JPH117615A - 複合型磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

複合型磁気ヘッドの製造方法

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JPH117615A
JPH117615A JP10126796A JP12679698A JPH117615A JP H117615 A JPH117615 A JP H117615A JP 10126796 A JP10126796 A JP 10126796A JP 12679698 A JP12679698 A JP 12679698A JP H117615 A JPH117615 A JP H117615A
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Toran Uto
ウト・トラン
Toran Son
ソン・トラン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気構造全体の一部分を共有するインダクテ
ィブ書込みヘッドと磁気抵抗型（ＭＲ）読取りヘッドと
を用いる複合型磁気ヘッドの製造において、書込みトラ
ック幅を正確に画定し、かつ書込みギャップと読取りギ
ャップとの整合性を改善する。 【解決手段】 インダクティブ書込み構造及びその後に
形成されるより高トポロジ要素を形成する前に、非磁性
書込みギャップＧを正確に形成しかつ画定する。 【効果】 上ポール部及び下ポール部の幅がより良好に
制御され、実質的に両ポール部の幅が等しくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合型薄膜磁気抵
抗ヘッド及びそのような磁気ヘッドを製造する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ディスクドライブなどの現在のデータ記
憶装置には、高面記録密度を有することから薄膜磁気ヘ
ッドが用いられている。磁気抵抗型（ＭＲ）読取りヘッ
ドは、該ヘッドの感知側エッジに隣接する記録媒体から
の磁束に応答して抵抗が変化するＭＲ素子を用いてい
る。ＭＲ素子を流れるセンス電流は、ＭＲ素子の抵抗の
変化の関数として変化する。
【０００３】ＭＲ素子は、上側及び下側ギャップ絶縁層
の間に配置された薄膜層の形態をなす。これらの絶縁層
は、下部及び上部磁気シールド層の間に配置される。前
記磁気シールド層間の距離により読み取りギャップが画
定される。読取りギャップを小さくすればするほど、Ｍ
Ｒ読取りヘッドの分解能が大きくなる。ＭＲ素子の応答
は、ＭＲ素子の抵抗変化が磁気媒体から感知される磁束
の変化をどれだけ正確に追跡しているかに基づく。
【０００４】最近では、ＭＲ読取りヘッドとインダクテ
ィブ書込みヘッドとを共通の構造中に用いた所謂複合型
ＭＲヘッドが開発されている。これは、ＭＲ読取りヘッ
ドの上部シールド層の部分をインダクティブ書込みヘッ
ドの下ポールの部分として用いることにより達成され
る。このような複合型ＭＲヘッド構造を用いることによ
り、読取りヘッド及び書込みヘッドを別個に製造するこ
とに比べて、ＭＲ読取りヘッドの上部シールド層の部分
が書込みヘッドの下ポールとして機能し、それにより製
造工程を省略できるので、製造上工数を減らすことがで
きる。このような複合型ＭＲヘッドの別の利点は、読取
り構造及び書込み構造の各素子を、書込み直後に読み取
るために単一のサスペンション機構により容易に整合さ
せ得ることである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複合型ＭＲヘッド構造は、記録時に非常に大きなサイド
フリンジ磁場が生じる。これらの磁場は、画定された領
域を越えて書込み磁束が上ポールから下ポールの部分へ
と漏れを生じることによるものである。サイドフリンジ
磁場は、実現可能な最小トラック幅を制限し、従ってト
ラック密度の上限を制限することになる。その結果、複
合型ＭＲヘッドの記録素子により書き込まれたトラック
をＭＲ素子が読み取る際に、ＭＲ素子のオフトラック性
能が低下する虞がある。即ち、ＭＲ読取り素子は、読み
出しているトラックの中心から横方向に移動するとき、
隣接するトラックの磁場からの干渉が読み出しているト
