JPH11312304A - Thin-film magnetic head and its manufacture - Google Patents
Thin-film magnetic head and its manufactureInfo
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- JPH11312304A JPH11312304A JP11913398A JP11913398A JPH11312304A JP H11312304 A JPH11312304 A JP H11312304A JP 11913398 A JP11913398 A JP 11913398A JP 11913398 A JP11913398 A JP 11913398A JP H11312304 A JPH11312304 A JP H11312304A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、書き込み用の誘導
型薄膜磁気ヘッドを含む磁気ヘッドとその製造方法に関
するもので、特に書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッド
と、読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドとを積
層した状態で基体により支持した複合型薄膜磁気ヘッド
およびその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head including an inductive thin film magnetic head for writing and a method of manufacturing the same, and more particularly to an inductive thin film magnetic head for writing and a magnetoresistive thin film for reading. The present invention relates to a composite thin-film magnetic head in which a magnetic head and a magnetic head are supported by a substrate in a stacked state, and a method for manufacturing the same.
【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、複合型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。複合型薄膜磁気ヘッドとし
て、書き込みを目的とする誘導型の薄膜磁気ヘッドと、
読み出しを目的とする磁気抵抗効果型の薄膜磁気ヘッド
とを、基体上に積層した構造を有するものが提案され、
実用化されている。読み取り用の磁気抵抗素子として
は、通常の異方性磁気抵抗(AMR：Anisotropic 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素子などを総称して磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドまたは簡単に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 drive has been improved, the performance of a composite thin film magnetic head has also been required to be improved. As a composite type thin film magnetic head, an inductive type thin film magnetic head for the purpose of writing,
A type having a structure in which a magnetoresistive thin-film magnetic head for reading is stacked on a base has been proposed,
Has been put to practical use. As a reading magnetoresistive element, a normal anisotropic magnetoresistance (AMR) is used.
Conventionally, a device using the resistive (effect) effect has been used, but a device using a giant magnetoresistive (GMR) effect, whose resistance change rate is several times larger than this, has also been developed. In this specification, these AMR element, GMR element, and the like are collectively referred to as a magnetoresistive thin-film magnetic head or simply 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 Heig
ht：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.
The use of the GMR element can further increase the areal recording density. By increasing the areal recording density in this way, 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 read head comprising such a magnetoresistive read element is the height of the magnetoresistive read element (MR Heig
ht: MR height). The 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, the polishing when the air bearing surface is formed by polishing is performed. 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】書き込み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
: ＴＨ) がある。このスロートハイトＴＨ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
エアベアリング面側のエッジまでの磁極部分の距離であ
り、薄膜磁気ヘッドの磁気特性を向上するために、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ＴＨ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。したがって、書き込み用の誘
導型薄膜磁気ヘッドと、読み取り用の磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドとを積層した複合型薄膜磁気ヘッドの性能
を向上させるためには、書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘ
ッドと、読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを
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 the throat height.
: TH). The throat height TH is the distance of the magnetic pole portion from the air bearing surface to the edge on the air bearing surface side of the insulating layer that electrically separates the thin-film coil. This distance is used to improve the magnetic characteristics of the thin-film magnetic head. Is desired to be as short as possible. The reduction of the throat height TH is also determined by the amount of polishing from the air bearing surface. Therefore, in order to improve the performance of a composite thin film magnetic head in which a writing inductive thin film magnetic head and a reading magnetoresistive thin film magnetic head are laminated, an inductive thin film magnetic head for writing is used. It is important to form a magnetoresistive thin-film magnetic head for reading 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 procedure 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.
10 to 12 are a sectional view of a 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。次いで、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ための一方の磁気シー
ルドを構成する第１の磁性層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 100〜150 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 first magnetic layer 3 constituting one 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. Thereafter, as shown in FIG. 3, alumina is sputter-deposited to a thickness of 100 to 150 nm as an insulating layer 4,
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 is formed into a desired shape by highly accurate mask alignment. 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
なる第２の磁性層７を３μm の膜厚に形成する。この第
２の磁性層７は、上述した第１の磁性層３と共にMR再生
素子を磁気遮蔽する他方のシールドとしての機能を有す
るだけでなく、書き込み用薄膜磁気ヘッドの一方のポー
ルとしての機能をも有するものである。Next, as shown in FIG. 5, a second magnetic layer 7 of permalloy is formed to a thickness of 3 μm. The second magnetic layer 7 has not only a function as the other shield for magnetically shielding the MR reproducing element together with the above-described first magnetic layer 3 but also a function as one pole of the thin-film magnetic head for writing. It also has
【０００９】ついで、第２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の膜厚に形成した後、例えばパーマロイ（Ni：50wt
％、Fe：50wt％）や窒化鉄（FeN)のような高飽和磁束密
度材料からなる磁性層を形成し、高精度のマスクアライ
メントで所望の形状としてポールチップ９を形成する。
このポールチップ９の幅Ｗでトラック幅が規定される。
したがって、このポールチップ９の幅Ｗを狭くすること
が高い面記録密度を実現するためには必要である。この
際、第２の磁性層７と、他方のポールを構成する第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)後に、スルーホールを容
易に開口することができる。Next, a write gap layer 8 made of a non-magnetic material, for example, alumina is formed on the second magnetic layer 7 by about 20 nm.
After being formed to a thickness of 0 nm, for example, permalloy (Ni: 50wt
%, Fe: 50 wt%) or a magnetic layer made of a high saturation magnetic flux density material such as iron nitride (FeN), and the pole tip 9 is formed in a desired shape by highly accurate mask alignment.
The track width is defined by the width W of the pole tip 9.
Therefore, it is necessary to reduce the width W of the pole tip 9 in order to realize a high areal recording density. At this time, if a dummy pattern 9 'for connecting the second magnetic layer 7 and the third magnetic layer forming the other pole is formed simultaneously, mechanical polishing or chemical mechanical polishing (Chemical polishing) is performed.
After Mechanical Polishing (CMP), through holes can be easily opened.
【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、一方のポール
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、他方のポールを構成する
第２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に示した
が、この構造をトリム（Trim）といい、この部分が第２
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 at one pole during data writing, the gap layer 8 around the pole tip 9 and the other are used. Is etched by ion beam etching such as ion milling. This state is shown in FIG. 5, and this structure is called trim, and this part is the second part.
Of the 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後、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１
２を形成する。Next, as shown in FIG. 6, after an insulating layer, for example, an alumina film 10 is formed to a thickness of about 3 μm, the whole is flattened by, for example, CMP. Thereafter, an electrically insulating photoresist layer 11 is formed in a predetermined pattern by high-precision mask alignment, and then the first thin-film coil 1 made of, for example, copper is formed on the photoresist layer 11.
Form 2
【００１２】続いて、図７に示すように、薄膜コイル１
２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 on the substrate 2 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の平坦化された表面の上に、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１１、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, a second-layer thin-film coil 14 is formed on the flattened surface of the photoresist layer 13. Next, after a photoresist layer 15 is formed on the second-layer thin film coil 14 by high-precision mask alignment, baking is performed at, for example, 250 ° C. to flatten the surface again. As described above, the reason why the photoresist layers 11, 13 and 15 are formed by high-precision mask alignment is that the throat height and the MR height are defined with the edge on the magnetic pole portion side of the photoresist layer as a reference position. It is.
