JPH0264908A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 - 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］ 本発明は薄膜磁気へ一、ドおよびその製造方法、特に基
板上に下部磁性層および上部磁性層から構成された磁電
ないし電磁変換の主体をなす磁路が構成される薄膜磁気
ヘッドおよびその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 半導体ＩＣなどの作製プロセスと同様に薄膜堆積法やフ
ォトリソグラフィーの技術によって作製される薄膜磁気
ヘッドは、微細な形状加工が可能なことから磁気回路や
信号変換のための電気回路の寸法を小さくすることがで
き、磁気ヘッドの集積化が容易であるという利点を有す
る。また、素子の小型化により回路のインダクタンスお
よびキャパシタンスを小さくすることができ、共振周波
数を高域に配することが容易であることや、金属磁性材
料の薄膜化による高域での実効透磁率の上昇および発生
磁界分布が急峻であるので、高周波領域における電磁変
換素子として有用である。

さらにプロセスの特徴として、同一形状で同一機能を有
する素子の大量生産に有利である。

ここで、第６図を参照して従来の薄膜磁気ヘッドの製造
方法につき説明する。第６図は従来の薄膜磁気ヘッドの
構造を示している。

まず、フェライトやガラスからなる基板ｌ上に下部磁性
層２としてパーマロイやセンダストなどの軟磁性膜を所
定の厚みに成膜する。下部磁性層２は基板ｌのほぼ全面
に形成される。

次に５ｉ０２などから成る絶縁層（不図示）を形成し、
その上にＡＩやＣｕによる導電Ｒ４を成膜し、フォトリ
ソエツチング工程によって所定のコイルパターンを形成
する。

そして再び５ｉ０２などの絶縁層（不図示）を２ルｍ程
度成膜した後、トラック幅を規定するためのフォトリソ
エツチングを行なって磁気ギャップ層６．磁気コンタク
トホール７を形成する。

最後に上部磁性層８となるセンダストなどをスパッタで
成膜し、フォトリソエツチング工程を用いて所定のパタ
ーンを形成する。この時、磁気コンタクトホールを介し
て下部磁性層２七上部磁性層８が磁気的に結合され、か
つ磁気ギャップ層６を挟んで対向するように配置されて
いることはもちろんである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の従来の製造方法では第７図に示す
よ・うに磁気コアポールピース断面において磁気ギャッ
プ層６を除く上部磁性層８と下部磁性Ｗ！！２に挟まれ
た部分Ａ（実際には両者の間に絶縁層が介在する）の磁
束漏洩が大きくなり、磁気媒体記録時にフリンジング現
象が生じ、その結果規定トラック幅Ｂより大きい幅で磁
気記録が行なわれてしまう。

近年では、磁気記録の高密度化に伴ってトラック幅方向
の高密度化が磁気ヘッドの課題となっているから、上記
のような洩れ磁束の問題により隣接トラック間隔が狭く
なるにつれてチャンネル間のクロストーク特性が劣化す
ることになる。

本発明の課題は１以上の問題を解決し、トラック配列方
向の洩れ磁束を低減し、狭トラツクフォーマットにおい
てもクロストーク特性に優れた薄膜磁気ヘッドおよびそ
の製造方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 以上の課題を解決するために、本発明による薄膜磁気ヘ
ッドにおいては、基板上に下部磁性層および上部磁性層
から構成された磁電ないし電磁変換の主体をなす磁路が
構成される薄膜磁気ヘッドにおいて、前記磁気弁ギャッ
プ部釜蕃に接する部分における下部磁性層および上部磁
性層のトラック幅方向における幅をほぼ同一とする構成
とし、またその製造方法を、基板上に最終的なトラック
幅よりも少くとも広い幅を有する下部磁性層を形成する
工程と、ギャップ材料を介して最終的なトラック幅より
も少くとも広い幅を有する上部磁性層を形成する工程と
、最終的な磁路形状にほぼ等しいレジスト層を上部磁性
層上に形成する工程と、前記レジスト層以外の上部磁性
層、ギャップ材料および下部磁性層の積層構造を下部磁
性層から測定した所定の深さまでオーバーエツチングす
る工程から構成するようにした。

［作　用］ 以」−の構成によれば、磁気記録再生領域端部における
下部および上部磁性層の距離を低減し、洩れ磁束を減少
できる。

［実施例〕 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。

１ｍ 第１図に本発明の第１の実施例による薄膜磁気ヘッドの
構造を示す、第１図の磁気ヘッドの各導電層、絶縁層な
どの配置および形状は第６図の従来例とほぼ同じである
。異なっているのは、上部磁性層８および下部磁性層２
が構成する磁路部分の構造およびその製造工程である。

以下、第１図の磁気ヘッドの製造工程につき説明する。

まず、フェライトやガラスからなる基板１上にセンダス
トなどの軟磁性膜を５〜１０ルｍ程度スパッタリングに
よって本積させ、下部磁性層２とする。この段階では下
部磁性層２は基板１の全面に同じ厚みで形成されている
。

