JPH08167116A - 水平型薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ギャップ膜付近の上部磁性膜に隙間が発生し
ないようにする。 【構成】 コイル２、絶縁膜３、ギャップ形成用膜４を
磁性基板１上に形成する（図１（ａ）、（ｂ））。図１
（ｄ）のようなマスク５ａを形成し、これをマスクにし
て膜４を第１の所定値の厚さだけＲＩＥによりエッチン
グする（ｄ）。マスク５、５ａを除去し、膜４を第２の
所定値の厚さだけウエットエッチングして曲面４ｂを備
えるギャップ膜４ａを形成する（ｅ）。上部磁性膜を蒸
着し、表面を研磨して磁気ヘッドのウエハプロセスが終
了する。よって、ギャップ膜４ａの断面形状が下方に向
かって幅が大きくなるので、上部磁性膜はギャップ膜４
ａ付近でも隙間なく成膜される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気印写装置や磁気記
録装置に用いられる薄膜磁気ヘッドに関し、特に水平型
薄膜磁気ヘッドの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気印写装置用の磁気ヘッドは、一般的
に磁気ディスクなどの磁気記録装置に用いられる磁気ヘ
ッドが使用できるが、マルチチャネル化を容易とする構
造として、通常の垂直型薄膜磁気ヘッドに代えて水平型
の薄膜磁気ヘッドが種々研究開発されている。

【０００３】図３（ａ）は従来の水平型薄膜磁気ヘッド
の平面図、図３（ｂ）はこのヘッドの断面図であり、１
１は下部磁気コアとなる磁性基板、１２は導電体からな
るコイル、１３はコイル１２の絶縁のための絶縁膜、１
４は磁気コアにギャップを形成するためのギャップ膜、
１６は上部磁気コアとなる上部磁性膜である。

【０００４】図３の薄膜磁気ヘッドにおいては、下部磁
気コアとなる磁性基板１１上に、薄膜形成プロセスによ
りコイル１２、絶縁膜１３、ギャップ膜１４、及び上部
磁性膜１６が順次形成される。その結果、上部磁性膜１
６の中央部分にギャップ膜１４による磁気ギャップが形
成される。このような水平型薄膜磁気ヘッドは、垂直型
薄膜磁気ヘッドよりもコアの磁路長に対するギャップ長
の比を小さくとれ、小型化、加工性と相俟って磁気効率
の向上や記録電流、消費電力の低減が図れるなどの利点
をもっている。

【０００５】ところで、水平型薄膜磁気ヘッドの製造工
程は、ギャップ膜１４を含めた絶縁膜１３上に上部磁性
膜１６となるＣｏＺｒ等の磁性材料をスパッタ等の蒸着
法で形成した後、この上部磁性膜１６を表面研磨して終
了となる。

【０００６】ここで、通常ギャップ膜１４は断面形状が
図４に示すような矩形をしている。この矩形による急峻
な構造のために、スパッタ等の蒸着法を用いて上部磁性
膜１６を成膜する過程で、磁性材料が絶縁膜１３上で厚
さを増していくよりも先にギャップ膜１４の側面に被着
する現象が発生する。この結果、上部磁性膜１６が図４
のような形状に成膜されることがある。

【０００７】図４のように形成された上部磁性膜１６に
は筋あるいは隙間が発生しているので、最終的なヘッド
に仕上げるためにこのような上部磁性膜１６を研磨する
と図５に示す形状となり、隙間の発生により機械的強度
が低下し、磁気抵抗の増加により磁気特性が低下する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の水平型薄膜磁気
ヘッドでは以上のようにして薄膜形成が行われているの
で、上部磁性膜を成膜したときにギャップ膜付近の上部
磁性膜に隙間が発生することがあり、隙間の発生により
機械的強度が低下すると共に磁気抵抗の増加により磁気
特性が低下し、水平型薄膜磁気ヘッドの性能が低下して
しまうという問題点があった。本発明は、上記課題を解
決するために、上部磁性膜を機械的強度及び磁気特性を
低下させることなく形成することができる水平型薄膜磁
気ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、下部磁気コア
上にコイルを形成する工程と、このコイル上に絶縁膜を
形成する工程と、この絶縁膜上に、ギャップ膜の全高を
設定するための第１の所定値とギャップ膜の下部両側に
形成される曲面の大きさを設定するための第２の所定値
とを加えた値より厚いギャップ形成用膜を形成する工程
と、このギャップ形成用膜より幅が狭く両側で膜が露出
するようなギャップ形成用マスクをギャップ形成用膜上
に形成する工程と、このギャップ形成用マスクをマスク
にしてギャップ形成用膜を第１の所定値の厚さだけ異方
性エッチングする工程と、ギャップ形成用マスクを除去
し、ギャップ形成用膜を第２の所定値の厚さだけウエッ
トエッチングして曲面を備えるギャップ膜を形成する工
程と、このギャップ膜を含む絶縁膜上に上部磁気コアと
なる上部磁性膜を形成する工程と、この上部磁性膜をギ
ャップ膜が露出するまで研磨する工程とを有し、上記曲
面によりギャップ膜の断面形状を下方に向かって幅が大
きくなるような形状とするものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、ギャップ形成用マスクをマス
クにしてギャップ形成用膜を第１の所定値の厚さだけ異
方性エッチングし、ギャップ形成用マスクを除去してギ
ャップ形成用膜を第２の所定値の厚さだけウエットエッ
チングすることにより、ギャップ膜の下部両側に第２の
所定値を半径とする円弧状の曲面が形成されるので、ギ
ャップ膜の断面形状を下方に向かって幅が大きくなるよ
うな形状とすることができる。

