JPH0658728B2 - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

薄膜磁気ヘツド

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JPH0658728B2
JPH0658728B2 JP60237227A JP23722785A JPH0658728B2 JP H0658728 B2 JPH0658728 B2 JP H0658728B2 JP 60237227 A JP60237227 A JP 60237227A JP 23722785 A JP23722785 A JP 23722785A JP H0658728 B2 JPH0658728 B2 JP H0658728B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、摺動耐久性の良好な薄膜磁気ヘッドに関す
る。
〔発明の背景〕
薄膜磁気ヘッドとして、例えば、IBM Disk Storage
Technology,page 6,Feb.,1980,におけるRobert E.
Jones,Jr.による“IBM 3370 Film Head Design and Fa
brication”と題する文献に示された構造のものが知ら
れている。このタイプの磁気ヘッドは、いわゆるウイン
チェスター型ディスク装置に用いられるもので、磁気ヘ
ッドは記録媒体(この場合はディスク)と非接触、すな
わちディスクが高速で回転しているために磁気ヘッドは
ディスク表面から0.3〜0.4μm浮上している。このよう
な用い方をするため、磁気ヘッドの走行摩耗は特に問題
とならず、いわゆるギャップデプスは1μm前後あれば
摩耗寿命という問題はほとんどない。それ故、このよう
な磁気ヘッドでは、磁気コアの厚さを2〜3μmと薄く
しても磁気コアの飽和現象は生ぜず、むしろこのような
コア厚により磁気ヘッドの周波数特性を若干改善できる
ことから、2〜3μm厚の磁気コアを積極的に利用して
いる。この種の磁気ヘッドは上部と下部の二つのコアか
ら成り、そのトラック幅は上部コアのパターニングによ
り規制されるが、コア厚が3μm以下と薄いため、たと
えばトラック幅を±2μm以下の精度で加工するとして
も製作工程上特に問題とはならない。一方、このような
薄膜磁気ヘッドをVTRのように磁気ヘッドと記録媒体
とが接触して高速度(5.6m/sec等)で走行するシステム
に導入しようとすると、磁気ヘッドの摩耗という重大な
問題が生ずる。
すなわち、一般に、VTRなどの接触走行システムで
は、経験的に100時間当り1μm程度の磁気ヘッドの摩
耗が発生することが知られている。
このため、上記したような磁気ヘッドでは、ギャップデ
プスが1μm前後であるため、100時間程度の使用で磁
気ギャップが失なわれ、磁気ヘッドとしての機能をなく
してしまうという問題がある。
この問題を解決する方法としては、磁気ヘッドを形成す
る基板(この部分が主として記録媒体と摺動し、磁気ヘ
ッドの寿命を決定する)を硬くして、耐摩耗性を改善す
ることが考えられるが、この方法には次のような重大な
欠点があり、現実的でない。すなわち、薄膜磁気ヘッド
では磁気コアを、電着あるいは真空中でのスパッタリン
グ等の方法で、パーマロイ、センダスト、コバルト、等
を主体とした軟磁性薄膜で構成するため、基板と磁気コ
アの耐摩耗性は整合せず、両者間に大きな差が生じる場
合(一般に、磁気コアの方が摩耗し易い)は磁気ヘッド
の記録媒体接触面に偏摩耗が生じ、記録媒体との間に必
要とされるスペーシング(0.05μm以下)を確保するこ
とが不可能となって、現在のVTR等で用いられている
記録波長1μm以下のシステムでは実用にならない。
前記問題を解決する他の方法として、ギャップデプスを
10μmあるいはそれ以上とすることが考えられる。ギャ
ップデプスの大きさは、この部分に磁束を誘導する磁気
コアが飽和しない範囲に限定され、ギャップデプスgd
トラック幅TW、コア厚T、コア幅CWとすると、gd×TW
T×CWとなる。トラック幅とコア幅の最少部分は一致す
る構造となるため、gd<Tすなわちギャップデプスを大
きくするためにはコア厚をそれ以上厚くする必要があ
る。コア厚について検討した結果、ギャップデプスとし
て10〜15μmを得るためには、上部・下部磁気コア厚と
しては20μm程度を必要とすることがわかった。ところ
が、20μmのような非常に厚い薄膜をパターニングによ
り形成することは容易でなく、また薄膜磁気ヘッドでは
パターニング部には傾斜部に形成される磁性膜を加工す
る部分があり、この傾斜部に形成した膜と平坦部に形成
した膜とでエッチング速度に大きな差があるため、いわ
ゆる湿式エッチングは採用できず、真空中で加速したア
ルゴン原子を加工面に衝突させるイオンミリング法を用
いるドライエッチングで加工することになる。ところ
が、この種のドライエッチング法では湿式法でよく用い
られる選択エッチングが難かしく(機械的な加工のた
め、材料によって加工速度に差が出にくい)、加工時に