次に５ｉ０２から成る第１の層間絶縁層（不図示）を堆
積させ、続いてＡＩやＣｕから成る導電層４を成膜し、
フォトリソエツチングを用いて励磁用コイルパターンを
形成する。そして再び５ｉ０２から成る第２の絶縁層（
不図示）を第１の絶縁層３よりも厚く成膜する。

次に、励磁用コイルを構成する導電層４によって生じた
第２の絶縁層の凹凸をエッチバック法などによって平坦
化させる。これは、上部磁性層の磁気抵抗増加の原因と
なる下地の凹凸を平坦化し、薄膜磁気ヘッドの記録再生
効率をよくするためである。平坦化を施す部分は上部磁
性層８が励磁コイルを乗り越える個所のみで、その他の
部分はフォトレジストで覆い、第２の絶縁層のエツチン
グを防ぐようにする。

次に磁気ギャップ層６と磁気コンタクトホール７を形成
した後、センダストから成る上部磁性層８をスパッタリ
ングにより成膜し、フォトレジスト１０を形成して上部
磁性層８を所定のパターンに形成する。これ以降のポー
ルピース部の製造工程を第２図に示す、第２図（Ａ）〜
（Ｅ）は磁気ヘッド摺動面方向から見たポールピース部
の断面図を示している。

第２図（Ａ）に示すように、磁気ギャップ層６および上
部磁性層８が、最終的なトラック幅よりも広い面積にス
パッタリングされ、次にレジスト層１０をトラック幅よ
りもわずかに広く形成する。

次に、第２図（Ｂ）〜（Ｅ）にその過程を示すように、
レジスト層１０以外の部分の上部磁性層８、磁気ギャッ
プ層６をオーバーエツチングする。第２図（Ｅ）に示す
ように、下部磁性層２の上面までエツチングが終了した
段階では、レジスト層ｌＯにより決定づけられる上部磁
性Ｍ８のポールピース部形状が下部磁性層２のポールピ
ース部形状として転写された状態となる。

通常の工程においては、第２図（Ｄ）が上部磁性層のエ
ツチング終了点である。しかし、Ｗ４２図ＣＤ）の場合
は上部磁性層８のポールピース側壁面と下部磁性層２の
上壁面の位置が符号りのように近いため、磁束の漏洩が
生じやすい。

ところが、上記のように、第２図（Ｅ）のように下部磁
性層までオーバーエツチングを行ない。

できるだけ上部磁性層８と側壁面と下部磁性層２の上壁
面の距離Ｅを遠ざけることによってポールピース側壁面
からの磁束漏洩を減少させることが可能となる。

ここで、上記効果を説明するため、３次元有限要素法に
よるシミュレーションの結果を第３図に示す、第３図で
は、右上部に示すように下部磁性層２のオーバーエツチ
ング距離をＤ、ギャップ厚みをＧ、トラック幅をＴｗと
し、ｘ、ｙ、ｚ軸を図示のように設定（原点はギャップ
中心）した際のＸ方向の距離ｘ／　（Ｔｗ／２）におけ
る磁束密度を示している（ｙ方向の距離は０．ＩＩＬｍ
）。

第３図に実線および破線で示すように、ギャップ厚みの
５倍の深さまで下部磁性層２をオーバーエツチングした
ヘッド（ｄ＝５・Ｇ）は、全くオーバーエツチングしな
いヘッド（ｄ＝ｏ）に比ベて磁気コアポールピース側壁
から漏れる磁束の密度が磁気ギャップ近傍（ｘ　／　（
Ｔ　ｗ　／　２　）　＝１．０〜１．５）において約１
／２程度まで減少できることがわかる。

実際の薄膜ヘッドにおいては、ギャップ厚みＧの３倍程
度オーバーエツチングすれば記録のにじみが生じず、現
実にはこの程度のオーバーエツチングで充分なりロスト
ーク減少効果を得られる。

以上の実施例によれば、下部磁性層２および上部磁性層
８により構成されるポールピース部のトラック幅方向の
洩れ磁束を減少できるため、′記録時の実効トラック幅
の増大を防止することが可能となり、その結果チャンネ
ル間のクロストークの減少が実現できる。

第２実施例 第１実施例では、上部磁性１ｆ！８の側面と、下部磁性
層２の側面のなす角度はほぼ１８０’であるが、この角
度Ｆを第４図に示すように、１８０’以上に増大させる
ことによって、洩れ磁束をより低減することが考えられ
る。

本実施例の製造工程のうち上部磁性Ｒ８および下部磁性
層２のエツチング工程の一例を第５図（Ａ）〜（Ｃ）に
示す。

まず、第５図（Ａ）のように、第２図（Ａ）同様のレジ
スト層１０を形成した後イオンビームエツチング装置を
用い、イオンビーム２０の基板に対するビームの入射角
αが７０’〜６０°となるように基板を配置してエツチ
ングを行なう。

