JPS6381618A - 単磁極型磁気ヘツドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録媒体に対し垂直方向に磁化し記録する垂
直記録方式に用いられる単磁極型磁気ヘッドの製造方法
に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、磁気記録媒体対向面に主磁極とリターパス部
となる軟磁性体層とが延在される垂直記録用、＠６ｆｆ
極型磁気ヘッドを製造するに際し、ストライブ状のエツ
チングレジストとドライエツチング技術を組み合わせる
ことによりリターンパス部のギャップ面を鋸歯状に加工
し、高感度で波長特性のうねりやデジタル記録時のピー
クシフトの少ない単磁極型磁気ヘッドを而単に精度良く
製造しようとするものである。

〔従来の技術〕

従来、例えばコンピュータの記ｉＱ媒体やオーディオテ
ープレコーダ、ビデオテープレコーダ等の記録媒体とし
て使用される磁気記録媒体に対して記録再生を行うには
、基体上に被着形成される磁性層を面内方向に磁化し、
その面内方向での残留（Ｈ化により記録再生を行うのが
一般的である。

ところが、この面内方向磁化による記録の場合、記録信
号が短波長になるにつれ、すなわち記録密度が高まるに
つれ、媒体内の反磁界が増して残留磁束密度が城衰し、
再生出力が減少するという欠点を存する。

そこでさらに従来、磁気記録媒体の磁性層の厚さ方向の
６（ｉ化により記録再生を行う垂直磁気記録方式が提案
されており、この垂直磁気記録方式によれば記録波長が
短波長になるにしたがいＮＣ１１界が小さくなり、特に
高密度記録において上述した面内方向磁化による記録よ
りも存利であることから、盛んに研究が進められている
。

この種の記録方式に用いられる垂直記録用磁気ヘッドと
しては、補助磁極励磁型の磁気ヘッド等も試作されてい
るが、この方式の磁気ヘッドでは媒体を挟み込む構造な
のでハードディスク装置や多チャンネル（多トラツク）
磁気テープ装置等には使い難いことから、さらに片側励
磁型である単磁極型磁気ヘッドが提案されている。例え
ば、特公昭６１−１８２４９号公報には、主磁極や該主
磁極を励磁するコイル導体等を薄膜により形成し、薄膜
ヘッドとして構成した単るは極型磁気ヘッドが提案され
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このような単磁極型磁気ヘッドは、通常高透
磁率層を裏打ちした二層構造の垂直磁気記録媒体と組み
合わせて用いられ、媒体の高透磁率層を記録及び再生時
の（６束の磁路とすることにより、リング型ヘッドに匹
敵する記録効率を得、Ｓ／Ｎの良い再生出力を得ている
。

この場合、従来は記録再生感度を向上させるため、媒体
側の高透磁率層の抗磁力Ｈｃを小さくし、当該高透磁率
層の透磁率が太き（なるような条件で二層媒体を作製す
るのが一般的であった。

しかしながら、さらに研究を進めたところ、二層媒体の
高透磁率層の抗磁力Ｈｃを小さくすると、高透磁率層よ
りノイズが発生することが明らかとなり、ノイズの発生
を抑えるために高透磁率層の抗磁力Ｈｃを若干高くする
必要が生じている。このことは、高透磁率層の透磁率を
低くせざるを得ないということになり、そのため記録再
生感度が低下するという問題が新たに生じている。

したがって、記録再生を行う磁気ヘッド側の感度を高め
、前述の高透磁率層のｉｍ　Ｅｉｌ率低下に対処する必
要がある。

単磁極型（ｆｉ気ヘッドを高感度化する要件としては、
リターンバス部が磁気記録媒体対向面に露出しているこ
と、主磁極とリターンバス部との間隔が数μｍであるこ
と、等が考えられるが、このように高怒度化するために
リターンパス部を磁気記録媒体対向面に露出させると、
このリターンパス部の影苫によるサブパルスが発生ずる
。そして、感度を向上させるためリターンパス部を主磁
極に近づければ近づけるほど、前記サブパルスが大きく
なり、波長特性にうねりが生ずるという問題が起こる。

このようなヘッドでデジタル記録を行うと、ピークシフ
トが増大するという問題が生じ、実用上不都合である。

そこで本願出１頭人は、本願と同時に提出した持許願に
おいて、リターンバス部を磁気記録媒体対向面にまで露
出させるとともに、当該リターンバス部と主磁極との間
の間隔をトラック幅方向で不均一なものとなし、前述の
サブパルスの影夕を解消した単（ｎ種型磁気ヘッドを提
案した。