【００１４】次に、図９に示すように、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、
他方のポールを構成する第３の磁性層１６を、例えばパ
ーマロイにより、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２の磁性層７と接触し、第２の磁性層、ポール
チップ、第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.
And on the photoresist layers 11, 13 and 15
The third magnetic layer 16 constituting the other pole is selectively formed in accordance with a desired pattern with a thickness of 3 μm by, for example, permalloy. The third magnetic layer 16 is in contact with the second magnetic layer 7 via the dummy pattern 9 'at a position away from the magnetic pole portion, and is contacted by the second magnetic layer, the pole chip, and the third magnetic layer. The structure is such that the thin-film coils 12, 14 pass through the configured closed magnetic circuit. 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、図示では省略してある。なお、図１１
は、このようにして形成された複合型薄膜磁気ヘッドの
磁極部分を、エアベアリング面１８と平行な平面で切っ
た断面図である。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, but are omitted in the drawing. Note that FIG.
FIG. 2 is a sectional view of the magnetic pole portion of the composite thin film magnetic head formed in this manner, taken along a plane parallel to the air bearing surface 18.
【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
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 thin film coil 12,
Photoresist layers 11, 13, 15 for insulating and isolating 14
The angle θ (ApexAngle) between the line segment S connecting the corners of the side surface and the upper surface of the third magnetic layer 16 is important together with the above-described throat height TH and MR height to determine the performance of the thin-film magnetic head. Factor.
【００１７】また、図１２に平面で示すように、ポール
チップ９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。さらに、このポールチップ９
と連結される第３の磁性層１６の磁極部分の幅も狭くな
っているが、ポールチップ９の幅に比べると多少広くな
っている。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 by a plane in FIG. 12, the width W of the pole tip 9 is narrow, and the width of the track recorded on the magnetic recording medium is defined by this width.
In order to realize a high areal recording density, it is necessary to make the width W as small as possible. Furthermore, this pole tip 9
The width of the magnetic pole portion of the third magnetic layer 16 connected to the pole tip 9 is also small, but is slightly wider than the width of the pole tip 9. In this figure, in order to simplify the drawing,
The thin-film coils 12, 14 are shown concentrically.
【００１８】さて、従来、薄膜磁気ヘッドの形成におい
て、特に問題となっていたのは、薄膜コイルの形成後、
フォトレジスト絶縁層でカバーされたコイル凸部、特に
その傾斜部（Apex）に沿って形成されるトップポールの
微細形成の難しさである。すなわち、従来は、第３の磁
性層を形成する際、約７〜１０μm の高さのコイル凸部
の上にパーマロイ等の磁性材料をメッキした後、フォト
レジストを３〜４μm の厚みで塗布し、その後フォトリ
ソグラフィ技術を利用して所定のパターン形成を行って
いた。Conventionally, in forming a thin-film magnetic head, a particular problem has been that after forming a thin-film coil,
This is the difficulty of fine formation of the top pole formed along the coil protrusion covered with the photoresist insulating layer, particularly along the inclined portion (Apex). That is, conventionally, when a third magnetic layer is formed, a magnetic material such as permalloy is plated on a coil protrusion having a height of about 7 to 10 μm, and a photoresist is applied to a thickness of 3 to 4 μm. After that, a predetermined pattern is formed using photolithography technology.
【００１９】ここに、山状コイル凸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、傾斜部の下方では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コイル凸部
の表面および平坦上に形成されたライトギャップ層の上
に形成されるトップポールは、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、トップポール
をおよそ１μm 幅にパターニングする必要がある。した
がって、８〜１０μm の厚みのフォトレジスト膜を使用
して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 convex portion of the mountain-shaped coil 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 top pole formed on the surface of the coil convex portion having a height difference of about 10 μm and the write gap layer formed on the flat surface is formed of 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 top pole, so that the top pole needs to be patterned to a width of about 1 μm. Therefore, it is necessary to form a pattern having a width of 1 μm using a photoresist film having a thickness of 8 to 10 μm.
【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 幅程度の幅の狭いパターン
を形成しようとしても、フォトリソグラフィの露光時に
光の反射光によるパターンのくずれ等が発生したり、レ
ジスト膜厚が厚いことに起因して解像度の低下が起こる
ため、幅の狭いトラックを形成するための幅の狭いトッ
プポールを正確にパターニングすることはきわめて難し
いものである。このような問題を改善するために、上述
した図１〜１２に示すように、トップポールをポールチ
ップ９と、これに連結されたヨーク部分（第３の磁性層
１６）とに分割し、ポールチップ９の幅Ｗを狭くして記
録トラックの巾を狭くすることが提案されている。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 the reflected light of light at the time of photolithographic exposure. Since the resolution is reduced due to the thick resist film, it is extremely difficult to accurately pattern a narrow top pole for forming a narrow track. In order to solve such a problem, as shown in FIGS. 1 to 12 described above, the top pole is divided into a pole tip 9 and a yoke portion (third magnetic layer 16) connected thereto, and It has been proposed to reduce the width W of the chip 9 to reduce the width of the recording track.
【００２１】[0021]
【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。上述したように、幅Ｗの狭いポールチップ９の上に
第３の磁性層１６を形成する際のフォトリソグラフィの
アライメントに誤差があると、エアベアリング面１８か
ら見て、ポールチップと第３の磁性層１６の磁極部分２
０との中心がずれる可能性がある。このようにポールチ
ップ９と第３の磁性層１６の磁極部分２０の中心がずれ
ると、第３の磁性層の磁極部分から磁束の漏れが大きく
なり、この漏れ磁束でデータの書き込みが行われるよう
になり、実効トラック幅が広くなってしまう問題があ
る。However, the thin-film magnetic head formed as described above, particularly the recording head, still has the following problems. As described above, if there is an error in the photolithographic alignment when forming the third magnetic layer 16 on the pole tip 9 having a narrow width W, the pole tip and the third tip are viewed from the air bearing surface 18. Magnetic pole part 2 of magnetic layer 16
The center with 0 may be shifted. When the center of the pole tip 9 and the center of the magnetic pole portion 20 of the third magnetic layer 16 are displaced in this way, the leakage of magnetic flux from the magnetic pole portion of the third magnetic layer increases, and data is written using the leak magnetic flux. Therefore, there is a problem that the effective track width is increased.
【００２２】また、ポールチップ９の表面と第３の磁性
層との表面とが連結されているが、上述したようにポー
ルチップの幅Ｗを狭くする必要があるとともに磁気特性
を良好なものとするためにはポールチップの長さも１μ
m 程度に短くする必要があるため、これらの連結部分の
表面積は小さく、したがってこの部分で磁束の飽和が生
じ、書き込み特性、特に磁束立ち上がり特性が劣化する
問題もある。Although the surface of the pole tip 9 and the surface of the third magnetic layer are connected to each other, it is necessary to reduce the width W of the pole tip and improve the magnetic characteristics as described above. To do this, the pole tip length is also 1μ
Since it is necessary to reduce the surface area to about m, the surface area of these connecting portions is small. Therefore, there is a problem that magnetic flux saturation occurs in this portion and the writing characteristics, particularly the magnetic flux rising characteristics, deteriorate.
