JP4713836B2 - 薄膜磁気ヘッド、磁気記録装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜磁気ヘッド、これを用いた磁気記録装置及びその製造方法に関し、更に詳しくは、薄膜磁気ヘッドの改良に係る。

近年、ハードデスク装置の面記録密度の向上にともなって薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。薄膜磁気ヘッドは書き込みを目的とする書込素子と、読みだしを目的とし、磁気抵抗効果を利用した読取素子からの積層構造からなっている。特に最近のGMR Headは面密度150-200 (GB/P)を超える勢いである。GMR膜は複数の膜を組み合わせた多層構造である。GMRが発生するメカニズムはいくつかの種類があり、メカニズムによってGMR膜の層構造が変わる。量産を前提とするGMR膜としては、スピンバルブ膜（以下、SV膜と称する）や強磁性トンネル接合膜（以下、TMR膜と称する）が知られている。

一方、読取素子の性能向上にともなって、書込素子の性能向上も求められている。書き込み素子において、記録密度を高めるためには、狭トラック構造を実現し、トラック密度を上げなければならない。狭トラック構造を実現する手段として、上部記録磁材に、半導体加工技術を利用して、サブμｍ加工を施す手法が知られている。しかし、半導体技術を用いてトラック幅を微細化すると、書き込み磁束が得られにくくなるから、これを補う手段として、狭トラックポールには、高飽和磁束密度材料（以下HiBs材と称する）を使用するのが普通である。

また、薄膜磁気ヘッドが、ノート型パソコン、Desk Topパソコン、サーバーまたはワークステーションによく見られる高周波使用タイプのコンピューターに使用される場合、薄膜磁気ヘッドとして、高周波応答特性に優れていることが要求される。また、最近のハードディスクドライブはそのアクセススピードを求められており、そのスピードの応答に対応するため、薄膜磁気ヘッドのコンパクト化が求められている。

高周波特性は、バックギャップからポールまでのヨーク長(Yoke Length)を短くすることによって改善できる。ヨーク長ＹＬの短縮化と、ポールへのHiBs材料の使用との組み合わせにより、たとえば、NLTSやOver Write特性(以下、Ｏ／Ｗ特性と称する)などを、高周波帯域(５００MHz-１０００MHz)まで、高レベルに維持し得る。

ヨーク長ＹＬを短くする手法は、種々考えられる。その１つの方法はコイルピッチを可能な限り短くすることである。しかし、この技術には、次のような問題点がある。

まず、コイルピッチを短くすると、コイル幅が狭くなり、コイルの抵抗が高くなる。そのためコイルが発熱し、その熱によってポールの周囲が熱膨張する、いわゆるポールのサーマルプロトルージョン(Thermal Protorusion of Pole)が発生する。ポールのサーマルプロトルージョンが発生すると、ヘッドとメディアの衝突をおこすおそれが生じるため、サーマルプロトルージョンは、高密度記録に不可欠なスライダの低浮上化の障害となる。そのため、コイルピッチの短縮によって、ヨーク長ＹＬを短くする手法には限界がある。

次に、コイルピッチの狭小化が進むにつれて、コイルを形成するためのフォトリソグラフィプロセスが困難になる。理由は、コイルピッチが狭小化されるほど、コイルをフォトリソグラフィプロセスによって形成する際、露光時の反射が悪影響を及ぼすためである。反射防止対策を行なわないかぎり、正確で、垂直なコイルが形成できない。たとえば、１．５μｍ以上の高さで、０．３μｍ〜０．５μｍ以下のコイルピッチを、現在のフォトリソグラフィ技術を適用して形成した場合、歩留が著しく低下する。

ヨーク長ＹＬを短くする別の手法は、コイルターン数を少なくすることである。この場合は、コイルの高さを高くし、コイル抵抗を下げることができる。しかし、この方法ではコイルターン数が少なくなるため、十分な書き込み磁束を得ることができず、Ｏ／Ｗ特性不良を発生する。またコイルピッチの狭いコイルを高く形成することは極めて難しく、特にコイルをメッキによって形成した後、Seed層をイオンビームでエッチングする際、コイル間ショートが多発する。

一般的に、薄膜磁気ヘッドの書込素子は、空気ベアリング面（以下ＡＢＳと称する）に最も近いコイルの最小コイル幅が、ヨーク長ＹＬを決定するようにデザインされている。この最小コイル幅のトータル長さは、全体のコイル抵抗の６０〜７０％以上の抵抗値を決めているため、ヨーク長ＹＬを短くするには、最小コイル幅のトータル長さを可能な限り短くする必要がある。コイル抵抗を低減するために、太い幅のコイルを用いると、ヨーク長ＹＬを短くすることができず、このような書込素子は高周波特性が劣化し、高周波領域でのNLTSやＯ／Ｗ特性に劣化が見られ、歩留を落とす原因となる。

ヨーク長YLを短くしたままで、コイルターン数をあげ、かつ、コイル抵抗の低減化を計る方法として、コイル断面積を増大（コイルの高さを高くする。）させるために考え得る構造は、コイルを２層、３層と、階層的に積み重ねる構造である。しかし、この階層構造をとった場合、Writeギャップ膜の位置とGMRセンサーの位置の距離が遠くなり、スライダー作成時の研磨の際に、ＡＢＳを研磨した場合、狭いGMRハイト（Reader部）と狭いスロート（Writer部）を両立させることは難しい。スライダーの研磨角度によってはスロートハイトが大きなバラツキ現象をおこす。

薄膜磁気ヘッドの高周波特性を改善するための手段として、従来より種々の先行技術が提案されている。例えば、U．S．P．6,043,959明細書は、第２のヨーク部（上部ヨーク部）を平面状に形成して、コイルの相互誘導インダクタンスを低減させ、高周波特性を改善する技術を開示している。U．S．P．6,259,583 B１明細書は、第２のヨーク部を、高透磁率で低異方性の層と、非磁性層とを交互に積層して、平面状に形成する構造を開示している。

上述した先行技術に示されているような平面形状のポール構造は、フォトリソグラフィによって画定されたものであり、記録密度を高めるためには、さらに、半導体加工技術を適用して、ポール部にサブμｍ加工を施し、狭トラック構造を実現しなければならない。しかし、このサブμｍ加工には、上述したような問題が付きまとう。上記先行技術には、その解決手段が記載されていない。
米国特許．6,043,959 明細書 米国特許第6,259,583 B１明細書

本発明の課題は、コイルターン数を増大させながら、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減した薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。

本発明のもう一つの課題は、ヨーク長を短くし、高周波特性を改善した薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。

本発明のさらにもう一つの課題は、ＡＢＳ研磨の際のスロートハイトの不均衡研磨を回避し、高密度記録に不可欠なスライダの低浮上量化の要請に応え得る薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、書き込み素子書き込み素子は、下部ヨークと、下部ポールと、上部ヨークと、上部ポールと、ギャップ膜と、下部コイルと、上部コイルとを含んでいる。

前記下部ポールは、媒体対向面側において、前記下部ヨークの前記一面上に突設され、前記ギャップ膜と隣接する端部がトラック幅の縮小された部分となっている。

前記上部ヨークは、前記下部ヨークに対して、間隔を隔てて配置され、前記媒体対向面を基準にして後方側のバックギャップ部により、前記下部ヨークと結合されている。

前記上部ポールは、前記ギャップ膜に隣接し、前記ギャップ膜を間に挟んで前記下部ポールと対向し、最上面が前記上部ヨークの一面に隣接している。

前記下部コイルは、前記下部ヨークの前記一面を基準にした前記下部ポールの高さ内で、前記バックギャップ部の周りを、スパイラル状に周回している。

前記上部コイルは、前記上部ヨークの前記一面を基準にした前記上部ポールの高さを利用して、前記下部コイルの上方に配置され、前記バックギャップ部の周りを、スパイラル状に周回している。

前記ギャップ膜は、前記下部ポールの前記高さ、及び、前記上部ポールの前記高さによって定まるポール長さの中間に位置する。

上述したように、本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、下部ポールは、媒体対向面側において、下部ヨークの一面上に突設されており、上部ヨークは、下部ヨークに対して、間隔を隔てて配置され、媒体対向面を基準にして後方側のバックギャップ部により、下部ヨークと結合されており、上部ポールは、ギャップ膜に隣接し、ギャップ膜を間に挟んで前記下部ポールと対向し、最上面が上部ヨークの一面に隣接しているから、下部ヨーク、下部ポール、ギャップ膜、上部ポール、上部ヨーク及びバックギャップ部を巡る薄膜磁気回路が形成される。ギャップ膜は変換ギャップとして動作する。

下部コイルは、バックギャップ部の周りを、スパイラル状に周回しており、上部コイルもバックギャップ部の周りを、スパイラル状に周回しているから、下部コイル及び上部コイルのコイルターン数の合計が、コイルターン数となる。このため、コイルターン数を増大させることができる。

下部コイルは、下部ヨークの一面を基準にした下部ポールの高さ内にあり、上部コイルは上部ヨークの一面を基準にした上部ポール部の高さを利用している。従って、下部コイルの高さを、下部ポールの高さによって定まる寸法まで拡大できる。同様に、上部コイルの高さも、上部ポールの高さに対応した寸法まで拡大できる。

しかも、上部コイルは、下部コイルの上方に配置されており、下部ヨークと上部ヨークとの間の間隔を利用したコイル階層構造が得られる。この構造によれば、同一平面上にコイルを配置する構造と異なって、コイルターン数を増大させながら、下部コイル及び上部コイルの幅を増大できる。また、コイル階層構造を採用したから、コイルターン数を増大させながら、ヨーク長を短くし、高周波特性を改善することができる。

上述したように、下部コイル及び上部コイルについて、合計コイルターン数を増大させながら、その高さ及び幅を増大させることができるから、必然的にコイル断面積も増大する。このため、コイルターン数を増大させながら、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減させることができる。

さらに、下部コイルは、下部ポールの高さ内にあり、上部コイルは上部ポール部の高さを利用しており、ギャップ膜は下部ポールの高さ、及び、上部ポールの高さによって定まるポール長さの中間に位置するから、コイル階層構造をとったにもかかわらず、ギャップ膜の下側に位置する下部ポールの高さと、ギャップ膜の上側に位置する上部ポールの高さとをバランスさせることができる。このため、ＡＢＳを研磨した場合に、ギャップ膜の両側における下部ポール及び上部ポールの研磨量を均一化し、研磨の不均衡に起因するヘッドとメディアの衝突を回避し、高密度記録に不可欠なスライダの低浮上量化の要請に応えることができる。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、下部コイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含むことができる。第１のコイル及び第２のコイルの一方は、他方のコイルターン間のスペースに、絶縁して嵌め込まれる。

第１のコイル及び第２のコイルの間に存在する絶縁膜は、例えば、Chemical vapor deposition（以下、ＣＶＤと称する）を適用して、０．１μｍ程度の極薄膜のAl₂O₃膜として形成できる。したがって、バックギャップ部と下部ポールとの間で、第１のコイル及び第２のコイルの断面積を最大化し、コイルターン数を維持したままで、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減することができる。これにより、書き込み動作時に、ポールにおけるサーマルプロトリュージョンの発生を抑制し、ヘッドクラッシュ及び磁気記録媒体上の磁気記録の損傷若しくは破壊を回避し、延いては、高記録密度のための低浮上量の要求に応えることができることになる。

第１のコイル及び第２のコイルは、一方が、他方のコイルターン間のスペースに、第２の絶縁膜を介して嵌め込まれているから、コイル導体の配線密度が高くなる。このため、同一のターン数を保った状態では、ヨーク長ＹＬを短くすることができる。

第１のコイル及び第２のコイルは同一方向の磁束を生じるように接続される。第１のコイル及び第２のコイルは、巻き方向が同一になるので、第１のコイルの内端と、第２のコイルの外端とを接続した直列接続構造をとることにより、同一方向の磁束を生じさせることができる。あるいは、第１のコイル及び第２のコイルを並列に接続して、同一方向の磁束を生じるようにしてもよい。この場合は、ターン数は少なくなるが、コイル抵抗値を低減できる。

上部コイルは、第３のコイルと、第４のコイルとを含んでいてもよい。前記第３のコイル及び前記第４のコイルは、一方が、他方のコイルターン間のスペースに、第４の絶縁膜を介して嵌め込まれる。前記第３のコイル及び前記第４のコイルは、同一方向の磁束を生じるように互いに接続され、さらに前記下部コイルに対して、同一方向の磁束を生じるように接続される。この態様の薄膜磁気ヘッドでは、追加的な第３のコイル及び第４のコイルにより、コイルターン数が増大され、書き込みのための起磁力が増大する。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部ポールは、複数の下部ポール膜を含むことができる。この場合、第１の下部ポール膜は、前記下部ヨークによって構成される。第２の下部ポール膜は、前記第１の下部ポール膜に隣接し、一面が、前記下部コイルと同じ高さ位置となるように平坦化される。他の下部ポール膜は、前記第２の下部ポール膜の上で、順次に隣接して設けられ、表面がその周りに設けられた絶縁膜と同一の高さで平坦化される。前記他の下部ポール膜のうち、最上層の下部ポール膜は、前記ギャップ膜と隣接する。

上述したように、第２の下部ポール膜は、一面が、下部コイルと同じ高さ位置となるように平坦化されているから、その平坦化面に絶縁膜を、均一な膜厚となるように形成することができる。従来、下部ポールの高さを小さくすると、コイルをカバーしているフォトレジストが、フォトリソグラフィプロセスにおいて後退し、コイルが露出し、その結果、コイル間ショート、さらには下部ポールとコイルとの間で、ショートが発生していた。本発明では、第２の下部ポール膜及びコイルの表面を、均一な膜厚の絶縁膜を形成できるように平坦化してあるから、平坦化面に付与された絶縁膜によって、コイルを保護し、第２の下部ポール膜の高さ（ＡＢＳからコイルの方向に図った距離）を短縮した場合でも、コイルがダメージを受けるのを防止することができる。