ところで、このようにリターンバス部と主磁極の間隔を
不均一にするためには、あらかじめ凹凸部を設けたギヤ
ノブ構成部材上にリターンバス部となる軟磁性体層を被
着すれば良い。この場合、ギャップ構成部材を単に凹凸
にするということであれば、例えばレジスト膜の後退を
利用して加工する方法が考えられる。すなわち、先ず第
１０図へに示すように、エツチングレジスト（１０１）
を塗布後に温度を上げてリフローし、断面円弧状のエツ
チングレジスト（１０１）を形成した後、第１０図Ｂに
示すようにアルゴン（Ａｒ）で垂直方向からイオンミリ
ングし、ギャップ構成部材（１０２ン　に前記エツチン
グレジスト（Ｌｏｔ）の形状に対応したカマポコ型の凹
凸部を設け、第１０図Ｃに示すようにこの凹凸部上に軟
磁性材料を被着することによりカマポコ状のリターンパ
ス部（１０３）を形成することが。

できる。

しかしながら、上記リターンパス部（１０３）の形状と
しては、カマボコ状ではなく傾斜部が直線となる鋸歯状
とするのが理想的である。これは、リターンパス部（１
０３）を鋸歯状とすることにより、凹凸の幅の範囲内で
端部の存在確率を等しくでき、サブパルスの再生波形を
滑らかな形にできることによる。

そこで本発明は、リターンパス部が鋸歯状の単磁極型磁
気ヘッドを簡単に精度良く製造する方法を提供すること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述の目的を達成するために、軟磁性薄膜で
形成され一端力’Ｔ４１気記録媒体に対向する対向面ま
で延在する主磁極と、上記主磁極の他端側を中心に上記
主磁極と絶縁されて巻回形成される巻線と、上記主磁極
の他端側で主磁極と磁気的に結合され上記巻線と対向す
る様に上記対向面側に延在する軟磁性体層とを有し、上
記軟磁性体層がリターンパス部として上記対向面にまで
延在されるとともに上記主磁極との間の間隔がトラック
幅方向に不均一となる様に形成されてなる単磁極型磁気
ヘッドを製造するに際し、主磁極とリターンパス部間の
ギャップを構成する部材上にストライプ状のエツチング
レジストを設けて該部材上にドライエツチングを施すこ
とにより凹凸部を形成し、該凹凸部上にリターンパス部
を構成する軟磁性体層を設けることを特徴とするもので
ある。

〔作用〕

ストライプ状のエツチングレジストを形成し、このエツ
チングレジストに対して斜め方向からイオンミリング等
のドライエツチングを行うと、被加工物は斜めに削られ
、鋸歯状の凹凸部が形成される。

本発明では、リターンパス部が被着されるギャップ構成
部材に対して前述のエツチングレジスト及びドライエツ
チングを用いて凹凸部を形成し、この凹凸部上にリター
ンパス部を形成しているので、理想的な鋸歯状の軟磁性
体層がリターンパス部として形成される。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した単磁極型磁気ヘッドの製造方法
を具体的な実施例に基づいて説明する。

先ず、実施例の説明に先立って、本発明が適用される単
磁極型磁気へノドの構成について説明する。

本発明が適用される単磁極型磁気ヘッドは、第１図に示
すように、主磁極（１）やリターンパス部となる軟磁性
体層（２）等をＦ！膜形成技術により作製したものであ
る。

すなわち、セラミクス等の非磁性基板（３）上にはパー
マロイ、　Ｇｏ−Ｍ系アモルファス合金（ただし門はＨ
ｆ、Ｚｒ等）等の磁性薄膜により形成される主磁極（１
）が被着形成されており、その先端部（１ａ）が磁気記
録媒体との対向面にまで延在し、記録再生部として磁気
記録媒体対向面に臨んでいる。上記主Ｅ１１極（１）の
先端部（１ａ）は、主磁極（１）の他の部分よりも膜厚
が薄く設定されており、この部分で磁束が集束し、急峻
な磁界により効率的な記ｉ、Ａ・再生が可能なように構
成されている。

