JP2000113412A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法

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JP2000113412A JP10285770A JP28577098A JP2000113412A JP 2000113412 A JP2000113412 A JP 2000113412A JP 10285770 A JP10285770 A JP 10285770A JP 28577098 A JP28577098 A JP 28577098A JP 2000113412 A JP2000113412 A JP 2000113412A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁極幅を小さくした場合においても、十分な
オーバーライト特性を得ることができるようする。 【解決手段】 ボールチップ１２のエアベアリング面と
反対側の端部を覆うように補助ボールチップ１４を形成
し、このボールチップ１２に補助ボールチップ１４が重
なった部分を補助磁極部分とする。ボールチップ１２の
みからなる磁極部分に比べて体積の大きな補助磁極部分
を設けたことにより、ハーフミクロンオーダやクォータ
ミクロンオーダまで、磁極幅を小さくした場合において
も、スロートハイトゼロの位置の近傍領域における磁束
の飽和を抑制でき、十分なオーバーライト特性を得るこ
とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも書き込
み用の誘導型磁気変換素子を有する薄膜磁気ヘッドおよ
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ハードディスク装置の面記録密度
の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められ
ている。薄膜磁気ヘッドとしては、書き込み用の誘導型
磁気変換素子を有する記録ヘッドと読み出し用の磁気抵
抗（以下、ＭＲ（Magneto Resistive ）と記す。）素子
を有する再生ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気
ヘッドが広く用いられている。
【０００３】再生ヘッドの性能を向上させる方法として
は、ＭＲ膜をＡＭＲ膜からＧＭＲ膜等の磁気抵抗感度の
優れた材料に変える方法や、ＭＲ膜のパターン幅、特
に、ＭＲハイトを適切化する方法等がある。このＭＲハ
イトとは、ＭＲ素子のエアベアリング面側の端部から反
対側の端部までの長さ（高さ）をいい、エアベアリング
面の加工の際の研磨量によって制御されるものである。
なお、ここにいうエアベアリング面は、薄膜磁気ヘッド
の、磁気記録媒体と対向する面であり、トラック面とも
呼ばれる。
【０００４】この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。記録ヘッドの性能
を決定する要因としては、スロートハイト（Throat Hei
ght：TH）がある。スロートハイトは、エアベアリング
面から、磁束発生用の薄膜コイルを電気的に分離する絶
縁層の端部までの磁極部分の長さ（高さ）をいう。記録
ヘッドの性能向上のためには、スロートハイトの縮小化
が望まれている。このスロートハイトも、エアベアリン
グ面の加工の際の研磨量によって制御される。
【０００５】記録ヘッドの性能のうち、記録密度を高め
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、記録ギャップ層を挟んでその
上下に形成された下部磁極および上部磁極のエアベアリ
ング面での幅を数ミクロンからサブミクロンオーダーま
で狭くした狭トラック構造の記録ヘッドを実現する必要
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。
【０００６】図２１は従来の薄膜磁気ヘッドの一例とし
て、複合型薄膜磁気ヘッドの構造を表すものである。な
お、図２１において、（ａ）はエアベアリング面に垂直
な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に
平行な断面を示している。
【０００７】この複合型薄膜磁気ヘッドでは、例えばア
ルティック（Ａｌ2 Ｏ3 ・ＴｉＣ）よりなる基板１０１
の上に、例えばアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）よりなる絶縁層
１０２が形成されている。この絶縁層１０２の上に、磁
性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層１０３が
形成されている。下部シールド層１０３の上には、例え
ばアルミナまたはチッ化アルミニウムのスパッタリング
により、絶縁層としての下部シールドギャップ膜１０４
が形成されている。下部シールドギャップ膜１０４の上
には再生用のＭＲ素子１０５が形成されている。更に、
下部シールドギャップ膜１０４の上には、ＭＲ素子１０
５に電気的に接続される一対の第１の電極層１０６が形
成されている。第１の電極層１０６は、例えば、Ｔｉ
Ｗ，ＣｏＰｔ，ＴｉＷ，Ｔａを積層して形成される。
【０００８】また、第１の電極層１０６には、一対の第
