JPH10269523A - Magnetic head and magnetic recorder using it - Google Patents
Magnetic head and magnetic recorder using itInfo
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- JPH10269523A JPH10269523A JP7717397A JP7717397A JPH10269523A JP H10269523 A JPH10269523 A JP H10269523A JP 7717397 A JP7717397 A JP 7717397A JP 7717397 A JP7717397 A JP 7717397A JP H10269523 A JPH10269523 A JP H10269523A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子計算機及び情
報処理装置等に用いられる磁気ヘッドに係り、特に高密
度記録を実現する上で好適な磁気ヘッドおよびこれを用
いた磁気記録装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head used for an electronic computer and an information processing apparatus, and more particularly to a magnetic head suitable for realizing high-density recording and a magnetic recording apparatus using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】情報機器の記憶（記録）装置には、主に
半導体メモリと磁性体メモリが用いられている。アクセ
ス時間の観点から内部記憶装置に半導体メモリが用いら
れ、大容量かつ不揮発性の観点から外部記録装置に磁性
体メモリが用いられる。今日、磁性体メモリの主流は、
磁気ディスクと磁気テープにある。これらに用いられて
いる記録媒体は、Ａｌ基板ないしは樹脂製のテープ上に
磁性薄膜が成膜されている。この記録媒体に磁気情報を
書き込むため、電磁変換作用を有する機能部が用いられ
る。また、磁気情報を再生するため、磁気抵抗現象ない
しは、巨大磁気抵抗現象あるいは電磁誘導現象を利用し
た機能部が用いられる。これらの機能部は、磁気ヘッド
と呼ばれる入出力用部品に設けられている。2. Description of the Related Art Semiconductor memories and magnetic memories are mainly used for storage (recording) devices of information equipment. A semiconductor memory is used for an internal storage device from the viewpoint of access time, and a magnetic memory is used for an external recording device from a viewpoint of large capacity and non-volatility. Today, the mainstream of magnetic memory is
On magnetic disks and magnetic tapes. The recording media used in these devices have a magnetic thin film formed on an Al substrate or a resin tape. In order to write magnetic information on the recording medium, a functional unit having an electromagnetic conversion function is used. Further, in order to reproduce magnetic information, a functional unit utilizing a magnetoresistance phenomenon, a giant magnetoresistance phenomenon, or an electromagnetic induction phenomenon is used. These functional units are provided in an input / output component called a magnetic head.
【０００３】磁気ヘッドと媒体は、相対的に移動し、媒
体上の任意の位置に磁気情報を書き込み、必要により磁
気情報を電気的に再生する機能を有する。磁気ディスク
装置を例に述べると、磁気ヘッドは、例えば図２（ａ）
に示すように磁気情報の書き込み部２１と読み出しを行
なう再生部２２から構成される。書き込み部は、コイル
２６とこれを上下に包み（図（ａ）の断面構造を示す図
（ｂ）参照）かつ磁気的に結合された磁極２７と２５か
ら構成される。再生部２２は、磁気抵抗効果素子部２３
と同素子部に定電流を流し、かつ抵抗変化を検出するた
めの電極２９から構成される。これら書き込み部と再生
部の間には、下部磁極２５が存在し、再生時に不要磁界
をシールドする機能を兼ねる。また、同様の機能をシー
ルド層２８に設ける。また、これらの機能部は、磁気ヘ
ッド本体６２上に下地層２４を介して形成されている。The magnetic head and the medium have a function of moving relatively, writing magnetic information at an arbitrary position on the medium, and electrically reproducing the magnetic information as necessary. Taking the magnetic disk device as an example, the magnetic head is, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the magnetic recording apparatus includes a magnetic information writing unit 21 and a reading unit 22 for reading. The writing section is composed of a coil 26 and magnetic poles 27 and 25 wrapping the coil 26 up and down (see the cross-sectional structure of FIG. 1A) and being magnetically coupled. The reproducing section 22 includes a magnetoresistive element section 23.
And an electrode 29 for supplying a constant current to the element portion and detecting a resistance change. A lower magnetic pole 25 exists between the writing section and the reproducing section, and also has a function of shielding an unnecessary magnetic field during reproduction. A similar function is provided in the shield layer 28. These functional units are formed on the magnetic head main body 62 via the underlayer 24.
【０００４】図２（ａ）の例は、記録に電磁変換作用、
再生に磁気抵抗効果を利用したものであるが、書き込み
部に設けたコイルに誘導される電磁誘導電流を検出する
ことによっても磁気情報の再生は可能である。この場
合、記録と再生は１つの機能部で行なうことができる。[0004] The example of FIG.
Although the magnetoresistive effect is used for reproduction, the reproduction of magnetic information is also possible by detecting an electromagnetic induction current induced in a coil provided in the writing section. In this case, recording and reproduction can be performed by one functional unit.
【０００５】記憶装置の性能は、入出力動作時のスピー
ドと記憶容量によって決まり、製品競争力を高めるため
にはアクセス時間の短縮化と大容量化が必須である。ま
た、近年、情報機器の軽薄短小化の要求から記憶装置の
小型化が重要になってきた。これらの要求を満足するた
めには、単一の記録媒体内に多くの磁気情報を書き込
み、かつ、再生できる磁気記憶装置の開発が必要であ
る。[0005] The performance of a storage device is determined by the speed and storage capacity during input / output operations, and it is essential to shorten the access time and increase the capacity in order to increase product competitiveness. In recent years, miniaturization of storage devices has become important due to demands for lighter, thinner and smaller information devices. In order to satisfy these requirements, it is necessary to develop a magnetic storage device capable of writing and reproducing a large amount of magnetic information in a single recording medium.
【０００６】この要求を満足させるためには、装置の記
録密度を高める必要がある。高密度記録を実現するため
には、書き込む磁区の大きさを微細化していく必要があ
る。これには、図２（ａ）に示した書き込み磁極２７の
幅を狭くし、かつコイル２６に流す書き込み電流の周波
数を高めることにより実現できる。[0006] In order to satisfy this demand, it is necessary to increase the recording density of the apparatus. In order to realize high-density recording, it is necessary to reduce the size of the magnetic domain to be written. This can be realized by reducing the width of the write magnetic pole 27 shown in FIG. 2A and increasing the frequency of the write current flowing through the coil 26.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、磁極幅を２．５μｍまで狭くし、周波数を９０ＭＨ
ｚ程度まで高めることにより、２Ｇｂ／ｉｎ2級の記憶
密度を実現することできる。しかしながら、さらなる高
密度化を推し進めると下記に述べる問題が生じ高密度化
に限界が生じることが明らかとなった。According to the above prior art, the magnetic pole width is reduced to 2.5 μm and the frequency is set to 90 MHz.
By increasing to about z, a storage density of 2 Gb / in2 class can be realized. However, it has been clarified that, when further densification is promoted, the following problems occur, and the densification is limited.
【０００８】第１の問題は、磁極の幅に関するものであ
る。磁気ディスクに用いられている磁気ヘッドでは、記
録媒体の保磁力を超える強磁界を発生させる必要から２
μｍ以上の厚い磁極を用いる。この厚みは、磁極幅を狭
めても薄くすることは出来ない。このため、磁極幅を狭
めるほど、幅に対して厚みの割合が高いパターン（アス
ペクト比の高いパターン）とならざるを得ない。The first problem is related to the width of the magnetic pole. The magnetic head used for the magnetic disk needs to generate a strong magnetic field exceeding the coercive force of the recording medium.
Use a thick magnetic pole of μm or more. This thickness cannot be reduced even if the magnetic pole width is reduced. For this reason, as the magnetic pole width is reduced, a pattern having a higher ratio of the thickness to the width (a pattern having a higher aspect ratio) is unavoidable.
【０００９】この様なパターンは、一般に製造が難し
く、コスト上昇を招く。この問題を解決する手段は、特
開平７−２９６３２８号公報に公開されている。Such a pattern is generally difficult to manufacture and causes an increase in cost. Means for solving this problem is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-296328.
【００１０】この方式は、トラック幅を狭めるためにノ
ッチ構造体を用いる。ノッチ構造体は、図１１に示すよ
うに、磁気ヘッドを摺動面側から見ると露出しているの
が分かる。このノッチ構造体５２内に幅の狭い磁極３
２、３３を電解めっき法にて形成することで狭トラック
化を実現している。This method uses a notch structure to reduce the track width. As shown in FIG. 11, the notch structure is exposed when the magnetic head is viewed from the sliding surface side. In this notch structure 52, the narrow magnetic pole 3
By forming the electrodes 2 and 33 by the electrolytic plating method, the track is narrowed.
【００１１】また、同磁極をサンドイッチした幅広の磁
極２５、２７にて磁束を磁極先端まで誘導することがで
きる。Further, the magnetic flux can be guided to the tip of the magnetic pole by the wide magnetic poles 25 and 27 in which the magnetic poles are sandwiched.
【００１２】上記ノッチ構造体は、酸化珪素等から形成
されており、異方性エッチングが可能である。このた
め、解像性に優れた薄膜のレジストパターンによるパタ
ーン形成が可能となる長所がある。The notch structure is made of silicon oxide or the like, and can be subjected to anisotropic etching. For this reason, there is an advantage that a pattern can be formed by a resist pattern of a thin film having excellent resolution.
【００１３】しかし、この方法にて上記構造の磁気ヘッ
ドを作製しても記録密度に限界が生じた。具体的には、
コイルに流す電流の周波数を高める程、発生磁界が低く
なり、高密度の磁気情報を書き込むことが出来なくなっ
た。However, even if a magnetic head having the above structure is manufactured by this method, the recording density is limited. In particular,
As the frequency of the current flowing through the coil was increased, the generated magnetic field became lower, and it became impossible to write high-density magnetic information.
【００１４】この高周波特性に起因する問題は、上記公
報に記載がなく、実際に磁気ヘッドを作製した結果明ら
かとなった。The problem caused by the high-frequency characteristics is not described in the above-mentioned publication, but has been clarified as a result of actually manufacturing a magnetic head.
【００１５】また、上記構造では、幅の狭い磁極をサン
ドイッチする幅広の磁極２７、２５（媒体面に向かって
露出する磁極）からも磁界が生じ、同磁界によって媒体
面に不要の書き込みが生じることがわかった。同磁極２
７、２５のパターン幅は、磁極３２、３３（実際に記録
を行いたいトラック幅）に比べ広いため、この現象が生
じると広い範囲で情報が消失し、記録装置としての機能
を果たすことが出来なくなった。Further, in the above structure, a magnetic field is also generated from the wide magnetic poles 27 and 25 (magnetic poles exposed toward the medium surface) sandwiching the narrow magnetic poles, and the magnetic field causes unnecessary writing on the medium surface. I understood. Same magnetic pole 2
Since the pattern widths of the patterns 7 and 25 are wider than the magnetic poles 32 and 33 (the track widths on which actual recording is to be performed), when this phenomenon occurs, information is lost in a wide range and the function as a recording apparatus can be achieved. lost.
【００１６】この隣接トラック情報を消去する問題は、
予め、書き込み電流を所定の範囲に設定することで事前
に防ぐことが出来ると考えられた。しかし、記録装置に
実際に適用した結果、筐体内の温度上昇や、媒体の磁気
特性の不均一性から、書き込み電流の制御だけでは対策
が出来ないことがわかった。The problem of erasing the adjacent track information is as follows.
It was considered that setting the write current in a predetermined range in advance can prevent the problem in advance. However, as a result of actual application to a recording apparatus, it was found that measures could not be taken only by controlling the write current due to the rise in temperature inside the housing and the non-uniformity of the magnetic properties of the medium.
【００１７】また、ノッチ構造体を構成する材料は、微
細加工性を重視するため、酸化珪素系の材料に制限され
る欠点がある。この制約は、酸素、フレオンガス等を用
いた異方性エッチングができる材料である必要があるた
めである。Further, the material constituting the notch structure has a drawback that it is limited to a silicon oxide-based material since emphasis is placed on fine workability. This restriction is because the material needs to be capable of performing anisotropic etching using oxygen, freon gas, or the like.