ラックの磁場に影響を与え始めた後でなければ大きく動
くことができない。
【０００６】複合型ＭＲヘッドを製造する従来の方法
は、第２シールド層の上面に非磁性書込みギャップ層を
付着させ、次に該ギャップ層上に上ポール部を付着させ
る。第２ポール部の幅は、書込みトラック幅を制限する
ようにできる限り狭く維持される。しかしながら、ＭＲ
読取りヘッドの第２シールド層の幅は、ＭＲ素子を適当
にシールドするために非常に広くすべきである。この第
２ポール部の幅と第２シールド層の幅との差が、両ポー
ル部間のサイドフリンジ磁場を生じさせ、このサイドフ
リンジ磁場が上ポール部の幅を越えて横方向に延長す
る。これは、上ポール部からの磁束線に横方向の大きな
チャネルを与える第２シールド層の幅によるものであ
る。
【０００７】複合型ＭＲヘッドのサイドフリンジ磁場の
問題を解決する一つの方法は、狭いポール部ＰＴ１Ｂを
第２シールド層の上面に形成し、この第２シールド層自
体がより広い幅の下ポール部ＰＴ１Ａとして機能するこ
とである。これらポール部ＰＴ１Ａ及びＰＴ１Ｂの双方
により、下ポール部のポール部部分ＰＴ１が形成され
る。次に、非磁性書込みギャップ層を狭いポール部ＰＴ
１Ａの上面に形成し、かつ上ポール部ＰＴ２をギャップ
層上に形成する。
【０００８】上述したような従来構造を形成する方法
が、クルーンビイ（Krounbi）他の米国特許第５,４３
８,７４７号公報に記載されている。このクローンビイ
特許には、ポールＰＴ２をマスクに用いて下側の磁性ポ
ールＰＴ１Ｂをノッチングするための技術が記載されて
いる。これらの方法により、ポールＰＴ１Ｂ及びポール
ＰＴ２の側壁が垂直方向に良好に整合する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複合形
薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、書込みコイル
のような前記ヘッドのより高いトポロジを形成する前
に、製造工程の早い段階で前記磁気ヘッドの書込みヘッ
ドのトラック幅を画定する方法が提供される。これによ
り、上ポール部及び下ポール部の幅が実質的に等しくな
る。
【００１０】
【発明を実施するための形態】図１Ａに関して、１対の
非磁性読取りギャップ層Ｇ１、Ｇ２間にＭＲ感知素子１
１を形成した後の段階のＭＲ読取り／インダクティブ書
込みヘッドが示されている。ギャップ層Ｇ１、Ｇ２は、
第１磁気シールド部Ｓ１と第２磁気シールド部Ｓ２との
間に配置される。両磁気シールド部Ｓ１、Ｓ２は、例え
ばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏＸ合金、ＣｏＺｒＸ合金、又
は鉄を主成分とする合金（ここでＸは追加の金属材料）
のような、高飽和磁束密度Ｂｓを有する様々な磁性材料
で形成することができる。第２磁気シールド部Ｓ２は、
図１Ａに示すように、その膜厚が第１磁気シールド部Ｓ
１より僅かに厚いと好ましい。図１Ａに示す構造は、Ｍ
Ｒヘッド製造技術の分野において良く知られた素子を示
している。
【００１１】図１Ｂは、第２磁気シールド部Ｓ２の表面
に非磁性書込みギャップ層Ｇを付着させる過程を示して
おり、ギャップ層Ｇは、適当な磁気絶縁材料で形成され
て、第２磁気シールド部Ｓ２の上部（この部分が完成し
た構造の書込みポール部となる）と、後から付着される
材料（これが別の書込みポール部を形成することにな
る）との間の非磁性層を提供する。次に、薄いＮｉＦｅ
下地層１３をギャップ層Ｇの上に付着させて、当業者に
良く知られるように、磁性層を形成できるようにする。
【００１２】次に、書込み素子のトラック開口幅１７を
画定するのに使用するフォトレジストマスク１６を下地
層１３の中央部分の上に配置して、後のイオンミリング
のマスクとして機能する金属材料を付着するためのパタ
ーンを画定する。ＮｉＦｅ、Ｃｕ又はＣｒのような金属
材料をめっきにより下地層１３上の開口１７内に付着さ
せ、金属層１８を有する構造を形成する。別の実施例で
は、金属層１８は、ギャップ層Ｇ上にＮｉＦｅ、ダイヤ
モンド状炭素（ＤＬＣ）、Ｔｉ又はＴａを付着させるよ
うなドライプロセスにより形成することができる。
【００１３】次に、図２Ｄに示すように、金属層１８の
両側のギャップ層Ｇ及び第２磁気シールド部Ｓ２の部分
