JPH04356704A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は薄膜磁気ヘッドに関し
、再生信号におけるアンダーシュートを低減して再生特
性の向上を図ったものである。

【０００２】

【従来の技術】薄膜磁気ヘッドは磁気ディスク装置の記
録および再生手段として用いられている。磁気ディスク
装置に使用されている従来の磁気ヘッドを図２に示す。 図２において（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。ここで
は導体コイルを３層とした場合について示している。

【０００３】この薄膜磁気ヘッド１は、鏡面研磨された
清浄なスライダ基板１０として、例えばＡｌ２　Ｏ３　
−Ｔｉ系セラミック板等を有し、この基板１０上にはス
パッタ法によりＳｉＯ２　，Ａｌ２　Ｏ３　等の保護層
１２が１０数μｍ付着され、その上に下部磁性層１４が
電気メッキにより積層されている。下部磁性層１４の上
には磁気ギャップ層１６がスパッタ法により積層されて
、磁気ギャップ１７を形成している。磁気ギャップ層１
６は例えば保護層１２と同様にＳｉＯ２　，Ａｌ２　Ｏ
３　等で作られている。

【０００４】磁気ギャップ層１６上には第１絶縁層１８
が積層されている。絶縁層には通常、ポジ型のホトレジ
ストが用いられ、熱処理を加えて安定に硬化されている
。第１絶縁層１８の上には、第１コイル層２０がＣｕ等
で電気メッキにより数μｍの厚さに形成されている。 第１コイル層２０の上には、さらに同様の方法で第２絶
縁層２２、第２コイル層２４、第３絶縁層２６、第３コ
イル層２８、第４絶縁層３０が順次積層されている。

【０００５】第４絶縁層３０の上には上部磁性層３２が
電気メッキにより形成されている。上部磁性層３２のポ
ール部と反対側の後部は、下部磁性層１４と密着してい
る。上部磁性層３２の上には、保護層３０がＳｉＯ２　
，Ａｌ２　Ｏ３　等でスパッタ法により積層されて、全
体を覆っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜磁気ヘッド
の上部および下部磁性層１４，３２のポール部（リーデ
ィングポール３６、トレーリングポール３８）の先端部
露出面形状は図２（Ｃ）に示すように、エッジ（リーデ
ィングエッジ４０、トレーリングエッジ４２）が記録媒
体との相対移動方向に対し直角な線上に形成されていた
。そして、このようなエッジ形状では、再生時に図３に
示すように、記録媒体上の磁化反転部で再生信号にアン
ダーシュートという歪が生じ、読取りエラー等の原因と
なっていた。

【０００７】この発明は、前記従来の技術における問題
を解決して、再生信号におけるアンダーシュートを低減
して再生特性の向上を図ることを目的とするものである
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は
、上部磁性層および下部磁性層間に磁気ギャップを形成
する磁気ギャップ層と一層または複数層の導体コイルお
よびこの導体コイルを保護する非磁性絶縁層とを積層し
てなる薄膜磁気ヘツドに適用されるもので、上部磁性層
、下部磁性層の少くとも一方のポール部の磁気ギャップ
層と反対側の面に突起部を先端露出面から形成し、ボー
ル部先端露出面における磁気ギャップと反対側のエッジ
を記録媒体との相対移動方向に対して直角な線上から外
れた形状に形成したことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
の発明における前記突起部の後端部が下部磁性層の厚み
が厚くなっているコア増厚部に重ならずあるいは到達し
ない位置に形成されていることを特徴とするものである
。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、上部磁性層、
下部磁性層の少くとも一方のポール部の磁気ギャップ層
と反対側の面に突起部を先端露出面から形成し、ボール
部先端露出面における磁気ギャップと反対側のエッジを
記録媒体との相対移動方向に対して直角な線上から外れ
た形状に形成したので、記録媒体の磁化反転部分に対し
てエッジが前後方向に幅を持つことになるため、エッジ
全体が一度に急激に通過せず、分散されて通過すること
になるので、再生信号中のアンダーシュートはピークが
抑えられて平坦化され、再生特性が向上して読取りエラ
ーの発生が防止される。また、突起部であるので、ポー
ル部としての必要な厚み（薄すぎると再生時の磁気抵抗
が大きくなり、再生出力が小さくなる）を確保すること
ができる。