一方、上記主磁極（１）上には、絶縁層を介して第２の
磁性薄膜が軟磁性体層（２）として積層形成されており
、主磁極（１）の後端側と磁気的に結合されている。こ
の軟磁性体層（２）は、上記主磁極（１）とは反対側に
延在する部分（２ａ）と、主磁極と同様に磁気記録媒体
の対向面にまで延在する部分（２ｂ）とからなり、磁気
記録媒体対向面にまで延在される部分（２ｂ）は磁気記
録媒体対向面に露出し、リターンパス部としての役割を
果たしている。このリターンパス部（２ｂ）は、磁気記
録媒体対向面から見た時に、鋸歯状に形成されており、
主磁極（１）との間隔が不均一とされている。これは、
リターンパス部（２ｂ）の端部で発生するサブパルスを
分散してなめらかな波形となし、波長特性のうねりやデ
ジタル記録時のピークシフト等を低減するためである。

また、上記主磁極（１）と軟磁性体層（２）との間には
、同様に絶縁層を介して渦巻き状のコイル（４）が配置
されており、この渦巻き状のコイル（４）に電流を流し
たときに上記主磁極（１）及び軟磁性体層（２）を励磁
し、これら主磁極（１）及び軟磁性体層（２）の励磁に
よって発生する磁束を主磁極（１）の先端部（１ａ）に
集束し、磁気記録媒体の垂直磁気記録層に対して効率的
な記録を行うように構成されている。

なお、上述の主磁極（１）、軟磁性体層（２）及びコイ
ル（４）は、セラミクス等の保護板（５）を接合するこ
とにより保護され、不用意な損傷等の発生が抑制されて
いる。

以上の構成を有する単磁極型磁気ヘッドは、次のような
方法により作製される。以下、本発明を適用した製造方
法を図面を参照しながら説明する。

先ず、上述の構成を有する単磁極型磁気ヘッドを製造す
るには、第２図に示すように、セラミクス等の非磁性基
板（１１）を用意し、この基板（１１）上に主磁極の膜
厚の厚い部分（１２ａ）を先に形成する。

この主磁極の膜厚部（１２ａ）を形成するには、例えば
６■性アモルファス合金、パーマロイ、センダスト等の
磁性膜をスパッタリング等の手法により所定の厚さに被
着した後、所定の形状にフォトリソグラフ技術を用いて
エツチングし、その上に非磁性膜（１３）を被着して平
坦化を行えば良い。なお、非磁性膜（１３）の材質とし
ては、例えばＳｉＯ□、５ｉ３Ｎｎ等が使用可能である
。

次に、第３図に示すように、実際に記録再生に関与する
主磁極先端部に相当する膜厚を有する膜薄部（１２ｂ）
を上記膜厚部（１２ａ）に重ねて形成し、これら膜厚部
（１２ａ）と膜薄部（１２ｂ）とを合わせて主磁極（１
２）とする。なお、上記主磁極（１２）の膜薄部（１２
ｂ）は、膜厚部（１２ａ）よりも磁気記録媒体対向面側
に延在された形とし、磁気記録媒体対向面には上記膜薄
部（１２ｂ）のみが露出するようにする。

また、この膜薄部（１２ｂ）の材質としても、先の膜厚
部（１２ａ）と同様、磁性アモルファス合金、パーマロ
イ、センダスト等が使用され、その被着方法やエツチン
グ方法も膜厚部（１２ａ）と同様の方法を用いることが
できる。

上記主磁極（１２）上には、後述のコイル導体との絶縁
性を確保するため、全面に亘り絶縁層（１４）を形成す
る。

このように絶縁層（１４）を形成した後、第４図に示す
ように、渦巻き状のコイル導体（１５）及びこのコイル
４体（１５）を覆う絶縁層（１６）を被着形成する。

上記コイル導体（１５）は、銅、アルミニウム等の導電
金属材料をメッキ、蒸着、スパッタリング等の手法によ
り被着し、フォトリソグラフ技術によって所定の渦巻き
パターンにエツチングすることにより形成される。また
、このコイル導体（１５）は、主磁極（１２）の後端側
で後述のリターンパス部を構成する軟磁性体層との結合
部を中心に巻回される。

なお、このコイル導体は、必ずしも一層である必要はな
く、２層、３１と複数層重ねて巻線数を増加するように
してもよい。

一方、上記絶縁ｊ！　（１６）は、先の非磁性膜（１３
）や絶縁層（１４）と同様にＳｉＯ□、５ｉＪｓ等によ
り形成され、その表面は平坦化されている。

続いて、第５図に示すように、予め絶縁層（１６）や絶
縁層（１４）、非磁性層（１３）に主磁極（１２）に達
する窓部（１７）を設けた後、主磁極（１２）先端付近
の絶縁層（１６）　（図中領域Ｘ〕に鋸歯状の傾斜を設
ける。