【００１８】このノッチ構造体は、上記公報に記載され
るようにスライダーの浮上面（磁気ヘッド摺動面）に保
護膜を介して露出する。酸化珪素は、従来の磁気ヘッド
に用いられているアルミナ膜に比べ機械的な強度が劣
り、水分等も侵入し易い欠点がある。また、この様な欠
点があるにもかかわらず、構造上、従来の記録ギャップ
長よりも厚く積層する必要がある。The notch structure is exposed on the floating surface (sliding surface of the magnetic head) of the slider via a protective film as described in the above publication. Silicon oxide has poor mechanical strength as compared with an alumina film used in a conventional magnetic head, and has a drawback that moisture and the like easily penetrate. In spite of these drawbacks, it is necessary to laminate the recording layer thicker than the conventional recording gap length.
【００１９】保護膜厚が十分厚ければ問題はないが、近
年の高密度用磁気ヘッドでは、媒体面からの距離を短く
する目的から保護膜厚を１５ｎｍ以下に設定している。
このような薄膜では、ノッチ構造体の機械的な強度不足
を補うことはできない。すなわち、磁気ヘッドと記録媒
体との不測の接触が生じると、ノッチ構造体部が破壊
し、目的とする記録動作ができなくなる。また、水分等
の侵入を防ぐことができなくなる。これら信頼性に係る
問題についても、上記公報には記載がなく、実際に記録
装置を製造した結果、判明した。There is no problem if the protective film is sufficiently thick. However, in recent high-density magnetic heads, the protective film is set to 15 nm or less for the purpose of shortening the distance from the medium surface.
Such a thin film cannot compensate for the insufficient mechanical strength of the notch structure. That is, if unexpected contact between the magnetic head and the recording medium occurs, the notch structure is destroyed and the intended recording operation cannot be performed. In addition, it becomes impossible to prevent intrusion of moisture and the like. These problems relating to reliability were not described in the above-mentioned publication, and were found as a result of actually manufacturing the recording apparatus.
【００２０】また、上記ノッチ構造体を用いる磁気ヘッ
ド構造は、図１１（向かって左に示す断面構造）に示す
ようにコイル２６が絶縁膜５３の上に形成されている。
この絶縁膜５３の膜厚は、ノッチ構造体５２の膜厚に比
べ薄いことから、ノッチ構造体とは別に形成される。こ
の工程を行う際には、磁極３３上に絶縁物を残さないよ
う注意を払う必要があることは、同業者は容易に理解さ
れる。また、この処理に係る製造コストの上昇が無視出
来ないことも明白である。In the magnetic head structure using the above notch structure, the coil 26 is formed on the insulating film 53 as shown in FIG.
Since the thickness of the insulating film 53 is smaller than the thickness of the notch structure 52, it is formed separately from the notch structure. It is easily understood by those skilled in the art that when performing this step, care must be taken not to leave an insulator on the magnetic pole 33. It is also clear that the increase in manufacturing costs associated with this process cannot be ignored.
【００２１】狭トラック化に限れば、特開平７−２６２
５１９号公報に開示される方式がある。この方式は、図
１２に示すように、第１の磁性膜パターン２５の上に第
２の磁性膜パターン３２が存在し、第４の磁性膜パター
ン２７との間に磁気ギャップ１０が位置する。この構造
は、第４の磁性膜パターン２７をマスクに第１の磁性膜
パターン２５の一部をエッチングすることで形成するこ
とが出来る。As far as narrowing the track is concerned, Japanese Patent Laid-Open No. 7-262
There is a system disclosed in Japanese Patent Publication No. 519. In this method, as shown in FIG. 12, a second magnetic film pattern 32 exists on a first magnetic film pattern 25, and a magnetic gap 10 is located between the first magnetic film pattern 25 and a fourth magnetic film pattern 27. This structure can be formed by etching a part of the first magnetic film pattern 25 using the fourth magnetic film pattern 27 as a mask.
【００２２】この方式で狭トラック化を実現するために
は、第４の磁性膜パターン２７の幅を狭めることが必要
である。そのため、その形成には、電解めっき法を適用
せざるを得ない。In order to realize a narrow track by this method, it is necessary to narrow the width of the fourth magnetic film pattern 27. Therefore, an electrolytic plating method must be applied for the formation.
【００２３】しかし、電解めっき法にて形成できる磁極
は、良導電性である必要があり高電気抵抗の材料を適用
することはできない。また、この方式では、第３の磁性
膜パターンが存在しないため、第４の磁性膜パターンの
面積を広くする必要がある。このため、広い面積のパタ
ーンが電解めっき法にて形成されることとなる。このた
め、後述する理由から高周波駆動には適さないことが分
かった。However, the magnetic pole which can be formed by the electrolytic plating method needs to have good conductivity, so that a material having high electric resistance cannot be applied. In this method, since the third magnetic film pattern does not exist, it is necessary to increase the area of the fourth magnetic film pattern. Therefore, a pattern having a large area is formed by the electrolytic plating method. For this reason, it was found that it was not suitable for high-frequency driving for the reasons described below.
【００２４】以上、高密度化、狭トラック化、高信頼
化、低コスト化に係る問題は、上記公報に開示されてい
る技術からは全てを満足させることはできなかった。こ
のため、本発明で目的とする高密度の磁気記録装置を実
現する上で問題が生じた。As described above, the problems relating to high density, narrow track, high reliability, and low cost could not be all satisfied from the technology disclosed in the above publication. For this reason, there has been a problem in realizing the high-density magnetic recording apparatus intended in the present invention.
【００２５】本発明の目的は、１μｍ以下の磁極幅を有
する高周波駆動の磁気ヘッドを実現する新規構造を開示
することにより、１０Ｇｂ／ｉｎ2級の超高密度記録装
置の可能性を明らかにすることにある。An object of the present invention is to clarify the possibility of a 10 Gb / in 2 class ultra-high density recording apparatus by disclosing a novel structure for realizing a high frequency driven magnetic head having a magnetic pole width of 1 μm or less. It is in.
【００２６】[0026]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では下記に述べる手段を用いた。Means for Solving the Problems To solve the above problems, the present invention uses the following means.
【００２７】まず、従来技術である第１の磁性体膜パタ
ーンと第４の磁性体膜パターンとの間にコイル導体を有
し、第１の磁性膜パターンに対して磁気的に結合した第
２の磁性体パターンと第４の磁性膜パターンに対して磁
気的に結合した第３の磁性体パターンとを有し、かつ、
これら第２の磁性膜パターンと第３の磁性膜パターンの
間に磁気的なギャップを有する磁気ヘッドを基本にし、
後述する高周波特性及び狭トラック化を両立させる構造
において、特に製造コストを下げる目的で、摺動面に露
出する絶縁性かつ非磁性の膜が少なくとも第１の磁性膜
パターンを包含する構造に変更した。First, the second prior art has a coil conductor between the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern, and is magnetically coupled to the first magnetic film pattern. And a third magnetic pattern magnetically coupled to the fourth magnetic film pattern, and
Based on a magnetic head having a magnetic gap between the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern,
In the structure that achieves both the high-frequency characteristics and the narrow track described later, the structure is changed to a structure in which the insulating and non-magnetic film exposed on the sliding surface includes at least the first magnetic film pattern in order to reduce the manufacturing cost. .
【００２８】また、上記構造において磁気ヘッドの基本
機能を満足させる目的で、上記非磁性かつ絶縁性膜面に
第３の磁性膜パターンの一部を露出させ、該露出面にて
第３の磁性膜パターンと第４の磁性膜パターンを磁気的
に結合させた。In order to satisfy the basic function of the magnetic head in the above structure, a part of the third magnetic film pattern is exposed on the non-magnetic and insulating film surface, and the third magnetic film pattern is exposed on the exposed surface. The film pattern and the fourth magnetic film pattern were magnetically coupled.
【００２９】また、磁気ヘッド製造コストを下げる目的
で磁気的なギャップを形成する第２の磁性膜パターンと
第３の磁性膜パターンの少なくとも３方を非磁性かつ絶
縁性の膜にて囲み、この非磁性かつ絶縁性膜表面上に第
２の非磁性かつ絶縁性膜を積層し、該第２の非磁性かつ
絶縁性膜内にコイル導体を設ける構造にした。In order to reduce the manufacturing cost of the magnetic head, at least three of the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern forming a magnetic gap are surrounded by a non-magnetic and insulating film. A second non-magnetic and insulating film is laminated on the surface of the non-magnetic and insulating film, and a coil conductor is provided in the second non-magnetic and insulating film.
【００３０】また、製造コストを下げる目的で、上記第
２の磁性膜パターンと第３の磁性膜パターンの２次元的
形状を等しくし、これら第２の磁性膜パターンと第３の
磁性膜パターンの積層構造から書き込みトラック幅を規
定する磁極部と、第１の磁性膜パターンと第４の磁性膜
パターンを磁気的に結合するバックコンタクト部とを構
成した。Further, in order to reduce the manufacturing cost, the two-dimensional shape of the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern are made equal, and the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern are made equal. A magnetic pole portion for defining a write track width from the laminated structure and a back contact portion for magnetically coupling the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern were formed.
【００３１】また、高周波特性を向上させる目的で、第
２の磁性膜パターンおよび第３の磁性膜パターンの存在
領域外にコイル導体を配置した。For the purpose of improving the high frequency characteristics, a coil conductor is arranged outside the region where the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern exist.
【００３２】また、高周波特性を向上させる目的で、第
１の磁性膜パターンおよび第４の磁性膜パターンの比抵
抗を第３の磁性膜パターンの比抵抗よりも高く設定し
た。Further, in order to improve high frequency characteristics, the specific resistance of the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern is set higher than the specific resistance of the third magnetic film pattern.
【００３３】また、高周波特性を向上させる目的で、上
記第３の磁性膜パターンの体積を第１及び第４の磁性膜
パターンの体積の１０Ｅ−４以下に設定した。In order to improve the high frequency characteristics, the volume of the third magnetic film pattern is set to 10E-4 or less of the volume of the first and fourth magnetic film patterns.
【００３４】また、高周波特性の向上と必要強度の書き
込み磁界を発生させる目的で、第４の磁性膜パターンの
飽和磁束密度Ｂｓ1、膜厚ｔ、第３の磁性膜パターンの
飽和磁束密度Ｂｓ2、第３の磁性膜パターンと第４の磁
性膜パターンとの浮上方向の重なり長Ｄｇに関し、０．
８＜Ｂｓ1×ｔ／Ｂｓ2×Ｄｇ＜１．５ を満足させた。For the purpose of improving the high-frequency characteristics and generating a write magnetic field of the required strength, the saturation magnetic flux density Bs1, the film thickness t of the fourth magnetic film pattern, the saturation magnetic flux density Bs2 of the third magnetic film pattern, Regarding the overlapping length Dg of the magnetic film pattern of No. 3 and the fourth magnetic film pattern in the flying direction, 0.
8 <Bs1 × t / Bs2 × Dg <1.5 was satisfied.
【００３５】また、隣接トラックへの不要な書き込み現
象を低減させ、高密度記録を実現する目的で、ヘッド浮
上面に露出する第２の磁性膜パターンと第３の磁性膜パ
ターンの面積が同じく露出する第１及び第４の磁性膜パ
ターンの面積に比べ広くした。 また、高周波特性を向
上させる目的で、第１の磁性膜パターンと第４の磁性膜
パターンを構成する材料の比抵抗をρ（μΩ-ｃｍ）、
５ＭＨｚにおける比透磁率をμ、膜厚をt（μｍ）とし
た時、ρ/(μ×t2)>0.0064を満足させた。この条件を満
足させる磁気ヘッドを製造し、同磁気ヘッドを用いて磁
気記録装置を組み立てた。For the purpose of reducing unnecessary writing on adjacent tracks and realizing high-density recording, the areas of the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern exposed on the air bearing surface of the head are also exposed. Of the first and fourth magnetic film patterns to be formed. For the purpose of improving high frequency characteristics, the specific resistance of the material forming the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern is ρ (μΩ-cm),
When the relative magnetic permeability at 5 MHz was μ and the film thickness was t (μm), ρ / (μ × t2)> 0.0064 was satisfied. A magnetic head satisfying these conditions was manufactured, and a magnetic recording apparatus was assembled using the magnetic head.
