JPH11312305A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録トラック幅を規定するポールチップの幅
が狭く、スロートハイトも短いにも拘らず磁束の飽和や
漏れが少なく、記録効率の高い薄膜磁気ヘッドおよびそ
れを高い歩留りで製造できる方法を提供する。 【解決手段】 第１の磁性層２７の上にリング状絶縁層
２９を形成し、その上にライトギャップ層３０を形成し
た後、ポールチップを構成する第２の磁性層３１を前記
リング状絶縁層２９の上まで延在させる。第２の磁性層
３１をマスクとしてエッチングを行ってライトギャップ
層を選択的に除去し、さらに第１の磁性層２７をその膜
厚の一部分に亘って除去してトリム構造を形成する。リ
ング状絶縁層３１の内部に薄膜コイル３３，３５を形成
した後、第３の磁性層３６を、第２の磁性層３１の表面
のみならず側面とも接触するように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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
２０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。

【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。

【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、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。

【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、スロートハイト零の基準位置の変動を
抑え、その結果として所望の設計値通りのスロートハイ
トＴＨを得ることができ、複合型薄膜磁気ヘッドにおい
てはＭＲハイトとの良好なバランスをとることができ、
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。

【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、記録トラックの巾を規定する巾を有する磁極部
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有し、膜厚が前記ラ
イトギャップ層の膜厚よりも厚い帯状の絶縁層を設け、
この絶縁層の第１の磁性層とは反対側の表面を前記ライ
トギャップ層によって覆うとともに前記第２の磁性層の
後方部分をこの絶縁層の第１の磁性層と面する側とは反
対側の面上まで延在させ、前記第３の磁性層を、第２の
磁性層の前記絶縁層上まで延在する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。

【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。

【００２７】また、帯状の絶縁層の膜厚をライトギャッ
プ層の膜厚よりも厚くすることによってアペックスアン
グルをそれだけ小さくすることができ、したがって薄膜
コイルのコイル巻回体の巻回数をそれだけ多くすること
ができ、性能を向上することができる。さらに、帯状絶
縁層の膜厚を厚くすることによって薄膜コイルと第１の
磁性層との間の絶縁耐圧を高くすることができるととも
に薄膜コイルからの磁束の漏れを低減することができ
る。

【００２８】また、本発明による薄膜磁気ヘッドにおい
ては、前記帯状の絶縁層を、アルミナ、酸化シリコンま
たは窒化シリコンを以て形成するのが好適である。この
ような無機絶縁層を用いることにより、トリム構造を形
成する際のエッチングによっても帯状絶縁層のエアベア
リング面側の端縁の位置が後退しないので、磁極部分の
側方に露出する絶縁層の部分が剥離するようなことがな
くなる。

【００２９】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、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
有するリング状の絶縁層を形成する工程と、前記第１の
磁性層および前記リング状絶縁層の表面を覆うライトギ
ャップ層を、前記リング状絶縁層の膜厚よりも薄い膜厚
で形成する工程と、前記第１の磁性層の磁極部分を、前
記ライトギャップ層を介して覆う磁極部分を有するとと
もに前記リング状絶縁層を前記ライトギャップ層を介し
て覆う連結部分を有する第２の磁性層を形成する工程
と、前記リング状絶縁層によって囲まれる位置に絶縁層
によって絶縁分離された薄膜コイルを形成する工程と、
前記薄膜コイルを絶縁分離する絶縁層の上に、前記第２
の磁性層の前記リング状絶縁層の上まで延在する連結部
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。

【００３０】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。

【００３１】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の
他の実施例では、前記第２の磁性層の連結部分の端面
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、側面および端面と連結するよ
うに形成する。このように第２の磁性層の表面、側面お
よび端面で第３の磁性層と連結することにより接触面積
を一層広くすることができ、したがって、ポールチップ
を構成する第２の磁性層の寸法を小さくしてもこの接触
部分からの磁束の漏れを少なくすることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図１３〜２３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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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 の膜厚に形成する。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。

【００３６】次に、図１４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。

【００３７】次に、図１５に示すように、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、０．３〜０．７μm の
膜厚のアルミナより成る絶縁層２８を第１の磁性層２７
の上に形成し、さらにその上に酸化シリコンより成る絶
縁層２９を０．５〜２．０μm の膜厚で形成する。この
酸化シリコンより成る絶縁層２９は、基板を１５０°Ｃ
の温度で加熱してプラズマＣＶＤで形成するが、常温で
のスパッタリングで形成することもできる。また、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。