【００１１】ところで、適正な書込みを行なうためには
、書込み時に適正箇所（スロートハイトゼロ位置近傍）
の磁性層のみに磁気飽和を生じさせて、ポール部に一定
量（適正量）の磁束量しか流れないようにする必要があ
るが、請求項１の発明の突起部の後端部を下部磁性層の
厚みが厚くなっているコア増厚部に重なったりあるいは
到達した状態に形成した場合には、スロートハイトゼロ
位置近傍で磁性層が厚くなりすぎ、書込み電流を大きく
していくと、磁気飽和箇所がスロートハイトゼロ位置近
傍にとどまらずポール部にかけて広く生じてしまう。こ
のため、シャープな書込磁界が得られず、記録密度が低
下する可能性があり、書込み電流の制御が難しくなる。 そこで、請求項２の発明では突起部の後端部をコア増厚
部に重ならずあるいは到達しない位置に形成することに
より、コア増厚部と、突起部が形成されたポール部との
間に磁性層の薄い部分が形成されるようにして、スロー
トハイトゼロ位置近傍のみに磁気飽和が生じやすくなる
ようにしている。これにより、書込み電流が大きくても
ポール部は磁気飽和しにくくなり、容易に強くてシャー
プな書込み磁界が得られ、記録密度の低下を防止し、さ
らには記録密度の増大を図ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。 （実施例１）この発明の一実施例を図１（ａ）に示す。 また、その斜視図を図４に示す。ここでは、リーディン
グエッジにこの発明を適用している。前記図２の従来装
置と共通する部分には同一の符号を用いる。

【００１３】この薄膜磁気ヘッド１は、鏡面研磨された
清浄なスライダ基板１０として、例えばＡｌ２　Ｏ３　
−Ｔｉ系セラミック板等を有し、この基板１０上にはス
パッタ法によりＳｉＯ２　，Ａｌ２　Ｏ３　等の保護層
１２が１０数μｍ付着され、その上に下部磁性層１４が
電気メッキにより積層されている。下部磁性層１４の上
には磁気ギャップ層１６がスパッタ法により積層されて
、磁気ギャップ１７を形成している。磁気ギャップ層１
６は例えば保護層１２と同様にＳｉＯ２　，Ａｌ２　Ｏ
３　等で作られている。

【００１４】磁気ギャップ層１６上には第１絶縁層１８
が積層されている。絶縁層には通常、ポジ型のホトレジ
ストが用いられ、熱処理を加えて安定に硬化されている
。第１絶縁層１８の上には、第１コイル層２０がＣｕ等
で電気メッキにより数μｍの厚さに形成されている。 第１コイル層２０の上には、さらに同様の方法で第２絶
縁層２２、第２コイル層２４、第３絶縁層２６、第３コ
イル層２８、第４絶縁層３０が順次積層されている。

【００１５】第４絶縁層３０の上には上部磁性層３２が
電気メッキにより形成されている。上部磁性層３２の上
には、保護層３４がＳｉＯ２　，Ａｌ２　Ｏ３　等でス
パッタ法により積層されて、全体を覆っている。

【００１６】図１（ａ）のＡ部の構造を図１（ｂ）に拡
大して示す。また、先端部露出面形状を図１（ｂ）のＢ
−Ｂ矢視図として図１（ｃ）に示す。下部磁性層１４の
ポール（リーディングポール）３６の先端露出面中央部
には、磁気ギャップ１７と反対側のエッジに突起部３６
ａが形成されている。この突起部３６ａにより、リーデ
ィングエッジ４０の形状は、図１（ｃ）のように記録媒
体との相対移動方向に対して直角な線Ｌから外れた形状
（ここでは中央に台形を有する形状）となる。このよう
なリーディングエッジ形状によれば、図１（ｃ）のよう
に、記録媒体との相対移動方向に対し、リーディングエ
ッジ４０は前方に位置する部分４０ａと後方に位置する
部分４０ｂ，４０ｃに分割された形となるので、再生時
に記録媒体上の磁化反転部（磁化反転部は、磁気ギャッ
プ１７が直線状なので直線状に形成される。）に対して
、リーディングエッジ４０全体が前記図２のように記録
媒体との相対移動方向に対して直角な線上にある場合の
ように一度には通過せずに、分散されて通過するので、
リーディングエッジ４０により生じるアンダーシュート
は図５に実線で示すように、図２の従来装置の場合（図
５に点線で示す）に比べてピークが半分以下に抑えられ
て平坦化される。したがって、アンダーシュートによる
ピークがスレッショールドレベルを超えることにより生
じる読取りエラーをなくすことができる。また、突起部
３６ａとして形成したので、ポール部としての必要な厚
みを確保することができ、再生時の磁気抵抗を低下させ
て、再生出力を増大させることができる。なお、突起部
３６ａの高さｄ（図１（ｃ））は０．２〜３μｍ程度が
好ましい。すなわち０．２μｍ未満ではアンダーシュー
ト低減の効果はあまり得られず、３．０μｍ超では磁気
ギャップにおける磁気勾配がなだらかになり、書込磁界
がシャープでなくなる。また、突起部３６ａ以外のリー
ディングポール３６の厚さｅは例えば１〜４μｍである
。

