JPH09138909A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッドおよびその製法

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JPH09138909A
JPH09138909A JP29567295A JP29567295A JPH09138909A JP H09138909 A JPH09138909 A JP H09138909A JP 29567295 A JP29567295 A JP 29567295A JP 29567295 A JP29567295 A JP 29567295A JP H09138909 A JPH09138909 A JP H09138909A
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magnetic head
layer
insulating
film
thin film
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JP29567295A
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Yoshihiro Sugano
佳弘 菅野
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Original Assignee
Sony Corp
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    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラック幅精度および位置精度を高めた薄膜
磁気ヘッド、複合型磁気ヘッドおよびその製法を提供す
る。 【解決手段】 トラック幅を規制する側の磁性コア１９
が、ギャップ膜１２上に形成された絶縁非磁性層１３の
開孔を含んで形成され、この絶縁非磁性層１３の開孔で
磁性コア１９の作動ギャップ形成部分の寸法が制御され
た薄膜磁気ヘッド２４を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばコンピュー
タのハードディスク等の磁気ディスクへの記録または記
録および再生を行う薄膜磁気ヘッドおよびその製法に係
わる。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータのハードディスク等の記録
・再生用の磁気ヘッドとして、薄膜磁気ヘッドと磁気抵
抗効果素子（以下ＭＲ素子という）を用いた磁気抵抗効
果型ヘッド（以下ＭＲ型磁気ヘッドという）とを組み合
わせて、それぞれ記録ヘッドと再生ヘッドとした複合型
磁気ヘッドが用いられている。
【０００３】この薄膜磁気ヘッドとＭＲ型磁気ヘッドか
らなる複合型磁気ヘッドの構造を図１８および図１９に
示す。図１８は斜視図、図１９は磁気記録媒体との摺動
面に垂直な面における断面図である。
【０００４】この複合型磁気ヘッドは、図１８および図
１９に示すように、例えばＡｌ2 Ｏ 3 −ＴｉＣ基板７３
上に形成したＭＲ型磁気ヘッド７１上にインダクティブ
型ヘッドの薄膜磁気ヘッド７２が積層されて構成され
る。
【０００５】ＭＲ型磁気ヘッド７１は、基板７３上に形
成した磁性膜による下層シールド５８上にギャップ膜７
４を介してＭＲ素子５７を配置し、ＭＲ素子５７の両端
部、すなわち媒体の摺動側の先端部と、後端部とに先端
電極５５と後端電極５６を接続し、ＭＲ素子５７上にＳ
ｉＯ2 等の絶縁膜を介して、バイアス磁界を印加するた
めのバイアス導体５４を形成し、さらにＳｉＯ2 等の絶
縁膜を介して、磁性膜による中間シールド５３を形成し
て構成される。バイアス導体５４は、図示しないが後端
電極５６に接続される。ＭＲ素子５７と下層シールド５
８間のギャップ膜によってギャップＧＭが形成される。
【０００６】薄膜磁気ヘッド７２は、中間シールド５８
を下層磁性コアとして、この中間シールド５８上に例え
ばＡｌ2 Ｏ3 等による記録ギャップ膜６０を形成し、絶
縁膜による平坦化膜７６を介してコイル導体５２を形成
すると共に、コイル導体５２を絶縁膜による平坦化膜７
７にて絶縁して後、上層磁性コア５１を形成して構成さ
れる。この上層磁性コア５１の後端部は、中間シールド
５３に磁気的に接続される。上層磁性コア５１は、トラ
ック幅を規制するための作動ギャップ形成部分、すなわ
ち先端ポール部５１ａを有し、ギャップ膜６０を挟んで
この上層磁性コアの先端ポール部５１ａと中間シールド
５３とによって薄膜磁気ヘッド７２の作動ギャップＧＩ
が形成される。
【０００７】この複合型磁気ヘッド７０は、ＭＲ型磁気
ヘッド７１を形成した後に、その上に薄膜磁気ヘッド７
２を形成することにより製造されるが、薄膜磁気ヘッド
７２の上層磁性コア５１を形成するにあたって、磁区の
大きさや幅の制御をするために、フレーム（外枠）を形
成してその中にコア材料をメッキにより形成するフレー
ムメッキという手法が用いられている。
【０００８】この複合薄膜磁気ヘッド７０における薄膜
磁気ヘッド７２は、以下の図２１〜図２７に示すように
製造されている。
【０００９】まず、ＭＲ型磁気ヘッド７１を形成した後
に、図２１Ａに平面図、図２１Ｂに磁気ヘッドの摺動面
に垂直な面による断面図を示すように、その最上部の中
間シールド５３を含んで全面上に、例えばＡｌ2 Ｏ3 か
らなるギャップ膜６０を形成する。このギャップ膜６０
は薄膜磁気ヘッドのギャップＧＩとなるもので、例えば
７００ｎｍの厚さに形成される。
【００１０】次に、例えばレジストからなる第１の絶縁
層（平坦化膜）６１を約２μｍの厚さに形成する。この
第１の絶縁層６１は、中間シールド５３と下層シールド
５８との段差を平坦化するもので、中間シールド５３の
