JPH04188418A - 複合薄膜磁気ヘッドの製造方法 - 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、磁気記録装置、ＶＴＲ等に使用される記録再
生複合型薄膜磁気ヘッドに係り、特に高密度記録に適し
た複合薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

磁気記録装置の高密度化を図るため磁気抵抗効果型再生
ヘッド（複合薄膜磁気ヘッド）が脚光を浴びている。こ
れは、磁気抵抗効果型再生ヘッドが磁界によって電気抵
抗の変化する磁気抵抗効果膜を利用しているため、従来
の誘導型のヘッドに比べて高感度な信号の再生が可能な
ためである。

磁気抵抗効果型再生ヘッドでは誘導型の書き込みヘッド
用の電極導体に加えて、磁気抵抗効果膜に抵抗変化検出
電流を流し、再生信号を取り出すための電極導体を接続
する必要がある。

従来の複合薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、電極
導体の加工法としてウェットエツチング法がある。この
方法は、まず実質的に平坦な基板面上に磁気抵抗効果膜
を形成し所定の寸法に加工した後、電極導体をその上部
に形成し、電極材料と磁気抵抗効果材料との化学的選択
的エツチングを利用して電極導体の加工を行うものであ
る。

また、特開昭５６−１１８１６号公報に、基板面上に磁
気抵抗効果膜を形成、加工した後、その上部に磁気抵抗
効果膜を被覆する絶縁膜を形成し、その絶縁膜にスルホ
ールを設けてその上に磁気抵抗効果膜の電極導体を形成
し、加工し電極導体と磁気抵抗効果膜とを接続する方法
が記載されている。

さらに磁気抵抗効果膜の電極導体を磁気抵抗効果膜より
実質的に以前に形成する方法として、特開昭５９−１２
７２１７号公報に、電極導体を実質的に基板に埋込み、
電極導体表面と基板面が同一平面を形成するように配置
した後、その上部に磁気抵抗効果膜を形成、加工するこ
とで電極導体を形成する方法が記載されており、この方
法によって電極導体の加工が容易になったとされている
。

また、特開昭６３−１２７４０８号公報に、磁気抵抗効
果膜の電極導体を基板に埋設し、その表面を平坦化し磁
気抵抗効果膜を形成することによって、再生ギャップを
平坦化することができ、再生アジマス損失がなく、再生
出力を向上させることができると記載されている。

磁気抵抗効果膜を用いた再生ヘッドでは磁気抵抗効果膜
に抵抗変化検出電流を流し、再生信号を取り出すための
電極導体を磁気抵抗効果膜に接続することが必要である
ことは既に述べた。この電極導体の加工には以下に述べ
るような困難な点がある。第一にこの電極導体の加工に
は高い寸法精度が要求されることである。なぜならば、
磁気抵抗効果膜を用いた再生ヘッドは、磁気抵抗効果膜
に接続される信号読みだし用の電極導体の間隔が再生ヘ
ッドのトラック幅に相当してくるためである。一般に、
磁気ヘットに許容されるトラック幅の寸法誤差は、トラ
ック幅に対して±１０％以内であり、記録密度が高くな
り、トラック幅が狭くなるにつれて、高いトラック精度
が要求されることになる。従って、高密度磁気記録にお
いては、磁気抵抗効果膜の電極導体の加工精度も一層高
めることが必要になる。

また第二に磁気抵抗効果膜は通常数１０ｎ馬の厚さであ
るため、電極導体加工に際してわずかでも磁気抵抗効果
膜を損傷することが許されないことである。

さらにその他の問題点として、電極導体と磁気抵抗効果
膜との間の接触抵抗が低くなければ成らないこと、また
電極導体の接続によって磁気抵抗効果膜の磁区構造を乱
すことがないことなどがある。

前記ウェットエツチング法を用いた電極導体加工法は、
電極部の構造が単純であり、また電極加工の際に磁気抵
抗効果膜が損傷を受けることもないが、電極導体を化学
的にエツチングするため、電極導体のオーバーエツチン
グが避けられず、加工精度は±１μｍ程度が限界である
。このため、トラックＩ！１１０μｍ以下では、トラッ
ク幅の寸法誤差の許容値を満たさず、従って高密度磁気
記録用の磁気抵抗効果膜の電極導体加工法としては、ウ
ェットエツチング法による加工法は加工精度の点で不適
当である。