また、下部コイルを構成する第１のコイル及び第２のコイルに対して、共通の絶縁膜を付与することができるので、下部コイルの上面に対する絶縁構造が簡単化される。また、下部コイルの上に更に他の構成部分を形成する際に、安定したベースを提供し、他の構成部分を高精度のパターンとして形成することが可能になる。

より具体的な構造として、下部ポールは、第３の下部ポール膜及び第４の下部ポール膜を含むことができる。第３の下部ポール膜は前記第２の下部ポール膜に隣接し、第４の下部ポール膜は前記第３の下部ポール膜に隣接して最上層を構成している。

前記上部ポールも、複数の上部ポール膜を含み、前記複数の上部ポール膜は前記ギャップ膜の上に順次に隣接し、最上層の上部ポール膜が前記上部ヨークに隣接する。

より具体的には、上部ポールは、第１の上部ポール膜乃至第３の上部ポール膜を含み、前記第１の上部ポール膜は前記ギャップ膜に隣接し、前記第２の上部ポール膜は前記第１の上部ポール膜に隣接し、前記第３の上部ポール膜は前記第２の上部ポール膜に隣接している。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、コイル接続導体を含んでいる。前記コイル接続導体は、第１の接続導体膜乃至第６の接続導体膜を含む。

前記第１の接続導体膜は、前記第１のコイル膜の内端であり、その表面が、前記第１のコイル、前記第２のコイル及び前記第２の下部ポール膜と同一の高さで平坦化されている。

前記第２の接続導体膜は、前記第１の接続導体膜と同じ材料で構成され、前記第１の接続導体膜の前記表面に形成され、その表面が、前記第２の下部ポール膜に隣接する第３の下部ポール膜、と同一の高さで平坦化されている。

前記第３の接続導体膜は前記第２の接続導体膜に隣接し、前記第４の接続導体膜は前記第３の接続導体膜に隣接し、前記第５の接続導体膜は前記第４の接続導体膜に隣接し、前記第６の接続導体膜は前記第５の接続導体膜に隣接する。

また、前記バックギャップ部は、第１乃至第６のバックギャップ膜を含む。前記第１のバックギャップ膜は、前記第１の下部ポール膜と同一の材料でなり、前記下部ヨークの前記一面に隣接して形成され、その表面が、前記第１のコイル、前記第２のコイル及び前記第２の下部ポール膜と同一の高さで平坦化されている。

前記第２のバックギャップ膜は、前記第３の下部ポール膜と同じ材料で構成され、前記第１のバックギャップ膜に隣接して形成され、その表面が、前記第３の下部ポール膜と同一の高さで平坦化されている。

前記第３のバックギャップ膜は、前記第２のバックギャップ膜に隣接する。前記第４のバックギャップ膜は前記第３のバックギャップ膜に隣接する。前記第５のバックギャップ膜は前記第４のバックギャップ膜に隣接する。前記第６のバックギャップ膜は前記第５のバックギャップ膜に隣接する。

上記構造によれば、コイル接続導体を構成する第１乃至第６の接続導体膜、及び、バックギャップ膜を構成する第１乃至第６のバックギャップ膜を、それぞれに要求される所定のプロセスにより、同一平坦面上で形成できるので、製造が容易である。

更に具体的には、前記第３の下部ポール膜、前記第２の接続導体膜及び第２のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されている。第４の下部ポール膜、前記第３の接続導体膜及び第３のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されている。前記第１の上部ポール膜、前記第４の接続導体膜及び第４のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されている。前記第２の上部ポール膜、前記第５の接続導体膜及び第５のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されている。前記第３の上部ポール膜、前記第６の接続導体膜及び前記第６のバックギャップ膜は、表面が、前記第３のコイル及び前記第４のコイルの表面と、同一の高さで平坦化されている。前記上部ヨークは、両端が前記第３の上部ポール膜及び前記第６のバックギャップ膜に隣接する。

上記構造によれば、コイル接続導体を構成する第１乃至第６の接続導体膜、及び、バックギャップ膜を構成する第１乃至第６のバックギャップ膜を、下部ポール膜及び上部ポール膜とを、それぞれに要求される所定のプロセスにより、同一平坦面上で形成できるので、製造が容易である。

さらに、本発明は、下部ポールが、複数の下部ポール膜を順次に隣接させた構造となるので、これらのポール膜のそれぞれに適した磁性材料、及び、プロセスを選択し、狭トラックで、書き込み性能の高い書き込み素子を実現できる。例えば、下部ポールを、飽和磁束密度の高い磁性材料CoFeN(２．４Ｔ)を用いて構成することにより、コイルで発生した磁束を、途中飽和を生じさせることなく、書き込みポール領域に有効に到達させ、フラックスロスの少ない書き込み素子を実現できる。

上部ポールＰ２が形成される段階では、既に、下部ポールＰ１の大部分が形成されているから、上部ポールＰ２は、それに適した材料及びプロセスによって形成できる。上部ポールＰ２を、HiBs材のCoFex、FeNxで構成し、この上部ポールＰ２に対し、CoNiFeのメッキ層またはアルミナ絶縁膜をマスクに、Reacｔive Ion Etching（以下RIEと称する）を、最終形状の途中まで施し、最終形状をIon Beam Etching（以下、IBEと称する）で行なうことが可能であり、トラック幅をフォトリソグラフィの限界以上に狭く形成することができる。具体的には、１５０GB/in²-２００GB/in²に必要とされる０．１μｍ以下のトラック幅を正確に実現することで可能である。そのため、これまで量産では不可能とされていた０．１〜０．２μｍ以下のトラック幅が正確にコントロールできる。

また、上部ポールを、HiBs材で全体的に高く形成することが可能なため、磁気ボリュームを増大させることができる。上述した構造の上部ポールは、アルミナMask材を用いることにより、従来よりも狭いトラック幅となるように形成できる。そのため上部ポールについて、その先端の磁気ボリュームを減少させることなく、１５０GB/in²-２００GB/in²の上部ポールを正確に形成できる。

本発明は、更に、薄膜磁気ヘッドとヘッド支持装置とを組み合わせた磁気ヘッド装置、及び、この磁気ヘッド装置と磁気記録媒体（ハ−ドディスク）とを組み合わせた磁気記録再生装置、薄膜磁気ヘッドの製造方法についても開示する。

本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。図面は単なる例示にすぎない。

１．薄膜磁気ヘッド
図１〜図４を参照すると、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、スライダ５と、書き込み素子２と、読取素子３とを含む。スライダ５は、例えば、Al₂O₃−TiC等でなる基体１５の表面に、Al₂O₃、SiO₂等の絶縁膜１６を設けた（図３参照）セラミック構造体である。スライダ５は、媒体対向面に浮上特性制御用の幾何学的形状を有している。そのような幾何学的形状の代表例として、図示では、ＡＢＳ側の基底面５０に、第１の段部５１、第２の段部５２、第３の段部５３、第４の段部５４、及び、第５の段部５５を備える例を示してある。基底面５０は、矢印F１で示す空気の流れ方向に対する負圧発生部となり、第２の段部５２及び第３の段部５３は、第１の段部５１から立ち上がるステップ状の空気軸受けを構成する。第２の段部５２及び第３の段部５３の表面は、ＡＢＳとなる。第４の段部５４は、基底面５０からステップ状に立ち上がり、第５の段部５５は第４の段部５４からステップ状に立ちあがっている。電磁変換素子２、３は第５の段部５５に設けられている。

電磁変換素子２、３は、書き込み素子２と、読取素子３とを含む。書き込み素子２及び読取素子３は、空気の流れ方向Ａで見て、空気流出端（トレーリング．エッジ）の側に備えられている。

図３、図４を参照するに、書き込み素子２は、下部ヨーク２１１と、上部ヨーク２２４と、アルミナ等でなるギャップ膜２４と、下部ポールＰ１と、上部ポールＰ２と、下部コイル２３１、２３２と、上部コイル２３３、２３４と、更に、バックギャップ部（２１６〜２１８）、（２２５〜２２７）とを有している。「下部」及び「上部」という表現は、図示実施例を参照する限りの表現であって、上下関係が、逆転する場合もありえる。

下部ヨーク２１１は、絶縁膜３４によって支持され、その表面は実質的に平坦な平面となっている。絶縁膜３４は、例えば、Al₂O₃、SiO₂、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。上部ヨーク２２４は、下部ヨーク２１１とはインナーギャップを介して向き合っている。

下部ヨーク２１１及び上部ヨーク２２４は、例えば、NiFe、CoFe、CoFeN、CoNiFe、FeNまたはFeZrN等の磁性材料から選択することができる。下部ヨーク２１１及び上部ヨーク２２４のそれぞれは、各膜厚が、例えば、０．２５〜３μｍの範囲に設定される。このような下部ヨーク２１１、上部ヨーク２２４はフレームメッキ法によって形成できる。

図示実施例において、下部ヨーク２１１は、CoFeNまたはCoNiFeのいずれかによって構成するものとする。上部ヨーク２２４も、CoNiFeやCoFeNで構成することができる。

下部ヨーク２１１及び上部ヨーク２２４の先端部は、微小厚みのギャップ膜２４を隔てて対向する下部ポールＰ１及び上部ポールＰ２の一部を構成しており、下部ポールＰ１及び上部ポールＰ２において書き込みを行なう。ギャップ膜２４は、非磁性金属膜またはアルミナ等の無機絶縁膜によって構成される。

下部ポールＰ１は、下部ヨーク２１１の端部によって構成される第１の下部ポール膜２１１の上に、第２の下部ポール膜２１２、第３の下部ポール膜２１３及び第４の下部第４の下部ポール膜２１４を、この順序で積層した構造を有する。第２の下部ポール膜２１２、第３の下部ポール膜２１３及び第４の下部ポール膜２１４は、CoFeNまたはCoNiFeのいずれかによって構成することができる。

第２の下部ポール膜２１２は、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の前方において、第１の下部ポール膜２１１に隣接し、一面が、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２と同じ高さ位置となるように平坦化されている。

第３の下部ポール膜２２３は、第２の下部ポール膜２１２の上に隣接して設けられ、表面がその周りに設けられた絶縁膜２５５と同一の高さで平坦化されている。

最上層の第４の下部ポール膜２２４は、ギャップ膜２４と隣接し、ギャップ膜２４と隣接する領域の後方に、凹部２９１と、凹部２９１によって膜厚の減少された部分とを有し、凹部２９１を構成する端がスロートハイトを決定する。

ギャップ膜２４は、下部ポールＰ１の高さ、及び、上部ポールＰ２の高さによって定まるポール長さの中間に位置する。

下部コイルを構成する第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、下部ヨーク２１１の一面を基準にした下部ポールＰ１の高さ内で、バックギャップ部（２１６〜２１８）の周りを、スパイラル状に周回している。図示実施例において、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、一方が、他方のコイルターン間のスペースに嵌め込まれ、絶縁膜２５２によって互いに絶縁されている。第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、コイル接続導体となる第１の接続導体膜２８１により、同一方向の磁束を生じるように互いに接続されている。

図示実施例において、第１のコイル２３１は、スパイラル状であって、下部ヨーク２１１の平坦な一面に形成された絶縁膜２５１の面上に配置され、絶縁膜２５１の面に対して垂直となる１つの軸の周りを平面状に周回する。第１のコイル２３１は、Ｃｕ（銅）などの導電金属材料によって構成される。絶縁膜２５１は、Al₂O₃、SiO₂、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。

第２のコイル２３２もスパイラル状であって、第１のコイル２３１のコイルターン間のスペースに、絶縁膜２５２により絶縁して嵌め込まれ、軸の周りを平面状に周回する。第２のコイル２３２も、Ｃｕ（銅）などの導電金属材料によって構成される。絶縁膜２５２も、Al₂O₃、SiO₂、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。

第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の周りは、絶縁膜２５３によって埋められている（図３参照）。絶縁膜２５３も、Al₂O₃、SiO₂、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。

第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２を互いに絶縁する絶縁膜２５２は、例えば、CVDを適用して、０．１μｍ程度の極薄膜のAl₂O₃膜として形成できる。したがって、バックギャップ膜２１６とポールＰ１、Ｐ２との間で、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の断面積を最大化し、コイルターン数を維持したままで、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減することができる。これにより、書き込み動作時に、ポールＰ１、Ｐ２におけるサーマルプロトリュージョンの発生を抑制し、ヘッドクラッシュ及び磁気記録媒体上の磁気記録の損傷若しくは破壊を回避し、延いては、高記録密度のための低浮上量の要求に応えることができることになる。

第２のコイル２３２は、第１のコイル２３１のコイルターン間のスペースに、絶縁膜２５２を介して嵌め込まれているから、コイル導体の配線密度が高くなる。このため、同一のターン数を保った状態では、ヨーク長ＹＬ（図３参照）を短くすることができる。

第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、同一方向の磁束を生じるように接続される。第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、巻き方向が同一になるので、第１のコイル２３１の内端２８１と、第２のコイル２３２の外端２８３とを、接続導体２８２で接続した直列接続構造をとることにより、同一方向の磁束を生じさせることができる。第１のコイル２３１の外端２８６は接続導体２８５により端子２８４に接続され、更に、リード導体２９１により外部に導かれ、取り出し電極に接続される。第２のコイル２３２の内端２８７は接続導体２８８により、端子２８９に接続され、更に、リード導体により外部に導かれ、取り出し電極に接続される。

図５の図示とは異なって、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２を並列に接続して、同一方向の磁束を生じるようにしてもよい。この場合は、ターン数は少なくなるが、コイル抵抗値を低減できる。

