KR100617277B1 - 박막 자기 헤드 및 자기 기록 매체 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 상부 부자극(副磁極)에 비해 하부 부자극을 단축화하여도 비교적 간단하게 하부 부자극에 대하여 상부 부자극을 위치 맞춤할 수 있는 박막 자기 헤드를 제공한다.
전단(前端)에서 부상면(浮上面)(24)에 면하는 상부 부자극(31)은 제 1 길이(SD)로 후방으로 뻗어 있다. 하부 자극단층(磁極端層)(32)은 전단에서 부상면(24)에 면하면서, 제 1 길이(SD)보다도 짧은 제 2 길이(GD)로 후방으로 넓어진다. 상부 부자극(31)에서 하부 자극단층(32)으로 유입되는 자속류는 상부 부자극(31)이나 하부 자극단층(32)의 선단(先端)에 집중된다. 부상면(24)에는 강한 갭 자계가 생성된다. 또한, 이러한 하부 자극단층(32)에서는 전후 방향의 길이는 단축되지만, 트랙폭 방향으로 큰 확대가 확보된다. 따라서, 하부 자극단층(32)에 대한 상부 부자극(31)의 위치 결정은 비교적 간단하게 실현될 수 있다.
박막 자기 헤드, 자기 기록 매체 구동 장치, 부자극

Description

박막 자기 헤드 및 자기 기록 매체 구동 장치{THIN FILM MAGNETIC HEAD AND MAGNETIC RECORDING MEDIUM DRIVE}
도 1은 하드 디스크 구동 장치(HDD)의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 2는 부상(浮上) 헤드 슬라이더의 하나의 구체예를 나타내는 확대 사시도.
도 3은 유도 기록 헤드 소자(박막 자기 헤드)의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 4는 도 3의 4-4 선을 따른 일부 단면도.
도 5는 상부 부자극의 확대 평면도.
도 6은 자속류(磁束流)의 전달을 나타내는 유도 기록 헤드 소자의 일부 확대 단면도.
도 7은 하부 자극단층의 윤곽을 규정하는 포토 레지스트막의 하나의 구체예를 나타내는 평면도.
도 8은 하부 자극단층의 윤곽을 규정하는 포토 레지스트막의 다른 구체예를 나타내는 평면도.
도 9는 기준면이 형성되기까지 유도 기록 헤드 소자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 개념도.
도 10은 상부 부자극의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 개념도.
도 11은 상부 부자극이 형성된 후에 유도 기록 헤드 소자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 개념도.
도 12는 하부 자극단층으로부터 절삭되어 나오는 하부 부자극의 하나의 구체예를 개략적으로 나타내는 확대 부분 사시도.
도 13은 하부 부자극의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 개념도.
도 14는 하부 자극단층으로부터 절삭되어 나오는 하부 부자극의 다른 구체예를 개략적으로 나타내는 확대 부분 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 자기 기록 매체 구동 장치로서의 하드 디스크 구동 장치(HDD)
24 : 매체 대향면으로서의 부상면
28 : 코일 패턴
29 : 박막 자기 헤드로서의 유도 기록 헤드 소자
31 : 상부 부자극(副磁極)
32 : 하부 자극단층(磁極端層)
33 : 상부 자극층(磁極層)
34 : 기준면
35 : 하부 자극층
65 : 하부 부자극
66 : 하부 부자극편(片)
67 : 하부 자극 돌편(突片)
SD : 제 1 길이
GD : 제 2 길이
DD : 제 3 길이
본 발명은 자기 디스크 구동 장치나 자기 테이프 구동 장치와 같은 자기 기록 매체(媒體) 구동 장치에 채용되는 박막 자기 헤드에 관한 것이며, 특히 전단(前端)에서 매체 대향면에 면하고 전후 방향으로 뻗는 상부 부자극(副磁極)과, 코일 패턴의 중심으로부터 뻗어 있고, 선단(先端)에서 상부 부자극에서 고정되는 상부 자극층과, 마찬가지로 코일 패턴의 중심으로부터 뻗어 있고, 매체 대향면에 면하는 전단에서 갭층을 사이에 두고 상부 부자극에 대향하는 하부 자극층을 구비하는 박막 자기 헤드에 관한 것이다.