次に、第５図（Ｂ）に示すように磁気ギャップ層６が露
呈し始めたらビーム角度αを９０″〜８０″にし、さら
に下部磁性層２のオーバーエツチングを行なうと第５図
（Ｃ）のように上部磁性層ポールピース側壁面と下部磁
性層側壁面のなす角度Ｆを１８０°以上とすることがで
きる。

このような工程および構成によれば、第１実施例におけ
るヘッドよりも上部磁性層８および下部磁性層２の壁面
との距離が増大するので磁束の漏洩を著しく低減でき、
クロストーク特性をより向上できる。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明による薄膜磁気ヘッド
においては、基板上に下部磁性層および上部磁性層から
構成された磁電ないし電磁変換の主体をなす磁路が構成
される薄膜磁気ヘッドにおいて、前記磁気ギャップ部に
接する部分における下部磁性層および上部磁性層のトラ
ック幅方向についての幅をほぼ同一とする構成とし、ま
たその製造方法を、基板上に最終的なトラック幅よりも
少くとも広い幅を有する下部磁性層を形成する工程と、
ギャップ材料を介して最終的なトラック幅より少くとも
広い幅を有する上部磁性層を形成する工程と、最終的な
磁路形状にほぼ等しいレジスト層を上部磁性層上に形成
する工程と、前記レジスト層以外の上部磁性層、ギャッ
プ材料および下部磁性層の積層構造を下部磁性層から測
定した所定の深さまでオーバーエツチングする工程から
構成するようにしたので、記録再生トラック端部近傍に
おける薄膜磁気ヘッドの下部磁性層および上部磁性層の
距離を減少でき、磁路側面の洩れ磁束を低減しクロスト
ーク特性に優れ、高密度記録に適した優れた薄膜磁気ヘ
ッドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用した薄膜磁気ヘッドの構造を示し
た斜視図、第２図（Ａ）から（Ｅ）はそれぞれ第１図の
薄膜磁気ヘッドの製造工程を示した媒体摺動面方向から
のポールピース部の断面図、第３図は本発明による洩れ
磁束特性を示した説明図、第４図は異なる薄膜磁気ヘッ
ドの構成を示したポールピース部の断面図、第５図（Ａ
）〜（Ｃ）は第４図の薄膜磁気ヘッドの製造工程を示し
た断面図、第６図は従来の薄膜磁気ヘッドの斜視図、第
７図は第６図の薄膜磁気ヘッドのポールピース部の断面
図である。 ｌ・・・基板　　　２・・・下部磁性層４・・・導電層
　　６・・・磁気ギャップ層７・・・磁気コンタクトホ
ール ８・・・上部磁性層　１０・・・レジスト層０曽　ｔｏ
　　　寸 一〇〇　〇 ４蟻い慨（々碇艷）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板上に下部磁性層および上部磁性層から構成され
   た磁電ないし電磁変換の主体をなす磁路が構成される薄
   膜磁気ヘッドにおいて、前記磁路間のギャップ部に接す
   る部分における下部磁性層および上部磁性層のトラック
   幅方向についての幅をほぼ同一に形成したことを特徴と
   する薄膜磁気ヘッド。 ２）前記磁路の側面に対応する前記下部磁性層の側面と
   上部磁性層の側面のなす角度を１８０°以上に設定した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の薄膜磁
   気ヘッド。３）基板上に下部磁性層および上部磁性層か
   ら構成された磁電ないし電磁変換の主体をなす磁路が構
   成される薄膜磁気ヘッドの製造方法において、基板上に
   最終的なトラック幅よりも少なくとも広い幅を有する下
   部磁性層を形成する工程と、ギャップ材料を介して最終
   的なトラック幅よりも少なくとも広い幅を有する上部磁
   性層を形成する工程と、最終的な磁路形状にほぼ等しい
   レジスト層を上部磁性層上に形成する工程と、前記レジ
   スト層以外の上部磁性層、ギャップ材料および下部磁性
   層の積層構造を下部磁性層表面から測定した所定の深さ
   までオーバーエッチングする工程からなることを特徴と
   する薄膜磁気ヘッドの製造方法。 ４）前記所定の深さが前記ギャップ材料の厚みの少なく
   とも３倍以上であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 ５）前記オーバーエッチングの際イオンビームエッチン
   グ法を用い、前記磁路の側面に対応する前記下部磁性層
   の側面と上部磁性層の側面のなす角度が１８０°以上と
   なるようにエッチングの進行に応じてイオンビームと磁
   気ヘッド基板のなす角度を調節することを特徴とする特
   許請求の範囲第３項または第４項に記載の薄膜磁気ヘッ
   ドの製造方法。