【００２３】従来の薄膜磁気ヘッドにおいては、ポール
チップ９のエアベアリング面１８とは反対側の端面をス
ロートハイト零の基準位置としているが、上述したよう
にポールチップの幅Ｗは狭いので、ポールチップのパタ
ーンのエッジには丸味が付き易く、ポールチップの端面
の位置が変動してしまう恐れがある。スロートハイト零
の位置を基準としてスロートハイトＴＨやＭＲハイトを
正確に設定する必要があるが、従来の複合型薄膜磁気ヘ
ッドにおいては、スロートハイト零の基準位置を正確に
設定できないので、所望の設計値通りのスロートハイト
ＴＨやＭＲハイトを有する薄膜磁気ヘッドを歩留り良く
製造することができなかった。In the conventional thin-film magnetic head, the end face of the pole tip 9 opposite to the air bearing surface 18 is used as the reference position for zero throat height. However, since the width W of the pole tip is narrow as described above, The edge of the chip pattern is easily rounded, and the position of the end face of the pole chip may be changed. It is necessary to accurately set the throat height TH and the MR height based on the position of the throat height zero. However, in the conventional composite type thin film magnetic head, the reference position of the throat height zero cannot be accurately set. A thin film magnetic head having the throat height TH or MR height as the value could not be manufactured with good yield.
【００２４】本発明の目的は、ポールチップと第３の磁
性層との間の接触面積を大きくしてこの部分での磁束の
漏れを少なくし、良好な特性を有する薄膜磁気ヘッドお
よびそのような薄膜磁気ヘッドを歩留り良く製造する方
法を提供しようとするものである。An object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head having good characteristics by increasing the contact area between a pole tip and a third magnetic layer to reduce the leakage of magnetic flux at this portion, and to provide such a thin-film magnetic head. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a thin film magnetic head with good yield.
【００２５】[0025]
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜磁気ヘッド
は、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し、エアベ
アリング面からスロートハイト零の基準位置の近傍まで
延在する磁極部分を有し、この磁極部分の端面が前記第
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、前記第
１の磁性層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、少なくも前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ライトギャップ層と、前記第１の
磁性層と第２および第３の磁性層との間に絶縁分離され
た状態で支持された部分を有する薄膜コイルと、前記第
１、第２および第３の磁性層、ライトギャップ層および
薄膜コイルを支持する基体と、を具える薄膜磁気ヘッド
であって、前記第２の磁性層には、エアベアリング面か
らスロートハイト零の位置の近傍まで延在する磁極部分
と、この磁極部分からエアベアリング面とは反対側に向
けて延在する連結部分とを設け、前記第３の磁性層を、
第２の磁性層の前記連結部分の少なくとも表面および側
面と連結したことを特徴とするものである。A thin-film magnetic head according to the present invention has a first magnetic layer having a magnetic pole portion, an air bearing surface having a width facing a magnetic recording medium and defining a width of a recording track. A second magnetic layer having an end surface of the magnetic pole portion extending from the first magnetic layer to an end surface of the magnetic pole portion of the first magnetic layer, the second magnetic layer forming an air bearing surface; A third magnetic layer in contact with the second magnetic layer on a side opposite to the first magnetic layer and magnetically coupled to the first magnetic layer at a rear position away from the air bearing surface; A write gap layer interposed at least on the air bearing surface between a magnetic pole portion of the first magnetic layer and a magnetic pole portion of the second magnetic layer; and a write gap layer interposed between the first magnetic layer and the second and third magnetic layers. Supported in a state of being insulated and separated from the magnetic layer A thin film magnetic head comprising: a thin film coil having a portion; and a base supporting the first, second, and third magnetic layers, the write gap layer, and the thin film coil, wherein the second magnetic layer has A magnetic pole portion extending from the air bearing surface to a position near the throat height of zero, and a connecting portion extending from the magnetic pole portion to a side opposite to the air bearing surface, and the third magnetic layer is provided. ,
The second magnetic layer is connected to at least a surface and a side surface of the connection portion.
【００２６】このような本発明による薄膜磁気ヘッドに
よれば、ポールチップを構成する第２の磁性層の連結部
分の表面のみならずその側面と第３の磁性層とが連結さ
れているので、接触面積を大きくとることができ、した
がってこの部分での磁束の漏れを抑止することができ
る。さらに、第２の磁性層の連結部分の端面とも接触す
るようにすれば接触面積をさらに広くすることができ
る。また、第２の磁性層の連結部分の幅を後方に向かう
にしたがって徐々に広くなる３角形状とすることにより
表面での接触面積をさらに広くすることができるととも
に、第２の磁性層と第３の磁性層とのアライメント誤差
をある程度許容することができる。According to such a thin-film magnetic head of the present invention, not only the surface of the connection portion of the second magnetic layer constituting the pole tip but also the side surface thereof and the third magnetic layer are connected. The contact area can be increased, and therefore, the leakage of magnetic flux at this portion can be suppressed. Furthermore, the contact area can be further increased by making contact with the end face of the connection portion of the second magnetic layer. In addition, by making the width of the connecting portion of the second magnetic layer a triangular shape that gradually widens toward the rear, the contact area on the surface can be further increased, and the second magnetic layer can be connected to the second magnetic layer. The alignment error with the third magnetic layer can be tolerated to some extent.
【００２７】また、本発明による薄膜磁気ヘッドにおい
ては、アルミナ、酸化シリコン、窒化シリコンなどの無
機絶縁材料より成る絶縁層を第１の磁性層と薄膜コイル
との間に設け、この無機絶縁層のエアベアリング面側の
端縁でスロートハイト零の基準位置を規定するようにす
る。このような無機絶縁層を設けることによってプロセ
ス中のスロートハイト零の基準位置の変動が起こらず、
したがって所望の設計値通りのスロートハイトを有する
薄膜磁気ヘッドを得ることができる。In the thin-film magnetic head according to the present invention, an insulating layer made of an inorganic insulating material such as alumina, silicon oxide or silicon nitride is provided between the first magnetic layer and the thin-film coil. The reference position for zero throat height is defined by the edge on the air bearing surface side. By providing such an inorganic insulating layer, the reference position of throat height zero does not change during the process,
Therefore, it is possible to obtain a thin film magnetic head having a throat height according to a desired design value.
【００２８】また、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造
方法は、少なくとも誘導型薄膜磁気ヘッドを基体により
支持した薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、少な
くともエアベアリング面から延在する磁極部分を有する
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、この第１の磁性層の表面に、絶縁層によって
絶縁分離された状態で薄膜コイルを形成する工程と、前
記第１の磁性層の露出表面および前記薄膜コイルを絶縁
分離した状態で支持する絶縁層の覆うようにライトギャ
ップ層を形成する工程と、このライトギャップ層の上
に、エアベアリング面からスロートハイト零の基準位置
の近傍まで延在する磁極部分と、この磁極部分からエア
ベアリング面とは反対側に向けて延在する連結部分とを
有する第２の磁性層を形成する工程と、前記薄膜コイル
を絶縁分離した状態で支持する絶縁層の上に、前記第２
の磁性層の前記連結部分の少なくとも表面および側面と
連結するように第３の磁性層を形成する工程と、を具え
ることを特徴とするものである。A method of manufacturing a thin-film magnetic head according to the present invention is a method of manufacturing a thin-film magnetic head in which at least an inductive type thin-film magnetic head is supported by a substrate, and has at least a magnetic pole portion extending from an air bearing surface. Forming a first magnetic layer so as to be supported by the base, forming a thin-film coil on the surface of the first magnetic layer in a state of being insulated and separated by an insulating layer; Forming a write gap layer so as to cover an exposed surface of the magnetic layer and an insulating layer that supports the thin-film coil in an insulated state; and a reference position of zero throat height from the air bearing surface on the write gap layer. Magnetic layer having a magnetic pole portion extending to the vicinity of the magnetic pole portion, and a connecting portion extending from the magnetic pole portion toward the side opposite to the air bearing surface. Forming, on the insulating layer supporting the thin film coil while isolation, the second
Forming a third magnetic layer so as to be connected to at least a surface and a side surface of the connection portion of the magnetic layer.