上部コイルは、第３のコイル２３３と、第４のコイル２３４とを含む。上部コイル２３３、２３４は、上部ヨーク２２４の一面を基準にした上部ポールＰ２の高さを利用して、下部コイル２３１、２３２の上方に配置され、バックギャップ部（２２５〜２２７）の周りを、スパイラル状に周回している。第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４は、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の上に、絶縁膜２５５〜２５８によって絶縁して積層され、一方が、他方のコイルターン間のスペースに、絶縁膜２７１によって絶縁して嵌め込まれている。第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４は、第１及び第２のコイル２３１、２３２とともに、同一方向の磁束を生じる。

第１のコイル２３１〜第４のコイル２３４は、第１の接続導体膜２８１〜第６の接続導体膜２８６によって接続されている。第１の接続導体膜２８１〜第６の接続導体膜２８６のうち、第１の接続導体膜２８１は、第１のコイル２３１の内端であり、その表面が、第１のコイル２３１、第２のコイル２３２、第２の下部ポール膜２１２及び第１のバックギャップ膜２１６と同一の高さで平坦化されている。第１の接続導体膜２８１、第１のコイル２３１、第２のコイル２３２、第２の下部ポール膜２１２及び第１のバックギャップ膜２１６の周りは、絶縁膜２５３によって埋められている。平坦化された表面は、絶縁膜２５４によってカバーされている。

第２の接続導体膜２８２は第１の接続導体膜２８１に隣接する。第２の接続導体膜２８２は、第１の接続導体膜２８１と同じ材料で構成され、第１の接続導体膜２８１の表面に形成され、その表面が、第２の下部ポール膜２１２に隣接する第３の下部ポール膜２１３と同一の高さで平坦化されている。

第３の接続導体膜２８３は第２の接続導体膜２８２に隣接する。第４の接続導体膜２８４は第３の接続導体膜２８３に隣接する。第５の接続導体膜２８５は第４の接続導体膜２８４に隣接する。第６の接続導体膜２８６は第５の接続導体膜２８５に隣接している。上述した第２乃至第６の接続導体膜２８２〜２８６により、第１のコイル２３１の内端である第１の接続導体膜２８１が、第３のコイル２３３の内端である第６の接続導体膜２８６に接続される。

バックギャップ部は、さらに、第２のバックギャップ膜２１７〜第６のバックギャップ膜２２７を含む。第２のバックギャップ膜２１７は第１のバックギャップ膜２１６に隣接する。第３のバックギャップ膜２１８は第２のバックギャップ膜２１７に隣接する。第４のバックギャップ膜２２５は第３のバックギャップ膜２１８に隣接する。第５のバックギャップ膜２２６は第４のバックギャップ膜２２５に隣接する。第６のバックギャップ膜２２７は第５のバックギャップ膜２２６に隣接する。第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４は第６のバックギャップ膜２２７の周りを周回する。

上部ポールＰ２は、第１の上部ポール膜２２１乃至第３の上部ポール膜２２３を含む。第１の上部ポール膜２２１はギャップ膜２４に隣接する。第１の上部ポール膜２２１は、内端縁が、第４の下部ポール膜２１４のスロートハイトTHを決める内端にほぼ一致する。

第２の上部ポール膜２２２は第１の上部ポール膜２２１に隣接している。第３の上部ポール膜２２３は、第２の上部ポール膜２２２に隣接している。第３の上部ポール膜２２３は、第１の上部ポール膜２２１及び第２の上部ポール膜２２２の先端面の位置するＡＢＳから若干後退した位置にあり、その前面が絶縁膜２７２によって閉じられている。

上記の構成において、第３の下部ポール膜２１３、第２の接続導体膜２８２及び第２のバックギャップ膜２１７は、絶縁膜２５４とともに、表面が互いに同一の高さで平坦化されている。

第１の上部ポール膜２２１、第４の接続導体膜２８４、第４のバックギャップ膜２２５及び第４の接続導体膜２８４は、絶縁膜２５７とともに、表面が互いに同一の高さで平坦化されている。

第２の上部ポール膜２２２、第５の接続導体膜２８５及び第５のバックギャップ膜２２６は、絶縁膜２５８とともに、表面が互いに同一の高さで平坦化されている。

第３の上部ポール膜２２３、第６の接続導体膜２８６及び第６のバックギャップ膜２２７は、絶縁膜２７２とともに、表面が、第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４の表面と、同一の高さで平坦化されており、
上部ヨーク２２４は、両端が第３の上部ポール膜２２３及び第６のバックギャップ膜２２７に隣接する。上部ヨーク２２４は、平坦化された第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４の表面をカバーする絶縁膜２７３の上に設けられ、絶縁膜２７３によって第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４から絶縁されている。上部ヨーク２２４は、ＡＢＳ５２、５３の後方に延び、バックギャップ膜２１６〜２１８、２２５〜２２７において、下部ヨーク２１１に結合されている。これにより、下部ヨーク２１１、下部ポール部P１、ギャップ膜２４、上部ポールＰ２、上部ヨーク２２４及びバックギャップ膜２１６〜２１８、２２５〜２２７を巡る薄膜磁気回路が完結する。

保護膜２７４は、書き込み素子２の全体を覆っている。保護膜２７４は、Al₂O₃またはSiO₂等の無機絶縁材料で構成されている。

読取素子３の付近には、第１のシールド膜３１と、絶縁膜３２と、第２のシールド膜３３とが備えられている。第１のシールド膜３１及び第２のシールド膜３３は、NiFe等によって構成される。第１のシールド膜３１は、Al₂O₃、SiO₂等の絶縁膜１６の上に形成されている。絶縁膜１６はAl₂O₃−TiC等でなる基体１５の表面に形成されている。

読取素子３は、第１のシールド膜３１及び第２のシールド膜３３の間の絶縁膜３２の内部に配置されている。読取素子３は、端面がＡＢＳ５２、５３に臨んでいる。読取素子３は、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を含む。ＧＭＲ素子は、スピンバルブ膜または強磁性トンネル接合素子の何れかによって構成することができる。

上述した薄膜磁気ヘッドについて、その全体を観察すると、まず、図４に示すように、下部ヨーク２１１の端部、第２の下部ポール膜２１２及び第３の下部ポール膜２１３は、ＡＢＳのトラック幅方向に広がりを見せているが、第４の下部ポール膜２１４は、その上端側が、両側から、狭トラック幅ＰＷとなるように削減されており、その上に積層されているギャップ膜２４、第１の上部ポール膜２２１、第２の上部ポール膜２２２、第３の上部ポール膜２２３及び上部ヨーク２２４の端部によって構成される。第４の上部ポール膜２２４も、第４の下部ポール膜２１４とほぼ同じ狭トラック幅ＰＷとなっている。これにより、高密度記録に対応した狭トラック幅ＰＷが得られる。

次に、図５を参照すると、第１及び第２のコイル２３１、２３２は、バックギャップ膜２１６の周りを周回している。図示が複雑になるため、省略されているが、この上に第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４が備えられ、これらは、第１及び第２のコイル２３１、２３２と直列に接続される。

上述したように、本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、下部ポールＰ１は、媒体対向面側において、下部ヨーク２１１の一面上に突設されており、上部ヨーク２２４は、下部ヨーク２１１に対して、間隔を隔てて配置され、媒体対向面を基準にして後方側のバックギャップ部（２１６〜２１８）、（２２５〜２２７）により、下部ヨーク２１１と結合されている。上部ポールＰ２は、ギャップ膜２４を間に挟んで、下部ポールＰ１と対向し、最上面が上部ヨーク２２４の一面に隣接している。従って、下部ヨーク２１１、下部ポールＰ１、ギャップ膜２４、上部ポールＰ２、上部ヨーク２２４及びバックギャップ部（２１６〜２１８）、（２２５〜２２７）を巡る薄膜磁気回路が形成される。ギャップ膜２４は変換ギャップとして動作する。

下部コイル２３１、２３２は、バックギャップ部（２１６〜２１８）の周りを、スパイラル状に周回しており、上部コイル２３３、２３４もバックギャップ部（２２５〜２２７）の周りを、スパイラル状に周回しているから、下部コイル２３１、２３２及び上部コイル２３３、２３４のコイルターン数の合計が、コイルターン数となる。このため、コイルターン数を増大させることができる。

下部コイル２３１、２３２は、下部ヨーク２１１の一面を基準にした下部ポールＰ１の高さ内にあり、上部コイル２３３、２３４は上部ヨーク２２４の一面を基準にした上部ポールＰ２の高さを利用している。従って、下部コイル２３１、２３２の高さを、下部ポールＰ１の高さによって定まる寸法まで拡大できる。同様に、上部コイル２３３、２３４の高さも、上部ポールＰ２の高さに対応した寸法まで拡大できる。

しかも、上部コイル２３３、２３４は、下部コイル２３１、２３２の上方に配置されており、下部ヨーク２１１と上部ヨーク２２４との間の間隔（インナーギャップ）を利用したコイル階層構造が得られる。この構造によれば、同一平面上にコイルを配置する構造と異なって、コイルターン数を増大させながら、下部コイル２３１、２３２及び上部コイル２３３、２３４の幅を増大できる。また、コイル階層構造を採用したから、コイルターン数を増大させながら、ヨーク長YLを短くし、高周波特性を改善することができる。

上述したように、下部コイル２３１、２３２及び上部コイル２３３、２３４について、合計コイルターン数を増大させながら、その高さ及び幅を増大させることができるから、必然的にコイル断面積も増大する。このため、コイルターン数を増大させながら、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減させることができる。

更に、下部コイル２３１、２３２は、下部ポールＰ１の高さ内にあり、上部コイル２３３、２３４は上部ポールＰ２の高さを利用しており、ギャップ膜２４は下部ポールＰ１の高さ、及び、上部ポールＰ２の高さによって定まるポール長さの中間に位置するから、コイル階層構造をとったにもかかわらず、ギャップ膜２４の下側に位置する下部ポールＰ１の高さと、ギャップ膜２４の上側に位置する上部ポールＰ２の高さとをバランスさせることができる。このため、ＡＢＳを研磨した場合に、ギャップ膜２４の両側における下部ポールＰ１及び上部ポールＰ２の研磨量を均一化し、研磨の不均衡に起因するヘッドとメディアの衝突を回避し、高密度記録に不可欠なスライダの低浮上量化の要請に応えることができる。

図示実施例において、下部コイル２３１、２３２は、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２を含む。第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の一方は、他方のコイルターン間のスペースに、絶縁して嵌め込まれる。

第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の間に存在する絶縁膜２５２は、例えば、ＣＶＤを適用して、０．１μｍ程度の極薄膜のAl₂O₃膜として形成できる。したがって、バックギャップ部２１６〜２１８と下部ポールＰ１との間で、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の断面積を最大化し、コイルターン数を維持したままで、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減することができる。これにより、書き込み動作時に、ポールＰ１、Ｐ２におけるサーマルプロトリュージョンの発生を抑制し、ヘッドクラッシュ及び磁気記録媒体上の磁気記録の損傷若しくは破壊を回避し、延いては、高記録密度のための低浮上量の要求に応えることができることになる。

第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、一方が、他方のコイルターン間のスペースに、絶縁膜２５２によって絶縁して嵌め込まれているから、コイル導体の配線密度が高くなる。このため、同一のターン数を保った状態では、ヨーク長ＹＬを短くすることができる。

第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、同一方向の磁束を生じるように接続される。第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、巻き方向が同一になるので、第１のコイル２３１の内端と、第２のコイル２３２の外端とを接続した直列接続構造をとることにより、同一方向の磁束を生じさせることができる。あるいは、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２を並列に接続して、同一方向の磁束を生じるようにしてもよい。この場合は、ターン数は少なくなるが、コイル抵抗値を低減できる。

第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４も、一方が、他方のコイルターン間のスペースに、絶縁膜２７１によって絶縁して嵌め込まれる。第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４は、同一方向の磁束を生じるように互いに接続され、さらに下部コイル２３１、２３２に対して、同一方向の磁束を生じるように接続される。この態様の薄膜磁気ヘッドでは、追加的な第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４により、コイルターン数が増大され、書き込みのための起磁力が増大する。

図示実施例において、下部ポールＰ１は、複数の下部ポール膜２１１〜２１４を含む。第１の下部ポール膜２１１は、下部ヨーク２１１によって構成される。第２の下部ポール膜２１２は、第１の下部ポール膜２１１に隣接し、一面が、下部コイル２３１、２３２と同じ高さ位置となるように平坦化される。他の下部ポール膜２１３、２１４は、第２の下部ポール膜２１２の上で、順次に隣接して設けられ、表面がその周りに設けられた絶縁膜と同一の高さで平坦化される。最上層の第４の下部ポール膜２１４は、ギャップ膜２４と隣接する。

上述したように、第２の下部ポール膜２１２は、一面が、下部コイル２３１、２３２と同じ高さ位置となるように平坦化されているから、その平坦化面に絶縁膜２５４を、均一な膜厚となるように形成することができる。従来、下部ポールＰ１の高さを小さくすると、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２をカバーしているフォトレジストが、フォトリソグラフィプロセスにおいて後退し、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２が露出し、その結果、コイル間ショート、さらには下部ポールＰ１と、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２との間で、ショートが発生していた。本発明では、第２の下部ポール膜２１２、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面を、均一な膜厚の絶縁膜２５４を形成できるように平坦化してあるから、平坦化面に付与された絶縁膜２５４によって、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２を保護し、第２の下部ポール膜２１２の高さ（ＡＢＳからコイルの方向に図った距離）を短縮した場合でも、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２がダメージを受けるのを防止することができる。

また、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２に対して、共通の絶縁膜２５４を付与することができるので、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の上面に対する絶縁構造が簡単化される。しかも、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の上に更に他の構成部分を形成する際に、安定したベースを提供し、他の構成部分を高精度のパターンとして形成することが可能になる。