用いるマスク材は非加工膜と同程度必要となる。
以上のような制約があるため、磁気コアを従来技術によ
り高精度にパターニングすることは非常に難かしい。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、トラッ
ク幅を非常に狭くかつ精度よく加工でき、磁気コア厚が
トラック幅の精度に全く影響を与えず、記録媒体と摺動
走行する使用状態においてもその摺動耐久性を格段に向
上させた薄膜磁気ヘッドを提供するにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために、本発明は、トラック幅をコ
イル層間絶縁材で規制することとし、この加工を基板平
坦面で行ない、該コイル層間絶縁材を多層化してそのう
ちの一層によりトラック幅を制御すると共に、この層間
絶縁材の多層化層間材として該層間材と選択エッチング
が可能な材料を用いた点に特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図は本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施例を示す
構造図であって、1は基板、2は下部磁気コア、3は上
部磁気コア、4と5は信号コイルの層間絶縁材、6は信
号コイル(1ターンのみを示す)、7はエッチングスト
ッパー材(エッチング終点膜)、8は磁気ギャップであ
る。
同図において、薄膜磁気ヘッドは、基板1上に形に形成
した下部磁気コア2と上部磁気コア3とで形成される磁
気回路内に信号コイル6を配置して成り、下部磁気コア
2と上部磁気コア3との間に配したエッチングストッパ
ー材7で規制した磁気ギャップ8を有する。信号コイル
6は、層間絶縁材4,5により絶縁した多ターンコイル
から成る。エッチングストッパー材7は、層間絶縁材5
をエッチングにより微細加工するためのものであるが、
この実施例ではギャップ長を規制するいわゆるギャップ
材としての機能も有せしめるため、ギャップ材と同一の
材料を用いている。この実施例では、トラック幅10μ
m、磁気コア厚20μm、信号コイルの層間絶縁層の全体
厚さを12μmとした。トラック幅は、図示のように、層
間絶縁層4で規制される。
次に、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造工程の概要を
説明する。
第2図は本発明による薄膜磁気ヘッドを製造する方法の
一例を示す主要工程図である。
同図において、製造工程は次の(a)〜(e)の工程から成
る。
(a)コーニング社製のホトセラム基板1上にパーマロイ
をスパッタリング法にて全面に形成して下部磁気コア2
を得る。この下部磁気コア2の厚さは15μm程度とする
のが良い。しかる後に、信号コイルの層間絶縁層となる
SiO2層4を約2μmの厚さにスパッタリング法により形
成する。スパッタリング法について特に限定する必要は
ないが、ここでは2極式のマグネトロン式RFスパッタ
ー法を用いる。
(b)次に、第1層目の信号コイルを形成するために、例
えばクロムを500Å、銅を3μm、クロムを500Åの層を
この順でスパッタリング法により多層膜を形成する。こ
の場合、クロム層は接合層としての機能を保たせるため
同一真空チャンバー内で連続形成することが望ましい。
しかる後、湿式法のエッチングなどにより上記多層膜を
信号コイルとしての所望の形状を加工し、第1層目の信
号コイル(1ターン)6を形成する。
(c)次に、フロントの磁気ギャップ部となるスルーホー
ル10を同様の湿式法のエッチングなどにより加工する。
この時リアスルホールに同様に形成しておく。この場
合、SiO2層4は厚さが2μmでかつ平坦であるため、加
工精度は±0.5μm以下とすることができる。しかる後
に再度SiO2の湿式エッチング時にエッチング終点となる
ストッパー膜7を、例えばクロムを2500Åの厚さにスパ
ッタリング法などにより形成する。このクロムの層は、
また磁気ギャップ規制材として機能する。なお、この層
はクロムの外、モリブデン、タンタル、アルミナ等でも
よい。
(d)次に、第2層目の信号コイルを形成するために、工
程(b)と同様にして、層間絶縁層5とクロム−銅−クロ
ムの多層膜を形成し、同様の加工により第2層目の信号
コイル6′を形成する。
(e)信号コイルの形成後、その上にSiO2膜9を例えば2
μm厚に形成して信号コイルと上部コアとの絶縁を確保
する。この時、工程(c)で形成したフロントギャップス
ルーホール10の部分には厚さ4μmのSiO2膜が形成され
る。このSiO2膜の湿式エッチングでは、前述したスルー
ホールに伴なう傾斜部を避け、完全に傾斜部を含包する
形でパターニングを行ない、フロントスルーホール10の
SiO2膜と、リアスルーホール10′を形成する。フロント
スルーホール10には、ストッパー材としてクロム層があ
るため、このパターニング後に工程(c)でのトラック幅
は保たれる、リアスルホール形成部についてはこのクロ
ム層を湿式法エッチング等で除去する。この後、上部磁
気コアとなる磁性膜を厚さ20μmでやはり下部磁気コア
