JPH02306411A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はくビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）、磁気ディ
スクドライブなどの磁気記録再生装置に使用される薄膜
磁気ヘッドに係り、特に、信頼性の高い記録再生特性を
得ることのできる薄膜磁気ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

ＶＴＲなどに用りられる磁気ヘッドとしては、従来磁゛
気コア（コアチップ）同士を突合わせて作動ギャップを
形成する所請バルク型の磁気ヘッドが多用されていた。

ところで、近時の記録媒体の高密度化・小型化、並びに
記録／再生特性の高性能化等の要求によって、バルク型
の磁気ヘッドに代替するものとして薄膜磁気ヘッドの開
発が急である。

この種薄膜磁気ヘッドにおいて、上部磁気コアと下部磁
気コアの間隔を広くシ、記録再生効率を良好にすること
を目的として、特開昭５７−１８９３２１号公報、特開
昭５７−１３０２２２号公報等に記載されているように
、非磁性基板上に凹部を形成し、この凹部に下部磁気コ
アを埋込むという技術思想は公知である。

また、薄膜磁気ヘッドでは構造的に、記録時に磁気コア
に飽和が起き易く、コアの体積を含め構造上の工夫を必
要とする。この点を考慮したコア構造として、例えば特
開昭５６−７４８１０号公報に記載されたような技術が
ある。この先願においては、磁性薄膜で形成された磁気
コアの面内での磁束絞り効果を図るようにしており、第
１１図に示すように、磁気コア５１の後端から先端に向
ってコア幅を漸減させ、先端に向って磁束が絞れる構造
となっている。また、ヘッド先端のギャップ面部分５２
は１、トラック幅を一定に規定する必要があるため、少
くともヘッド摺動による摩耗部分に関しては、コア長手
方向にコア幅を平行にしなければならず、図中のＸの値
は零より大きな値に設定されている。

さらにまた、特開昭６０−５０７１１号公報に記載され
、第１２図に示すように、非磁性基板６１の溝６２に埋
込んだ下部磁性層（下部磁気コア）６３の一部について
のみパターニングを行ってトラック幅ＴＦ相当のコア幅
をもつ突起刺を設け、該突起倶によってトラック幅を規
制する方法も提案されている。

なお、同図において、６５は下部磁気コア埋込み材たる
非磁性絶縁層で、突起Ｂの形成後、成膜・平坦化されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した各従来技術によって、磁束絞り
効果を期して、後端から先端に向ってコア幅が漸減し且
つ先端部では一定幅となる形状の溝内に下部磁気コアを
埋込み、この一定幅の先端部の下部磁気コアの一部をパ
ターニングして突起を形成し、該突起によってトラック
幅及びギャップ深さ零位を規定する場合、以下のような
問題を生じる。

すなわち、第１３図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、
非磁性基板６１の溝６２内に埋込んだ下部磁気コア簡の
前端部にホトレジストなどからなるパターニングマスク
６６を選択的に形成し、残余の部分をイオンエツチング
などで所定厚みだけエツチングすることにより、第１４
図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、突起刺のパターニ
ングが行なわれる。ところで、イオンミリングなどで刻
設される溝６２の側面は、上面から底面に向って相似形
に面積が漸減するようなテーパー面となっており、突起
倶を形成するためのエツチングはとのテーパー面上でも
行われて非磁性基板６１並びに下部磁気コアＢの上層部
が除去される。

このため、突起６４のパターニング前の下部磁気コア６
３の面内絞り位置Ａ１は、突起６４の形成後はリアコア
側へ移動した面内絞り位置Ａ、に移動する。何んとなれ
ば、第１３図（ａ）において、エツチング前の溝６２の
上面の変曲点Ｐ１（第′１３図示の状態における面内絞
り位置ＡＩ　）と溝６２の底面の変曲点Ｐ、とを結ぶ点
線で示した線分６７は、エツチング後には、第１４図（
ａ）に示すように、溝６２の上面の変曲点ｐｓ（第１４
図示の状態における面内絞り位ｔ　Ａｓ　）と溝６２の
底面の変曲点Ｐ、とを結ぶ線分６γの如くなり、エツチ
ングによって下部磁気コア６３の面内絞り位置はＡＩか
らΔｔだけリア側によった氏に移動する。そのため、前
記パターニングマスク６６の位置合せが非常に困難で、
下部磁気コア６３の面内絞り位置の精度にバラツキが生
じ易いという問題があった。