【００２９】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の
一実施例では、前記ポールチップを構成する第２の磁性
層を形成した後、その磁極部分をマスクとしてその周囲
のライトギャップ層をフレオン系または塩素系のガスを
用いるリアクティブイオンエッチングにより除去し、さ
らに露出した第１の磁性層を、その膜厚の一部分に亘っ
てアルゴンガスを用いるイオンビームエッチングにより
除去してトリム構造を形成する。In one embodiment of the method of manufacturing a thin-film magnetic head according to the present invention, after forming the second magnetic layer constituting the pole tip, the magnetic gap portion is used as a mask and the write gap layer around it is used as a freon-based or magnetic layer. The first magnetic layer is removed by reactive ion etching using a chlorine-based gas, and the exposed first magnetic layer is partially removed by ion beam etching using argon gas to form a trim structure.
【００３０】[0030]
【発明の実施の形態】以下、図１３〜２２を参照して本
発明による薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法の第１の
実施例を説明する。なお、これらの図面においてＡおよ
びＢがあるものは、エアベアリング面に垂直な面で切っ
た断面図をＡで示し、正面図をＢで示した。また、本例
では、基体の上に読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッドを形成し、その上に書き込み用の誘導型薄膜磁気
ヘッドを積層した複合型薄膜磁気ヘッドとしたものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a thin-film magnetic head and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In these drawings, those having A and B are indicated by A in a sectional view taken along a plane perpendicular to the air bearing surface, and in B in a front view. In this embodiment, a composite thin-film magnetic head is formed by forming a magnetoresistive thin-film magnetic head for reading on a substrate, and laminating an inductive thin-film magnetic head for writing on the magnetic thin-film magnetic head.
【００３１】アルティック（AlTiC ）より成る基体本体
２１の一方の表面に、約３〜５μmの膜厚でアルミナよ
り成る絶縁層２２を形成した様子を図１３に示す。これ
ら、基体本体２１および絶縁層２２を、本明細書におい
ては、基体またはウエファ２３と称する。また、本明細
書において、絶縁層とは、少なくとも電気的な絶縁特性
を有する膜を意味しており、非磁性特性はあってもなく
ても良い。しかし、一般には、アルミナのように、電気
絶縁特性を有しているとともに非磁性特性を有する材料
が使用されているので、絶縁層と、非磁性層とを同じ意
味に使用する場合もある。FIG. 13 shows a state in which an insulating layer 22 made of alumina having a thickness of about 3 to 5 μm is formed on one surface of a base body 21 made of AlTiC (AlTiC). The base body 21 and the insulating layer 22 are referred to as a base or a wafer 23 in this specification. In this specification, an insulating layer means a film having at least electrical insulating properties, and may or may not have nonmagnetic properties. However, in general, a material having both electric insulating properties and non-magnetic properties, such as alumina, is used, so that the insulating layer and the non-magnetic layer may be used interchangeably.
【００３２】また、実際の製造では、多数の複合型薄膜
磁気ヘッドをウエファ上にマトリックス状に配列して形
成した後、ウエファを複数のバーに切断し、各バーの端
面を研磨してエアベアリング面を形成し、最後にバーを
切断して個々の複合型薄膜磁気ヘッドを得るようにして
いるので、この段階では端面が現れないが、説明の便宜
上、この端面を示している。In actual production, a large number of composite type thin film magnetic heads are formed in a matrix on a wafer, and then the wafer is cut into a plurality of bars, and the end face of each bar is polished to form an air bearing. Since the surfaces are formed, and finally the bars are cut to obtain individual composite type thin film magnetic heads, no end surface appears at this stage, but this end surface is shown for convenience of explanation.
【００３３】次に、基体２３の絶縁層２２の上に、磁気
抵抗効果型薄膜磁気ヘッドに対するボトムシールド層２
４をパーマロイにより約３μm の膜厚に形成した様子を
図１４に示す。このボトムシールド層２４は、フォトレ
ジストをマスクとするメッキ法によって所定のパターン
にしたがって形成する。Next, on the insulating layer 22 of the base 23, the bottom shield layer 2 for the magnetoresistive thin-film magnetic head is formed.
FIG. 14 shows that No. 4 was formed to a thickness of about 3 μm by permalloy. The bottom shield layer 24 is formed according to a predetermined pattern by a plating method using a photoresist as a mask.
【００３４】次に、図１５に示すように、ボトムシール
ド層２４の上にアルミナより成るシールドギャップ層２
５に埋設されたＧＭＲ層２６を形成する。このシールド
ギャップ層２５の膜厚は０．２μm とすることができ
る。さらに、ＧＭＲ層２６を埋設したシールドギャップ
層２５の上に、ＧＭＲ層に対するトップシールドを構成
するとともに誘導型薄膜磁気ヘッドのボトムポールを構
成する第１の磁性層２７をパーマロイにより３〜４μm
の膜厚に形成する。さらに、この第１の磁性層２７と後
に形成する薄膜コイルとを絶縁するとともに磁束の漏れ
を抑止するために、０．５〜２μm の膜厚のアルミナよ
り成る絶縁層２８を第１の磁性層の上に形成する。この
絶縁層２８の材料としては、本例では酸化シリコンを用
いるが、アルミナ、窒化シリコンなどの無機絶縁材料を
用いることもできる。Next, as shown in FIG. 15, a shield gap layer 2 made of alumina is formed on the bottom shield layer 24.
5 to form a buried GMR layer 26. The thickness of the shield gap layer 25 can be set to 0.2 μm. Further, on the shield gap layer 25 in which the GMR layer 26 is buried, a first magnetic layer 27 constituting a top shield for the GMR layer and a bottom pole of the inductive thin film magnetic head is formed by permalloy with a thickness of 3 to 4 μm.
To a film thickness of Further, in order to insulate the first magnetic layer 27 from a thin film coil to be formed later and to suppress the leakage of magnetic flux, an insulating layer 28 made of alumina having a thickness of 0.5 to 2 μm is provided on the first magnetic layer. On top of. As the material of the insulating layer 28, silicon oxide is used in this example, but an inorganic insulating material such as alumina or silicon nitride can also be used.
【００３５】次に、図１６に示すように、無機絶縁層２
８の上に、フォトレジストより成る絶縁層２９によって
絶縁分離された状態で支持された第１層目の薄膜コイル
３０を形成した後、アルミナより成るライトギャップ層
３１を、露出している第１の磁性層２７の表面および絶
縁層２８および２９の表面に、０．１〜０．３μm の膜
厚で所定のパターンにしたがって形成する。Next, as shown in FIG.