【００１７】また、図１の実施例では突起部３６ａの後
端部３６ｅの位置をスロートハイトゼロ位置６２の近傍
位置としたが、図６のように突起部３６ａを長く伸ばし
て下部磁性層１４の厚みが厚くなっているコア増厚部３
７に重ねる（つなげる）こともできる。ただし、このよ
うにすると、書込み時にポール部３６，３８の磁気飽和
に影響することがある。すなわち、再生時のアンダーシ
ュート防止の効果は突起部３６ａの長さにかかわらず得
られ、例えば図６のように突起部３６ａの後端部をコア
増厚部３７に重ねることもできるが、このようにすると
、突起部３６ａの高さが比較的高く、その断面積が大き
い場合には、書込み時に書込電流の大小によりポールの
磁気飽和状態が図７のように変化することがある。図７
の説明を表１に示す。

【００１８】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　表１　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　〔図７（ａ）　〕　　　　　　〔図７（ｂ
）　〕　　　　　　〔図７（ｃ）　〕書込み電流：　　
　　　　　　　　　　小　　　　　　　　　　　　　　
　　中　　　　　　　　　　　　　　　　大ポールの磁
気飽和：　　　　無し　　　　　　　　　　　　飽和寸
前　　　　　　　　　　　　飽和大書込磁界：　　　　
　　　　弱すぎて書けない　　強くてシャープ　　　　
強い磁界でブロー　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　な磁界が
生じる　　　　ドに生じる記録密度：　　　　　　　　
　　　　　　−　　　　　　　　　　　　　　高い　　
　　　　　　　　　　　　低いすなわち、突起部３６ａ
がコア増厚部３７に重なると、スロートハイトゼロ位置
６２の近傍で下部磁性層１４が厚くなりすぎ、書込電流
を大きくしていくと、磁気飽和が適正箇所（スロートハ
イトゼロ位置６２の近傍）にとどまらず、ポール部３６
，３８にかけて広く生じてしまう。このため、シャープ
な磁界が得られなくなり、記録密度が低下する。したが
って、書込み電流をうまく調整しないと、図７（ａ），
（ｃ）のような現象が生じる。 そして、図７（ｂ）のようにちょうどよい磁界を安定し
て得るための製造プロセス、スロートハイトの調整は困
難をきわめ、歩留りが悪くなる可能性がある。

【００１９】これに対し、前記図１（ｂ）の実施例のよ
うに、突起部３６ａの後端部３６ｅをコア増厚部３７に
重ならない位置に形成すれはコア増厚部３７の厚みｎｃ
や、突起部３６ａを含むリーディングポール３６全体の
厚みｎａよりも小さな厚みｎｂを有する肉薄部６４が形
成されるので、書込み時に適正位置（スローハイトゼロ
位置６２）の近傍のみで磁気飽和が生じやすくなる。図
１の薄膜磁気ヘッド１における書込電流の大小によるポ
ールの磁気飽和状態を図８に示す。また、その説明を表
２に示す。