매체 대향면으로부터 갭층을 사이에 두고 대향하는 협소한 상부 부자극 및 하부 부자극을 구비하는 박막 자기 헤드는, 예를 들면 특개평 7-225917호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 널리 공지되어 있다. 이러한 박막 자기 헤드에서는 코일 패턴에서 생성되는 자력은 상부 자극층으로부터 상부 부자극으로 전달된다. 상부 부자극 및 상부 자극층 사이에 큰 접합 면적이 확보되면, 자기 포화는 완화되어, 상부 부자극 및 하부 부자극 사이에서 매체 대향면을 따라 강한 갭 자계, 즉 기록 자계가 형성될 수 있다. 따라서, 상부 부자극은 임의의 기준면을 따라 크게 전후 방향으로 뻗는 것이 바람직하다.
최근, 특개평 7-225917호 공보에 개시된 바와 같이, 트랙폭 방향으로 측정되는 상부 부자극이나 하부 부자극의 코어폭은 상부 자극층에 비교하여 현저하게 좁혀지는 경향이 있다. 이렇게 코어폭이 좁혀지면, 매체 대향면으로 누설되는 기록 자계는 약해진다.
강한 기록 자계를 유지함에 있어, 예를 들면 특개평 6-314414호 공보에 개시된 바와 같이, 하부 부자극의 선단에 단차(段差)로 스웰링(swelling)을 형성하는 것이 고려되고 있다. 이러한 스웰링에 의하면, 상부 부자극에서 하부 부자극으로 유입되는 자속류를 상부 부자극이나 하부 부자극의 선단에 집중시킬 수 있다. 매체 대향면에는 강한 기록 자계가 생성될 수 있다.
그렇지만, 상술한 바와 같이 협소화가 진행되는 하부 부자극에 스웰링을 형성하기는 어렵다. 비록 스웰링이 형성되었다고 해도, 이러한 협소한 하부 부자극에 대해서, 갭층을 사이에 두고 협소한 상부 부자극을 위치 맞춤하기는 더 어렵다.
본 발명은 상기 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 상부 부자극에 비해 하부 부자극을 단축화하여도 비교적 간단하게 하부 부자극에 대하여 상부 부자극을 위치 맞춤할 수 있는 박막 자기 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의하면, 전단(前端)에서 매체 대향면에 면하고, 기준면을 따라 매체 대향면으로부터 제 1 길이로 후방으로 뻗어 있는 상부 부자극과, 코일 패턴의 중심에서 뻗어 있고, 선단(先端)에서 상부 부자극에 고정되는 상부 자극층과, 기준면을 사이에 두고 상부 부자극에 대향하고, 제 1 길이보다도 짧은 제 2 길이로 매체 대향면으로부터 후방으로 넓어지는 동시에 상부 부자극에 비해 트랙폭 방향으로 크게 규정되는 하부 자극단층과, 코일 패턴의 중심으로부터 뻗어 있고, 선단에서 하부 자극단층에 접속되는 하부 자극층을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드가 제공된다.
이러한 박막 자기 헤드에 의하면, 코일 패턴에서 자계가 생성되면, 코일 패턴의 중심으로부터 상부 자극층이나 하부 자극층을 통해 자속류가 전달된다. 특히, 하부 자극층의 선단에서는 이러한 자속류는 상부 부자극의 제 1 길이보다도 짧은 제 2 길이로 넓어지는 하부 자극단층을 향해 흐른다. 상부 부자극에서 하부 자극단층으로 유입되는 자속류는 상부 부자극이나 하부 자극단층의 선단에 집중된다. 그 결과, 매체 대향면에는 강한 갭 자계가 생성될 수 있다.
또한, 이러한 하부 자극단층에서는, 상술한 바와 같이 전후 방향의 길이는 단축되지만, 트랙폭 방향으로 큰 확대가 확보될 수 있다. 따라서, 상부 부자극의 윤곽에 맞추어 넣어진 하부 부자극을 형성하는 경우에 비해서, 현격하게 간단히 하부 자극단층이 형성될 수 있다. 또한, 트랙폭 방향의 큰 확대에 의해, 하부 자극단층에 대한 상부 부자극의 위치 결정은 비교적 간단하게 실현될 수 있다.
상기 하부 자극단층의 포화 자속 밀도(Bs)는 상기 하부 자극층의 포화 자속 밀도(Bs)보다도 크게 설정되는 것이 바람직하다. 이러한 설정에 의하면, 하부 자극단층에서 자기 포화는 생기기 어렵게 된다. 예를 들면, 하부 자극층이 80Ni20Fe(Bs=1.0T)로 형성되는 경우에는, 하부 자극단층은, 예를 들면 50Ni50Fe(Bs=1.4T)나 45Ni55Fe(Bs=1.6T)로 형성되면 좋다.
