに示すように、Cuより成るシード層１８を形成し、電解メッキによって第２層目の薄膜コイル１９を所定のパターンにしたがって１．５μｍの膜厚に形成する。次に、シード層１８をイオンミリングよって除去した後、第２層目の薄膜コイル１９を絶縁分離して支持するフォトレジストより成る絶縁膜２０を形成し、上部トラックポール１２および橋絡部１３と連結するようにパーマロイより成る上部ポール２１を約３μｍの膜厚に形成し、全体をアルミナより成るオーバーコート膜２２で覆った様子を図８Ａ，８Ｂに示す。なお、第１層目および第２層目の薄膜コイル１６および１９の内周端同士を電気的に接続するための接続部２３は、第２層目の薄膜コイル１９を形成するときに同時形成する。最後に、ＧＭＲ膜５、ライトギャップ１１、上部トラックポール１２などが露出する端面を研磨してエアーベアリング面ＡＢＳを形成し、スライダを完成する。実際の薄膜磁気ヘッドの製造においては、上述した構造をウエファに多数形成した後、多数の薄膜磁気ヘッドが配列されたバーにウエファを分割し、このバーの側面を研磨してエアベアリング面ＡＢＳを得るようにしている。

図９は、上述したようにして形成した従来の複合型薄膜磁気ヘッドの構成を模式的に示す断面図および平面図である。下部ポール１０は広い面積を有しているが、上部トラックポール１２および上部ポール２１は下部ポールよりも狭い面積を有している。書込み用ヘッド素子の性能を決定する要因の一つにスロートハイトＴＨがある。このスロートハイトＴＨは、エアーベアリング面ＡＢＳから絶縁膜１４のエッジまでの磁極部分の距離であり、この距離をできるだけ短くすることが望まれている。また、再生用ヘッド素子の性能を決定する要因の一つにＭＲハイトＭＲＨがある。このＭＲハイト（ＭＲＨ）は、端面がエアーベアリング面に露出するＭＲ膜５の、エアーベアリング面から測った距離であり、薄膜磁気ヘッドの製造工程においては、エアーベアリング面ＡＢＳを研磨して形成する際の研磨量を制御することによって所望のＭＲハイトＭＲＨを得るようにしている。

上述したような従来の複合型薄膜磁気ヘッドにおける問題点について以下に説明する。薄膜コイル１６、１９を絶縁膜１７、２０によって絶縁分離して保持するように形成した後、上部ポール２１を形成するが、この際絶縁膜１７、２０のエッジの立ち上がりに沿って上部ポール２１を所定のパターンにしたがって形成する必要がある。このために約７〜１０μｍの段差に上部ポール２１のパターンを規定するためのフォトレジストを３〜４μｍの膜厚で形成している。

ここで、絶縁膜１６，１９のエッジ部分においては最低でも３μｍの膜厚のフォトレジストが必要であるとすると、このエッジの低部では８〜１０μｍの厚いフォトレジストが形成されることになる。記録ヘッドのトラック巾はトラックポール１２の巾によって主として規定されるので、上部ポール２１は上部ポールほど微細加工が必要ではないが、トラック巾をサブミクロンと微細化する場合、特に０．２μｍ程度とする場合には、上部ポール２１の磁極部分もサブミクロンオーダの微細化が要求されるようになる。

上述したように、上部ポール２１をメッキにより所定のパターンに形成する際には、１０μｍ以上の高低差のある上部トラックポール１２と絶縁膜１７，２０の表面にフォトレジストを均一の膜厚にコーティングし、このフォトレジストに対して露光を行って上部ポール２１の、サブミクロン巾の磁極部分を規定するパターンを形成する必要がある。すなわち、８〜１０μｍの膜厚を有するフォトレジストでサブミクロンオーダのパターンを形成する必要がある。上部ポール２１をメッキで形成するためには、シード層と呼ばれる薄いパーマロイ電極膜をスパッタリングにより予め形成しており、このパーマロイ膜によりフォトリソグラフィの露光時の光が反射される結果としてパターンの崩れが発生し、サブミクロンオーダの微細なパターンを正確に形成することは非常に困難であった。

上述したように、面記録密度を向上するためには磁極部分の微細化が必要であるが、これに伴って少なくとも微細化された磁極部分を飽和磁束密度の高い磁性材料で形成する必要がある。このような磁性材料としては、一般的にFeN, FeCoが知られているが、これらの磁性材料はスパッタリングによって所定のパターンを有する膜として形成することが困難である。スパッタリングによって形成した磁性膜をパターニングするにはイオンミリングが用いられているが、エッチングレートが低いと共にサブミクロンオーダのトラック巾を精度良く制御することはきわめて困難である。さらに、磁極部分を微細化すると、下部トラックポールも微細化され、その結果としてその体積が小さくなり、飽和磁束密度の高い磁性材料を使用しても磁束の飽和が起こり易くなるという問題も発生する。

また、飽和磁束密度の高い磁性材料として1.5TのNiFe, 1.9〜2.1TのCoNiFe、2.1〜2.3TのFeCoなども知られており、これらの磁性材料はメッキ法によって比較的簡単に所望のパターンに形成できる。例えば、NiFeでは、その組成比率をFeリッチ（50%以上）とすることで、１．５〜１．６Ｔが得られ、比較的安定した組成コントロールも可能である。しかしながら、記録密度が１ディスク当たり１００〜２００Ｇｂとなると、トラック巾は０．２μｍ以下のものが要求され、それに伴って飽和磁束密度のさらに高い磁性材料の使用が要求されるようになってきた。そのためメッキ法によって磁性膜を形成する場合には、NiFe よりも飽和磁束密度の高いCoFeやCoNiFeを用いることが有力視されているが、１．８〜２．１Ｔ程度の磁気性能しか得られない。１ディスク当たり１００〜２００Ｇｂ程度の高い記録密度を実現しようとすると、２．３Ｔ程度の高飽和磁束密度を有する他の磁性材料が望ましい。

誘導型薄膜磁気ヘッドの高周波数特性を決める要因の一つに磁路長がある。この磁路長は、スロートハイト零の位置からバックギャップまでの距離として定義されるが、この磁路長を短くすることによって高周波数特性を向上することができる。薄膜コイルの順次のコイル巻回体の間隔、すなわちコイルピッチを短くすることによって磁路長を短くすることができるが限界がある。そこで上述したように薄膜コイルを２層構造とすることが行われている。従来、２層構造の薄膜コイルを形成する際には、１層目の薄膜コイルを形成した後、フォトレジスト絶縁膜を約２μｍの厚さに形成している。この絶縁膜の外周面は丸みを帯びたものとなるので、２層目の薄膜コイルを形成する際に、この傾斜部にも電解メッキ用のシード層を形成すると、これを所定のパターンにイオンミリングでエッチングする際に傾斜部の影の部分は正確なエッチングが行われなくなり、コイル巻回体が短絡してしまう恐れがある。したがって、２層目の薄膜コイルは、絶縁膜の平坦部に形成する必要がある。

例えば、第１層目の薄膜コイルの膜厚が２〜３μｍで、その上に形成されるフォトレジスト絶縁膜の膜厚が２μｍとし、その傾斜部のエイペックスアングルが４５〜５５°とすると、スロートハイト零の基準位置から第１層目の薄膜コイルの外周面までの距離のほぼ２倍の６〜８μｍの距離だけは、第２層目の薄膜コイルの外周面をスロートハイト零の基準位置から後退させる必要があり、それだけ磁路長が長くなってしまう。例えば、薄膜コイルのライン／スペースを０．４〜０．５μｍ／０．３〜０．４μｍとし、合計で１１個のコイル巻回体を２層の薄膜コイルで形成する場合、第１層目に６つのコイル巻回体を形成し、第２層目に５つのコイル巻回体を形成することになり、薄膜コイルが占める長さは１１．５μｍとなる。したがって、従来の薄膜磁気ヘッドにおいては、磁路長を短くすることができず、高周波数特性の改善が阻害されている。

上述したようにして形成された従来の複合型薄膜磁気ヘッドにおいては、特に書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドの微細化の点で問題がある。すなわち、図９に示すように、下部ポール１０および上部ポール２１の、薄膜コイル１６，１９のコイル巻回体を囲む部分の長さである磁路長ＬM を短くすることによって、誘導型薄膜磁気ヘッドの磁束立ち上がり時間（Flux Rise Time）や非線形トランジションシフト（Non-linear Transition Shift:NLTS）特性や重ね書き（Over Write) 特性などを改善できることが知られている。この磁路長ＬM を短くするためには、薄膜コイル１６，１９の、下部ポール１０および上部ポール２１によって囲まれる部分のコイル巾ＬC を短くする必要があるが、従来の薄膜磁気ヘッドでは、以下に説明するようにこのコイル巾ＬC を短くすることができなかった。

誘導型薄膜磁気ヘッドのコイル巾ＬC を短くするためには、薄膜コイルの各コイル巻回体の巾を小さくするとともに順次のコイル巻回体の間隔を狭くする必要があるが、薄膜コイルの電気抵抗を小さくするためには、コイル巻回体の巾を短くすることには制限がある。すなわち、薄膜コイルの抵抗値を低くするために、導電率の高い銅を用いても、薄膜コイルの高さは２〜３μm に制限されるので、コイル巻回体の幅を０．３〜０．４μm よりも狭くすることができない。これよりもコイル巻回体の幅を狭くすると、書き込み電流による発熱によってＧＭＴ膜１５の特性が劣化する恐れがある。さらに、下部ポール１０や上部ポール２１も加熱されて膨張し、ポール突出という現象が生じ、薄膜磁気ヘッドと記録媒体とが衝突するという大きな問題を引き起こすこともある。したがって、コイル巻回体の幅を狭くすることなく、コイル幅ＬC を短くするには、コイル巻回体の間隔を狭く、かつ高くする必要がある。

しかし、従来の薄膜磁気ヘッドにおいては、薄膜コイルのコイル巻回体１６，１９の間隔を狭くすることができない。以下、その理由を説明する。上述したように硫酸銅を用いる電解メッキ法により薄膜コイルのコイル巻回体を形成しているが、シード層の上に形成したフォトレジスト膜に形成した開口内に、ウエファ全体に亘って均一に銅を堆積させるためにシード層を１００ｎｍの膜厚で形成し、このシード層が露出している開口内に選択的に銅が堆積されるように電解メッキ処理を施してコイル巻回体を形成した後、個々のコイル巻回体を分離するために、シード層を選択的に除去している。このシード層の除去には、上述したように、コイル巻回体をマスクとして、例えばアルゴンを用いるイオンビームミリングを採用している。

ここで、コイル巻回体間のシード層を除去するには、イオンビームミリングを基体表面に対して垂直な方向から行なうのが良いが、このようにすると、エッチングされた銅の残渣の再付着が発生し、順次のコイル巻回体間の絶縁不良が起こるので、コイル巻回体の間隔を狭くすることができない。このような欠点を除去しようとして、５〜１０°の角度を以てイオンビームミリングを行うと、フォトレジスト膜の影の部分にはイオンが十分に照射されず、シード層が部分的に残ってしまう。したがって、コイル巻回体間の絶縁不良を回避するためには、コイル巻回体の間の間隔を狭くすることができない。したがって、従来では、コイル巻回体間の間隔を０．３〜０．４μm と広くしており、これよりも狭くするには上に述べたように新たな困難な問題が発生し、コイル巻回体の間隔を狭くすることができなかった。

さらに、上述した電解メッキ法によって薄膜コイル１６，１９を形成する際には、薄膜コイルの膜厚の均一性を確保するために、硫酸銅のようなメッキ液を攪拌する必要があるが、ここで薄膜コイルのコイル巻回体の間隔を狭くするためにフォトレジスト膜の開口を画成する壁の幅を薄くすると、電解液の攪拌によってこの薄い壁が倒壊してしまい、薄膜コイルを正確に形成することができず、この点からも薄膜コイルのコイル巻回体の間隔を狭くすることができなかった。

誘導型薄膜磁気ヘッドのＮＬＴＳ特性を向上するために、薄膜コイルのコイル巻回数を多くすることが考えられる。しかし、磁路長を短くしたままでコイル巻回数を多くするには、薄膜コイル層の層数を３層、４層と多くする必要があり、これによってエイペックスアングルが大きくなってしまい、狭トラック幅を達成することができなくなるという問題があった。エイペックスアングルを所定の範囲に収めるためには、薄膜コイル層の層数は３層以下、好適には２層以下とするのが望ましいが、これではコイル巻回数を多くすることはできず、したがってＮＬＴＳ特性を改善することができない。

さらに、上述したように２層の薄膜コイルを設ける場合、第２層目の薄膜コイル１９の外周近傍では絶縁膜１７が平坦ではなく湾曲しているので、第２層目の薄膜コイル１９が垂直に形成されなくなる。例えば、０．３μｍ以下のスペースを持った薄膜コイルを２．５μｍ以上の膜厚で形成する場合、上述したように垂直に形成されない薄膜コイルのコイル巻回体の間に存在するシード層１８にはアルゴンイオンが有効に入っていかず、またウエファの中心部と周辺部とではイオンミリングの角度が異なることから、シード層１８が十分にエッチングされずに残ってしまうことがしばしばある。さらに、コイル巻回体のスペースが狭い場合、イオンミリングのアルゴン粒子がこの狭いスペースに入っていったとしても、アルゴン粒子と一緒に運び去られたCu粒子が再びコイル巻回体の側壁に付着することがある。このようなエッチング残滓があると、コイル巻回体が短絡されてしまう恐れがある。

特公昭５５−４１０１２号公報には、絶縁膜を介して第１および第２の薄膜コイル半部を絶縁膜を介して交互に配置した薄膜コイルが開示されている。この公報の第７図には、第１層目の薄膜コイルの第１および第２の薄膜コイル半部を左巻きに構成し、第２層目の薄膜コイルの第１および第２の薄膜コイル半部を右巻きに形成し、内側の接点パッド同士および外側の接点パッド同士を接続することによって同一方向に電流が流れるようにした構成が示されている。しかしながら、この従来の薄膜コイルでは、第１の薄膜コイル半部を形成した後、全体に亘って絶縁膜および導電膜をスパッタまたは蒸着によって形成し、さらにその上に選択的にマスクを形成し、導電膜の、第１の薄膜コイル半部の上に形成されている部分を選択的にエッチングし、第１の薄膜コイル半部の順次のコイル巻回体の間のスペースを埋める部分を残して第２の薄膜コイル半部を形成している。したがって、第１および第２の薄膜コイル半部は自己整合的に形成されておらず、コイル巻回体の間隔をサブミクロンのオーダまで微細化することはできない。

本発明者は、上述した問題を少なくとも軽減するために、アメリカ特許第6,191,916および6,204,997において、第１の薄膜コイル半部をシード層を用いる電解メッキで形成した後、全体に亘って薄い絶縁膜およびシード層を形成し、第１の薄膜コイル半部の順次のコイル巻回体の間のスペースに開口を有するフォトレジスト膜を形成し、これをマスクとして電解メッキを施して第２の薄膜コイル半部を形成する方法を提案している。このような薄膜コイルの製造方法によれば、第１および第２の薄膜コイル半部を電解メッキによって正確に形成することができる。