【００３６】また、周波数特性を改善した同磁気ヘッド
を搭載した磁気記録装置に、駆動周波数１５０ＭＨｚ以
上の制御信号を入力することで、同駆動周波数における
磁気記録装置の駆動を可能にした。Further, by inputting a control signal having a drive frequency of 150 MHz or more to a magnetic recording apparatus having the same magnetic head with improved frequency characteristics, the magnetic recording apparatus can be driven at the same driving frequency.
【００３７】また、高密度記録を実現するため、摺動面
に露出する第３の磁性膜パターンの幅を１．０μｍ以下
にし、周波数特性、必要書き込み磁界強度を満足させる
目的でその厚みを１．０μｍ以下にした。同磁気ヘッド
を製造すると共に同磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置
を組み立てた。In order to realize high-density recording, the width of the third magnetic film pattern exposed on the sliding surface is set to 1.0 μm or less, and the thickness is set to 1 to satisfy the frequency characteristics and the required write magnetic field strength. 0.0 μm or less. The magnetic head was manufactured, and a magnetic recording device on which the magnetic head was mounted was assembled.
【００３８】また、記録装置の信頼性、寿命を満足させ
る目的で上記に記載する第１の絶縁性かつ非磁性膜をア
ルミナ膜ないしはダイヤモンド粒子を含む膜を主成分と
する膜から構成した。For the purpose of satisfying the reliability and life of the recording apparatus, the above-mentioned first insulating and non-magnetic film is formed of a film mainly composed of an alumina film or a film containing diamond particles.
【００３９】また、高周波特性及び、必要書き込み磁界
強度の両立を目的として、第１の磁性体膜パターンおよ
び第４の磁性体膜パターンを磁性膜と非磁性膜を積層し
た多層膜ないしは比抵抗５０μΩｃｍ以上の高電気抵抗
のアモルファス合金膜から構成した。また、第３の磁性
膜パターンを比抵抗２０μΩｃｍ以下のＣｏ−Ｎｉ−Ｆ
ｅを主成分とする合金膜から構成した。また、同構造を
有する磁気ヘッドを記録装置に搭載することで高速かつ
高密度の磁気記録装置を実現した。For the purpose of achieving both high-frequency characteristics and required write magnetic field strength, the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern are each formed of a multilayer film having a laminated magnetic film and a non-magnetic film or a specific resistance of 50 μΩcm. The high electrical resistance amorphous alloy film was formed. Further, the third magnetic film pattern is formed of Co—Ni—F having a specific resistance of 20 μΩcm or less.
It was composed of an alloy film containing e as a main component. In addition, a high-speed and high-density magnetic recording device was realized by mounting a magnetic head having the same structure on a recording device.
【００４０】また、製造コスト低減と周波数特性の改善
を目的として、第２の磁性膜パターンと第１の磁性膜パ
ターンを同一材料から構成した。同磁気ヘッドを磁気記
録装置に搭載することで、高速の磁気記録装置を安価に
製造した。The second magnetic film pattern and the first magnetic film pattern are made of the same material for the purpose of reducing the manufacturing cost and improving the frequency characteristics. By mounting the magnetic head on a magnetic recording device, a high-speed magnetic recording device was manufactured at low cost.
【００４１】また、製造コストの低減と必要書き込み磁
界強度の両立を実現するため、第３の磁性膜パターンの
飽和磁束密度を第２の磁性膜パターンの飽和磁束密度に
比べ高くした。この構成は、第３の磁性膜パターンが第
２の磁性膜パターンに対して媒体の回転方向に沿って流
出端側に位置させる条件が必要である。Further, in order to achieve both a reduction in manufacturing cost and a required write magnetic field strength, the saturation magnetic flux density of the third magnetic film pattern is made higher than that of the second magnetic film pattern. This configuration requires a condition that the third magnetic film pattern is positioned on the outflow end side in the rotation direction of the medium with respect to the second magnetic film pattern.
【００４２】[0042]
【発明の実施の形態】第１図を用いて本発明を適用した
磁気ヘッドの実施例を述べる。図１（ａ）は、先に示し
た図２（ｂ）に対応する断面構造図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a magnetic head to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a sectional structural view corresponding to FIG. 2B shown above.
【００４３】本発明で述べる第１の磁性膜パターンは、
図に示す下部コア２５に対応する。また第４の磁性膜パ
ターンは、上部コア２７に対応する。第１の磁性膜パタ
ーンと第４の磁性膜パターンとの間にはコイル２６が存
在する。コイル２６は、厚さ２μｍのＣｕ、Ａｕ、Ａ
ｌ、Ｔａ、Ｍｏ等を主成分とする導電性の材料から形成
されている。絶縁材３８は、コイル２６とコア２７との
電気的な絶縁を保持する目的で充填されている。The first magnetic film pattern described in the present invention is:
This corresponds to the lower core 25 shown in the figure. The fourth magnetic film pattern corresponds to the upper core 27. A coil 26 exists between the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern. The coil 26 is made of Cu, Au, A having a thickness of 2 μm.
It is formed of a conductive material mainly containing 1, Ta, Mo, or the like. The insulating material 38 is filled for the purpose of maintaining electrical insulation between the coil 26 and the core 27.
【００４４】また、第４の磁性膜パターンとなる上部コ
ア２７と第１の磁性膜パターンとなる下部コア２５の間
に第２の磁性膜パターン３２と第３の磁性膜パターン３
３が挿入されており、それら部材によって磁気的ギャッ
プ（あるいは記録ギャップ）１０が形成される。ここま
での構成は、従来技術による磁気ヘッドと同等である。A second magnetic film pattern 32 and a third magnetic film pattern 3 are interposed between an upper core 27 serving as a fourth magnetic film pattern and a lower core 25 serving as a first magnetic film pattern.
3 are inserted, and a magnetic gap (or recording gap) 10 is formed by these members. The configuration up to this point is equivalent to the magnetic head according to the related art.
【００４５】本発明では、従来技術に記載されるノッチ
構造体が存在しない。その代わり、本発明では、第２の
磁性膜パターン３２と第３の磁性膜パターン３３に接し
て単一構造からなる非磁性膜３１を設けた。この非磁性
膜３１は、少なくとも第１の磁性膜パターンのほぼ全域
をカバーする。In the present invention, there is no notch structure described in the prior art. Instead, in the present invention, the nonmagnetic film 31 having a single structure is provided in contact with the second magnetic film pattern 32 and the third magnetic film pattern 33. The non-magnetic film 31 covers at least almost the entire area of the first magnetic film pattern.
【００４６】また、コイル２６は、非磁性かつ絶縁性膜
３１上に積層した絶縁材３８内に設けた。The coil 26 is provided in an insulating material 38 laminated on the non-magnetic and insulating film 31.
【００４７】また、上部コア２７と下部コア２５との間
に磁路材４１、４２及び磁気的ギャップ４０を設けてい
る。この構造は、絶縁性かつ非磁性の膜３１にアルミナ
膜等、高硬度の膜を適用する場合に好適であり、製造コ
ストを下げる長所がある。Further, magnetic path members 41 and 42 and a magnetic gap 40 are provided between the upper core 27 and the lower core 25. This structure is suitable when a high-hardness film such as an alumina film is applied to the insulating and non-magnetic film 31, and has an advantage of reducing the manufacturing cost.
【００４８】すなわち、アルミナ膜は、スパッタ法等で
成膜するが、成膜する際には、第３の磁性膜パターン上
にも積層される。磁気ヘッドの基本機能を達成するため
には、第３の磁性膜パターン上からアルミナ膜を選択的
に除去する必要があることは言うまでもない。しかし、
アルミナ膜は、高硬度ゆえ問題がある。本発明の構造を
導入することにより、この処理を後述する安価な方法に
て行なうことができる。That is, although the alumina film is formed by a sputtering method or the like, when the film is formed, the alumina film is also laminated on the third magnetic film pattern. Needless to say, in order to achieve the basic function of the magnetic head, it is necessary to selectively remove the alumina film from the third magnetic film pattern. But,
The alumina film has a problem because of its high hardness. By introducing the structure of the present invention, this processing can be performed by an inexpensive method described later.
【００４９】また、同部材（４０、４１、４２）を第２
の磁性膜パターン３２及び第３の磁性膜パターン３３と
同時に形成することにより、製造コストの上昇を防ぐこ
とができる。The same members (40, 41, 42) are
By simultaneously forming the magnetic film pattern 32 and the third magnetic film pattern 33, an increase in manufacturing cost can be prevented.
【００５０】その他、図に示す３７は、磁気ヘッド機能
部を保護するもの（保護膜）であり、３８は電気的な絶
縁層、３０はコイルに書き込み電流を流すための電極、
３６は磁気へッド本体（スライダー）である。In addition, 37 shown in the figure is a protective film (protective film) for protecting the magnetic head function unit, 38 is an electrical insulating layer, 30 is an electrode for passing a write current to the coil,
36 is a magnetic head body (slider).
【００５１】同図（ｂ）は第４の磁性膜パターンに対応
する上部コア側から磁気ヘッドを見た図である。コイル
２６が螺旋状に巻かれている様子がわかる。このコイル
２６は、コンタクトホール３４にて電極３０（図
（ａ））と結合されている。ここで、第２の磁性膜パタ
ーン３２および第３の磁性膜パターン３３の存在領域外
にコイル導体２６が配置されている。これは、高周波特
性を向上させる目的のものである。また、上部コア２７
と下部コア２５は、磁気的なコンタクトホ−ル３５にて
結合されている。この磁気的なコンタクトホ−ル３５が
先に示した磁路材４１、４２を含めた構成となってい
る。FIG. 7B is a view of the magnetic head viewed from the upper core side corresponding to the fourth magnetic film pattern. It can be seen that the coil 26 is spirally wound. The coil 26 is connected to the electrode 30 (FIG. 1A) through a contact hole 34. Here, the coil conductor 26 is arranged outside the region where the second magnetic film pattern 32 and the third magnetic film pattern 33 exist. This is for the purpose of improving high frequency characteristics. Also, the upper core 27
The lower core 25 and the lower core 25 are connected by a magnetic contact hole 35. The magnetic contact hole 35 has a configuration including the magnetic path members 41 and 42 described above.
【００５２】本磁気ヘッドの特徴である第２の磁性膜パ
ターン３２及び第３の磁性膜パターン３３は、第４の磁
性膜パターン２７と第１の磁性膜パターン２５の先端
（記録媒体に接近する端部）に位置し、一部が摺動面に
露出する構造（厳密には、摺動面保護膜を介する場合が
多い）になっている。同部材の構造をα方向から見ると
図（ｃ）のようになる。すなわち、第４の磁性膜パター
ン２７と第１の磁性膜パターン２５の間に幅の狭い第２
の磁性膜パターン３２と第３の磁性膜パターン３３がは
さみ込まれている。The second magnetic film pattern 32 and the third magnetic film pattern 33, which are features of the present magnetic head, are provided at the tips of the fourth magnetic film pattern 27 and the first magnetic film pattern 25 (close to the recording medium). At the end), and a part thereof is exposed to the sliding surface (strictly, in many cases, via a sliding surface protective film). The structure of this member is as shown in FIG. That is, the second narrow magnetic film pattern 27 between the fourth magnetic film pattern 27 and the first magnetic film pattern 25 is formed.
The magnetic film pattern 32 and the third magnetic film pattern 33 are interposed.