以下、この鋸歯状の傾斜の形成方法について述べる。

上記絶縁層（１６）に鋸歯状の傾斜を設けるためには、
第６図に示すように、エツチングレジスト（１８）を所
望の凹凸と同一のピッチでストライプ状に形成する。な
お、ストライプ状にエツチングレジスト（１８）を形成
する部分は、磁気ヘッドが最終的に完成したときに磁気
記録媒体対向面近傍に相当する部分のみで、他の部分は
全面エッチングレジスト（１８）で全面を覆うようにす
る。すなわち、上記エソチンブレジス）　（１８）は、
傾斜を形成するためのストライプ状部分（１８ａ）と全
面被覆部分（１８ｂ）とから構成される。

ところで、エツチングレジスト（１８）は基板側。

すなわち絶縁層（１６）表面に凹凸がなる場合には−様
な厚さに塗布することは困難である。また、ドライエソ
チグにも多少の速度分布があることは免れ得ない。また
、ストライプ状部分（１８ａ）が完全に無くなるまでド
ライエツチングを行うため、−回の塗布でエツチングレ
ジスト（１８）を形成すると、鋸歯状の凹凸を形成しな
い部分も上記不均一性のためにエツチングされる部分が
生ずることになり不都合である。そこでストライプ状部
分（１８ａ）以外の部分、すなわち全面被覆部分（１８
ｂ）はレジストを厚く形成することとする。形成方法と
しては、先ずレジストをストライプ状部分（１８ａ）の
厚さに相当する厚さで全面に塗布し、ブリベータを行う
。

レジストの塗布方法としては、スピンコード法等が挙げ
られ、プリベータの条件としては通常８０〜１００℃程
度である。次に紫外線による露光を行い、現像を行って
ストライプ状部分（１８ａ）を形成し、高温でポストベ
ーク（例えば２００℃）を行う、ポストベークを行うこ
とにより、以後ストライプ状部分（１８ａ）は現像液に
熔けなくなる。続いて、前述のストライプ状部分（１８
ａ）の厚さよりも厚くレジストを塗布し、プリベータ後
凹凸を形成する部分を露光して現像を行う。（なお、こ
こではポジ型のレジストを用いており、露光した部分が
現像液に溶ける。）ここで、先に形成したストライプ状
部分（１８ａ）が高温でのポストベークを行って現像液
には溶けないようにしているので、ストライプ状部分（
１８ａ）は残ることになり、したがって第６図に示すよ
うなエツチングレジスト（１８）が形成される。

エツチングレジスト（１８）は、上述の方法で所定のパ
ターンに形成した後、さらに焼成（ベーキング）して特
にストライプ状部分（１８ａ）のエツジ部をなめらかに
しておいても良い、このようにストライプ状部分（１８
ａ）をなめらかにすることにより、後述のドライエツチ
ングで形成される凹凸部は理想的な形状となる。

このようにエツチングレジスト（１８）を被着形成した
後、イオンミリングや反応性イオンエツチング（ＲＩＥ
）等のドライエツチングを行い、上記絶縁層（１６）に
凹凸部を設ける。

ドライエツチングに当たっては、上記エツチングレジス
ト（１８）のストライプ状部分（１８ａ）　と直交する
方向で、第９図に示すような角度θに固定した照射角度
で斜め方向からドライエツチングを行う。すなわち、例
えばアルゴンイオンがストライプ状部分（１８ａ）の上
面及び側面にのみ照射されるように照射角度を設定する
。したがって、上記角度θは、ストライプ状部分（１８
ａ）のピッチＷ２及び厚さＷ３より、θ＃　ｔａｎ−’
Ｊ／Ｌ　となるように設定される。

ドライエツチングを斜め方向から行うと、第９図に示し
たように、当初の状態から次第に図中−点鎖線で示す形
に、さらに最終的には破線で示す形にエツチングされ、
鋸歯状の凹凸部が形成される。通常、ドライエツチング
は一様性を向上させるため、基板の回転を行うが、本発
明では回転を行わず、固定してドライエツチングを行う
ことが特徴である。

上述のドライエツチングにより、上記！１！！縁Ｊｉ（
１６）には、第７図に示すように、主磁極（１２）に対
して所定の角度で傾斜する傾斜面（１６ａ）　、　（１
６ａ）・・・を有する鋸歯状の凹凸部（１６ｂ）　、　
（１６ｂ）・・・　が形成される。なお、凹凸部（１６
ａ）が形成されるのは、主磁極（１２）先端の領域Ｘの
みである。

