JPH11149621A - Thin film magnetic head and production thereof - Google Patents
Thin film magnetic head and production thereofInfo
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- JPH11149621A JPH11149621A JP9317816A JP31781697A JPH11149621A JP H11149621 A JPH11149621 A JP H11149621A JP 9317816 A JP9317816 A JP 9317816A JP 31781697 A JP31781697 A JP 31781697A JP H11149621 A JPH11149621 A JP H11149621A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッドお
よびその製造方法に関し、特に書込用の誘導型磁気変換
素子と読取用の磁気抵抗再生素子とを積層して構成され
る複合型薄膜磁気ヘッドのうち、書込用の薄膜磁気ヘッ
ドの性能向上を図ろうとするものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin-film magnetic head and a method of manufacturing the same, and more particularly to a composite thin-film magnetic head formed by laminating an inductive magnetic transducer for writing and a magnetoresistive reproducing element for reading. The purpose of the head is to improve the performance of a thin-film magnetic head for writing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ハードディスク装置の面記録密度
の向上に伴い、薄膜磁気ヘッドについてもその性能向上
が求められている。薄膜磁気ヘッドは、書き込みを目的
とする記録ヘッドと読み出しを目的とする再生ヘッドを
積層した構造になっているが、再生ヘッドの性能向上に
関しては、磁気抵抗素子が広く用いられている。このよ
うな磁気抵抗素子としては、異方性磁気抵抗(AMR：Anis
otropic Magneto Resistive)効果を用いたものが従来一
般に使用されてきたが、これよりも抵抗変化率が数倍も
大きな巨大磁気抵抗(GMR：Giant Magneto Resistive)効
果を用いたものも開発されている。本明細書では、これ
ら AMR素子および GMR素子などの磁気抵抗効果を示す素
子を総称して磁気抵抗再生素子またはMR再生素子と称す
ることにする。2. Description of the Related Art In recent years, as the areal recording density of a hard disk device has been improved, the performance of a thin-film magnetic head has also been required to be improved. The thin-film magnetic head has a structure in which a recording head for writing and a reproducing head for reading are stacked, and a magnetoresistive element is widely used for improving the performance of the reproducing head. As such a magnetoresistive element, an anisotropic magnetoresistance (AMR: Anis
Conventionally, the one using the effect of the asymmetric magneto-resistive (GMT) effect has been generally used. However, the one using the giant magneto-resistive (GMR) effect whose resistance change rate is several times larger than this is also being developed. In the present specification, these elements exhibiting the magnetoresistance effect, such as the AMR element and the GMR element, are collectively referred to as a magnetoresistance reproducing element or an MR reproducing element.
【０００３】AMR素子を使用することにより、数ギガビ
ット／インチ2 の面記録密度を実現することができ、ま
た GMR素子を使用することにより、さらに面記録密度を
上げることができる。このように面記録密度を高くする
ことによって、10Ｇバイト以上の大容量のハードディス
ク装置の実現が可能となってきている。このような磁気
抵抗再生素子よりなる再生ヘッドの性能を決定する要因
の一つとして、磁気抵抗再生素子の高さ(MR Height：MR
ハイト) がある。このMRハイトは、端面がエアベアリン
グ面に露出する磁気抵抗再生素子の、エアベアリング面
から測った距離であり、薄膜磁気ヘッドの製造過程にお
いては、エアベアリング面を研磨して形成する際の研磨
量を制御することによって所望のMRハイトを得るように
している。By using an AMR element, a surface recording density of several gigabits / inch 2 can be realized, and by using a GMR element, the surface recording density can be further increased. By increasing the areal recording density in this manner, a hard disk device having a large capacity of 10 Gbytes or more can be realized. One of the factors that determine the performance of a reproducing head including such a magnetoresistive reproducing element is the height (MR Height: MR) of the magnetoresistive reproducing element.
Height). This MR height is the distance measured from the air bearing surface of the magnetoresistive reproducing element whose end surface is exposed to the air bearing surface. In the process of manufacturing a thin-film magnetic head, polishing is performed when the air bearing surface is formed by polishing. The desired MR height is obtained by controlling the amount.
【０００４】一方、再生ヘッドの性能向上に伴って、記
録ヘッドの性能向上も求められている。面記録密度を上
げるには、磁気記録媒体におけるトラック密度を上げる
必要がある。このためには、エアベアリング面における
ライトギャップ（write gap)の幅を数ミクロンからサブ
ミクロンオーダーまで狭くする必要があり、これを達成
するために半導体加工技術が利用されている。On the other hand, as the performance of the reproducing head is improved, the performance of the recording head is also required to be improved. To increase the areal recording density, it is necessary to increase the track density in the magnetic recording medium. For this purpose, it is necessary to reduce the width of a write gap on the air bearing surface from a few microns to a submicron order, and semiconductor processing technology is used to achieve this.
【０００５】書込用薄膜磁気ヘッドの性能を決定する要
因の一つとして、スロートハイト（Throat Height : T
H) がある。このスロートハイトは、エアベアリング面
から薄膜コイルを電気的に分離する絶縁層のエッジまで
の磁極部分の距離であり、この距離をできるだけ短くす
ることが望まれている。このスロートハイトの縮小化も
また、エアベアリング面からの研磨量で決定される。従
って、薄膜磁気記録ヘッドの性能を向上させるために
は、記録ヘッドおよび再生ヘッドをバランス良く形成す
ることが重要である。One of the factors that determine the performance of a thin-film magnetic head for writing is a throat height (T).
H). The throat height is the distance of the magnetic pole portion from the air bearing surface to the edge of the insulating layer that electrically separates the thin-film coil, and it is desired that the distance be as short as possible. This reduction in throat height is also determined by the amount of polishing from the air bearing surface. Therefore, in order to improve the performance of the thin-film magnetic recording head, it is important to form the recording head and the reproducing head in a well-balanced manner.
【０００６】図１〜９に、従来の標準的な薄膜磁気ヘッ
ドの製造要領を工程順に示し、各図において (a)は薄膜
磁気ヘッド全体の断面図、 (b)は磁極部分の断面図であ
る。また図10〜12はそれぞれ、完成した従来の薄膜磁気
ヘッド全体の断面図、磁極部分の断面図および薄膜磁気
ヘッド全体の平面図である。なおこの例で、薄膜磁気ヘ
ッドは、誘導型の書込用薄膜磁気ヘッドおよび読取用の
MR再生素子を積層した複合型のものである。1 to 9 show the steps of manufacturing a conventional standard thin film magnetic head in the order of steps. In each figure, (a) is a sectional view of the entire thin film magnetic head, and (b) is a sectional view of a magnetic pole portion. is there. 10 to 12 are a sectional view of the completed conventional thin film magnetic head, a sectional view of a magnetic pole portion, and a plan view of the entire thin film magnetic head, respectively. In this example, the thin film magnetic head is an inductive type thin film magnetic head for writing and a thin film magnetic head for reading.
This is a composite type in which MR reproducing elements are stacked.
【０００７】まず、図１に示すように、例えばアルティ
ック(AlTiC) からなる基体１の上に例えばアルミナ(Al2
O3) からなる絶縁層２を約５〜10μm の厚みに堆積す
る。ついで、図２に示すように、再生ヘッドのMR再生素
子を外部磁界の影響から保護する磁気シールドを構成す
る下部シールド層３を３μm の厚みで形成する。その
後、図３に示すように、絶縁層４として、アルミナを 1
00〜150 nmの厚みでスパッタ堆積させたのち、MR再生素
子を構成する磁気抵抗効果を有する材料よりなる磁気抵
抗層５を数十nmの厚みに形成し、高精度のマスクアライ
メントで所望の形状とする。続いて、図４に示すよう
に、再度、絶縁層６を形成して、磁気抵抗層５を絶縁層
４，６内に埋設する。First, as shown in FIG. 1, alumina (Al 2 O 3) is formed on a substrate 1 made of, for example, AlTiC (AlTiC).
An insulating layer 2 of O 3 ) is deposited to a thickness of about 5 to 10 μm. Next, as shown in FIG. 2, a lower shield layer 3 constituting a magnetic shield for protecting the MR reproducing element of the reproducing head from the influence of an external magnetic field is formed with a thickness of 3 μm. After that, as shown in FIG.
After being sputter-deposited with a thickness of 00 to 150 nm, a magnetoresistive layer 5 made of a material having a magnetoresistive effect constituting the MR reproducing element is formed to a thickness of several tens of nm, and a desired shape is formed by highly accurate mask alignment. And Subsequently, as shown in FIG. 4, the insulating layer 6 is formed again, and the magnetoresistive layer 5 is embedded in the insulating layers 4 and 6.
【０００８】次に、図５に示すように、パーマロイより
なる磁性層７を３μm の膜厚に形成する。この磁性層７
は、上述した下部シールド層３と共にMR再生素子を磁気
遮蔽する上部シールド層の機能を有するだけでなく、書
込用薄膜磁気ヘッドの下部磁性層としての機能をも有す
るものである。ここでは説明の便宜上、この磁性層７を
書込用磁気ヘッドを構成する一方の磁性層であることに
注目して第１の磁性層と称することにする。Next, as shown in FIG. 5, a magnetic layer 7 of permalloy is formed to a thickness of 3 μm. This magnetic layer 7
Has not only the function of the upper shield layer for magnetically shielding the MR reproducing element together with the lower shield layer 3, but also the function of the lower magnetic layer of the thin-film magnetic head for writing. Here, for convenience of explanation, this magnetic layer 7 is referred to as a first magnetic layer, noting that it is one of the magnetic layers constituting the write magnetic head.
【０００９】ついで、第１の磁性層７の上に、非磁性材
料、例えばアルミナよりなるライトギャップ層８を約20
0 nmの膜厚に形成したのち、例えばパーマロイ（Ni：50
wt％、Fe：50wt％）や窒化鉄（FeN)のような高飽和磁束
密度材料からなる第２の磁性層９を形成し、高精度のマ
スクアライメントで所望の形状とする。所定の形状に成
形された第２の磁性層９は、ポールチップと呼ばれ、こ
の幅Ｗでトラック幅が規定される。この際、下部ポール
（第１の磁性層）と上部ポール（第３の磁性層）を接続
するためのダミーパターン９′を同時に形成すると、機
械的研磨または化学機械的研磨（Chemical Mechanical
Polishing：CMP)後のスルーホールの開口を容易にでき
る。Next, a write gap layer 8 made of a non-magnetic material, for example, alumina is formed on the first magnetic layer 7 by about 20 nm.
After being formed to a thickness of 0 nm, for example, permalloy (Ni: 50
(wt%, Fe: 50 wt%) or a second magnetic layer 9 made of a high saturation magnetic flux density material such as iron nitride (FeN), and is formed into a desired shape by highly accurate mask alignment. The second magnetic layer 9 formed into a predetermined shape is called a pole tip, and the width W defines a track width. At this time, if a dummy pattern 9 ′ for connecting the lower pole (first magnetic layer) and the upper pole (third magnetic layer) is formed simultaneously, mechanical polishing or chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing) is performed.
Polishing: Opening of through holes after CMP) can be facilitated.
【００１０】そして、実効書込トラック幅の広がりを防
止するため、すなわちデータの書込時に、下部ポールに
おいて磁束が広がるのを防止するために、ポールチップ
９の周囲のギャップ層８と下部ポール（第１の磁性層）
７をイオンミリング等のイオンビームエッチングにてエ
ッチングする。その状態を図５(b) に示したが、この構
造をトリム（Trim）といい、この部分が第１の磁性層の
磁極部分となる。In order to prevent the effective write track width from spreading, that is, to prevent the magnetic flux from spreading in the lower pole during data writing, the gap layer 8 around the pole tip 9 and the lower pole ( First magnetic layer)
7 is etched by ion beam etching such as ion milling. This state is shown in FIG. 5 (b), and this structure is called trim, and this portion becomes the magnetic pole portion of the first magnetic layer.