ＭＲ素子上の高くなっている部分と同じ高さに平坦化さ
せる。従って図２１Ｂに示すように、中間シールド５３
に対応する高くなっている部分には第１の絶縁層６１は
形成されず、図２１Ａに示すように平面図では中間シー
ルド５３の周囲に形成される。
【００１１】次に図２２Ａに平面図、図２２Ｂに磁気ヘ
ッドの摺動面に垂直な面による断面図をそれぞれ示すよ
うに、第１の絶縁層６１上と、中間シールド５３に対応
する部分上とを覆って、例えばレジストからなる第２の
絶縁層（平坦化膜）６２を約２μｍの厚さに形成する。
第２の絶縁層６２の中央部の中間シールド５３上には開
孔が形成され、この開孔により後に中間シールド５３と
上層磁性コア５１とが接続される。この第２の絶縁層６
２は、この後形成されるコイル５３の土台となるもの
で、コイルの位置を設定するものである。コイル５３は
中間シールド５３より広い面積に形成される。また、こ
の第２の絶縁層６２の摺動面側の端部により、薄膜磁気
ヘッドのギャップデプスゼロＤ0 位置が設定される。
【００１２】続いて、図２３Ａに平面図、図２３Ｂに磁
気ヘッドの摺動面に垂直な面による断面図をそれぞれ示
すように、第２の絶縁層６２の上に例えば銅の電解メッ
キによりコイル５２を形成する。図２３Ａに示すように
このコイル５２はスパイラル形状に形成される。またコ
イル５２の両端には外部の導線と接続される端子５２ａ
および５２ｂが形成されている。
【００１３】次に、図２４Ａに平面図、図２４Ｂに磁気
ヘッドの摺動面に垂直な面による断面図をそれぞれ示す
ように、コイル５２上を全面的に覆って例えばレジスト
からなる第３の絶縁層（平坦化膜）６３を約２μｍの厚
さに形成する。この第３の絶縁層６３には、図２４Ａの
平面図に示すように、第２の絶縁層６２と同様に中間シ
ールド５３の上層磁性コアとの接続部に開孔が形成さ
れ、さらに中央部および外側のコイル５２の端子５２ａ
および５２ｂの上にコンタクト用の開孔が形成されてい
る。
【００１４】次に、図２５Ａに平面図、図２５Ｂに磁気
ヘッドの摺動面に垂直な面による断面図をそれぞれ示す
ように、第３の絶縁層６３を覆ってレジストからなる第
４の絶縁層（平坦化膜）６４を約２μｍの厚さに形成す
る。このとき、同時に下層シールド５８上の後に引き出
し線を形成する箇所にも第４の絶縁層６４ａが形成され
る。図２５Ａに示すように、第４の絶縁層６４は平面的
には第２の絶縁層６２よりやや小さく形成され、第２の
絶縁層６２と同様に中間シールド５３の上層磁性コアと
の接続部に開孔が形成され、さらにコイル５２の端子５
２ａとのコンタクト部にも開孔が設けられている。この
第４の絶縁層６４の摺動面側の端部は、第２の絶縁層６
２と同じ位置に設定され、薄膜磁気ヘッドのギャップデ
プスゼロＤ0 位置を規定する。
【００１５】この後図示しないが、後のメッキの下地膜
を例えばＴｉ／Ｃｒ／ＮｉＦｅ等により形成する。この
下地膜は後の電解メッキにおける電極となる。次に、図
２６Ａに平面図、図２６Ｂに磁気ヘッドの摺動面に垂直
な面による断面図を示すように、表面を覆ってレジスト
を形成し、フォトリソグラフィーにより、図２６Ａに示
す平面形状にフレーム６５を形成する。
【００１６】このフレーム６５は、後に上層磁性コア５
１となる部分６５ａ、バイアス確認用の引き出し線とな
る部分６５ｂ、コイルの端子５２ａに接続されコイル５
２の引き出し線となる部分６５ｃおよび６５ｄ、ＭＲ型
磁気ヘッド７１の引き出し線となる部分６５ｅおよび６
５ｆからなる。バイアス確認用の引き出し線は、バイア
スの確認をした後には最終的に除去されるものである。
またＭＲ型磁気ヘッド７１の引き出し線は、先端電極、
後端電極およびバイアス導体に接続されて磁気抵抗効果
の感知に供される。
【００１７】次に、ＮｉＦｅ合金の電解メッキを行い、
メッキ下地膜上に全面的に電解メッキ層を形成する。そ
して、フレーム６５を除去した後、上層磁性コア５１及
び他のリード部７５となる部分を除く、他の部分の電解
メッキ層およびその下のメッキ下地膜をレジスト層から
なるマスクを用いて選択的に除去する。
【００１８】このようにして、図２７Ａに平面図、図２
７Ｂに磁気ヘッドの摺動面に垂直な面による断面図を示
すように、このフレーム６５内の位置に上層磁性コア５
１およびリード部７５が形成される。
【００１９】この後、図示しないが上層磁性コア５１の
先端ポール部５１ａにおける鉛直面を切断面として切断
して、磁気記録媒体との摺動面を形成する。このように
して図１８および図１９に示したような薄膜磁気ヘッド
７２を構成する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】磁気ディスクによるハ
ードディスクの高記録密度化に伴い狭トラック化が進
み、これに記録を行う磁気ヘッドのトラック幅精度と位
置精度への要求はますます厳しくなっている。
【００２１】上述のフレームメッキを行う工程において
は、レジストにより形成されたフレーム６５の幅と形状
が、そのまま上層磁性コア５１の断面形状に影響するた
め、結果的にフレーム６５の形成を行うフォトリソグラ
フィー工程（以下ＰＲ工程とする）が重要になる。
【００２２】このＰＲ工程において、トラック幅精度や
フレーム６５の形状には、レジストを塗布する際の基盤
の段差、すなわち前の工程までに形成された磁気ヘッド
の段差が大きく影響する。この基盤の段差は、ＰＲ工程
における精度に対して、以下に挙げるさまざまな問題を
生じる。 １）基盤の段差のために、レジストの塗布の際に段差の
上と段差の下とでレジストの厚みが変わってしまう。図
２８Ａに基盤の段差付近の概略断面図を示すように、段
差の下（Ａ部）はレジスト６６が厚く、段差の上（Ｂ
部）はレジスト６６が薄く塗布される。この後レジスト
を選択露光し、現像して、レジスト６６によるフレーム
６５を形成すると、図２８Ｂおよび図２８Ｃにそれぞれ