【００５３】これら第２の磁性膜パターン３２は、第１
の磁性膜パターン２５に、第３の磁性膜パターン３３
は、第４の磁性膜パターン２７にそれぞれ磁気的に結合
（磁路抵抗小の状態）されている。また、第２の磁性膜
パターン３２と第３の磁性膜パターン３３に囲まれて磁
気ギャップが形成されている。本実施例では、磁気ギャ
ップ長を０．３μｍとしたが、本発明は、他の条件にも
適用できることは言うまでもない。この磁気ギャップに
は、Ｃｕ膜、アルミナ膜、酸化珪素等の非磁性膜を用い
ることができる。These second magnetic film patterns 32 correspond to the first
A third magnetic film pattern 33 on the magnetic film pattern 25 of FIG.
Are magnetically coupled to the fourth magnetic film pattern 27 (in a state of low magnetic path resistance). Further, a magnetic gap is formed between the second magnetic film pattern 32 and the third magnetic film pattern 33. In the present embodiment, the magnetic gap length is set to 0.3 μm, but it goes without saying that the present invention can be applied to other conditions. For this magnetic gap, a non-magnetic film such as a Cu film, an alumina film, or silicon oxide can be used.
【００５４】また、図に示すように単一構造膜である絶
縁性非磁性膜３１が摺動面に露出する構造となる。ここ
で、絶縁性非磁性膜３１をアルミナ膜、ダイヤモンドを
少なく含む膜とすることで機械的強度を高めることがで
きる。これにより、高信頼の磁気ヘッドを実現できる。Further, as shown in the figure, the insulating non-magnetic film 31, which is a single-structured film, is exposed on the sliding surface. Here, the mechanical strength can be increased by forming the insulating non-magnetic film 31 as an alumina film or a film containing a small amount of diamond. Thereby, a highly reliable magnetic head can be realized.
【００５５】また、高密度記録を実現するため、摺動面
に露出する第３の磁性膜パターンの幅を１．０μｍ以下
にし、周波数特性、書き込み磁界強度を満足させる目的
でその厚みを１．０μｍ以下にした。In order to realize high-density recording, the width of the third magnetic film pattern exposed on the sliding surface is set to 1.0 μm or less, and the thickness is set to 1.0 to satisfy frequency characteristics and write magnetic field strength. The thickness was set to 0 μm or less.
【００５６】これは、第３の磁性膜パターンの形成に電
解めっき法を適用できた効果である。また、後述する条
件で磁極を構成することで高周波駆動も可能な磁気ヘッ
ドを実現できる。This is the effect of applying the electrolytic plating method to the formation of the third magnetic film pattern. In addition, a magnetic head that can be driven at a high frequency can be realized by configuring the magnetic poles under the conditions described later.
【００５７】本発明では、第１の磁性膜パターンと第４
の磁性膜パターンの両方の電気抵抗を高めに設定した
（比抵抗値；５０μΩｃｍ以上、理由については後
述）。具体的には、ＣｏＴａＺｒアモルファス合金膜、
センダスト、ＣｏＺｒＮｂＴａアモルファス合金膜、多
層膜等からパターンを形成した。In the present invention, the first magnetic film pattern and the fourth
The electrical resistance of both of the magnetic film patterns was set higher (specific resistance value: 50 μΩcm or more; the reason will be described later). Specifically, a CoTaZr amorphous alloy film,
A pattern was formed from Sendust, a CoZrNbTa amorphous alloy film, a multilayer film, and the like.
【００５８】成膜には、スパッタ法を用いた。また、パ
ターン加工には、リフトオフ法やドライエッチング法等
の乾式法を用いた。これら比抵抗の高い膜は、微細加工
性に優れた電解めっき法によるパターン形成が困難であ
る。従って、従来、磁極幅を狭めた磁極材への適用が困
難と考えられていた。The film was formed by a sputtering method. For pattern processing, a dry method such as a lift-off method or a dry etching method was used. It is difficult for these films having a high specific resistance to form a pattern by an electrolytic plating method having excellent fine workability. Therefore, conventionally, it has been considered that application to a magnetic pole material having a reduced magnetic pole width is difficult.
【００５９】本構造に依ればパターン面積（パターン
幅）が広い部分にのみ同材料が適用されるため、乾式法
によるパターン形成が可能となる。また、これら磁性膜
パターンは面積が広いため、あえて、飽和磁束密度の高
い材料を選択しなくても、書き込みに必要となる磁界を
磁極先端部（摺動面側）に誘導することが出来た。According to this structure, since the same material is applied only to a portion having a large pattern area (pattern width), a pattern can be formed by a dry method. In addition, since these magnetic film patterns have a large area, a magnetic field required for writing can be guided to the tip of the magnetic pole (sliding surface side) without having to select a material having a high saturation magnetic flux density. .
【００６０】第２の磁性膜パターンに対し、流出端側
（トレーリング側）に位置する第３の磁性膜パターン
は、飽和磁束密度１．５Ｔ以上の材料を用いた。これ
は、流出端側からの磁界が媒体に記録される磁区情報の
品質（オーバライト特性、磁化反転長さ等）に影響を与
えるためである。単純には十分な記録磁界を発生させる
機能が重要となる。飽和磁束密度の高い材料からは、十
分な記録磁界が発生することが良く知られている。A material having a saturation magnetic flux density of 1.5 T or more was used for the third magnetic film pattern located on the outflow end side (trailing side) with respect to the second magnetic film pattern. This is because the magnetic field from the outflow end affects the quality (overwrite characteristics, magnetization reversal length, etc.) of the magnetic domain information recorded on the medium. Simply, the function of generating a sufficient recording magnetic field is important. It is well known that a material having a high saturation magnetic flux density generates a sufficient recording magnetic field.
【００６１】具体的には、第３の磁性膜パターンにＣｏ
ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、Ｆｅ合金膜ないしは純鉄、窒化鉄
等を用いた。また、これらの膜の電気抵抗は、概ね５０
μΩｃｍ以下で上記の第１の磁性膜パターンや第４の磁
性膜パターンに比べ低いものを選択した。これは、高密
度記録を実現するため、電解めっき法によるパターン形
成を可能にするための選択である。Specifically, Co is used as the third magnetic film pattern.
NiFe, NiFe, Fe alloy film or pure iron, iron nitride, or the like was used. The electric resistance of these films is approximately 50
Those whose μΩcm or less were lower than those of the first and fourth magnetic film patterns were selected. This is a choice to enable pattern formation by electrolytic plating in order to realize high density recording.
【００６２】高抵抗膜は、その名の通り電気を通し難い
性質がある。このため、電解めっき時に偏積が起こりや
すく、良質の膜を成長させることができない。更に、絶
縁性の物質を含んだ膜などはめっき法で成長させること
はできない。以上の理由から第３の磁性膜パターンとし
て絶縁性物質を含まない低電気抵抗のかつ、高飽和磁束
密度の材料を選択した。As the name implies, the high resistance film has a property that it does not easily conduct electricity. Therefore, uneven deposition is likely to occur during electrolytic plating, and a high-quality film cannot be grown. Further, a film containing an insulating material cannot be grown by plating. For the above reasons, a material having a low electric resistance and a high saturation magnetic flux density which does not contain an insulating material is selected as the third magnetic film pattern.
【００６３】次に第１の磁性膜パターンおよび第４の磁
性膜パターンの比抵抗値を５０μΩｃｍ以上とした理由
を述べる。図５は、第１の磁性膜パターンと第４の磁性
膜パターンの比抵抗を変えて作製した磁気ヘッドの周波
数特性を測定した結果である。この測定には、電子線ト
モグラフィ法を用いた。ここで、磁性膜パターンの比透
磁率μは、略１０００に固定した。膜厚は、いずれも
２．８μｍに固定した。また、第４の磁性膜パターンと
第３の磁性膜パターンとの重なり（図７に示すＤｇ）を
２μｍにした。Next, the reason why the specific resistance value of the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern is set to 50 μΩcm or more will be described. FIG. 5 shows the result of measuring the frequency characteristics of a magnetic head manufactured by changing the specific resistance of the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern. For this measurement, an electron beam tomography method was used. Here, the relative magnetic permeability μ of the magnetic film pattern was fixed to approximately 1,000. Each film thickness was fixed at 2.8 μm. The overlap between the fourth magnetic film pattern and the third magnetic film pattern (Dg shown in FIG. 7) was set to 2 μm.
【００６４】図から、比抵抗１６μΩｃｍの材料（一般
的なＮｉＦｅ材料）を用いた場合、駆動周波数９０ＭＨ
ｚでは、駆動周波数１０ＭＨｚの結果（概ね静磁的結果
と等しい）に比べ発生（漏洩する）磁界が５０％以下に
低下することがわかる。比抵抗６０μΩｃｍ以上の材料
では、発生磁界の減少は少なく、概ね２００ＭＨｚ程度
まで強い磁界が発生していることがわかる。As can be seen from the drawing, when a material having a specific resistance of 16 μΩcm (a general NiFe material) is used, the driving frequency is 90 MHz.
At z, it can be seen that the magnetic field generated (leaked) is reduced to 50% or less as compared with the result at the driving frequency of 10 MHz (which is almost equal to the magnetostatic result). It can be seen that a material having a specific resistance of 60 μΩcm or more hardly reduces the generated magnetic field, and generates a strong magnetic field up to about 200 MHz.
【００６５】磁気ディスク装置では、高速の書き込みが
要求されており、この要求を満足させるためには、高周
波の書き込み磁界を発生する磁気ヘッドが必要となる。
この理由から、第１及び第４の磁性膜パターンに高比抵
抗の材料を用いた。In a magnetic disk drive, high-speed writing is required, and in order to satisfy this demand, a magnetic head that generates a high-frequency writing magnetic field is required.
For this reason, a material having a high specific resistance is used for the first and fourth magnetic film patterns.
【００６６】図６は、高周波駆動に必要となるコア部分
（本発明で述べる第１と第４の磁性膜パターンに対応す
る）の比抵抗値を見積もるためのものである。図の縦軸
は１ＭＨｚ程度の低周波駆動時の発生磁界に対し、６５
％の発生磁界が得られる周波数の上限を示している（図
５から読み取れる）。６５％の発生磁界とは、定常的な
書き込みが行われる必要磁界の下限値で、装置製造の経
験から得られる値である。FIG. 6 is for estimating a specific resistance value of a core portion (corresponding to the first and fourth magnetic film patterns described in the present invention) required for high-frequency driving. The vertical axis in the figure indicates that the magnetic field generated at the time of low-frequency driving of about 1 MHz
% Indicates the upper limit of the frequency at which the generated magnetic field can be obtained (read from FIG. 5). The generated magnetic field of 65% is a lower limit value of a required magnetic field for performing a regular writing, and is a value obtained from experience in manufacturing a device.
【００６７】図からコア部分の比抵抗を５０μΩｃｍに
高めることで１５０ＭＨｚ駆動が可能となることがわか
る。From the figure, it can be seen that increasing the specific resistance of the core portion to 50 μΩcm enables a 150 MHz drive.
【００６８】この比抵抗の値は、本検討に用いたヘッド
条件の場合について成り立つが、下記の論理によって一
般な値に発展できる。The value of the specific resistance is satisfied under the head condition used in this study, but can be developed to a general value by the following logic.