をイオンミリングして、第２磁気シールド部Ｓ２の材料
を約１μｍの深さまで除去する。これにより、１．５μ
ｍ以上の厚さを有し、第２磁気シールド部Ｓ２と共有す
る第１ポール部ＰＴ１Ａ、追加の第１ポール部ＰＴ１
Ｂ、書込みギャップ層Ｇ、下地層１３、及び金属材料層
１８の部分からなる構造が形成される。
【００１４】図２Ｅに関して、アルミナ層２１をスパッ
タリング又は他の真空蒸着技術により付着させて、図示
されるようなパターンを形成する。アルミナ層２１は、
ポール部ＰＴ１Ｂ、ギャップ層Ｇ、下地層１３及び金属
層１８の領域の上及びその周囲の部分の厚さｔ１が、金
属層１８、下地層１３、ギャップ層Ｇ及びポール部ＰＴ
１Ｂの合計厚さｔ２より少なくとも１μｍ大きく、次の
平坦化の公差が得られるように付着させる。次に図２Ｆ
に示すように、平坦化ラッピング処理を行ってアルミナ
層２１の上面を除去し、かつ金属層１８の上部を露出さ
せる。
【００１５】次に、ウエットエッチング法を用いて、図
３Ｇに示すように、残存する金属層１８及び下地層１３
を除去する。これに続いてかつ従来の書込みコイル及び
フォトレジスト絶縁膜（図示せず）を形成した後に、新
たな下地層２４をアルミナ層２１及び書込みギャップ層
Ｇの上に付着させる（図３Ｈ）。フォトレジストマスク
層２６を下地層２４に塗布し、開口２７を形成し、その
中に、ポール部ＰＴ１Ａ及びＰＴ１Ｂの材料と類似する
高飽和磁束密度Ｂｓを有する磁性材料からなる層３１
（図４Ｉ）をめっきする。この後に、前記ポール部の周
囲の領域にあるフォトレジスト材料層２６及び下地層２
４を除去し（図４Ｊ）、かつ公知の銅スタッド（stud）
及びアルミナ被覆処理を行って製造工程を終了する。
【００１６】上記製造工程の初期過程の別の実施例とし
て、図５Ａ〜５Ｃに示す工程を用いることができる。図
５Ａでは、第１及び第２シールド層Ｓ１、Ｓ２、ギャッ
プ層Ｇ１、Ｇ２及びＭＲ感知素子１１を形成した後に、
従来と同様に、ＮｉＦｅ又は他の磁性合金の層３２をギ
ャップ層Ｇの上面に付着させる。これに続いて、ダイヤ
モンド状炭素（ＤＬＣ）の層３３を層３２の上にスパッ
タリングする。層３３は、後の平坦化過程におけるラッ
プ止めとして用いられる。次に、膜厚約５００〜１００
０ÅのＴｉ、ＴｉＯ2又はＴａからなる層３４をＤＬＣ
層３３上にスパッタ形成する。層３４は、層３３の反応
性イオンエッチング（ＲＩＥ）の際にマスクとして用い
られる。
【００１７】次に図５Ｂに示すように、膜厚１μｍ以下
のレジストスピンコート膜３６を、図示されるように前
記ポール部領域に塗布する。層３６は、層３４のイオン
ビームミリング又は反応性イオンエッチングの際のマス
クと同様にトラック幅を画定するために用いられる。次
に、フォトレジスト層３６の外側のシールド層Ｓ２、ギ
ャップ層Ｇ及び層３２〜３４の部分を破線４５で示す線
に沿って反応性イオンエッチング又は同様の手法により
除去し、図５Ｃに示すような構造を形成する。次に、こ
の構造を、後の工程のためにラップ線４４に沿ってラッ
ピング加工することができる。次に、ＤＬＣ層３３の残
部を反応性イオンエッチングにより除去し、図２Ｄと同
様の構造を形成し、更に続けて図２Ｅ〜図４Ｊに示すよ
うな後の工程を行なう。
【００１８】図６Ａ、Ｂ及び図７Ｃは、図３Ｇに示す過
程の後に行われる処理工程の別の実施例を詳細に示して
いる。図６Ａ、Ｂ及び図７Ｃの各過程は、書込みヘッド
の上ポール部ＰＴ２の一部としてスパッタリングによる
磁性膜を形成するために用いられる。図６Ａにおいて、
高飽和磁束密度Ｂｓを有する磁性材料の層４６をギャッ
プ層Ｇ上に付着させる。次に、ＮｉＦｅ下地層４７を高
Ｂｓ層４６の上に付着させ、かつフォトレジストパター
ン５０を形成して、下地層４７上にＮｉＦｅ又は他の磁
性材料からなる層４８の電気めっきを可能にする。層４
８は、ポール部ＰＴ１Ａ、ＰＴ１Ｂ及びＰＴ２Ａの材料
とは異なる、低飽和磁束密度Ｂｓのような磁気特性を有
することができる。
【００１９】層４８は、その膜厚が４〜６μｍの範囲内
にあるようにめっきすることが好ましい。図６Ｂにおい
て、めっきされたＮｉＦｅ層４８はポール部ＰＴ２Ｂを
形成し、該ポール部周囲の領域にあるＮｉＦｅ下地層４
７及び高Ｂｓ層４６をイオンミリングするためのシール
ドとして機能する。図７Ｃは、前記ポール部の断面図に