図２８ＡのＡ部（作動ギャップ形成部分）およびＢ部
（コイルに対応する部分）におけるフレーム６５に垂直
な断面図を示すように、Ａ部では露光不足のためレジス
トからなるフレーム６５が太くなり、Ｂ部では露光過剰
のためフレーム６５が細くなる。このようにフレーム６
５の厚さが一定しないので、毎回寸法が異なることにな
り、フレーム６５の形状を適正化することが困難であ
る。
【００２３】２）基盤の段差の上下でそれぞれ露光装置
の適正フォーカスは異なるが、実際の露光工程において
は一定のフォーカスにより露光を行うため、段差の上下
で露光の状態に差が生じてしまう。従って、１）と同様
にフレーム６５の形状を適正化することは非常に困難で
ある。
【００２４】３）薄膜磁気ヘッド７２のコイル５２の形
成工程、第３の絶縁層５３および第４の絶縁層５４によ
る平坦化工程を行った後に、上層磁性コア５１のフレー
ム６５の形成を行う。このとき特に重要な上層磁性コア
５１の先端部は、平坦化層すなわち第２の絶縁層６２お
よび第４の絶縁層６４の段差部の傾斜に沿って形成され
る。このため、図２９Ａに第４の絶縁層６４の段差部近
傍の概略断面図を示すように、第４の絶縁層６４等の傾
斜部からの斜めの反射光（すなわちメッキ下地膜による
反射光）を生じ、これにより段差近傍で一様でない異常
な露光がなされる箇所が生じる。この斜めの反射光によ
り露光された箇所ではフレーム６５が部分的に細くなっ
たり（図２９Ｂ参照）、フレーム６５全体が細くなった
りする（図２９Ｃ参照）。すなわち、この斜めの反射光
の影響によりフレーム６５の形状が悪化する。
【００２５】４）露光時にメッキ下地膜による散乱光の
影響が特に作動ギャップ形成部分側で強く出るため、上
層磁性コア５１のトラック幅の制御が困難である。
【００２６】５）図２０に従来の複合型磁気ヘッドの摺
動面の平面図を示すように、上層磁性コア５１のトラッ
ク幅ＴW を規制する先端ポール部５１ａの中心ＣU とＭ
Ｒ素子５７の中心線ＣM とを一致させるのが難しく、同
図に示すように中心ずれが生じやすい。
【００２７】６）基盤の凹凸や段差形状が毎回変化する
ため、毎回ＰＲ工程の条件設定を必要とする。従って、
製造工程が煩雑となる。
【００２８】７）第２の絶縁層６２および第４の絶縁層
６４により、ギャップデプスゼロＤ0位置を規定する
が、エッチング工程によりこれら絶縁層の膜減りが生じ
てＤ0 位置が後退する。
【００２９】本発明は上述の問題に対応して、トラック
幅精度および位置精度を高めた薄膜磁気ヘッド、複合型
磁気ヘッドおよびその製法を提供するものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜磁気ヘッド
は、トラック幅を規制する側の磁性コアが、ギャップ膜
上に形成された絶縁非磁性層の開孔を含んで形成され、
この絶縁非磁性層の開孔で磁性コアの作動ギャップ形成
部分の寸法が制御された構成とする。
【００３１】また本発明製法は、ギャップ膜上に、この
ギャップ膜とのエッチング選択比を有する絶縁非磁性層
を形成する工程と、反応性イオンエッチングによって、
絶縁非磁性層に作動ギャップ形成部分の寸法を規制する
開孔を形成する工程と、この開孔を除いて絶縁非磁性層
上にコイルおよび平坦化膜を形成する工程と、この開孔
を含んでトラック幅を規制する側の磁性コアを形成する
工程を採る薄膜磁気ヘッドの製造方法である。
【００３２】上述の本発明の構成によれば、トラック幅
を規制する側の磁性コアが、ギャップ膜上に形成された
絶縁非磁性層の開孔を含んで形成されたことにより、こ
の絶縁非磁性層の開孔で磁性コアの作動ギャップ形成部
分の寸法を規制することができる。
【００３３】また、本発明製法によれば、ギャップ膜上
にギャップ膜とのエッチング選択比を有する絶縁非磁性
層を形成することにより、絶縁非磁性層のみをエッチン
グしてギャップ膜上に開孔を形成することができる。さ
らに、反応性イオンエッチングによって、絶縁非磁性層
に作動ギャップ形成部分の寸法を規制する開孔を形成す
ることにより、この開孔をもとに形成する磁性コアの作
動ギャップ形成部分を寸法および位置の精度よく形成す
ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、
トラック幅を規制する側の磁性コアが、記録ギャップ膜
上に形成された絶縁非磁性層の開孔を含んで形成され、
この絶縁非磁性層の開孔で磁性コアの作動ギャップ形成
部分の寸法が制御された構成とする。
【００３５】本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、上記薄膜
磁気ヘッドにおいて、絶縁非磁性層の開孔によってトラ
ック幅が規制された構成とする。
【００３６】本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、上記薄膜
磁気ヘッドにおいて、絶縁非磁性層の開孔によって磁気
ヘッドのギャップデプスゼロ位置が規制された構成とす
る。
【００３７】本発明に係る複合型磁気ヘッドは磁気抵抗
効果素子を有した磁気抵抗効果型ヘッド上に、上記の薄
膜磁気ヘッドを積層した構成とする。
【００３８】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製法は、記
録ギャップ膜上に、この記録ギャップ膜とのエッチング
選択比が２倍以上有する絶縁非磁性層を形成する工程
と、反応性イオンエッチングによって、絶縁非磁性層に
作動ギャップ形成部分の寸法を規制する開孔を形成する
工程と、開孔を除いて絶縁非磁性層上にコイルおよび平
坦化膜を形成する工程と、開孔を含んでトラック幅を規
制する側の磁性コアを形成する工程を有する。
【００３９】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製法は、上