いま少し詳しく言うと、突起６４を形成するためのパタ
ーニングマスク６６の位置合わせは、エツチング後の（
リア側へ移動後の）面内絞り位置Ａ２位置を仮想して行
われ、例えば、溝６２のテーパー角が３０°の場合に突
起６４を１０μｍ高さにパターニングするには、ノシタ
ーニングマスク６６は加μｍだけリアコア側にず゛らせ
て形成される。しかしながら、製造上溝６２のテーパー
角を正確にコントロールすることは難しく、第１５図に
示すように、例えば溝６２のテーパー角が２°だけ大き
くなると突起６４の出来上りはリア側に２．５μｍずれ
てし才い、絞り効果を得られないばかりか、フリンジを
生じてしまう。また、逆に突起６４が先端部に形成され
た場合でも、第１６図に示すように、下部磁気コア６３
の先端部の幅と突起６４幅との差δ１．δ２によりフリ
ンジが発生するため、先端部の溝幅のマージンが小さい
という問題があった。

本発明の目的は、上述した突起の位置合わせを高精度に
且つ容易に行うことができ、充分な絞り効果を得ること
ができると共に、フリンジの発生を抑えることのできる
薄膜磁気ヘッドを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記した目的は、基板上に、下部磁気コア、ギ
ャップ材、コイル導体、非磁性絶縁層、上部磁気コアな
どの薄−を形成し、前記下部磁気コアと上部磁気コアと
は、リア側で接続されると共に、フロント側で前記ギャ
ップ材を介して接合されて作動ギャップを形成され、ま
た、前記下部磁気コアは、フロント側先端部では一定幅
で、それより後部に向けて幅が漸増するように基板に刻
設された溝内に形成され、前記下部コアの先端部に、上
面がギャップ面をなすトラック幅相当の幅をもつ突起を
設けてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部磁気コア
の面内絞り位置が、前記基板に形成された前記溝の面内
絞り位置（変曲点）よりもリア側に位置するように、前
記突起高さより深くパターニング整形することにより、
達成される。

〔作用〕

基板に形成した前記溝内に下部磁気コアを埋込んだ後、
下部磁気コアの面内絞り位置が、基板に形成された溝の
面内絞り位置（変曲点）よりもリア側に位置するように
、この後の工程で形成される突起高さより保く下部磁気
コアの外形をパターニング整形する。次に、上記下部磁
気コアの所定部分をパターニング整形して、上面がギャ
ップ面をなすトラック幅相当の幅をもつ突起を形成する
。

この突起の高さは先の工程でエツチングした基板のエツ
チング量（深さ）以下とされるので、先に規定した下部
磁気コアの面内絞り位置が突起形成のためのエツチング
工程で位置ずれ（移動）することがなく、面内絞り位置
とギャップ深さ零位との位置合わせ制御を高精度に行な
うことができる。

また、この際、フロント側の突起の幅を整形・規定する
ことによって、フリンジの発生を可及的に抑止すること
が出来る。

〔実施例〕

以下、本発明を第１図〜第１０図に示した実施例により
て説明する。

第１図〜第３図は本発明の第１実施例による薄膜磁気ヘ
ッド係り、第１図は、図示の都合上下部磁気コア埋込み
用の非磁性絶縁層、コイル絶縁層（層間絶縁層）などを
割愛した要部平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う
（ギャップ深さ零位の）下部磁気コアの断面図、第３図
は製造プロセスを示す工程説明図である。

第１．２図において、１は非磁性セラミックス等よりな
る基板、２は該基板１に形成された溝で、フロント側で
は一定幅で、それより後部に向けて幅が漸増し、リア側
ではフロント側よりも幅広の一定幅をもつものとなって
いる。３は上記溝２内充填・成膜された下部磁性コアで
、成膜後パターニング整形を施すことにより、そのフロ
ント側には、上面がギャップ面をなすトラック幅Ｔｒ相
当の幅をもつ突起３ａが形成されている。４は下部磁気
コア埋込み用の非磁性絶縁層、５は図示せぬコイル絶縁
層に埋設される形で配設されたコイル導体、６は上記コ
イル絶縁層上に形成された上部磁気コアである。公知の
ように、コイル絶縁層にはそのフロント側とリア側にス
ルーホールが形成されており、上部磁気コア６はこのス
ルーホール内にも充填される。そして、上部磁気コア６
と下部磁気コア３とは、リア側で接続されると共に、フ
ロント側では図示せぬギャップ材（ギヤップスペ−サ薄
膜）を介して接合されて作動ギャップを形成している。

上記した構成において、下部磁気コア３の面内絞り位置
ムは、溝２の変曲点Ｐｘよりもリア側に位置するように
される。　　・次に、第３図によって上記した構成の薄
膜磁気ヘッドの下部磁気コア３の製造方法について説明
する。

まず、同図（ａ）に示すように、基板ｌの一面に下部磁
気コア３を埋込むための溝２をイオンミリングやダイシ
ング等によって形成する。この際、溝２の側壁のテーパ
ー角は、磁性層の磁気特性に悪影響を及ぼさない角度に
設定され、該溝２は前述したように、フロント側では一
定幅で、それより後部に向けて幅が漸増し、リア側では
フロント側よりも幅広の一定幅をもつ形状に形成される
。