と同様、パーマロイに形成し、所望の形状に加工する
(図示せず)。このパターニング工程では、トラック幅
は規制しないので特に問題はない。また、SiO2膜の形成
工程(e)での加工時に所望のSiO2エッチング終了時に、
クロームが露出するので、終点判定が容易となる。
第3図は本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施例を示
す断面図であって、第1図と同一符号は同一部分を示
す。
同図において、この実施例の薄膜磁気ヘッドは磁気ギャ
ップ材を前記ストッパー材で兼ねるものでなく、第2図
の工程(e)における第二層目と第三層目のSiO2膜をパタ
ーニングした後、ストッパー材7であるクロム層を取り
除き、しかる後、磁気ギャップ材となるSiO2膜7′をあ
らためて形成するもので、その厚さは例えば0.25μmと
する。
このようにすれば、ストッパー材であるクロム層をギャ
ップ長にかかわらずに厚く形成することができ、安定し
たエッチングプロセスを確保できる。
第4図は本発明による薄膜磁気ヘッドのさらに他の実施
例であって、第1,第3図と同一符号は同一部分を示
す。
同図において、この実施例の薄膜磁気ヘッドはトラック
幅の規制を信号コイルの層間絶縁層の最終層5によって
行なうものである。このとき、信号コイルの層間絶縁層
4は、層間絶縁層5をパターニングするスルーホールの
径より大きく加工し、スルーホールをパターニングする
際に、その傾斜面部がエッチング加工されないようにす
ることが重要である。しかるのち磁気ギャップ材として
SiO2膜7′を形成する。この実施例は、前記各実施例と
異なり、ストッパー層が不要であり、加工プロセスを簡
略にすることができる。
なお、上記実施例では、上部磁気コア3のエッチング端
面をスルーホールの傾斜面部に設定したが、SiO2膜7″
の平坦部にその端面を設定しても問題はない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、トラック幅が10
〜20μmと非常に狭くかつ±0.5μmの高い精度で加工
でき、磁気コアの厚さがトラック幅の精度に全く影響を
与えない構造のため、従来2〜3μmであるのに対し、
それを20μm以上の厚さの磁気コアとすることが可能と
なり、記録媒体と摺動して走行する使用においても3000
時間以上の長寿命を達成でき、上記従来技術の欠点を除
いて優れた機能の薄膜磁気ヘッドを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施例を示す
構造図、第2図は本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方
法の例を示す工程図、第3図と第4図は本発明による薄
膜磁気ヘッドの他の実施例を示す断面図である。 1……基板、2……下部磁気コア 3……上部磁気コア、4,5……層間絶縁層 6……信号コイル 7……エッチングストッパー材 8……磁気ギャップ、10……スルーホール
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−37817(JP,A) 特開 昭60−50611(JP,A) 特開 昭61−77112(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上部磁気コアと下部磁気コアで磁気回路を
    形成し、 前記上部磁気コアと前記下部磁気コアの間に絶縁層、及
    び信号コイルを配置した薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記信号コイルを複数層で構成すると共に、該複数層の
    信号コイル間を絶縁する絶縁層を多層とし、 前記絶縁層が前記下部磁気コアと前記信号コイルを絶縁
    する第一の絶縁層と前記第一の絶縁層より上層の絶縁層
    である第二の絶縁層を有し、 前記第一の絶縁層、または前記第一と前記第二の絶縁層
    をパターニングしてトラック幅とし、 前記第一または前記第二の絶縁層より上層の絶縁層が前
    記トラック幅より幅広くパターニングされていることを
    特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の薄膜磁気ヘッ
    ドにおいて、 前記絶縁層がSiO2で構成され、かつ前記第一と第二
    の絶縁層の間にクローム,モリブデン,またはタンタル
    から成るエッチングストッパー層を設けたことを特徴と
    する薄膜磁気ヘッド。
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JPH0760490B2 (ja) * 1983-08-29 1995-06-28 ソニー株式会社 多素子薄膜磁気ヘッドの製造方法
JPS6177112A (ja) * 1984-09-20 1986-04-19 Sharp Corp 薄膜磁気ヘツド

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