しかしながら、第２の薄膜コイル半部を形成するために所定のパターンの開口を有するフォトレジスト膜を用いているので、第１および第２の薄膜コイル半部を自己整合的に形成することはできず、したがって順次のコイル巻回体の間のスペースをクオーターミクロンオーダと狭くすることは困難である。

本発明の目的は、誘導型薄膜磁気ヘッドのポールチップをサブミクロンオーダ、特にクオーターミクロンオーダの微細構造として面記録密度を大幅に向上することができる薄膜磁気ヘッドおよびそのような薄膜磁気ヘッドを容易かつ正確に製造することができる方法を提供しようとするものである。

本発明の他の目的は、誘導型薄膜磁気ヘッドのポールチップをサブミクロンオーダ、特にクオーターミクロンオーダの微細構造として面記録密度を向上することができるとともに、サイドライトおよび磁束の飽和を防止して高い効率を有する薄膜磁気ヘッドおよびそのような薄膜磁気ヘッドを容易かつ正確に製造することができる方法を提供しようとするものである。

本発明の他の目的は、誘導型薄膜磁気ヘッドのポールチップをサブミクロンオーダ、特にクオーターミクロンオーダの微細構造として面記録密度を向上することができとともにサイドライトおよび磁束の飽和を防止して高い効率を有するとともに、薄膜コイルのコイル巻回体の間隔を狭くしてコイル巾ＬC を狭くし、その結果として磁路長ＬM を短くして高周波数特性を改善した薄膜磁気ヘッドおよびそのような薄膜磁気ヘッドを容易かつ正確に製造することができる方法を提供しようとするものである。

本発明の第１の特徴による薄膜磁気ヘッドは、
基板と、
この基板の上に、エアーベアリング面から内方に延在し、平坦な表面を有するように形成された磁性材料より成り、下部ポールを構成する第１の磁性材料膜と、
この第１の磁性材料膜の、前記基板とは反対側の平坦な表面上に、前記エアーベアリング面からスロートハイト零の基準位置を越えて内方に延在するように形成され、下部トラックポールの一部分を構成する第２の磁性材料膜と、
前記第１の磁性材料膜の平坦な表面に、これから絶縁分離されると共に相互に絶縁分離された複数のコイル巻回体を有し、前記第１の磁性材料膜とは反対側の表面が前記第２の磁性材料膜の表面と同一平坦面となるように形成された薄膜コイルと、
この薄膜コイルおよび前記第２の磁性材料膜の平坦な表面の上に、薄膜コイルを覆うと共に第２の磁性材料膜の一部分を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在する絶縁膜と、
前記第２の磁性材料膜の、前記絶縁膜で覆われていない残余の部分を覆って下部トラックポールの一部分を構成し、前記第２の磁性材料膜とは反対側の表面が前記絶縁膜の薄膜コイルとは反対側の表面と同一平坦面となるように形成された第３の磁性材料膜と、
前記絶縁膜および第３の磁性材料膜の平坦な表面に平坦に形成された非磁性材料より成るライトギャップ膜と、
このライトギャップ膜の、前記第３の磁性材料膜および絶縁膜と接触する表面とは反対側の表面に形成され、前記第２の磁性材料膜および前記第３の磁性材料膜で構成された下部トラックポールと整列された上部トラックポールを有する上部ポールを構成する第４の磁性材料膜と、
を具えるものである。

本発明の第２の特徴による薄膜ヘッドは、
基板と、
この基板上に、エアーベアリング面から内方に延在し、平坦な表面を有するように形成された磁性材料より成り、下部ポールを構成する第１の磁性材料膜と、
この第１の磁性材料膜の、前記基板とは反対側の平坦な表面上に、前記エアーベアリング面からスロートハイト零の基準位置を越えて内方に延在するように形成され、下部トラックポールの一部分を構成する第２の磁性材料膜と、
前記第１の磁性材料膜の一方の平坦な表面に、これから絶縁分離されると共に相互に絶縁分離された複数のコイル巻回体を有し、前記第１の磁性材料膜とは反対側の表面が前記第２の磁性材料膜の表面と同一平坦面となるように形成された薄膜コイルと、
この薄膜コイルおよび前記第２の磁性材料膜の平坦な表面の上に、薄膜コイルを覆うと共に第２の磁性材料膜の一部分を覆い、スロートハイト零の基準位置よりも内側まで延在する第１の絶縁膜と、
前記第２の磁性材料膜の、前記第１の絶縁膜で覆われていない残余の部分を覆って下部トラックポールの一部分を構成し、前記第２の磁性材料膜とは反対側の表面が前記第１の絶縁膜の薄膜コイルとは反対側の表面と同一平坦面となるように形成された第３の磁性材料膜と、
前記第１の絶縁膜および第３の磁性材料膜の平坦な表面に、第１の絶縁膜を覆うと共に前記第３の磁性材料膜の一部分を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在するように形成された第２の絶縁膜と、
前記第３の磁性材料膜の、前記第２の絶縁膜で覆われていない残余の部分を覆い、下部トラックポールの一部分を構成し、前記第３の磁性材料膜とは反対側の表面が前記第２の絶縁膜の表面と同一平坦面となるように形成された第４の磁性材料膜と、
前記第２の絶縁膜および第４の磁性材料膜の平坦な表面に平坦に形成された非磁性材料より成るライトギャップ膜と、
このライトギャップ膜の、前記第４の磁性材料膜および第２の絶縁膜と接触する表面とは反対側の平坦な表面に形成され、前記第２、第３および第４の磁性材料膜で構成された下部トラックポールと整列された上部トラックポールを有する上部ポールを構成するように形成された第５の磁性材料膜と、
を具え、スロートハイトを０．５μｍ以下とし、前記下部トラックポールを構成する第２〜第４の磁性材料膜の前記エアーベアリング面からの長さを、前記ライトギャップ膜から遠去かるに従って長くなるようにしたものである。

さらに本発明の第３の特徴による薄膜磁気ヘッドは、
基板と、
この基板上に、エアーベアリング面から内方に延在し、平坦な表面を有するように形成された磁性材料より成り、下部ポールを構成する第１の磁性材料膜と、
この第１の磁性材料膜の、前記基板とは反対側の平坦な表面上に、前記エアーベアリング面からスロートハイト零の基準位置を越えて内方に延在するよう形成され、下部トラックポールを構成する第２の磁性材料膜と、
前記第１の磁性材料膜の一方の表面に、これから絶縁分離されると共に相互に絶縁分離された複数のコイル巻回体を有し、前記第１の磁性材料膜とは反対側の表面が前記第２の磁性材料膜の表面と同一平坦面となるように形成された薄膜コイルと、
この薄膜コイルおよび前記第２の磁性材料膜の平坦な表面上に、薄膜コイルを覆うと共に第２の磁性材料膜の一部分を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在する絶縁膜と、
前記第２の磁性材料膜の、前記絶縁膜で覆われていない残余の表面を覆い、さらに第２の磁性材料膜と前記絶縁膜との段差を越えてこの絶縁膜の表面を覆うように形成された非磁性材料より成るライトギャップ膜と、
このライトギャップ膜の上に、前記第２の磁性材料膜と対向するように形成され、前記第２の磁性材料膜によって構成される下部トラックポールと整列された上部トラックポールの一部分を構成し、前記ライトギャップ膜とは反対側の表面が前記絶縁膜の上のライトギャップ膜と同一平坦面を構成するように形成された第３の磁性材料膜と、
前記ライトギャップ膜および第３の磁性材料膜の平坦な表面に平坦に形成され、前記第２の磁性材料膜によって構成される下部トラックポールと整列された上部トラックポールを構成する部分を有する第４の磁性材料膜と、
を具えるものである。

上述した本発明の第１〜第３の特徴による薄膜磁気ヘッドの好適な実施例においては、前記薄膜コイルが、
所定の間隔を置いて形成されたコイル巻回体を有する第１の薄膜コイル半部と、
この第１の薄膜コイル半部の順次のコイル巻回体の間に、第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体と層間絶縁膜を介して自己整合的に形成され、少なくとも一部分が、ＣＶＤで形成された第１の導電膜と、電解メッキで形成された第２の導電膜を含む２層構造を有するコイル巻回体を有する第２の薄膜コイル半部と、
前記第１および第２の薄膜コイル半部のいずれか一方の最内周のコイル巻回体と、他方の薄膜コイル半部の最外周のコイル巻回体との間を前記絶縁膜に形成された開口を経て電気的に接続する第１のジャンパ配線と、
前記絶縁膜に形成された開口を経て他方の薄膜コイル半部の最内周のコイル巻回体に一端が接続された第２のジャンパ配線と、
を具えるものである。

このように薄膜コイルの第１および第２の薄膜コイル半部が自己整合的に形成されている薄膜磁気ヘッドにおいては、順次のコイル巻回体の間はきわめて膜厚の薄い層間絶縁膜で絶縁分離されているだけであるので、コイルピッチを０．５μｍと狭くして磁路長を短くすることができ、高周波数特性を改善することができる。

さらに本発明の第１〜第３の特徴による薄膜磁気ヘッドにおいては、上部ヨークを構成する磁性材料膜を２層または３層構造とすることもできるが、その場合には、ライトギャップ膜と接触する方の磁性材料膜を、他方の磁性材料膜よりも飽和磁束密度の高い磁性材料で形成するのが好適である。また、この２層または３層構造の間にアルミナ絶縁膜のような非磁性材料膜を介在させることもできる。この非磁性材料膜の膜厚は、１０ｎｍ以下、特に３〜５ｎｍと薄くするのが好適である。さらに、下部トラックポールの全部或いはその一部分を構成する第２の磁性材料膜も、２層または３層構造とすることもでき、その場合には、ライトギャップ膜に近い方の磁性材料膜を、遠い方の磁性材料膜よりも飽和磁束密度の高い磁性材料で形成するのが好適である。

上述した本発明の第１〜第３の特徴による薄膜磁気ヘッドにおいては、平坦に形成された１層、２層または３層の磁性材料膜によって構成される下部トラックポールと、平坦に形成された１層、２層または３層の磁性材料膜によって構成される上部トラックポールとが整列して形成されているので、幅が０．２μｍ以下の狭トラックポールを正確に得ることができ、トラック幅を狭くして、面記録密度を向上することができる。また、スロートハイト零の基準位置は、平坦に形成された絶縁膜のエアーベアリング面側の端縁によって正確に規定され、この位置は製造工程中に変動することがないので、サブミクロンオーダーのきわめて短いスロートハイトを正確に規定することができ、薄膜コイルをエアーベアリング面側に一層近付けることができ、薄膜磁気ヘッドの効率を改善することができる。

上述した本発明による第１および第３の薄膜磁気ヘッドにおいては、下部トラックポールを構成する第２の磁性材料膜および薄膜コイルは平坦な表面を構成し、この平坦な表面の上に第３の磁性材料膜および絶縁膜を平坦に形成し、この絶縁膜のエアーベアリング面側の端面によってスロートハイト零の基準位置を規定するようにし、第２の特徴による薄膜磁気ヘッドにおいては、下部トラックポールの一部を構成する第２の磁性材料膜および薄膜コイルは平坦な表面を構成し、この平坦な表面に第３の磁性材料膜および第１の絶縁膜を平坦に形成し、この平坦な表面に第４の磁性材料膜および第２の絶縁膜を平坦に形成し、この第２の絶縁膜のエアーベアリング面側の端面によってスロートハイト零の基準位置を規定するようにしているが、この絶縁膜の端面の位置は製造工程中に変動することがないので、スロートハイトを正確に規定した値とすることができる。さらにスロートハイト零の基準位置を規定する絶縁膜と磁性材料膜との平坦な表面の上にライトギャップ膜を平坦に形成し、その平坦な表面の上に上部ポールを構成する磁性材料膜を平坦に形成することができるので、磁極部分を正確に微細化することができる。さらに本発明による第２の特徴による薄膜磁気ヘッドにおいては、上述した利点に加えて、下部トラックポールを構成する第２〜第４の磁性材料膜の、エアーベアリング面からの長さが徐々に短くなり、書き込み時に薄膜コイルを流れる電流によって発生される磁束の飽和が起こりにくくなり、記録の効率が改善され、スロートハイトが０．５μｍ以下、特にクオーターミクロン以下に微細化された薄膜磁気ヘッドにおいてはきわめて有利である。

上述したようにライトギャップ膜を介して互いに対向する磁性材料膜は、高い飽和磁束密度を有する磁性材料で形成するのが好適であるが、特に上部トラックポールを構成する磁性材料膜は、FeN、FeCo、CoNiFe、CoFeN、FeAlNまたはFeZrNで形成するのが好適である。この場合、下部トラックポールを構成する磁性材料膜は、FeN、FeCo、CoNiFe、CoFeN、FeAlN、FeZrNまたはNiFeで形成することができる。CoNiFeおよびNiFe膜は電解メッキ形成することができ、FeN、FeAlN1、FeZrNおよびCoFeN膜はスパッタリングで形成することができ、FeCoは電解メッキでも、スパッタリングでも形成することができる。FeCoのメッキ膜の飽和磁束密度は２．３Tであり、スパッタ膜の飽和磁束密度は２．４Tである。

さらに、上述したように薄膜コイルを、自己整合的に形成した第１および第２の薄膜コイル半部で形成されている薄膜磁気ヘッドにおいては、前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体を銅の電解メッキで形成し、前記第２の薄膜コイル半部のコイル巻回体を、Cu-CVDで形成された第１の導電膜と、銅の電解メッキで形成された第１の導電膜との２層構造とするのが好適である。この場合、第２の薄膜コイル半部のコイル巻回体の、トラックポールと橋絡部との間の部分は幅が狭く形成されているので、全体が銅の電解メッキで形成された第１の導電膜で構成されることになるが、幅の広い部分は、上述したように銅の電解メッキによって形成された第１の導電膜と、Cu-CVDで形成された第２の導電膜との２層構造となる。さらに、前記第１および第２の薄膜コイル半部の隣接するコイル巻回体間に配設された第１の絶縁膜の膜厚は、０．０３〜０．１５μmとするのが好適である。また、この第１の絶縁膜は、アルミナ、酸化シリコンおよび窒化シリコンなどの無機絶縁材料で形成することができるが、特にアルミナ-CVDで形成するのが好適である。

上述したように、薄膜コイルを第１および第２の薄膜コイル半部を以て構成した薄膜磁気ヘッドにおいては、第１の薄膜コイル半部の順次のコイル巻回体間の間隔をコイル巻回体の巾よりもやや大きくすることによって、この順次のコイル巻回体の間に第２の薄膜コイル半部の順次のコイル巻回体を層間絶縁膜を介して自己整合的に配置することができ、これら第１および第２の薄膜コイル半部のコイル巻回体間の間隔をきわめて小さくすることができ、したがって磁路長を短くすることができ、その結果として磁束立ち上がり時間やＮＬＴＳ特性や重ね書き特性などの高周波数特性を改善することができる。