【００１１】次に、図６に示すように、絶縁層である例
えばアルミナ膜10をおよそ３μm の厚みに形成後、全体
を例えばＣＭＰにて平坦化する。その後、電気絶縁性の
フォトレジスト層11を高精度のマスクアライメントで所
定のパターンに形成したのち、このフォトレジスト層11
の上に、例えば銅よりなる第１層目の薄膜コイル12を形
成する。Next, as shown in FIG. 6, after forming an insulating layer, for example, an alumina film 10 to a thickness of about 3 μm, the whole is flattened by, for example, CMP. After that, an electrically insulating photoresist layer 11 is formed into a predetermined pattern by high-precision mask alignment.
A first-layer thin-film coil 12 made of, for example, copper is formed thereon.
【００１２】続いて、図７に示すように、薄膜コイル12
上に再度、高精度のマスクアライメントにより、絶縁性
のフォトレジスト層13を形成後、表面を平坦にするた
め、例えば 250〜300 ℃の温度で焼成する。Subsequently, as shown in FIG.
After the insulating photoresist layer 13 is formed again by high-precision mask alignment, baking is performed at a temperature of, for example, 250 to 300 ° C. to flatten the surface.
【００１３】さらに、図８に示すように、このフォトレ
ジスト層13の平坦化表面の上に、第２層目の薄膜コイル
14を形成する。ついで、この第２層目の薄膜コイル14の
上に高精度マスクアライメントでフォトレジスト層15を
形成した後、再度表面を平坦化するために、例えば 250
°Ｃで焼成する。上述したように、フォトレジスト層1
1, 13および15を高精度のマスクアライメントで形成す
る理由は、フォトレジスト層の磁極部分側の端縁を基準
位置としてスロートハイトやMRハイトを規定しているた
めである。Further, as shown in FIG. 8, on the planarized surface of the photoresist layer 13, a thin film coil of a second layer is formed.
Form 14. Next, after a photoresist layer 15 is formed on the second-layer thin-film coil 14 by high-precision mask alignment, the surface is planarized again by, for example, 250 mm.
Bake at ° C. As described above, the photoresist layer 1
The reason why the mask alignments 1, 13 and 15 are formed with high precision mask alignment is that the throat height and the MR height are defined using the edge on the magnetic pole portion side of the photoresist layer as a reference position.
【００１４】次に、図９に示すように、第２の磁性層
（ポールチップ）９およびフォトレジスト層11, 13およ
び15の上に、例えばパーマロイよりなる第３の磁性層16
を３μm の厚みで所望のパターンに従って選択的に形成
する。この第３の磁性層16は、磁極部分から離れた後方
位置において、ダミーパターン９′を介して第１の磁性
層７と接触し、第１および第２，３の磁性層によって構
成される閉磁路を薄膜コイル12, 14が通り抜ける構造に
なっている。さらに、第３の磁性層16の露出表面の上に
アルミナよりなるオーバーコート層17を堆積する。Next, as shown in FIG. 9, a third magnetic layer 16 made of, for example, permalloy is formed on the second magnetic layer (pole chip) 9 and the photoresist layers 11, 13 and 15.
Is selectively formed in a thickness of 3 μm according to a desired pattern. The third magnetic layer 16 is in contact with the first magnetic layer 7 via the dummy pattern 9 'at a position away from the magnetic pole portion, and is closed by the first and second and third magnetic layers. The structure is such that the thin film coils 12, 14 pass through the path. Further, an overcoat layer 17 made of alumina is deposited on the exposed surface of the third magnetic layer 16.
【００１５】最後に、磁気抵抗層５やギャップ層８を形
成した側面を研磨して、磁気記録媒体と対向するエアベ
アリング面(Air Bearing Surface：ABS)18を形成する。
このエアベアリング面18の形成過程において磁気抵抗層
５も研磨され、MR再生素子19が得られる。このようにし
て上述したスロートハイトTHおよびMRハイトが決定され
る。その様子を図10に示す。実際の薄膜磁気ヘッドにお
いては、薄膜コイル12, 14およびMR再生素子19に対する
電気的接続を行なうためのパッドが形成されているが、
図示は省略してある。Finally, the side surface on which the magnetoresistive layer 5 and the gap layer 8 are formed is polished to form an air bearing surface (ABS) 18 facing the magnetic recording medium.
In the process of forming the air bearing surface 18, the magnetoresistive layer 5 is also polished, and the MR reproducing element 19 is obtained. Thus, the above-described throat height TH and MR height are determined. This is shown in FIG. In an actual thin-film magnetic head, pads for making electrical connection to the thin-film coils 12, 14 and the MR reproducing element 19 are formed.
The illustration is omitted.
【００１６】図10に示したように、薄膜コイル12, 14を
絶縁分離するフォトレジスト層11,13, 15の側面の角部
を結ぶ線分Ｓと第３の磁性層16の上面とのなす角度θ
（ApexAngle ：アペックスアングル) も、上述したスロ
ートハイトTHおよびMRハイトと共に、薄膜磁気ヘッドの
性能を決定する重要なファクタとなっている。As shown in FIG. 10, the line segment S connecting the corners of the side surfaces of the photoresist layers 11, 13 and 15 for insulating and separating the thin film coils 12 and 14 and the upper surface of the third magnetic layer 16 are formed. Angle θ
(ApexAngle) is also an important factor that determines the performance of the thin-film magnetic head, together with the above-described throat height TH and MR height.
【００１７】また、図12に平面で示すように、第２の磁
性層９および第３の磁性層16の磁極部分20の幅Ｗは狭く
なっており、この幅によって磁気記録媒体に記録される
トラックの幅が規定されるので、高い面記録密度を実現
するためには、この幅Ｗをできるだけ狭くする必要があ
る。なお、この図では、図面を簡単にするため、薄膜コ
イル12, 14は同心円状に示してある。Further, as shown in a plane view in FIG. 12, the width W of the magnetic pole portion 20 of the second magnetic layer 9 and the third magnetic layer 16 is narrow, and the width is recorded on the magnetic recording medium by this width. Since the width of the track is defined, it is necessary to reduce the width W as much as possible in order to realize a high areal recording density. In this figure, the thin-film coils 12, 14 are shown concentrically in order to simplify the drawing.
【００１８】さて、従来、薄膜磁気ヘッドの形成におい
て、とくに問題となっていたのは、コイル形成後、フォ
トレジスト絶縁層でカバーされた山状に盛り上がったコ
イル部とくにその傾斜部（Apex）に沿って形成される上
部ポール（ヨークポール）の微細形成の難しさである。
すなわち、従来は、上部ポールを形成する際、約７〜10
μm の高さの山状コイル部の上にパーマロイ等の上部ポ
ール用材料をめっきしたのち、フォトレジストを３〜４
μm の厚みで塗布し、その後フォトリソグラフィー技術
を利用して所定のパターン形成を行っていた。A problem that has conventionally been encountered in the formation of a thin-film magnetic head is that, after the coil is formed, the coil portion, which is raised in a mountain shape and is covered with a photoresist insulating layer, particularly the inclined portion (Apex). This is the difficulty of fine formation of the upper pole (yoke pole) formed along.
That is, conventionally, when forming the upper pole, about 7 to 10
After plating a material for the upper pole such as permalloy on the mountain-shaped coil portion having a height of μm, the photoresist is coated with 3 to 4
It was applied with a thickness of μm, and then a predetermined pattern was formed using photolithography technology.
【００１９】ここに、山状コイル部の上のレジストでパ
ターニングされるレジスト膜厚として、最低３μm が必
要であるとすると、傾斜部の下方には８〜10μm 程度の
厚みのフォトレジストが塗布されることになる。一方、
このような10μm 程度の高低差がある山状コイル部の表
面および平坦面上に形成されたライトギャップ層の上に
形成される上部ポールは、フォトレジスト絶縁層（例え
ば図７の11, 13）のエッジ近傍に記録ヘッドの狭トラッ
クを形成する必要があるため、上部ポールをおよそ１μ
m 幅にパターン形成する必要がある。従って、８〜10μ
m の厚みのフォトレジスト膜で、１μm 幅のパターンを
形成する必要が生じる。Here, assuming that a minimum resist film thickness of 3 μm to be patterned by the resist on the mountain-shaped coil portion is required, a photoresist having a thickness of about 8 to 10 μm is applied below the inclined portion. Will be. on the other hand,
The upper pole formed on the light gap layer formed on the surface and the flat surface of the mountain-shaped coil portion having a height difference of about 10 μm is formed by a photoresist insulating layer (for example, 11 and 13 in FIG. 7). It is necessary to form a narrow track of the recording head near the edge of
The pattern must be formed to a width of m. Therefore, 8-10μ
It becomes necessary to form a pattern having a width of 1 μm with a photoresist film having a thickness of m 2.
【００２０】しかしながら、８〜10μm のように厚いフ
ォトレジスト膜で、１μm 幅程度の狭幅パターンを形成
しようとしても、フォトリソグラフィーの露光時に光の
反射によるパターンくずれ等が発生したり、レジスト厚
みが厚いことに起因して解像度の低下が余儀なくされる
ため、正確に狭トラック形成のトップポールをパターニ
ング形成することは極めて難しかったのである。However, even if an attempt is made to form a narrow pattern having a width of about 1 μm with a photoresist film as thick as 8 to 10 μm, the pattern may be distorted due to light reflection during photolithography exposure, or the resist thickness may be reduced. Since the resolution is inevitably reduced due to the thickness, it has been extremely difficult to accurately pattern and form the top pole for forming the narrow track.
【００２１】そこで、前掲した従来例にも示したとお
り、記録ヘッドの狭トラック幅形成が可能なポールチッ
プでデーターの書き込みを行うものとして、かかるポー
ルチップを形成後、このポールチップに上部ポールを接
続する方式とすることにより、換言すると、トラック幅
を決めるポールチップと磁束を誘導する上部ポールとに
２分割した構造とすることにより、上記の問題が有利に
改善されたのである。Therefore, as shown in the above-mentioned conventional example, it is assumed that data is written by a pole chip capable of forming a narrow track width of a recording head. After forming such a pole chip, an upper pole is attached to the pole chip. The above-described problem has been advantageously improved by adopting a connection system, in other words, by adopting a structure in which a pole tip for determining a track width and an upper pole for inducing magnetic flux are divided into two.