図示実施例では、下部ポールＰ１は、第３の下部ポール膜２１３及び第４の下部ポール膜２１４を含む。第３の下部ポール膜２１３は、第２の下部ポール膜２１２に隣接し、第４の下部ポール膜２１４は第３の下部ポール膜２１３に隣接して最上層を構成している。

上部ポールＰ２も、複数の上部ポール膜２２１〜２２３を含み、これらはギャップ膜２４の上に順次に隣接し、最上層の上部ポール膜２２３が上部ヨーク２２４に隣接する。

より具体的には、上部ポールＰ２は、第１の上部ポール膜２２１〜第３の上部ポール膜２１３を含み、第１の上部ポール膜２２１はギャップ膜２４に隣接し、第２の上部ポール膜２２２は第１の上部ポール膜２２１に隣接し、第３の上部ポール膜２２３は第２の上部ポール膜２２２に隣接している。

図示実施例の薄膜磁気ヘッドは、更に、コイル接続導体として機能する第１の接続導体膜乃至第６の接続導体膜２８１〜２８６を含む。第１の接続導体膜２８１は、第１のコイル２３１の内端であり、その表面が、第１のコイル２３１、第２のコイル２３２及び第２の下部ポール膜２１２と同一の高さで平坦化されている。

第２の接続導体膜２８２は、第１の接続導体膜２８１と同じ材料で構成され、第１の接続導体膜２８１の表面に形成され、その表面が、第２の下部ポール膜２１２に隣接する第３の下部ポール膜２１３と同一の高さで平坦化されている。第２の接続導体膜２８２は、第１の接続導体膜２８１とは異なる材料で構成してもよい。

第３の接続導体膜２８３は第２の接続導体膜２８２に隣接し、第４の接続導体膜２８４は第３の接続導体膜２８３に隣接し、第５の接続導体膜２８５は第４の接続導体膜２８４に隣接し、第６の接続導体膜２８６は第５の接続導体膜２８５に隣接する。

また、第１のバックギャップ膜２１６は、第１の下部ポール膜２１１と同一の材料でなり、下部ヨーク２１１の一面に隣接して形成され、その表面が、第１のコイル２３１、第２のコイル２３２及び第２の下部ポール膜２１２と同一の高さで平坦化されている。

第２のバックギャップ膜２１７は、第３の下部ポール膜２１３と同じ材料で構成され、第１のバックギャップ膜２１６に隣接して形成され、その表面が、第３の下部ポール膜２１３と同一の高さで平坦化されている。

第３のバックギャップ膜２１８は、第２のバックギャップ膜２１７に隣接する。第４のバックギャップ膜２２５は第３のバックギャップ膜２１８に隣接する。第５のバックギャップ膜２２６は第４のバックギャップ膜２２５に隣接する。第６のバックギャップ膜２２７は第５のバックギャップ膜２２６に隣接する。

上記構造によれば、コイル接続導体を構成する第１〜第６の接続導体膜２８１〜２８６、及び、バックギャップ膜を構成する第１〜第６のバックギャップ膜（２１６〜２１８）、（２２５〜２２７）を、それぞれに要求される所定のプロセスにより、同一平坦面上で形成できるので、製造が容易である。

更に具体的には、第３の下部ポール膜２１３、第２の接続導体膜２８２及び第２のバックギャップ膜２１７は、表面が互いに同一の高さで平坦化されている。第４の下部ポール膜２１４、第３の接続導体膜２８３及び第３のバックギャップ膜２１８は、表面が互いに同一の高さで平坦化されている。第１の上部ポール膜２２１、第４の接続導体膜２８４及び第４のバックギャップ膜２２５は、表面が互いに同一の高さで平坦化されている。第２の上部ポール膜２２２、第５の接続導体膜２８５及び第５のバックギャップ膜２２６は、表面が互いに同一の高さで平坦化されている。第３の上部ポール膜２２３、第６の接続導体膜２８６及び第６のバックギャップ膜２２７は、表面が、第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４の表面と、同一の高さで平坦化されている。上部ヨーク２２４は、両端が第３の上部ポール膜２２３及び第６のバックギャップ膜２２７に隣接する。

上記構造によれば、第１〜第６の接続導体膜２８１〜２８６、第１〜第６のバックギャップ膜（２１６〜２１８）、（２２５〜２２７）、下部ポール膜２１２〜２１４及び上部ポール膜２２１〜２２３とを、それぞれに要求される所定のプロセスにより、同一平坦面上で形成できるので、製造が容易である。

さらに、本発明は、下部ポールＰ１が、第１〜第４の下部ポール膜２１１〜２１４を順次に隣接させた構造となるので、第１〜第４の下部ポール膜２１１〜２１４のそれぞれに適した磁性材料、及び、プロセスを選択し、狭トラックで、書き込み性能の高い書き込み素子を実現できる。例えば、下部ポールＰ１を、飽和磁束密度の高い磁性材料CoFeN(２．４T)を用いて構成することにより、コイルで発生した磁束を、途中飽和を生じさせることなく、書き込みポール領域に有効に到達させ、フラックスロスの少ない書き込み素子を実現できる。

更に、上部ポールＰ２が形成される段階では、既に、下部ポールＰ１の大部分が形成されているから、上部ポールＰ２は、それに適した材料及びプロセスによって形成できる。上部ポールＰ２を、HiBs材のCoFex、FeNxで構成し、この上部ポールＰ２に対し、CoNiFeのメッキ層またはアルミナ絶縁膜をマスクに、RIEを、最終形状の途中まで施し、最終形状をIBEで付与することが可能であり、トラック幅をフォトリソグラフィの限界以上に狭く形成することができる。具体的には、１５０GB/in²-２００GB/in²に必要とされる０．１μｍ以下のトラック幅を正確に実現することができる。そのため、これまで量産では不可能とされていた０．１〜０．２μｍ以下のトラック幅が正確にコントロールできる。

また、上部ポールＰ２を、HiBs材で全体的に高く形成することが可能なため、磁気ボリュームを増大させることができる。また、上部ポールＰ２のトラック幅をIBEによって画定する場合、アルミナMask材を用いることにより、上部ポールＰ２のサイドエッチ量を極端に少なくできるため、IBEの処理時間が短時間で済む。そのため、上部ポールＰ２の先端について、磁気ボリュームを減少させることなく、１５０GB/in²-２００GB/in²の面密度を実現することができる。

第２のコイル２３２と、第２の下部ポール膜２１２及びバックギャップ膜２１６とは、例えば、ＣＶＤを適用して、０．１μｍ程度の極薄膜となり得る絶縁膜２５２によって隔てられるので、ヨーク長ＹＬの短縮化を、更に促進することができる。

最上層の第４の下部ポール膜２１４は、反対側が書き込みのためのギャップ膜２４と隣接し、ギャップ膜２４と隣接する領域の後方に、凹部２９１と、凹部２９１によって膜厚の減少された部分とを有し、凹部２９１を構成する端がスロートハイトＴＨを決定する。この構造によれば、書き込み電流の立ち上がりが速く、O/W特性の優れた書き込み素子を実現できる。

図６は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの別の実施例を示す断面図、図７は図６に示した薄膜磁気ヘッドをＡＢＳ側から見た図である。図において、図１及び図２に表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。この実施例では、コイル接続導体は、第１の接続導体膜２８１と、第２の接続導体膜２８２と、第３の接続導体膜２８３とより構成されている。第１の接続導体膜２８１は、第１のコイル２３１、第２のコイル２３２、第２の下部ポール膜２１２、第１のバックギャップ膜２１６及び絶縁膜２５３とともに、表面が同一の高さとなるように平坦化されている。

第２の接続導体膜２８２は、第３の下部ポール膜２１３、第２のバックギャップ膜２１７及び絶縁膜２５５とともに、表面が同一の高さとなるように平坦化されている。

第３の接続導体膜２８３は、第３のコイル２３３、第４のコイル２３４、第３の上部ポール膜２２３、第６のバックギャップ膜２２７及び絶縁膜２７２とともに、表面が同一の高さとなるように平坦化されている。この実施例の場合も、図１〜図５に示した実施例と同様の作用効果を得ることができる。

２．薄膜磁気ヘッドの製造方法
（１）実施例１
製造方法に係る実施例１は、図１〜図５に図示した薄膜磁気ヘッドの製造プロセスである。図８〜図４７に図示するプロセスは、ウエハー上で実行されるものであることを予め断っておく。

＜図８の状態に至るプロセス＞
図８を参照すると、基体１５の上に付着された絶縁膜１６の上に、第１のシ−ルド膜３１、読取素子３、絶縁膜３２、第２のシ−ルド膜３３、絶縁膜３４及び下部ヨーク２１１を、周知のプロセスによって形成する。一例を述べると、まず、基体１５に、例えばアルミナでなる絶縁膜１６を約３μｍの厚さで堆積する。次に下部シールド膜(３)を形成するために、この上にフォトレジスト膜をマスクにメッキ法にてパーマロイを約２〜３μｍの厚みで選択的に形成する。次に約３〜４μｍの厚さでアルミナ膜(図示せず)を形成し、Chemical Mechanical Polishing（以下、ＣＭＰと称する）を適用して、平坦化する。続いてシールドギャップを構成する絶縁膜３２、読取素子３とそのリード線(図示せず)を形成し、約１．０〜１．５μｍの厚さで、上部シールド膜３３を選択的に形成する。その後０．３μｍの厚みで、例えばアルミナでなる絶縁膜３３を形成する。

その後、絶縁膜３３の上にCoNiFe(1．９T)とCoFeN(２．４T)の磁性材から成る下部ヨーク２１１を３．０〜４．０μｍの厚みで形成する。このとき第1の下部ポールＰ１はNiFe(8０%：２０%)やNiFe(４５%：５５%)、CoNiFe等のメッキ膜でもよいが、本実施例ではFeAIN、FeN、FeCo、CoFeN、FeZrN等のスパッタ〜膜を０．５〜１．５μｍの厚みで形成する。

次に、下部ヨーク２１１の平坦な表面に、コイル形成に要する面積よりも少し大きい面積で、絶縁膜２５１を形成する。絶縁膜２５１はアルミナ絶縁膜であり、０．２μｍ程度の膜厚となるように形成する。次に、絶縁膜２５１の上で、フォトリソグラフィプロセスを実行し、ポール形成領域及びバックギャップ形成領域を開口させる。

次に、絶縁膜２５１の表面にSeed膜を形成する。Seed膜は、絶縁膜２５１の表面及び下部ヨーク２１１の表面を覆うように形成する。Seed膜は、Ｃｕメッキ下地膜として適切な材料を用い、Cu-CVDの適用によって、５０ｎｍ〜８０ｎｍの膜厚となるように形成する。

次に、Seed膜の上にフォトレジスト膜を、スピンコート法などの適用によって形成した後、コイルパターンを有するマスクを用いて露光し、現像する。フォトレジスト膜は、ポジティブフォトレジスト、ネガティブフォトレジストの何れでもよい。

上述した露光プロセスを経て現像することにより、コイル形成用パターンが得られる。コイル形成用パターンは、レジストフレームによって画定されている。

次に、選択的Ｃｕメッキ処理を実行し、コイル形成用パターンの内部に存在するSeed膜の上に、第１のコイル２３１を、例えば３〜３．５μｍの厚みとなるように成長させる。この後、レジストフレームをケミカルエッチングなどの手段によって除去する。図８は、レジストフレームを除去した後の状態を示している。

＜図９の状態に至るプロセス＞
次に、レジストフレームを除去した後、ポール膜及びバックギャップ膜を形成するためのフォトリソグラフィプロセスを実行して、ポール膜及びバックギャップ膜のためのレジストフレームを形成する。

次に、下部ヨーク２１１をSeed膜として、選択的メッキ処理を行い、下部ヨーク２１１の上にポール膜及びバックギャップ膜を成長させ、その後、レジストフレームを、ケミカルエッチングなどの手段によって除去する。これにより、図９に示すように、下部ヨーク２１１の一面上に、第２の下部ポール膜２１２及び第１のバックギャップ膜２１６が間隔を隔てて形成される。第２の下部ポール膜２１２及びバックギャップ膜２１６は、例えばCoNiFe(２．３Ｔ)を用いて３〜３．５μｍの膜厚となるように形成する。

＜図１０の状態に至るプロセス＞
次に、図１０に示すように、第１のコイル２３１、第２の下部ポール膜２１２及びバックギャップ膜２１６を覆うフォトレジスト膜ＲＳ１を形成する。この後、フォトレジスト膜ＲＳ１に対してフォトリソグラフィプロセスを実行し、更に、IBEを実行することにより、第１のヨーク２１１を、所定のパターンとなるようにパターニングする。

＜図１１の状態に至るプロセス＞
次に、図１１に示すように、第１のコイル２３１及びその周囲を覆うレジストカバーＦＲ１を形成し、更に、レジストカバーＦＲ１の全体を覆う絶縁膜２５３を付着させる。絶縁膜２５３は、アルミナを、４〜５μｍの範囲の膜厚となるように形成する。

＜図１２の状態に至るプロセス＞
次に、絶縁膜２５３及びレジストカバーＦＲ１を、ＣＭＰによって研磨し、平坦化する。図１２はＣＭＰ処理を施した後の状態を示している。ＣＭＰは、第２の下部ポール膜２１２及び第１のバックギャップ膜２１６が露出するまで実行する。第２の下部ポール膜２１２及び第１のバックギャップ膜２１６は、ＣＭＰの終了した状態で、３．５〜４．０μｍの膜厚となるようにする。第１のコイル２３１は露出させない。

＜図１３の状態に至るプロセス＞
次に、ケミカルエッチングなどの手段によって、レジストカバーＦＲ１を除去する。

＜図１４の状態に至るプロセス＞
次に、絶縁膜２５１、２５３、第１のコイル２３１、第２の下部ポール膜２１２及び第１のバックギャップ膜２１６の表面及び側面に、絶縁膜２５２を付着させる。絶縁膜２５２は、具体的には、高純度のアルミナを用いたAl₂O₃−CVDによって、０．１〜０．１５μｍ程度の膜厚となるように形成する。