このような薄膜磁気ヘッドにおいては、前記第１および第２の薄膜コイル半部の隣接するコイル巻回体の間隔を０．２μm以下、特に０．０３〜０．１５μmとするのが好適である。ここで、順次のコイル巻回体間の間隔を０．０３μmよりも狭くすると、順次のコイル巻回体間で絶縁不良が発生する恐れがある。また、順次のコイル巻回体間の間隔を０．２μmよりも大きくしたのでは、薄膜コイルの磁路長を短縮する効果が十分に得られない。本発明では、上述したように、順次のコイル巻回体間の間隔を０．２μm以下、特に０．０３〜０．１５μmと狭くすることによって、コイル巻回体の巾を狭くすることなく上述した磁路長を、図９に示した従来の誘導型薄膜磁気ヘッドの磁路長の半分以下と短くすることができ、上述したアメリカ特許第6,191,916および6,204,997に開示された誘導型薄膜磁気ヘッドの磁路長に比べても短くすることができ、誘導型薄膜磁気ヘッドの性能を著しく向上することができる。

本発明の第４の特徴による薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
下部ポールを構成する第１の磁性材料膜を、基板によって支持されるように平坦に形成する工程と、
この第１の磁性材料膜の平坦な表面に、下部トラックポールの一部分を構成する第２の磁性材料膜と薄膜コイルを同一の平坦な表面を有するように形成する工程と、
前記第２の磁性材料膜および薄膜コイルの平坦な表面に、前記薄膜コイルを覆うとともに前記第２の磁性材料膜の一部分の表面を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在するように絶縁膜を形成する工程と、
表面全体に、前記絶縁膜よりも膜厚の厚い磁性材料膜を形成する工程と、
この磁性材料膜を研磨して、前記第２の磁性材料膜の平坦な表面の、前記絶縁膜で覆われていない部分を覆い、下部トラックポールの一部分を構成する第３の磁性材料膜を、前記絶縁膜の表面と同一平坦面となるように形成する工程と、
この第３の磁性材料膜および前記絶縁膜の平坦な表面に、ライトギャップ膜を構成する非磁性材料より成る非磁性材料膜を平坦に形成する工程と、
この非磁性材料膜の表面に、上部トラックポールおよび上部ポールを構成する平坦な第４の磁性材料膜を形成する工程と、
前記第４の磁性材料膜、非磁性材料膜および第３の磁性材料膜を選択的にエッチングして、互いに整列された上部トラックポール、ライトギャップ膜および下部トラックポールを形成するエッチング工程と、
を具えるものである。

本発明の第５の特徴による薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
下部ポールを構成する第１の磁性材料膜を、基板によって支持されるように平坦に形成する工程と、
この第１の磁性材料膜の平坦な表面に、下部トラックポールの一部分を構成する第２の磁性材料膜と薄膜コイルを同一の平坦な表面を有するように形成する工程と、
前記第２の磁性材料膜および薄膜コイルの平坦な表面に、前記第２の磁性材料膜の一部分の表面を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在し、下部トラックポールの一部分を構成する第３の磁性材料膜を形成する工程と、
表面全体に、この第３の磁性材料膜よりも膜厚の厚い絶縁膜を形成する工程と、
この絶縁膜を研磨して、前記第２の磁性材料膜の平坦な表面の、前記第３の磁性材料膜で覆われていない部分を覆うと共に前記薄膜コイルを覆う絶縁膜を、第３の磁性材料膜の表面と同一平坦面となるように形成する工程と、
前記第３の磁性材料膜および絶縁膜の平坦な表面に、ライトギャップ膜を構成する非磁性材料より成る非磁性材料膜を平坦に形成する工程と、
この非磁性材料膜の表面に、上部トラックポールおよび上部ポールを構成する平坦な第４の磁性材料膜を形成する工程と、
前記第４の磁性材料膜、非磁性材料膜および第３の磁性材料膜を選択的にエッチングして、互いに整列された上部トラックポール、ライトギャップ膜および下部トラックポールを形成するエッチング工程と、
を具えるものである。

本発明の第６の特徴による薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
下部ポールを構成する第１の磁性材料膜を、基板によって支持されるように平坦に形成する工程と、
この第１の磁性材料膜の平坦な表面に、下部トラックポールの一部分を構成する第２の磁性材料膜と薄膜コイルを、同一の平坦面となるように形成する工程と、
前記第２の磁性材料膜および薄膜コイルの平坦な表面に、前記第２の磁性材料膜の平坦な表面の一部分を覆ってスロートハイト零の基準位置よりも内方に延在し、下部トラックポールの一部分を構成する第３の磁性材料膜を形成する工程と、
表面全体に、この第３の磁性材料膜よりも膜厚の厚い絶縁膜を形成する工程と、
この絶縁膜を研磨して、前記第２の磁性材料膜の平坦な表面の、前記第３の磁性材料膜で覆われていない部分を覆うと共に前記薄膜コイルを覆う第１の絶縁膜を、第３の磁性材料膜の表面と同一平坦面となるように形成する工程と、
前記第３の磁性材料膜および第１の絶縁膜の平坦な表面に、前記第３の磁性材料膜の平坦な表面の一部分を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在し、下部トラックポールの一部分を構成する第４の磁性材料膜を形成する工程と、
表面全体に、この第４の磁性材料膜よりも膜厚の厚い絶縁膜を形成する工程と、
この絶縁膜を研磨して、前記第３の磁性材料膜の平坦な表面の、前記第４の磁性材料膜で覆われていない部分を覆うと共に前記第１の絶縁膜を覆う第２の絶縁膜を、第４の磁性材料膜の表面と同一平坦面となるように形成する工程と、
前記第４の磁性材料膜および第２の絶縁膜の平坦な表面に、ライトギャップ膜を構成する非磁性材料より成る非磁性材料膜を平坦に形成する工程と、
この非磁性材料膜の表面に、上部トラックポールおよび上部ポールを構成する平坦な第５の磁性材料膜を形成する工程と、
前記第５の磁性材料膜、非磁性材料膜および第４の磁性材料膜を選択的にエッチングして、互いに整列された上部トラックポール、ライトギャップ膜および下部トラックポールを形成するエッチング工程と、
を具え、スロートハイトを０．５μｍ以下とし、前記下部トラックポールを構成する第２〜第４の磁性材料膜の前記エアーベアリング面からの長さを、前記ライトギャップ膜から遠去かるに従って長くなるようにするものである。

本発明の第７の特徴による薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
下部ポールを構成する第１の磁性材料膜を、基板によって支持されるように平坦に形成する工程と、
この第１の磁性材料膜の平坦な表面に、下部トラックポールの一部分を構成する第２の磁性材料膜と薄膜コイルを、同一の平坦面となるように形成する工程と、
前記第２の磁性材料膜および薄膜コイルの平坦な表面に、薄膜コイルを覆うと共に第２の磁性材料膜の平坦な表面の一部分を覆ってスロートハイト零の基準位置よりも内方に延在する第１の絶縁膜を形成する工程と、
表面全体に、この第１の絶縁膜よりも膜厚の厚い磁性材料膜を形成する工程と、
この磁性材料膜を研磨して、前記第２の磁性材料膜の平坦な表面の、前記第１の絶縁膜で覆われていない部分を覆ってスロートハイト零の基準位置よりも内方に延在する第３の磁性材料膜を、第１の絶縁膜の表面と同一平坦面となるように形成する工程と、
前記第３の磁性材料膜および第１の絶縁膜の平坦な表面に、第１の絶縁膜を覆うと共に第３の磁性材料膜の平坦な表面の一部分を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在する第２の絶縁膜を形成する工程と、
表面全体に、この第２の絶縁膜よりも膜厚の厚い磁性材料膜を形成する工程と、
この磁性材料膜を研磨して、前記第３の磁性材料膜の平坦な表面の、前記第２の絶縁膜で覆われていない部分を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在する第４の磁性材料膜を、第２の絶縁膜の表面と同一平坦面となるように形成する工程と、
前記第４の磁性材料膜および第２の絶縁膜の平坦な表面に、ライトギャップ膜を構成する非磁性材料より成る非磁性材料膜を平坦に形成する工程と、
この非磁性材料膜の表面に、上部トラックポールおよび上部ポールを構成する平坦な第５の磁性材料膜を形成する工程と、
前記第５の磁性材料膜、非磁性材料膜および第４の磁性材料膜を選択的にエッチングして、互いに整列された上部トラックポール、ライトギャップ膜および下部トラックポールを形成するエッチング工程と、
を具えるものである。

本発明の第８の特徴による薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
下部ポールを構成する第１の磁性材料膜を基板によって支持されるように平坦に形成する工程と、
この第１の磁性材料膜の平坦な表面に、下部トラックポールの一部分を構成する第２の磁性材料膜を形成する工程と、
前記第１の磁性材料膜の表面に、これから絶縁分離されると共に前記第２の磁性材料膜の表面と同一平坦面となるように薄膜コイルを形成する工程と、
この第２の磁性材料膜および薄膜コイルの平坦な表面に、前記薄膜コイルを覆うとともに前記第２の磁性材料膜の平坦な表面の一部分を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在するように絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の磁性材料膜の、前記絶縁膜で覆われていない表面を覆うとともに、前記第２の磁性材料膜の第１の部分と前記絶縁膜との段差を越えてその表面を覆うようにライトギャップ膜を構成する非磁性材料膜を形成する工程と、
表面全体に前記第２の磁性材料膜および絶縁膜の膜厚の和よりも厚い磁性材料膜を形成する工程と、
この磁性材料膜を研磨して、前記非磁性材料膜を介して前記第２の磁性材料膜の、前記絶縁膜で覆われていない部分と対向する上部トラックポールを構成する第３の磁性材料膜を、絶縁膜の表面と同一平坦面となるように形成する工程と、
この第３の磁性材料膜および非磁性材料膜の平坦な表面に、上部トラックポールおよび上部ポールを構成する平坦な第４の磁性材料膜を形成する工程と、
前記第４の磁性材料膜、第３の磁性材料膜、非磁性材料膜および第２の磁性材料膜を選択的に除去して、互いに整列された上部トラックポール、ライトギャップ膜および下部トラックポールを形成するエッチング工程と、
を具えるものである。

このような本発明の第４〜第８の特徴による薄膜磁気ヘッドの製造方法の好適な実施例においては、前記薄膜コイルを形成する工程が、
第１の薄膜コイル半部の複数のコイル巻回体を、前記第１の磁性材料膜から絶縁分離されるように形成する工程と、
この第１の薄膜コイル半部を含む表面全体を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体間に画成された凹部を含む表面に第１の導電膜をＣＶＤおよび／またはスパッタリングで形成する工程と、
この第１の導電膜を電極として用い、第２の薄膜コイル半部を形成すべき部分以外にマスクを形成した電解メッキによって第２の導電膜を選択的に形成する工程と、
この第２の導電膜をマスクとするエッチングにより前記第１の導電膜を選択的に除去する工程と、
表面全体に、前記第２の磁性材料膜の膜厚よりも厚い絶縁膜を形成する工程と、
この絶縁膜および前記第１および第２の導電膜を、前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体の表面が露出するまで研磨して、前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体の間に画成された凹部内に前記層間絶縁膜を介して配置されたコイル巻回体を有する第２の薄膜コイル半部を形成するとともに、前記第２の磁性材料膜、薄膜コイルおよびこれらを囲む絶縁膜を同一平坦面とする研磨工程と、
を具えるものである。

さらに、本発明の第４〜第８の特徴による薄膜磁気ヘッドの製造方法の他の好適な実施例においては、前記薄膜コイルを形成する工程が、
第１の薄膜コイル半部の複数のコイル巻回体を、前記第１の磁性材料膜から絶縁分離されるように形成する工程と、
この第１の薄膜コイル半部を含む表面全体を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、
第２の薄膜コイル半部を形成すべき領域に、マスクを選択的に形成した後、表面全体に、前記第２の磁性材料膜よりも膜厚の厚い絶縁膜を形成する工程と、
この絶縁膜をＣＭＰによって研磨して、マスクを露出させる工程と、
この露出したマスクをエッチングより除去し、前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体間に凹部を画成して前記層間絶縁膜を露出させる工程と、
前記前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体間に画成された凹部を含む表面全体に第１の導電膜をＣＶＤおよび／またはスパッタリングで形成する工程と、
この第１の導電膜を電極として用いる電解メッキによって前記凹部を埋めるように第２の導電膜を形成する工程と、
この第２の導電膜を、前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体の表面が露出するまで研磨して、前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体の間に画成された凹部内に前記層間絶縁膜を介して配置されたコイル巻回体を有する第２の薄膜コイル半部を形成するとともに、前記第２の磁性材料膜、薄膜コイルおよびこれらを囲む絶縁膜を同一平坦面とする研磨工程と、
を具えるものである。

薄膜コイルを形成するに当たっては、薄膜コイルのコイル巻回体の、エアーベアリング面と隣接する磁極部分とバックギャップとの間に配設される部分の幅は、それ以外の部分に比べて狭く形成されるが、第１の導電膜をＣＶＤおよび／またはスパッタリングで厚く形成する際には、コイル巻回体の幅の狭い部分では、側壁からの堆積によって凹部が完全に埋まるので、第１の導電膜だけでコイル巻回体が形成されることになる。一方、コイル巻回体の幅の広い部分では、第１の導電膜だけでは埋められず、第１の導電膜と第２の導電膜でコイル巻回体が形成されることになる。

また、第１の導電膜をＣＶＤおよび／またはスパッタリングで薄く形成する際には、コイル巻回体の幅の狭い部分でも、側壁からの堆積によって凹部が完全に埋まることはないので、コイル巻回体の幅の狭い部分および広い部分ともに第１の導電膜と第２の導電膜でコイル巻回体が形成されることになる。

さらにこのような薄膜コイルの形成方法においては、薄膜磁気ヘッドの最内周のコイル巻回体の端部のコンタクト部と、バックギャップを構成する橋絡部との間に広い凹部を形成し、薄膜コイルを形成する際の絶縁膜を、この凹部を埋めるように形成するのが好適である。この場合には、橋絡部とコンタクト部との間が広い絶縁膜によって有効に絶縁分離されることになり、短絡から保護することができる。

また、本発明の第４、第５および第８の特徴による薄膜磁気ヘッド製造方法の好適な実施例では、
前記第２の磁性材料膜を、下部トラックポールを構成する第１の部分と、前記薄膜コイルのコンタクト部と接触するジャンパ配線の一部を構成する第２の部分とを有するように形成し、
前記第３の磁性材料膜を、前記第２の磁性材料膜の第１の部分の、前記第１の絶縁膜で覆われていない部分を覆って下部トラックポールを構成する第１の部分と、前記絶縁膜に形成された開口を経て前記第２の磁性材料膜の第２の部分と接触して橋絡部の残部を構成する第２の部分と、前記絶縁膜に形成された開口を経て前記薄膜コイルのコンタクト部と接触するジャンパ配線の一部を構成する第３の部分とを有するように形成し、
前記第４の磁性材料膜を、前記第３の磁性材料膜の橋絡部を構成する第２の部分およびジャンパ配線を構成する第３の部分と接触するように形成し、
前記第４の磁性材料膜、非磁性材料膜および第３の磁性材料膜を選択的にエッチングして、互いに整列された上部トラックポール、ライトギャップ膜および下部トラックポールを形成すると共に薄膜コイルに接続されたジャンパ配線を形成する。