【００６９】アイイーイーイー トランザクション オン
マグネティクス 第31号 ナンバ6の頁2651から頁2656
（IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL.31, NO.6 p.2
651-2626)に記載される(7)式(頁2654に記載)によれば、
磁気ヘッドの周波数特性は、磁極条件が変化しても値fg
(ρ、μ、t)に依存する。ここで、ρは、磁極材料の比
抵抗値、μは、磁極材料の比透磁率、tは、磁極膜厚で
あり fg=ρ/(μ×t2) …(1) の関係がある。この式に１５０ＭＨｚ駆動が可能となる
上記ヘッド条件(磁極条件)を代入すると fg'=50/(1000×2.82)≒0.0064 …(2) となる。従って、磁性膜パターンの条件が変化しても１
５０ＭＨｚ駆動が可能となるヘッド条件は ρ/(μ×t2)>0.0064 …(3) を満足する必要があることが分かる。この式から、t小
の磁極を用いた場合、ρ<５０μΩｃｍの材料を適用で
きることも分かる。IEE Transaction on Magnetics Vol.31 No.6, pages 2651 to 2656
(IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL.31, NO.6 p.2
According to the formula (7) described in (651-2626) (described on page 2654),
The frequency characteristic of the magnetic head is the value fg even if the magnetic pole condition changes.
(ρ, μ, t). Here, ρ is the specific resistance value of the magnetic pole material, μ is the relative magnetic permeability of the magnetic pole material, t is the magnetic pole film thickness, and has a relationship of fg = ρ / (μ × t2) (1). Substituting the above-mentioned head condition (magnetic pole condition) that enables 150 MHz driving into this equation gives fg '= 50 / (1000 × 2.82) ≒ 0.0064 (2). Therefore, even if the condition of the magnetic film pattern changes, 1
It can be seen that the head condition for enabling the 50 MHz drive needs to satisfy ρ / (μ × t2)> 0.0064 (3). From this equation, it is also understood that a material having ρ <50 μΩcm can be applied when a magnetic pole having a small t is used.
【００７０】この式は、上部コアの厚みと下部コアの厚
みが等しい条件のものである。しかし、厚みに差がある
場合、厚い方の膜厚を用いることで上記式が成立するこ
とを確認している。このように、この式は、本発明の構
成をとるすべての磁気ヘッドに適用することが可能とな
る。This equation is based on the condition that the thickness of the upper core is equal to the thickness of the lower core. However, when there is a difference in thickness, it has been confirmed that the above expression is satisfied by using a thicker film thickness. Thus, this equation can be applied to all magnetic heads having the configuration of the present invention.
【００７１】また、１５０ＭＨｚを超える高周波駆動条
件についても図６に示す結果から求めることができる。
すなわち、図から静磁界に対して６５%以上の磁界を発
生できるρの値を読み取り、この値を(2)式に代入する
ことでfg'を求め、この値から(3)式を満足する磁性膜条
件(ρ、μ、t)を得ることができる。Also, high-frequency driving conditions exceeding 150 MHz can be obtained from the results shown in FIG.
That is, the value of ρ capable of generating a magnetic field of 65% or more with respect to the static magnetic field is read from the figure, fg ′ is obtained by substituting this value into equation (2), and this value satisfies equation (3). The magnetic film conditions (ρ, μ, t) can be obtained.
【００７２】特に膜厚を薄くしない限り、１５０ＭＨｚ
の駆動は比抵抗値５０μΩｃｍ以上の材料を用いること
により実現する。比抵抗値５０μΩｃｍ以上の材料は、
これまでに開発が行われている。しかし、この材料を利
用した磁気ディスク装置は実現していない。この理由
は、高周波駆動が装置の高密度化と共に進められている
ためである。Unless the film thickness is particularly reduced, 150 MHz
Is realized by using a material having a specific resistance value of 50 μΩcm or more. Materials with a specific resistance value of 50 μΩcm or more
It has been developed so far. However, a magnetic disk drive using this material has not been realized. The reason for this is that high-frequency driving is being promoted with the increase in the density of the device.
【００７３】すなわち、駆動周波数の向上によって摺動
方向（円周方向）に高密度化が進んでもデータがシリア
ル化するだけで、アクセス時間が増大（リールメモリ状
となる）してしまう。このため、磁気ディスクの特徴で
あるランダムアクセス性に支障が生じる。このため、高
密度化には、摺動方向と共に磁極幅を狭めることによる
トラック幅方向への高密度化も必要になる。That is, even if the density is increased in the sliding direction (circumferential direction) due to the improvement of the driving frequency, the access time is increased (it becomes a reel memory type) only by serializing the data. For this reason, the random access characteristic which is a feature of the magnetic disk is affected. Therefore, in order to increase the density, it is necessary to increase the density in the track width direction by reducing the magnetic pole width together with the sliding direction.
【００７４】比抵抗が高く、電解めっき法にてパターン
形成できる膜は、磁歪定数が高く、微細なパターンを形
成する際にマスク材に亀裂が生じ易い欠点がある。ま
た、更に比抵抗が高いアモルファスや酸化膜等をサンド
イッチした多層膜膜は、電解めっき法によるパターン形
成ができない欠点がある。このため、狭い磁極幅を実現
することができない欠点がある。このため、高周波化と
高密度化を共立することはできない。この理由から高電
気抵抗の材料を利用した１５０MHz駆動の磁気ヘッド並
びに同磁気ヘッドを適用した磁気ディスク装置は実現し
ていない。A film having a high specific resistance and capable of forming a pattern by the electrolytic plating method has a high magnetostriction constant and has a defect that a crack is easily generated in a mask material when a fine pattern is formed. Further, a multilayer film in which an amorphous or oxide film having a higher specific resistance is sandwiched has a drawback that a pattern cannot be formed by electrolytic plating. Therefore, there is a disadvantage that a narrow magnetic pole width cannot be realized. For this reason, high frequency and high density cannot be achieved at the same time. For this reason, a magnetic head driven at 150 MHz using a material having a high electric resistance and a magnetic disk drive using the magnetic head have not been realized.
【００７５】本発明で基本とする磁気ヘッド構造におい
て、特に第１及び第４の磁性膜パターンの材料、構造に
上記第(3)式を満足する条件を適用することにより、初
めて１５０MHz以上の周波数で駆動する磁気ヘッド並び
に同磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置を実現するこ
とが出来る。この知見は、従来までに開示されておら
ず、図５並びに図６の結果をもって初めて明らかとなっ
たものである。In the magnetic head structure based on the present invention, by applying the conditions satisfying the above formula (3) to the materials and structures of the first and fourth magnetic film patterns in particular, the frequency of 150 MHz or more can be obtained for the first time. And a magnetic disk drive using the magnetic head. This finding has not been disclosed until now and has only become apparent for the first time based on the results shown in FIGS.
【００７６】ところで、図５に示した結果は、第３の磁
性膜パターンの比抵抗の値に影響しなかった。これは、
本実施例で述べた第３の磁性膜パターンの体積が第１の
磁性膜パターンおよび第４の磁性膜パターンの体積に比
べ、小さい場合に限った現象であった。Incidentally, the result shown in FIG. 5 did not affect the value of the specific resistance of the third magnetic film pattern. this is,
This is a phenomenon limited to the case where the volume of the third magnetic film pattern described in the present embodiment is smaller than the volumes of the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern.
【００７７】図９は、図５と同じ周波数特性であるが、
第３の磁性膜パターンの体積と第１及び第４の磁性膜パ
ターンの体積の比をパラメータにしている。図から、体
積比が１に近付く程、周波数特性が劣化するのが分かる
（体積比１とは、単純に膜厚が等しいパターンが重なっ
た状態を意味する）。この結果をまとめたのが図１０
（図６と同じ表示をしている）である。図１０から、発
生磁界が静磁界に対して６５％以上となる周波数の上限
は、体積比を小さくする程、向上するが、飽和傾向にあ
ることが分かる。そして、第３の磁性膜パターンの体積
を第１及び第４の磁性膜パターンの体積の１０￣4以下
に設定すれば、概ね第３の磁性膜パターンの存在を無視
できることが分かる。そこで、本発明では、第３の磁性
膜パターンの体積をこの範囲内に規定した。FIG. 9 shows the same frequency characteristics as FIG.
The ratio of the volume of the third magnetic film pattern to the volume of the first and fourth magnetic film patterns is used as a parameter. From the figure, it can be seen that as the volume ratio approaches 1, the frequency characteristics deteriorate (the volume ratio 1 simply means that the patterns with the same film thickness overlap). FIG. 10 summarizes the results.
(The display is the same as in FIG. 6). From FIG. 10, it can be seen that the upper limit of the frequency at which the generated magnetic field is 65% or more of the static magnetic field increases as the volume ratio decreases, but tends to be saturated. Then, by setting the volume of the third magnetic layer pattern volume 10 4 to below the first and fourth magnetic film pattern, generally it can be seen that negligible presence of a third magnetic layer pattern. Therefore, in the present invention, the volume of the third magnetic film pattern is defined within this range.
【００７８】第３の磁性膜パターンとしては、書き込み
用の強磁界を発生させる必要から他の材料条件も必要で
あった。図８は、第３の磁性膜パターンの飽和磁束密度
Ｂｓ（ここでは第２の磁性膜パターンのＢｓも同じとし
た）と発生磁界強度の関係を求めたものである。パラメ
ータとして第１及び第４の磁性膜パターンのＢｓを変え
た結果を示す。結果から、第３の磁性膜パターンのＢｓ
を高めるほど強磁界が発生することが分かる。一般に高
密度記録には保磁力の高い媒体が適することが知られて
おり、保磁力が高い媒体ほど書き込みに強磁界が必要と
なることが知られている。これらから、第３の磁性膜パ
ターンに高Ｂｓの材料を選択する必要性を理解出来る。As the third magnetic film pattern, other material conditions were necessary because a strong magnetic field for writing was required to be generated. FIG. 8 shows the relationship between the saturation magnetic flux density Bs of the third magnetic film pattern (here, Bs of the second magnetic film pattern is also the same) and the intensity of the generated magnetic field. The result of changing Bs of the first and fourth magnetic film patterns as a parameter is shown. The results show that Bs of the third magnetic film pattern
It can be seen that a stronger magnetic field is generated as the value is increased. It is generally known that a medium having a high coercive force is suitable for high-density recording, and it is known that a medium having a higher coercive force requires a stronger magnetic field for writing. From these, it can be understood that it is necessary to select a material having a high Bs for the third magnetic film pattern.
【００７９】しかし、むやみに第３の磁性膜パターンの
Ｂｓを高めても分解能の高い書き込みは実現しなかっ
た。この理由は、磁界勾配が劣化するためであることが
分かった。図８に磁界勾配を求めた結果を合わせて示
す。図から、磁界勾配が高く（規格値０．９以上）分解
能の高い記録ができたＢｓの範囲(実験結果;30dBのオー
バライト特性が得られた範囲)は、第１及び第４の磁性
膜パターンのＢｓが１Ｔの場合、第３の磁性膜パターン
のＢｓ値が１Ｔから１．７Ｔの範囲、第１及び第４の磁
性膜パターンのＢｓが１．３Ｔの場合、第３の磁性膜パ
ターンのＢｓ値が１．２Ｔから２．３Ｔの範囲であっ
た。However, even if Bs of the third magnetic film pattern was increased unnecessarily, writing with high resolution was not realized. It has been found that the reason is that the magnetic field gradient is deteriorated. FIG. 8 also shows the result of obtaining the magnetic field gradient. From the figure, the range of Bs where the magnetic field gradient was high (standard value 0.9 or more) and high resolution recording was possible (experimental result; range where 30 dB overwrite characteristics were obtained) was the first and fourth magnetic films. When the Bs of the pattern is 1T, the Bs value of the third magnetic film pattern is in the range of 1T to 1.7T, and when the Bs of the first and fourth magnetic film patterns is 1.3T, the third magnetic film pattern Was in the range of 1.2T to 2.3T.