記の薄膜磁気ヘッドの製法における絶縁非磁性層の反応
性イオンエッチングを行う工程において、非磁性金属膜
によるマスクを用いるようにする。
【００４０】以下、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。
【００４１】図１および図２は、本発明を再生専用の磁
気抵抗効果型ヘッド（ＭＲ型磁気ヘッド）と記録専用の
インダクティブ型ヘッドによる薄膜磁気ヘッドを一体に
積層形成して成る複合型磁気ヘッドに適用した場合の一
例を示す。
【００４２】この実施例に係る複合型磁気ヘッド２３
は、前述の複合型磁気ヘッドと同様に、例えばＡｌ2 Ｏ
3 −ＴｉＣ基板２５上にＭＲ型磁気ヘッド１０を形成
し、この上に薄膜磁気ヘッド２４を積層して構成され
る。
【００４３】ＭＲ型磁気ヘッド１０は、基板２５上に形
成した磁性膜による下層シールド１上にギャップ膜２を
介してＭＲ素子３を配置し、ＭＲ素子３の両端部、すな
わち記録媒体の摺動側の先端部と後端部とに先端電極層
４と後端電極層５を接続し、ＭＲ素子３上にＳｉＯ2 等
の絶縁膜７を介してバイアス磁界を印加するためのバイ
アス導体６を形成し、さらにＳｉＯ2 などの絶縁膜７を
介して磁性膜による中間シールド１１を形成して構成さ
れる。バイアス導体６は、例えば図示しないが後端電極
層５に接続される。そして、ＭＲ素子３と下層シールド
１間のギャップ膜２によってＭＲ型磁気ヘッドのギャッ
プＧＭが形成される。
【００４４】一方、薄膜磁気ヘッドは、ＭＲ型磁気ヘッ
ド１０構成する中間シールド１１を下層磁性コアとし
て、この中間シールド１１上に例えばＡｌ2 Ｏ3 等によ
る記録ギャップ膜１２を形成し、その上に例えばＳｉＯ
2 からなる絶縁非磁性層１３を形成し、中間シールド１
１と下層シールド１との段差をなくす平坦化のための第
１の絶縁層１４が形成されている。こうして平坦化され
た絶縁非磁性層１３および第１の絶縁層１４の上を覆っ
て第２の絶縁層１５を形成し、その上にコイル１６を形
成し、コイル１６を覆って第３の絶縁層１７、さらにこ
れを覆って第４の絶縁層１８を形成し、これらを覆って
磁性膜からなる上層磁性コア１９を形成して構成され
る。
【００４５】この例では、特に前述した絶縁非磁性層１
３を形成し、この絶縁非磁性層１３に作動ギャップ形成
部分すなわちトラック幅およびギャップデプスゼロ位置
を規定するための開孔２０を形成し、この開孔２０内部
およびこれを覆って上層磁性コア１９が形成される。上
層磁性コア１９の摺動面に面する部分を先端ポール部１
９ａと称する。これにより、絶縁非磁性層１３によっ
て、上層磁性コア１９の先端ポール部１９ａのトラック
幅ＴW が規定されることになる。
【００４６】また、開孔２０の後方端縁の位置が薄膜磁
気ヘッドのギャップデプスゼロＤ0位置とされている。
【００４７】このギャップデプスゼロＤ0 位置は、絶縁
非磁性層１３の開孔２０により規定されるため、従来の
薄膜ヘッドの製造工程における、レジストの収縮による
後退や、露光の際の平坦化膜の段差における斜面におけ
る反射光や下地膜による散乱光の影響を受けず、所定の
位置とされる。
【００４８】上述の複合型磁気ヘッド２３によれば、平
坦な絶縁非磁性層１３であるために精度よく開孔２０が
形成され、この開孔２０によって上層磁性コア１９の作
動ギャップ形成部分に相当する先端ポール部１９ａの寸
法が規制されることにより、先端ポール部１９ａのトラ
ック幅ＴW を精度よく規定することができ、かつギャッ
プデプスゼロＤ0 の位置を開孔２０の後端縁により精度
よく規定することができる。
【００４９】また、絶縁非磁性層１３により上層磁性コ
ア１９のトラック幅ＴW が規定されるため、ＭＲ素子３
の中心線ＣM と上層磁性コア１９の中心線ＣU を一致さ
せることができる。
【００５０】従って、ギャップデプスゼロＤ0 位置やト
ラック幅ＴW の精度がよく、また上層磁性コアの先端ポ
ール部１９ａの位置やＭＲ素子と上層磁性コアの先端ポ
ール部１９ａとの位置関係もよい精度とされた複合型磁
気ヘッド２３を構成することができる。
【００５１】また絶縁非磁性層１３に形成した開孔２０
により、上層磁性コア１９を急峻に立ち上げることがで
きる。これによりギャップデプスゼロＤ0 近傍の磁束の
漏れが少なくなり、上層磁性コアがなだらかに傾斜しギ
ャップデプスゼロＤ0 の近傍の磁束に漏れが生じる場合
と比較して、例えばオーバーライト（重ね書き記録）特
性等の特性を改善することができる。
【００５２】この本発明を適用した複合型磁気ヘッド２
３の製造は次のように行う。このうち中間シールド１１
までのＭＲ型磁気ヘッド１０の製造は、従来の複合型磁
気ヘッドと同様の工程を採るため説明を省略する。また
中間シールド１１およびギャップ膜１２の先端部と上層
磁性コア１９の先端ポール部１９ａは、図１に示すよう
に従来例と同様に水平面からやや傾斜して形成される
が、図面においては簡略化のため、先端部も水平として
説明する。
【００５３】まず、図３Ａに平面図、図３Ｂに摺動面に
垂直な面による断面図を示すように、ＭＲ型磁気ヘッド
１０を形成した後、その中間シールド１１の上にインダ
クティブ型ヘッドである薄膜磁気ヘッドのギャップ膜１
２として、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3 ）による膜をスパッタ
法により、５００ｎｍ程度の厚さにウエーハ上全面的に
形成する。この中間シールド１１は、薄膜磁気ヘッドの
下層磁性コアとして作用する。
【００５４】次に図示しないが中間シールド１１上のギ
ャップ膜１２のみが臨むように段差を有するウエーハ表
面を第１の絶縁層にて平坦化する。
【００５５】次に図４Ａに平面図、図４Ｂに摺動面に垂
直な面による断面図を示すように、ギャップ膜１２上を
覆ってスパッタ法により、例えばＳｉＯ2 からなる絶縁