さらに特開昭５８−１９７１８号公報の磁気抵抗効果膜
を被覆する絶縁膜にスルホールを設けることによって磁
気抵抗効果膜の電極導体を加工する方法は、磁気抵抗効
果膜を損傷せずに、磁気抵抗効果膜の端面形状を正確に
保ち、スルホールの加工を行なう方法については何の提
案も詔められない。スルホールを形成する加工方法には
通常ウェットエツチング法、イオンミリング法、リフト
オフ法が用いられる。ウェットエツチング法では磁気抵
抗効果膜の損傷は少ないが、スルホール端面がオーバー
エツチングされ加工精度の点で高密度記録用の磁気抵抗
効果膜の電極導体加工法としては不適当であり、またイ
オンミリング法では加工精度は高いもののオーバーミリ
ングによって磁気抵抗効果膜が損傷を受ける問題があり
、さらにリフトオフ法では磁気抵抗効果膜の損傷はない
が、加工精度が不充分である。

さらに特開昭５９−１２７２１７号公報、並びに特開昭
６３−１２７４０８号公報の電極導体を基板に埋め込む
方法は、基板に精度良く電極導体を埋め込むことが困難
で、かつ電極導体表面と基板面との段差をを抑えること
が困難である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の複合薄膜磁気ヘッドの製造方法にあっては、電極
導体の十分な加工精度が得られず、電極導体の加工に際
して磁気抵抗効果膜を損傷する恐れがあり、また電極導
体と磁気抵抗効果膜との接触抵抗が小さくならない等の
問題点があった。

本発明の目的は、電極導体が高い寸法精度をもち、磁気
抵抗効果膜の損傷が少なく、電極導体の電気抵抗を小さ
くして高密度磁気記録を行なうことのできる複合簿膜磁
気ヘッドの製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するため、本発明に係る複合薄膜磁気
ヘッドの製造方法において、基板面上に第１の薄膜磁極
及び第２の薄膜磁極を形成し、それぞれの薄膜磁極の間
に絶縁膜を介して磁気抵抗効果膜と該磁気抵抗効果膜に
接触する電極導体とを形成する複合薄膜磁気ヘッドの製
造方法におし１て、平坦な基板面に第１の薄膜磁極及び
絶縁膜を介して電極導体を形成する工程と、電極導体の
端面に基板面と所定角度をなす傾斜面を形成する工程と
、傾斜面に密着させて磁気抵抗効果膜を形成する工程と
を有する構成である。

そして、電極導体の端面に、基板面と１０〜４５°の角
度をなす傾斜面を形成する工程を有する構成でもよい。

また、複合薄膜磁気ヘッドにおいては、請求項１又は２
記載の複合薄膜磁気ヘッドの製造方法を用いて製造され
る構成とする。

電極導体の加工精度を高めるには電極導体の加工に高精
度な加工が可能なイオンミリング法を用いることが有効
である。しかしながら、磁気抵抗効果膜よりも実質的に
後に電極導体を加工したのでは、電極導体の加工に際し
磁気抵抗効果膜の損傷が避けられない。

そこで、本発明の製造方法では、磁気抵抗効果膜の形成
に先だって電極導体を実質的に平坦な基板上に形成する
。電極導体には導電性を有するＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、
Ｃｕ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｏ。

Ａｇ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｂの内の一種、あるい
はこれらの内の二種以上を含む合金、あるいはこれらの
内の二種以上によって構成される多層膜を使用する。

このように磁気抵抗効果膜の形成以前に電極を形成し、
イオンミリング法によって加工することで電極導体を高
精度に加工することが可能になる。

しかし、この電極導体を通常のイオンミリング法で加工
するならば、電極導体の端面の角度が大きくなり、その
上部に形成される磁気抵抗効果膜との電気的接触が良好
に取れない。また、磁気抵抗効果膜が電極導体の端面で
急激に折り曲げられることにより、磁気抵抗効果膜の磁
区構造の乱れが生ずる。

このため本発明では、電極導体が磁気抵抗効果膜と接続
する部分の端面の基板面に対する角度を、磁気抵抗効果
膜と電極導体が密着し得る角度、好ましくは１ｏ度〜４
５度と成るように加工する。

これは、例えば以下のような工程によって形成すること
ができる。まず、フォトレジストを電極導体上に形成し
、電極形状にパターニングする６次に、そのパターンに
紫外線を照射し、熱処理する。