【００３８】次に、酸化シリコンより成る絶縁層２９を
選択的にエッチングしてリング状の絶縁層２９を形成し
た後、アルミナより成る絶縁層２８を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によって選択的にパ
ターニングした様子を図１６に示す。図１７は、このよ
うに形成したリング状絶縁層２９の形状を示す平面図で
ある。また、リング状絶縁層２９のほぼ中央の位置にお
いては、絶縁層２８に開口２８ａが形成されており、そ
こには第１の磁性層２７が露出している。なお、図１７
には、図面を明瞭とするために、後に形成するポールチ
ップを構成する第３の磁性層や薄膜コイルを仮想線で示
してある。

【００３９】次に、アルミナより成るライトギャップ層
３０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した様子を図１８
に示す。本発明では、上述したリング状の絶縁層２９の
膜厚は、ライトギャップ層３０の膜厚よりも相当厚くな
っている。続いて、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、記録トラックの巾を規
定するポールチップを構成する第２の磁性層３１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 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３１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。

【００４０】本発明においては、図１７の平面図に示す
ようにこのポールチップを構成する第２の磁性層３１に
は、磁極部分３１ａと、リング状の絶縁層２９の上まで
延在する連結部分３１ｂ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に形
成することが好ましい。その形状は、例えば図１７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３１の磁極部分３１ａの巾Ｗによって記録ト
ラックの巾が決まるので、その巾は０．５〜１．２μm
と狭くする。

【００４１】次に、第２の磁性層３１のポールチップを
構成する磁極部分３１ａ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３１ａに隣接するライトギャップ層３０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３１の磁極部分３１ａおよびリング状絶縁層２９
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０．５μ
m の深さだけ除去してトリム構造を形成した様子を図１
９に示す。また、この状態での磁極部分の構成を図２０
において斜視図でも示す。

【００４２】本例においては、リング状絶縁層２９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。

【００４３】次に、リング状絶縁層２９によって囲まれ
る空間内にフォトレジスト３２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３３を形成する
とともにフォトレジスト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２１に示す。本例では、フォトレジスト３２，３
４と第２の磁性層３１との間に２〜３μm の空隙が形成
されるようにする。

【００４４】続いて、図２２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３１の連結部分３１ｂ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
絶縁層２８にあけた開口２８ａ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３１の連結部分３１ａの表面のみなら
ず、その側面および端面との接触するように第３の磁性
層３６を形成するが、その様子を図２３に示す。このよ
うにして第２の磁性層３１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３１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。

【００４５】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２４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、リング状絶縁層２９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。

【００４６】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。

【００４７】上述した実施例においては、膜厚の厚い帯
状の絶縁層２９をリング状とし、その内部に薄膜コイル
３３，３５を配設したが、本発明によれば、この帯状の
絶縁層２９は必ずしもリング状とする必要はなく、例え
ば図２５Ａに示すようにコの字状としたり、図２５Ｂに
示すように直線状とすることもできる。何れにしても、
本発明による帯状の絶縁層２９は、そのエアベアリング
面側の端縁がスロートハイト零の位置を規定するもので
あって、膜厚がライトギャップ層の膜厚よりも厚いもの
であればどのような形状のものとしても良い。

【００４８】さらに、上述した実施例では、膜厚の厚い
リング状の絶縁層２９を酸化シリコン、窒化シリコン、
アルミナなどの無機絶縁材料を以て形成したが、フォト
レジストなどの有機絶縁材料で形成することもできる。
ただし、トリム構造を形成する際のエッチングに対する
マスクとしての機能の点からすれば、無機絶縁材料を以
て形成するのが好適である。

【００４９】上述した実施例においては、第２の磁性層
３１と第３の磁性層３６とを連結するに当たり、第２の
磁性層３１の連結部分３１ｂの表面、側面および端面と
第３の磁性層３６とを接触させたが、端面での接触は省
くこともできる。この場合には、薄膜コイル３３および
３５を絶縁分離する絶縁層３２および３４を第２の磁性
層３１の連結部３１ｂの端面と接触するように形成する
ことができる。

【００５０】

【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。

【００５１】さらに、膜厚の厚い帯状の絶縁層をリング
状に形成し、その内側に薄膜コイルを設けた構成では、
薄膜コイルを２層、３層としてもその高さをほぼ絶縁層
の膜厚分だけ減少させることができ、したがってアペッ
クスアングルを小さくすることができ、それだけ薄膜コ
イルのコイル巻回体の巻回数を多くすることができ、効
率を向上することができる。

【００５２】さらに、上述した膜厚の厚い帯状の絶縁層
を無機絶縁材料で形成する場合には、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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】図２ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。