상기 상부 자극층의 선단은 매체 대향면으로부터 후퇴해도 좋다. 이렇게 해서 상부 자극층의 선단이 매체 대향면으로부터 후퇴하면, 상부 부자극 및 하부 자극단층 사이에서 생성되는 갭 자계 이외에, 매체 대향면에 여분의 누설 자계가 생기는 일이 극력 회피될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 하부 자극단층에서는 상부 부자극에 비해 단축화가 도모되기 때문에, 상부 자극층의 후퇴에 기인하여 갭 자계가 약해지는 것은 충분히 회피될 수 있다.
상기 하부 자극단층에는 상기 상부 부자극의 윤곽으로 규정되고, 하부 자극단층에서 상부 부자극을 향해 스웰링하는 하부 부자극이 더 형성되어도 좋다. 이러한 하부 부자극에 의하면, 상술한 제 2 길이는 유지된 대로, 상부 부자극과 하부 부자극 사이에는 폭이 좁은 갭층이 규정될 수 있다. 그 결과, 상술한 바와 같이 강한 갭 자계는 유지되는 동시에, 자기 기록 매체 상에서 기록 트랙의 트랙폭은 한층 좁혀질 수 있다.
이러한 하부 부자극은, 예를 들면 상기 상부 부자극의 윤곽으로 규정되고, 상기 제 2 길이보다도 짧은 제 3 길이로 매체 대향면으로부터 후방을 향해 뻗는 하부 부자극편(片)에 의해 제공되어도 좋다. 이 때, 이 하부 부자극편의 후단(後端)에는 하부 부자극편에 비해 트랙폭 방향으로 크게 뻗어 있는 하부 자극 돌편(突片)이 접속되는 것이 바람직하다. 이러한 하부 자극 돌편에 의하면, 매체 대향면으로부터 후퇴한 위치에서 하부 자극단층으로부터 기립하는 전벽면(前壁面)을 규정할 수 있다. 이렇게 해서 전벽면이 규정되면, 하부 자극단층 상에서 하부 부자극편의 전단으로부터 매체 대향면을 따라 트랙폭 방향으로 뻗는 제 1 능선에 부가하여, 하부 부자극편의 후단으로부터 트랙폭 방향으로 뻗는 제 2 능선이 규정될 수 있다. 이러한 박막 자기 헤드에서는 하부 자극단층으로 유입된 자속류는 제 1 및 제 2 능선에서 상부 부자극을 향해 유도된다. 이렇게 해서 자속류의 흐름이 분산되면, 하부 자극단층에서 매체 대향면으로 누출되는 누설 자계는 최소한으로 억제될 수 있다. 이렇게 해서 누설 자계가 억제되면, 기록 트랙의 협소화는 확실하게 달성될 수 있다.
이상과 같은 박막 자기 헤드는 하드 디스크 구동 장치(HDD)를 비롯한 자기 디스크 구동 장치나 자기 테이프 구동 장치라는 자기 기록 매체 구동 장치에 채용될 수 있다.
발명의 실시예
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
도 1은 자기 기록 매체 구동 장치의 하나의 구체예로서의 하드 디스크 구동 장치(HDD)(10)의 내부 구조를 나타낸다. HDD(10)의 하우징(11)에는, 예를 들면 스핀들 모터의 회전축(12)에 장착되는 자기 디스크(13)와, 자기 디스크(13)에 대향하는 부상 헤드 슬라이더(14)가 수용된다. 부상 헤드 슬라이더(14)는 요동축(15) 주위에서 요동할 수 있는 캐리지 암(16)의 선단에 고착(固着)된다. 자기 디스크(13)에 대한 정보의 기록이나 판독에 있어서는, 자기(磁氣) 회로로 구성되는 액츄에이터(17)에 의해 캐리지 암(16)이 요동 구동되고, 그 결과, 부상 헤드 슬라이더(14)는 자기 디스크(13) 상의 소망하는 기록 트랙에 위치 결정된다. 하우징(11)의 내부 공간은, 도시하지 않는 커버에 의해 폐쇄된다.