After forming a first-layer thin film coil 30 supported on the insulating layer 29 in a state of being insulated and separated by an insulating layer 29 made of a photoresist, a write gap layer 31 made of alumina is exposed to the first layer. On the surface of the magnetic layer 27 and the surfaces of the insulating layers 28 and 29 in a thickness of 0.1 to 0.3 .mu.m according to a predetermined pattern.
【００３６】次に、高い飽和磁束密度を有する磁性材料
を３〜４μm の膜厚に堆積して、記録トラックの幅を規
定するポールチップを構成する第２の磁性層３２を形成
する。この高い飽和磁束密度を有する磁性材料として
は、NiFe(50%, 50%)やFeN やFe-Co-Zrのアモルファスと
することができる。また、ポールチップを構成する第２
の磁性層３２はメッキ法で所定のパターンに形成する
か、スパッタ後、ドライエッチングで所定のパターンと
することができる。また、第２の磁性層３２を形成する
のと同時に、ライトギャップ層３１にあけた開口３１ａ
を介して第１の磁性層２７と連結された連結用磁性層３
３を形成する。Next, a magnetic material having a high saturation magnetic flux density is deposited to a thickness of 3 to 4 μm to form a second magnetic layer 32 constituting a pole tip for defining the width of a recording track. The magnetic material having this high saturation magnetic flux density can be NiFe (50%, 50%), FeN, or Fe-Co-Zr amorphous. Also, the second part of the pole tip
The magnetic layer 32 can be formed into a predetermined pattern by a plating method, or can be formed into a predetermined pattern by dry etching after sputtering. At the same time as forming the second magnetic layer 32, the opening 31a opened in the write gap layer 31 is formed.
Connecting magnetic layer 3 connected to first magnetic layer 27 through
Form 3
【００３７】図１８の平面図に示すようにポールチップ
を構成する第２の磁性層３２には、磁極部分３２ａと、
第１層目の薄膜コイル３０を支持する絶縁層２９の上ま
で延在する連結部分３２ｂとを設け、この連結部分の幅
は後方に行くにしたがって徐々に広くなるような形状と
する。その形状は、例えば図１８に示した３角形状や５
角形状とすることができる。また、第２の磁性層３２の
磁極部分３２ａの幅Ｗによって記録トラックの幅が決ま
るので、その幅は０．５〜１．２μm と狭くする。な
お、図１８には、図面を明瞭とするために、後に形成す
る第３の磁性層を仮想線で示してある。As shown in the plan view of FIG. 18, the second magnetic layer 32 constituting the pole tip has a magnetic pole portion 32a,
A connection portion 32b extending up to the insulating layer 29 supporting the first-layer thin-film coil 30; the width of the connection portion is gradually widened toward the rear. The shape is, for example, the triangular shape shown in FIG.
It can be square. Since the width of the recording track is determined by the width W of the magnetic pole portion 32a of the second magnetic layer 32, the width is narrowed to 0.5 to 1.2 μm. In FIG. 18, a third magnetic layer to be formed later is indicated by a virtual line for clarity.
【００３８】次に、第２の磁性層３２のポールチップを
構成する磁極部分３２ａをマスクとして、CF4, SF6など
のフレオン系のガスまたはCl2, BCl2 などの塩素系ガス
を用いるリアクティブイオンエッチングを施して磁極部
分３２ａの周囲のライトギャップ層３１を選択的に除去
して下側の第１の磁性層２７を露出させた後、第２の磁
性層３２の磁極部分３２ａおよび無機絶縁層２８をマス
クとしてアルゴンガスを用いるイオンビームエッチング
を施して、第１の磁性層２７の表面を約０．５μm の深
さだけ除去してトリム構造を形成する。Next, a freon-based gas such as CF 4 or SF 6 or a chlorine-based gas such as Cl 2 or BCl 2 is used as a mask using the magnetic pole portion 32 a constituting the pole tip of the second magnetic layer 32. After performing active ion etching to selectively remove the write gap layer 31 around the magnetic pole portion 32a to expose the lower first magnetic layer 27, the magnetic pole portion 32a of the second magnetic layer 32 and the inorganic Using the insulating layer 28 as a mask, ion beam etching using argon gas is performed to remove the surface of the first magnetic layer 27 by a depth of about 0.5 μm to form a trim structure.
【００３９】本例においては、絶縁層２８を無機絶縁材
料で形成したため、トリム構造を得るためのリアクティ
ブイオンエッチングおよびそれに続くイオンビームエッ
チング処理によっても絶縁層の端縁の位置が後退したり
剥離したりすることはない。したがって、製造の歩留り
および耐久性を向上することができる。In this embodiment, since the insulating layer 28 is formed of an inorganic insulating material, the position of the edge of the insulating layer recedes or separates by reactive ion etching for obtaining a trim structure and subsequent ion beam etching. Nothing to do. Therefore, the production yield and durability can be improved.
【００４０】次に、第１層目の薄膜コイル３０を絶縁分
離した状態で支持する絶縁層２９の上に、フォトレジス
ト３４によって絶縁分離された状態で支持された第２層
目の薄膜コイル３５を形成した様子を図１９に示す。本
例では、第２の磁性層３２の連結部分３２ｂの端面と絶
縁層３４のエアベアリング面側の側面との間に２〜３μ
m の空隙が形成されるようにする。Next, a second-layer thin-film coil 35 supported in a state of being insulated and separated by a photoresist 34 is placed on an insulating layer 29 which supports the first-layer thin-film coil 30 in a state of being insulated and separated. 19 is shown in FIG. In this example, the gap between the end surface of the connection portion 32b of the second magnetic layer 32 and the side surface of the insulating layer 34 on the air bearing surface side is 2 to 3 μm.
m so that a void is formed.
【００４１】続いて、図２０に示すようにエアベアリン
グ面側の先端が第２の磁性層３２の連結部分３２ｂと連
結されるとともにエアベアリング面とは反対側の端部が
連結用磁性層３３を経て第１の磁性層２７と連結された
第３の磁性層３６を３〜４μm の膜厚に所定のパターン
にしたがって形成する。本発明においては、第２の磁性
層３２の連結部分３２ａの表面のみならず、その端面と
も接触するように第３の磁性層３６を形成するが、その
様子を図２１に示す。このようにして第２の磁性層３２
と第３の磁性層３６との接触面積を大きくすることがで
き、したがって接触部分での磁束の漏れを抑止すること
ができる。このような効果は、特にポールチップを構成
する第２の磁性層３２の幅を、例えば１μm 以下と小さ
くした場合にきわめて有効である。Subsequently, as shown in FIG. 20, the front end on the air bearing surface side is connected to the connection portion 32b of the second magnetic layer 32, and the end opposite to the air bearing surface is connected to the connection magnetic layer 33. Then, the third magnetic layer 36 connected to the first magnetic layer 27 is formed in a thickness of 3 to 4 μm according to a predetermined pattern. In the present invention, the third magnetic layer 36 is formed so as to be in contact with not only the surface of the connection portion 32a of the second magnetic layer 32 but also the end face thereof, as shown in FIG. Thus, the second magnetic layer 32
And the contact area between the second magnetic layer 36 and the third magnetic layer 36 can be increased, so that leakage of magnetic flux at the contact portion can be suppressed. Such an effect is extremely effective especially when the width of the second magnetic layer 32 constituting the pole tip is reduced to, for example, 1 μm or less.