【００２２】[0022]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにして形成された薄膜磁気ヘッド、特に記録ヘッド
には、依然として、以下に述べるような問題が残されて
いた。 (1) スロートハイトTHやMRハイトは、薄膜コイルを絶縁
分離する絶縁層の磁極部分側の端縁を基準として決定さ
れるが、この絶縁層は通常、フォトレジスト有機絶縁層
で形成されることから、熱に弱い。このため、薄膜コイ
ルの形成時に付加される 250℃程度の熱処理によって溶
融し、絶縁層のパターン寸法が変動して、スロートハイ
トTHやMRハイトの寸法が所望の設計値からずれるおそれ
がある。 (2) ポールチップと上部ポールとの接触面積が小さく、
しかも接触部が垂直に接していることもあって、この部
分で磁束が飽和し易く、そのため、十分に満足いくほど
の書き込み特性が得られない。 (3) ポールチップと上部ポールとの位置関係が、フォト
リソグラフィー時のアライメントで決定されるため、エ
アベアリング面から見て片側に大きく位置ずれする場合
があるが、この場合には上部ポールでもデーターの書き
込みを行うケースが生じ、実効トラック幅が広くなるた
め、ハードディスク板で本来データー記録すべきところ
以外のところにも書き込んでしまうという不具合が発生
する。However, the thin-film magnetic head formed as described above, particularly the recording head, still has the following problems. (1) The throat height TH and MR height are determined with reference to the edge of the insulating layer that insulates and separates the thin-film coil on the magnetic pole side, and this insulating layer is usually formed of a photoresist organic insulating layer. From, weak to heat. For this reason, the film is melted by a heat treatment of about 250 ° C. added during the formation of the thin-film coil, the pattern size of the insulating layer fluctuates, and the size of the throat height TH and the MR height may deviate from desired design values. (2) The contact area between the pole tip and the upper pole is small,
In addition, since the contact portions are vertically in contact with each other, the magnetic flux easily saturates in this portion, and therefore, a sufficiently satisfactory writing characteristic cannot be obtained. (3) Since the positional relationship between the pole tip and the upper pole is determined by the alignment during photolithography, there may be a large displacement to one side when viewed from the air bearing surface. In some cases, the effective track width is widened, which causes a problem that data is written on a hard disk other than where data should be recorded.
【００２３】本発明は、上記の問題を有利に解決するも
ので、エアベアリング面に対する位置の基準となる絶縁
層のパターン寸法が、薄膜コイル形成時に付加される 2
50℃程度の熱処理によっても溶融せず、従って所望の設
計値どおりのスロートハイトTHおよびMRハイトを安定し
て得ることができる薄膜磁気ヘッドを、その有利な製造
方法と共に提案することを目的とする。また、この発明
の他の目的は、ポールチップと上部ポールの接触面積を
効果的に拡大して、従来懸念された磁極部分での磁束の
飽和を完全に解消した薄膜磁気ヘッドおよびその製造方
法を提案するものである。さらに、本発明の他の目的
は、実効トラック幅の拡大や歩留りの低下等も併せて解
消した薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提案するこ
とである。またさらに、この発明の他の目的は、薄膜コ
イル高さを有利に低減して記録ヘッドのトラック幅を低
減したり、コイル巻数を効果的に増加することができ
る、薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提案すること
である。The present invention advantageously solves the above problem, and the pattern size of the insulating layer, which is a reference for the position with respect to the air bearing surface, is added when forming the thin film coil.
An object of the present invention is to propose a thin-film magnetic head which does not melt even by a heat treatment at about 50 ° C. and can stably obtain a throat height TH and an MR height according to a desired design value together with an advantageous manufacturing method thereof. . Another object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head and a method of manufacturing the same in which the contact area between the pole tip and the upper pole is effectively enlarged to completely eliminate the magnetic flux saturation at the magnetic pole portion, which has been a concern in the past. It is a suggestion. Still another object of the present invention is to propose a thin-film magnetic head and a method of manufacturing the same, in which the increase in the effective track width and the decrease in the yield are also eliminated. Still another object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head and a method for manufacturing the same, which can advantageously reduce the height of the thin-film coil to reduce the track width of the recording head and effectively increase the number of coil turns. It is to propose.
【００２４】すなわち、本発明の要旨構成は次のとおり
である。 １．磁極部分を有する第１の磁性層と、磁気記録媒体と
対向し、記録トラックの幅を規定する幅を有する磁極部
分を有し、この磁極部分の端面が上記第１の磁性層の磁
極部分の端面と共にエアベアリング面を構成する第２の
磁性層と、この第２の磁性層に、上記第１の磁性層側と
は反対側で接触し、エアベアリング面から離れた後方位
置において第１の磁性層と磁気的に連結された第３の磁
性層と、少なくとも上記エアベアリング面において第１
の磁性層の磁極部分と第２の磁性層の磁極部分との間に
介挿された非磁性材料よりなるギャップ層と、上記エア
ベアリング面において磁気記録媒体に対する書込用の磁
束を発生させるように上記第１の磁性層と第２および第
３の磁性層との間に絶縁層を介して配設された部分を有
する薄膜コイルと、上記第１，第２および第３の磁性
層、ギャップ層、絶縁層および薄膜コイルを支持する基
体とをそなえる薄膜磁気ヘッドであって、上記第１の磁
性層上に、磁極部分側の端縁が、エアベアリング面に対
する基準位置となる部分を少なくとも有する帯状の絶縁
層を設け、少なくともこの絶縁層の表面を上記ギャップ
層を形成する非磁性薄膜層で被覆すると共に、上記帯状
絶縁層の後方領域に上記薄膜コイルを配設したことを特
徴とする薄膜磁気ヘッド。That is, the gist configuration of the present invention is as follows. 1. A first magnetic layer having a magnetic pole portion, and a magnetic pole portion facing the magnetic recording medium and having a width that defines the width of the recording track, and an end face of the magnetic pole portion corresponds to a magnetic pole portion of the first magnetic layer. A second magnetic layer that forms an air bearing surface together with the end surface; and a second magnetic layer that contacts the second magnetic layer on a side opposite to the first magnetic layer side, and a first magnetic layer at a rear position away from the air bearing surface. A third magnetic layer magnetically coupled to the magnetic layer; a first magnetic layer at least on the air bearing surface;
A gap layer made of a non-magnetic material interposed between the magnetic pole portion of the magnetic layer and the magnetic pole portion of the second magnetic layer; and a magnetic flux for writing to a magnetic recording medium on the air bearing surface. A thin-film coil having a portion disposed between the first magnetic layer and the second and third magnetic layers with an insulating layer interposed therebetween, the first, second, and third magnetic layers; What is claimed is: 1. A thin-film magnetic head comprising a layer, an insulating layer, and a base supporting a thin-film coil, wherein said first magnetic layer has at least a portion where an edge on a magnetic pole portion side is a reference position with respect to an air bearing surface. A thin film comprising: a band-shaped insulating layer provided; at least the surface of the insulating layer covered with a non-magnetic thin film layer forming the gap layer; and the thin film coil disposed in a region behind the band-shaped insulating layer. Magnetic De.
【００２５】２．前記帯状絶縁層をリング状とし、この
リング状絶縁層の内部領域に絶縁層を介して薄膜コイル
を配設したことを特徴とする上記１記載の薄膜磁気ヘッ
ド。2. 2. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the strip-shaped insulating layer is formed in a ring shape, and a thin-film coil is disposed in an inner region of the ring-shaped insulating layer via an insulating layer.
【００２６】３．前記第２の磁性層を、磁極部分だけで
なく、磁極部分よりも後方の帯状絶縁層の表面まで延在
させて設けたことを特徴とする上記１または２記載の薄
膜磁気ヘッド。3. 3. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the second magnetic layer is provided so as to extend not only to the magnetic pole portion but also to the surface of the strip-shaped insulating layer behind the magnetic pole portion.
【００２７】４．前記第２の磁性層の幅が、磁極部分よ
りも後方の領域で次第に広がっていることを特徴とする
上記３記載の薄膜磁気ヘッド。4. 4. The thin-film magnetic head according to claim 3, wherein the width of the second magnetic layer gradually increases in a region behind the magnetic pole portion.
【００２８】５．前記磁極部分よりも後方の領域におけ
る第２の磁性層の幅広がり角度が 120°以内であること
を特徴とする上記３または４記載の薄膜磁気ヘッド。5. 5. The thin-film magnetic head according to the above item 3 or 4, wherein the width spread angle of the second magnetic layer in a region behind the magnetic pole portion is within 120 °.
【００２９】６．前記第２の磁性層が、高飽和磁束密度
材料からなることを特徴とする上記１〜５のいずれかに
記載の薄膜磁気ヘッド。6. 6. The thin-film magnetic head according to any one of the above items 1 to 5, wherein the second magnetic layer is made of a high saturation magnetic flux density material.
【００３０】７．前記第３の磁性層の先端部をエアベア
リング面から後退させ、この第３の磁性層と第２の磁性
層との接触部がエアベアリング面に露出しないようにし
たことを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の薄膜
磁気ヘッド。[7] The front end of the third magnetic layer is retracted from the air bearing surface so that a contact portion between the third magnetic layer and the second magnetic layer is not exposed on the air bearing surface. 7. The thin-film magnetic head according to any one of items 6 to 6.
【００３１】８．前記基体と第１の磁性層との間に、電
気的に絶縁されると共に磁気的に遮蔽された読取用の磁
気抵抗再生素子を、その端面が上記エアベアリング面に
露出するように配設して複合型薄膜磁気ヘッドとして構
成したことを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の
薄膜磁気ヘッド。8. A read magnetoresistive read element electrically insulated and magnetically shielded is disposed between the base and the first magnetic layer such that an end face thereof is exposed to the air bearing surface. 8. The thin-film magnetic head according to any one of 1 to 7, wherein the thin-film magnetic head is configured as a composite thin-film magnetic head.
【００３２】９．薄膜磁気ヘッドを製造する方法であっ
て、磁極部分を有する第１の磁性層を基体によって支持
されるように形成する工程と、上記第１の磁性層の上
に、磁極部分側の端縁がエアベアリング面に対する基準
位置となる部分を少なくとも有する帯状の絶縁層を形成
する工程と、上記第１の磁性層の磁極部分およびリング
状絶縁層の上に、非磁性材料よりなるギャップ層を形成
する工程と、上記ギャップ層の少なくとも磁極部分の上
に、第２の磁性層を形成する工程と、上記帯状絶縁層の
後方領域に、絶縁層により互いに電気的に分離された状
態で薄膜コイルを形成する工程と、上記第２の磁性層と
接触すると共に、上記第１の磁性層と、上記エアベアリ
ング面から離れた後方位置において接触する第３の磁性
層を形成する工程と、上記基体、第１および第２の磁性
層の磁極部分およびこれらによって挟まれたギャップ層
を研磨して磁気記録媒体と対向するエアベアリング面を
形成する工程とを含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッド
の製造方法。9. A method for manufacturing a thin film magnetic head, comprising: forming a first magnetic layer having a magnetic pole portion so as to be supported by a base; and forming an edge on the magnetic pole portion side on the first magnetic layer. Forming a band-shaped insulating layer having at least a portion serving as a reference position with respect to the air bearing surface; and forming a gap layer made of a nonmagnetic material on the magnetic pole portion of the first magnetic layer and the ring-shaped insulating layer. Forming a second magnetic layer on at least the magnetic pole portion of the gap layer; and forming a thin film coil in a region behind the band-shaped insulating layer while being electrically separated from each other by an insulating layer. Forming a third magnetic layer in contact with the second magnetic layer and in contact with the first magnetic layer at a position away from the air bearing surface; 1 Preliminary method of manufacturing a thin film magnetic head which comprises a step of forming an air bearing surface magnetic pole portion of the second magnetic layer and polishing the gap layer sandwiched by these faces the magnetic recording medium.
【００３３】１０．前記第１の磁性層の少なくとも磁極
部分および帯状絶縁層の上にギャップ層を形成するに際
し、上記帯状絶縁層の後方領域についても、ギャップ層
を形成する非磁性薄膜層で覆うことを特徴とする上記９
記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。10. When forming the gap layer on at least the magnetic pole portion and the strip-shaped insulating layer of the first magnetic layer, a region behind the strip-shaped insulating layer is also covered with a non-magnetic thin film layer forming the gap layer. 9 above
The manufacturing method of the thin film magnetic head according to the above.