【００８０】この範囲は、磁気ヘッドの磁路を考えると
一般的な関係式にまとめることが出来る。図７に示す磁
気ヘッドの断面をおいて磁束は第１の磁性膜パターン２
５から第２の磁性膜パターン３２そして第３の磁性膜パ
ターン３３から第４の磁性膜パターン２７に流れる。各
磁路を流れる磁束のトラック幅方向の単位長さ当たりの
量は、磁路の厚みｔ（磁極厚）とＢｓの積から近似的に
求めることが出来る。したがって、第１の磁性膜パター
ンと第４の磁性膜パターンのＢｓとｔが等しければ、共
にＢｓ1×ｔに比例した磁束が流れる。この磁束が第２
の磁性膜パターンと第３の磁性膜パターンに全て流れる
のは、図７に示すデップス長Ｄｇ（第１の磁性膜パター
ンと第２の磁性膜パターンとの重なり長さ、あるいは第
４の磁性膜パターンと第３の磁性膜パターンとの重なり
長さ）とＢｓ2との積が等しい場合であることが理解さ
れる。This range can be summarized in a general relational expression considering the magnetic path of the magnetic head. In the cross section of the magnetic head shown in FIG.
5 to the second magnetic film pattern 32 and from the third magnetic film pattern 33 to the fourth magnetic film pattern 27. The amount of magnetic flux flowing through each magnetic path per unit length in the track width direction can be approximately determined from the product of the magnetic path thickness t (magnetic pole thickness) and Bs. Therefore, if Bs and t of the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern are equal, a magnetic flux proportional to Bs1 × t flows. This magnetic flux is
The flow through the magnetic film pattern and the third magnetic film pattern is caused by the depth length Dg (the overlapping length of the first magnetic film pattern and the second magnetic film pattern, or the fourth magnetic film pattern) shown in FIG. It is understood that the product of the overlap length of the pattern and the third magnetic film pattern) and Bs2 are equal.
【００８１】ここで、第３の磁性膜パターンは、第２の
磁性膜パターンに対して流出端側に位置するため、ここ
からの磁界が最も記録状態に影響を与える。したがっ
て、第３の磁性膜パターンの条件について以下述べる。Here, since the third magnetic film pattern is located on the outflow end side with respect to the second magnetic film pattern, the magnetic field therefrom most affects the recording state. Therefore, the conditions of the third magnetic film pattern will be described below.
【００８２】本実施例の場合、Ｄｇ＝２μｍ、ｔ＝２．
８μｍに固定したため、第１および第４の磁性膜パター
ンのＢｓ1を１Ｔとした場合、第３の磁性膜パターンの
Ｂｓ2を約１．４Ｔにすることで、この関係を満足させ
る。この条件から離れるほど、第３の磁性膜パターンで
磁束の不足、あるいは過多（磁極の飽和）が生じる。こ
のため、磁界分布が劣化する。In the case of the present embodiment, Dg = 2 μm, t = 2.
Since Bs1 of the first and fourth magnetic film patterns is set to 1T because this is fixed at 8 μm, Bs2 of the third magnetic film pattern is set to about 1.4T to satisfy this relationship. The further away from this condition, the insufficient or excessive magnetic flux (saturation of the magnetic pole) occurs in the third magnetic film pattern. For this reason, the magnetic field distribution deteriorates.
【００８３】従って、良好な磁界分布を得るための範囲
は、Ｂｓ1、ｔ、Ｄｇ、Ｂｓ2の値を用いて記述出来る。
まず、上記の良好な磁界分布が得られる範囲についてＢ
ｓ1×ｔ、Ｄｇ×Ｂｓ2を計算してみると、 Ｂｓ1×ｔ＝２．８の場合 Ｄｇ×Ｂｓ2＝２から３．４ Ｂｓ1×ｔ＝３．６４の場合 Ｄｇ×Ｂｓ2＝２．４から４．６ の範囲であることが分かる。ここでＢｓ1×ｔ／Ｄｇ×
Ｂｓ2を用いて上記範囲を記述すると、良好な磁界勾配
が得られる範囲は、 ０．８＜Ｂｓ1×ｔ／Ｄｇ×Ｂｓ2＜１．５ …（4) となる。この条件を満足させることにより、本発明の磁
気ヘッド構造にて高分解能の記録を実現出来る。Therefore, the range for obtaining a good magnetic field distribution can be described using the values of Bs1, t, Dg, and Bs2.
First, in the range where the above-mentioned good magnetic field distribution is obtained, B
When s1 × t and Dg × Bs2 are calculated, when Bs1 × t = 2.8, Dg × Bs2 = 2 to 3.4 Bs1 × t = 3.64, Dg × Bs2 = 2.4 to 4 .6. Where Bs1 × t / Dg ×
If the above range is described using Bs2, the range where a good magnetic field gradient can be obtained is 0.8 <Bs1 × t / Dg × Bs2 <1.5 (4). By satisfying this condition, high-resolution recording can be realized with the magnetic head structure of the present invention.
【００８４】以上、本発明の磁気ヘッドの特徴を簡単に
整理すると、第１および第４の磁性膜パターンの比抵抗
は、第３の磁性膜パターンに比べ一般に高くなる。ま
た、第１の磁性膜パターンの体積は、第３の磁性膜パタ
ーンのいずれよりも大きくなる。さらに、磁極構造は
（４）式を満足させる必要がある。As described above, when the features of the magnetic head of the present invention are simply arranged, the specific resistance of the first and fourth magnetic film patterns is generally higher than that of the third magnetic film pattern. Further, the volume of the first magnetic film pattern is larger than any of the third magnetic film patterns. Further, the magnetic pole structure needs to satisfy the expression (4).
【００８５】次に本発明で請求する磁気ヘッドの別の特
徴を以下に述べる。図４は、第４の磁性膜パターン２７
と他の磁性膜パターン２５、３２、３３との関係を模式
的に示したものである。図（ａ）の例では、第４の磁性
膜パターン２７の形状が家型に近く、この形は従来の磁
気ヘッドの上部コアの形と一致する。この形において
は、磁気的ギャップの断面に露出する第２の磁性膜パタ
ーン３２と第３の磁性膜パターン３３の面積は、同じく
露出する第４の磁性膜パターン２７の面積に比べ狭くな
ることは明白である。Next, another feature of the magnetic head claimed in the present invention will be described below. FIG. 4 shows a fourth magnetic film pattern 27.
FIG. 6 schematically shows the relationship between the magnetic film patterns 25, 32, and 33. In the example of FIG. 7A, the shape of the fourth magnetic film pattern 27 is close to a house shape, and this shape matches the shape of the upper core of the conventional magnetic head. In this form, the area of the second magnetic film pattern 32 and the third magnetic film pattern 33 exposed on the cross section of the magnetic gap may be smaller than the area of the fourth magnetic film pattern 27 also exposed. It is obvious.
【００８６】この構造は、一般的な媒体を用いた場合、
良好な記録動作を実現することができた。しかし、保磁
力が特に小さい媒体には、不向きであることが分かっ
た。原因は、図に示す領域５１からの磁界により記録動
作が行われてしまうためである（第４の磁性膜パターン
２７から第１の磁性膜パターン２５へ漏洩する微弱磁界
によって書き込みが起こる）。図（ａ）から明らかなよ
うに、第４の磁性膜パターン２７の幅は（媒体面に接近
する断面から見て）、広いため、書き込み動作が起こる
と隣接する情報を消失させることとなる。This structure can be obtained by using a general medium.
A good recording operation could be realized. However, it was found that it was not suitable for a medium having a particularly small coercive force. The cause is that the recording operation is performed by the magnetic field from the area 51 shown in the drawing (writing occurs due to the weak magnetic field leaking from the fourth magnetic film pattern 27 to the first magnetic film pattern 25). As is clear from FIG. 7A, the width of the fourth magnetic film pattern 27 is large (as viewed from the cross section close to the medium surface), so that when a write operation occurs, adjacent information is lost.
【００８７】そこで本発明では、図（ｂ）に示すように
第４の磁性膜パターン２７の形状に変更を加えた。具体
的には、摺動面に接近する側の端部に曲率をもたせるこ
とで摺動面に第４の磁性膜パターンのエッジ（角）が現
れないようにした。エッジは、磁荷が集中しやすく、必
然的にここからの漏洩磁界は強くなる。図に示すように
第４の磁性膜パターン２７に曲率をもたせれば、磁荷の
集中はなく、上記で問題となった隣接トラックへの書き
込み誤動作は起きない。この場合、摺動面から見て第４
の磁性膜パターン２７の面積は第２および第３の磁性膜
パターンの面積に比べ狭くすることもできる。また、図
（ｃ）に示すように第４の磁性膜パターン２７の端部を
αだけ摺動面から後退させることで、摺動面に露出させ
ない形状においても同様の効果が得られた。これは、媒
体面に対して第４の磁性膜パターンのエッジが遠くなる
ことにより書き込み動作が行われなくなるためと理解で
きる。Therefore, in the present invention, the shape of the fourth magnetic film pattern 27 is changed as shown in FIG. Specifically, the edge (corner) of the fourth magnetic film pattern was prevented from appearing on the sliding surface by giving a curvature to the end portion on the side approaching the sliding surface. At the edge, magnetic charges are easily concentrated, and the leakage magnetic field from the edge is inevitably increased. As shown in the figure, if the fourth magnetic film pattern 27 has a curvature, there is no concentration of magnetic charges, and the writing error to the adjacent track, which has been a problem, does not occur. In this case, when viewed from the sliding surface, the fourth
The area of the magnetic film pattern 27 can be smaller than the areas of the second and third magnetic film patterns. Further, as shown in FIG. 9C, by retreating the end of the fourth magnetic film pattern 27 from the sliding surface by α, the same effect was obtained even in a shape not exposed on the sliding surface. This can be understood from the fact that the writing operation is not performed because the edge of the fourth magnetic film pattern is far from the medium surface.
【００８８】以上の実施例は第４の磁性膜パターンにつ
いてのみ行ったが、第１の磁性膜パターンについても、
変更は可能であることは言うまでもない。しかし、第４
の磁性膜パターンをあえて変更しなくても、第４の磁性
膜パターンの形状を変更することで対向磁極間距離（図
（ａ）に示した領域５１における磁極間距離）を広げる
ことができ、この効果から隣接トラックに漏洩磁界が影
響しなくなる。Although the above embodiment was performed only for the fourth magnetic film pattern, the first magnetic film pattern
It goes without saying that changes are possible. But the fourth
By changing the shape of the fourth magnetic film pattern, the distance between the opposing magnetic poles (the distance between the magnetic poles in the region 51 shown in FIG. 5A) can be increased without changing the magnetic film pattern. Due to this effect, the leakage magnetic field does not affect the adjacent track.
【００８９】次に、図３を用いて第２の磁性膜パターン
と第３の磁性膜パターンに接する単一構造からなる非磁
性膜を設けた（本発明の）磁気ヘッドを作製する方法に
ついて述べる。図に沿って順に工程を述べる。Next, a method for manufacturing a magnetic head (of the present invention) having a nonmagnetic film having a single structure in contact with the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern will be described with reference to FIG. . The steps will be described in order along the figure.
【００９０】図（ａ）は、下地構造の上に下部コアを構
成する第１の磁性層２５を積層した後、第２の磁性膜パ
ターンと第３の磁性膜パターンの形状を決めるフレーム
パターン７１−１を形成した状態を示す。この際、バッ
クコンタクトパターンを同時に形成するためには、フレ
ーム７１−２を形成する。これらフレームパターン７１
−１、７１−２は、レジスト等の高分子樹脂ないしは酸
化珪素等である。フレームパターンの断面は垂直であ
り、かつ微細である必要がある。この理由から一旦、薄
膜のレジストパターンを形成し、それを無機物の膜膜に
転写した後、同薄膜パターンをマスクにして下地層の高
分子樹脂等をエッチングする。このエッチングには、酸
素、フッ素ガス等を用いた異方性エッチングが適する
（半導体素子作製に用いられる多層プロセスが適す
る）。FIG. 9A shows a frame pattern 71 which determines the shapes of a second magnetic film pattern and a third magnetic film pattern after a first magnetic layer 25 constituting a lower core is laminated on a base structure. -1 is shown. At this time, a frame 71-2 is formed to simultaneously form the back contact pattern. These frame patterns 71
Reference numerals -1 and 71-2 denote a polymer resin such as a resist or silicon oxide. The cross section of the frame pattern needs to be vertical and fine. For this reason, a thin-film resist pattern is once formed, transferred to an inorganic film, and then the polymer resin or the like of the underlying layer is etched using the thin-film pattern as a mask. Anisotropic etching using oxygen, fluorine gas, or the like is suitable for this etching (a multilayer process used for manufacturing a semiconductor element is suitable).