鋸歯状の凹凸部（１６ｂ）の深さは、先のエツチングレ
ジスト（１８）のストライプ状部分（１８ａ）の厚さＷ
、や幅Ｗ１．ピッチＷ２の他、ドライエツチングの照射
角度θ（エツチング速度は照射角度に依存する。）、ド
ライエツチングのレジスト材料と絶縁材料に対する選択
比（エツチング速度の比率：エツチング速度は材料によ
って異なり、また照射角度依存性も異なる。さらにレジ
ストのエツチング速度はベーキング温度にも依存する。

）にも依存するため、所望の深さを得るためには、例え
ばレジストの厚さを実験的に定めるのが良い。

以上の工程により絶縁層（１６）に凹凸部（１６ｂ）を
形成した後、第８図に示すように、リターンバスコアと
なる軟磁性体層（１９）を所定の厚さく例えば５〜１５
μｍ）で形成し、所定の形状にエツチングする。

Ｒ後に上記軟磁性体層（１９）を覆う如く保護板を接合
し、第１図に示す単磁極型磁気ヘッドを完成する。

得られる磁気ヘッドは、リターンバス部となる軟磁性体
層（１９）が磁気記録媒体対向面に露出し感度の高いも
のとなると同時に、絶縁Ｊｉ　（１６）に設けた鋸歯状
の凹凸部（１６ｂ）によって前記磁気記録媒体対向面に
露出する軟磁性体層（１９）で発生するサブパルスが分
散され、波長特性のうねりやデジタル記録時のピークシ
フトの少ないものとなる。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明ではストライ
プ状のエツチングレジストとドライエツチングを組み合
わせて主磁極とリターンパス部との間に鋸歯状のアジマ
ス（傾斜面）を形成しているので、かかるアジマスを存
する単磁極型磁気ヘッドを簡単に精度良く製造すること
が可能である。

得られる単磁極型磁気ヘッドは、高感度を存するととも
に、リターンパス部で発生するサブパルスの再生波形が
なめらかで、波長特性のうねりやデジタル記録時のピー
クシフトの少ないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明製造方法により作製される１ｉｉ磁極型
磁気ヘツドの一例を示す斜視図である。 第２図ないし第８図は本発明を適用した単磁極型磁気ヘ
ッドの製造方法の一例をその工程順序に従って示すもの
で、第２図は主磁極の膜厚部形成工程を示す概略断面図
、第３図は主磁極の膜厚部形成工程を示す概略断面図、
第４図はコイル導体及び絶縁層形成工程を示す概略断面
図、第５図は軟磁性体層の接続用窓部形成工程を示す概
略断面図、第６図はエツチングレジスト形成工程を示す
概略斜視図、第７図はドライエツチングにより形成され
る凹凸部の状態を示す概略斜視図、第８図は軟磁性体層
被着工程を示す概略斜視図である。 第９図は斜め方向からのドライエツチングによるエツチ
ング状態を示す模式図である。 第１０図人ないし第１０図Ｃは軟磁性体層に凹凸部を設
ける他の方法を工程順に示す概略的な断面図であり、第
１０図人はレジスト形成工程、第１０図Ｂはイオンミリ
ング工程、第１０図Ｃは軟磁性体層形成工程をそれぞれ
示す。 １２・・・・主磁極 １６・・・・絶縁層 １６ｂ・・・凹凸部 １８・・・・エツチングレジスト １９・・・・軟磁性体層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 軟磁性薄膜で形成され一端が磁気記録媒体に対向する対
   向面まで延在する主磁極と、上記主磁極の他端側を中心
   に上記主磁極と絶縁されて巻回形成される巻線と、上記
   主磁極の他端側で主磁極と磁気的に結合され上記巻線と
   対向する様に上記対向面側に延在する軟磁性体層とを有
   し、上記軟磁性体層がリターンパス部として上記対向面
   にまで延在されるとともに上記主磁極との間の間隔がト
   ラック幅方向に不均一となる様に形成されてなる単磁極
   型磁気ヘッドを製造するに際し、 主磁極とリターンパス部間のギャップを構成する部材上
   にストライプ状のエッチングレジストを設けて該部材上
   にドライエッチングを施すことにより凹凸部を形成し、 該凹凸部上にリターンパス部を構成する軟磁性体層を設
   けることを特徴とする単磁極型磁気ヘッドの製造方法。