さらに本発明の第６および第７の特徴による薄膜磁気ヘッド製造方法の好適な実施例では、
前記第２の磁性材料膜を、下部トラックポールを構成する第１の部分と、前記薄膜コイルのコンタクト部と接触するジャンパ配線の一部を構成する第２の部分とを有するように形成し、
前記第３の磁性材料膜を、前記第２の磁性材料膜の第１の部分の、前記第１の絶縁膜で覆われていない部分を覆って下部トラックポールを構成する第１の部分と、前記第１の絶縁膜に形成された開口を経て前記第２の磁性材料膜の第２の部分と接触して橋絡部の一部を構成する第２の部分と、前記第１の絶縁膜に形成された開口を経て前記薄膜コイルのコンタクト部と接触するジャンパ配線の一部を構成する第３の部分とを有するように形成し、
前記第４の磁性材料膜を、前記第３の磁性材料膜の第１の部分の、前記第２の絶縁膜で覆われていない部分を覆って下部トラックポールを構成する第１の部分と、前記第２の絶縁膜に形成された開口を経て前記第３の磁性材料膜の第２の部分と接触して橋絡部の一部を構成する第２の部分と、前記第２の絶縁膜に形成された開口を経て前記第３の磁性材料膜の第３の部分と接触するジャンパ配線の一部を構成する第３の部分とを有するように形成し、
前記第５の磁性材料膜を、前記第４の磁性材料膜の橋絡部を構成する第２の部分およびジャンパ配線の一部を構成する第３の部分と接触するように形成し、
前記第５の磁性材料膜、非磁性材料膜および第４の磁性材料膜を選択的にエッチングして、互いに整列された上部トラックポール、ライトギャップ膜および下部トラックポールを形成すると共に薄膜コイルに接続されたジャンパ配線を形成する。

上述した本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、ライトギャップ膜を構成する非磁性材料膜の上側に形成される１層または２層の磁性材料膜、非磁性材料膜およびその下側の１層、２層または３層の磁性材料膜を選択的にエッチングして互いに整列された上部トラックポール、ライトギャップ膜および下部トラックポールを形成するエッチング工程、あるいは上部トラックポール、ライトギャップ膜および下部トラックポールを形成するのと同時に薄膜コイルに接続されたジャンパ配線を形成するエッチング工程は、リアクティブ・イオン・エッチング（Reactive Ion Etchingの頭文字をとってＲＩＥと称する）とするのが好適である。また、このエッチング工程において、前記第２の磁性材料膜の表面を、前記ライトギャップ膜を越えてエッチングしてトリム構造を形成するのが好適である。

上述した本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の好適な実施例においては、第１の導電膜をステップカバレージの良好なＣＶＤで形成するので、第１の薄膜コイル半部の順次のコイル巻回体間に形成されるきわめて幅の狭い凹部をボイドを形成することなく良好に形成することができる。また、第１の薄膜コイル半部を形成した領域をＣＶＤで形成した第１の導電膜で覆い、さらに薄膜コイル形成領域を電解メッキで形成した第２の導電膜で覆った後、この第１の導電膜をマスクとして第１の導電膜の余分な部分をエッチングにより選択的に除去するので、他にエッチングマスクを形成する工程が省略でし、それだけスループットが向上し、製造コストを下げることができる。この第１の導電膜は、例えばイオンミリングによって容易に除去することができる。

さらに、第２の薄膜コイル半部のコイル巻回体を構成する第１および第２の導電膜を形成した後、それを部分的に除去する工程は、アルカリスラリや中性スラリを用いるＣＭＰ，イオンビームミリングやスパッタエッチングなどのドライエッチングで行ったり、ＣＭＰで荒く除去した後、ドライエッチングで微調整して除去することができる。

また、エアーベアリング面に最も近いコイル巻回体を第２の薄膜コイル半部の最外周のコイル巻回体で構成するとともにバックギャップを構成する橋絡部に最も近いコイル巻回体を第２の薄膜コイル半部の最内周のコイル巻回体で構成する場合、これら第２の薄膜コイル半部の最外周のコイル巻回体および最内周のコイル巻回体の幅を、それ以外のコイル巻回体の幅よりも広くするのが好適である。その理由は、第１薄膜コイル半部を形成する位置がずれた場合でも、これら最外周のコイル巻回体および最内周のコイル巻回体の幅が所望の値よりも狭くなり、抵抗値が過度に高くなる恐れがなくなるためである。

本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、上部および下部トラックポールの幅をサブミクロンオーダーと非常に狭くしてもきわめて正確に形成することができる。また、上部トラックポールおよび上部ポールをFeN、FeCo、CoNiFe、FeAlN、FeZrNまたはCoFeNで形成し、下部トラックポールをFeN、FeCo、CoNiFe、FeAlN、FeZrN、NiFeまたはCoFeNで形成するのが好適である。この場合、CoNiFe、FeCo、NiFeはメッキ膜として形成し、FeN、FeCo、FeAlN1、FeZrNおよびCoFeNはスパッタ膜で形成することができる。また、下部トラックポールおよび上部トラックポールを形成するためのＲＩＥを、Cl₂、Cl₂にBCl₂などのホウ素系ガスを混合した混合ガスあるいはCl₂にAr, N₂などの不活性ガスを混合した混合ガスなどの雰囲気中で、５０℃以上、特に２００〜３００℃の高いエッチング温度で行うのが好適である。

さらに本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、第１および第２の薄膜コイル半部を絶縁する絶縁膜は、アルミナ、酸化シリコンおよび窒化シリコンなどの無機絶縁材料で形成することができるが、特にアルミナ-CVDで形成するのが好適である。このアルミナ-CVD膜は、１〜２ Torrの減圧中において、１００〜３００℃の温度、特に１５０〜２００°Cの温度で、Al(CH₃)₃またはAlCl₃と、H₂O, N₂, N₂OまたはH₂O₂とを交互に断続的に噴射するアトミックレイヤー法で形成された減圧Al2O3-CVD膜とするのが特に好適である。このようにしてステップカバレージに優れているとともにキーホールやボイドを含まず、したがって膜厚を薄くしても良好な絶縁特性を有する良い絶縁膜を形成できる。

（好適実施例の説明）
図１０Ａおよび１０Ｂ〜図２３Ａおよび２３Ｂは、本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの第１の実施例を製造する方法の順次の工程を示す断面図および平面図であり、断面図において、Ａはエアーベアリング面に垂直な断面図、Ｂは磁極部分をエアーベアリング面に平行な平面で切って示す断面図である。読み取り用の磁気抵抗型薄膜磁気ヘッドであるＧＭＲヘッド素子の構成およびその製造方法は従来のものとほぼ同じである。図１０Ａ、１０Ｂに示すように、AlTiCより成る基板３１の上に、アルミナより成る絶縁膜３２を約３μｍの膜厚に堆積し、さらにその上に読み出し用のＧＭＲヘッド素子に対する磁気シールドを行うために、パーマロイより成る下部シールド膜３３を、フォトレジスト膜をマスクとするメッキ法によって所定のパターンにしたがってほぼ２〜３μｍの膜厚に形成する。

次に、ウエファ全体の上に３〜４μｍの膜厚のアルミナ膜を形成し、ＣＭＰによって平坦化することで下部シールド膜３３を露出させる。続いて、３０〜３５ｎｍの膜厚のアルミナより成る下部シールドギャップ膜３４をスパッタリングにより形成した後、所定の層構造を有するＧＭＲ膜３５およびこのＧＭＲ膜に対する引出し電極３６を、リフトオフによって形成する。その後、アルミナのスパッタリングにより上部シールドギャップ膜３７を３０〜３５ｎｍの膜厚に形成し、その上にＧＭＲヘッド素子のアルミナより成る上部磁気シールド膜３８を、約１〜１．５μｍの膜厚に形成する。

次に、再生用のＧＭＲヘッド素子と記録用の誘導型薄膜磁気ヘッド素子を磁気的に分離して再生用ＧＭＲヘッド素子の再生出力中のノイズを抑圧するためのアルミナより成る分離膜３９を約０．１５〜０．３μｍの膜厚に形成した後、記録用ヘッド素子の下部ポールを構成する磁性材料膜４０を２．０〜２．５μｍの膜厚に形成する。この磁性材料膜４０は、NiFe(80%:20%)、NiFe(45%:55%)、FeCo(67% : 33%)あるいはCoNiFe(64％：18％：18％）のメッキ膜で形成したり、FeAlN, FeN, FeCo、CoFeN、 FeZrNなどのスパッタ膜で形成できるが、本例ではCoNiFeのメッキ膜で形成する。

次に、磁性材料膜４０の上に、フォトレジストマスクを用いてCoNiFeより成る帯状の磁性材料膜４１を電解メッキにより３．０μmの膜厚に形成する。後述するように、この帯状の磁性材料膜４１は下部ポールを構成するものである。また、磁性材料膜４１を形成するのと同時にバックギャップを構成する第１の橋絡部４１ａを形成する。さらに、表面全体にアルミナより成る絶縁膜４３を０．２μｍの膜厚に形成し、さらにその上に、Cuより成るシード層４４を５０nmの膜厚に形成した様子を図１０Ａ、１０Ｂに示す。

次に、このCu-シード層４４の上に、所定の形状のレジストマスクを形成した後、銅の電解メッキにより第１の薄膜コイル半部４５を、最終的に形成すべき薄膜コイルの膜厚である２．０μｍよりもやや厚い２．５〜３．０μmの膜厚に形成し、レジストマスクを除去した後、露出したシード層４４をイオンミリングによって除去し、さらに、表面全体を覆うようにアルミナ絶縁膜４６を０．１μmの膜厚に形成した様子を図１１Ａ、１１Ｂに示す。このようにして形成した第１の薄膜コイル半部４５のコイル巻回体のCu膜を、Cu-Platingを省略してCu-P膜と称する。

このとき、後に配線に対するコンタクト部を構成する最内周のコイル巻回体の端部４５ａの幅は他のコイル巻回体の幅よりも広くする。また、本実施例においては、薄膜コイルの、下部ポールおよび上部ポールによって囲まれる部分においては、最外周のコイル巻回体および最内周のコイル巻回体を後に形成する第２の薄膜コイル半部で構成し、さらにそれらの幅が他の部分の幅よりも広くなるように間隔を設定する。すなわち、トラックポールを構成する磁性材料膜４１の端面と第１の薄膜コイル半部４５の最外周のコイル巻回体との間のスペースの幅Ｗ１およびバックギャップを構成する橋絡部４１ａの端面と最内周のコイル巻回体との間のスペースの幅Ｗ２を、順次のコイル巻回体間のスペースの幅Ｗ３よりも広くする。本例では、第１の薄膜コイル半部４５のコイル巻回体の幅を０．３μmとし、それらの間隔を、Ｗ１＝Ｗ２＝０．４μm、Ｗ３＝０．３μmとして、最外周および最内周のコイル巻回体の幅をそれ以外のコイル巻回体の幅よりも０．１μm以上広くなるようにする。本発明においては、このＷ１、Ｗ２とＷ３との差は０．１〜０．３μmとすることができる。また、薄膜コイルの、下部ポールおよび上部ポールによって囲まれる領域以外のコイル巻回体の幅を広くするために、橋絡部４１ａの、エアーベアリング面側とは反対側のスペースの幅Ｗ４は、上述した幅Ｗ１，Ｗ２およびＷ３よりもさらに広くする。ただし、図面はこれらの幅の比率を正確に表すものではなく、大小関係を示すものである。

このように、Ｗ１、Ｗ２＞Ｗ３とする理由は以下の通りである。上述したように第１の薄膜コイル半部４５を形成する際にはレジストマスクを使用するが、その位置がずれる可能性がある。例えば、レジストマスクがエアーベアリング面側にずれると、磁性材料膜４１の端面と第１の薄膜コイル半部４５の最外周のコイル巻回体との間のスペースの幅Ｗ１は狭くなり、レジストマスクがエアーベアリング面とは反対側にずれると、バックギャップを構成する橋絡部４１ａの端面と第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体との間のスペースの幅Ｗ２が狭くなる。このように幅Ｗ１あるいはＷ２がミスアライメント等で狭くなると、後に形成される第２の薄膜コイル半部のコイル巻回体の幅がそれだけ狭くなり、抵抗値が所定の値よりも高くなってしまう。特に、最外周のコイル巻回体は、その長さが他のコイル巻回体に比べて長いので、その幅Ｗ１が狭くなると抵抗値が非常に高くなり、発熱する恐れがある。このようにエアーベアリング面に近い部分での発熱は、熱膨張によってポールチップが外側に膨らんで記録媒体と接触するポール突出（pole protrusion）の問題が起こる恐れがある。上述したように、Ｗ１、Ｗ２＞Ｗ３とすることによって、第１の薄膜コイル半部４5を形成する際のレジストマスクの位置のずれがあっても、第１の薄膜コイル半部の最外周および最内周のコイル巻回体の幅が所定の幅よりも狭くなることがなくなり、上述したポール突出の問題を有効に解決することができる。

さらに、第１の薄膜コイル半部４５の最外周および最内周のコイル巻回体と磁性材料膜４１および橋絡部４１ａとの間の距離を長くすると、第１の薄膜コイル半部を形成する際のフォトリソグラフィの露光時に、これらの磁性材料膜および橋絡部からの反射が少なくなるので、フォトリソグラフィが容易かつ正確となるという利点もある。

さらに、図１１Ａおよび１１Ｂに示すように、表面全体にアルミナ絶縁膜４６を０．１μmの膜厚に形成する。このアルミナ絶縁膜４６はＣＶＤによって形成するのが好適である。すなわち、ウエファを収容したＣＶＤチャンバを１〜２Torrの減圧状態に保ち、１００〜３００°Ｃの温度で、Al(CH₃)₃またはAlCl₃と、H₂O, N₂, N₂OあるいはH₂O₂とを交互に断続的に噴射し、ケミカル反応によって堆積形成するアトミックレイヤー法で形成するのが好適である。本例では、１．５Torrに減圧し、温度を１８０〜２５０°Ｃに保ったチャンバに、水蒸気（H2O）とAl(CH₃)₃を約１秒間に１回の割合で噴射させて減圧アルミナ-CVD絶縁膜４６を形成する。このような減圧アルミナ-CVD絶縁膜４６は、良好な絶縁特性を有するとともに優れたステップカバレージを有している利点がある。

次に、図１２Ａおよび１２Ｂに示すように、全体の上にCu-CVD膜４７を１．５〜２．５μmの膜厚に形成する。さらに、図１３Ａおよび１３Ｂに示すように、薄膜コイル形成領域を除く部分に所定のパターンにしたがってフォトレジストマスク４８を形成した後、電解メッキによりCu-P膜４９を、２〜３μmの膜厚に形成する。さらに、図１４Ａおよび１４Ｂに示すように、フォトレジストマスク４８を除去し、Cu-CVD膜４７の露出した部分をCu-P膜４９をマスクとしてＲＩＥあるいはイオンミリングによって選択的に除去する。その後、図１５Ａおよび１５Ｂに示すように、全体の上にアルミナ絶縁膜５０を３〜４μｍの膜厚に形成する。