次に、絶縁膜２５２の表面に、スパッタまたはCu-CVDによって、５０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲の膜厚となるように、Seed膜２６１を付着させる。

＜図１５の状態に至るプロセス＞
次に、図１５に図示するように、Seed膜２６１の上に、第２のコイルとなるメッキ膜２３２を、例えば３〜４μｍの膜厚となるように形成する。メッキ膜２３２は、Ｃｕを主成分とする。

ここで、Seed層２６１は、Cu-CVDによって形成されており、第１のコイル２３１の凹凸に正確に追従したStep coverageの良好なCu-CVD膜が形成されているから、第１のコイル２３１のターン間が狭く細長いスペースであっても、キーホールを生じさせることなく、第２のコイルのためのメッキ膜２３２を、第１のコイル２３１のターン間に埋め込むことができる。

Cu−CVDの際に必要となるデポジッションガスは高価であるから、本発明では、Cu−CVDは、専ら、そのStep coverageのよさを生かし、狭いスペースに、均一な膜厚のSeed層２６１を形成するために用い、必要な膜厚はメッキによって確保する。

＜図１６の状態に至るプロセス＞
次に、図１６に図示するように、メッキ膜２３２をＣＭＰによって研磨し、平坦化する。ＣＭＰにあたっては、アルミナ系スラリーを用いる。これにより、第２のコイル２３２が、平面状のスパイラルパターンとなるように、パターン化されるとともに、第１のコイル２３１から、絶縁膜２５２によって分離される。ＣＭＰにおいては、第２の下部ポール膜２１２、第１のバックギャップ膜２１６および絶縁膜２５３の表面も、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面と同一の平面となるように研磨される。このＣＭＰにより、第２の下部ポール膜２１２、第１のバックギャップ膜２１６、絶縁膜２５３、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、膜厚が２．５μｍ〜３.０μｍの範囲となるように調整される。

ここで、第２の下部ポール膜２１２のエッジと、第２のコイル２３２のエッジとは、Al₂0₃-CVDによる絶縁膜２５２を挟んで、互いに近接した位置にあり、ＡＢＳ５２、５３（図３参照）に近くなる。このため、磁束のロスが少なくなり、オーバーライトの優れた書き込みヘッドが形成できる。

＜図１７の状態に至るプロセス＞
次に、図１７に図示するように、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面を覆う絶縁膜２５４を付着させる。絶縁膜２５４は、Al₂O₃でなり、例えば、０．２〜０．３μｍの膜厚となるように形成する。絶縁膜２５４には、第２の下部ポール膜２１２、第１のバックギャップ膜２１６及び第１の接続導体膜２８１の真上に、開口を設ける。そして、第１のコイル２３１と第２コイル２３２とを電気的に接続するジャンパ配線となる第２の接続導体膜２８２を、開口をとおして、第１の接続導体膜２８１の上に設ける。第２の接続導体膜２８２は、０．５〜１．０μｍの範囲の膜厚となるように形成する。第２の下部ポール膜２１２及び第１のバックギャップ膜２１６の真上に設けられた開口には、第３のポール膜２１３及び第２のバックギャップ膜２１７を形成する。

第２の接続導体膜２８２を構成する材料はCuが望ましいが、第３の下部ポール膜２１３と同じ材料でもよい。第３の下部ポール膜２１３は、NiFe、CoNiFe、CoFe等のメッキ膜でもよいが、CoNiFe(１．９〜２．３Ｔ)を用い、１〜２μｍの膜厚とする。

＜図１８の状態に至るプロセス＞
次に、第３の下部ポール膜２１３及びバックギャップ膜２１７を形成してある表面に、Al₂O₃でなる絶縁膜２５５を、例えば、１〜１．５μｍの範囲の膜厚として形成した後、ＣＭＰを施し、最終的に０．５μｍの膜厚となるように研磨する。

＜図１９の状態に至るプロセス＞
次に、第３の下部ポール膜２１３の上に、第４の下部ポール膜２１４のためのスパッタ膜を形成した後、その上にNiFe、CoNiFeのメッキパターンを形成する。スパッタ膜は０．３〜０．５μｍのCoFeN(２.４Ｔ)によって構成する。CoFeNのスパッタ膜の他、FeAIN、FeN、FeCo、FeZrN等のスパッタ膜でもよい。

次に、第３の下部ポール膜２１３、第２のバックギャプ膜２１７及び第２の接続導体膜２８２の各被研磨面に、第４の下部ポール膜２１４、第３のバックギャップ膜２１８及び第３の接続導体膜２８３を、例えば、０．５μｍの膜厚となるように形成する。第４の下部ポール膜２１４は、CoFeNによって構成することができる。

次に、フォトリソグラフィプロセスの適用により、第４の下部ポール膜２１４、第３のバックギャップ膜２１８及び第３の接続導体膜２８３の上に、レジストマスクFR3を形成した後、絶縁膜２５６を、スパッタなどの手段によって付着させる。レジストマスクFR3は、リフトオフし易いように、Ｔ型の形状とする。

＜図２０の状態に至るプロセス＞
次に、レジストマスクFR3をリフトオフした後、第４の下部ポール膜２１４、第３のバックギャップ膜２１８及び第３の接続導体膜２８３の上に、レジストマスクＦＲ４を形成する。第４の下部ポール膜２１４の上のレジストマスクＦＲ４は、第４の下部ポール膜２１４の後方側をカバーしないような形状とする。

次に、レジストマスクＦＲ４をMaskとして、IBEを施し、第４の下部ポール膜２１４のCoFeNの一部を、例えば０．２〜０．３μｍの高さとなるようにエッチングする。次に、スパッタによって、０．２〜０．３μｍの膜厚となるように、Al₂O₃の絶縁膜２５７を自己整合的に付着させる。

＜図２１の状態に至るプロセス＞
次に、レジストマスクFR４をリフトオフした後、表面に、軽くCMPを施し、第４の下部ポール膜２１４及び絶縁膜２５７を平坦化する。その後、０．０８〜０．１μｍの厚みで、ギャップ膜２４を形成する。ギャップ膜２４は、Al₂O₃、Ｒｕ、NiCu、Tａなどの非磁性材料によって形成される。

＜図２２、図２３の状態に至るプロセス＞
次に、図２２に示すように、第３のバックギャップ膜２１８の上で、ギャップ膜２４に開口を設けた後、図２３に示すように、第１の上部ポール膜２２１として、HiBs材であるFeAlN、FeN、FeCo、CoFeN、FeZrN等のスパッタ膜を、０．１〜０．５μｍの厚みで形成する。

＜図２４の状態に至るプロセス＞
次に、第１の上部ポール膜２２１の表面に、フォトリソグラフィプロセスの適用によって、レジストカバーＦＲ５を形成する。レジストカバーＦＲ５は、第４の下部ポール膜２１４の上方、第３のバックギャップ膜２１８の上方及び第３の接続導体膜２８３の上方のそれぞれに位置するように形成する。次に、レジストカバーＦＲ５をマスクにして、第１の上部ポール膜２２１をエッチングする。そのエッチングは、ＩＢＥやＲＩＥである。これにより、図２４に示すように、所定形状にパターニングされた第１の上部ポール膜２２１、第４のバックギャップ膜２２４及び第４の接続導体膜２８４が形成される。

＜図２５の状態に至るプロセス＞
次に、図２５に図示するように、エッチングされた部分に、Al₂O₃でなる絶縁膜２５７を、例えば、０．２〜０．６μｍの範囲の膜厚となるように、スパッタなどの手段によって付着させる。この後、レジストカバーＦＲ５を、リフトオフ方法によって除去する。

＜図２６、図２７の状態に至るプロセス＞
次に、絶縁膜２５７、第１の上部ポール膜２２１、第４のバックギャップ膜２２４及び第４の接続導体膜２８４の表面を、ＣＭＰによって研磨し、より完全に平坦化する。

次に、平坦化された表面に、スパッタによって、たとえば、０．１μｍの膜厚を有するSeed膜を形成した後、Seed膜の上で、フォトリソグラフィプロセスを実行して、レジストフレームを形成する。そして、CoFeN(２．４Ｔ)を、３〜４μｍの膜厚となるように選択的にメッキし、図２６に図示するように、第２の上部ポール膜２２２及び第５のバックギャップ膜２２５を形成する。

＜図２８の状態に至るプロセス＞
次に、Seed膜をイオンミリングなどの手段によって除去する。この段階で、第４の下部ポール膜２１４、ギャップ膜２４、第１の上部ポール膜２２１及び第２の上部ポール膜２２２を、イオンミリングによってパターン化してもよい。その後、第４の接続導体膜２８４の上に、第５の接続導体膜２８５を、Ｃｕの選択的メッキによって形成する。

＜図２９、図３０の状態に至るプロセス＞
次に、スパッタなどによって、アルミナでなる絶縁膜２５８を、２〜４μｍの膜厚となるように付着させた後、絶縁膜２５８の表面をＣＭＰによって研磨する。このＣＭＰは、絶縁膜２５８、第２の上部ポール膜２２２、第５のバックギャップ膜２２５及び第５の接続導体膜２８５の各表面が、均一な平坦面となるように実行する。

＜図３１の状態に至るプロセス＞
次に、絶縁膜２５８の表面で、選択的Ｃｕメッキ処理を実行し、第３のコイル２３３を、例えば３〜３．５μｍの厚みとなるように成長させる。第３のコイル２３３を形成するプロセスにおいて、第５の接続導体膜２８５の表面に、第６の接続導体膜２８６を、選択的Ｃｕメッキ処理によって形成する。

第３のコイル２３３は、第１のコイル２３１とほぼ同じプロセスで形成される。具体的には、絶縁膜２５８の表面にSeed膜を形成する。Seed膜は、Ｃｕメッキ下地膜として適切な材料を用い、Cu-CVDの適用によって、５０ｎｍ〜８０ｎｍの膜厚となるように形成する。

次に、Seed膜の上にフォトレジスト膜を、スピンコート法などの適用によって形成した後、コイルパターンを有するマスクを用いて露光し、現像する。フォトレジスト膜は、ポジティブフォトレジスト、ネガティブフォトレジストの何れでもよい。

次に、選択的Ｃｕメッキ処理を実行し、第３のコイル２３３を形成する。この後、レジストフレームをケミカルエッチングなどの手段によって除去する。図３１は、レジストフレームを除去した後の状態を示している。

＜図３２の状態に至るプロセス＞
次に、第２の上部ポール膜２２２、及び、第５のバックギャップ膜２２５をSeed膜として、選択的メッキ処理を行い、第３の上部ポール膜２２３及び第６のバックギャップ膜２２６を成長させる。第３の上部ポール膜２２３及び第６のバックギャップ膜２２６は、例えばCoNiFe(２．３Ｔ)を用いて３．５〜４．０μｍの膜厚となるように形成する。

＜図３３の状態に至るプロセス＞
次に、絶縁膜２５８、第３のコイル２３３、第３の上部ポール膜２２３及び第６のバックギャップ膜２２６の表面及び側面に、絶縁膜２７１を付着させる。絶縁膜２７１は、具体的には、高純度のアルミナを用いたAl₂O₃−CVDによって、０．１〜０．１５μｍ程度の膜厚となるように形成する。

＜図３４の状態に至るプロセス＞
次に、第３のコイル２３３、第３の上部ポール膜２２３、第６のバックギャプ膜２２６及び第６の接続導体膜２８６を覆うフォトレジスト膜を形成した後、フォトレジスト膜に対してフォトリソグラフィプロセスを実行し、図３４に示すように、第３のコイル２３３及びその周囲を覆うレジストカバーＦＲ６を形成する。

＜図３５、図３６の状態に至るプロセス＞
次に、図３５、図３６に図示するように、レジストカバーＦＲ６の全体を覆う絶縁膜２７２を付着させる。絶縁膜２７２は、３〜５μｍの範囲の膜厚となるように形成する。

＜図３７の状態に至るプロセス＞
次に、絶縁膜２７２及びレジストカバーＦＲ６を、CMPによって研磨し、平坦化する。CMPにあたっては、アルミナ系スラリーを用いる。図３７はCMP処理を施した後の状態を示している。

＜図３８の状態に至るプロセス＞
次に、レジストカバーFR６を除去した後、第３のコイル２３３、第３の上部ポール膜２２３、第６のバックギャップ膜２２６、第６の接続導体膜２８６及び絶縁膜２７２の表面及び側面に、Cu−CVDによって、０．０５〜０．１μｍの範囲の膜厚となるように、Seed膜２６２を付着させる。

＜図３９、図４０の状態に至るプロセス＞
次に、図３９、図４０に図示するように、Seed膜２６２の上に、第４のコイルとなるメッキ膜２３４を、例えば、３〜４μｍの膜厚となるように形成する。メッキ膜２３４は、Ｃｕを主成分とする。

＜図４１、図４２の状態に至るプロセス＞
次に、図４１、図４２に図示するように、メッキ膜２３４をCMPによって研磨し、平坦化する。CMPにあたっては、アルミナ系スラリーを用いる。これにより、第４のコイル２３４が、平面状のスパイラルパターンとなるように、パターン化されるとともに、第３のコイル２３３から、絶縁膜２７１によって分離される。CMPにおいては、第３の上部ポール膜２２３、第６のバックギャップ膜２２６、第６の接続導体膜２８６および絶縁膜２７２の表面も、第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４の表面と同一の平面となるように研磨される。第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４は、膜厚が２．０〜３．０μｍの範囲となる。

＜図４３、図４４の状態に至るプロセス＞
次に、第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４の表面を覆う絶縁膜２７３を付着させる。絶縁膜２７３は、Al₂O₃でなり、例えば、０．２μｍの膜厚となるように形成する。