도 2는 부상 헤드 슬라이더(14)의 하나의 구체예를 나타낸다. 이 부상 헤드 슬라이더(14)는 Al2O3-TiC(알루미나 탄화티타늄)제의 슬라이더 본체(21)와, 이 슬라이더 본체(21)의 공기 유출단에 접합되고, 판독 기록 헤드(22)를 내장하는 Al2O3(알루미나)제의 헤드 소자 내장막(23)을 구비한다. 슬라이더 본체(21) 및 헤드 소자 내장막(23)에는 자기 디스크(13)에 대향하는 매체 대향면, 즉 부상면(浮上面)(24)이 넓어진다. 부상면(24)에는, 정상면(頂上面)에서 ABS(공기 베어링면)을 규정하는 2 줄의 레일(25)이 형성된다. 부상 헤드 슬라이더(14)는 자기 디스크(13)의 회전 중에 부상면(24)(특히 ABS)에 받는 공기류(26)를 이용하여 자기 디스크(13)의 표면에서 부상할 수 있다.
도 3을 참조하면서 판독 기록 헤드(22)의 구조를 상세히 설명한다. 이 판독 기록 헤드(22)는 소용돌이 형상의 도전(導電) 코일 패턴(28)에서 생성되는 자계를 이용하여 자기 디스크(13)에 정보를 기록하는 유도 기록 헤드 소자(29)를 구비한다. 이 유도 기록 헤드 소자(29)는 본 발명에 따른 박막 자기 헤드로서 기능한다. 도전 코일 패턴(28)에서 자계가 생성되면, 도전 코일 패턴(28)의 중심을 관통하는 자성 코어(30) 내로 자속류가 전달된다.
이 자성 코어(30)는 전단에서 부상면(24)에 면하고, 부상면(24)에서 제 1 길이(SD)로 후방으로 뻗어 있는 상부 부자극(31)과, 부상면(24)에 면하고 전단으로부터 제 2 길이(GD)로 후방으로 넓어지는 하부 자극단층(32)을 구비한다. 하부 자극단층(32)의 제 2 길이(GD)(= 1.0 ㎛ 정도)는 상부 부자극(31)의 제 1 길이(SD)(= 4.0 ㎛ 정도)보다도 짧게 설정된다. 또한, 도 3으로부터 분명하듯이, 하부 자극단층(32)은 상부 부자극(31)에 비해 트랙폭 방향으로 크게 규정된다. 이 때, 트랙폭 방향으로 측정되는 상부 부자극(31)의 코어폭은, 예를 들면 0.3 ㎛ 정도로 설정된다.
도 4와 함께 참조하면 분명하듯이, 상부 부자극(31)에는 도전 코일 패턴(28)의 중심으로부터 부상면(24)을 향해 뻗는 상부 자극층(33)의 선단이 고정된다. 상부 자극층(33)의 선단은 부상면(24)으로부터, 예를 들면 깊이 PH = 1.5 ㎛로 후퇴한다. 이 때, 상부 자극층(33)은, 예를 들면 NiFe로 구성되면 좋다. 상부 자극층(33)의 막 두께는, 예를 들면 3.0 ㎛ 정도로 설정되는 한편, 기준면(34)을 따라 전후 방향으로 뻗는 상부 부자극(31)의 두께는, 예를 들면 1.5 ㎛ 정도로 설정된다.
하부 자극단층(32)에는, 마찬가지로 도전 코일 패턴(28)의 중심으로부터 부상면(24)을 향해 뻗는 하부 자극층(35)의 선단이 접속된다. 도전 코일 패턴(28)은 상부 자극층(33)과 하부 자극층(35) 사이에 끼워진다. 상부 자극층(33)과 하부 자극층(35)은 도전 코일 패턴(28)의 중심에 배치되는 자성편(36)에 의해 서로 접속된다. 이 때, 하부 자극층(35)은, 예를 들면 NiFe로 구성되면 좋다. 하부 자극층(35)의 막 두께는, 예를 들면 3.0 ㎛ 정도로 설정되는 한편, 하부 자극층(35)의 표면을 따라 넓어지는 하부 자극단층(32)의 두께는, 예를 들면 2.0 ㎛ 정도로 설정된다. 도전 코일 패턴(28)은, 도 4로부터 분명하듯이 2 층 이상으로 형성되어도 좋고, 주지된 바와 같이 1 층으로 형성되어도 좋다.