これによってフォトレジストパターンの端面の基板面に
対する角度が減少する。このホトレジストパターンを用
いて電極導体をイオンミリング法によって加工すれば、
フォトレジストパターンの形状が電極導体に転写される
。フォトレジストパターンの端面の角度は紫外線の照射
条件及び熱処理条件によって制御でき、したがって電極
導体の端面の角度を所定の角度とすることができる。

以上述入たような電極導体の加工方法は簡単なフォトレ
ジストプロセスとイオンミリング法のみで電極導体の加
工を行うもので、工程の簡素化を実現している。

〔作用〕

本発明の複合薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、電極
導体の加工は磁気抵抗効果膜の形成前になされるため、
電極導体の加工による磁気抵抗効果膜の損傷の恐れは全
くない。また、電極導体の加工がイオンミリング法で行
われるため高い寸法精度が得られる。

さらに電極導体の磁気抵抗効果膜と接続する部分の端部
の角度を、磁気抵抗効果膜が電極導体と密着しうる角度
、好ましくは１０度から４５度の範囲に制御することに
よって、磁気抵抗効果膜と電極導体との間に接触面積を
増大させ、両者の間の接触抵抗を低下させる。また電極
導体は基板面から滑らかに変化することになり磁気抵抗
効果膜の断線や磁区構造の乱れの恐れも回避される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図〜第４図を参照しながら図を
用いて説明する６ 第１図〜第４図は、複合薄膜磁気ヘッド（磁気抵抗効果
型再生ヘッド）の磁気記録面側からみた断面を作製手順
に従って順を追って示したものである。まず第１図のよ
うにセラミック系基板１０の上にアルミナ２０を７〜８
μｍスパッタリング法で形成し、その上に下部磁気シー
ルド膜（第１の薄膜磁極）３０をスパッタ、パターニン
グし下部絶縁膜４０をその上に形成する。さらにその上
部にＣｒ　／　Ｃｕ積層体の電極導体５０を０．２〜０
．５μｍスパッタし、フォトレジスト６０を１〜２μｍ
塗布、パターニングする。その後これを２００　ｍＷ／
　ｃ　ｍ２の紫外線で１００秒間照射し、２５０℃で１
時間ベーキング（加熱）することによって第２図に示す
ようにフォトレジストパターンの端部が基板面に対して
約３０傾斜する傾斜面となる。この状態で電極導体をイ
オンミリングによってミリングすると、Ｃｒ　／　Ｃｕ
のミリング速度がフォトレジストのミリング速度とほぼ
同一のため、Ｃｒ　／　Ｃｕがミリングされると同時に
フォトレジストもミリングされ、Ｃｒ　／　Ｃｕの端部
はフォトレジストと同様の角度で傾斜する。フォトレジ
ストを除去することにより第３図のように電極導体の加
工が終了する。その後第４図に示すように、磁気抵抗効
果膜７０を０．０４〜０．１μｍスパッタし、パターニ
ング後、上部＄１！縁膜８０を形成し、その上部に上部
磁気シールド膜（第２の薄膜磁極）９０を約２μｍスパ
ッタ、パターニングして磁気抵抗効果型再生ヘッドの形
成を完了する。

表１は一実施例の場合、及び比較のために磁気抵抗効果
膜の上部に電極を形成しウェットエッチ、　　フグ法で
電極導体を加工した場合のトラック幅を５点に付いて測
定した結果である。いずれの場合も３μｍを目標として
加工したものである。本発明の実施例ではいずれもトラ
ック幅の許容精度以内のばらつきであるが、ウェットエ
ツチング法では許容精度の内には入らない。

また磁気抵抗効果膜の電気抵抗もウェットエツチング法
で加工した場合と同等であり、磁区構造の乱れもみられ
なかった。

表　１　　トラック幅の実測結果 第５図は、上部電極（磁気抵抗効果膜の上部に電極形成
）と下部電極（傾斜面なし）及び下部電極（約３０°の
傾斜面あり）の磁界−抵抗曲線を比較したオシロスコー
プ波形の写真を示す。傾斜面のない下部電極では波形の
頂部近傍にノイズによる乱れが見られるが、傾斜面のあ
る上部電極は、ノイズがなくなり、上部電極と同等の特
性が得られている。なおこれらの電極は、いずれも磁区
を安定化するため、磁気抵抗効果膜上に反強磁性（Ｆｅ
−Ｍｎ合金）層を形成しである。