続いて、同図（ｂｌに示すように例えばＣｏＮｂＺｒ　
磁性合金をスパッタリング等で溝２内に充填・成膜した
後、研摩によって表面を平坦化して、下部磁気コア３用
の下部磁性層３′を形成する。

次に、同図（ｂ）に示すように、下部磁性層３′の面内
絞り位置が、初期の面内絞り位置（エツチング前の溝２
上面の変曲点）よりも所定量だけリア側に位置するよう
に、ホトレジストからなるパターニングマスク７を施し
、マスク７を被着した部位以外の全面をエツチングして
、同図（Ｃ）に示すように、下部磁性層３′の一部を後
述する突起３ａ形成のためのエツチング深さよりも深く
パターニングする。これにより、下部磁性層３′（下部
磁気コア３）の面内絞り位置氏は、該エツチング工程後
における溝２の面内絞り位置（溝２の上面の変曲点）Ｐ
ｘよりもリア側に位置することになる。なお、面内絞り
位置んが溝２のテーパー面よりもリア側になるように設
定すれば、面内絞り位置んの位置合わせ精度は非常に良
好なものとなる。

次に、同図（ｄ）に示すように、非磁性絶縁層４をスパ
ッタリング等で成膜形成した後、研摩によって平坦化す
る。然る後、下部磁性層３′のフロント部分に前記した
突起３ａ形成のためのパターニングマスクを施し、該マ
スクの後端を下部磁性層３′の面内絞り位置Ａｏ、Ａｏ
’ｉ−結ぶ線分と略一致させてエツチングを行い、その
上面がギャップ形成面となるトラック幅ＴＦ相当のコア
幅をもつ突起３ａを形成する。これにより、下部磁気コ
ア３が完成される。この突起３ａ形成のためのエツチン
グ深さくｔ）は、先のエツチング工程のエツチング深さ
よりも浅くされ、従って、従来のように溝２のテーパー
で面内絞り位置が決まらないので、下部磁気コア３の面
内絞り位置んが移動することはない。

よって、面内絞り位置入に突起ｊａの後端が一致するよ
うにマスクを位置合せしてパターニングを行えば、高精
度に面内絞り位置んをギャップ深さ零位と一致させるこ
とができ、充分な磁気絞り効果を得ることができる。

第４図及び第５図は本発明の第２実施例による薄膜磁気
ヘッドに係り、第４図は突起形成前で下部磁気コアの面
内絞り位置決定のためのコア整形を行って後の状態の下
部磁気コアの平面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線断面図
である。

第４図の状態において、コア整形後の下部磁気コア３の
面内絞り位置視が、１回目のパターニング工程後の溝２
の面内絞り位置（エツチング後の溝２上面の変曲点）Ｐ
ｘよりもリア側に形成されるのは、前記第１実施例と同
様である。この第２実施例においては、下部磁気コアの
１回目のエツチング工程で、下部磁気コア３のフロント
側についても整形を行い、フロント側のコア幅をトラッ
ク幅話よりも若干大きいコア幅Ｗｆとなるように整形し
ている。そしてこの後、トラック幅心となるようにフロ
ント部に突起３ａを形成するようにしている。このため
、突起３ａ上面のトラック幅ＴＷとフロント側コアの下
側部位との幅の差が制御でき、フリンジの発生を可及的
に抑えることができる。

第６図〜第８図は本発明の第３実施例による薄膜磁気ヘ
ッドに係り、第６図は下部磁気コアの平面図、第７図は
第６図のＣ−Ｃ線断面図、第８図は第６図のＤ−Ｄ線断
面図であり、同図（ａ）は溝２の底面幅よりも外側でリ
アコア幅の規定した場合を、同図（ｂ）は溝２の底面幅
よりも内側でリアコア幅の規定した場合をそれぞれ示し
ている。

該実施例においても、下部磁気コア３の面内絞り位置及
びフロント部の整形は先の第２実施例と同様に行われる
。さらに、この第３実施例においては、リアコアパター
ン幅についても整形が行われている。すなわち、リアコ
アパターン幅ＷｒとＣ／ｉＴ−との間には第９図に示す
関係があり、良好なヘッド効率を得るための最適値に、
リアコアパターン幅Ｗｒが選定される。この第３実施例
では、下部磁気コア３の面内絞り位置、並びにフロント
とリアのコア幅の整形を同時に行なっている。従って、
第２実施例と同様に、フロントコア幅を整形することで
突起３ａ幅との差が小さくなってフリンジの発生を抑え
ることができ、また、下部磁気コア３の面内絞り位置ん
を溝のテーパーよりリア側に規定することにより、面内
絞り位置視とギャップ深さ零位との位置合せを高精度に
行えるばかりか、リアコア幅の整形を行うことで、良好
なヘッド効率を得ることができる。さらにまた、下部磁
性層（下部磁気コア）を溝に埋込んだ後に、該磁性層の
上層部をパターニングして、フロントコア幅、リアコア
幅を制御できるため、初期下部溝形状のマージンが大き
くなる。