次に、第６のバックギャップ膜２２６及び第４の上部ポール膜２３４の真上において、絶縁膜２７３に部分的に開口させ、絶縁膜２７３の表面に、第６のバックギャップ膜２２６及び第４の上部ポール膜２３４を連結するように、上部ヨーク２２４を形成する。上部ヨーク２２４は、フレームメッキ法によって、NiFeまたはCoNiFeなどのパターンメッキとして形成する。

＜図４５、図４６、図４７の状態に至るプロセス＞
次に、図４５、図４６に図示するように、保護膜２７４を、２０〜４０μｍの膜厚となるように付着させる。図４７を参照すると、下部ヨーク２１１の中間部に、スロートハイト零点ＴＨ0があり、ここまで、研磨され、研磨された面がＡＢＳとなる。

第１及び第２のコイル２３１、２３２は、バックギャップ膜の周りを周回している。第１及び第２のコイル２３１、２３２の上に第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４が備えられ、これらは、第１及び第２のコイル２３１、２３２と直列に接続される（図４５、図４６参照）。

図４５、図４６に図示するように、第１及び第２のコイル２３１、２３２は、下部ポールを構成する第２の下部ポール膜２１２〜２１４の高さ内にあり、第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４は、上部ポールを構成する第１の上部ポール膜２２１〜第３のポール膜２２３の高さを利用しており、ギャップ膜２４は第２の下部ポール膜２１２〜２１４の高さ、及び、第１の上部ポール膜２２１〜第３のポール膜２２３の高さによって定まるポール長さの中間に位置するから、コイル階層構造をとったにもかかわらず、ギャップ膜２４の下側に位置する下部ポールの高さと、ギャップ膜２４の上側に位置する上部ポールの高さとをバランスさせることができる。このため、ＡＢＳを研磨した場合に、ギャップ膜の両側における下部ポール及び上部ポールの研磨量を均一化し、研磨の不均衡に起因するヘッドとメディアの衝突を回避し、高密度記録に不可欠なスライダの低浮上量化の要請に応えることができる。

（２）実施例２
製造方法に係る実施例２は、図６、図７に図示した薄膜磁気ヘッドの製造プロセスであり、図４８〜図７９に図示されている。図４８〜図７９に図示するプロセスも、ウエハー上で実行されるものであることを予め断っておく。

＜図４８〜図５０の状態に至るプロセス＞
図４８〜図５０の状態に至るプロセスは、実施例１の図８〜図１０に図示したプロセスと実質的に同じであるので、詳細は省略する。

＜図５１の状態に至るプロセス＞
図５０において、フォトレジスト膜ＲＳ２に対してフォトリソグラフィプロセスを実行し、更に、IBEを実行することにより、第１のヨーク２１１を、所定のパターンとなるようにパターニングした後、フォトレジスト膜ＲＳ２を除去する。

次に、絶縁膜２５１、第１のコイル２３１、第２の下部ポール膜２１２、第１のバックギャップ膜２１６及び第１の接続導体膜２８１の表面及び側面に、絶縁膜２５２を付着させる。絶縁膜２５２は、具体的には、高純度のアルミナを用いたAl₂O₃−CVDによって、０．１〜０．１５μｍ程度の膜厚となるように形成する。

次に、絶縁膜２５２の表面に、スパッタまたはCu-CVDによって、５０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲の膜厚となるように、Seed膜２６１を付着させる。

＜図５２の状態に至るプロセス＞
次に、図５２に図示するように、次に、Seed膜２６１の上に、第２のコイルとなるメッキ膜２３２を、フレームメッキ法により、例えば、３〜４μｍの膜厚となるように形成する。メッキ膜２３２は、Ｃｕを主成分とし、選択メッキ法によって形成する。メッキ膜２３２によって覆われていないSeed膜２６１は、希塩酸、希硫酸もしくは硫酸銅などを用いたウエットエッチング、又は、Ion Millingなどのドライエッチングによって除去する。

ここで、Seed層２６１は、Cu-CVDによって形成されており、第１のコイル２３１の凹凸に正確に追従したStep coverageの良好なCu-CVD膜が形成されているから、第１のコイル２３１のターン間が狭く細長いスペースであっても、キーホールを生じさせることなく、第２のコイル２３２のためのメッキ膜２３２を、第１のコイル２３１のターン間に埋め込むことができる。

Cu−CVDの際に必要となるデポジッションガスは高価であるから、本発明では、Cu−CVDは、専ら、そのStep coverageのよさを生かし、狭いスペースに、均一な膜厚のSeed層２６１を形成するために用い、必要な膜厚はメッキによって確保する。

ここで、第２の下部ポール膜２１２のエッジと、第２のコイル２３２のエッジとは、Al₂O₃-CVDによる絶縁膜２５２を挟んで、互いに近接した位置にあり、ＡＢＳに近くなる。このため、磁束のロスが少なくなり、オーバーライトの優れた書き込みヘッドが形成できる。

その後、メッキ膜２３２によって覆われていない領域、及び、メッキ膜２３２を覆うように、Al₂O₃でなる絶縁膜２５３を形成する。絶縁膜２５３は、４〜６μｍのスパッタ膜として形成する。

＜図５３の状態に至るプロセス＞
図５２の状態から図５３の状態に至るプロセスでは、絶縁膜２５３及びメッキ膜２３２をCMPによって研磨し、平坦化する。これにより、第２のコイル２３２が、平面状のスパイラルパターンとなるように、パターン化されるとともに、第１のコイル２３１から、絶縁膜２５２によって分離される。CMPにおいては、第２の下部ポール膜２１２、第１の接続導体膜２１６および絶縁膜２５２の表面も、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面と同一の平面となるように研磨される。

＜図５４の状態に至るプロセス＞
図５３の状態から図５４の状態に至るプロセスでは、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面を覆う絶縁膜２５４を付着させる。絶縁膜２５４は、Al₂O₃でなり、例えば、０．２μｍ〜０．５μｍの膜厚となるように形成する。

次に、絶縁膜２５４に対して、RIE又はIon Millingを施し、第３の下部ポール膜２１３、第２のバックギャップ膜２１７及び第２の接続導体膜２８２のための開口を形成する。その後、メッキにより、第３の下部ポール膜２１３、第２のバックギャップ膜２１７及び第２の接続導体膜２８２を形成する。第３の下部ポール膜２１３、第２のバックギャップ膜２１７及び第２の接続導体膜２８２は、CoFe又はCoNiFe（２．１〜２．３Ｔ）のメッキ膜であり、例えば、１〜２μｍの範囲の膜厚を有する。

次に、第３の下部ポール膜２１３及び第２のバックギャップ膜２１７を形成してある表面に、Al₂O₃でなる絶縁膜２５５を、例えば、１〜２μｍの膜厚となるように付着させた後、絶縁膜２５５、第３の下部ポール膜２１３及び第２のバックギャップ膜２１７の表面を、CMPによって研磨する。

＜図５５、図５６の状態に至るプロセス＞
図５４の状態から図５５の状態に至るプロセスでは、絶縁膜２５５、第３の下部ポール膜２１３及び第２のバックギャップ膜２１７の被研磨面に、第４の下部ポール膜となる磁性膜２１４を、例えば、０．５〜１．０μｍの膜厚となるように形成する。磁性膜２１４は、CoFeN（２．４Ｔ）のメッキ膜、又は、FeAlN、FeN、FeCoもしくはFeZrNのスパッタ膜によって構成することができる。この後、第３の下部ポール膜２１３及び第２のバックギャップ膜２１７の上に、NiFeまたはCoNiFeのパターンメッキ膜でなるマスク２５０が形成される。そして、マスク２５０を介して、磁性膜２１４をIBEの適用によってパターニングする。これにより、図５６に図示するように、第４の下部ポール膜２１４と、第３のバックギャップ膜２１８が形成される。

パターンメッキ膜でなるマスク２５０を用いて磁性膜２１４をパターニングする場合、Ion Beamが用いられ、その照射角度を零度と７５度に設定する。これにより、HiBs材でなる第４の下部ポール膜２１４を選択的にパターニングすることができる。

磁性膜２１４は上記とは異なる方法によってもパターニングすることができる。例えば、Cl₂またはBCl₃＋Cl₂などのハロゲン系ガス雰囲気中、５０℃〜３００℃の高温で、RIEを実行し、磁性膜２１４を、例えば、その膜厚の８０％程度までエッチングする。RIEを行うときの温度は、５０℃以上、特に、２００〜２５０℃の範囲が好ましい。この温度範囲であれば、高精度のパターンを得ることができる。

また、Cl₂系ガスにO₂を導入することで、エッチングプロファイルを正確にコントロールできる。特に、BCl₃＋Cl₂ガスにO₂を混入することにより、残存ボロンガスの堆積物を綺麗に除去できるので、エッチングプロファイルを極めて正確にコントロールできる。

さらに、Cl₂、BCl₃＋Cl₂またはこれらにO₂を混入したガスに、CO₂ガスを混合したエッチングガスを用いることにより、RIEのエッチングスピードが速まり、Mask材との選択比が３０〜５０％も向上する。

上述のようにして、磁性膜２１４を一部（８０％程度）エッチングした後、残存部分に対して、追加的なIBEを施す。このIBEは、例えば、４０〜７０度の照射角度で行う。

上述したように、NiFeまたはCoNiFeのパターンメッキ膜でなるマスク２５０を用いて、磁性膜２１４をパターニングすることにより、第４の下部ポール膜２１４を正確に形成することができる。このため、第４の下部ポール膜２１４によって定まるスロートハイトを高精度でコントロールすることができる。例えば、スロートハイトを、０．１〜０．５μｍ又は０．２〜０．７μｍのように、自由にコントロールすることができる。したがって、書き込み電流の立ち上がりが速く、かつ、オーバライト特性の優れた薄膜磁気ヘッドを得ることができる。

しかも、厚いHiBs材で構成された第４の下部ポール膜２１４によってスロートハイトが決定されるため、メディアに磁気記録を与えるための書き込み磁束を、途中の漏洩を減少させながら、ポール端に集中させることができる。このため、サイドライトやサイドイレーズの問題が解消される。

＜図５７、図５８の状態に至るプロセス＞
図５６の状態から図５７の状態に至るプロセスでは、Al₂O₃でなる絶縁膜２５６を、スパッタなどの手段によって付着させる。この後、図５８に図示するように、絶縁膜２５６、第４の下部ポール膜２１４、第３のバックギャップ膜２１８及び第３の接続導体膜２８３の表面を、CMPによって研磨して平坦化する。

＜図５９の状態に至るプロセス＞
次に、第４の下部ポール膜２１４、第３のバックギャップ膜２１８及び第３の接続導体膜２８３の上に、レジストマスクＦＲ７を形成する。第４の下部ポール膜２１４の上のレジストマスクＦＲ７は、第４の下部ポール膜２１４の後方側をカバーしないような形状とする。

次に、レジストマスクＦＲ７をマスクとして、IBEを施し、第４の下部ポール膜２１４のCoFeNの一部を、例えば０．２〜０．３μｍの高さとなるようにエッチングし、凹部２９１を形成する。次に、スパッタによって、０．２〜０．３μｍの膜厚となるように、Al₂O₃の絶縁膜２５７を自己整合的に付着させる。

＜図６０、図６１の状態に至るプロセス＞
次に、レジストマスクFR７をリフトオフした後、表面に、軽くCMPを施し、第４の下部ポール膜２１４及び絶縁膜２５７を平坦化する。その後、０．０８〜０．１μｍの厚みで、ギャップ膜２４を形成する。ギャップ膜２４は、Al₂O₃、Ru、NiCu、Tａなどの非磁性材料によって形成される。

次に、第１の上部ポール膜２２１として、HiBs材であるFeAlN、FeN、FeCo、CoFeN、FeZrN等のスパッタ膜を、０．１〜０．５μｍの厚みで形成する。

次に、第１の上部ポール膜２２１の表面に、フォトリソグラフィ工程及びフレームメッキ法の適用によって、第２の上部ポール膜２２２、第３の上部ポール膜２２３、第５のバックギャップ膜２２５、第６のバックギャップ膜２２６、第５の接続導体膜２８５及び第６の接続導体膜２８６を形成する。これらの厚み及び組成は、既に述べたとおりである。第２の上部ポール膜２２２及び第３の上部ポール膜２２３は、フォトリソグラフィ工程によるパターン精度をもって、縮小されたトラック幅を有するように、狭幅に形成する（図６１参照）。

＜図６２、図６３の状態に至るプロセス＞
次に、第２の上部ポール膜２２２、第３の上部ポール膜２２３、第５のバックギャップ膜２２５、第６のバックギャップ膜２２６、第５の接続導体膜２８５及び第６の接続導体膜２８６をマスクにして、第１の上部ポール膜２２１をエッチングする。エッチングはギャップ膜２４が露出するまで行なう。そのエッチングは、IBEやRIEである。これにより、図６２、図６３に示すように、第２の上部ポール膜２２２、第３の上部ポール膜２２３、第５のバックギャップ膜２２５及び第６のバックギャップ膜２２６が所定形状にパターニングされる。この後、第５の接続導体膜２８５及び第６の接続導体膜２８６を選択的にエッチングする。

＜図６４、図６５の状態に至るプロセス＞
次に、第２の上部ポール膜２２２、第３の上部ポール膜２２３、第５のバックギャップ膜２２５及び第６のバックギャップ膜２２６をマスクにして、絶縁膜２５５が露出するまでエッチングし、平坦化した後、露出した絶縁膜２５５の表面に、第３のコイル２３３を形成する。この工程において、第３の接続導体膜２８３が再び形成される。