次に、アルミナ絶縁膜５０の表面をＣＭＰによって研磨し、図１６Ａおよび１６Ｂに示すように、第１の薄膜コイル半部４５、磁性材料膜４１、橋絡部４１ａ、アルミナ絶縁膜５０を露出させて平坦な表面とする。このＣＭＰによって、第１の薄膜コイル半部４５の間にアルミナ-CVD絶縁膜４６を介して第２の薄膜コイル半部５１が自己整合的に形成される。本例では、上述したように、Ｗ１、Ｗ２＞Ｗ３としたので、第２の薄膜コイル半部５１の最外周のコイル巻回体５１ａおよび最内周のコイル巻回体５１ｂの幅は、その他のコイル巻回体の幅よりも広くなっている。また、図１６Ａおよび１６Ｂには示していないが、第２の薄膜コイル半部５１の最内周のコイル巻回体５１ｂの、コンタクト部を構成する端部の幅を広くしてある。本実施例においては、第２の薄膜コイル半部５１は、Cu-CVD膜４７とCu-P膜４９との２層構造となるが、磁性材料膜４１と橋絡部４１ａとで挟まれる部分のコイル巻回体は、その幅が狭いのでCu-CVD膜４７のみで形成されている。また、このようにして形成される薄膜コイルの高さは、ほぼ２μｍとなるようにＣＭＰを制御する。さらにこのＣＭＰによって、バックギャップ部を構成する橋絡部４１ａと、第１および第２の薄膜コイル半部４５および５１の最内周のコイル巻回体の端部（図面では第１の薄膜コイル半部の端部４５ａのみが示されている）との間には幅の広いアルミナ絶縁膜５０が残ることになる。この幅の広いアルミナ絶縁膜５０によって、橋絡部４１ａと、第１および第２の薄膜コイル半部４５および５１の最内周のコイル巻回体の端部との間は電気的に良好に絶縁され、これらが短絡されるのを有効に阻止することができる。

図１７Ａおよび１７Ｂは、上述したようにして形成した薄膜コイルの構造を示すそれぞれ平面図および断面図である。ただし、図面を明瞭とするために、第１および第２の薄膜コイル半部４５および５１のコイル巻回体相互を絶縁分離する層間絶縁膜は太線で示した。第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体の端部４５ａと第２の薄膜コイル半部５１の最外周のコイル巻回体の端部とを電気的に接続するための第１のジャンパ配線６５と、第２の薄膜コイル半部５１の最内周のコイル巻回体の端部を、外部回路に接続するための接点パッドに接続するための第２のジャンパ配線６６とは、後に磁性材料膜と同じ磁性材料で形成する。すなわち、図１７Ａに示すように、一端が第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体の端部４５ａに形成されたコンタクト部４５ｂと接触し、他端が第２の薄膜コイル半部５１の最外周のコイル巻回体５１ａの端部に形成されたコンタクト部５１ｃと接触する第１のジャンパ配線６５と、一端が第２の薄膜コイル半部５１の最内周のコイル巻回体５１ｂの端部に形成されたコンタクト部５１ｄと接触する第２のジャンパ配線６６は磁性材料で形成する。これら第１および第２のジャンパ配線６６および６７は、後述するようにアルミナ絶縁膜５５の上に形成されることになる。また、第１の薄膜コイル半部４５の最外周のコイル巻回体の端部４５ｃは、これと一体的に形成された第３の配線５２によって第１の接点パッドまで導かれている。さらに、第２のジャンパ配線６６の他端は、第１の薄膜コイル半部４５と同時に形成された第４の配線５３のコンタクト部５３ａとアルミナ絶縁膜５５に形成される開口を経て接触しており、この第４の配線５３は第２の接点パッド位置まで延在している。

次に、図１８Ａおよび１８Ｂに示すように、薄膜コイル形成領域を除く部分にフォトレジスト５４を所定のパターンにしたがって形成した後、アルミナ絶縁膜５５を０．５〜１．０μｍの膜厚に一様に形成する。その後、フォトレジスト５４をリフトオフすることによって、アルミナ絶縁膜５５に開口部を形成する。さらに、図１９Ａおよび１９Ｂに示すように、表面全体に2.4Tの飽和磁束密度を有するFeCoより成る磁性材料膜５６を０．８μmの膜厚に形成する。この磁性材料膜５６は、FeNまたはCoFeNで形成することもできる。

さらに、図２０Ａおよび２０Ｂに示すように、FeCoまたはFeNまたはCoFeNより成る磁性材料膜５６の表面をＣＭＰによって平坦として、アルミナ絶縁膜５５を露出させる。この研磨処理によって、磁性材料膜４１と連結された下部トラックポール５７と、第１の橋絡部４１ａに連結された第２の橋絡部５８と、第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体の端部４５ａに連結され、上述したコンタクト部４５ｂを構成する導電膜５９が、アルミナ絶縁膜５５と同一平面となるように形成される。続いて、図２１Ａおよび２１Ｂに示すように、この平坦な表面の上に、アルミナよりなるライトギャップ膜６０を、０．１μｍの膜厚に形成した後、バックギャップ部および第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体４５ａの端部のコンタクト部のライトギャップ膜６０を選択的に除去し、FeCoより成る磁性材料膜６１を０．２〜０．５μｍの膜厚に形成し、さらにその上にFeNより成る磁性材料膜６２を０．５〜０．８μｍの膜厚に形成し、さらにFeAlNより成るマスク６３を、フォトマスクを使用する電解メッキによって所定のパターンにしたがって１〜２μｍの膜厚に形成する。上述した磁性材料膜６２は、FeCoまたはCoFeNで形成することもできる。

上述したFeAlNより成るマスク６３を用い、BCl₂、Cl₂などの塩素系ガス雰囲気あるいはCl₂やBCl₂にArやN_２などの不活性ガスやO₂を加えた混合ガス雰囲気中で、５０〜３００℃、特に２００〜２５０℃の高温でＲＩＥを施し、FeNより成る磁性材料膜６２およびFeCoより成る磁性材料膜６１を連続的にエッチング除去し、さらに５０〜３００℃、特に２００〜２５０℃の高温において、Cl_２あるいはBCl_２雰囲気中でＲＩＥを行って、アルミナより成るライトギャップ膜６０を除去するとともに下部トラックポールを構成する磁性材料膜５７および４１の一部分を除去してトリム構造を形成した様子を図２２Ａおよび２２Ｂに示す。このように、ＲＩＥによってトリム構造を形成することによって、パターンエッジ近傍の下部トラックポールを正確にエッチングでき、しかも迅速に行うことができる。その理由は、イオンミリングのエッチングレートは、３００Å／minであるのに対し、ＲＩＥのエッチングレートは、２０００Å／minと大きいためである。さらに、このＲＩＥによって、接点パッドに対するコンタクト部も形成されることになる。すなわち、第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体の端部４５ａに、導電膜５９を介して接続された第１のジャンパ配線６５が、磁性材料膜６１および６２で形成されていることが示されている。なお本例では、FeAlNより成るマスク６３はエッチング後も残っているが、エッチングによって完全に消滅するような膜厚とすることもできる。

上述したように、磁性材料膜６１,６２,５７、４１およびアルミナより成るライトギャップ膜６０のエッチングをＲＩＥで行うが、これを５０〜３００℃の高温、特に２５０℃の高温で行うことによって、エッチングされた残渣がデポジットしないので好適である。また、エッチングガスとしては、BCl₂、Cl₂などの塩素系ガス雰囲気あるいはCl₂やBCl₂にArやN_２などの不活性ガスやO₂を加えた混合ガス雰囲気を採用することによって、９０°に近いエッチングプロファイルが得られることを確かめた。特に、O₂やN₂はを加えた混合ガスを使用する場合には、垂直に近いエッチングができ、エッチングマスクに対してアンダーカットが生じるのを防ぐ効果がある。さらに、BCl₂を含むエッチングガスはアルミナに対するエッチングレートが大きいので、アルミナより成るライトギャップ膜６０をエッチングする場合には、BCl₂を含むエッチングガスを用いるのが好適である。

最後に、図２３Ａおよび２３Ｂに示すように、全体の上にアルミナより成り、膜厚が２０〜３0μｍのオ−バーコート膜６４を形成する。実際の製造工程においては、オーバーコート膜６４を形成した後、ウエファを多数のバーに分割し、このバーの側面を研磨してエアーベアリング面を形成し、さらにバーを個々の薄膜磁気ヘッドに分割するが、図２３Ａおよび２３Ｂでは、エアーベアリング面を構成する研磨面を破線Ａ−Ａで示す。

本発明においては、上部トラックポール６３を、ＣＭＰによって平坦なパターンとして形成するので、従来のようにフォトリソグラフィで形成する場合のような不所望な反射によるパターンのくずれも起こらない。したがって、０．５μｍ以下、特に０，２５〜０．１５μｍ程度のクォータミクロンオーダーのきわめて狭いトラック幅を正確に、容易にかつ迅速に実現することができる。

図２４Ａおよび２４Ｂ〜図４１Ａおよび４１Ｂは、本発明による薄膜磁気ヘッドの第２の実施例の順次の製造工程を示すものである。本例において、前例と同様の部分には前例と同じ符号を付けて示す。読み取り用の磁気抵抗型薄膜磁気ヘッドであるＧＭＲヘッド素子の構成およびその製造方法は上述した第１の実施例とほぼ同じである。すなわち、図２４Ａ、２４Ｂに示すように、AlTiCより成る基板３１の上に、アルミナより成る絶縁膜３２および読み出し用のＧＭＲヘッド素子に対する磁気シールドを行うための下部シールド膜３３を形成し、下部シールドギャップ膜をスパッタリングにより形成した後、ＧＭＲ膜３５およびこのＧＭＲ膜に対する引出し電極３６を形成し、さらに上部シールドギャップ膜を形成し、その上に上部磁気シールド膜３８を形成する。なお、図面を簡単とするために、下部および上部のシールドギャップ膜は単一の層３４-３７として示した。次に、再生用のＧＭＲヘッド素子と記録用の誘導型薄膜磁気ヘッド素子を磁気的に分離するための分離膜３９を形成した後、記録用ヘッド素子の下部ポールを構成する磁性材料膜４０を０．５〜１．０μｍの膜厚に形成する。この磁性材料膜４０は、飽和磁束密度が１．９〜２．１ＴのCoNiFeのメッキ膜で形成するが、飽和磁束密度が２．３ＴのFeCoのメッキ膜で形成することもできる。

次に、磁性材料膜４０の上に、第１の下部トラックポールを構成する磁性材料膜４１を、フォトレジストマスクを用いて所定のパターンにしたがって形成する。本例では、この磁性材料膜４１を３．０〜４．０μｍの膜厚のCoNiFeのメッキ膜で形成するが、この磁性材料膜もFeCoのメッキ膜で形成することもできる。また、この磁性材料膜４１の形成と同時に、バックギャップを構成する第１の橋絡部４１ａが形成される。さらに、表面全体にアルミナより成る絶縁膜４３を０．１〜０．２μｍの膜厚に形成する。本例でも、この絶縁膜４３の上に、Cuより成るシード層を形成するが、図面を明瞭とするために、図２４Ａ、２４Ｂでは示していない。

次に、このCuより成るシード層の上に、所定の形状のレジストマスクを形成した後、Cu-P膜より成る第１の薄膜コイル半部４５を、最終的に形成すべき薄膜コイルの膜厚よりもやや厚い３．０〜３．５μmの膜厚に形成し、レジストマスクを除去した後、露出したシード層をイオンミリングによって除去した様子を図２５Ａ、２５Ｂに示す。前例と同様に、後に配線に対するコンタクト部を構成する最内周のコイル巻回体の端部４５ａの幅は他のコイル巻回体の幅よりも広くする。また、薄膜コイルの、下部ポールおよび上部ポールによって囲まれる部分においては、最外周のコイル巻回体および最内周のコイル巻回体を後に形成する第２の薄膜コイル半部で構成し、さらにそれらの幅が他の部分の幅よりも広くなるように間隔を設定する。

次に、図２６Ａおよび２６Ｂに示すように、表面全体に上述したアトミックレイヤー法によってアルミナ絶縁膜４６を０．０３〜０．０１５μmの膜厚に形成する。さらにその上にシード層として作用する５００Åの膜厚のCuスパッタ膜４７ａと同じく５００Åの膜厚のCu-CVD膜４７ｂを順次に形成する。なお、図面を明瞭とするために、これらのスパッタ膜４７ａ、４７ｂを一層のシード膜４７として示す。さらに、図２７Ａおよび２７Ｂに示すように、薄膜コイル形成領域を除く部分に所定のパターンにしたがってフォトレジストマスク４８を形成した後、Cuシード層４７ａ、４７ｂを用いる電解メッキによりCu-P膜４９を、３〜５μmの膜厚に形成する。その後、図２８Ａおよび２８Ｂに示すように、フォトレジストマスク４８を除去し、Cuシード層４７ａ、４７ｂの露出した部分をCu-P膜４９をマスクとしてウエットエッチングあるいはイオンミリングなどのドライエッチングによって選択的に除去する。ウエットエッチングを行う場合には、Cu膜のエッチングに一般に用いられている希硫酸、希塩酸，希硝酸などのエッチング液を用いることができる。このようなエッチング液を用いるウエットエッチングによれば、橋絡部４１ａや第１の薄膜コイル半部の最内周のコイル巻回体の端部４５ａのサイドウォールにCuシード層を残すことなく除去でき、薄膜コイルのコイル巻回体の短絡を防止することができる。

その後、図２９Ａおよび２９Ｂに示すように、アルミナ絶縁膜５０を全体を覆うように３〜５μｍの膜厚にスパッタリングにより形成する。次に、アルミナ絶縁膜５０の表面を、中性スラリまたはアルカリ系スラリを用いるＣＭＰによって研磨し、図３０Ａおよび３０Ｂに示すように、第１の薄膜コイル半部４５、磁性材料膜４１、橋絡部４１ａ、アルミナ絶縁膜５０を露出させて平坦な表面とする。このＣＭＰによって、第１の薄膜コイル半部４５の間にアルミナ-CVD絶縁膜４６を介して第２の薄膜コイル半部５１が自己整合的に形成される。

本例においても、薄膜コイルの最内周および最外周のコイル巻回体を第２の薄膜コイル半部５１で構成し、その最外周のコイル巻回体５１ａおよび最内周のコイル巻回体５１ｂの幅は、その他のコイル巻回体の幅よりも広くなっている。また、第２の薄膜コイル半部５１の最内周のコイル巻回体５１ｂの、コンタクト部を構成する端部の幅を広くしてある。また、バックギャップを構成する第１の橋絡部４１ａと、第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体の端部４５ａおよび図面には示されていないが第２の薄膜コイル半部５１の最内周のコイル巻回体の端部との間は、幅の広いアルミナ絶縁膜５０によって有効に絶縁分離されている。このことは後に第１および第２の薄膜コイル半部４５および５１を電気的に接続するジャンパをこれらのコイル巻回体の端部に接続するように形成するときに有利となる。