부상면(24)에 면하는 자성 코어(30)의 선단에는, 상부 부자극(31)과 하부 자극단층(32) 사이에 갭층(37)이 끼워진다. 자성 코어(30) 내로 전달되는 자속류는 갭층(37)을 우회하면서 협소한 상부 부자극(31)에서 부상면(24)을 따라 새어 나온다. 그 결과, 부상면(24)에서는 상부 부자극(31)의 코어폭에 따른 폭이 좁은 갭 자계(기록 자계)가 생성된다.
이러한 유도 기록 헤드 소자(29)는 정보의 판독에 사용되는 자기 저항 효과(MR) 소자(38)가 매립된 알루미나층(39) 상에 형성된다. 유도 기록 헤드 소자(29)의 하부 자극층(35)은 FeN이나 NiFe의 하부 쉴드층(40)과의 사이에 알루미나층(39)을 사이에 끼워둔다. 여기서는 하부 자극층(35)은 MR 소자(38)의 상부 쉴드층으로서 기능한다. 그 결과, 예를 들면 도 3으로부터 분명하듯이, 부상면(24)에 면하는 유도 기록 헤드 소자(29)의 선단에서는 상부 자극층(33)에 비해 하부 자극층(35)이 광범위하게 넓어지고 있다. 단, 이러한 MR 소자(38)를 대신하여 거대 자기 저항 효과(GMR) 소자라는 기타의 판독 소자가 채용되어도 좋고, 판독 소자를 채용하지 않고 유도 기록 헤드 소자(29)가 단독으로 사용되어도 좋다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 상부 부자극(31)은 기준면(34)을 따라 균일한 폭으로 전후 방향으로 뻗는 선단편(先端片)(42)과, 이 선단편(42)의 후단에서 기준면(34)을 따라 넓어지고, 선단편(42)에 비해 트랙폭 방향으로 크게 규정되는 중간 자극편(磁極片)(43)을 구비한다. 선단편(42)과 중간 자극편(43)은 일체로 형성되면 좋다. 이러한 중간 자극편(43)에 의하면, 상부 자극층(33)과의 사이에 큰 접합 면적이 확보될 수 있다. 접합면에서 생기는 자기 포화는 완화되고, 그 결과, 상술한 기록 자계 이외에 부상면(24)에서 여분의 누설 자계가 생성되는 것을 충분히 회피할 수 있다.
중간 자극편(43)은, 선단편(42)에서 후방을 향해 멀어짐에 따라 서서히 트랙폭 방향으로 넓어지는 전측층(前側層)(45)과, 이 전측층(45)의 후단에 접속되고, 상부 자극층(33)에 비해 트랙폭 방향으로 크게 규정되는 후측층(後側層)(46)을 구비한다. 후측층(46)은, 예를 들면 트랙폭 방향으로 2.0 ㎛ 정도의 폭으로 넓어진다. 따라서, 후측층(46)은 트랙폭 방향으로 상부 자극층(33)에서 삐져 나온다. 이러한 후측층(46)에 의하면, 상부 자극층(33)과의 사이에 확실하게 최대한의 접합 면적이 확보될 수 있다. 따라서, 접합면에서 생기는 자기 포화는 확실하게 완화될 수 있다.
지금, 유도 기록 헤드 소자(29)에서 도전 코일 패턴(28)으로 전류가 공급되면, 도전 코일 패턴(28)에서 자계가 생성된다. 도전 코일 패턴(28)의 중심에서 상부 자극층(33)이나 하부 자극층(35)을 통해 자속류가 전달된다. 이러한 자속류는 갭층(37)을 우회하면서 협소한 상부 부자극(31)으로부터 부상면(24)을 따라 새어 나온다. 부상면(24)에서는 누출되는 자속류에 의해 갭 자계(기록 자계)가 생성된다. 이 갭 자계는 부상면(24)에 대향하는 자기 디스크(13)를 자화한다. 자기 디스크(13)의 표면에서는 협소한 상부 부자극(31)의 코어폭에 따른 트랙폭의 기록 트랙이 그려진다.
기록 갭을 형성하는 하부 자극층(35)의 선단에서는, 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이, 상부 부자극(31)의 제 1 길이(SD)보다도 짧은 제 2 길이(GD)로 넓어지는 하부 자극단층(32)을 향해 자속류(48)가 흐른다. 상부 부자극(31)에서 하부 자극단층(32)으로 유입되는 자속류(48)는 상부 부자극(31)이나 하부 자극단층(32)의 선단에 집중된다. 그 결과, 부상면(24)에는 강한 갭 자계가 생성될 수 있다. 특히, 상부 자극층(33)의 선단이 부상면(24)으로부터 후퇴하는 경우에는 부상면(24)에서 생성되는 갭 자계는 약해지기 쉽다. 하부 자극단층(32)은, 선단에서 부상면(24)으로부터 후퇴하는 상부 자극층(33)과 조합될 때에 특히 도움이 된다.