＜図６６、図６７の状態に至るプロセス＞
次に、絶縁膜２５５、第３のコイル２３３、第１の上部ポール膜２２１〜第３の上部ポール膜２２３、第３のバックギャップ膜２１８〜第６のバックギャップ膜２２６の表面及び側面に、絶縁膜２７１を付着させる。絶縁膜２７１は、具体的には、高純度のアルミナを用いたAl₂O₃−CVDによって、０．１〜０．１５μｍ程度の膜厚となるように形成する。

＜図６８、図６９の状態に至るプロセス＞
次に、絶縁膜２７１の表面に、スパッタまたはCu-CVDによって、５０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲の膜厚となるように、Seed膜２６２を付着させる。 次に、次に、Seed膜２６２の上に、第４のコイルとなるメッキ膜２３４を、フレームメッキ法により、例えば、３〜４μｍの膜厚となるように形成する。メッキ膜２３４は、Ｃｕを主成分とし、選択メッキ法によって形成する。

＜図７０、図７１の状態に至るプロセス＞
次に、メッキ膜２３４によって覆われていないSeed膜２６２は、希塩酸、希硫酸もしくは硫酸銅などを用いたウエットエッチング、又は、Ion Millingなどのドライエッチングによって除去する。

ここで、Seed層２６２は、Cu-CVDによって形成されており、第３のコイル２３３の凹凸に正確に追従したStep coverageの良好なCu-CVD膜が形成されているから、第３のコイル２３３のターン間が狭く細長いスペースであっても、キーホールを生じさせることなく、第４のコイルのためのメッキ膜２３４を、第３のコイル２３３のターン間に埋め込むことができる。

Cu−CVDの際に必要となるデポジッションガスは高価であるから、Cu−CVDは、専ら、そのStep coverageのよさを生かし、狭いスペースに、均一な膜厚のSeed層２６２を形成するために用い、必要な膜厚はメッキによって確保する。

ここで、第１の上部ポール膜２２１〜第３の上部ポール膜２２３のエッジと、第４のコイル２３４のエッジとは、Al₂0₃-CVDによる絶縁膜２７１を挟んで、互いに近接した位置にあり、ＡＢＳに近くなる。このため、磁束のロスが少なくなり、オーバーライトの優れた書き込みヘッドが形成できる。

＜図７２の状態に至るプロセス＞
次に、メッキ膜２３４によって覆われていない領域、及び、メッキ膜２３４を覆うように、Al₂O₃でなる絶縁膜２７２を形成する。絶縁膜２７２は、４〜６μｍのスパッタ膜として形成する。

＜図７３の状態に至るプロセス＞
図７２の状態から図７３の状態に至るプロセスでは、絶縁膜２７２及びメッキ膜２３４をCMPによって研磨し、平坦化する。これにより、第４のコイル２３４が、平面状のスパイラルパターンとなるように、パターン化されるとともに、第３のコイル２３３から、絶縁膜２７２によって分離される。CMPにおいては、第３の上部ポール膜２２３、第６の接続導体膜２２６および絶縁膜２７２の表面が、第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４の表面と同一の平面となるように研磨される。

＜図７４の状態に至るプロセス＞
図７３の状態から図７４の状態に至るプロセスでは、第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４の表面を覆う絶縁膜２７３を付着させる。絶縁膜２７３は、Al₂O₃でなり、例えば、０．２μｍ〜０．５μｍの膜厚となるように形成する。第６のバックギャップ膜２２６及び第４の上部ポール膜２３４の真上において、絶縁膜２７３を、部分的に開口させる。

＜図７５、図７６の状態に至るプロセス＞
次に、絶縁膜２７３の表面に、第６のバックギャップ膜２２６及び第４の上部ポール膜２３４を連結するように、上部ヨーク２２４を形成する。上部ヨーク２２４は、フレームメッキ法によって、NiFeまたはCoNiFeなどのパターンメッキとして形成する。

＜図７７の状態に至るプロセス＞
次に、保護膜２７４を、２０〜４０μｍの膜厚となるように付着させる。保護膜２７４はアルミナをスパッタすることによって形成される。

＜図７８、図７９の状態に至るプロセス＞
次に、切断工程により、ウエハから薄膜磁気ヘッド素子を取り出した後、ポール側を研磨する。図７８は研磨後の状態を示している。ここで、第１及び第２のコイル２３１、２３２は、下部ポールを構成する第２の下部ポール膜２１２〜２１４の高さ内にあり、第３のコイル２３３及び第４のコイル２３４は、上部ポールを構成する第１の上部ポール膜２２１〜第３のポール膜２２３の高さを利用しており、ギャップ膜２４は第２の下部ポール膜２１２〜２１４の高さ、及び、第１の上部ポール膜２２１〜第３のポール膜２２３の高さによって定まるポール長さの中間に位置するから、コイル階層構造をとったにもかかわらず、ギャップ膜２４の下側に位置する下部ポールの高さと、ギャップ膜２４の上側に位置する上部ポールの高さとをバランスさせることができる。このため、ＡＢＳを研磨した場合に、ギャップ膜の両側における下部ポール及び上部ポールの研磨量を均一化し、研磨の不均衡に起因するヘッドとメディアの衝突を回避し、高密度記録に不可欠なスライダの低浮上量化の要請に応えることができる。

３．磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置
本発明は、更に、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置についても開示する。図８０及び図８１を参照すると、本発明に係る磁気ヘッド装置は、図１〜図７に示した薄膜磁気ヘッド４００と、ヘッド支持装置６とを含む。ヘッド支持装置６は、金属薄板でなる支持体６１の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体６２を取付け、この可撓体６２の下面に薄膜磁気ヘッド４００を取付けた構造となっている。

具体的には、可撓体６２は、支持体６１の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部６２１、６２２と、支持体６１から離れた端において外側枠部６２１、６２２を連結する横枠６２３と、横枠６２３の略中央部から外側枠部６２１、６２２に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片６２４とを有する。横枠６２３のある方向とは反対側の一端は、支持体６１の自由端付近に溶接等の手段によって取付けられている。

支持体６１の下面には、例えば半球状の荷重用突起６２５が設けられている。この荷重用突起６２５により、支持体６１の自由端から舌状片６２４へ荷重力が伝えられる。

薄膜磁気ヘッド４００は、舌状片６２４の下面に接着等の手段によって取付けられている。薄膜磁気ヘッド４００は、ピッチ動作及びロ〜ル動作が許容されるように支持されている。

本発明に適用可能なヘッド支持装置６は、上記実施例に限定するものではなく、これまで提案され、またはこれから提案されることのあるヘッド支持装置を、広く適用できる。例えば、支持体６１と舌状片６２４とを、タブテープ（TＡＢ）等のフレキシブルな高分子系配線板を用いて一体化したもの等を用いることもできる。また、従来より周知のジンバル構造を持つものを自由に用いることができる。

次に、図８２を参照すると、本発明に係る磁気記録再生装置は、軸７０の回りに回転可能に設けられた磁気ディスク７１と、磁気ディスク７１に対して情報の記録及び再生を行う薄膜磁気ヘッド７２と、薄膜磁気ヘッド７２を磁気ディスク７１のトラック上に位置決めするためのアッセンブリキャリッジ装置７３とを備えている。

アセンブリキャリッジ装置７３は、軸７４を中心にして回動可能なキャリッジ７５と、このキャリッジ７５を回動駆動する例えばボイスコイルモ〜タ（ＶＣＭ）からなるアクチュエ〜タ７６とから主として構成されている。

キャリッジ７５には、軸７４の方向にスタックされた複数の駆動ア〜ム７７の基部が取り付けられており、各駆動ア〜ム７７の先端部には、薄膜磁気ヘッド７２を搭載したヘッドサスペンションアッセンブリ７８が固着されている。各ヘッドサスペンションアセンブリ７８は、その先端部に有する薄膜磁気ヘッド７２が、各磁気ディスク７１の表面に対して対向するように駆動ア〜ム７７の先端部に設けられている。

駆動ア〜ム７７、ヘッドサスペンションアッセンブリ７８及び薄膜磁気ヘッド７２は、図８０、図８１を参照して説明した磁気ヘッド装置を構成する。薄膜磁気ヘッド７２は、図１〜図７に示した構造を有する。従って、図８２に示した磁気記録再生装置は、図１〜図７を参照して説明した作用効果を奏する。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドを、ＡＢＳ側から見た図である。 図１に示した薄膜磁気ヘッドの断面図である。 図１及び図２に示した薄膜磁気ヘッドの電磁変換部分の構造を、拡大して示す断面図である。 図３に示した電磁変換部分をＡＢＳ側から見た図である。 図３、図４に示した電磁変換部分における書き込み素子のコイル構造を示す平面図である。 本発明に係る薄膜磁気ヘッドの電磁変換部分について、別の実施例を、拡大して示す断面図である。 図６に示した電磁変換部分をＡＢＳ側から見た図である。 図３乃至図５に示した電磁変換部を持つ薄膜磁気ヘッドの製造プロセスを示す図である。 図８に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図９に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図１０に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図１１に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図１２に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図１３に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図１４に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図１５に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図１６に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図１７に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図１８に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図１９に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図２０に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図２１に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図２２に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図２３に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図２４に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図２５に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図２６に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図２７に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図２８に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図２９に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図３０に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図３１に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図３２に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図３３に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図３４に示したプロセスを経て得られた書き込み素子を、ＡＢＳ側から見た図である。 図３５の３６−３６線に沿った断面図である。 図３５、図３６に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図３７に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図３８に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図３９の４０−４０線に沿った断面図である。 図３９、図４０に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図４１の４２−４２線に沿った断面図である。 図４１、図４２に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図４３の４４−４４線に沿った断面図である。 図４３、図４４に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図４５の４６−４６線に沿った断面図である。 図４５、図４６に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図４６、図４７に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図６、図７に示した電磁変換部を持つ薄膜磁気ヘッドの製造プロセスを示す図である。 図４９に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図５０に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図５１に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図５２に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図５３に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図５４に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図５５に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図５６に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図５７に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図５８に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図５９に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図６０に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図６１に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図６２の６３−６３線に沿った断面図である。 図６２、６３に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図６４の６５−６５線に沿った断面図である。 図６４、図６５に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図６６の６７−６７線に沿った断面図である。 図６６、図６７に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図６８の６９−６９線に沿った断面図である。 図６８、図６９に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図７０の７１−７１線に沿った断面図である。 図７０、図７１に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図７２に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図７３に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図７４に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図７５の状態をＡＢＳ側から見た図である。 図７６に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図７７に示したプロセスの後のプロセスを示す図である。 図７８の状態をＡＢＳ側から見た図である。 本発明に係る薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ヘッド装置の正面図である。 図８０に示した磁気ヘッド装置を底面側（ＡＢＳ側）から見た図である。 本発明に係る薄膜磁気ヘッド及び磁気ヘッド装置と磁気記録媒体とを組み合わせた磁気記録再生装置を概略的に示す斜視図である。

符号の説明

２ 電磁変換素子（書き込み素子）
２１１ 下部ヨーク
２１２ 第２の下部ポール膜
２１３ 第３の下部ポール膜
２１４ 第４の下部ポール膜
２２１ 第１の上部ポール膜
２２２ 第２の上部ポール膜
２２３ 第３の上部ポール膜
２２４ 上部ヨーク
２４ ギャップ膜
３ 電磁変換素子（読取素子）

Claims (18)