【００２０】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　表２　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　〔図８（ａ）　〕　　　　　　〔図８（ｂ）　
〕　　　　　　〔図８（ｃ）　〕書込み電流：　　　　
　　　　　　　　小　　　　　　　　　　　　　　　　
中　　　　　　　　　　　　　　　　大ポールの磁気飽
和：　　　　無し　　　　　　　　　　肉薄部６４は飽
和す　　肉薄部６４とコア増　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　る
が、ポール部３６　　厚部３７の一部が飽　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　は飽和しない　　　　　　和するが、ポール
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　部３６は飽和しない書込磁界：　　　　　　　
　弱すぎて書けない　　強くてシャープな　　強くてシ
ャープな　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　磁界が生じる　　
　　　　磁界が生じる記録密度：　　　　　　　　　　
　　　　−　　　　　　　　　　　　　　高い　　　　
　　　　　　　　　　高いすなわち、図１の薄膜磁気ヘ
ッド１によれば、書込電流を大きくすると、下部磁性層
１４の肉薄部１４ａがあるスローハイトゼロ位置６２の
付近が磁気飽和するだけで、ここでポール部３６へ流れ
込む総磁束数が制約されてしまうため、ポール部３６の
磁気飽和は生じず、強くてシャープな書込磁界が得られ
る。したがって、強くてシャープな書込磁界が安定して
得られる書込電流の範囲が広いため製造プロセス、スレ
ートハイト調整にさほど厳密さが要求されず、歩留りを
向上させることができる。

【００２１】なお、図９は図１の薄膜磁気ヘッドと図２
の従来の薄膜磁気ヘッドについて、書込電流１２．５ｍ
Ａで書込周波数を様々に変えて書込んだ場合の再生出力
電圧特性を示したものである。これによれば、図１の薄
膜磁気ヘッドのほうが突起部３６ａを有する分肉厚なの
で、磁気抵抗が小さく、再生出力が高い。しかも従来の
薄膜磁気ヘッドは周波数が高くなると波長が短くなり、
アンダーシュートと隣のメインピークが重なり、見かけ
上再生信号が増減するので周波数によって再生特性にう
ねりが生じる。これに対して図１の薄膜磁気ヘッドでは
、アンダーシュートが低減されるので再生特性のうねり
が少ない。

【００２２】なお、図１（ｂ）において突起部後端部３
６ｅの位置はスロートハイトゼロ位置６２を原点として
、＋側は先端露出面にきわめて近い位置（スローハイト
ゼロは通常０．５〜５μｍ程度）から−側はコア増厚部
３７に接触せずかつ−２０μｍまでの範囲内に設定する
のが好ましい。

【００２３】図１の薄膜磁気ヘッドの製造工程の一例を
図１０により説明する。■　　研磨された基板１０の表
面にリーディングポール３６の突起部３６ａを形成する
ための窪み５２を形成する。これは、例えば図１１のよ
うにして行なわれる。すなわち、（ａ）基板１０にホト
レジスト５４を塗布し、（ｂ）ホトリソグラフィにより
窪み５２のパターン５６を形成し、（ｃ）リフローし、
（ｄ）イオンエッチングでパターン５６内に露出してい
る基板１０を削り、これにより、（ｅ）窪み５２を形成
する。なお、窪み５５も同様にして形成する。■　　保
護層１２を形成した上にパーマロイ等を電気めっきして
、下部磁性層１４を形成する。■非磁性体５６でカバー
リングする。■　　研磨して下部磁性層１４を所定の厚
さに形成する。■　　磁気ギャップ層１６を形成し、そ
の上に各段コイル層および絶縁層を形成し、さらに上部
磁性層３２を形成し、最後に保護層３４を形成する。そ
して、所定の位置６０まで切削、研磨して完成する。こ
れにより、リーディングポール４０の先端部に突起部３
６ａが形成された薄膜磁気ヘッドが作られる。

【００２４】なお、図１の実施例では下部磁性層１４が
下方に突出したコア増厚部３７を有していたが、図１２
（ａ）のように上方に突出したコア増厚部３７を有する
ものにも適用できる。その場合、突起部後端部３６ａを
コア増厚部３７に到達しない位置に形成して、肉薄部６
４を形成する。また、突起部３６ａはエッジの中央部に
限らず、図１２（ｂ）のように両側に設けることもでき
る。また、リーディングポール３６の形状は図１２（ｃ
）のようにポール中央部に凹部３６ｂを形成することで
ポール両側に突起部３６ａを設けることもできる。