다음에, 이상과 같은 유도 기록 헤드 소자(29)의 제조 방법을 간단하게 설명한다. 먼저, 표면에서 하부 자극층(35)이 형성된 알루미나 탄화티타늄제 웨이퍼를 준비한다. 하부 자극층(35)은 MR 소자(38)가 매립된 알루미나층(39)의 표면에 적층된다.
하부 자극층(35)의 표면에는, 계속해서, 하부 자극단층(32)이 형성된다. 이 하부 자극단층(32)은, 예를 들면 전해 도금법 등을 사용하여 형성되면 좋다. 전해 도금법을 실시함에 있어서, 하부 자극층(35)의 표면에는, 예를 들면 포토 레지스트막(51)이 성막(成膜)된다. 이 포토 레지스트막(51)에는, 예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같이, 하부 자극단층(32)의 윤곽과 닮은 공극(52)이 형성되면 좋다. 이 때, 하부 자극단층(32)은 전후 방향(DR1)으로 짧게 규정되지만 트랙폭 방향(DR2)으로 크게 규정되므로, 포토 레지스트막(51)의 공극(52)에는 확실하게 도금액이 진입할 수 있다.
여기서는, 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 알루미나 탄화티타늄제 웨이퍼에는 부상 헤드 슬라이더(14)의 부상면(24)을 규정하는 하나의 평면(53)을 따라 절삭 자리(54)가 부가되어도 좋다. 이러한 절삭 자리(54)에 의하면, 하부 자극단층(32)이 전후 방향(DR1)으로 짧게 규정됨에도 불구하고, 포토 레지스트막(51)에는 전후 방향(DR1)으로 크게 넓어지는 공극(52)이 형성될 수 있다. 따라서, 한층 확실하게 도금액이 공극(52)으로 진입할 수 있다. 이러한 절삭 자리(54)는 후속 공정에서 절삭하면 좋다. 절삭 자리(52)가 절삭되면, 부상면(24)이 확실하게 노출될 수 있다.
하부 자극단층(32)이 형성되면, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 표면에는 SiO2막(55)이 성막된다. 이 SiO2막(55) 표면에는, 계속해서, 제 1 층의 도전 코일 패턴(28)과 닮은 포토 레지스트막(56)이 형성된다. 이 포토 레지스트막(56)을 사용하여 이온 에칭을 실시하면, 도 9b에 나타내는 바와 같이, SiO2막(55)에는 도전 코일 패턴(28)의 외형과 닮은 홈(57)이 절삭되어 나온다. 포토 레지스트막(56)이 제거된 후, 절삭되어 나온 홈(57)에는, 예를 들면 도 9c에 나타내는 바와 같이, 전해 도금법에 의해 도전 코일 패턴(28)이 형성되어 있다. 여기에서는 SiO2막(55)을 대신하여 알루미나막이 사용되어도 좋다.
그 후, 웨이퍼의 표면에서 평탄화(연마) 처리가 실시된다. 그 결과, 도 9d에 나타내는 바와 같이, 평탄면(58)이 형성된다. 이 평탄면(58) 상에는 비자성층(59)이 적층된다. 이렇게 해서 비자성층(59)이 적층되면, 비자성층(59)의 표면에 의해 기준면(34)이 규정될 수 있다.
비자성층(59)의 표면에는 도 10에 나타내는 바와 같이, 포토 레지스트막(60)이 형성된다. 포토 레지스트막(60)에는 상부 부자극(31)을 닮은 공극(空隙)(61)이 구획된다. 전해 도금법을 실시하면, 공극(61) 내에서 도금 금속이 성장한다. 그 결과, 상부 부자극(31)이 형성된다. 상부 부자극(31)에 면하는 하부 자극단층(32)은 전후 방향으로 짧지만 트랙폭 방향으로 크게 규정되므로, 상부 부자극(31)은 비교적 간단하게 하부 자극단층(32)에 대하여 위치 맞춤될 수 있다.