【００３４】１１．前記第２の磁性層を形成するに際
し、磁極部分だけでなく、それよりも後方の帯状絶縁層
の表面まで延在させることを特徴とする上記９または１
０記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。11. When forming the second magnetic layer, the second magnetic layer is extended not only to the magnetic pole portion but also to the surface of the strip-shaped insulating layer behind it.
0. A method for manufacturing a thin-film magnetic head according to 0.
【００３５】１２．前記第２の磁性層の形成に際し、磁
極部分よりも後方領域の磁性層の幅を次第に拡大させた
ことを特徴とする上記１１記載の薄膜磁気ヘッドの製造
方法。12. 12. The method for manufacturing a thin-film magnetic head according to the above item 11, wherein the width of the magnetic layer in a region behind the magnetic pole portion is gradually increased when forming the second magnetic layer.
【００３６】１３．前記帯状絶縁層をリング状とし、前
記薄膜コイルを形成するに先立ち、第２の磁性層および
リング状絶縁層の表面ならびにこのリング状絶縁層で囲
まれた内部領域を、非磁性非導電性の膜で覆うことを特
徴とする上記９〜１２のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法。13. Prior to forming the thin-film coil, the surface of the second magnetic layer and the surface of the ring-shaped insulating layer and the inner region surrounded by the ring-shaped insulating layer are made non-magnetic and non-conductive before forming the thin-film coil. 13. The method for manufacturing a thin-film magnetic head according to any one of the items 9 to 12, wherein the method is covered with a film.
【００３７】１４．前記第３の磁性層を形成するに際
し、その先端部をエアベアリング面から後退させ、この
第３の磁性層と第２の磁性層との接触部がエアベアリン
グ面に露出しないようにしたことを特徴とする上記９〜
１３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。14. In forming the third magnetic layer, the tip portion is retracted from the air bearing surface so that the contact portion between the third magnetic layer and the second magnetic layer is not exposed on the air bearing surface. Features 9 to above
A method for manufacturing a thin-film magnetic head according to any one of claims 13 to 13.
【００３８】１５．前記基体と第１の磁性層との間に、
電気的に絶縁されるとともに磁気的に遮蔽された読取用
の磁気抵抗再生素子を形成して複合型薄膜磁気ヘッドを
構成することを特徴とする上記９〜１４のいずれかに記
載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。15. Between the base and the first magnetic layer,
15. The thin-film magnetic head according to any one of the items 9 to 14, wherein a composite type thin-film magnetic head is formed by forming an electrically insulated and magnetically shielded read magnetoresistive reproducing element. Manufacturing method.
【００３９】１６．前記基体上に磁気遮蔽を行う第１の
シールド層を形成し、その上に絶縁層中に埋設させて磁
気抵抗材料膜を形成した後、第２のシールド層を兼ねた
前記第１の磁性層を形成し、前記エアベアリング面を形
成するための研磨工程において、前記第１のシールド層
を研磨すると共に上記磁気抵抗材料膜をも研磨して端面
がエアベアリング面に露出する磁気抵抗再生素子を形成
することを特徴とする上記１５に記載の薄膜磁気ヘッド
の製造方法。16. Forming a first shield layer for performing magnetic shielding on the substrate, forming a magnetoresistive material film by embedding the first shield layer in an insulating layer, and then forming the first magnetic layer serving also as a second shield layer; In the polishing step for forming the air bearing surface, the first shield layer is polished and the magnetoresistive material film is also polished to form a magnetoresistive reproducing element whose end surface is exposed on the air bearing surface. 16. The method of manufacturing a thin-film magnetic head according to the above 15, wherein the thin-film magnetic head is formed.
【００４０】[0040]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づき具体
的に説明する。図13〜26に、本発明に従う薄膜磁気ヘッ
ドの製造要領を工程順に示し、また図27, 28には、完成
した本発明の薄膜磁気ヘッドを縦断面および平面でそれ
ぞれ示す。なお、各工程図において、(a) は薄膜磁気ヘ
ッド全体の断面図、 (b)は磁極部分の断面図である。ま
た、この薄膜磁気ヘッドは、誘導型の書込用薄膜磁気ヘ
ッドおよび読取用のMR再生素子を積層した複合型であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings. 13 to 26 show the manufacturing procedure of the thin-film magnetic head according to the present invention in the order of steps, and FIGS. 27 and 28 show the completed thin-film magnetic head of the present invention in vertical section and plane view, respectively. In each process drawing, (a) is a cross-sectional view of the entire thin-film magnetic head, and (b) is a cross-sectional view of a magnetic pole portion. This thin-film magnetic head is a composite type in which an inductive type thin-film magnetic head for writing and an MR reproducing element for reading are stacked.
【００４１】まず、図13に示すように、基体21上に例え
ばアルミナ(Al2O3) からなる絶縁層22を約３〜５μm の
厚みに堆積する。ついで、図14に示すように、下部シー
ルド層23を形成するために、アルミナ絶縁層22の上にフ
ォトレジスト膜をマスクとしてスパッタリング法により
パーマロイを約３μm の厚みで選択的に形成する。First, as shown in FIG. 13, an insulating layer 22 made of, for example, alumina (Al 2 O 3 ) is deposited on a substrate 21 to a thickness of about 3 to 5 μm. Next, as shown in FIG. 14, in order to form the lower shield layer 23, permalloy is selectively formed on the alumina insulating layer 22 by sputtering using a photoresist film as a mask to a thickness of about 3 μm.
【００４２】次に、図15に示すように、約４〜６μm の
厚さでアルミナの絶縁層24′を形成し、例えばＣＭＰで
平坦化したのち、図16に示すように、絶縁層24として、
アルミナを 100〜200 nmの厚みでスパッタ堆積させ、つ
いでMR再生素子を構成する磁気抵抗層25を数十nmの厚み
に形成し、高精度のマスクアライメントで所望の形状と
した後、再度、絶縁層26を形成して、磁気抵抗層25を絶
縁層24, 26内に埋設する。ついで、約３〜４μm の厚さ
で第１の磁性層27を選択的に形成する。その後、段差を
なくすために、表面全体にアルミナ層を５〜６μm 厚み
に形成した後、ＣＭＰにて第１の磁性層27の表面を露出
させると共に、表面全体を平坦化する（図示省略）。Next, as shown in FIG. 15, an alumina insulating layer 24 'having a thickness of about 4 to 6 μm is formed, and is planarized by, for example, CMP. Then, as shown in FIG. ,
Alumina is sputter-deposited to a thickness of 100 to 200 nm, and then a magnetoresistive layer 25 constituting the MR reproducing element is formed to a thickness of several tens of nm. The layer 26 is formed, and the magnetoresistive layer 25 is embedded in the insulating layers 24 and 26. Next, the first magnetic layer 27 is selectively formed to a thickness of about 3 to 4 μm. Thereafter, in order to eliminate a step, an alumina layer is formed to a thickness of 5 to 6 μm on the entire surface, and then the surface of the first magnetic layer 27 is exposed by CMP and the entire surface is flattened (not shown).
【００４３】次に、図17に示すように、磁極部分側の端
縁が、スロートハイトTHやアペックスアングル（Apex A
ngle）を決定する基準位置となる部分を少なくとも有す
る帯状の絶縁層28を、フォトレジストにて厚さ：２〜５
μm 、幅：３〜７μm 程度に形成する。なお、この例で
は、上記のような帯状の絶縁層としてリング状の絶縁層
を形成する場合について説明する。なお、この例では、
リング状の絶縁層28を外壁とし、その内部に内壁として
同じくリング状の絶縁層28′を併せて形成する場合につ
いて示したが、この内壁絶縁層28′は必ずしも必要なわ
けではない。しかし、このような内壁絶縁層28′を外壁
絶縁層28と共に形成しておくと、その後の薄膜コイルの
形成を的確に行えるという利点がある。Next, as shown in FIG. 17, the edge on the magnetic pole portion side has a throat height TH or an Apex angle (Apex A).
The thickness of the strip-shaped insulating layer 28 having at least a portion that is a reference position for determining the
μm, width: about 3 to 7 μm. Note that in this example, a case where a ring-shaped insulating layer is formed as the above-described band-shaped insulating layer will be described. In this example,
Although the case where the ring-shaped insulating layer 28 is used as the outer wall and the ring-shaped insulating layer 28 'is also formed inside as the inner wall is shown, the inner wall insulating layer 28' is not always necessary. However, if such an inner wall insulating layer 28 'is formed together with the outer wall insulating layer 28, there is an advantage that the subsequent thin film coil can be formed accurately.
【００４４】ついで、図18に示すように、アルミナから
なるライトギャップ絶縁層29を、少なくとも第１の磁性
層の磁極部分およびリング状絶縁層28の上に 100〜300
nm厚みに形成する。この時、図示したように、リング状
絶縁層28の内部領域についても、ライトギャップ層29を
形成する非磁性薄膜層で覆うことが、第１の磁性層27と
の間の絶縁性を確保する上で有利である。Next, as shown in FIG. 18, a write gap insulating layer 29 made of alumina is formed on at least the magnetic pole portion of the first magnetic layer and the ring-shaped insulating layer 28 by 100 to 300 nm.
Formed to a thickness of nm. At this time, as shown in the drawing, the inner region of the ring-shaped insulating layer 28 is also covered with the non-magnetic thin film layer forming the write gap layer 29 to ensure insulation between the ring-shaped insulating layer 28 and the first magnetic layer 27. It is advantageous above.
【００４５】このように、リング状の絶縁層28の表面を
アルミナ絶縁層29で覆うようにすると、以下の利点があ
る。すなわち、スロートハイトTHは、リング状絶縁層28
の磁極部分側の端縁とエアベアリング面との間の距離と
して定義されるが、実際の製造過程においては、絶縁層
28の端縁の位置は見えないので、この端縁が所望の位置
に形成されているものとし、この端縁を基準位置として
所望のスロートハイトTHが得られるようにエアベアリン
グ面を研磨している。一方、その後に薄膜コイルを形成
する際には、 250℃程度の熱処理が施されるが、この加
熱によってリング状絶縁層28を構成するフォトレジスト
層が溶融し、絶縁層のパターンの寸法が変動する。これ
によってフォトレジスト絶縁層28の上述した端縁位置も
変動することになり、その結果としてこの端縁を基準位
置として形成される磁極部分の長さであるスロートハイ
トTHの寸法も所望の設計値からずれてしまうおそれがあ
った。As described above, when the surface of the ring-shaped insulating layer 28 is covered with the alumina insulating layer 29, the following advantages can be obtained. That is, the throat height TH depends on the ring-shaped insulating layer 28.
Is defined as the distance between the magnetic pole portion side edge and the air bearing surface, but in the actual manufacturing process, the insulating layer
Since the position of the edge of 28 is not visible, it is assumed that this edge is formed at a desired position, and the air bearing surface is polished so that a desired throat height TH is obtained with this edge as a reference position. I have. On the other hand, when a thin film coil is subsequently formed, a heat treatment at about 250 ° C. is performed, and the heating melts the photoresist layer constituting the ring-shaped insulating layer 28, and the pattern size of the insulating layer fluctuates. I do. As a result, the above-described edge position of the photoresist insulating layer 28 also fluctuates. As a result, the size of the throat height TH, which is the length of the magnetic pole portion formed with this edge as a reference position, is also changed to a desired design value. There was a possibility that it would deviate.