1. 書き込み素子を含む薄膜磁気ヘッドであって、
   前記書き込み素子は、下部ヨークと、下部ポールと、上部ヨークと、上部ポールと、ギャップ膜と、下部コイルと、上部コイルとを含んでおり、
   前記下部ポールは、複数の下部ポール膜を含み、
   第１の下部ポール膜は、前記下部ヨークによって構成され、
   第２の下部ポール膜は、前記第１の下部ポール膜に隣接し、一面が平坦化され、
   他の下部ポール膜は、前記第２の下部ポール膜の上で、順次に隣接して設けられ、表面がその周りに設けられた絶縁膜と同一の高さで平坦化され、
   最上層の下部ポール膜は、ギャップ膜と隣接し、前記ギャップ膜と隣接する領域の後方に、凹部と、前記凹部によって膜厚の減少された部分とを有し、前記凹部を構成する端がスロートハイトを決定し、
   前記上部ヨークは、前記下部ヨークに対して、間隔を隔てて配置され、前記媒体対向面を基準にして後方側のバックギャップ部により、前記下部ヨークと結合されており、
   前記上部ポールは、前記ギャップ膜に隣接し、前記ギャップ膜を間に挟んで前記最上層の前記下部ポール膜と対向しており、
   前記下部コイルは、前記下部ヨークの前記一面を基準にした前記第２の下部ポール膜の高さ内で、前記バックギャップ部の周りを、スパイラル状に周回しており、
   前記上部コイルは、前記上部ヨークの前記一面を基準にした前記上部ポールの高さを利用して、前記下部コイルの上方に配置され、前記バックギャップ部の周りを、スパイラル状に周回し、
   更に、前記下部ヨークと、前記最上層の前記下部ポール膜よりは下層の下部ポール膜とは、その両側の端部が空気ベアリング面のトラック幅方向に広がり、
   前記最上層の前記下部ポール膜、前記ギャップ膜及び前記上部ポールは、両側から、狭トラック幅となるように削減されており、
   前記下部コイルは、第１のコイルと、第２のコイルとを含んでおり、
   前記第２のコイルは、前記第1のコイルのコイルターン間のスペースに嵌め込まれ、前記スペースの底面及び側面に付着された無機絶縁膜によって前記第1のコイルから絶縁され、前記無機絶縁膜の底面及び側面に付着されたシード膜の上に成膜されためっき膜であって、同一方向の磁束を生じるように、前記第１のコイルに接続されている。
2. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
   前記上部コイルは、第３のコイルと、第４のコイルとを含んでおり、
   前記第４のコイルは、前記第３のコイルのコイルターン間のスペースに嵌め込まれ、前記スペースの底面及び側面に付着された無機絶縁膜によって前記第３のコイルから絶縁され、前記無機絶縁膜の底面及び側面に付着されたシード膜の上に成膜されためっき膜であって、同一方向の磁束を生じるように、前記第３のコイルに接続されている。
3. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
   前記下部ポールは、第３の下部ポール膜及び第４の下部ポール膜を含み、前記第３の下部ポール膜は前記第２の下部ポール膜に隣接し、第４の下部ポール膜は前記第３の下部ポール膜に隣接して最上層を構成している。
4. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
   前記上部ポールは、複数の上部ポール膜を含み、前記複数の上部ポール膜は前記ギャップ膜の上に順次に隣接し、最上層の上部ポール膜が前記上部ヨークに隣接する。
5. 請求項４に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
   前記上部ポールは、第１の上部ポール膜乃至第３の上部ポール膜を含み、前記第１の上部ポール膜は前記ギャップ膜に隣接し、前記第２の上部ポール膜は前記第１の上部ポール膜に隣接し、前記第３の上部ポール膜は前記第２の上部ポール膜に隣接している。
6. 請求項５に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
   さらに、コイル接続導体を含んでおり、
   前記コイル接続導体は、第１の接続導体膜乃至第６の接続導体膜を含んでおり、
   前記第１の接続導体膜は、前記第１のコイル膜の内端であり、その表面が、前記第１のコイル、前記第２のコイル及び前記第２の下部ポール膜と同一の高さで平坦化されており、
   前記第２の接続導体膜は、前記第１の接続導体膜と同じ材料で構成され、前記第１の接続導体膜の前記表面に形成され、その表面が、前記第２の下部ポール膜に隣接する第３の下部ポール膜、と同一の高さで平坦化されており、
   前記第３の接続導体膜は前記第２の接続導体膜に隣接し、前記第４の接続導体膜は前記第３の接続導体膜に隣接し、前記第５の接続導体膜は前記第４の接続導体膜に隣接し、前記第６の接続導体膜は前記第５の接続導体膜に隣接しており、
   前記バックギャップ部は、第１乃至第６のバックギャップ膜を含んでおり、
   前記第１のバックギャップ膜は、前記第１の下部ポール膜と同一の材料でなり、前記下部ヨークの前記一面に隣接して形成され、その表面が、前記第１のコイル、前記第２のコイル及び前記第２の下部ポール膜と同一の高さで平坦化されており、
   前記第２のバックギャップ膜は、前記第３の下部ポール膜と同じ材料で構成され、前記第１のバックギャップ膜に隣接して形成され、その表面が、前記第３の下部ポール膜と同一の高さで平坦化されており、
   前記第３のバックギャップ膜は、前記第２のバックギャップ膜に隣接しており、
   前記第４のバックギャップ膜は前記第３のバックギャップ膜に隣接しており、
   前記第５のバックギャップ膜は前記第４のバックギャップ膜に隣接しており、
   前記第６のバックギャップ膜は前記第５のバックギャップ膜に隣接している。
7. 請求項６に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
   前記第３の下部ポール膜、前記第２の接続導体膜及び第２のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されており、
   第４の下部ポール膜、前記第３の接続導体膜及び第３のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されており、
   前記第１の上部ポール膜、前記第４の接続導体膜及び第４のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されており、
   前記第２の上部ポール膜、前記第５の接続導体膜及び第５のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されており、
   前記第３の上部ポール膜、前記第６の接続導体膜及び前記第６のバックギャップ膜は、表面が、前記第３のコイル及び前記第４のコイルの表面と、同一の高さで平坦化されており、
   前記上部ヨークは、両端が前記第３の上部ポール膜及び前記第６のバックギャップ膜に隣接する。
8. 薄膜磁気ヘッドと、磁気記録媒体とを含む磁気記録再生装置であって、
   前記薄膜磁気ヘッドは、書き込み素子を含んでおり、
   前記書き込み素子は、下部ヨークと、下部ポールと、上部ヨークと、上部ポールと、ギャップ膜と、下部コイルと、上部コイルとを含んでおり、
   前記下部ポールは、複数の下部ポール膜を含み、
   第１の下部ポール膜は、前記下部ヨークによって構成され、
   第２の下部ポール膜は、前記第１の下部ポール膜に隣接し、一面が平坦化され、
   他の下部ポール膜は、前記第２の下部ポール膜の上で、順次に隣接して設けられ、表面がその周りに設けられた絶縁膜と同一の高さで平坦化され、
   最上層の下部ポール膜は、ギャップ膜と隣接し、前記ギャップ膜と隣接する領域の後方に、凹部と、前記凹部によって膜厚の減少された部分とを有し、前記凹部を構成する端がスロートハイトを決定し、
   前記上部ヨークは、前記下部ヨークに対して、間隔を隔てて配置され、前記媒体対向面を基準にして後方側のバックギャップ部により、前記下部ヨークと結合されており、
   前記上部ポールは、前記ギャップ膜に隣接し、前記ギャップ膜を間に挟んで前記最上層の前記下部ポール膜と対向しており、
   前記下部コイルは、前記下部ヨークの前記一面を基準にした前記第２の下部ポール膜の高さ内で、前記バックギャップ部の周りを、スパイラル状に周回しており、
   前記上部コイルは、前記上部ヨークの前記一面を基準にした前記上部ポールの高さを利用して、前記下部コイルの上方に配置され、前記バックギャップ部の周りを、スパイラル状に周回し、
   更に、前記下部ヨークと、前記最上層の前記下部ポール膜よりは下層の下部ポール膜とは、その両側の端部が空気ベアリング面のトラック幅方向に広がり、
   前記最上層の前記下部ポール膜、前記ギャップ膜及び前記上部ポールは、両側から、狭トラック幅となるように削減されており、
   前記下部コイルは、第１のコイルと、第２のコイルとを含んでおり、
   前記第２のコイルは、前記第1のコイルのコイルターン間のスペースに嵌め込まれ、前記スペースの底面及び側面に付着された無機絶縁膜によって前記第1のコイルから絶縁され、前記無機絶縁膜の底面及び側面に付着されたシード膜の上に成膜されためっき膜であって、同一方向の磁束を生じるように、前記第１のコイルに接続されており、
   前記磁気ヘッドと前記磁気記録媒体との間で、磁気記録及び再生を行う。
9. 請求項８に記載された磁気記録再生装置であって、
   前記上部コイルは、第３のコイルと、第４のコイルとを含んでおり、
   前記第４のコイルは、前記第３のコイルのコイルターン間のスペースに嵌め込まれ、前記スペースの底面及び側面に付着された無機絶縁膜によって前記第３のコイルから絶縁され、前記無機絶縁膜の底面及び側面に付着されたシード膜の上に成膜されためっき膜であって、同一方向の磁束を生じるように、前記第３のコイルに接続されている。
10. 請求項８に記載された磁気記録再生装置であって、
    前記下部ポールは、第３の下部ポール膜及び第４の下部ポール膜を含み、前記第３の下部ポール膜は前記第２の下部ポール膜に隣接し、第４の下部ポール膜は前記第３の下部ポール膜に隣接して最上層を構成している。
11. 請求項８に記載された磁気記録再生装置であって、
    前記上部ポールは、複数の上部ポール膜を含み、前記複数の上部ポール膜は前記ギャップ膜の上に順次に隣接し、最上層の上部ポール膜が前記上部ヨークに隣接する。
12. 請求項１１に記載された磁気記録再生装置であって、
    前記上部ポールは、第１の上部ポール膜乃至第３の上部ポール膜を含み、前記第１の上部ポール膜は前記ギャップ膜に隣接し、前記第２の上部ポール膜は前記第１の上部ポール膜に隣接し、前記第３の上部ポール膜は前記第２の上部ポール膜に隣接している。
13. 請求項１２に記載された磁気記録再生装置であって、
    さらに、コイル接続導体を含んでおり、
    前記コイル接続導体は、第１の接続導体膜乃至第６の接続導体膜を含んでおり、
    前記第１の接続導体膜は、前記第１のコイル膜の内端であり、その表面が、前記第１のコイル、前記第２のコイル及び前記第２の下部ポール膜と同一の高さで平坦化されており、
    前記第２の接続導体膜は、前記第１の接続導体膜と同じ材料で構成され、前記第１の接続導体膜の前記表面に形成され、その表面が、前記第２の下部ポール膜に隣接する第３の下部ポール膜、と同一の高さで平坦化されており、
    前記第３の接続導体膜は前記第２の接続導体膜に隣接し、前記第４の接続導体膜は前記第３の接続導体膜に隣接し、前記第５の接続導体膜は前記第４の接続導体膜に隣接し、前記第６の接続導体膜は前記第５の接続導体膜に隣接しており、
    前記バックギャップ部は、第１乃至第６のバックギャップ膜を含んでおり、
    前記第１のバックギャップ膜は、前記第１の下部ポール膜と同一の材料でなり、前記下部ヨークの前記一面に隣接して形成され、その表面が、前記第１のコイル、前記第２のコイル及び前記第２の下部ポール膜と同一の高さで平坦化されており、
    前記第２のバックギャップ膜は、前記第３の下部ポール膜と同じ材料で構成され、前記第１のバックギャップ膜に隣接して形成され、その表面が、前記第３の下部ポール膜と同一の高さで平坦化されており、
    前記第３のバックギャップ膜は、前記第２のバックギャップ膜に隣接しており、
    前記第４のバックギャップ膜は前記第３のバックギャップ膜に隣接しており、
    前記第５のバックギャップ膜は前記第４のバックギャップ膜に隣接しており、
    前記第６のバックギャップ膜は前記第５のバックギャップ膜に隣接している。
14. 請求項１３に記載された磁気記録再生装置であって、
    前記第３の下部ポール膜、前記第２の接続導体膜及び第２のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されており、
    第４の下部ポール膜、前記第３の接続導体膜及び第３のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されており、
    前記第１の上部ポール膜、前記第４の接続導体膜及び第４のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されており、
    前記第２の上部ポール膜、前記第５の接続導体膜及び第５のバックギャップ膜は、表面が互いに同一の高さで平坦化されており、
    前記第３の上部ポール膜、前記第６の接続導体膜及び前記第６のバックギャップ膜は、表面が、前記第３のコイル及び前記第４のコイルの表面と、同一の高さで平坦化されており、
    前記上部ヨークは、両端が前記第３の上部ポール膜及び前記第６のバックギャップ膜に隣接する。
15. 請求項１乃至７の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
    下部ヨークの一面上に、下部ポール、下部コイル、バックギャップ膜及びコイル接続導体を形成し、
    その工程において、
    前記下部ポールは、複数の下部ポール膜を積層して構成し、
    前記下部ヨークと、前記最上層の前記下部ポール膜よりは下層の下部ポール膜とは、その両側の端部が空気ベアリング面のトラック幅方向に広がり、前記最上層の前記下部ポール膜及び前記ギャップ膜は、両側から、狭トラック幅となるように削減し、
    前記下部ポールを形成した後、前記ギャップ膜を形成する前、前記下部ポールのうち、前記ギャップ膜と隣接すべき最上層の下部ポール膜について、前記ギャップ膜と隣接する領域の後方を削減して、端がスロートハイトを決定する凹部を形成し、
    前記下部コイルは、前記下部ヨークの前記一面を基準にした前記下部ポールの高さ内で、前記バックギャップ部の周りを、スパイラル状に周回させ、一端を前記コイル接続導体のための第１の接続導体膜とし、
    次に、前記下部コイルを覆う絶縁膜、及び、前記下部ポールに隣接するギャップ膜を形成し、
    次に、前記ギャップ膜の上に上部ポールを形成し、前記上部ポールを、両側から、狭トラック幅となるように削減するとともに、前記絶縁膜の上に上部コイルを形成し、前記上部コイルは、前記上部ポールの高さを利用して、前記下部コイルの上方に配置され、前記バックギャップ部の周りを、スパイラル状に周回し、前記下部コイルに対してコイル接続導体によって接続され、
    次に、前記上部ポールと前記バックギャップとを接続するように、上部ヨークを形成する工程を含み、
    前記下部コイルの形成にあたり、第１のコイルをスパイラル状に形成した後、前記第１のコイルのコイルターン間のスペースの内壁面に、無機絶縁膜を形成し、
    次に、前記無機絶縁膜の表面に、めっきのためのシード膜を形成し、
    次に、前記シード膜を用いてめっき処理を施すことにより、前記スペース内に第２のコイルを電気絶縁して嵌めこみ、かつ、同一方向の磁束を生じるように、前記第１のコイルに接続する。
16. 請求項１５に記載された製造方法であって、
    前記上部コイルの形成にあたり、第３のコイルをスパイラル状に形成した後、前記第３のコイルのコイルターン間のスペースの内壁面に無機絶縁膜を形成し、
    次に、前記無機絶縁膜の表面にめっきのためのシード膜を形成し、
    次に、前記シード膜を用いてめっき処理を施すことにより、前記スペース内に第４のコイルを電気絶縁して嵌めこみ、かつ、同一方向の磁束を生じるように、前記第３のコイルに接続する。
17. 請求項１６に記載された製造方法であって、
    第１の下部ポール膜となる前記下部ヨークの一面上に、前記下部コイル、第２の下部ポール膜、第１のバックギャップ膜及び第１の接続導体膜を形成した後、これらの表面を平坦化し、
    その後、前記ギャップ膜、前記上部ポール、前記上部コイル及び前記上部ヨークを形成する、
    工程を含む。
18. 請求項１７に記載された製造方法であって、
    前記ギャップ膜、前記上部ポール及び前記上部コイルを形成した後、前記上部ポール及び前記上部コイルの表面を平坦化し、
    次に、平坦化された表面に絶縁膜を形成し、その絶縁膜の上に前記上部ヨークを形成する、
    工程を含む。

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