이렇게 해서 상부 부자극(31)이 형성되면, 비자성층(59)의 표면, 즉 기준면(34)을 따라 제 2 층의 도전 코일 패턴(28)이 형성된다. 이 도전 코일 패턴(28)을 형성함에 있어서는, 상술한 바와 마찬가지로, SiO2 막에, 도전 코일 패턴(28)을 닮은 홈이 형성되면 좋다. 그 후, 전해 도금법을 실시하면, 도 11a에 나타내는 바와 같이, 도전 코일 패턴(28)이 형성될 수 있다. 상술한 바와 마찬가지로, 여기에서도, SiO2 막을 대신하여 알루미나막이 사용되어도 좋다.
이렇게 해서 도전 코일 패턴(28)이 형성되면, 도 11b에 나타내는 바와 같이, 다시 평탄화(연마) 처리가 실시된다. 그 후, 도 11c에 나타내는 바와 같이, 형성된 평탄면(63)에는 상부 자극층(33)이 적층된다. 이러한 상부 자극층(33)의 적층에는, 예를 들면 전해 도금법 외에 스퍼터링 처리가 사용되어도 좋다. 이러한 스퍼터링 처리의 채용에 의하면, 상부 자극층(33)은 FeN, FeNAl2O3, FeZrN, CoFe, FeAl2O3, FeTaN, CoZrNb와 같은 포화 자속 밀도(Bs)나 전기 저항률이 우수한 소재로 형성되는 것이 가능해진다.
상술한 바와 같은 하부 자극단층(32)에는, 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같이, 상부 부자극(31)의 윤곽으로 규정되고, 하부 자극단층(32)에서 상부 부자극(31)을 향해 스웰링하는 하부 부자극(65)이 형성되어도 좋다. 이러한 하부 부자극(65)에서는 전후 방향의 길이는 하부 자극단층(32)에서 규정되는 제 2 길이(GD)로 단축되는 동시에, 트랙폭 방향의 확대는 상부 부자극(31)의 코어폭(CW)에 맞추어진다. 따라서, 상술한 바와 같이 강한 갭 자계가 유지되는 동시에, 상부 부자극(31) 및 하부 부자극(65) 사이에는 더욱 폭이 좁은 갭 자계가 형성될 수 있다. 이러한 갭 자계에서 그려 나오는 기록 트랙의 트랙폭은 한층 좁혀질 수 있다.
이러한 하부 부자극(65)을 형성함에 있어서는, 예를 들면 도 13에 나타내는 바와 같이, 상부 부자극(31)을 마스크로 사용하여 이온 밀링(ion milling) 처리가 실시되면 좋다. 이러한 이온 밀링 처리가 실시되면, 상부 부자극(31)의 외형과 닮은 비자성층, 즉 갭층(37)은 절삭되어 나온다. 이 때, 하부 자극단층(32)의 표면에는, 마찬가지로 상부 부자극(31)의 외형과 닮은 하부 부자극(65)이 절삭되어 나올 수 있다. 이러한 하부 부자극(65)의 막 두께, 즉 하부 자극단층(32)으로부터의 돌출량은, 예를 들면 0.2 ㎛ 정도로 설정되면 좋다.
기타, 하부 자극단층(32)에는, 예를 들면 도 14에 나타내는 바와 같이, 상부 부자극(31)의 윤곽으로 규정되고, 하부 자극단층(32)의 제 2 길이(GD)보다도 짧은 제 3 길이(DD)로 부상면(24)으로부터 후방을 향해 뻗는 하부 부자극편(66)과, 이 하부 부자극편(66)의 후단에 접속되고, 하부 부자극편(66)에 비해 트랙폭 방향으로 크게 뻗어 있는 하부 자극 돌편(67)이 형성되어도 좋다. 도 14로부터 분명하듯이, 하부 자극 돌편(67)의 트랙폭 방향의 크기는 하부 자극단층(32)의 그것과 동일하게 설정하면 좋다. 하부 부자극편(66)은, 상술한 바와 마찬가지로, 하부 자극단층(32)으로부터 상부 부자극(31)을 향해 스웰링하는 하부 부자극을 제공한다.
이렇게 해서 하부 부자극(66)의 후단에 하부 자극 돌편(67)이 접속되면, 부상면(24)에서 후퇴한 위치에서 하부 자극단층(32)의 표면으로부터 직립하여 부상면(24)에 평행하게 넓어지는 전벽면(68)이 규정될 수 있다. 이러한 전벽면(68)은 하부 부자극편(66)의 트랙폭 방향 양측에, 하부 부자극편(66)의 전단으로부터 부상면(24)을 따라 뻗는 제 1 능선(69)에 부가하여, 하부 부자극편(66)의 후단으로부터 트랙폭 방향으로 뻗는 제 2 능선(70)을 규정한다. 제 1 및 제 2 능선(69, 70)은, 예를 들면 서로 평행하게 뻗으면 좋다.