２の電極層１０７が電気的に接続されている。第２の電
極層１０７は、例えば、銅（Ｃｕ）によって形成され
る。第１の電極層１０６および第２の電極層１０７は、
ＭＲ素子１０５に電気的に接続されるリードを構成して
いる。
【０００９】下部シールドギャップ膜１０４およびＭＲ
素子１０５の上には、絶縁層としての上部シールドギャ
ップ膜１０８が形成され、ＭＲ素子１０５がシールドギ
ャップ膜１０４，１０８内に埋設されている。上部シー
ルドギャップ膜１０８の上には、磁性材料からなり、再
生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる上部シールド
層兼下部磁極層（以下、下部磁極層と記す。）１０９が
形成されている。下部磁極層１０９の上には、絶縁膜、
例えばアルミナ膜よりなる記録ギャップ層１１０が形成
されている。記録ギャップ層１１０の上には、スロート
ハイトを決定するフォトレジスト層１１１が所定のパタ
ーンに形成され、このフォトレジスト層１１１の上に、
誘導型の記録ヘッド用の第１層目の薄膜コイル１１２が
形成されている。フォトレジスト層１１１およびコイル
１１２の上には、フォトレジスト層１１３が所定のパタ
ーンに形成されている。このフォトレジスト層１１３の
安定化のために、例えば２００〜２５０°Ｃの温度で熱
処理が施されている。フォトレジスト層１１３の上に
は、第２層目の薄膜コイル１１４が形成されている。フ
ォトレジスト層１１３および薄膜コイル１１４の上に
は、熱処理により安定化されたフォトレジスト層１１５
が所定のパターンに形成されている。
【００１０】薄膜コイル１１２，１１４よりも後方（図
２１（ａ）における右側）の位置には、磁路形成のため
に、記録ギャップ層１１０が部分的にエッチングされて
いる。記録ギャップ層１１０、フォトレジスト層１１
１，１１３，１１５の上には、記録ヘッド用の磁性材
料、例えば高飽和磁束密度材のパーマロイ（ＮｉＦｅ）
またはＦｅＮよりなる上部磁極層１１６が形成されてい
る。上部磁極層１１６は、薄膜コイル１１２，１１４よ
りも後方の位置において、下部磁極層１０９と接触し、
磁気的に連結している。上部磁極層１１６の上には例え
ばアルミナよりなるオーバーコート層１１７が形成され
ている。上部磁極層１１６、記録ギャップ層１１０およ
び下部磁極層１０９の一部の各側壁は垂直に自己整合的
に形成され、トリム（Trim）構造となっている。このト
リム構造によれば、狭トラックの書き込み時に発生する
磁束の広がりによる実効トラック幅の増加を防止するこ
とができる。
【００１１】図２２は、上部磁極層１１６の形状の一例
を示したものである。この上部磁極層１１６は、エアベ
アリング面１２０側に配置される磁極部分１１６ａと、
コイル１１２，１１４に対向する位置に配置されるヨー
ク部分１１６ｂとを有している。ヨーク部分１１６ｂに
おける磁極部分１１６ａ側の一部は、磁極部分１１６ａ
側ほど細くなるテーパ状に形成されている。このテーパ
状の部分の外縁は、エアベアリング面１２０と平行な面
に対して例えば４５°をなしている。なお、図中、ＴＨ
０は、薄膜コイルを電気的に分離する絶縁層のエアベア
リング面側の端部の位置（スロートハイトゼロ位置）を
表している。
【００１２】近年、高面密度記録を可能とするために、
記録トラック幅、すなわち磁極部分の幅（以下、磁極幅
と言う。）を小さくすることが要求されている。図２３
は、図２２に示したものに比べて、磁極幅を小さくした
場合の上部磁極層１１６の形状の一例を示したものであ
る。この例では、磁極部分１１６ａの幅が０．８〜１．
２μｍになっている。今後は、磁極部分１１６ａの幅
を、サブミクロンオーダの０．４μｍ程度とすることも
考えられる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来、上部磁極層１１
６の形状が、図２２に示したような形状の場合には、薄
膜コイル１１２，１１４から発生した磁束は、途中で飽
和することなく、磁極部分の先端まで到達していた。
【００１４】しかしながら、例えば図２３に示したよう
に、磁極幅を小さくした場合には、スロートハイトゼロ
位置ＴＨ０の近傍で磁束が飽和してしまい、磁束が磁極
部分の先端まで十分に到達することができなくなる現象
が発生する。その結果、オーバーライト特性、すなわ
ち、記録媒体上に既に書き込んである上からさらにデー
タを重ね書きする場合の特性を示す値が、例えば１０〜
２０ｄＢ程度と低い値となり、十分なオーバーライト特
性を確保することができないという問題が生じる。
【００１５】ところで、上部磁極層を形成する方法とし
ては、例えば、特開平７−２６２５１９号公報に示され
るように、フレームめっき法が用いられる。フレームめ
っき法を用いて上部磁極層を形成する場合は、まず、山
状に盛り上がったコイル部分であるエイペックス部の上
に全体的に、例えばパーマロイよりなる薄い電極膜を、
例えばスパッタリングによって形成する。次に、その上
にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ工程に
よりパターニングして、めっきのためのフレーム（外
枠）を形成する。そして、先に形成した電極膜をシード
層として、めっき法によって上部磁極層を形成する。
【００１６】ところが、エイペックス部と他の部分とで
は、例えば７〜１０μｍ以上の高低差がある。このエイ
ペックス部上に、フォトレジストを３〜４μｍの厚みで