【００２５】さらに、図１３（ａ）の円弧状の突起部３
６ａを設けた形状、（ｂ）の円弧状の凹部３６ｄを形成
しポール両側に突起部３６ａを設けた形状、（ｃ）の波
状の凹凸部３６ｆを形成しポール両側に突起部３６ａを
設けた形状にすることもできる。また、（ｄ）のように
、トレーリングエッジ４２およびリーディングエッジ４
０の両方に凹部３６ｂ，３８ｂを形成しポール両側に突
起部３６ａを設けた形状、（ｅ）のようにトレーリング
エッジ４２のみ突出部３６ａを設けた形状、または凹部
を形成することにより突起部を設けた形状にしたり、（
ｆ）のようにトレーリングエッジ４２およびリーディン
グエッジ４０の両方に突起部３６ａを形成することもで
きる。また、（ｇ）のように略三角形状の突起部３６ａ
を設けた形状とすることもできる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、上部磁性層、下部磁性層の少くとも一方
のポール部の磁気ギャップ層と反対側の面に突起部を先
端露出面から形成し、ボール部先端露出面における磁気
ギャップと反対側のエッジを記録媒体との相対移動方向
に対して直角な線上から外れた形状に形成したので、記
録媒体の磁化反転部分に対してエッジが前後方向に幅を
持つことになるため、エッジ全体が一度に急激に通過せ
ず、分散されて通過することになるので、再生信号中の
アンダーシュートはピークが抑えられて平坦化され、再
生特性が向上して読取りエラーの発生が防止される。ま
た、突起部であるので、ポール部としての必要な厚み（
薄すぎると再生時の磁気抵抗が大きくなり、再生出力が
小さくなる）を確保することができる。

【００２７】また、請求項２の発明によれば、突起部の
後端部をコア増厚部に重なったりあるいは到達しない位
置に形成することにより、コア増厚部と、突起部が形成
されたポール部との間に磁性層の薄い部分が形成される
ようにしたので、スロートハイトゼロ位置近傍のみに磁
気飽和が生じやすくなり、これにより、書込み電流が大
きくてもポール部は磁気飽和しにくくなり、容易に強く
てシャープな書込み磁界が得られ、記録密度の低下を防
止し、さらには記録密度の増大を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の一実施例を示す図である。

【図２】　　従来の薄膜磁気ヘッドを示す図である。

【図３】　　従来の薄膜磁気ヘッドにおけるアンダーシ
ュートの発生状況を示す図である。

【図４】　　図１の薄膜磁気ヘッドの斜視図である。

【図５】　　図１の薄膜磁気ヘッドと図２の薄膜磁気ヘ
ッドの磁化反転部での再生出力電圧波形を示す図である
。

【図６】　　この発明の他の実施例を示す図である。

【図７】　　突起部３６ａの後端部がコア増厚部３７に
重なっている場合の書込電流値と磁気飽和の関係を示す
図である。

【図８】　　図１の薄膜磁気ヘッドにおける書込電流値
と磁気飽和の関係を示す図である。

【図９】　　図１の薄膜磁気ヘッドと図２の薄膜磁気ヘ
ッドの書込周波数に対する再生出力電圧の特性を示す図
である。

【図１０】　　図１の薄膜磁気ヘッドの製造工程の一例
を示す図である。

【図１１】　　図９■の窪み５２を形成する工程の一例
を示す図である。

【図１２】　　この発明の他の各種実施例を示す図であ
る。

【図１３】　　この発明の他の各種実施例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１　　薄膜磁気ヘッド １４　　下部磁性層 １６　　磁気ギャップ層 １７　　磁気ギャップ １８，２２，２６，３０　　非磁性絶縁層３２　　上部
磁性層 ３６　　リーディングポール（ポール部）３６ａ　　突
起部 ３７　　コア増厚部 ３８　　トレーリングポール（ポール部）４０　　リー
ディングエッジ（磁気ギャップと反対側のエッジ） ４２　　トレーリングエッジ（磁気ギャップと反対側の
エッジ） ６０　　スロートハイトゼロ位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部磁性層および下部磁性層間に磁気ギャ
   ップを形成する磁気ギャップ層と一層または複数層の導
   体コイルおよびこの導体コイルを保護する非磁性絶縁層
   とを積層してなる薄膜磁気ヘツドにおいて、前記上部磁
   性層、下部磁性層の少くとも一方のポール部の磁気ギャ
   ップ層と反対側の面に突起部を先端露出面から形成し、
   ボール部先端露出面における磁気ギャップと反対側のエ
   ッジを記録媒体との相対移動方向に対して直角な線上か
   ら外れた形状に形成したことを特徴とする薄膜磁気ヘッ
   ド。
2. 【請求項２】前記突起部の後端部が下部磁性層の厚みが
   厚くなっているコア増厚部に重ならずあるいは到達しな
   い位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の薄膜磁気ヘッド。