일반적으로, 자속(磁束)은 자성체의 가장자리, 즉 능선에 집중하여 흐르는 것은 널리 알려져 있다. 따라서, 이러한 유도 기록 헤드 소자(29)에서는 하부 자극단층(32)에 유입된 자속류는 제 1 및 제 2 능선(69,70)을 향해 유도된다. 제 1 및 제 2 능선(69, 70)으로부터 자속류는 각각 상부 부자극(31)을 향해 흐른다. 이렇게 해서 자속류의 흐름이 분산되면, 하부 자극단층(32)에서 부상면(24)을 향해 누출되는 누설 자계는 극력 억제될 수 있다. 이렇게 해서 누설 자계가 억제되면, 기록 트랙의 협소화가 확실하게 달성될 수 있다.
또한, 상술한 유도 기록 헤드 소자(29)에서는, 하부 자극단층(32)의 포화 자속 밀도(Bs)는 하부 자극층(35)의 포화 자속 밀도(Bs)보다도 크게 설정하는 것이 바람직하다. 이러한 설정에 의하면, 하부 자극단층(32)에서 자기 포화는 생기기 어렵게 된다. 예를 들면, 하부 자극층(35)에 80Ni20Fe(Bs=1.0T)가 사용되는 경우에는 하부 자극단층(32)에는 50Ni50Fe(Bs=1.4T)나 45Ni55Fe(Bs=1.6T)가 사용되면 좋다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 상부 부자극에 비해 하부 부자극을 단축화하여도 비교적 간단하게 하부 부자극에 대하여 상부 부자극을 위치 맞춤할 수 있다.

Claims (6)

  1. 전단(前端)에서 매체 대향면에 면하고, 기준면을 따라 매체 대향면으로부터 제 1 길이로 후방으로 뻗어 있는 상부 부자극(副磁極)과,
    코일 패턴의 중심으로부터 뻗어 있고, 선단(先端)에서 상부 부자극에 고정되는 상부 자극층(磁極層)과,
    기준면을 사이에 두고 상부 부자극에 대향하고, 제 1 길이보다도 짧은 제 2 길이로 매체 대향면으로부터 후방으로 넓어지는 동시에 상부 부자극에 비해 트랙폭 방향으로 크게 규정되는 하부 자극단층(磁極端層)과,
    코일 패턴의 중심으로부터 뻗어 있고, 선단에서 하부 자극단층에 접속되는 하부 자극층을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 자극단층의 포화 자속 밀도는 상기 하부 자극층의 포화 자속 밀도보다도 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 자극층의 선단은 매체 대향면으로부터 후퇴하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하부 자극단층에는 상기 상부 부자극의 윤곽으로 규정되고, 하부 자극단층으로부터 상부 부자극을 향해 스웰링(swelling)하는 하부 부자극이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하부 자극단층에는 상기 상부 부자극의 윤곽으로 규정되고, 상기 제 2 길이보다도 짧은 제 3 길이로 매체 대향면으로부터 후방을 향해 뻗는 하부 부자극편(片)과, 이 하부 부자극편의 후단(後端)에 접속되며, 하부 부자극편에 비해 트랙폭 방향으로 크게 뻗어 있는 하부 자극 돌편(突片)이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드.
  6. 전단에서 매체 대향면에 면하고, 기준면을 따라 매체 대향면으로부터 제 1 길이로 후방으로 뻗어 있는 상부 부자극과,
    코일 패턴의 중심으로부터 뻗어 있고, 선단에서 상부 부자극에 고정되는 상부 자극층과,
    기준면을 사이에 두고 상부 부자극에 대향하고, 제 1 길이보다도 짧은 제 2 길이로 매체 대향면으로부터 후방으로 넓어지는 동시에 상부 부자극에 비해 트랙폭 방향으로 크게 규정되는 하부 자극단층과,
    코일 패턴의 중심으로부터 뻗어 있고, 선단에서 하부 자극단층에 접속되는 하부 자극층을 구비하는 박막 자기 헤드가 조립된 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체 구동 장치.
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