【００９１】この後、（ｂ）に示すように第２の磁性
膜、記録ギャップを形成する非磁性の導電性膜（具体的
にはＣｕ、Ｔａ等）、第３の磁性膜を積層する。この成
膜には電解めっき法（あるいは無電解めっき法）を用い
る。この後、フレーム７１−１、７１−２を少なくとも
カバーする領域にレジストパターン７２−１、７２−２
を重ねる。Thereafter, a second magnetic film, a nonmagnetic conductive film (specifically, Cu, Ta, etc.) for forming a recording gap, and a third magnetic film are laminated as shown in FIG. For this film formation, an electrolytic plating method (or an electroless plating method) is used. After that, the resist patterns 72-1 and 72-2 are provided at least in the area covering the frames 71-1 and 71-2.
Layer.
【００９２】上記パターンを形成した後、レジストパタ
ーンによってカバーされない領域をウエット法にて除去
する。しかる後、（ｃ）に示すようにフレームおよびレ
ジストパターンを除去することで、第２の磁性膜パター
ン３２、磁気的ギャップ１０、第３の磁性膜パターン３
３および磁路材４１、４２、磁気的ギャップ４０を形成
できる。After the pattern is formed, a region not covered by the resist pattern is removed by a wet method. Thereafter, the frame and the resist pattern are removed as shown in (c), whereby the second magnetic film pattern 32, the magnetic gap 10, and the third magnetic film pattern 3 are removed.
3, the magnetic path members 41 and 42, and the magnetic gap 40 can be formed.
【００９３】ここで、上記第２の磁性膜パターンと第３
の磁性膜パターンの２次元的形状は等しくなる。この
際、パターン形成が一度で済むため、効率が良い。Here, the second magnetic film pattern and the third
Have the same two-dimensional shape. In this case, the pattern formation is completed only once, so that the efficiency is high.
【００９４】この後、（ｄ）に示すようにアルミナ膜等
から構成される絶縁層３１を第１の磁性膜パターンの全
域を被って被着した。その後、第３の磁性膜パターン３
３と磁路材４２（バックコンタクト）の表面を露出させ
た。この処理には、表面を機械的に研磨する方法や半導
体素子等の作製に使われる平坦化プロセス（樹脂を厚く
塗布し、段差を平滑化する。その後、平滑面を維持しな
がら乾式エッチング法にて所望の厚みまでエッチングを
進行させる。樹脂と突起部のエッチングスピードを１：
１に保つことで平滑面上に突起部の一部を露出させる方
法）を用いた。いずれも、単一の工程で絶縁層の選択的
な除去ができるため、生産性に優れ、かつ製造装置のコ
ストを低くすることができる。Thereafter, as shown in FIG. 4D, an insulating layer 31 made of an alumina film or the like was applied over the entire area of the first magnetic film pattern. Then, the third magnetic film pattern 3
3 and the surface of the magnetic path member 42 (back contact) were exposed. For this treatment, the surface is mechanically polished or a flattening process used for manufacturing a semiconductor element or the like (a thick resin is applied to smooth the steps. Then, dry etching is performed while maintaining a smooth surface. The etching speed of the resin and the projections is set to 1:
1 to expose a part of the protrusion on the smooth surface). In any case, since the insulating layer can be selectively removed in a single step, the productivity is excellent and the cost of the manufacturing apparatus can be reduced.
【００９５】この後、（ｅ）に示すようにコイル２６を
形成した後、絶縁層３８を形成した。絶縁層３８は、第
３の磁性膜パターンに向かってテーパを有する。また、
バックコンタクト部（磁路材４２の表面を露出させるた
め）及びコイル２６と電極とのコンタクト部に開口部３
４を形成した。Then, after forming the coil 26 as shown in (e), the insulating layer 38 was formed. The insulating layer 38 has a taper toward the third magnetic film pattern. Also,
An opening 3 is formed in the back contact portion (to expose the surface of the magnetic path member 42) and the contact portion between the coil 26 and the electrode.
4 was formed.
【００９６】この後、第４の磁性膜パターン２７を形成
した。形成にはイオンミリング法ないしはリフトオフ法
を用いた。Thereafter, a fourth magnetic film pattern 27 was formed. The ion milling method or the lift-off method was used for the formation.
【００９７】この後、コンタクトホール３４に電極をつ
なぐことで磁気ヘッドの主要部（書き込み部のみ）の製
造を終了した。Thereafter, by connecting electrodes to the contact holes 34, the manufacture of the main portion (only the write portion) of the magnetic head was completed.
【００９８】以上述べた工程により、図１に示した磁極
構造を形成できる。同磁気ヘッドをアルミナとチタンカ
ーバイドとの焼結体を機械加工したウエハ上に形成する
ことで磁気ヘッドスライダーを製造した。By the steps described above, the magnetic pole structure shown in FIG. 1 can be formed. The magnetic head slider was manufactured by forming the magnetic head on a machined wafer of a sintered body of alumina and titanium carbide.
【００９９】なお、（ｃ）の構造は、第３の磁性膜パタ
ーンを電解めっき法にて形成した後、同パターンをマス
クにエッチングしても形成は可能である。このエッチン
グにはイオンミリング法が適す。また、この方法にて磁
気ギャップと第２の磁性膜パターンを形成するために
は、あらかじめ、第３の磁性膜パターン下に、アルミナ
膜等の絶縁膜（記録ギャップを構成する）と磁性膜を積
層しておく必要があることは言うまでもない。また、こ
の磁性膜が、更に下に位置する第１の磁性膜パターンと
同じ材料であっても支障はない。これは、第３の磁性膜
パターンが第２の磁性膜パターンに対して流出端側に位
置することが条件である。The structure (c) can also be formed by forming a third magnetic film pattern by an electrolytic plating method and then etching using the pattern as a mask. The ion milling method is suitable for this etching. Further, in order to form the magnetic gap and the second magnetic film pattern by this method, an insulating film (constituting a recording gap) such as an alumina film and a magnetic film are previously formed under the third magnetic film pattern. Needless to say, it is necessary to stack them. Further, there is no problem even if this magnetic film is made of the same material as the first magnetic film pattern located further below. This is based on the condition that the third magnetic film pattern is located on the outflow end side with respect to the second magnetic film pattern.
【０１００】上記工程から形成した本発明の磁気ヘッド
を図１３に示すようにサスペンション部材７に取付け
た。サスペンション部材７の先端に取付けられた磁気ヘ
ッド２を記録媒体１１上の任意の場所に位置決めするた
め、ロータリアクチュエータ３を用いた。ロータリアク
チュエータ３とサスペンション部材７を結合するために
用いた。このアーム４の存在は、２．５インチ以下の記
録装置では不要となる。The magnetic head of the present invention formed from the above steps was mounted on the suspension member 7 as shown in FIG. The rotary actuator 3 was used to position the magnetic head 2 attached to the tip of the suspension member 7 at an arbitrary position on the recording medium 11. It was used to connect the rotary actuator 3 and the suspension member 7. The presence of the arm 4 becomes unnecessary in a recording apparatus of 2.5 inches or less.
【０１０１】上記構造の磁気ヘッドを搭載した磁気記録
装置は、摺動面側に高硬度のアルミナ膜等が露出するた
め、極めて信頼性の高い装置となる。また、磁気ヘッド
を構成する書き込み部のトラック幅（磁極幅）は、第３
の磁性膜パターン幅で決まり、同パターンは電解めっき
法による形成が可能であるため、１μｍ以下の狭トラッ
ク対応の磁気記録装置を容易に製造できる。The magnetic recording apparatus equipped with the magnetic head having the above-mentioned structure has a very high reliability because a high-hardness alumina film or the like is exposed on the sliding surface side. Further, the track width (magnetic pole width) of the writing section constituting the magnetic head is 3rd.
And the pattern can be formed by the electrolytic plating method, so that a magnetic recording apparatus for a narrow track of 1 μm or less can be easily manufactured.
【０１０２】また、第１の磁性膜パターンおよび第４の
磁性膜パターンに比抵抗の高い材料を適用することで１
５０ＭＨｚ以上の周波数で駆動する磁気ヘッドを実現で
きる。以上の効果から、従来不可能と考えられていた高
速かつ、高密度（１０Ｇｂ／ｉｎ2以上）の磁気記録装
置を実現出来る。これは、絶縁膜構造の最適化と磁性膜
パターンの最適化等によって成された成果である。この
特徴を有する本発明の磁気記録装置（磁気ヘッド）は、
複雑な製造手段が不要であり、安価に製造することがで
きる。Also, by applying a material having high specific resistance to the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern,
A magnetic head driven at a frequency of 50 MHz or more can be realized. From the above effects, it is possible to realize a high-speed and high-density (10 Gb / in 2 or more) magnetic recording device which was conventionally considered impossible. This is a result achieved by optimizing the insulating film structure and optimizing the magnetic film pattern. The magnetic recording device (magnetic head) of the present invention having this feature is:
No complicated manufacturing means is required, and it can be manufactured at low cost.
【図１】本発明の磁気ヘッドを示す概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a magnetic head of the present invention.
【図２】従来技術による磁気ヘッドを示す概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a magnetic head according to the related art.
【図３】本発明の磁気ヘッドの製造方法を示す工程図。FIG. 3 is a process chart showing a method for manufacturing a magnetic head according to the present invention.
【図４】本発明の一部を構成する磁性膜パターンの形状
を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a shape of a magnetic film pattern constituting a part of the present invention.
【図５】第１及び第４の磁性膜パターンの比抵抗を変化
させた場合の周波数特性図。FIG. 5 is a frequency characteristic diagram when the specific resistance of the first and fourth magnetic film patterns is changed.
【図６】コア部分の比抵抗と駆動周波数の上限との関係
を示す線図。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a specific resistance of a core portion and an upper limit of a driving frequency.
【図７】本発明の磁気ヘッドの断面構造図。FIG. 7 is a sectional structural view of a magnetic head according to the present invention.
【図８】磁極条件と磁界強度の関係及び磁界勾配の関係
を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a magnetic pole condition, a magnetic field strength, and a magnetic field gradient.
【図９】第３の磁性膜パターンの体積と周波数特性の関
係を示す線図。FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the volume and frequency characteristics of a third magnetic film pattern.
【図１０】第３の磁性膜パターンの体積と書き込み可能
な周波数の上限との関係を示す線図。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the volume of a third magnetic film pattern and the upper limit of a writable frequency.
【図１１】従来構造の磁気ヘッド（その１）を示す概念
図。FIG. 11 is a conceptual diagram showing a magnetic head (1) having a conventional structure.
【図１２】従来構造の磁気ヘッド（その２）を示す概念
図。FIG. 12 is a conceptual diagram showing a magnetic head (part 2) having a conventional structure.
【図１３】本発明の磁気記録装置を示す概念図。FIG. 13 is a conceptual diagram showing a magnetic recording device of the present invention.
２…磁気ヘッド、３…ロータリアクチュエータ、４…ア
ーム、７…サスペンション、２１…記録部（書き込み
部）、２２…読み出し部（再生部）２６…コイル、２３
…磁気抵抗効果素子、２７…第４の磁性膜パターンない
しは上部磁極、２５…第１の磁性膜パターンないしは下
部磁極（シールド層兼用）、２８…シールド層、２４…
下地層、２９、３０…電極、１０…磁気ギャップ（記録
ギャップ）、３２…第２の磁性膜パターン、３３…第３
の磁性膜パターン、４１、４２…磁路材、３８…絶縁
層、７１…フレームパターン、７２…レジストパター
ン、３１…非磁性絶縁膜、５１…漏洩磁界発生領域、６
２…磁気ヘッドスライダー本体。2 magnetic head, 3 rotary actuator, 4 arm, 7 suspension, 21 recording unit (writing unit), 22 reading unit (reproducing unit) 26 coil, 23
... Magnetoresistance effect element, 27 ... Fourth magnetic film pattern or upper magnetic pole, 25 ... First magnetic film pattern or lower magnetic pole (also used as shield layer), 28 ... Shield layer, 24 ...