上述した各実施例においては、下部磁気コア３のフロン
ト部の断面形状はＵ字形で示したが、下に向って広がる
形状や、垂直側壁をもつものでも差しつかえない。ただ
し、フロント部の底面の形状はギャップ面と非平行であ
ることが望ましい。

なおまた、下部磁気コア３の整形パターンの断面形状は
、単純な直線状テーパーエツチングで示したが、第１０
図（ａ）　、　（ｂ）に図示したような曲線形状であっ
ても、あるいは同図（ｃ）に示したように、略垂直もし
くは一定深さまで垂直な形状であってもよい。さらに、
実施例においては、下部磁気コアを２度エツチングする
ようにしているが、レジストマスクに膜厚の厚い部分と
膜厚の薄い部分とを設ければ、面内絞り位置（及びフロ
レト、リアコア幅）の整形と突起の形成とを同時に行う
こともできる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、下部磁気コアにおけるギ
ャップ面を規定する突起と下部磁気コアの面内絞り位置
とを高精度に位置合わせすることができるので、充分な
磁気絞り効果を得ることができる。また、コアパターン
幅を整形することによって、フリンジの発生を抑えるこ
とができ、かつ良好なヘッド効率をもつ薄膜磁気ヘッド
を提供できる。さらに、基板に形成される溝寸法のマー
ジンを大きくすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例による薄膜磁気ヘ
ッドｌこ係り、第１図は要部平面図、第２１図は第１図
のＡ−Ａ線断面図、第３図は下部磁気コアの作製プロセ
スを示す工程説明図、第４図並びに第５図は本発明の第
２実施例による薄膜磁気ヘッドに係り、第４図は形成途
上時の下部磁気コアの平面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ
線断面図、第６図〜第８図は本発明の第３実施例による
薄膜磁気ヘッドに係り、第６図は下部磁気コアの平面図
、第７図は第６図のＣ−Ｃ線断面図、第８図は第６図の
Ｄ−Ｄ線断面図、第９図はリアコアパタさン幅ＷｒとＣ
／ＩＬとの関係を示すグラフ図、第１０図は本発明のさ
らに他の実施例に係る下部磁気コアの断面形状を示す説
明図、第１１図〜第１６図は従来例に係り、第１１図は
第１の従来例を示す要部平面図、第１２図は第２の従来
例を示す狭部断面図、第１３図及び第１４図は下部磁気
コアの面内絞り位置のずれ発生を説明するための説明図
、第１５図は溝のテーパー角と面内絞り位置のずれ量と
の関係を示す説明図、第１６図はフリンジの発生を示す
説明図である。 １・・・基板　　　　　　　２・・・溝３・・・下部磁
気コア　　　３′・・・下部磁性層３ａ・・・突起　　
　　　　４・・・非磁性絶縁層５・・・コイル導体　　
　　６・・・上部磁気コア７・・・パターニングマスク 罰１５図 （α） （ｂ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に、下部磁気コア、ギャップ材、コイル導体
   、非磁性絶縁層、上部磁気コアなどの薄膜を形成し、前
   記下部磁気コアと上部磁気コアとは、リア側で接続され
   ると共に、フロント側で前記ギャップ材を介して接合さ
   れて作動ギャップを形成され、また、前記下部磁気コア
   は、フロント側先端部では一定幅で、それより後部に向
   けて幅が漸増するように基板に刻設された溝内に形成さ
   れ、前記下部コアの先端部に、上面がギャップ面をなす
   トラック幅相当の幅をもつ突起を設けてなる薄膜磁気ヘ
   ッドにおいて、前記下部磁気コアの面内絞り位置が、前
   記基板に形成された前記溝の面内絞り位置（変曲点）よ
   りもリア側に位置するように、前記突起高さより深くパ
   ターニング整形したことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２、請求項１記載において、前記下部磁気コアが、前記
   突起の底辺の延長線下に磁性層が存在しないような形状
   とされたことを特徴とされたことを特徴とする薄膜磁気
   ヘッド。 ３、請求項１記載において、前記下部磁気コアは、その
   面内絞り位置の整形と同時にそのリアコア部のパターン
   ニング整形がなされ、この整形パターンによってリアコ
   ア幅が規定されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド
   。 ４、請求項１記載において、前記下部磁気コアは、前記
   基板の溝に埋込んだ磁性層の整形パターンニング、非磁
   性絶縁層（下部磁気コア埋込み材）の埋込み・平坦化工
   程後、前記突起が形成されたことを特徴とする薄膜磁気
   ヘッド。