非磁性層１３を形成する。絶縁非磁性層１３の厚さは
０．５〜２μｍ、好ましくは０．７μｍ程度とする。
【００５６】絶縁非磁性層１３の材料には、ギャップ膜
１２の材料とのＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法に
おける選択比を大きく取れるものが好ましい。例えばＳ
ｉＯ 2 とアルミナの場合、この選択比が９〜１０とな
る。
【００５７】次に図５Ａに平面図、図５Ｂに摺動面に垂
直な面による断面図を示すように、絶縁非磁性層１３に
例えばＲＩＥ法による選択エッチングを行い、開孔２０
を形成する。この開孔２０は、後に形成される上層磁性
コア１９の先端ポール部１９ａの位置設定のための開孔
であり、これにより上層磁性コア１９のトラック幅
Ｔ W 、２つのヘッドの中心線ＣM およびＣU の間隔およ
びギャップデプスゼロＤ0位置が正確に設定される。
【００５８】２つのヘッドの中心線ＣM およびＣU は、
一致することが望ましいが、少なくとも±０．５μｍの
精度に規定する。
【００５９】このエッチングでは、絶縁非磁性層１３の
みに開孔２０を開けるものであり、ギャップ膜１２のア
ルミナをオーバーエッチングしないようにする。
【００６０】次に、図６Ａに平面図、図６Ｂに摺動面に
垂直な面による断面図を示すように、中間シールド１１
上の絶縁非磁性層１３のみが臨むように段差を有するウ
エーハ表面を第１の絶縁層１４（図示せず）にて平坦化
し、続いて、平坦化のための第２の絶縁層１５を形成す
る。これら絶縁層１４および１５は、それぞれレジスト
を必要形状にパターンニングした後に、２７０℃の熱処
理をかけて形成する。第２の絶縁層１５は、その先端が
先に形成した開孔２０の後端縁より後退して形成され
る。
【００６１】第１の絶縁層１４は、中間シールド１１の
段差を軽減させることを目的とし、第２の絶縁層１５
は、中間シールド１１とコイル１６との絶縁をとること
を目的として形成される。
【００６２】次に、図７Ａに平面図、図７Ｂに摺動面に
垂直な面による断面図を示すように、第２の絶縁層１５
上に薄膜磁気ヘッドのコイル１６を形成し、さらにコイ
ル１６を覆って第３の絶縁層１７、さらにこれらを覆っ
て第４の絶縁層１８を順次形成する。
【００６３】コイル１６は、あらかじめレジストにてパ
ターン形成しておき、その後銅の電解メッキにより形成
する。コイル１６のメッキ厚さは約３．３μｍとする。
【００６４】第３の絶縁層１７と第４の絶縁層１８は、
先の第１の絶縁層１４および第２の絶縁層１５と同様
に、それぞれレジストを必要形状にパターンニングした
後に、２７０℃の熱処理をかけて形成する。第４の絶縁
層１８は、その先端が先に形成した開孔２０の後端縁よ
り後退して形成される。これら第３の絶縁層１７および
第４の絶縁層１８により、コイル１６上を含む上層磁性
コア１９の形成面の平坦化がなされる。
【００６５】次に、図示しないが、後述する上層磁性コ
アの電解メッキを行うための下地膜例えばＴｉ／Ｃｒ／
パーマロイの積層膜を全面に形成する。
【００６６】次に、図８Ａに平面図、図８Ｂに摺動面に
平行な面による断面図を示すように、上層磁性コア１９
の形状にフォトリソグラフィーにより、レジストからな
るフレーム３３を形成する。このときフレーム３３の先
端ポール部１９ａとなる部分は、絶縁非磁性層１３に形
成した開孔２０より広く形成される。このフレーム３３
は、上層磁性コア１９の側面の形状を規制するものであ
る。尚、図示しないが前述の従来の例と同様に、各リー
ド部に対応する部分にもフレームを形成する。
【００６７】次に、図９Ａに平面図、図９Ｂに摺動面に
垂直な面による断面図を示すように、薄膜磁気ヘッドの
上層磁性コア１９の形成を行う。
【００６８】すなわち、フレーム３３をマスクに、パー
マロイ（Ｎｉ８０％Ｆｅ２０％合金）の電解メッキを行
い、その後フレーム３３を有機溶媒で除去し、フレーム
の下のメッキ下地膜も除去する。そして、電解メッキ層
のうち上層磁性コア１９およびリード部等必要な部分上
にレジストによるマスクを形成し、マスクを形成した以
外の部分の電解メッキ層をウエットエッチングによりエ
ッチオフする。さらに、エッチオフした箇所のメッキ下
地膜をイオンミリング等により除去する。
【００６９】このようにして、図９Ａおよび図９Ｂに示
すように上層磁性コア１９を形成する。このとき、上層
磁性コア１９の先端ポール部１９ａは、開孔２０内より
一部絶縁非磁性層１３の表面上に跨って形成される。こ
こで、フレームメッキを行う理由は、磁場中のメッキの
磁場がコア部に有効に働くようにするためである。
【００７０】このときフレーム３３の位置や幅の精度
は、磁気記録媒体との摺動の方向で±０．５μｍ程度で
よく、従来のフレームの形成と比べて約２倍のマージン
（余裕）が取れる。
【００７１】この後、図示しないが上層磁性コア１９の
先端ポール部１９ａの開孔２０上における鉛直面を切断
面として切断して、磁気記録媒体との摺動面を形成す
る。
【００７２】このようにして、図１および図２に示す複
合型磁気ヘッド２３を形成することができる。
【００７３】尚、上述の絶縁非磁性層１３に開孔２０を
形成する際、例えば図１０Ａに示すように、絶縁非磁性
層１３上に例えばＣｒ等の非磁性金属層３５を２０〜３
０ｎｍの厚さに形成し、この上に開孔２０に対応した開
孔３６ａを有するフォトレジスト層３６を形成し、次に
図１０Ｂに示すように、フォトレジスト層３６をマスク
としてイオンミリングにより非磁性金属層３５をパター
ニングして、続いて図１０Ｃに示すように、パターニン
グされた非磁性金属層３５をマスクにＲＩＥ法により絶
縁非磁性層１３をパターニングして開孔２０を形成する
ことができる。この非磁性金属層３５は、絶縁非磁性層
１３の例えばＳｉＯ2 に対して、ＲＩＥ法における選択
エッチング比を大きく取れる材料を選択する。