【００１１】

【実施例】図１、図２は本発明の１実施例を示す水平型
薄膜磁気ヘッドの工程断面図である。１はフェライト、
パーマロイ、ＣｏＺｒ等の磁性体からなる下部磁気コア
となる磁性基板、２は厚さ２μｍのＡｌ、Ｃｕ等の導電
体からなるコイル、３は厚さ６μｍのＳｉＯ2 、レジス
ト、又はポリイミド等の絶縁体からなる絶縁膜、４は磁
気コアのギャップとなるギャップ膜４ａを形成するため
のＳｉＯ2 等の非磁性体からなるギャップ形成用膜であ
る。

【００１２】また、５はＣｏＺｒ等の金属からなるマス
ク、５ａはこのマスク５を加工することによって形成さ
れたギャップ形成用マスク、６はフェライト、パーマロ
イ、又はＣｏＺｒ等の磁性体からなる上部磁気コアとな
る上部磁性膜である。７はコンタクトホールであり、コ
イル２の中心位置に形成され、磁性基板１と上部磁性膜
６を磁気的に接続して磁気回路を形成する。

【００１３】本実施例は磁性基板１に絶縁性の磁性材料
を用いた例を示しているので、導電体であるコイル２を
磁性基板１上に直接形成しているが、磁性基板１に導電
性の磁気材料を用いる場合は磁性基板１上に絶縁膜を形
成した後にコイル２を形成する。

【００１４】次に、このような水平型薄膜磁気ヘッドの
製造方法を説明する。まず、磁性基板１上に厚さ２μｍ
のＡｌ、Ｃｕ等の導電体をスパッタ等の蒸着法により成
膜し、イオンエッチング（以下、ＲＩＥとする）して図
１（ａ）に示すコイル２のパターン、すなわち製造完了
時には磁性基板１と上部磁性膜６からなる磁気コアの回
りに巻かれたようなパターンに形成する。

【００１５】次いで、このようなコイル２の上に厚さ６
μｍの絶縁膜３を形成する。このとき、絶縁膜３の材料
にＳｉＯ2 を用いる場合はＰ−ＣＶＤ法やスパッタ蒸着
法により成膜し、ＲＩＥでエッチングして図１（ａ）の
ようなパターンに形成する。また、レジスト又はポリイ
ミドを用いる場合はスピンコート等により塗布し、露光
して現像するか又はＲＩＥにより同様にパターニングす
る。ここまでの工程は図３に示す従来の水平型薄膜磁気
ヘッドと同様である。

【００１６】次に、図１（ｂ）に示すように、ＳｉＯ2
からなるギャップ形成用膜４をＰ−ＣＶＤ法やスパッタ
蒸着法により、その膜厚（本実施例では１４μｍ）がギ
ャップ膜４ａの全高を設定するための第１の所定値（本
実施例では１０μｍ）とギャップ膜４ａの下部両側に形
成される曲面４ｂの大きさを設定するための第２の所定
値（本実施例では最低２μｍ）とを加えた値より厚くな
るように成膜する。

【００１７】そして、このギャップ形成用膜４の上にＣ
ｏＺｒ等からなるマスク５を成膜した後に、コンタクト
ホール７の部分の膜４をその膜厚の３０％程ＲＩＥでエ
ッチングして図１（ｃ）のような形状に形成する。な
お、コンタクトホール７上のギャップ形成用膜４は、こ
の工程で全て取り去ってしまってもかまわないが、上記
のように残したのは、ここで膜４を１００％エッチング
すると、磁性基板１の表面が荒れてしまうからである。

【００１８】次に、マスク５をウエットエッチング等の
方法により図１（ｄ）のような形状のギャップ形成用マ
スク５ａに加工し、露出しているギャップ形成用膜４を
第１の所定値の厚さだけＲＩＥによりエッチングして、
図１（ｄ）のような形状に加工する。

【００１９】そして、マスク５及びギャップ形成用マス
ク５ａをウエットエッチングにより完全に除去し、Ｈ
Ｆ：弗化アンモニウム＝１２：１００（容積比）等の溶
液によるウエットエッチングを第２の所定値の厚さだけ
行うと、全高がほぼ第１の所定値となる図１（ｅ）のよ
うなギャップ膜４ａが形成され、このギャップ膜４ａの
下部両側に第２の所定値を半径とする円弧状の曲面４ｂ
が形成される。