【００４６】また、エアベアリング面からの磁気抵抗再
生素子の高さとして定義されるMRハイトも、上述したス
ロートハイトTHと同様、エアベアリング面を研磨する際
の研磨量によって決められるが、この研磨もリング状絶
縁層28の磁極部分側の端縁を基準位置として行われるの
で、この絶縁層の端縁位置が熱処理によって変動する
と、MRハイトも変動することになり、設計値通りに製造
することができなくなる。さらに、リング状絶縁層28お
よび後述する薄膜コイルを絶縁分離する絶縁層を構成す
るフォトレジスト層33, 36が溶融すると、これらの絶縁
層の側面の傾斜角度によって規定されるアペックスアン
グルθも変動するおそれが生じる。このアペックスアン
グルθも薄膜磁気ヘッドの特性に影響し、その変動によ
って特性が不良となることがしばしばある。The MR height, which is defined as the height of the magnetoresistive read element from the air bearing surface, is determined by the amount of polishing when polishing the air bearing surface, similarly to the throat height TH described above. Also, since the edge of the ring-shaped insulating layer 28 on the side of the magnetic pole portion is used as a reference position, if the edge position of this insulating layer changes due to heat treatment, the MR height will also change, and it must be manufactured as designed. Can not be done. Further, when the photoresist layers 33 and 36 constituting the insulating layer that insulates and separates the ring-shaped insulating layer 28 and the thin-film coil described later melt, the apex angle θ defined by the inclination angles of the side surfaces of these insulating layers also fluctuates. There is a fear. The apex angle θ also affects the characteristics of the thin-film magnetic head, and the fluctuation often results in poor characteristics.
【００４７】従って、薄膜コイルを形成する際に付加さ
れる 250℃程度の熱処理によってもリング状絶縁層を構
成するフォトレジスト層の端縁が変動しないようにする
ことが重要なわけであるが、この点、図18に示したよう
に、リング状のフォトレジスト絶縁層28を形成したの
ち、ライトギャップのアルミナ絶縁層29を形成し、この
フォトレジスト絶縁層28をアルミナ絶縁層29で覆うよう
にすると、上記のような熱処理によってもフォトレジス
ト絶縁層28の端縁位置は変動しなくなるので、スロート
ハイトTHは勿論、MRハイトやアペックスアングルθの所
望設計値からのずれを効果的に抑制することができるの
である。Therefore, it is important that the edge of the photoresist layer constituting the ring-shaped insulating layer does not fluctuate even by the heat treatment at about 250 ° C. added when forming the thin-film coil. In this regard, as shown in FIG. 18, after forming a ring-shaped photoresist insulating layer 28, a light gap alumina insulating layer 29 is formed, and the photoresist insulating layer 28 is covered with the alumina insulating layer 29. Then, since the edge position of the photoresist insulating layer 28 does not fluctuate even by the heat treatment as described above, it is possible to effectively suppress the deviation of the MR height and the apex angle θ from the desired design values as well as the throat height TH. You can do it.
【００４８】ついで、図18に示すように、書き込みトラ
ック幅Ｗを決定する第２の磁性層（ポールチップ）30を
約１〜４μm の厚さで選択的に形成する。その後、ポー
ルチップ周辺のライトギャップを選択的に開口し、露出
した第１の磁性層27を例えばイオンミリングでエッチン
グして、磁極部分を形成する。なお、本発明において、
磁極部分とは、図18にＨで示したように、リング状絶縁
層28の外周端縁から積層体の端面までの、第１の磁性層
27とライトギャップ層29と第２の磁性層30とが幅Ｗで接
合している領域をいう。従って、製品段階において、こ
の端面を研磨してエアベアリング面を形成した場合に
は、磁極部分は、リング状絶縁層28の外周端縁からエア
ベアリング面までの領域となり、これはスロートハイト
THに一致する。Next, as shown in FIG. 18, a second magnetic layer (pole tip) 30 for determining the write track width W is selectively formed with a thickness of about 1 to 4 μm. Thereafter, a write gap around the pole tip is selectively opened, and the exposed first magnetic layer 27 is etched by, for example, ion milling to form a magnetic pole portion. In the present invention,
The magnetic pole portion is, as shown by H in FIG. 18, the first magnetic layer from the outer peripheral edge of the ring-shaped insulating layer 28 to the end face of the laminate.
27, a region where the write gap layer 29 and the second magnetic layer 30 are joined with a width W. Therefore, when the air bearing surface is formed by polishing this end surface at the product stage, the magnetic pole portion is a region from the outer peripheral edge of the ring-shaped insulating layer 28 to the air bearing surface, which is the throat height.
Matches TH.
【００４９】さて、本発明では、上記したようなポール
チップの形成に際し、図19に示すように、第２の磁性層
30を、磁極部分のみならず、それよりも後方のリング状
絶縁層28の表面まで延在させることが重要である。とい
うのは、従来、ポールチップ上に上部ポールを接触させ
て形成する際、ポールチップと上部ポールの接触面積が
小さく、しかも接触部が垂直に接していることから、こ
の部分で磁束が飽和し易く、そのため、十分に満足いく
ほどの書き込み特性が得られなかったのであるが、本発
明に従い、ポールチップと上部ポールとの接触領域を、
磁極部分だけでなく、それよりも後方の領域まで延在さ
せることによって、このような磁束の飽和のおそれを効
果的に解消することができ、その結果、十分に満足いく
書き込み特性を得ることができるようになるからであ
る。ここに、接触面積が十分に確保されている場合に
は、ポールチップと上部ポールの接触領域は、磁極部分
よりも後方の領域のみとしても良い。なお、この明細書
において、後方とは、エアベアリング面とは反対の方向
を意味する。According to the present invention, when forming the pole tip as described above, as shown in FIG.
It is important that 30 extends not only to the magnetic pole portion but also to the surface of the ring-shaped insulating layer 28 behind it. Because the contact area between the pole tip and the upper pole is small when the upper pole is contacted with the pole tip, and the contact part is in vertical contact, the magnetic flux saturates at this point. Although it was not easy to obtain a sufficiently satisfactory writing characteristic, the contact area between the pole tip and the upper pole was changed according to the present invention.
By extending not only the magnetic pole portion but also a region behind the magnetic pole portion, it is possible to effectively eliminate such a fear of the saturation of the magnetic flux, and as a result, it is possible to obtain a sufficiently satisfactory writing characteristic. Because you can do it. Here, if the contact area is sufficiently ensured, the contact region between the pole tip and the upper pole may be only the region behind the magnetic pole portion. In this specification, the term “rear” means a direction opposite to the air bearing surface.
【００５０】ここに、磁極部分よりも後方の領域におけ
るポールチップの形状については、特に制限はなく、図
19に示したように、後方に真っ直ぐ延びるような形状で
あっても、また図20に示すように、後方に行くに従って
次第に広がっていくような形状であっても良く、要は、
磁極部分よりも後方の領域においてポールチップと上部
ポールとが接触していれば良いのである。なお、ポール
チップの、磁極部分よりも後方への延在長さｈは、リン
グ状絶縁層28の幅を超えない２〜５μm 程度、特に好ま
しくはトップポールの厚み程度とするのが望ましい。ま
た、図20では、磁極部分よりも後方の領域におけるポー
ルチップの幅広がり角度を90°（片側45°づつ）とした
場合について示したが、この幅広がり角度はこれだけに
限るものではなく、120 °以内であれば何ら問題はな
い。特に好ましい角度範囲は45〜120 °である。Here, the shape of the pole tip in the region behind the magnetic pole portion is not particularly limited.
As shown in FIG. 19, the shape may be such that it extends straight backward, or as shown in FIG. 20, it may be a shape that gradually widens as it goes backwards.
It is only necessary that the pole tip and the upper pole are in contact with each other in a region behind the magnetic pole portion. The length h of the pole tip extending rearward from the magnetic pole portion is preferably about 2 to 5 μm which does not exceed the width of the ring-shaped insulating layer 28, particularly preferably about the thickness of the top pole. FIG. 20 shows the case where the width of the pole tip in the region behind the magnetic pole portion is set to 90 ° (45 ° on each side). However, the width of the pole tip is not limited to this, and is not limited to this. There is no problem if it is within °. A particularly preferred angle range is between 45 and 120 °.
【００５１】このように、ポールチップの後端が、図20
に示したようにロート状に広がっていると、上述したよ
うに磁束の飽和が生じないだけではなく、後端部を大き
くすることによって、フォトリソグラフィーによる正確
なパターンエッジがコントロールできるため、スロート
ハイトTHのより一層正確なコントロールが可能となる利
点もある。As described above, the rear end of the pole tip is
As shown in the figure above, if it spreads in a funnel shape, not only does the saturation of the magnetic flux not occur as described above, but also it is possible to control the exact pattern edge by photolithography by enlarging the rear end, so that the throat height There is also an advantage that more accurate control of TH becomes possible.
【００５２】上述のようにして、第２の磁性層30を形成
したのち、リング状の外壁絶縁層28と同じくリング状の
内壁絶縁層28′との間に第１層目の薄膜コイルを形成す
るのであるが、このような薄膜コイルの形成に先立ち、
図21に示すように、少なくともリング状の外壁絶縁層28
および内壁絶縁層28′で挟まれた領域を 0.5〜1.5 μm
程度の膜厚の例えばアルミナからなる非磁性非導電性の
膜31で覆うことが有利である。というのは、薄膜コイル
の形成領域を予めこのような非磁性非導電性膜31で覆う
ことによって、第１の磁性層27と薄膜コイルとの絶縁性
および磁場の漏れを効果的に防止することができるから
である。なお、特に好適な実施形態は、リング状の外壁
絶縁層28および内壁絶縁層28′で挟まれた領域だけでな
く、外壁絶縁層28および内壁絶縁層28′ならびに第２の
磁性層（ポールチップ）30の表面全体を覆うことであ
る。After the second magnetic layer 30 is formed as described above, a first thin-film coil is formed between the ring-shaped outer wall insulating layer 28 and the ring-shaped inner wall insulating layer 28 '. Before forming such a thin film coil,
As shown in FIG. 21, at least a ring-shaped outer wall insulating layer 28
0.5 to 1.5 μm
It is advantageous to cover with a non-magnetic and non-conductive film 31 having a thickness of, for example, alumina. This is because, by previously covering the formation region of the thin-film coil with such a non-magnetic non-conductive film 31, the insulating property between the first magnetic layer 27 and the thin-film coil and the leakage of the magnetic field can be effectively prevented. Because it can be. In a particularly preferred embodiment, not only the region sandwiched between the ring-shaped outer wall insulating layer 28 and the inner wall insulating layer 28 'but also the outer wall insulating layer 28 and the inner wall insulating layer 28' and the second magnetic layer (pole chip) ) To cover the entire surface of 30).
【００５３】ついで、図22に示すように、リング状の外
壁絶縁層28および内壁絶縁層28′で挟まれた領域に、例
えば銅よりなる第１層目の薄膜コイル32を形成したの
ち、高精度のマスクアライメントにより、絶縁性のフォ
トレジスト層33を形成し、その後、表面を平坦にするた
めに、例えば 250℃程度の温度で焼成する。このよう
に、本発明では、リング状の外壁絶縁層28および内壁絶
縁層28′で挟まれた領域に第１層目の薄膜コイル32を形
成するので、全体的な薄膜コイル高さを低くすることが
できる。すなわち、従来は、薄膜コイルは絶縁層の上に
形成されていたため、記録ヘッドの性能を上げるべく、
薄膜コイルを２層，３層と多層に形成した場合にはコイ
ル部分の高さが高くなり、それに伴って記録ヘッドのト
ラック幅を小さくすることが困難になっていたのである
が、本発明では、少なくとも第１層目の薄膜コイルがリ
ング状の外壁絶縁層28の内側に形成されているので、そ
の分全体的にアペックス高さを低くすることができる。
他方、アペックス高さを従来程度とした場合には、その
分コイルの巻き数を多くできるので、性能の向上が期待
できる。Next, as shown in FIG. 22, a first-layer thin-film coil 32 made of, for example, copper is formed in a region sandwiched between the ring-shaped outer wall insulating layer 28 and the inner wall insulating layer 28 '. An insulating photoresist layer 33 is formed by precise mask alignment, and then baked at a temperature of, for example, about 250 ° C. to flatten the surface. As described above, in the present invention, since the first-layer thin-film coil 32 is formed in the region sandwiched between the ring-shaped outer wall insulating layer 28 and the inner wall insulating layer 28 ', the overall thin-film coil height is reduced. be able to. That is, conventionally, since the thin-film coil was formed on the insulating layer, to improve the performance of the recording head,
In the case where the thin film coil is formed in two or three layers, the height of the coil part is increased, and accordingly, it is difficult to reduce the track width of the recording head. Since at least the first-layer thin film coil is formed inside the ring-shaped outer wall insulating layer 28, the apex height can be reduced as a whole.