次に、図３１Ａおよび３１Ｂに示すように、ＣＭＰによって平坦とした表面に、アルミナ絶縁膜１１１を０．２〜０．３μｍの膜厚に形成した後、フォトリソグラフィの手法によって磁極部分、バックギャップ部分および薄膜コイルに対する配線を形成すべき部分に選択的に開口を形成し、第２の下部トラックポールを構成する磁性材料膜１１２を、CoFeのメッキにより１．５〜２．５μｍの膜厚に形成する。この磁性材料膜１１２の形成と同時にバックギャップを構成する第１の橋絡部４１ａと接触する第２の橋絡部１１２ａと、第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体の端部４５ａと接触する導電膜１１２ｂとが形成される。この磁性材料膜１１２を形成するに際しては、エアーベアリング面とは反対側の端面の位置が第１の下部トラックポールを構成する磁性材料膜４１の端面よりもわずかにエアーベアリング面に接近するように形成する。

次に、図３２Ａおよび３２Ｂに示すように、表面全体の上にアルミナ絶縁膜１１３をスパッタリングにより２〜３μｍの膜厚に形成し、さらに図３３Ａおよび３３Ｂに示すように、磁性材料膜１１２の膜厚が１．０〜１．５μｍと成るようにＣＭＰを施して第２の下部トラックポールを形成する。さらに、図３４Ａおよび３４Ｂに示すように、表面全体にFeCoより成る磁性材料膜１１４を０．５〜１．０μmの膜厚にスパッタリングで形成した後、NiFeより成る磁性材料膜１１５をメッキにより所定のパターンにしたがって形成する。上述した磁性材料膜１１４はCoFeNのスパッタリングで形成することもでき、磁性材料膜１１５はFeCoまたはCoFeNのメッキで形成することもできる。この磁性材料膜１１５の形成と同時に、第３の橋絡部１１５ａおよび第２の導電膜１１５ｂを形成する。本例では、この磁性材料膜１１５のエアーベアリング面とは反対側の端面がスロートハイト零の基準位置を規定するが、上述したように磁性材料膜１１５をメッキにより形成することにより、この端面の位置を正確に規定することができる。

さらに、磁性材料膜１１５、第３の橋絡部１１５ａおよび第２の導電膜１１５ｂをマスクとして磁性材料膜１１４をエッチングして選択的に除去して図３５Ａおよび３５Ｂに示すように、第３の下部トラックポール１１４、第２の橋絡部１１４ａ、第２の導電膜１１４ｂを同時に形成する。このエッチングはＲＩＥ或いはイオンビームエッチングなどのドライエッチングで行うことができる。さらに、表面全体にアルミナ絶縁膜１１６を２〜３μｍの膜厚に形成した後、ＣＭＰを施してエッチングマスクとして使用した磁性材料膜１１５を除去し、磁性材料膜１１４、第３の橋絡部１１４ａおよび第２の導電膜１１４ｂを露出させる。第３の下部トラックポール１１４のエアーベアリング面とは反対側の端面は、第２の下部トラックポールを構成する磁性材料膜１１２のエアーベアリング面とは反対側の端面よりもエアーベアリング面に接近することになる。このようにメッキにより形成した磁性材料膜１１５をマスクとするドライエッチングによって第３の下部トラックポール１１４を形成し、さらにその上にアルミナ絶縁膜１１６を形成した後、ＣＭＰによって平坦とすることにより、第３の下部トラックポール１１４のエアベアリング面とは反対側の端面で規定されるスロートハイト零の基準位置をきわめて正確に形成することができ、特に０．３〜０．５μｍ以下のきわめて短くスロートハイトを正確に形成することができる。さらに、第１の下部トラックポールを構成する磁性材料膜４１、第２の下部トラックポールを構成する磁気抵抗膜１１２および第３の下部トラックポール１１４より成る下部トラックポールは階段状の断面形状を有するものとなる点に特徴がある。

次に、図３７Ａおよび３７Ｂに示すように、ＣＭＰによって平坦とした表面にアルミナより成るライトギャップ膜６０を０．０６〜０．０８μｍの膜厚に形成した後、バックギャップ部および第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体４５ａの端部のコンタクト部のライトギャップ膜６０を選択的に除去し、上部ポールを構成する磁性材料膜６１をFeCoのスパッタリングによって１．０〜１．２μｍの膜厚に形成し、さらにその上にアルミナより成る絶縁膜１１７を０．５〜１．０μｍの膜厚に形成し、さらにその上にエッチングマスクとして作用する金属マスク１１８を、フォトマスクを使用する電解メッキによって所定のパターンにしたがって０．５〜０．８μｍの膜厚に形成する。本例では、上述した上部ポールを構成する磁性材料膜１１６をFeCoのスパッタ膜で形成したが、CoFeNのスパッタ膜で形成することもできる。

次に、上述した金属マスク１１８を用い、BCl₂とCl₂の混合ガス雰囲気中でＲＩＥを施してアルミナ絶縁膜１１７を選択的に除去した様子を図３８Ａおよび３８Ｂに示す。このエッチングは、金属マスク１１８が完全に除去され、アルミナ絶縁膜１１７の表面が露出するまで行うことができる。次に、図３９Ａおよび３９Ｂに示すように、アルミナ絶縁膜１１７をマスクとしてしてハロゲン系ガス、例えばCl₂或いはBCl₂にO₂やCO₂を加えた混合ガス雰囲気中で、２００〜２５０℃の高温でＲＩＥを施して磁性材料膜６１を選択的に除去して上部ポール１２０を形成する。この上部ポール１２０のエアーベアリング面側の端部はライトギャップ膜６０を介して第３の下部トラックポール１１４と対向する上部トラックポールを構成し、エアーベアリング面とは反対側の端面は第３の橋絡部１１４ａと磁気的に連結されている。また、上部ポール１２０の形成と同時に、第２の導電膜１１４ｂと電気的に連結された第３の導電膜１２０ａが形成される。

さらに、上部ポール１２０マスクとしてイオンビームエッチングを施し、露出しているライトギャップ膜６０を除去し、さらにその下側の第３の下部トラックポール１４４の一部分を除去してトリム構造を形成した様子を図４０Ａおよび４０Ｂに示す。さらに、このエッチングによって、接点パッドに対するコンタクト部も形成されることになる。このエッチングを行った後にもアルミナ絶縁膜１１８が薄く残っているが、エッチングによって完全に消滅しても問題はない。最後に、図４１Ａおよび４１Ｂに示すように、全体の上にアルミナより成り、膜厚が２０〜４０μｍのオ−バーコート膜６４を形成する。

本例においては、下部トラックポールを構成する磁性材料膜４１、１１２および１１４のエアーベアリング面とは反対側の端面を、上述したように順次にエアーベアリング面に近付くように形成するので、これら磁性材料膜１１４，１１２および４１のエアーベアリング面からの長さはＬ１、Ｌ２およびＬ３と順次に長くなる。本例では、Ｌ１＝０．８０μｍ、Ｌ２＝０．８６μｍ、Ｌ４＝１．２μｍとする。この結果、下部トラックポールの断面積は、ライトギャップ膜６０から離れるに伴って段々と大きくなる。このように構成することによって、書き込み時の電流によって発生する磁束の飽和が起こりにくくなることを確かめた。このような問題は、スロートハイトＴＨが０．５μｍよりも大きな薄膜磁気ヘッドでは起こらなかったが、スロートハイトが０．５μｍ以下、特にクオーターミクロン以下に微細化された薄膜磁気ヘッドにおいては大きな問題となるが、本実施例ではこの問題を有効に解決することができる。

図４２Ａおよび４２Ｂ〜図５３Ａおよび５３Ｂは、本発明による薄膜磁気ヘッドの第３の実施例の順次の製造工程を示すものである。本例において、前例と同様の部分には前例と同じ符号を付けて示す。読み取り用の磁気抵抗型薄膜磁気ヘッドであるＧＭＲヘッド素子の構成およびその製造方法は上述した第１および第２の実施例とほぼ同じであり、図４２Ａ、４２Ｂに示すように、AlTiCより成る基板３１の上に、アルミナより成る絶縁膜３２および読み出し用のＧＭＲヘッド素子に対する磁気シールドを行うための下部シールド膜３３を形成し、下部シールドギャップ膜をスパッタリングにより形成した後、ＧＭＲ膜３５およびこのＧＭＲ膜に対する引出し電極３６を形成し、さらに上部シールドギャップ膜を形成し、その上に上部磁気シールド膜３８を形成する。なお、図２４Ａおよび２４Ｂと同様に、下部および上部のシールドギャップ膜は単一の層３４-３７として示してある。次に、再生用のＧＭＲヘッド素子と記録用の誘導型薄膜磁気ヘッド素子を磁気的に分離するための分離膜３９を形成した後、記録用ヘッド素子の下部ポールを構成する磁性材料膜４０を、FeCoのメッキ膜により０．５〜１．０μｍの膜厚に形成する。この磁性材料膜４０はCoNiFeのメッキ膜で形成することもできる。

次に、磁性材料膜４０の上に、第１の下部トラックポールを構成する磁性材料膜４１を、フォトレジストマスクを用いて所定のパターンにしたがって形成する。本例では、この磁性材料膜４１をFeCoのメッキ膜により３．０〜４．０μｍの膜厚に形成するが、CoNiFeのメッキ膜で形成することもできる。また、この磁性材料膜４１の形成と同時に、バックギャップを構成する第１の橋絡部４１ａが形成される。さらに、表面全体にアルミナより成る絶縁膜４３を、スパッタリングまたはＣＶＤによって０．１〜０．２μｍの膜厚に形成する。

次に、このアルミナ絶縁膜４３の上に形成したCuより成るシード層と、所定のパターンを有するレジストマスクとを用いてCuのメッキを施し、Cu-P膜より成る第１の薄膜コイル半部４５を、最終的に形成すべき薄膜コイルの膜厚よりもやや厚い３．０〜３．５μmの膜厚に形成し、レジストマスクを除去し、さらに露出したシード層をイオンミリングによって除去した様子を図４３Ａ、４３Ｂに示す。ただし、これらの図面では、Cuシード層は省略してある。

本例においても、後に配線に対するコンタクト部を構成する最内周のコイル巻回体の端部４５ａの幅は他のコイル巻回体の幅よりも広くする。また、薄膜コイルの、下部ポールおよび上部ポールによって囲まれる部分においては、最外周のコイル巻回体および最内周のコイル巻回体を後に形成する第２の薄膜コイル半部で構成し、さらにそれらの幅が他の部分の幅よりも広くなるように第１の薄膜コイル半部４５のコイル巻回体間の間隔を設定してある。

次に、図４４Ａおよび４４Ｂに示すように、表面全体に上述したアトミックレイヤー法によってアルミナ絶縁膜４６を０．０３〜０．０１５μmの膜厚に形成した後、第２の薄膜コイル半部を形成すべき領域をフォトレジスト１５１で覆い、さらに表面全体に３．０〜５．０μｍのアルミナ絶縁膜１５２を形成する。さらに、図４５Ａおよび４５Ｂに示すように、ＣＭＰを施して表面を平坦とし、フォトレジスト１５１を露出させた後、このフォトレジストをウエットエッチングによって除去した様子を図４６Ａおよび４６Ｂに示す。

次に、図４７Ａおよび４７Ｂに示すように、表面全体に５００Åの膜厚のCuスパッタ膜と、同じく５００Åの膜厚のCu-CVD膜を順次に形成してシード層４７を形成する。さらに、このCuシード層４７を用いる電解メッキによりCu-P膜４９を、３〜５μmの膜厚に形成する。その後、ＣＭＰを施すことによって、第１の薄膜コイル半部４５、第１の下部トラックポールを構成する磁性材料膜４１、バックギャップ部を構成する橋絡部４１ａ、アルミナ絶縁膜１５２を露出させるとともに第１の薄膜コイル半部４５の間にアルミナ-CVD絶縁膜４６を介して第２の薄膜コイル半部５１が自己整合的に形成された様子を図４８Ａおよび４８Ｂに示す。

本例においても、薄膜コイルの最内周および最外周のコイル巻回体を第２の薄膜コイル半部５１で構成し、その最外周のコイル巻回体５１ａおよび最内周のコイル巻回体５１ｂの幅は、その他のコイル巻回体の幅よりも広くなっている。また、第２の薄膜コイル半部５１の最内周のコイル巻回体５１ｂの、コンタクト部を構成する端部の幅を広くしてある。また、バックギャップ部を構成する第１の橋絡部４１ａと、第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体の端部４５ａおよび第２の薄膜コイル半部５１の最内周のコイル巻回体の端部との間は、幅の広いアルミナ絶縁膜１５２によって有効に絶縁分離されている点は前例と同じである。

次に、図４９Ａおよび４９Ｂに示すように、ＣＭＰによって平坦とした表面に、アルミナ絶縁膜１１１を０．２〜０．３μｍの膜厚に形成した後、フォトリソグラフィの手法によって磁極部分、バックギャップ部分および薄膜コイルに対する配線を形成すべき部分に選択的に開口を形成し、第２の下部トラックポールを構成する磁性材料膜１１４を０．５〜１．０μmの膜厚にCoFeNのスパッタリングで形成する。

次に、図５０Ａおよび５０Ｂに示すように、磁性材料膜１１４の上に、CoNiFeより成る磁性材料膜１１５をメッキにより１．０〜２．０μｍの膜厚に所定のパターンにしたがって形成する。この磁性材料膜１１５は、第２の下部トラックポール、第２の橋絡部および薄膜コイルの配線を施すべき部分に対応したパターンを有している。この磁性材料膜１１５をマスクとするＲＩＥ或いはイオンビームエッチングなどのドライエッチングを施して磁性材料膜１１４を選択的に除去して図５１Ａおよび５１Ｂに示すように、第１のトラックポール４１と連結された第２の下部トラックポール１１４、第１の橋絡部４１ａと連結された第２の橋絡部１１４ａ、第１の導電膜１１４ｂを同時に形成する。

さらに、図５２Ａおよび５２Ｂに示すように、表面全体にアルミナ絶縁膜１１６を２〜３μｍの膜厚に形成した後、ＣＭＰを施してエッチングマスクとして使用した磁性材料膜１１５を除去し、磁性材料膜１１４、第３の橋絡部１１４ａおよび第２の導電膜１１４ｂを平坦な表面に露出させる。次に、ＣＭＰによって平坦とした表面にアルミナより成るライトギャップ膜６０を０．０６〜０．０８μｍの膜厚に形成した後、バックギャップ部および第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体４５ａの端部のコンタクト部に開口を形成する。

次ぎに、図５３Ａおよび５３Ｂに示すように、ライトギャップ膜６０の上に、上部ポールを構成する磁性材料膜としてCoFeNのスパッタリング膜を１．０〜１．２μｍの膜厚に形成し、さらにその上にアルミナより成る絶縁膜１１７を０．５〜１．０μｍの膜厚に形成する。このアルミナ絶縁膜１１７をマスクとして用い、ハロゲン系ガス、例えばCl₂或いはBCl₂にO₂やCO₂を加えた混合ガス雰囲気中で、２００〜２５０℃の高温でＲＩＥを施してその下側の磁性材料膜を選択的に除去して上部ポール１２０を形成する。上述した上部ポール１２０のエアーベアリング面側の端部はライトギャップ膜６０を介して第２の下部トラックポール１１４と対向する上部トラックポールを構成し、エアーベアリング面とは反対側の端面は第２の橋絡部１１４ａと磁気的に連結されている。また、上部ポール１２０の形成と同時に、第２の導電膜１１４ｂと電気的に連結された第３の導電膜１２０ａが形成される。