Underlayer, 29, 30 ... electrode, 10 ... magnetic gap (recording gap), 32 ... second magnetic film pattern, 33 ... third
41, 42: magnetic path material, 38: insulating layer, 71: frame pattern, 72: resist pattern, 31: non-magnetic insulating film, 51: leakage magnetic field generation area, 6
2. Magnetic head slider body.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 府山 盛明 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小室 又洋 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 岡田 智弘 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高野 公史 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor, Moriaki Fuyama 1-280, Higashi-Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. Inside Hitachi Central Research Laboratory (72) Inventor Tomohiro Okada 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Kimishi Takano 1-1280 Higashi Koikebo-Kokubunji, Tokyo In the laboratory
Claims (17)
ーンとの間に挟まれたコイル導体と、該第１の磁性膜パ
ターンに対して磁気的に結合した第２の磁性体パターン
と、該第４の磁性膜パターンに対して磁気的に結合した
第３の磁性体パターンと、該第２の磁性膜パターンと第
３の磁性膜パターンとの間に挟まれた磁気的なギャップ
とを有する磁気ヘッドにおいて、上記第２の磁性膜パタ
ーンと第３の磁性膜パターンに接する絶縁性で非磁性の
単一膜が少なくとも第１の磁性膜パターンを被っている
ことを特徴とする磁気ヘッド。1. A coil conductor sandwiched between a first magnetic film pattern and a fourth magnetic film pattern, and a second magnetic material pattern magnetically coupled to the first magnetic film pattern. A third magnetic pattern magnetically coupled to the fourth magnetic film pattern; and a magnetic gap sandwiched between the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern. Wherein the insulating and non-magnetic single film in contact with the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern covers at least the first magnetic film pattern. head.
ないしはダイヤモンド粒子を含む膜であることを特徴と
する請求項１記載の磁気ヘッド。2. The magnetic head according to claim 1, wherein the insulating non-magnetic single film is an alumina film or a film containing diamond particles.
パターンに接する非磁性で絶縁性の単一膜上に、第２の
非磁性で絶縁性の膜を積層し、該第２の非磁性で絶縁性
の膜内にコイル導体を設けたことを特徴とする請求項１
記載の磁気ヘッド。3. A second non-magnetic, insulating film is laminated on a single non-magnetic, insulating film in contact with the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern. 2. A coil conductor is provided in a non-magnetic and insulating film according to claim 1.
The magnetic head as described.
パターンの積層構造から書き込みトラック幅を規定する
磁極部と、上記第１の磁性膜パターンと第４の磁性膜パ
ターンを磁気的に結合するバックコンタクト部とを設け
たことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。4. A magnetic pole portion for defining a write track width based on a laminated structure of the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern, and a magnetic pole portion defining the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern. 2. The magnetic head according to claim 1, further comprising a back contact portion coupled to the magnetic head.
パターンの存在領域外にコイル導体を配置させたことを
特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。5. The magnetic head according to claim 1, wherein a coil conductor is arranged outside a region where the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern exist.
ンの幅を１．０μｍ以下、厚みを１．０μｍ以下にした
ことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。6. The magnetic head according to claim 1, wherein the width of the third magnetic film pattern exposed on the sliding surface is 1.0 μm or less and the thickness is 1.0 μm or less.
第１の磁性膜パターン及び第４の磁性膜パターンの体積
の１０￣4以下であることを特徴とする請求項１記載の
磁気ヘッド。The volume of 7. The said third magnetic film pattern, said first magnetic layer pattern and the magnetic of claim 1, wherein the fourth magnetic layer pattern is 10 4 or less of the volume of head.
膜パターンの比抵抗が上記第３の磁性膜パターンの比抵
抗よりも高いことを特徴とする請求項７記載の磁気ヘッ
ド8. The magnetic head according to claim 7, wherein the specific resistance of the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern is higher than the specific resistance of the third magnetic film pattern.
性膜パターン、上記第３の磁性膜パターン及び上記第４
の磁性膜パターンから構成される磁気ヘッドにおいて、
ヘッド浮上面に露出する上記第２の磁性膜パターンと第
３の磁性膜パターンの面積が、同じく露出する上記第１
及び第４の磁性膜パターンの面積に比べ広いことを特徴
とする請求項１記載の磁気ヘッド。9. The first magnetic film pattern, the second magnetic film pattern, the third magnetic film pattern, and the fourth magnetic film pattern.
In a magnetic head comprising a magnetic film pattern of
The areas of the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern exposed on the head air bearing surface are the same as those of the first magnetic film pattern exposed on the head.
2. The magnetic head according to claim 1, wherein the area is larger than the area of the fourth magnetic film pattern.
度をＢｓ1（Ｔ）、膜厚をｔ（μｍ）とし、上記第３の
磁性膜パターンの飽和磁束密度をＢｓ2（Ｔ）、上記第
３の磁性膜パターンと上記第４の磁性膜パターンとの浮
上方向の重なり長をＤｇ（μｍ）とした場合、０．８＜
Ｂｓ1×ｔ／Ｂｓ2×Ｄｇ＜１．５を満足することを特徴
とする請求項１記載の磁気ヘッド。10. The saturation magnetic flux density of the fourth magnetic film pattern is Bs1 (T), the film thickness is t (μm), the saturation magnetic flux density of the third magnetic film pattern is Bs2 (T), When the overlapping length of the magnetic film pattern No. 3 and the fourth magnetic film pattern in the floating direction is Dg (μm), 0.8 <
2. The magnetic head according to claim 1, wherein Bs1 * t / Bs2 * Dg <1.5 is satisfied.
ターンとの間に挟まれたコイル導体と、該第１の磁性膜
パターンに対して磁気的に結合した第２の磁性体パター
ンと、該第４の磁性膜パターンに対して磁気的に結合し
た第３の磁性体パターンと、該第２の磁性膜パターンと
第３の磁性膜パターンとの間に挟まれた磁気的なギャッ
プとを有する磁気ヘッドにおいて、上記第２の磁性膜パ
ターンが上記第１の磁性膜パターンと同一材料であるこ
とを特徴とする請求項１０記載の磁気ヘッド。11. A coil conductor sandwiched between a first magnetic film pattern and a fourth magnetic film pattern, and a second magnetic material pattern magnetically coupled to the first magnetic film pattern. A third magnetic pattern magnetically coupled to the fourth magnetic film pattern; and a magnetic gap sandwiched between the second magnetic film pattern and the third magnetic film pattern. 11. The magnetic head according to claim 10, wherein the second magnetic film pattern is made of the same material as the first magnetic film pattern.
磁性膜パターンをマスクに上記第１の磁性膜パターンの
一部をエッチングすることにより形成されたことを特徴
とする請求項１０記載の磁気ヘッド。12. The semiconductor device according to claim 10, wherein said second magnetic film pattern is formed by etching a part of said first magnetic film pattern using said third magnetic film pattern as a mask. Magnetic head.
度が上記第２の磁性膜パターンの飽和磁束密度に比べ高
いことを特徴とする請求項１０記載の磁気ヘッド。13. The magnetic head according to claim 10, wherein a saturation magnetic flux density of the third magnetic film pattern is higher than a saturation magnetic flux density of the second magnetic film pattern.
磁性膜パターンに対して媒体の回転方向に対して流出端
側に位置することを特徴とする請求項１３記載の磁気ヘ
ッド。14. The magnetic head according to claim 13, wherein the third magnetic film pattern is located on the outflow end side in the rotation direction of the medium with respect to the second magnetic film pattern.
膜パターンを構成する材料の比抵抗をρ（μΩ-ｃ
ｍ）、５ＭＨｚにおける比透磁率をμ、膜厚をt（μ
ｍ）とした時、ρ/(μ×t2)>0.0064を満足する請求項１
記載の磁気ヘッドを用いたことを特徴とする磁気記録装
置。15. The specific resistance of a material forming the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern is ρ (μΩ-c).
m) The relative magnetic permeability at 5 MHz is μ, and the film thickness is t (μ
m), ρ / (μ × t2)> 0.0064 is satisfied.
A magnetic recording apparatus using the magnetic head according to any one of the preceding claims.
性膜パターンが磁性膜と非磁性膜を積層した多層膜、な
いしは比抵抗５０μΩｃｍ以上の高電気抵抗のアモルフ
ァス合金膜であり、上記第３の磁性膜パターンが比抵抗
２０μΩｃｍ以下のＣｏ−Ｎｉ−Ｆｅを主成分とする合
金膜であることを特徴とする請求項１５記載の磁気記録
装置。16. The method according to claim 16, wherein the first magnetic film pattern and the fourth magnetic film pattern are a multilayer film in which a magnetic film and a non-magnetic film are laminated, or a high electric resistance amorphous alloy film having a specific resistance of 50 μΩcm or more. 16. The magnetic recording apparatus according to claim 15, wherein the magnetic film pattern of No. 3 is an alloy film having a specific resistance of 20 [mu] [Omega] cm or less and containing Co-Ni-Fe as a main component.
ことを特徴とする請求項１５記載の磁気記録装置。17. The magnetic recording apparatus according to claim 15, wherein the magnetic recording apparatus is driven at a driving frequency of 150 MHz or more.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7717397A JPH10269523A (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Magnetic head and magnetic recorder using it |
| US09/048,985 US6091582A (en) | 1997-03-28 | 1998-03-27 | Thin film magnetic recording head with very narrow track width performing high density recording at high driving frequency |
| US09/879,974 US6530141B2 (en) | 1997-03-28 | 2001-06-14 | Method of forming thin film magnetic recording head with narrow track width performing high density recording at high driving frequency |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7717397A JPH10269523A (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Magnetic head and magnetic recorder using it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10269523A true JPH10269523A (en) | 1998-10-09 |
Family
ID=13626414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7717397A Pending JPH10269523A (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Magnetic head and magnetic recorder using it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10269523A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001209910A (en) * | 2000-01-24 | 2001-08-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thin film magnetic head and its manufacturing method |
| US6751053B2 (en) | 2000-04-03 | 2004-06-15 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin-film magnetic head reliably producing fringing flux at gap layer and method for fabricating the same |
| US6768611B2 (en) | 2000-03-09 | 2004-07-27 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin film magnetic head causing appropriately suppressed side fringing and method of manufacturing the same |
| US6791795B2 (en) | 2001-09-10 | 2004-09-14 | Hitachi, Ltd. | Thin film magnetic head having inductive write portion features that provide high recording field strength |
| US7158345B2 (en) | 2000-03-09 | 2007-01-02 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin-film magnetic head appropriately suppressing side fringing and method for fabricating the same |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP7717397A patent/JPH10269523A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001209910A (en) * | 2000-01-24 | 2001-08-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thin film magnetic head and its manufacturing method |
| US6768611B2 (en) | 2000-03-09 | 2004-07-27 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin film magnetic head causing appropriately suppressed side fringing and method of manufacturing the same |
| US7158345B2 (en) | 2000-03-09 | 2007-01-02 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin-film magnetic head appropriately suppressing side fringing and method for fabricating the same |
| US7167340B2 (en) | 2000-03-09 | 2007-01-23 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin-film magnetic head appropriately suppressing side fringing and method for fabricating the same |
| US6751053B2 (en) | 2000-04-03 | 2004-06-15 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin-film magnetic head reliably producing fringing flux at gap layer and method for fabricating the same |
| US6791795B2 (en) | 2001-09-10 | 2004-09-14 | Hitachi, Ltd. | Thin film magnetic head having inductive write portion features that provide high recording field strength |
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