On the other hand, when the apex height is approximately the same as the conventional one, the number of windings of the coil can be increased accordingly, and an improvement in performance can be expected.
【００５４】ついで、全体に４〜５μm 厚のアルミナ絶
縁層34を形成したのち、図23に示すように、例えばＣＭ
Ｐにて平滑化し、第１層目の薄膜コイル32の表面は絶縁
層34で覆う一方、ポールチップ（第２の磁性層）および
第１層目薄膜コイルの接続面ならびに下部ポールと上部
ポール（第３の磁性層）を接続するためのスルーホール
（図示省略）を露出させる。Then, after forming an alumina insulating layer 34 having a thickness of 4 to 5 μm as a whole, as shown in FIG.
The surface of the first-layer thin-film coil 32 is covered with an insulating layer 34 while the connection surface of the pole chip (second magnetic layer) and the first-layer thin-film coil, and the lower pole and the upper pole ( A through hole (not shown) for connecting the third magnetic layer) is exposed.
【００５５】その後、図24に示すように、第２層目の薄
膜コイル35を形成したのち、この薄膜コイル35の上に高
精度マスクアライメントでフォトレジスト層36を形成し
た後、再度表面を平坦化するために、例えば 250°Ｃで
焼成する。Thereafter, as shown in FIG. 24, after forming the second layer thin film coil 35, a photoresist layer 36 is formed on the thin film coil 35 by high precision mask alignment, and the surface is flattened again. For example, baking is performed at 250 ° C.
【００５６】次に、図25に示すように、第２の磁性層
（ポールチップ）30およびフォトレジスト層36の上に、
例えばパーマロイよりなる第３の磁性層（上部ポール）
37を３μm の厚みで所望のパターンに従って選択的に形
成する。ここに、第３の磁性層37を形成するに際して
は、図25に示したように、その先端部がエアベアリング
面からスロートハイトTH相当分程度後方（図中に記号Ｌ
で示す）に位置するようなパターンで設けることが好ま
しい。Next, as shown in FIG. 25, on the second magnetic layer (pole chip) 30 and the photoresist layer 36,
For example, a third magnetic layer (upper pole) made of permalloy
37 is selectively formed with a thickness of 3 μm according to a desired pattern. Here, when forming the third magnetic layer 37, as shown in FIG. 25, the front end thereof is behind the air bearing surface by an amount equivalent to the throat height TH (indicated by a symbol L in the drawing).
Is preferably provided in a pattern such as that shown in FIG.
【００５７】というのは、前述したとおり、ポールチッ
プと上部ポールの位置関係がエアベアリング面から見て
片側に大きく位置ずれした場合、上部ポールでもデータ
ーの書き込みを行うケースが生じ、実効トラック幅が広
くなる不利が生じるのであるが、第３の磁性層の先端部
をエアベアリング面から後退させて設けておけば、この
ような不具合が生じるおそれがなくなるからである。な
お、従来、上部ポールの先端を、エアベアリング面より
も後方に位置させた場合、ポールチップと上部ポールの
接触面積が減少するため、磁束の飽和を余儀なくされて
いたのであるが、本発明では、磁極部分よりも後方の領
域で両者の接触面積が十分に確保されているので、上部
ポールの先端をエアベアリング面から後退させたとして
も、磁束が飽和するおそれはない。This is because, as described above, when the positional relationship between the pole tip and the upper pole is largely displaced to one side as viewed from the air bearing surface, data may be written on the upper pole, and the effective track width may be reduced. Although the disadvantage of widening occurs, if the tip of the third magnetic layer is provided so as to be receded from the air bearing surface, such a problem does not occur. Conventionally, when the tip of the upper pole is located behind the air bearing surface, the contact area between the pole tip and the upper pole is reduced, so that the magnetic flux must be saturated, but in the present invention, Since the contact area between the two poles is sufficiently ensured in a region behind the magnetic pole portion, even if the tip of the upper pole is retracted from the air bearing surface, there is no possibility that the magnetic flux is saturated.
【００５８】また、第３の磁性層37を形成するに際して
は、図20に示したように、第２の磁性層30の形状に沿う
ような形状とすることが望ましい。さらに、図26に示す
ように、第２の磁性層30の幅広がり角度が30〜60°と幾
分小さい場合には、最初は第２の磁性層の形状に沿うよ
うに、第３の磁性層37についても幅広がり角度：30〜60
°で形成し、後半部分については所望の幅広がり角度と
なるように形成するようにしても良い。When the third magnetic layer 37 is formed, it is preferable that the third magnetic layer 37 be shaped to conform to the shape of the second magnetic layer 30, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 26, when the width spread angle of the second magnetic layer 30 is somewhat small, such as 30 to 60 °, the third magnetic layer 30 is initially formed so as to follow the shape of the second magnetic layer. Spread angle for layer 37: 30-60
°, and the latter part may be formed to have a desired width spread angle.
【００５９】このように、第３の磁性層37の形状を幅広
がり状として、第２の磁性層30を覆うようにすると、ポ
ールチップ30と上部ポール37に位置合わせ誤差が生じた
としても、全体として接触面積の変動は少ないので、磁
束の飽和が生じることはない。なお、この第３の磁性層
37は、磁極部分から離れた後方位置において、スルーホ
ールを介して第１の磁性層27と接触し、第１および第
２，３の磁性層によって構成される閉磁路を薄膜コイル
32, 35が通り抜ける構造になっている。As described above, if the shape of the third magnetic layer 37 is widened so as to cover the second magnetic layer 30, even if an alignment error occurs between the pole tip 30 and the upper pole 37, the third magnetic layer 37 can be formed. Since there is little variation in the contact area as a whole, no saturation of the magnetic flux occurs. The third magnetic layer
Reference numeral 37 denotes a thin-film coil that contacts the first magnetic layer 27 via a through hole at a rear position away from the magnetic pole portion, and forms a closed magnetic path formed by the first, second, and third magnetic layers.
It has a structure through which 32 and 35 can pass.
【００６０】ついで、図27に示すように、第３の磁性層
37の露出表面の上にアルミナ等からなるオーバーコート
層38を堆積する。最後に、磁気抵抗層25やギャップ層29
を形成した側面を研磨して、図27, 図28に示すように、
磁気記録媒体と対向するエアベアリング面39を形成す
る。この際、リング状絶縁層28の磁極部分側の端縁を、
エアベアリング面39に対する基準位置とすることによ
り、所望設計値どおりに正確にスロートハイトTHやMRハ
イト、さらにはアペックスアングルθを決定することが
できる。Next, as shown in FIG. 27, the third magnetic layer
On the exposed surface of 37, an overcoat layer 38 made of alumina or the like is deposited. Finally, the magnetoresistive layer 25 and the gap layer 29
By polishing the side surface on which is formed, as shown in FIGS. 27 and 28,
An air bearing surface 39 facing the magnetic recording medium is formed. At this time, the edge on the magnetic pole portion side of the ring-shaped insulating layer 28 is
By setting the reference position with respect to the air bearing surface 39, the throat height TH and the MR height, and further, the apex angle θ can be accurately determined as desired design values.
【００６１】なお、図29には、ポールチップ30を厚く形
成した場合の変形例を示したが、このようにポールチッ
プ30を厚くすることによって、上部ポール37のエアベア
リング面39からの後退距離を大きくすることができ、そ
の結果、エアベアリング面での加工のバラツキにより、
上部ポール37がエアベアリング面側に近くなった時に発
生する他のトラックへの書き込み、すなわち実効トラッ
ク幅の拡大を一層効果的に防止することができる。FIG. 29 shows a modified example in which the pole tip 30 is formed thick. By making the pole tip 30 thick in this way, the retreat distance of the upper pole 37 from the air bearing surface 39 is increased. Can be increased, and as a result, due to the variation in processing on the air bearing surface,
Writing to another track, which occurs when the upper pole 37 approaches the air bearing surface side, that is, an increase in the effective track width can be more effectively prevented.
【００６２】以上、実施例では、磁極部分側の端縁が、
エアベアリング面に対する基準位置となる部分を少なく
とも有する帯状の絶縁層として、図30(a) に示すような
リング状の絶縁層を形成する場合について主に説明した
が、本発明における帯状絶縁層とは、このようなリング
状絶縁層をだけに限られるのではなく、同図(b), (c)に
示すような広い意味でリング状絶縁層に該当するものは
勿論、同図(d), (e),(f) に示すようなリング状絶縁層
の前半分のもの、さらには同図(g), (h), (i)に示すよ
うないわゆる堰状の絶縁層をも含むものとする。As described above, in the embodiment, the edge on the magnetic pole portion side is
The case where a ring-shaped insulating layer as shown in FIG. 30 (a) is formed as a band-shaped insulating layer having at least a portion serving as a reference position with respect to the air bearing surface has been mainly described. Is not limited to only such a ring-shaped insulating layer, but, as a matter of course, those corresponding to the ring-shaped insulating layer in a broad sense as shown in FIGS. , (e) and (f), the first half of the ring-shaped insulating layer, as well as the so-called weir-shaped insulating layers shown in (g), (h) and (i) in the same figure. Shall be considered.
【００６３】なお、上述した例では、誘導型の書込用磁
気ヘッドとMR再生素子をそなえる読取用磁気ヘッドとを
積層した複合型薄膜磁気ヘッドとして構成したが、誘導
型の書込用薄膜磁気ヘッドとして構成することもでき
る。In the above-described example, the inductive write magnetic head and the read magnetic head having the MR reproducing element are stacked to form a composite thin film magnetic head. It can also be configured as a head.
【００６４】本発明において、第２の磁性層すなわちポ
ールチップ用の材料としては、前述したパーマロイ（N
i：50wt％、Fe：50wt％）や窒化鉄（FeN)の他、Fe−Cr
−Zr系アモルファス合金やFe−Ｃ系アモルファス合金等
の高飽和磁束密度材料が有利に適合する。なお、これら
の材料は、２種類以上重ねて使用しても何ら差し支えな
い。また、第１および第３の磁性層用の材料としては、
前述したパーマロイ（Ni：20wt％、Fe：80wt％）の他、
従来公知の各種高抵抗率材料を好適に使用することがで
きる。さらに、ライトギャップ層用材料としては、Al2O
3, SiO2 等の酸化物や AlN,BN, SiN 等の窒化物、さら
には Au, Cu, NiP等の導電性非磁性材料などが有利に適
合する。なお、上記の図示例では、磁極部分側の端縁
が、エアベアリング面に対する基準位置となる絶縁層
を、フォトレジスト層で形成した場合について主に説明
したが、この絶縁層は、アルミナ層やシリコン酸化層、
シリコン窒化層等で形成しても良い。In the present invention, as the material for the second magnetic layer, ie, the pole tip, the aforementioned permalloy (N
i: 50wt%, Fe: 50wt%), iron nitride (FeN), Fe-Cr
Highly saturated magnetic flux density materials such as -Zr-based amorphous alloys and Fe-C-based amorphous alloys are advantageously suitable. These materials may be used in combination of two or more. Further, as materials for the first and third magnetic layers,
In addition to the aforementioned permalloy (Ni: 20 wt%, Fe: 80 wt%),
Conventionally known various high resistivity materials can be suitably used. Further, as a material for the light gap layer, Al 2 O
3 , oxides such as SiO 2 , nitrides such as AlN, BN and SiN, and conductive non-magnetic materials such as Au, Cu and NiP are advantageously suitable. In the illustrated example described above, the case where the insulating layer whose edge on the magnetic pole portion side is the reference position with respect to the air bearing surface is formed of a photoresist layer has been mainly described. Silicon oxide layer,
It may be formed of a silicon nitride layer or the like.