さらに、上部ポール１２０をマスクとしてイオンビームエッチングを施し、露出しているライトギャップ膜６０を除去し、さらにその下側の第２の下部トラックポール１１４の一部分を除去してトリム構造を形成し、最後に、全体の上にアルミナより成り、膜厚が２０〜４０μｍのオ−バーコート膜６４を形成する。

図５４Ａおよび５４Ｂは、本発明による薄膜磁気ヘッドの第４の実施例の構成を示す断面図である。本例において、第１の実施例と同様の部分には同じ符号を付けて示す。本例においては、CoNiFeより成る帯状の磁性材料膜４１および橋絡部４１ａと、薄膜コイル４５，５１を同一平面となるように形成し、さらにアルミナ絶縁膜５５を０．４〜０．８μｍの膜厚に形成した後、磁性材料膜４１を覆うと共に絶縁膜５５との段差を越えて絶縁膜の上を延在するように非磁性材料より成るライトギャップ膜６０を形成する。

次に、FeCoより成る磁性材料膜をスパッタリングにより０．６〜１．２μｍの膜厚に形成した後、ＣＭＰによって平坦に研磨してライトギャップ膜６０を露出させる。このＣＭＰによって磁性材料膜は、上部トラックポール１２１を構成すると共に、橋絡部４１ａと接触する橋絡部１２１ａおよび第１の薄膜コイル半部４５の最内周のコイル巻回体の端部４５ａと接触してコンタクト部４５ｂを構成する導電膜１２１ｂを構成する。さらに、このように平坦としたFeCoより成る磁性材料膜およびライトギャップ膜６０の表面にCoNiFeより成る磁性材料膜１２２を２〜３μｍの膜厚にメッキにより形成し、上部トラックポール１２１および橋絡部１２１ａと接触する上部ポールを構成する。その他の構成は、第１の実施例と同様である。

図５５Ａおよび５５Ｂは、本発明による薄膜磁気ヘッドの第５の実施例の構成を示す断面図である。本例は、図５４Ａおよび５４Ｂに示した第４の実施例の変形例である。すなわち、下部トラックポールを構成する磁性材料膜を、メッキにより形成されたCoNiFeより成る第１の磁性材料膜１３１と、スパッタリングによって形成されたFeCoより成る第２の磁性材料膜１３２との積層膜で形成した点が第４の実施例と相違している。本例では、第１の磁性材料膜１３１の膜厚を２．０μｍとし、第２の磁性材料膜１３２の膜厚を０．５μｍとするが、第２の磁性材料膜の膜厚を第１の磁性材料膜の膜厚よりも薄くするという条件の下で任意とすることができる。さらに、これら第１および第２の磁性材料膜１３１および１３２の磁性材料は、第２の磁性材料膜の飽和磁束密度が第１の磁性材料膜の飽和磁束密度よりも高いという条件の下で任意に選択することができる。

本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例えば、上述した第１〜第５の実施例では、磁気抵抗型薄膜磁気ヘッド素子と誘導型薄膜磁気ヘッド素子とを積層した複合型薄膜磁気ヘッドとして形成したが、誘導型薄膜磁気ヘッドとして構成することもできる。また、上述した実施例では、第１の薄膜コイル半部を電解メッキで形成し、第２の薄膜コイル半部をCu-CVDで形成したが、第２の薄膜コイル半部も電気メッキで形成することもできる。しかし、Cu-CVDは電解メッキに比べてステップカバレージが良いので、第２の薄膜コイル半部はCu-CVDで形成するのが好適である。さらに、上述した実施例では、第２の薄膜コイル半部を形成するに当たり、Cu-CVD膜を厚く堆積した後、ＣＭＰによって余分なCu-CVDを除去したが、ドライエッチングやイオンビームエッチングで除去したり、ＣＭＰで粗く除去した後、イオンビームエッチングやスパッタエッチングのようなドライエッチングで微調整しながら除去することもできる。また、上述した実施例では、第１の薄膜コイル半部の最内周のコイル巻回体と、第２の薄膜コイル半部の最外周のコイル巻回体との間をジャンパ配線を介して電気的に接続したが、第２の薄膜コイル半部の最内周のコイル巻回体と、第１の薄膜コイル半部の最外周のコイル巻回体との間をジャンパ配線を介して電気的に接続することもできる。

さらに、上述した第２の実施例において、下部トラックポールを３層の磁性材料膜４１，１１２および１１４で形成したが、４層以上の磁性材料膜で形成することもできる。勿論、その場合にも、エアーベアリング面から測った磁性材料膜の長さは、ライトギャップ膜６０から遠去かるほど長くなるようにして、磁束の飽和が起こらないようにする。さらに、上述した第３の実施例で説明した薄膜コイルの形成方法は、他の実施例の薄膜コイルの形成にも適用できることは勿論である。

本発明の第１の特徴による薄膜磁気ヘッドにおいては、薄膜コイルを、下部トラックポールの一部を構成する磁性材料膜４１と同一平坦面となるように形成し、この平坦な表面に、絶縁膜５５および下部トラックポールの残部を構成する磁性材料膜５７を、それらの境界面がスロートハイト零の基準位置を規定するように形成し、第２の特徴による薄膜磁気ヘッドにおいては、薄膜コイルを、下部トラックポールの一部を構成する磁性材料膜４１と同一平坦面となるように形成し、この平坦な表面に、絶縁膜１１３および下部トラックポールの一部を構成する磁性材料膜１１２を、それらの境界面がスロートハイト零の基準位置と、薄膜コイルと磁性材料膜４１との境界面との間に位置し、同一の平坦面を構成するように形成し、この平坦面の上に、絶縁膜１１６および下部トラックポールの残部を構成する磁性材料膜１１４を、それらの境界面がスロートハイト零の基準位置を規定するように形成したので、スロートハイト零の基準位置を正確に規定することができ、しかもこの基準位置は製造工程に変動することはない。

さらに、平坦に形成された１層、２層または３層の磁性材料膜によって構成される下部トラックポールと、平坦に形成された１層、２層または３層の磁性材料膜によって構成される上部トラックポールとが整列して形成されているので、幅が０．１〜０．２μｍの狭トラックポールを正確に得ることができ、上述したようにスロートハイト零の基準位置は、薄膜コイルの上または上方に平坦に形成された絶縁膜のエアーベアリング面側の端縁によって正確に規定され、この位置は製造工程中に変動することがないので、サブミクロンオーダーのきわめて短いスロートハイトを正確に規定することができる。このようにしてトラック幅が狭く、スロートハイトが短い微細化された磁極部分を得ることができ、面記録密度を大幅に向上することができる。また、薄膜コイルをエアーベアリング面側に一層近付けることができ、薄膜磁気ヘッドの効率を改善することができる。

特に、本発明による第２の特徴による薄膜磁気ヘッドにおいては、下部トラックポールを構成する複数の磁性材料膜の、エアーベアリング面からの長さを、ライトギャップ膜から遠去かるにしたがって徐々に長くなるようにしたので、書き込み時に薄膜コイルを流れる電流によって発生される磁束の飽和が起こりにくくなり、スロートハイトが０．５μｍ以下、特にクオーターミクロン以下に微細化された薄膜磁気ヘッドを実現する上で特に有利である。

さらに、下部トラックポールおよび上部トラックポールを磁性材料膜の積層体で構成する場合、ライトギャップ膜を介して互いに対向する磁性材料膜を、他の磁性材料膜よりも飽和磁束密度が高い磁性材料で形成することによって、薄膜コイルで発生される磁束が飽和することなく、微細構造として形成されたトラックポールを有効に流れるので、磁束のロスが少なく、高い記録密度を有する記録媒体が必要とする大きな磁束を有効に発生することができる能率の高い誘導型薄膜磁気ヘッドが得られる。

飽和磁束密度が高いCoNiFeのメッキ膜だけで０．２μｍ以下の狭い幅を有するトラックポールを形成しようとすると、３元素の組成の制御が難しく、量産ではオーバーライト不良等の多くの問題点があった。しかし、下部トラックポールおよび上部トラックポールを磁性材料膜の積層体で構成した本発明の実施例においては、上側の磁性材料膜の組成や膜厚が多少変動しても、その下側の磁性材料膜を正確に形成できるので何ら問題はない。このようにして本発明では、０．２〜０．１μｍ程度の狭い幅を有するトラックチップ部でありながら、磁束の飽和や洩れのない優れた特性を有する誘導型薄膜磁気ヘッドが得られる。

上述した実施例のように、薄膜コイルを第１および第２の薄膜コイル半部を自己整合的に形成する場合には、薄膜コイル半部を構成するコイル巻回体間の間隔を従来に比べて著しく短くすることができる。その結果として、磁路長を短くすることができ、磁束立ち上がり特性やＮＬＴＳ特性や重ね書き特性などを改善することができる。すなわち、薄膜コイル半部のコイル巻回体間には膜厚が０．０３〜０．２５μmときわめて薄い絶縁層をアルミナや、酸化シリコンや窒化シリコンなどの微細加工が可能な無機絶縁材料で形成することができるので、コイル巻回体の間隔を、０．０３〜０．２５μm ときわめて狭くすることができる。この場合、第２の薄膜コイル半部はステップカバレージの良好なＣＶＤで形成するのが特に好適である。このようにして、一層の薄膜コイルで十分大きな磁束を発生させることができるので、アペックスアングルを小さくすることができ、トラック巾の狭くすることができる。さらに、第１の薄膜コイル半部を形成する際の順次のコイル巻回体間の間隔は大きく取れるので、シード層を除去するためのエッチングを良好に行なうことができ、再付着の恐れもなくなる。

さらに、第１および第２の薄膜コイル半部を電気的に接続するためのジャンパ配線を、上部ポールの磁性材料で、上部ポールを形成するのと同時に形成した実施例では、配線形成プロセスが簡単となり、スループットを向上することができる。

図１Ａおよび１Ｂは、従来の複合型薄膜磁気ヘッドを製造する最初の工程を示す断面図である。 図２Ａおよび２Ｂは、図1の工程の次の工程を示す断面図である。 図３Ａおよび３Ｂは、図２の工程の次の工程を示す断面図である。 図４Ａおよび４Ｂは、図３の工程の次の工程を示す断面図である。 図５Ａおよび５Ｂは、図４の工程の次の工程を示す断面図である。 図６Ａおよび６Ｂは、図５の工程の次の工程を示す断面図である。 図７Ａおよび７Ｂは、図６の工程の次の工程を示す断面図である。 図８Ａおよび８Ｂは、図７の工程の次の工程を示す断面図である。 図９は、従来の複合型薄膜磁気ヘッドの構成の断面および平面を示す図である。 図１０Ａおよび１０Ｂは、本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの第１の実施例を製造する最初の工程を示す断面図である。 図１１Ａよび１１Ｂは、図１０に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図１２Ａよび１２Ｂは、図１１に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図１３Ａよび１３Ｂは、図１２に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図１４Ａよび１４Ｂは、図１３に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図１５Ａよび１５Ｂは、図１４に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図１６Ａよび１６Ｂは、図１５に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図１７Ａおよび１７Ｂは、第１および第２の薄膜コイル半部と、これらを接続する第１および第２のジャンパ配線の配置を示す平面図および断面図出である。 図１８Ａよび１８Ｂは、図１６に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図１９Ａよび１９Ｂは、図１８に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図２０Ａおよび２０Ｂは、図１９に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図２１Ａよび２１Ｂは、図２０に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図２２Ａよび２２Ｂは、図２１に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図２３Ａよび２３Ｂは、図２２に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図２４Ａおよび２４Ｂは、本発明による薄膜磁気ヘッドの第２の実施例の最初の製造工程を示す断面図である。 図２５Ａおよび２５Ｂは図２４に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図２６Ａおよび２６Ｂは、図２５に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図２７Ａおよび２７Ｂは、図２６に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図２８Ａおよび２８Ｂは、図２７に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図２９Ａおよび２９Ｂは、図２８に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図３０Ａおよび３０Ｂは、図２９に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図３１Ａおよび３１Ｂは、図３０に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図３２Ａおよび３２Ｂは、図３１に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図３３Ａおよび３３Ｂは、図３２に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図３４Ａおよび３４Ｂは、図３３に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図３５Ａおよび３５Ｂは、図３４に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図３６Ａおよび３６Ｂは、図３５に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図３７Ａおよび３７Ｂは、図３６に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図３８Ａおよび３８Ｂは、図３７に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図３９Ａおよび３９Ｂは、図３８に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図４０Ａおよび４０Ｂは、図３９に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図４１Ａおよび４１Ｂは、図４０に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図４２Ａおよび４２Ｂは、本発明による薄膜磁気ヘッドの第３の実施例の最初の製造工程を示す断面図である。 図４３Ａおよび４３Ｂは、図４２に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図４４Ａおよび４４Ｂは、図４３に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図４５Ａおよび４５Ｂは、図４４に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図４６Ａおよび４６Ｂは、図４５に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図４７Ａおよび４７Ｂは、図４６に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図４８Ａおよび４８Ｂは、図４７に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図４９Ａおよび４９Ｂは、図４８に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図５０Ａおよび５０Ｂは、図４９に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図５１Ａおよび５１Ｂは、図５０に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図５２Ａおよび５２Ｂは、図５１に示した工程の次の工程を示す断面図である。 図５３Ａおよび５３Ｂは、図５２に示す工程の次の工程を示す断面図である。 図５４Ａおよび５４Ｂは、本発明による薄膜磁気ヘッドの第４の実施例の構成を示す断面図である。 図５５Ａおよび５５Ｂは、本発明による薄膜磁気ヘッドの第５の実施例の構成を示す断面図である。

符号の説明

３１ 基板、 ４０ 下部ポールを構成する磁性材料膜、 ４１、５７ 下部トラックポールを構成する磁性材料膜、 ４３、４６ 層間絶縁膜、 ４５ 第１の薄膜コイル半部、 ５１ 第２の薄膜コイル半部、 ５５ 絶縁膜、 ６０ ライトギャップ膜、 ６１、６２ 上部ポールおよび上部トラックポールを構成する磁性材料膜、 ６３ マスク、 １１２、１１４ 下部トラックポールを構成する磁性材料膜、 １１３ 絶縁膜、 １２０ 上部トラックポールを構成する磁性材料膜、 １１７ マスク、 １２０ａ、１２２ 上部トラックポールを構成する磁性材料膜、 １３２ 下部トラックポールを構成する磁性材料膜

Claims (29)