【００４２】さらに全体の上にアルミナより成るオーバ
ーコート層３７を２０〜３０μm の膜厚に形成した様子
を図２２に示す。上述したように実際に薄膜磁気ヘッド
を量産する場合には、ウエファをバーに切断した後、バ
ーの側面を研磨してエアベアリング面を形成するが、本
例では、無機絶縁層２８のエアベアリング面側端縁の位
置をスロートハイト零の位置の基準としており、この位
置はプロセス中に変動することがないので、所望の設計
値通りのスロートハイトを容易に得ることができる。FIG. 22 shows a state in which an overcoat layer 37 made of alumina is formed on the whole to a thickness of 20 to 30 μm. As described above, when mass-producing a thin film magnetic head, the wafer is cut into bars, and the side surfaces of the bars are polished to form an air bearing surface. In this embodiment, the air bearing surface of the inorganic insulating layer 28 is formed. The position of the surface side edge is used as a reference for the position of zero throat height, and this position does not fluctuate during the process, so that the throat height according to a desired design value can be easily obtained.
【００４３】図２３は、本発明による薄膜磁気ヘッドの
第２の実施例の構成を示す断面図である。本例におい
て、上述した第１の実施例と同じ部分には同じ符号を付
けて示し、その説明を省略する。第１の実施例では、薄
膜コイルを２層構造としたが、本例では１層構造とし、
その上に膜厚の厚い絶縁層を設けたものである。すなわ
ち、絶縁層２９で絶縁分離された状態で支持された１層
の薄膜コイル３０を形成し、その上にライトギャップ層
３１を形成し、さらにその上に第２の磁性層３２を形成
した後、２〜３μm の膜厚の絶縁層４１を形成する。本
例では、この絶縁層４１のエアベアリング面側の側面
は、第２の磁性層３２の連結部分３２ｂの端面と接する
ように形成するので、第２の磁性層の連結部分３２ｂの
表面および側面と第３の磁性層３６とが連結されるもの
となる。FIG. 23 is a sectional view showing the structure of a second embodiment of the thin-film magnetic head according to the present invention. In this example, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the first embodiment, the thin-film coil has a two-layer structure.
A thick insulating layer is provided thereon. That is, after forming a single-layer thin-film coil 30 supported in a state of being insulated and separated by the insulating layer 29, forming the write gap layer 31 thereon, and further forming the second magnetic layer 32 thereon , 2 to 3 μm in thickness. In the present embodiment, the side surface of the insulating layer 41 on the air bearing surface side is formed so as to be in contact with the end surface of the connecting portion 32b of the second magnetic layer 32. Therefore, the surface and side surface of the connecting portion 32b of the second magnetic layer 32 are formed. And the third magnetic layer 36 are connected.
【００４４】図２４は本発明による薄膜磁気ヘッドの無
機絶縁層２８のパターンの他の例を示すものであるが、
図面を明瞭とするために、ライトギャップ層や薄膜コイ
ルを省き、第３の磁性層３６は仮想線で示した。本例で
は、無機絶縁層２８のエアベアリング面側の側縁に切り
込み２８ａを設け、この切り込みの内方縁をスロートハ
イト零の基準位置とし、切り込みの深さを所望のスロー
トハイトよりも長くする。第２の磁性層３２の磁極部分
３２ａは、この切り込み２８ａ内に位置し、連結部分３
２ｂは無機絶縁層２８の上方に位置している。FIG. 24 shows another example of the pattern of the inorganic insulating layer 28 of the thin-film magnetic head according to the present invention.
For clarity, the write gap layer and the thin-film coil are omitted, and the third magnetic layer 36 is shown by a virtual line. In this example, a cut 28a is provided at the side edge of the inorganic insulating layer 28 on the air bearing surface side, the inner edge of the cut is used as the reference position for zero throat height, and the cut depth is made longer than the desired throat height. . The magnetic pole portion 32a of the second magnetic layer 32 is located within the cut 28a,
2b is located above the inorganic insulating layer 28.
【００４５】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、上述した実施例においては、基体上に読み取り用の
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを設け、その上に書き込
み用の誘導型薄膜磁気ヘッドを積層した構成としたが、
これらの薄膜磁気ヘッドの積層順序を逆とすることもで
きる。また、上述した実施例では、磁気抵抗素子をＧＭ
Ｒ素子としたが、ＡＭＲ素子とすることもできる。さら
に、本発明はこのように読み取り用の薄膜磁気ヘッドを
磁気抵抗効果型のものとしたが、それ以外の読み取り用
薄膜磁気ヘッドを用いることもできる。また、読み取り
用の薄膜磁気ヘッドは必ずしも設ける必要はなく、誘導
型薄膜磁気ヘッドだけを設けることもできる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and many modifications and variations are possible. For example, in the above-described embodiment, the magnetoresistive thin-film magnetic head for reading is provided on the base, and the inductive thin-film magnetic head for writing is stacked thereon.
The stacking order of these thin film magnetic heads can be reversed. In the embodiment described above, the magnetoresistive element is GM
Although an R element is used, an AMR element can also be used. Further, in the present invention, the reading thin film magnetic head is of the magnetoresistive effect type, but other reading thin film magnetic heads can be used. Further, it is not always necessary to provide a thin-film magnetic head for reading, and only an inductive thin-film magnetic head can be provided.
【００４６】[0046]
【発明の効果】上述した本発明による薄膜磁気ヘッドお
よびその製造方法によれば、ポールチップを構成する第
２の磁性層を飽和磁束密度の高い材料で形成し、これと
磁気的に連結される第３の磁性層の先端面をエアベアリ
ング面から後退させ、さらに第２の磁性層の連結部分の
表面のみならず、側面においても第３の磁性層と接触さ
せるようにしたので、第２の磁性層の寸法を小さくした
場合にも、第３の磁性層の先端面からの磁束の漏れを抑
止するとともに第２の磁性層と第３の磁性層との接触部
分での磁束の漏れを抑止することができ、きわめて幅の
狭い記録トラックにデータを効率良く記録することがで
きる。この場合、第２の磁性層の連結部分を、その幅が
エアベアリング面から遠去かるに伴って大きくなる３角
形状とすることによって第２の磁性層と第３の磁性層と
の接触面積をさらに大きくすることができるとともに第
２の磁性層と第３の磁性層とのアライメント誤差があっ
ても漏れ磁束が生じるのを抑止することができる。According to the above-described thin-film magnetic head and the method of manufacturing the same according to the present invention, the second magnetic layer constituting the pole tip is formed of a material having a high saturation magnetic flux density and is magnetically connected thereto. The tip surface of the third magnetic layer is retreated from the air bearing surface, and the side surface as well as the surface of the connection portion of the second magnetic layer is brought into contact with the third magnetic layer. Even when the size of the magnetic layer is reduced, the leakage of the magnetic flux from the tip end surface of the third magnetic layer is suppressed and the leakage of the magnetic flux at the contact portion between the second magnetic layer and the third magnetic layer is suppressed. Data can be efficiently recorded on a very narrow recording track. In this case, the connection area between the second magnetic layer and the third magnetic layer is formed by forming the connecting portion of the second magnetic layer into a triangular shape whose width increases as the distance from the air bearing surface increases. Can be further increased, and even if there is an alignment error between the second magnetic layer and the third magnetic layer, the occurrence of magnetic flux leakage can be suppressed.