【００６５】[0065]
【発明の効果】本発明に従い、第１の磁性層上に、磁極
部分側の端縁が、エアベアリング面に対する基準位置と
なるリング状の絶縁層を設け、この絶縁層をライトギャ
ップアルミナ層で覆うようにすれば、薄膜コイル形成時
に付加される熱処理によっても絶縁層は溶融せず、その
端縁位置が変動することはないので、スロートハイトT
H、MRハイト、さらにはアペックスアングルθを所望の
設計値どおりに形成することができる。従って、本発明
によれば、MRハイトとスロートハイトTHとの間に常に所
望の関係が得られるので、記録ヘッドと再生ヘッドのバ
ランスを最良の状態に保つことができ、その結果、高性
能の複合型薄膜磁気ヘッドを得ることができる。According to the present invention, on the first magnetic layer, a ring-shaped insulating layer whose edge on the magnetic pole portion side is a reference position with respect to the air bearing surface is provided, and this insulating layer is formed of a light gap alumina layer. If it is covered, the insulating layer does not melt even by the heat treatment applied during the formation of the thin-film coil, and the edge position does not change.
The H, the MR height, and the apex angle θ can be formed as desired design values. Therefore, according to the present invention, a desired relationship is always obtained between the MR height and the throat height TH, so that the best balance between the recording head and the reproducing head can be maintained, and as a result, high performance A composite thin film magnetic head can be obtained.
【００６６】また、本発明によれば、第２の磁性層（ポ
ールチップ）と第３の磁性層（上部ポール）を、磁極部
分のみならず、それよりも後方の広い領域で接触させて
いるので、コイルで発生させた磁気を途中で飽和させる
ことなく、書き込みポール領域に有効に到達させること
ができ、従って、十分に満足のいく書き込み特性を得る
ことができる。しかも、第２の磁性層の後端部をロート
状に広げることによって、上部ポールとポールチップと
の接触面積を大きくとることができるので、この部分に
おける磁束の飽和を効果的に防止することができる。加
えて、第３の磁性層の形状を幅広がり状として、第２の
磁性層を覆うようにすると、両者の位置合わせに誤差が
生じたとしても全体として接触面積の変動は少ないの
で、磁束の飽和を防止することができる。Further, according to the present invention, the second magnetic layer (pole tip) and the third magnetic layer (upper pole) are brought into contact not only in the magnetic pole portion but also in a wide area behind the magnetic pole portion. Therefore, it is possible to effectively reach the write pole region without saturating the magnetism generated by the coil on the way, and to obtain sufficiently satisfactory write characteristics. Moreover, since the contact area between the upper pole and the pole tip can be increased by spreading the rear end of the second magnetic layer in a funnel shape, it is possible to effectively prevent saturation of magnetic flux in this portion. it can. In addition, if the shape of the third magnetic layer is widened so as to cover the second magnetic layer, even if an error occurs in the alignment between the two, the variation in the contact area as a whole is small. Saturation can be prevented.
【００６７】さらに、本発明に従い、第３の磁性層の先
端部をエアベアリング面よりも後退させ、この第３の磁
性層と第２の磁性層との接触部がエアベアリング面に露
出しないようにすることにより、仮にポールチップと上
部ポールの位置関係にエアベアリング面から見て位置ず
れが生じたとしても、上部ポールによって書き込みを行
うような、実効トラック幅の広がりを効果的に防止する
ことができる。Further, according to the present invention, the tip of the third magnetic layer is retracted from the air bearing surface so that the contact portion between the third magnetic layer and the second magnetic layer is not exposed on the air bearing surface. In this way, even if the positional relationship between the pole tip and the upper pole is misaligned when viewed from the air bearing surface, it is possible to effectively prevent the effective track width from being spread by writing using the upper pole. Can be.
【００６８】またさらに、本発明によれば、従来よりも
アペックスの高さを低くすることができるので、記録ヘ
ッドのトラック幅を効果的に小さくすることができ、他
方、アペックス高さを従来程度とした場合には、その分
コイルの巻き数を増大できるので、書き込み性能を向上
させることができる。Further, according to the present invention, the height of the apex can be made lower than in the prior art, so that the track width of the recording head can be effectively reduced. In this case, the number of turns of the coil can be increased by that amount, so that the writing performance can be improved.
【図１】従来の標準的な薄膜磁気ヘッドの製造方法にお
ける最初の工程を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an initial step in a conventional standard thin-film magnetic head manufacturing method.
【図２】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the next step.
【図３】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the next step.
【図４】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the next step.
【図５】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 5 is also a cross-sectional view showing a next step.
【図６】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the next step.
【図７】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図８】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the next step.
【図９】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図１０】完成した従来の薄膜磁気ヘッドの断面図であ
る。FIG. 10 is a sectional view of a completed conventional thin film magnetic head.
【図１１】完成した従来の薄膜磁気ヘッドの磁極部分の
断面図である。FIG. 11 is a sectional view of a magnetic pole portion of a completed conventional thin film magnetic head.
【図１２】完成した従来の薄膜磁気ヘッドの平面図であ
る。FIG. 12 is a plan view of a completed conventional thin film magnetic head.
【図１３】本発明に従う薄膜磁気ヘッドの製造方法にお
ける最初の工程を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a first step in the method of manufacturing a thin-film magnetic head according to the present invention.
【図１４】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図１５】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図１６】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図１７】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図１８】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図１９】第２の磁性層の形状の一例を示す平面図であ
る。FIG. 19 is a plan view illustrating an example of a shape of a second magnetic layer.
【図２０】第２の磁性層の形状の別例を示す平面図であ
る。FIG. 20 is a plan view showing another example of the shape of the second magnetic layer.
【図２１】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図２２】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図２３】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図２４】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図２５】同じく、その次の工程を示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing the next step in the same manner.
【図２６】第２の磁性層の形状に対する、好適な第３の
磁性層の形状を示す平面図である。FIG. 26 is a plan view showing a preferred shape of the third magnetic layer with respect to the shape of the second magnetic layer.
【図２７】完成した本発明に従う薄膜磁気ヘッドの断面
図である。FIG. 27 is a sectional view of a completed thin-film magnetic head according to the present invention.
【図２８】完成した本発明に従う薄膜磁気ヘッドの平面
図である。FIG. 28 is a plan view of a completed thin-film magnetic head according to the present invention.
【図２９】完成した本発明に従う薄膜磁気ヘッドの別例
の断面図である。FIG. 29 is a sectional view of another example of the completed thin-film magnetic head according to the present invention.
【図３０】帯状絶縁層の好適形状を示す平面図である。FIG. 30 is a plan view showing a preferred shape of a strip-shaped insulating layer.
１ 基体 21 基体 ２ 絶縁層 22 絶縁層 ３ 下部シールド層 23 下部シー
ルド層 ４，６ 絶縁層 24，24′, 26
絶縁層 ５ 磁気抵抗層 25 磁気抵抗
層 ７ 第１の磁性層 27 第１の磁
性層 ８ ライトギャップ層 28 リング状
絶縁層（外壁） ９ 第２の磁性層 28′リング状
絶縁層（内壁） ９′ダミーパターン 29 ライトギ
ャップ層 10 絶縁層 30 第２の磁
性層 11 フォトレジスト層 31 非磁性非
導電性の膜 12，14 薄膜コイル 32，35 薄膜
コイル 13，15 フォトレジスト層 34 アルミナ
絶縁層 16 第３の磁性層 33，36 フォ
トレジスト層 17 オーバーコート層 37 第３の磁
性層 18 エアベアリング面 38 オーバー
コート層 19 MR再生素子 39 エアベア
リング面 20 磁極部分 40 MR再生素
子DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 21 Base 2 Insulation layer 22 Insulation layer 3 Lower shield layer 23 Lower shield layer 4, 6 Insulation layer 24, 24 ', 26
Insulating layer 5 magnetoresistive layer 25 magnetoresistive layer 7 first magnetic layer 27 first magnetic layer 8 write gap layer 28 ring-shaped insulating layer (outer wall) 9 second magnetic layer 28 'ring-shaped insulating layer (inner wall) 9 'Dummy pattern 29 Write gap layer 10 Insulating layer 30 Second magnetic layer 11 Photoresist layer 31 Non-magnetic and non-conductive film 12,14 Thin film coil 32,35 Thin film coil 13,15 Photoresist layer 34 Alumina insulating layer 16 3 magnetic layers 33, 36 photoresist layer 17 overcoat layer 37 third magnetic layer 18 air bearing surface 38 overcoat layer 19 MR reproducing element 39 air bearing surface 20 magnetic pole part 40 MR reproducing element
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成９年１２月１６日[Submission date] December 16, 1997
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００６４[Correction target item name] 0064
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００６４】本発明において、第２の磁性層すなわちポ
ールチップ用の材料としては、前述したパーマロイ（N
i：50wt％、Fe：50wt％）や窒化鉄（FeN)の他、Fe−Cr
−Zr系アモルファス合金やFe−Ｃ系アモルファス合金等
のとくに飽和磁束密度の高い材料が有利に適合する。な
お、これらの材料は、２種類以上重ねて使用しても何ら
差し支えない。また、第１および第３の磁性層用の材料
としては、前述したパーマロイ（Ni：80wt％、Fe：20wt
％）の他、従来公知の各種高飽和磁束密度材料を好適に
使用することができる。さらに、ライトギャップ層用材
料としては、Al2O3, SiO2 等の酸化物や AlN,BN, SiN
等の窒化物、さらには Au, Cu, NiP等の導電性非磁性材
料などが有利に適合する。なお、上記の図示例では、磁
極部分側の端縁が、エアベアリング面に対する基準位置
となる絶縁層を、フォトレジスト層で形成した場合につ
いて主に説明したが、この絶縁層は、アルミナ層やシリ
コン酸化層、シリコン窒化層等で形成しても良い。In the present invention, as the material for the second magnetic layer, ie, the pole tip, the aforementioned permalloy (N
i: 50wt%, Fe: 50wt%), iron nitride (FeN), Fe-Cr
Particularly, a material having a high saturation magnetic flux density, such as a Zr-based amorphous alloy or an Fe-C-based amorphous alloy, is advantageously applicable. These materials may be used in combination of two or more. As the material for the first and third magnetic layers, the above-mentioned permalloy (Ni: 80 wt%, Fe: 20 wt%)
%), Various conventionally known high saturation magnetic flux density materials can be suitably used. Further, as materials for the write gap layer, oxides such as Al 2 O 3 and SiO 2 and AlN, BN, SiN
And the like, and conductive non-magnetic materials such as Au, Cu, NiP and the like are advantageously adapted. In the illustrated example described above, the case where the insulating layer whose edge on the magnetic pole portion side is the reference position with respect to the air bearing surface is formed of a photoresist layer has been mainly described. It may be formed of a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, or the like.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 5/39 Ｇ１１Ｂ 5/39 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G11B 5/39 G11B 5/39
Claims (16)
を有する磁極部分を有し、この磁極部分の端面が上記第
１の磁性層の磁極部分の端面と共にエアベアリング面を
構成する第２の磁性層と、 この第２の磁性層に、上記第１の磁性層側とは反対側で
接触し、エアベアリング面から離れた後方位置において
第１の磁性層と磁気的に連結された第３の磁性層と、 少なくとも上記エアベアリング面において第１の磁性層
の磁極部分と第２の磁性層の磁極部分との間に介挿され
た非磁性材料よりなるギャップ層と、 上記エアベアリング面において磁気記録媒体に対する書
込用の磁束を発生させるように上記第１の磁性層と第２
および第３の磁性層との間に絶縁層を介して配設された
部分を有する薄膜コイルと、 上記第１，第２および第３の磁性層、ギャップ層、絶縁
層および薄膜コイルを支持する基体とをそなえる薄膜磁
気ヘッドであって、 上記第１の磁性層上に、磁極部分側の端縁が、エアベア
リング面に対する基準位置となる部分を少なくとも有す
る帯状の絶縁層を設け、少なくともこの絶縁層の表面を
上記ギャップ層を形成する非磁性薄膜層で被覆すると共
に、上記帯状絶縁層の後方領域に上記薄膜コイルを配設
したことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。A first magnetic layer having a magnetic pole portion; and a magnetic pole portion facing a magnetic recording medium and having a width defining a width of a recording track, and an end face of the magnetic pole portion is formed of the first magnetic layer. A second magnetic layer that forms an air bearing surface together with an end face of a magnetic pole portion of the layer; and a rear side that comes into contact with the second magnetic layer on a side opposite to the first magnetic layer side and is separated from the air bearing surface. A third magnetic layer magnetically coupled to the first magnetic layer at a position, and interposed between a magnetic pole portion of the first magnetic layer and a magnetic pole portion of the second magnetic layer at least on the air bearing surface. A gap layer made of a non-magnetic material, and a first magnetic layer and a second magnetic layer formed on the air bearing surface so as to generate a magnetic flux for writing to a magnetic recording medium.