1. 基板と、
   この基板上に、エアーベアリング面から内方に延在し、平坦な表面を有するように形成された磁性材料より成り、下部ポールを構成する第１の磁性材料膜と、
   この第１の磁性材料膜の、前記基板とは反対側の平坦な表面上に、前記エアーベアリング面からスロートハイト零の基準位置を越えて内方に延在するように形成され、下部トラックポールの一部分を構成する第２の磁性材料膜と、
   前記第１の磁性材料膜の一方の平坦な表面に、これから絶縁分離されると共に相互に絶縁分離された複数のコイル巻回体を有し、前記第１の磁性材料膜とは反対側の表面が前記第２の磁性材料膜の表面と同一平坦面となるように形成された薄膜コイルと、
   この薄膜コイルおよび前記第２の磁性材料膜の平坦な表面の上に、薄膜コイルを覆うと共に第２の磁性材料膜の一部分を覆い、スロートハイト零の基準位置よりも内側まで延在する第１の絶縁膜と、
   前記第２の磁性材料膜の、前記第１の絶縁膜で覆われていない残余の部分を覆って下部トラックポールの一部分を構成し、前記第２の磁性材料膜とは反対側の表面が前記第１の絶縁膜の薄膜コイルとは反対側の表面と同一平坦面となるように形成された第３の磁性材料膜と、
   前記第１の絶縁膜および第３の磁性材料膜の平坦な表面に、第１の絶縁膜を覆うと共に前記第３の磁性材料膜の一部分を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在するように形成された第２の絶縁膜と、
   前記第３の磁性材料膜の、前記第２の絶縁膜で覆われていない残余の部分を覆い、下部トラックポールの一部分を構成し、前記第３の磁性材料膜とは反対側の表面が前記第２の絶縁膜の表面と同一平坦面となるように形成された第４の磁性材料膜と、
   前記第２の絶縁膜および第４の磁性材料膜の平坦な表面に平坦に形成された非磁性材料より成るライトギャップ膜と、
   このライトギャップ膜の、前記第４の磁性材料膜および第２の絶縁膜と接触する表面とは反対側の平坦な表面に形成され、前記第２、第３および第４の磁性材料膜で構成された下部トラックポールと整列された上部トラックポールを有する上部ポールを構成するように形成された第５の磁性材料膜と、
   を具え、スロートハイトを０．５μｍ以下とし、前記下部トラックポールを構成する第２〜第４の磁性材料膜の前記エアーベアリング面からの長さを、前記ライトギャップ膜から遠去かるに従って長くなるようにした薄膜磁気ヘッド。
2. 前記下部トラックポールを構成する磁性材料膜および上部トラックポールを構成する磁性材料膜の少なくとも一方を、FeN、FeCo、CoNiFe、FeAlN、FeZrN、NiFeおよびCoFeNより成る群から選択した磁性材料で形成した請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
3. 前記下部トラックポールを構成する磁性材料膜および上部トラックポールを構成する磁性材料膜の少なくとも一方を、CoNiFe、NiFeまたはFeCoのメッキ膜で形成した請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
4. 前記下部トラックポールを構成する磁性材料膜および上部トラックポールを構成する磁性材料膜の少なくとも一方を、FeN、FeCo、CoNiFe、FeAlN、FeZrNまたはCoFeNのスパッタ膜で形成した請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
5. 前記薄膜コイルが、
   所定の間隔を置いて形成されたコイル巻回体を有する第１の薄膜コイル半部と、
   この第１の薄膜コイル半部の順次のコイル巻回体の間に、第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体と自己整合的に形成されたコイル巻回体を有する第２の薄膜コイル半部と、
   これら第１および第２の薄膜コイル半部の順次のコイル巻回体間のスペースを埋めるように形成された層間絶縁膜と、
   前記第１および第２の薄膜コイル半部のいずれか一方の最内周のコイル巻回体の端部と、他方の薄膜コイル半部の最外周のコイル巻回体の端部との間を電気的に接続する第１のジャンパ配線と、
   前記絶縁膜に形成された開口を経て他方の薄膜コイル半部の最内周のコイル巻回体の端部に一端が接続された第２のジャンパ配線と、
   を具える請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
6. 前記第１の薄膜コイル半部が銅の電解メッキで形成したコイル巻回体を有し、前記第２の薄膜コイル半部がCu-CVDで形成したコイル巻回体を有する請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
7. 前記第１の薄膜コイル半部が銅の電解メッキで形成されたコイル巻回体を有し、前記第２の薄膜コイル半部がCu-CVDおよび銅のスパッタリングの少なくとも一方で形成されたシード層を用いる銅の電解メッキで形成されたコイル巻回体を有する請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
8. 前記薄膜コイルの最外周のコイル巻回体および最内周のコイル巻回体を第２の薄膜コイル半部のコイル巻回体で構成し、これらコイル巻回体の幅を残余のコイル巻回体の幅よりも広くした請求項５記載の薄膜磁気ヘッド。
9. 前記第１および第２のジャンパ配線を、前記上部トラックポールを構成する磁性材料膜と同じ材料で形成した請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
10. 前記第１および第２の薄膜コイル半部の隣接するコイル巻回体間に配設された前記層間絶縁膜の膜厚を０．０３〜０．１５μmとした請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
11. 前記第１および第２の薄膜コイル半部の隣接するコイル巻回体間に配設された前記層間絶縁膜を、アルミナ、酸化シリコンおよび窒化シリコンより成る群から選択した無機絶縁材料で形成した請求項１０に記載の薄膜磁気ヘッド。
12. 前記第１および第２の薄膜コイル半部の隣接するコイル巻回体間に配設された前記層間絶縁膜をアルミナ-CVDで形成した請求項１１に記載の薄膜磁気ヘッド。
13. 前記第１および第２の薄膜コイル半部の最内周のコイル巻回体の端部と、バックギャップ部との間に、前記層間絶縁膜よりも厚い絶縁膜を配設した請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
14. 前記上部トラックポールの少なくとも一部を構成する磁性材料膜を２層以上の磁性材料膜で形成した請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
15. 下部ポールを構成する第１の磁性材料膜を、基板によって支持されるように平坦に形成する工程と、
    この第１の磁性材料膜の平坦な表面に、下部トラックポールの一部分を構成する第２の磁性材料膜と薄膜コイルを、同一の平坦面となるように形成する工程と、
    前記第２の磁性材料膜および薄膜コイルの平坦な表面に、前記第２の磁性材料膜の平坦な表面の一部分を覆ってスロートハイト零の基準位置よりも内方に延在し、下部トラックポールの一部分を構成する第３の磁性材料膜を形成する工程と、
    表面全体に、この第３の磁性材料膜よりも膜厚の厚い絶縁膜を形成する工程と、
    この絶縁膜を研磨して、前記第２の磁性材料膜の平坦な表面の、前記第３の磁性材料膜で覆われていない部分を覆うと共に前記薄膜コイルを覆う第１の絶縁膜を、第３の磁性材料膜の表面と同一平坦面となるように形成する工程と、
    前記第３の磁性材料膜および第１の絶縁膜の平坦な表面に、前記第３の磁性材料膜の平坦な表面の一部分を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在し、下部トラックポールの一部分を構成する第４の磁性材料膜を形成する工程と、
    表面全体に、この第４の磁性材料膜よりも膜厚の厚い絶縁膜を形成する工程と、
    この絶縁膜を研磨して、前記第３の磁性材料膜の平坦な表面の、前記第４の磁性材料膜で覆われていない部分を覆うと共に前記第１の絶縁膜を覆う第２の絶縁膜を、第４の磁性材料膜の表面と同一平坦面となるように形成する工程と、
    前記第４の磁性材料膜および第２の絶縁膜の平坦な表面に、ライトギャップ膜を構成する非磁性材料より成る非磁性材料膜を平坦に形成する工程と、
    この非磁性材料膜の表面に、上部トラックポールおよび上部ポールを構成する平坦な第５の磁性材料膜を形成する工程と、
    前記第５の磁性材料膜、非磁性材料膜および第４の磁性材料膜を選択的にエッチングして、互いに整列された上部トラックポール、ライトギャップ膜および下部トラックポールを形成するエッチング工程と、
    を具え、スロートハイトを０．５μｍ以下とし、前記下部トラックポールを構成する第２〜第４の磁性材料膜の前記エアーベアリング面からの長さを、前記ライトギャップ膜から遠去かるに従って長くなるようにする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
16. 前記第３の磁性材料膜および第１の絶縁膜の平坦な表面に前記第４の磁性材料膜を形成する工程が、
    前記第３の磁性材料膜および第１の絶縁膜の平坦な表面全体を覆うように磁性材料膜を形成する工程と、
    この磁性材料膜の上に、エアベアリング面からスロートハイト零の基準位置まで延在する磁性材料より成るメッキ膜を形成する工程と、
    このメッキ膜をマスクとして前記磁性材料膜をドライエッチングして、前記第３の磁性材料膜一部分の表面を覆ってスロートハイト零の基準位置まで延在し、下部トラックポールの一部分を構成する第４の磁性材料膜を形成する工程と、
    を含む請求項１５に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
17. 前記エッチング工程をリアクティブ・イオン・エッチングで行い、前記第４の磁性材料膜をエッチングして下部トラックポールを形成した後もリアクティブ・イオン・エッチングを続けてトリム構造を形成する請求項１５に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
18. 前記上部トラックポールおよび上部ポールを構成する磁性材料膜を、FeN、FeCo、CoNiFe、FeAlN、FeZrNまたはCoFeNで形成し、前記下部トラックポールを構成する磁性材料膜を、FeN、FeCo、CoNiFe、FeAlN、FeZrN、NiFeまたはCoFeNで形成し、下部トラックポールおよび上部トラックポールを形成するためのリアクティブイオンエッチングを、Cl₂にBCl₂などのホウ素系ガスを混合した混合ガスにO₂,Ar, N₂の少なくとも一つのガスを混合した混合ガス雰囲気中で、５０〜３００℃のエッチング温度で行う請求項１７に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
19. 前記リアクティブ・イオン・エッチングを２００〜３００℃のエッチング温度で行う請求項１８に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
20. 前記薄膜コイルを形成する方法が、
    前記第１および第２の磁性材料膜の表面を覆うように第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
    この第１の層間絶縁膜の上に第１の薄膜コイル半部の複数のコイル巻回体を形成する工程と、
    前記第１の層間絶縁膜の露出した表面および第１の薄膜コイル半部を含む表面全体を覆うように第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
    前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体間に画成された凹部を含む表面に第１の導電膜をＣＶＤおよび／またはスパッタリングで形成する工程と、
    この第１の導電膜を電極として用い、第２の薄膜コイル半部を形成すべき部分以外にマスクを形成した電解メッキによって第２の導電膜を選択的に形成する工程と、
    このマスクを除去した後、前記第２の導電膜をマスクとするエッチングにより前記第１の導電膜を選択的に除去する工程と、
    表面全体に、前記第２の磁性材料膜の膜厚と、前記第１および第２の層間絶縁膜の膜厚の和よりも厚い絶縁膜を形成する工程と、
    この絶縁膜、第１および第２の導電膜および第２の層間絶縁膜を、前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体の表面が露出するまで研磨して、前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体の間に画成された凹部内に前記第２の層間絶縁膜を介して配置されたコイル巻回体を有する第２の薄膜コイル半部を、前記第２の磁性材料膜の表面と同一平坦面となるように形成する研磨工程と、
    を具える請求項１５〜１９の何れかに記載の薄膜ヘッドの製造方法。
21. 前記第１の薄膜コイル半部を、その最内周のコイル巻回体の端部とバックギャップとの間に凹部が形成されるように形成し、前記絶縁膜をこの凹部をも埋めるように形成し、前記研磨工程によって、この凹部を埋める絶縁膜の表面が、前記薄膜コイルおよび第２の磁性材料膜の表面と同一の平坦となる請求項２０に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
22. 前記薄膜コイルの最外周および最内周のコイル巻回体を第２の薄膜コイル半部を以って形成し、これらのコイル巻回体の幅を残余のコイル巻回体の幅よりも広く形成する請求項２０に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
23. 前記第１および第２の薄膜コイル半部のいずれか一方の最内周のコイル巻回体の端部と、他方の薄膜コイル半部の最外周のコイル巻回体の端部との間を電気的に接続する第１のジャンパ配線と、前記絶縁膜に形成された開口を経て他方の薄膜コイル半部の最内周のコイル巻回体の端部に一端が接続された第２のジャンパ配線とを、前記下部トラックポールおよび上部トラックポールの少なくとも一部を構成する磁性材料膜と同じ材料で同時に形成する請求項２０に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
24. 前記第１の層間絶縁膜の露出した表面および第１の薄膜コイル半部を含む表面全体を覆う第２の層間絶縁膜をアルミナで形成する工程が、１〜２Torrの減圧状態に保ったＣＶＤチャンバにウエファを収容し、１００〜３００℃の温度で、Al(CH₃)₃またはAlCl₃と、H₂O,
    N₂,N₂OあるいはH₂O₂とを交互に断続的に噴射し、ケミカル反応によって堆積形成するアトミックレイヤー法を含む請求項２０に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
25. 前記マスクを除去した後、前記第２の導電膜をマスクとするエッチングにより前記第１の導電膜を選択的に除去する工程を、希硫酸、希塩酸，希硝酸より成るエッチング液を用いるウエットエッチングで行う請求項２０に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
26. 前記薄膜コイルを形成する方法が、
    前記第１および第２の磁性材料膜の表面を覆うように第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
    この第１の層間絶縁膜の上に第１の薄膜コイル半部の複数のコイル巻回体を形成する工程と、
    この第１の薄膜コイル半部を含む表面全体を覆うように第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
    第２の薄膜コイル半部を形成すべき領域に、マスクを選択的に形成した後、表面全体に、前記第２の磁性材料膜の膜厚と、前記第１および第２の層間絶縁膜の膜厚の和よりも厚い絶縁膜を形成する工程と、
    この絶縁膜をＣＭＰによって研磨して、マスクを露出させる工程と、
    この露出したマスクをエッチングより除去し、前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体間に凹部を画成して前記第２の層間絶縁膜を露出させる工程と、
    前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体間に画成された凹部を含む表面全体に第１の導電膜をＣＶＤおよび／またはスパッタリングで形成する工程と、
    この第１の導電膜を電極として用いる電解メッキによって前記凹部を埋めるように第２の導電膜を形成する工程と、
    この第２の導電膜を、前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体の表面が露出するまで研磨して、前記第１の薄膜コイル半部のコイル巻回体の間に画成された凹部内に前記第２の層間絶縁膜を介して配置されたコイル巻回体を有する第２の薄膜コイル半部を、前記第２の磁性材料膜と同一平坦面となるように形成する研磨工程と、
    を具える請求項１５〜１９の何れかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
27. 前記第１の薄膜コイル半部を、その最内周のコイル巻回体の端部とバックギャップとの間に凹部が形成されるように形成し、前記絶縁膜をこの凹部をも埋めるように形成し、前記研磨工程によって、この凹部を埋める絶縁膜の表面が、前記薄膜コイルおよび第２の磁性材料膜の表面と同一の平坦とする請求項２６に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
28. 前記薄膜コイルの最外周および最内周のコイル巻回体を第２の薄膜コイル半部を以って形成し、これらのコイル巻回体の幅を残余のコイル巻回体の幅よりも広く形成する請求項２６に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
29. 前記第１および第２の薄膜コイル半部のいずれか一方の最内周のコイル巻回体の端部と、他方の薄膜コイル半部の最外周のコイル巻回体の端部との間を電気的に接続する第１のジャンパ配線と、前記絶縁膜に形成された開口を経て他方の薄膜コイル半部の最内周のコイル巻回体の端部に一端が接続された第２のジャンパ配線とを、前記下部トラックポールおよび上部トラックポールの少なくとも一部を構成する磁性材料膜と同じ材料で同時に形成する請求項２６に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。

Images