【００７４】フォトレジスト層をマスクに直接絶縁非磁
性層１３をパターニングすることもできる。しかし、通
常フォトレジスト層はＳｉＯ2 とのエッチング比が約
１：１なので、安全のためにＳｉＯ2 による絶縁非磁性
層１３のほぼ倍の厚さに形成する。フォトレジスト層が
厚く形成されると、パターンを露光する際に光が吸収さ
れることにより、上部はよく露光されるが下部はあまり
露光されない。この場合、現像後にフォトレジスト層の
端面が斜面として形成され、これをマスクとしてＲＩＥ
法を行うことにより、絶縁非磁性層１３のエッチングの
端面も斜面として形成される。この場合このエッチング
端面とレジストのパターンとの位置精度に問題が生じる
こともある。
【００７５】これに対して、非磁性金属層３５をマスク
としてＲＩＥ法で絶縁非磁性層１３をパターニングすれ
ば、非磁性金属層３５の厚さを薄くすることができるこ
とから、絶縁非磁性層１３のエッチング端面も垂直に形
成され、精度のよい開孔２０が形成できる。
【００７６】上述した製法によれば、ＭＲ型磁気ヘッド
１０上に精度よく薄膜磁気ヘッド２４を形成することが
できる。すなわち、ギャップ膜１２上にあらかじめ絶縁
非磁性層１３を形成し、この絶縁非磁性層１３の平坦な
部分に、上層磁性コアの先端ポール部１９ａに対応する
開孔２０を形成し、この開孔２０によって先端ポール部
１９ａの実質的な寸法を規制することにより、トラック
幅ＴW およびギャップデプスＤ0 の位置を精度よく規定
することができる。開孔２０の形成に当たって、絶縁非
磁性層１３が平坦であるため、その上に形成するマスク
が精度よく形成され、これによって、先端ポール部１９
ａの寸法精度が向上する。
【００７７】一方、上層磁性コア１９を形成するための
フレーム３３、特にその先端ポール部１９ａに対応する
部分は、開孔２０より広めに形成される。従って、フレ
ーム３３を形成するに当たっては、従来のような精度を
必要とせず、下地メッキ層の反射光の影響を受けても、
トラック幅ＴW 等に影響を与えないので、上層磁性コア
１９の形成工程の簡便化が図れる。
【００７８】ここで、本発明の薄膜磁気ヘッドを適用し
た複合型磁気ヘッドにおける、絶縁非磁性層１３の開孔
２０より絶縁非磁性層１３の表面に跨る上層磁性コア１
９の部分のギャップ膜１２からの段差の高さ、すなわち
絶縁非磁性層１３の厚さと磁気特性との関係を調べた。
比較の例として、上層磁性コアに段差を形成しない従来
の複合型磁気ヘッドにおいて、規定のトラック幅が得ら
れたと仮定したモデルを用いた。
【００７９】図１１Ａおよび図１１Ｂにそれぞれ本発明
の薄膜磁気ヘッドを適用した複合型磁気ヘッドおよび比
較例の複合型磁気ヘッドの摺動面の要部の平面図を示す
ように、ともにトラック幅ＴW を３．１μｍ、上層磁性
コア１９の高さＨU1を５．０μｍ、上層磁性コア１９側
面の傾斜角φを９．０°とした。
【００８０】図１１Ｂの比較例の複合型磁気ヘッドは、
上層磁性コア１９上面の幅Ｕw を３．８μｍ、上層磁性
コア１９側面の傾斜面の高さＨU2を２．０μｍとした。
図１１Ａの本発明を適用した複合型磁気ヘッドは、上層
磁性コア１９上面の幅Ｕw を５．４μｍ、上層磁性コア
１９の段差の幅ｂを０．５μｍとして、上層磁性コア１
９の段差の高さ（絶縁非磁性層１３の厚さ）をａとし、
このａの値をそれぞれ０．５μｍ、１．０μｍ、２．０
μｍとして磁気特性を調べた。
【００８１】また、図１２および図１３にそれぞれ本発
明の薄膜磁気ヘッドを適用した複合型磁気ヘッドおよび
比較例の複合型磁気ヘッドの薄膜磁気ヘッドの断面図を
示すように、中間シールド１１の厚さＴS を３．５μ
ｍ、薄膜磁気ヘッドのギャップ膜１２の厚さＴG を０．
５μｍ、中間シールド１１およびギャップ膜１２の先端
部の傾斜角θを水平面に対し下方に２０．０°、上層磁
性コア１９の前部の傾斜角αおよび後部の傾斜角βをそ
れぞれ３７．５°および８．１°とする。また、ＭＲ型
磁気ヘッドのギャップデプスゼロ位置Ｄ0 ′に対して、
前方ｄ1＝０．５μｍの位置に上層磁性コア１９の前端
面１９ｂ（摺動面と一致する）が、後方ｄ2 ＝１．０μ
ｍの位置に薄膜磁気ヘッドのギャップデプスゼロＤ0 が
それぞれ位置する。
【００８２】また、このＤ0 ′から上層磁性コア１９の
傾斜変換面１９ｃまでの距離Ｌ1 を７．８μｍ、同じく
コイル１６の前面までの距離Ｌ2 を１５．０μｍとなる
ように配置する。さらに、上層磁性コア１９の傾斜変換
面１９ｃのギャップ膜１２上の高さＨ1を７．３μｍ、
上層磁性コア１９後部のギャップ膜１２上の高さＨ2 を
９．０μｍ、コイル１６の高さＴC を４．０μｍとす
る。
【００８３】このように設定した各磁気ヘッドについ
て、磁気特性を調べた。図１４に複合型磁気ヘッドの先
端部の概略図を示すように、上層磁性コア１９の中心線
（トラック中心線）ＣU 上の薄膜磁気ヘッドのギャップ
膜１２の中心を原点に採って、水平面の摺動面に沿った
方向をｘ方向、水平面のデプス方向をｙ方向、鉛直方向
をｚ方向とする。
【００８４】図１５にｘ方向の磁場強度分布を示す。上
層磁性コアの段差の高さａが０．５μｍおよび１．０μ
ｍの場合は、比較例に比して外部磁場強度が高くなって
いることがわかる。また磁場強度を比較例並に合わせた
場合のｘ方向の磁場の拡がりすなわちいわゆるフリンジ
ングは比較例と同程度となる。ａが２．０μｍの場合
は、他の場合と比較して磁場強度が低くなっている。
【００８５】図１６にｙ方向の磁場強度分布を示す。ａ
が０．５μｍおよび１．０μｍの場合は、比較例に比し
て、記録媒体側（ｙ＜０）での外部磁場強度が高く、薄
膜磁気ヘッドのデプス側（ｙ＞０）での磁束漏れが少な
くなっていることがわかる。ａが２．０μｍの場合は、
他の場合と比較して磁場強度が低くなっている。
【００８６】図１７にｚ方向の磁場強度分布を示す。ａ
が０．５μｍおよび１．０μｍの場合は、比較例とほぼ