【００４７】さらに、エアベアリング面側の端縁がスロ
ートハイト零の基準位置を規定する無機絶縁層を設けた
ため、第１の磁性層にトリム構造を形成するためのエッ
チング処理中、無機絶縁層の端縁の後退がないので、ト
ップポールを構成する第２の磁性層の下側の絶縁層部分
が破損して剥離したり、位置がずれたりすることがない
ので、薄膜磁気ヘッドの特性の劣化を抑止することがで
きる。また、このように絶縁層部分の剥離がないので、
そこにオイルや研磨液が溜まることがなく、歩留りが向
上するとともに耐久性も向上することになる。Furthermore, since the inorganic insulating layer whose edge on the air bearing surface side defines the reference position of zero throat height is provided, during the etching process for forming the trim structure on the first magnetic layer, Since the edge does not recede, the lower insulating layer portion of the second magnetic layer constituting the top pole does not break and peel off or displace, so that the characteristics of the thin-film magnetic head deteriorate. Can be suppressed. Also, since there is no peeling of the insulating layer portion,
There is no accumulation of oil or polishing liquid there, so that the yield is improved and the durability is also improved.
【図１】図１ＡおよびＢは、従来の複合型薄膜磁気ヘッ
ドを製造する方法の最初の工程を示す断面図である。FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views showing the first step of a method of manufacturing a conventional composite type thin film magnetic head.
【図２】図２ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing the next step.
【図３】図３ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views showing the next step.
【図４】図４ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views showing the next step.
【図５】図５ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views showing the next step.
【図６】図６ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views showing the next step.
【図７】図７ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing the next step.
【図８】図８ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。8A and 8B are cross-sectional views showing the next step.
【図９】図９ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。9A and 9B are cross-sectional views showing the next step.
【図１０】図１０は、最終的に得られる複合型薄膜磁気
ヘッドを示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a composite type thin film magnetic head finally obtained.
【図１１】図１１は、その磁極部分の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the magnetic pole part.
【図１２】図１２は、第３の磁性層を形成した状態を示
す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing a state where a third magnetic layer is formed.
【図１３】図１３ＡおよびＢは、本発明による複合型薄
膜磁気ヘッドの製造方法の第１の実施例における最初の
工程を示す断面図および正面図である。FIGS. 13A and 13B are a cross-sectional view and a front view showing a first step in the first embodiment of the method of manufacturing the composite thin-film magnetic head according to the present invention.
【図１４】図１４ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図
および正面図である。14A and 14B are a sectional view and a front view showing the next step.
【図１５】図１５ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図
および正面図である。15A and 15B are a sectional view and a front view showing the next step.
【図１６】図１６ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図
および正面図である。16A and 16B are a sectional view and a front view showing the next step.
【図１７】図１７ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図
および正面図である。17A and 17B are a sectional view and a front view showing the next step.
【図１８】図１８は、そのときの平面図である。FIG. 18 is a plan view at that time.
【図１９】図１９ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図
および正面図である。19A and 19B are a sectional view and a front view showing the next step.
【図２０】図２０ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図
および正面図である。20A and 20B are a sectional view and a front view showing the next step.
【図２１】図２１はそのときの斜視図である。FIG. 21 is a perspective view at that time.
【図２２】図２２ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図
および正面図である。22A and 22B are a sectional view and a front view showing the next step.
【図２３】図２３は、本発明による薄膜磁気ヘッドの第
２の実施例の構成を示す断面図である。FIG. 23 is a sectional view showing a configuration of a second embodiment of the thin-film magnetic head according to the present invention.
【図２４】図２４は、本発明による薄膜磁気ヘッドのに
おける無機絶縁層の他の例の構成を示す平面図である。FIG. 24 is a plan view showing the configuration of another example of the inorganic insulating layer in the thin-film magnetic head according to the present invention.
２１ 基体本体、 ２２ 絶縁層、 ２３ 基体、 ２
４ 下部シールド層、２５ シールドギャップ層、 ２
６ ＧＭＲ層、 ２７ 第１の磁性層、 ２８無機絶縁
層、 ２８ａ 切り込み、 ２９ 絶縁層、 ３０ 薄
膜コイル、３１ ライトギャップ層、 ３２ 第２の磁
性層、 ３２ａ 磁極部分、 ３２ｂ 連結部分、 ３
４ 絶縁層、 ３５ 薄膜コイル、 ３６ 第３の磁性
層、３７ オーバーコート層、 ４１ 無機絶縁層21 base body, 22 insulating layer, 23 base, 2
4 lower shield layer, 25 shield gap layer, 2
6 GMR layer, 27 first magnetic layer, 28 inorganic insulating layer, 28a cut, 29 insulating layer, 30 thin film coil, 31 write gap layer, 32 second magnetic layer, 32a magnetic pole portion, 32b connecting portion, 3
4 insulating layer, 35 thin-film coil, 36 third magnetic layer, 37 overcoat layer, 41 inorganic insulating layer
Claims (17)
を有する磁極部分を有し、この磁極部分の端面が前記第
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、前記第１の磁性層とは反対側で接
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、 少なくも前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
ライトギャップ層と、 前記第１の磁性層と第２および第３の磁性層との間に絶
縁分離された状態で支持された部分を有する薄膜コイル
と、 前記第１、第２および第３の磁性層、ライトギャップ層
および薄膜コイルを支持する基体と、を具える薄膜磁気
ヘッドであって、 前記第２の磁性層には、エアベアリング面からスロート
ハイト零の位置の近傍まで延在する磁極部分と、この磁
極部分からエアベアリング面とは反対側に向けて延在す
る連結部分とを設け、前記第３の磁性層を、第２の磁性
層の前記連結部分の少なくとも表面および側面と連結し
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, wherein an end face of the magnetic pole portion is 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 position in contact with the second magnetic layer on a side opposite to the first magnetic layer and away from the air bearing surface. A third magnetic layer magnetically coupled to the first magnetic layer, and at least an air bearing surface interposed between a magnetic pole portion of the first magnetic layer and a magnetic pole portion of the second magnetic layer. A write gap layer, a thin film coil having a portion supported in a state of being insulated and separated between the first magnetic layer and the second and third magnetic layers; 3 support the magnetic layer, write gap layer and thin film coil A thin-film magnetic head comprising: a base; and a magnetic pole portion extending from the air bearing surface to a position near zero throat height, and the air bearing surface extending from the magnetic pole portion to the second magnetic layer. A connecting portion extending toward the opposite side, wherein the third magnetic layer is connected to at least a surface and a side surface of the connecting portion of the second magnetic layer.
の連結部分の表面および側面の他に端面でも連結したこ
とを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。2. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the third magnetic layer is connected not only to the surface and side surface of the connection portion of the second magnetic layer but also to an end surface.
目の薄膜コイルを絶縁分離した状態で支持する絶縁層の
側面を覆うライトギャップ層の上まで延在させたことを
特徴とする請求項１または２の何れかに記載の薄膜磁気
ヘッド。3. The connection portion of the second magnetic layer extends to a position above a write gap layer covering a side surface of the insulating layer that supports the first thin-film coil in an insulated state. 3. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein:
間にアルミナ、酸化シリコン、窒化シリコンなどの無機
絶縁層を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか
に記載の薄膜磁気ヘッド。4. The method according to claim 1, wherein an inorganic insulating layer such as alumina, silicon oxide, or silicon nitride is provided between the first magnetic layer and the thin film coil. Thin film magnetic head.