【図３】図３ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。

【図４】図４ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。

【図５】図５ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。

【図６】図６ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。

【図７】図７ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。

【図８】図８ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。

【図９】図９ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図であ
る。

【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。

【図１１】図１１は、その磁極部分の断面図である。

【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。

【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。

【図１４】図１４Ａおよび１４Ｂは、次の工程を示す断
面図および正面図である。

【図１５】図１５Ａおよび１５Ｂは、次の工程を示す断
面図および正面図である。

【図１６】図１６Ａおよび１６Ｂは、次の工程を示す断
面図および正面図である。

【図１７】図１７は、そのときの平面図である。

【図１８】図１８ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図
および正面図である。

【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。

【図２０】図２０は、そのときの平面図である。

【図２１】図２１ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図
および正面図である。

【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。

【図２３】図２３は、そのときの斜視図である。

【図２４】図２４ＡおよびＢは、次の工程を示す断面図
である。

【図２５】図２５ＡおよびＢは、本発明による薄膜磁気
ヘッドの他の実施例における絶縁層の構成を示す平面図
である。

【符号の説明】

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絶縁層、
２９ リング状絶縁層、 ３０ ライトギャップ層、
３１ 第２の磁性層、 ３２ 絶縁層、 ３３ 薄膜
コイル、 ３４ 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

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、記録トラックの巾を規定する巾
   を有する磁極部分およびこの磁極部分から内方に延在す
   る連結部分を有し、前記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、 少なくと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１の磁性層の基体とは反対側の面に接して、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
   なる部分を有し、膜厚が前記ライトギャップ層の膜厚よ
   りも厚い帯状の絶縁層を設け、この帯状絶縁層の第１の
   磁性層とは反対側の表面を前記ライトギャップ層によっ
   て覆うとともに前記第２の磁性層の連結部分を帯状絶縁
   層の第１の磁性層と面する側とは反対側の面上まで延在
   させ、前記第３の磁性層を、第２の磁性層の前記帯状絶
   縁層に接する部分まで延在する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。
2. 【請求項２】 前記第３の磁性層のエアベアリング面側
   の端縁をスロートハイト零の基準位置の近傍まで延在さ
   せたことを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッ
   ド。
3. 【請求項３】 前記第３の磁性層を、第２の磁性層の前
   記帯状絶縁層上まで延在する連結部分の表面、側面およ
   び端面と連結し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。
4. 【請求項４】 前記帯状の絶縁層をリング状に形成し、
   このリング状の絶縁層の内部に前記薄膜コイルを形成し
   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。
5. 【請求項５】 前記帯状の絶縁層を、アルミナ、酸化シ
   リコン、窒化シリコンなどの無機絶縁層としたことを特
   徴とする請求項１〜４の何れかに記載の薄膜磁気ヘッ
   ド。
6. 【請求項６】 前記第１の磁性層の、ライトギャップ層
   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１〜５の何れかに記載の薄膜磁気
   ヘッド。
7. 【請求項７】 前記第２の磁性層を、第１および第２の
   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１〜６の何れかに記載の薄膜磁気
   ヘッド。
8. 【請求項８】 前記第２の磁性層の前記帯状絶縁層の上
   に延在する連結部分の幅を後方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１〜７の何
   れかに記載の薄膜磁気ヘッド。
9. 【請求項９】 前記基体と第１の磁性層との間に、シー
   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
   〜８の何れかに記載の薄膜磁気ヘッド。
10. 【請求項１０】 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、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有するリン
    グ状の絶縁層を形成する工程と、 前記第１の磁性層および前記リング状絶縁層の表面を覆
    うライトギャップ層を、前記リング状絶縁層の膜厚より
    も薄い膜厚で形成する工程と、 前記第１の磁性層の磁極部分を、前記ライトギャップ層
    を介して覆う磁極部分を有するとともに前記リング状絶
    縁層を前記ライトギャップ層を介して覆う連結部分を有
    する第２の磁性層を形成する工程と、 前記リング状絶縁層によって囲まれる位置に絶縁層によ
    って絶縁分離された薄膜コイルを形成する工程と、 前記薄膜コイルを絶縁分離する絶縁層の上に、前記第２
    の磁性層の前記リング状絶縁層の上まで延在する連結部
    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。
11. 【請求項１１】 前記第２の磁性層の連結部分の端面
    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、側面および端面と連結するよ
    うに形成することを特徴とする請求項１０に記載の薄膜
    磁気ヘッドの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記第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
    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。
13. 【請求項１３】 前記第２の磁性層の磁極部分をマスク
    としてエッチングを行って第２の磁性層の磁極部分の周
    囲の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
    １２に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
14. 【請求項１４】 前記リアクティブイオンエッチング
    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１３に記載の薄膜磁気ヘッドの製造
    方法。
15. 【請求項１５】 前記第２の磁性層の磁極部分および前
    記リング状絶縁層をマスクとして、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１２〜１４の何れかに記載の
    薄膜磁気ヘッドの製造方法。
16. 【請求項１６】 前記基体の上にシールドギャップ層に
    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１
    ０〜１５の何れかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。