同程度の外部磁場強度となっていることがわかる。ａが
２．０μｍの場合は、他の場合と比較して磁場強度が低
くなっていて、＋１〜２μｍ付近に磁場が生じている。
【００８７】以上の結果から、上層磁性コアの段差の高
さａが０．５μｍおよび１．０μｍの場合は、比較例と
ほぼ同程度以上の磁気特性が得られることがわかる。ま
た、上層磁性コアの段差の高さａが２．０μｍ以上であ
ると、磁気特性に影響がでるようになる。
【００８８】従って、本発明を適用して、絶縁非磁性層
により上層磁性コアに段差を形成しても、段差を形成し
ない場合と比較して磁気特性への影響が少なく、同等の
磁気特性が得られることがわかる。
【００８９】尚、上述の例ではＭＲ型磁気ヘッドと薄膜
磁気ヘッドとを一体に有する複合型磁気ヘッドに適用し
た場合であるが、薄膜磁気ヘッド単体の場合にも本発明
を適用できるものである。
【００９０】本発明の複合型磁気ヘッドおよび薄膜磁気
ヘッドは、上述の例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得
る。
【００９１】
【発明の効果】本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、その
トラック幅を規制する側の磁性コアの作動ギャップ形成
部分の寸法が絶縁非磁性層の開孔によって制御され、こ
の開孔によってトラック幅ＴW 、ギャップデプスゼロＤ
0 の位置が規制されるので、高精度かつ高信頼性のある
薄膜磁気ヘッドを構成することができる。
【００９２】また、本発明に係る複合型磁気ヘッドによ
れば、薄膜磁気ヘッドのトラック幅ＴW 、およびギャッ
プデプスゼロＤ0 の位置が精度よく規定されると共に、
薄膜磁気ヘッドの上層磁性コアの中心線ＣU と、ＭＲ型
磁気ヘッドのＭＲ素子の中心線ＣM とを一致させること
ができ、高精度かつ信頼性の高い複合型磁気ヘッドを提
供することができる。
【００９３】さらに絶縁非磁性層に形成した孔により、
上層磁性コアを急峻に立ち上げることができるので、こ
れによりＤ0 近傍の磁束の漏れが生じにくくなり、オー
バーライト特性を改善できる。
【００９４】このように、本発明の薄膜磁気ヘッドまた
は複合型磁気ヘッドによれば、トラック幅や位置の精度
が良好な薄膜磁気ヘッドを構成することができ、これに
より、所定の設計条件を満たし、磁気特性の安定した薄
膜磁気ヘッドまたは複合型磁気ヘッドを得ることができ
る。
【００９５】本発明の薄膜磁気ヘッドの製法によれば、
コイル形成工程および平坦化工程の前に、段差の少ない
状態で上層磁性コアの先端部のトラック幅およびデプス
位置を規制する開孔を有する絶縁非磁性層を形成し、そ
の後にこの開孔を含んで平坦化膜上にわたって上層磁性
コアを形成することにより、トラック幅の精度や上層磁
性コアの位置の精度が良好な薄膜磁気ヘッドを製造する
ことができる。
【００９６】上層磁性コアの先端部は、フレームの形状
や位置の精度にかかわらず、絶縁非磁性層により制御さ
れて上述のように精度良く形成される。従って、上層磁
性コアの先端部のトラック幅の精度や上層磁性コアの位
置の精度について、従来問題となっていた露光の際の平
坦化膜の傾斜からの反射光の影響は極めて少ない。
【００９７】従来問題となっていたメッキ下地膜による
散乱光は、ギャップ近傍部では無関係であるので、従来
の薄膜磁気ヘッドに比してトラック幅の精度が向上でき
る。
【００９８】また、上層磁性コアのパターン形成時に、
トラック幅の制御および上層磁性コアの位置精度にマー
ジンができるため、上層磁性コアの形成工程の簡便化が
図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した複合型磁気ヘッドの一例の断
面図である。
【図２】本発明を適用した複合型磁気ヘッドの摺動面の
平面図である。
【図３】本発明を適用した複合型磁気ヘッドの一例の薄
膜磁気ヘッドの一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図４】本発明を適用した複合型磁気ヘッドの薄膜磁気
ヘッドの一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図５】本発明を適用した複合型磁気ヘッドの薄膜磁気
ヘッドの一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図６】本発明を適用した複合型磁気ヘッドの薄膜磁気
ヘッドの一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図７】本発明を適用した複合型磁気ヘッドの薄膜磁気
ヘッドの一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図８】本発明を適用した複合型磁気ヘッドの薄膜磁気
ヘッドの一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に平行な面による断面図である。
【図９】本発明を適用した複合型磁気ヘッドの薄膜磁気
ヘッドの一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図１０】Ａ〜Ｃ 非磁性金属層をマスクとして、絶縁
非磁性層に反応性イオンエッチングを行う場合の摺動面
に垂直な面による断面図である。
【図１１】Ａ 本発明を適用した複合型磁気ヘッドの薄
膜磁気ヘッドの摺動面の平面図である。 Ｂ 比較例の複合型磁気ヘッドの薄膜磁気ヘッドの摺動
面の平面図である。
【図１２】本発明を適用した複合型磁気ヘッドの薄膜磁
気ヘッドの要部の概略断面図である。
【図１３】比較例の複合型磁気ヘッドの薄膜磁気ヘッド
の要部の概略断面である。
【図１４】複合型磁気ヘッドの先端部の概略図である。
【図１５】図１４のｘ方向の磁場強度分布を示す図であ
る。