より、該ポール部の周囲の下地層４７及び高Ｂｓ層４６
が除去された図示されるような構造を示している。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、上述したようにインダ
クティブ書込み構造及びその後に形成されるより高トポ
ロジ要素を形成する前に、非磁性書込みギャップＧを正
確に形成しかつ画定することにより、上ポール部及び下
ポール部の幅がより良好に制御され、実質的に両ポール
部の幅が等しくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複合型ＭＲヘッドの製造方法の第
１実施例の初期段階の工程を示すＡ図〜Ｃ図からなる部
分断面図である。
【図２】図１に続く工程を示すＤ図〜Ｆ図からなる同様
の部分断面図である。
【図３】図２に続く工程を示すＧ図及びＨ図からなる同
様の部分断面図である。
【図４】図３に続く工程を示すＩ図及びＪ図からなる同
様の部分断面図である。
【図５】図１〜図４に示す製造工程の一部分の工程の変
形例を示すＡ〜Ｃ図からなる部分断面図である。
【図６】図１〜図４に示す製造工程に代えて用いること
ができる別の実施例の製造工程を示すＡ図及びＢ図から
なる部分断面図である。
【図７】図６に続く工程を示すＣ図からなる部分断面図
である。
【符号の説明】
１１ ＭＲ感知素子 １３ ＮｉＦｅ下地層 １６ フォトレジストマスク １７ 開口 １８ 金属層 ２１ アルミナ層 ２４ 下地層 ２６ フォトレジストマスク層 ２７ 開口 ３２〜３４ 層 ３６ レジストスピンコート膜 ４４ ラップ線 ４５ 破線 ４６ 高Ｂｓ層 ４７ 下地層 ４８ ＮｉＦｅ層 ５０ フォトレジストパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ソン・トラン アメリカ合衆国・カリフォルニア州・ 95035，ミルピタス，スカイライン・ドラ イブ・2247

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インダクティブ書込み部と磁気抵抗型
    読取り部とを有する複合型磁気ヘッドを製造する方法で
    あって、 第１及び第２磁気シールド層の間に磁気抵抗型感知素子
    を形成する過程と、 前記第２磁気シールド層上に非磁性書込みギャップ層を
    付着させる過程と、 前記書込みギャップ層の中央部分に金属層を付着させる
    過程と、 前記第２磁気シールド層の前記中央部分に第１磁性書込
    みポール部と書込みギャップ部とを形成するために、前
    記書込みギャップ層の前記中央部分に隣接する領域の前
    記書込みギャップ層の部分及び前記第２磁気シールド層
    の部分を除去する過程と、 前記中央部分に付着させた前記金属層を除去する過程
    と、 前記中央部分の前記書込みギャップ部上に第１磁性層を
    付着させて、第２書込みポール部を形成する過程とから
    なることを特徴とする複合型磁気ヘッドの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記第２書込みポール部を形成する前
    記第１磁性層が、前記第１書込みポール部と異なる磁気
    特性を有することを特徴とする請求項１に記載の複合型
    磁気ヘッドの製造方法。
  3. 【請求項３】 前記第２書込みポール部が、前記第１
    書込みポール部より高い磁気飽和値を有することを特徴
    とする請求項２に記載の複合型磁気ヘッドの製造方法。
  4. 【請求項４】 前記第２書込みポール部を形成する前
    記第１磁性層の成長を容易にするべく前記金属層の付着
    前に前記書込みギャップ層上に第１磁性下地層を付着す
    る過程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の複
    合型磁気ヘッドの製造方法。
  5. 【請求項５】 前記金属層を除去するときに前記第１
    磁性下地層を除去する過程と、 前記書込みギャップ層上に第２磁性下地層を付着させる
    過程と、 前記中央部分の前記第２磁性下地層の上に第２磁性層を
    付着させて、第２磁性書込みポール部を形成する過程を
    更に含むことを特徴とする請求項４に記載の複合型磁気