And a thin film coil having a portion disposed between the first and second magnetic layers via an insulating layer, and supporting the first, second, and third magnetic layers, the gap layer, the insulating layer, and the thin film coil. A thin-film magnetic head comprising a base, wherein a strip-shaped insulating layer is provided on the first magnetic layer, the edge on the magnetic pole portion side having at least a portion serving as a reference position with respect to an air bearing surface. A thin-film magnetic head, wherein the surface of the layer is covered with a non-magnetic thin-film layer forming the gap layer, and the thin-film coil is disposed in a region behind the strip-shaped insulating layer.
ング状絶縁層の内部領域に絶縁層を介して薄膜コイルを
配設したことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッ
ド。2. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the band-shaped insulating layer is formed in a ring shape, and a thin-film coil is disposed in an inner region of the ring-shaped insulating layer via an insulating layer.
く、磁極部分よりも後方の帯状絶縁層の表面まで延在さ
せて設けたことを特徴とする請求項１または２記載の薄
膜磁気ヘッド。3. The thin film according to claim 1, wherein the second magnetic layer is provided so as to extend not only to the magnetic pole portion but also to the surface of the strip-shaped insulating layer behind the magnetic pole portion. Magnetic head.
も後方の領域で次第に広がっていることを特徴とする請
求項３記載の薄膜磁気ヘッド。4. The thin-film magnetic head according to claim 3, wherein the width of the second magnetic layer gradually increases in a region behind the magnetic pole portion.
第２の磁性層の幅広がり角度が 120°以内であることを
特徴とする請求項３または４記載の薄膜磁気ヘッド。5. The thin-film magnetic head according to claim 3, wherein a width spread angle of the second magnetic layer in a region behind the magnetic pole portion is within 120 °.
料からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
記載の薄膜磁気ヘッド。6. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the second magnetic layer is made of a material having a high saturation magnetic flux density.
ング面から後退させ、この第３の磁性層と第２の磁性層
との接触部がエアベアリング面に露出しないようにした
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜
磁気ヘッド。7. The method according to claim 7, wherein a tip portion of said third magnetic layer is retracted from said air bearing surface so that a contact portion between said third magnetic layer and said second magnetic layer is not exposed to said air bearing surface. The thin-film magnetic head according to claim 1.
的に絶縁されると共に磁気的に遮蔽された読取用の磁気
抵抗再生素子を、その端面が上記エアベアリング面に露
出するように配設して複合型薄膜磁気ヘッドとして構成
したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の
薄膜磁気ヘッド。8. An end surface of a read magnetoresistive read element electrically insulated and magnetically shielded between the base and the first magnetic layer is exposed to the air bearing surface. 8. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein said thin-film magnetic head is provided as a composite type thin-film magnetic head.
て、 磁極部分を有する第１の磁性層を基体によって支持され
るように形成する工程と、 上記第１の磁性層の上に、磁極部分側の端縁がエアベア
リング面に対する基準位置となる部分を少なくとも有す
る帯状の絶縁層を形成する工程と、 上記第１の磁性層の磁極部分およびリング状絶縁層の上
に、非磁性材料よりなるギャップ層を形成する工程と、 上記ギャップ層の少なくとも磁極部分の上に、第２の磁
性層を形成する工程と、 上記帯状絶縁層の後方領域に、絶縁層により互いに電気
的に分離された状態で薄膜コイルを形成する工程と、 上記第２の磁性層と接触すると共に、上記第１の磁性層
と、上記エアベアリング面から離れた後方位置において
接触する第３の磁性層を形成する工程と、 上記基体、第１および第２の磁性層の磁極部分およびこ
れらによって挟まれたギャップ層を研磨して磁気記録媒
体と対向するエアベアリング面を形成する工程とを含む
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。9. A method for manufacturing a thin film magnetic head, comprising: forming a first magnetic layer having a magnetic pole portion so as to be supported by a base; and forming a magnetic pole portion on the first magnetic layer. Forming a strip-shaped insulating layer having at least a portion whose side edge is a reference position with respect to the air bearing surface; and forming a non-magnetic material on the magnetic pole portion of the first magnetic layer and the ring-shaped insulating layer. A step of forming a gap layer, a step of forming a second magnetic layer on at least a magnetic pole portion of the gap layer, and a state in which the back region of the strip-shaped insulating layer is electrically separated from each other by an insulating layer Forming a thin-film coil, and forming a third magnetic layer in contact with the second magnetic layer and in contact with the first magnetic layer at a position away from the air bearing surface. Polishing the base, the magnetic pole portions of the first and second magnetic layers, and the gap layer sandwiched therebetween to form an air bearing surface facing the magnetic recording medium. Head manufacturing method.
分および帯状絶縁層の上にギャップ層を形成するに際
し、上記帯状絶縁層の後方領域についても、ギャップ層
を形成する非磁性薄膜層で覆うことを特徴とする請求項
９記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。10. When forming a gap layer on at least the magnetic pole portion of the first magnetic layer and the band-shaped insulating layer, a region behind the band-shaped insulating layer is also covered with a non-magnetic thin film layer forming a gap layer. 10. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 9, wherein:
磁極部分だけでなく、それよりも後方の帯状絶縁層の表
面まで延在させることを特徴とする請求項９または１０
記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。11. When forming the second magnetic layer,
11. The magnetic recording medium according to claim 9, which extends not only to the magnetic pole portion but also to the surface of the strip-shaped insulating layer behind the magnetic pole portion.
The manufacturing method of the thin film magnetic head according to the above.
部分よりも後方領域の磁性層の幅を次第に拡大させたこ
とを特徴とする請求項１１記載の薄膜磁気ヘッドの製造
方法。12. The method of manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 11, wherein in forming said second magnetic layer, the width of the magnetic layer in a region behind the magnetic pole portion is gradually increased.
薄膜コイルを形成するに先立ち、第２の磁性層およびリ
ング状絶縁層の表面ならびにこのリング状絶縁層で囲ま
れた内部領域を、非磁性非導電性の膜で覆うことを特徴
とする請求項９〜１２のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法。13. The belt-shaped insulating layer is formed in a ring shape, and prior to forming the thin-film coil, the surfaces of the second magnetic layer and the ring-shaped insulating layer and the internal region surrounded by the ring-shaped insulating layer are non-conductive. The method for manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 9, wherein the thin-film magnetic head is covered with a magnetic non-conductive film.
その先端部をエアベアリング面から後退させ、この第３
の磁性層と第２の磁性層との接触部がエアベアリング面
に露出しないようにしたことを特徴とする請求項９〜１
３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。14. When forming the third magnetic layer,
The tip is retracted from the air bearing surface and this third
The contact portion between the magnetic layer and the second magnetic layer is not exposed to the air bearing surface.
3. The method for manufacturing a thin-film magnetic head according to any one of 3.
気的に絶縁されるとともに磁気的に遮蔽された読取用の
磁気抵抗再生素子を形成して複合型薄膜磁気ヘッドを構
成することを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記
載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。15. A composite thin-film magnetic head is formed by forming an electrically insulated and magnetically shielded read magnetoresistive read element between the base and the first magnetic layer. The method for manufacturing a thin-film magnetic head according to any one of claims 9 to 14, wherein:
ールド層を形成し、その上に絶縁層中に埋設させて磁気
抵抗材料膜を形成した後、第２のシールド層を兼ねた前
記第１の磁性層を形成し、前記エアベアリング面を形成
するための研磨工程において、前記第１のシールド層を
研磨すると共に上記磁気抵抗材料膜をも研磨して端面が
エアベアリング面に露出する磁気抵抗再生素子を形成す
ることを特徴とする請求項１５に記載の薄膜磁気ヘッド
の製造方法。16. A first shield layer for performing magnetic shielding is formed on the base, and a magnetic resistance material film is formed on the first shield layer by burying the first shield layer in an insulating layer. In the polishing step for forming the first magnetic layer and forming the air bearing surface, the end surface is exposed to the air bearing surface by polishing the first shield layer and also polishing the magnetoresistive material film. 16. The method according to claim 15, wherein a magnetoresistive reproducing element is formed.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31781697A JP3150301B2 (en) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | Thin film magnetic head and method of manufacturing the same |
| US09/099,461 US6130805A (en) | 1997-11-19 | 1998-06-18 | Thin film magnetic head having upper pole chip formed over insulating layer |
| US09/592,918 US6609291B1 (en) | 1997-11-19 | 2000-06-13 | Method of manufacturing a thin film magnetic head |
| US10/613,073 US7061718B2 (en) | 1997-11-19 | 2003-07-07 | Thin film magnetic head having thin film coil embedded in first insulating layer covered with second insulating layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP31781697A JP3150301B2 (en) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | Thin film magnetic head and method of manufacturing the same |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11149621A true JPH11149621A (en) | 1999-06-02 |
| JP3150301B2 JP3150301B2 (en) | 2001-03-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001003129A1 (en) * | 1999-06-30 | 2001-01-11 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing thin-film magnetic head |
| US6614620B2 (en) | 2000-10-19 | 2003-09-02 | Fujitsu Limited | Thin film magnetic head |
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1997
- 1997-11-19 JP JP31781697A patent/JP3150301B2/en not_active Expired - Fee Related
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