【図１６】図１４のｙ方向の磁場強度分布を示す図であ
る。
【図１７】図１４のｚ方向の磁場強度分布を示す図であ
る。
【図１８】従来の複合型磁気ヘッドの斜視図である。
【図１９】従来の複合型磁気ヘッドの摺動面に垂直な面
による断面図である。
【図２０】従来の複合型磁気ヘッドの摺動面の平面図で
ある。
【図２１】従来の複合型磁気ヘッドの薄膜磁気ヘッドの
一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図２２】従来の複合型磁気ヘッドの薄膜磁気ヘッドの
一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図２３】従来の複合型磁気ヘッドの薄膜磁気ヘッドの
一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図２４】従来の複合型磁気ヘッドの薄膜磁気ヘッドの
一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図２５】従来の複合型磁気ヘッドの薄膜磁気ヘッドの
一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図２６】従来の複合型磁気ヘッドの薄膜磁気ヘッドの
一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図２７】従来の複合型磁気ヘッドの薄膜磁気ヘッドの
一製造工程の工程図である。 Ａ 平面図である。 Ｂ 摺動面に垂直な面による断面図である。
【図２８】フレームメッキ工程における露光の状態を示
す図である。 Ａ 基盤の段差付近の概略断面図である。 Ｂ 図２８ＡのＡ部におけるフレームに垂直な断面図で
ある。 Ｃ 図２８ＡのＢ部におけるフレームに垂直な断面図で
ある。
【図２９】フレームメッキ工程における傾斜面での反射
の状態を示す図である。 Ａ 第４の絶縁層の段差部近傍の概略断面図である。 Ｂ フレームに垂直な断面図である。 Ｃ フレームに垂直な断面図である。
【符号の説明】
１ 下層シールド ２ ＭＲ型磁気ヘッドのギャップ膜 ３ ＭＲ素子 ４ 先端電極層 ５ 後端電極層 ６ バイアス導体 ７ 絶縁膜 １０ ＭＲ型磁気ヘッド １１ 中間シールド １２ 薄膜磁気ヘッドのギャップ膜 １３ 絶縁非磁性層 １４ 第１の絶縁層 １５ 第２の絶縁層 １６ コイル １７ 第３の絶縁層 １８ 第４の絶縁層 １９ 上層磁性コア ２０ 開孔 ２３ 複合型磁気ヘッド ２４ 薄膜磁気ヘッド ２５ 基板 ３３ フレーム ３５ 非磁性金属層 ３６ フォトレジスト層 ５１ 上層磁性コア ５２ コイル ５３ 中間シールド ５４ バイアス導体 ５５ 先端電極 ５６ 後端電極 ５７ ＭＲ素子 ５８ 下層シールド ６０ 薄膜磁気ヘッドのギャップ膜 ６１ 第１の絶縁層 ６２ 第２の絶縁層 ６３ 第３の絶縁層 ６４ 第４の絶縁層 ６５ フレーム ６６ レジスト ７０ 複合型磁気ヘッド ７１ ＭＲ型磁気ヘッド ７２ 薄膜磁気ヘッド ７３ 基板 ７４ ＭＲ型磁気ヘッドのギャップ膜 ７５ リード部 ７６、７７ 平坦化膜

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トラック幅を規制する側の磁性コアが、
    ギャップ膜上に形成された絶縁非磁性層の開孔を含んで
    形成され、該絶縁非磁性層の開孔で上記磁性コアの作動
    ギャップ形成部分の寸法が制御されて成ることを特徴と
    する薄膜磁気ヘッド。
  2. 【請求項２】 上記絶縁非磁性層の開孔によって上記ト
    ラック幅が規制されて成ることを特徴とする請求項１に
    記載の薄膜磁気ヘッド。
  3. 【請求項３】 上記絶縁非磁性層の開孔によって磁性層
    が磁気ヘッドのギャップデプスゼロ位置が規制されて成
    ることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
  4. 【請求項４】 磁気抵抗効果型ヘッド上に請求項１に記
    載の薄膜磁気ヘッドが積層されて成ることを特徴とする
    複合型磁気ヘッド。
  5. 【請求項５】 ギャップ膜上に、該ギャップ膜とのエッ
    チング選択比を有する絶縁非磁性層を形成する工程と、 反応性イオンエッチングによって、上記絶縁非磁性層に
    作動ギャップ形成部分の寸法を規制する開孔を形成する
    工程と、 上記開孔を除いて上記絶縁非磁性層上にコイルおよび平
    坦化膜を形成する工程と、 上記開孔を含んでトラック幅を規制する側の磁性コアを
    形成する工程を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッド
    の製法。
  6. 【請求項６】 上記絶縁非磁性層の反応性イオンエッチ
    ングを行う工程において、非磁性金属層によるマスクを
    用いることを特徴とする請求項５に記載の薄膜磁気ヘッ
    ドの製法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6400527B1 (en) 1998-11-13 2002-06-04 Alps Electric Co., Ltd. Thin film magnetic head having upper core layer with narrow track width
US6780530B2 (en) 1999-10-06 2004-08-24 Nec Corporation Magnetic material having a high saturation magnetic flux density and a low coercive force

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