を介して前記第２の磁性層の磁極部分と対向する部分に
隣接する部分の膜厚を選択的に薄くしてトリム構造を構
成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の
薄膜磁気ヘッド。5. A trim structure by selectively reducing a film thickness of a portion of the first magnetic layer adjacent to a portion of the second magnetic layer facing a magnetic pole portion via a write gap layer. 5. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein:
磁性層よりも飽和磁束密度の高い磁性材料で形成したこ
とを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の薄膜磁気
ヘッド。6. The thin film according to claim 1, wherein the second magnetic layer is formed of a magnetic material having a higher saturation magnetic flux density than the first and second magnetic layers. Magnetic head.
に行くにしたがって広くなるように形成したことを特徴
とする請求項１〜６の何れかに記載の薄膜磁気ヘッド。7. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein a width of a connecting portion of the second magnetic layer is formed to be wider toward a rear side.
ルド層と、シールドギャップ層に埋設された磁気抵抗素
子とを配設して複合型としたことを特徴とする請求項１
〜７の何れかに記載の薄膜磁気ヘッド。8. A composite type wherein a shield layer and a magnetoresistive element buried in a shield gap layer are provided between the base and the first magnetic layer.
8. The thin-film magnetic head according to any one of items 1 to 7,
により支持した薄膜磁気ヘッドを製造する方法であっ
て、 少なくともエアベアリング面から延在する磁極部分を有
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、 この第１の磁性層の表面に、絶縁層によって絶縁分離さ
れた状態で支持された少なくも１層の薄膜コイルを形成
する工程と、 前記第１の磁性層の露出表面および前記薄膜コイルを絶
縁分離した状態で支持する絶縁層を覆うようにライトギ
ャップ層を形成する工程と、 このライトギャップ層の上に、エアベアリング面からス
ロートハイト零の基準位置の近傍まで延在する磁極部分
と、この磁極部分から内方に向けて延在する連結部分と
を有する第２の磁性層を形成する工程と、 前記薄膜コイルを絶縁分離した状態で支持する絶縁層の
上に、前記第２の磁性層の連結部分の少なくとも表面お
よび側面と連結するように第３の磁性層を形成する工程
と、を具える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 having at least an inductive type thin-film magnetic head supported by a substrate, wherein at least a first magnetic layer having a magnetic pole portion extending from an air bearing surface is supported by the substrate. Forming at least one thin-film coil supported on the surface of the first magnetic layer while being insulated and separated by an insulating layer; Forming a write gap layer so as to cover the exposed surface and an insulating layer that supports the thin-film coil in an insulated state; and on the write gap layer, from the air bearing surface to the vicinity of a reference position of zero throat height. Forming a second magnetic layer having a magnetic pole portion extending and a connecting portion extending inward from the magnetic pole portion; Forming a third magnetic layer on the insulating layer supported in a state where the third magnetic layer is connected to at least the surface and the side surface of the connection portion of the second magnetic layer. A method for manufacturing a magnetic head.
層目の薄膜コイルを絶縁分離した状態で支持する絶縁層
を覆うように前記ライトギャップ層を形成し、その上に
前記第２の磁性層を形成した後に、第２層目の薄膜コイ
ルを形成することを特徴とする請求項９に記載の薄膜磁
気ヘッドの製造方法。10. The thin film coil has a two-layer structure,
The write gap layer is formed so as to cover an insulating layer that supports the thin-film coil in a state where the thin-film coil is insulated and separated, and after forming the second magnetic layer thereon, a second-layer thin-film coil is formed. The method for manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 9, wherein:
ライトギャップ層および第２の磁性層を形成した後、薄
膜コイルの上に膜厚の厚い絶縁層を形成し、この絶縁層
の上に前記第３の磁性層を形成することを特徴とする請
求項９に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。11. The thin-film coil has a single-layer structure. After forming the write gap layer and the second magnetic layer, a thick insulating layer is formed on the thin-film coil. The method according to claim 9, wherein the third magnetic layer is formed.
と、前記薄膜コイルを絶縁分離した状態で支持する絶縁
層または薄膜コイルの上に形成した膜厚の厚い絶縁層と
の間に間隙を形成し、前記第３の磁性層を、第２の磁性
層の連結部分の表面および側面のみならず端面とも連結
するように形成することを特徴とする請求項１０または
１１の何れかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。12. A gap is formed between an end face of a connecting portion of the second magnetic layer and an insulating layer for supporting the thin-film coil in an insulated state or a thick insulating layer formed on the thin-film coil. 12. The method according to claim 10, wherein the third magnetic layer is formed so as to be connected not only to the surface and the side surface of the connection portion of the second magnetic layer but also to the end surface. Of manufacturing a thin film magnetic head.
磁極部分をマスクとしてその周囲のライトギャップ層を
エッチングにより除去し、さらに露出した第１の磁性層
を、その膜厚の一部分に亘ってエッチングしてトリム構
造を形成することを特徴とする請求項９〜１２の何れか
に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。13. After forming the second magnetic layer, the write gap layer around the magnetic pole portion is removed by etching using the magnetic pole portion as a mask, and the exposed first magnetic layer is further reduced to a part of its film thickness. The method for manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 9, wherein a trim structure is formed by etching over the entire surface.
としてエッチングを行って前記ライトギャップ層を除去
する工程を、リアクティブイオンエッチングにより行な
うことを特徴とする請求項１３に記載の薄膜磁気ヘッド
の製造方法。14. The thin film magnetic device according to claim 13, wherein the step of removing the write gap layer by performing etching using a magnetic pole portion of the second magnetic layer as a mask is performed by reactive ion etching. Head manufacturing method.
を、フレオン系または塩素系のガスを用いて行なうこと
を特徴とする請求項１４に記載の薄膜磁気ヘッドの製造
方法。15. The method according to claim 14, wherein the reactive ion etching is performed using a Freon-based gas or a chlorine-based gas.
として、前記第１の磁性層の表面をその膜厚の一部分に
亘ってエッチングしてトリム構造を形成する工程を、イ
オンビームエッチングで行なうことを特徴とする請求項
１３に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。16. A step of forming a trim structure by etching the surface of the first magnetic layer over a part of the film thickness using a magnetic pole portion of the second magnetic layer as a mask by ion beam etching. 14. The method according to claim 13, wherein the method is performed.
よって埋設された磁気抵抗素子を形成した後、このシー
ルドギャップ層の上に前記第１の磁性層を形成して複合
型薄膜磁気ヘッドを形成することを特徴とする請求項９
〜１６の何れかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。17. A composite thin film magnetic head is formed by forming a magnetoresistive element buried by a shield gap layer on the base, and then forming the first magnetic layer on the shield gap layer. 10. The method according to claim 9, wherein
17. A method for manufacturing a thin-film magnetic head according to any one of the above items.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1998
- 1998-04-28 JP JP11913398A patent/JP3371089B2/en not_active Expired - Fee Related
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| GB2379324B (en) * | 2000-06-01 | 2004-11-10 | Seagate Technology Llc | Magnetic recording head with dielectric layer |
| US6906893B2 (en) | 2002-10-08 | 2005-06-14 | Hitachi Global Storage Technologies | Magnetic head coil and structure for protecting same during pole notch processing |
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