【００２０】なお、ギャップ形成用膜４は、ギャップ膜
４ａを残してすべて除去される方が望ましいが、ギャッ
プ膜４ａの箇所を除く絶縁膜３上にギャップ形成用膜４
が残っていても良い。次いで、図２に示すように上部磁
性膜６となる磁性体ＣｏＺｒをギャップ膜４ａの全高以
上の膜厚でＲＦマグネトロンスパッタにより蒸着する。
ここで、曲面４ｂによりギャップ膜４ａの断面形状が下
方に向かって幅（図１、２で左右方向）が大きくなる形
状となっているので、上部磁性膜６となる磁性材料はギ
ャップ膜４ａ付近でも隙間なく成膜され、図４のように
形成されることがなくなる。

【００２１】この上部磁性膜６をエッチングによりパタ
ーニングした後、表面をギャップ膜４ａが露出するまで
研磨すると図３（ｂ）と同様の形状となり、これでこの
水平型薄膜磁気ヘッドのウエハプロセスが終了する。以
上のようにして、ギャップ膜４ａ付近の上部磁性膜６に
隙間が発生しない水平型薄膜磁気ヘッドを実現すること
ができる。また、このようにして製造されるヘッドは磁
束がギャップ膜４ａの上面に集中するので、磁気特性を
向上させることができる。

【００２２】なお、本実施例では、ギャップ形成用膜４
にＳｉＯ2 を用いたが、ＲＩＥにおけるガスやウエット
エッチングにおける溶液等の条件を変えて同様のエッチ
ングを行うことにより、レジスト、ポリイミド等の樹脂
材料でも同様のギャップ膜を形成することができる。

【００２３】また、本発明では、ギャップ膜４ａを形成
する最終の工程（図１（ｅ））にウエットエッチングを
用いていることから、ドライエッチングでギャップ膜を
形成する場合よりギャップ膜４ａの表面が滑らかにな
り、このギャップ膜４ａ上に形成される上部磁性膜６の
表面も滑らかになるので、磁気特性の優れた水平型薄膜
磁気ヘッドを実現できる。また、断面形状が矩形な部分
と曲面４ｂとを有するギャップ膜４ａを一体で形成する
ので、矩形部分と曲面を別体で形成する場合のような機
械的強度の低下がない。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、ギャップ形成用マスク
をマスクにしてギャップ形成用膜を第１の所定値の厚さ
だけ異方性エッチングし、ギャップ形成用マスクを除去
してギャップ形成用膜を第２の所定値の厚さだけウエッ
トエッチングして、ギャップ膜の下部両側に曲面を形成
することにより、ギャップ膜の断面形状を下方に向かっ
て幅が大きくなるような形状とすることができるので、
ギャップ膜付近に隙間の発生しない上部磁性膜を形成す
ることができ、機械的強度及び磁気特性の優れた水平型
薄膜磁気ヘッドを実現することができる。また、円弧状
の曲面は円弧の半径が第２の所定値となるので、曲面の
大きさを第２の所定値によって自由に制御することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１実施例を示す水平型薄膜磁気ヘッ
ドの工程断面図である。

【図２】 本発明の１実施例を示す水平型薄膜磁気ヘッ
ドの工程断面図である。

【図３】 従来の水平型薄膜磁気ヘッドの平面図及び断
面図である。

【図４】 従来の水平型薄膜磁気ヘッドにおいて上部磁
性膜を成膜した後のギャップ膜付近の断面図である。

【図５】 図４の水平型薄膜磁気ヘッドにおいて上部磁
性膜の表面を研磨した後の断面図である。

【符号の説明】

１…磁性基板（下部磁気コア）、２…コイル、３…絶縁
膜、４…ギャップ形成用膜、４ａ…ギャップ膜、４ｂ…
曲面、５…マスク、５ａ…ギャップ形成用マスク、６…
上部磁性膜、７…コンタクトホール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部磁気コア上にコイルを形成する工程
   と、 このコイル上に絶縁膜を形成する工程と、 この絶縁膜上に、ギャップ膜の全高を設定するための第
   １の所定値とギャップ膜の下部両側に形成される曲面の
   大きさを設定するための第２の所定値とを加えた値より
   厚いギャップ形成用膜を形成する工程と、 このギャップ形成用膜より幅が狭く両側で膜が露出する
   ようなギャップ形成用マスクをギャップ形成用膜上に形
   成する工程と、 このギャップ形成用マスクをマスクにしてギャップ形成
   用膜を第１の所定値の厚さだけ異方性エッチングする工
   程と、 ギャップ形成用マスクを除去し、ギャップ形成用膜を第
   ２の所定値の厚さだけウエットエッチングして前記曲面
   を備えるギャップ膜を形成する工程と、 このギャップ膜を含む絶縁膜上に上部磁気コアとなる上
   部磁性膜を形成する工程と、 この上部磁性膜をギャップ膜が露出するまで研磨する工
   程とを有し、前記曲面によりギャップ膜の断面形状を下
   方に向かって幅が大きくなるような形状とすることを特
   徴とする水平型薄膜磁気ヘッドの製造方法。