第６図は、本発明の他の実施例を示す複合薄膜磁気ヘッ
ドのトラック進行方向の断面を示したものである。セラ
ミック系基板１０上にアルミナ２０を７〜８μｍスパッ
タリングし、その上に下部磁気シールド３０を２μｍス
パッタリングし、パターニングする。さらにその上部に
下部絶縁膜４０を０．１〜０．２μｍ形成し、その上に
一実施例に示した方法で電極導体５ｏと磁気抵抗効果膜
７０とを形成する。その上に上部絶縁膜８０を０６１〜
０．２μｍ形成し、磁気コアとして下部磁性膜１００を
約２μｍスパッタし磁気コア上にパターニングする。ギ
ャップ材１１０として、アルミナを０．１〜０．２μｍ
スパッタし、その上部に銅の導体でコイル１４０とそれ
を被覆するコイル絶縁材料１３０ここではフォトレジス
トを配設し。

その上に上部磁性膜１２０をスパッタし、パターニング
する。最後に保護膜１５０としてアルミナを１０〜３０
μｍスパッタリングして複合薄膜磁気ヘッドの形成を完
了する。

高性能磁気記録用ヘッドとしては、磁気ディスク上の面
記録密度を１平方センチメートル当り７〜１２メガビツ
ト、線記録密度を１センチメートル当り４．７キロビツ
ト以上、トラック密度を１センチメートル当り２３０ト
ラック以上の記録密度を達成できることが望ましい。以
上述べたように本発明の複合薄膜磁気ヘッドの製造方法
を用いることにより、例えばハードディスク装置、フロ
ッピーディスクドライブ装置及びビデオテープレコーダ
ー用の高性能の複合薄膜磁気ヘッドを容易に作製するこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明の複合薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、電極
導体加工にイオンミリング法が用いることができるため
、磁気抵抗効果膜を損傷することなく、高い精度で電極
導体を加工することが可能となり、高い精度でトラック
幅を決定することができる。

さらに電極導体が磁気抵抗効果膜と接続する部分の端面
の角度を、磁気抵抗効果膜が電極導体と密着し得る角度
にしているため、全体の電気抵抗を減少させることがで
き、かつ磁気抵抗効果膜の断線や、磁区構造の乱れも回
避することができる。

したがって、記録密度が大きく、記録した磁気情報を確
実に再生する特性に優れた複合薄膜磁気ヘッドを容易に
製造できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例に係る複合薄膜磁気
ヘッドの磁気記録面側から見た断面を製作手順に従って
示す図、第５図は一実施例の効果を説明するオシロスコ
ープ波形の写真、第６図は本発明の他の実施例に用いた
複合薄膜磁気ヘッドをトラック方向から見た断面図であ
る。 １０・・・セラミック系基板、２０・・・アルミナ、３
０・・・下部磁気シールド膜、４０・・・下部絶縁膜、
５０・・・電極導体、６０・・・フォトレジスト、７０
・・・磁気抵抗効果膜、８０・・・上部絶縁膜、９０・
・上部磁気シールド膜、１００・・下部磁性膜、１１０
・・・ギャップ材、１２０・・・上部磁性膜、１３０・
・・コイル絶縁材、１４０・・・コイル、１５０・・・
保護膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板面上に第１の薄膜磁極及び第２の薄膜磁極を形
   成し、それぞれの薄膜磁極の間に絶縁膜を介して磁気抵
   抗効果膜と該磁気抵抗効果膜に接触する電極導体とを形
   成する複合薄膜磁気ヘッドの製造方法において、平坦な
   基板面に前記第１の薄膜磁極及び前記絶縁膜を介して前
   記電極導体を形成する工程と、該電極導体の端面に前記
   基板面と所定角度をなす傾斜面を形成する工程と、該傾
   斜面に密着させて前記磁気抵抗効果膜を形成する工程と
   を有することを特徴とする複合薄膜磁気ヘッドの製造方
   法。 ２、電極導体の端面に、基板面と１０〜４５°の角度を
   なす傾斜面を形成する工程を有することを特徴とする請
   求項１記載の複合薄膜磁気ヘッドの製造方法。 ３、請求項１又は２記載の複合薄膜磁気ヘッドの製造方
   法を用いて製造されることを特徴とする複合薄膜磁気ヘ
   ッド。