    ヘッドの製造方法。
  6. 【請求項６】 前記金属層及び前記第２シールド層上
    に非磁性材料層を付着させる過程と、 前記金属層を除去する前に前記非磁性材料層を平坦化し
    て、前記金属層の上面を露出させる過程を更に含むこと
    を特徴とする請求項１に記載の複合型磁気ヘッドの製造
    方法。
  7. 【請求項７】 前記非磁性材料層を、前記第１書込み
    ポール部、前記書込みギャップ層及び前記金属層の合計
    厚さより少なくとも１μｍ大きい膜厚に付着させること
    を特徴とする請求項６に記載の複合型磁気ヘッドの製造
    方法。
  8. 【請求項８】 前記第１磁性層を付着させて前記第２
    書込みポール部を形成する前に、平坦化させた前記非磁
    性層の前記中央部分を除く領域の部分をマスキングする
    過程を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の複合
    型磁気ヘッドの製造方法。
  9. 【請求項９】 前記金属層が磁性金属層であることを
    特徴とする請求項１に記載の複合型磁気ヘッドの製造方
    法。
  10. 【請求項１０】 インダクティブ書込み部と磁気抵抗型
    読取り部とを有する複合型磁気ヘッドを製造する方法で
    あって、 第１及び第２磁気シールド層間に磁気抵抗型感知素子を
    形成する過程と、 前記第２磁気シールド部上に非磁性書込みギャップ層を
    付着させる過程と、 前記書込みギャップ層上に第１磁性金属層を付着させる
    過程と、 前記第１磁性金属層上にダイヤモンド状炭素材料層を付
    着させる過程と、 前記ダイヤモンド状炭素材料層上に非磁性層を付着させ
    る過程と、 前記第２磁気シールド層の中央部分に隣接する領域の前
    記非磁性層、前記ダイヤモンド状炭素材料層、前記第１
    磁性金属層、前記書込みギャップ層及び前記第２磁気シ
    ールド層の部分を除去して、前記第２磁気シールド層の
    前記中央部分に第１磁性書込みポール部を形成する過程
    と、 前記中央部分の前記非磁性層及び前記ダイヤモンド状炭
    素材料層を除去する過程と、 前記中央部分の前記第１磁性金属層を除去する過程と、 前記中央部分の前記書込みギャップ層上に第２磁性層を
    付着させて、第２書込みポール部を形成する過程とから
    なることを特徴とする複合型磁気ヘッドの製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記第２書込みポール部を形成する前
    記第２磁性層が、前記第１書込みポール部と異なる磁気
    特性を有することを特徴とする請求項１０に記載の複合
    型磁気ヘッドの製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記第２書込みポール部を形成する前
    記第２磁性層が、前記第１書込みポール部より高い磁気
    飽和値を有することを特徴とする請求項１１に記載の複
    合型磁気ヘッドの製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記第１磁性層上に第２磁性層を付着
    させる過程を更に含み、前記第１及び第２磁性層が第２
    磁性書込みポール部を形成することを特徴とする請求項
    １に記載の複合型磁気ヘッドの製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記第１磁性層と前記第２磁性層とが
    異なる磁気特性を有することを特徴とする請求項１３に
    記載の複合型磁気ヘッドの製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記第１磁性層が、前記第２磁性層よ
    り高い磁気飽和値を有することを特徴とする請求項１４
    に記載の複合型磁気ヘッドの製造方法。
JP10126796A 1997-04-18 1998-04-20 複合型磁気ヘッドの製造方法 Pending JPH117615A (ja)

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