塗布する。エイペックス部上のフォトレジストの膜厚が
最低３μｍ以上必要であるとすると、流動性のあるフォ
トレジストは低い方に集まることから、エイペックス部
の下方では、例えば８〜１０μｍ以上の厚みのフォトレ
ジスト膜が形成される。
【００１７】幅の小さい磁極部分を形成するためには、
フォトレジスト膜によって１．０μｍ程度の間隔のフレ
ームパターンを形成する必要がある。すなわち、８〜１
０μｍ以上の厚みのあるフォトレジスト膜によって、
１．０μｍもしくはそれ以下の間隔の微細なパターンを
形成しなければならない。ところが、このような厚い膜
厚のフォトレジストパターンを狭間隔で形成することは
製造工程上極めて困難であった。
【００１８】しかも、フォトリソグラフィの露光時に、
露光用の光が、シード層としての下地電極膜で反射し、
この反射光によってもフォトレジストが感光して、フォ
トレジストパターンのくずれ等が生じ、シャープかつ正
確なフォトレジストパターンが得られなくなる。その結
果、上部磁極層の側壁が丸みを帯びた形状になる等、上
部磁極層を所望の形状に形成できなくなる。特に、上部
磁極層１１６を図２３に示したような形状に形成する場
合、磁極部分１１６ａとヨーク部分１１６ｂの境界近傍
の領域では、下地電極膜で反射して戻ってくる反射光に
は、垂直方向の反射光のみならず、エイペックス部の斜
面からの斜め方向または横方向からの反射光も含まれて
おり、これらの反射光がフォトレジスト層の感光に影響
を与え、磁極幅を規定するフォトレジストパターン間隔
が所望の値よりも大きくなりやすい。
【００１９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、磁極幅を小さくした場合にお
いても、十分なオーバーライト特性を得ることができる
ようにした薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提供す
ることにある。
【００２０】本発明の第２の目的は、上記第１の目的に
加え、磁極幅を小さくした場合においても、磁極幅の正
確な制御が可能な薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を
提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明による薄膜磁気ヘ
ッドは、磁気的に連結され、且つ記録媒体に対向する側
の一部がギャップ層を介して対向する２つの磁極部分を
含み、それぞれ少なくとも１つの層からなる２つの磁性
層と、この２つの磁性層の間に絶縁層を介して配設され
た薄膜コイルとを有する書き込み用の誘導型磁気変換素
子を備えた薄膜磁気ヘッドであって、２つの磁性層のう
ちの少なくとも一方の磁性層は、一端部が記録媒体に対
向する媒体対向面側に配置される磁極部分と、一端部側
が磁極部分の他端部側に磁気的に連結されると共に、膜
厚が磁極部分よりも厚く形成された補助磁極部分と、こ
の補助磁極部分の他端部側に磁気的に連結されるヨーク
部分とを有するものである。
【００２２】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、磁
気的に連結され、且つ記録媒体に対向する側の一部がギ
ャップ層を介して対向する２つの磁極部分を含み、それ
ぞれ少なくとも１つの層からなる２つの磁性層と、この
２つの磁性層の間に絶縁層を介して配設された薄膜コイ
ルとを有する書き込み用の誘導型磁気変換素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、一端部が記録媒体
に対向する媒体対向面側に配置されるように磁極部分を
形成する工程と、一端部側が磁極部分の他端部側に磁気
的に連結されると共に、膜厚が磁極部分よりも厚い補助
磁極部分を形成する工程と、補助磁極部分の他端部側に
磁気的に連結されるヨーク部分を形成する工程とを含む
ものである。
【００２３】本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方
法では、磁極部分の他端部側に磁極部分よりも膜厚の厚
い補助磁極部分が磁気的に連結される。従って、磁極部
分の幅（磁極幅）を小さくしても、スロートハイトゼロ
位置近傍の磁極の体積を大きく確保することが可能とな
り、スロートハイトゼロ位置近傍での磁束の飽和を抑制
しつつ、磁極幅をサブミクロンオーダとすることが可能
になる。
【００２４】本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方
法では、更に、補助磁極部分の幅を磁極部分よりも広く
するようにしてもよい。
【００２５】また、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその
製造方法では、磁極部分を、媒体対向面および補助磁極
部分の媒体対向面側の端面それぞれに対して垂直に形成
するようにしてもよい。
【００２６】更に、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその
製造方法では、補助磁極部分を、媒体対向面側になるに
従って少なくとも膜厚が段階的に薄くなるように形成し
てもよい。
【００２７】また、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその
製造方法では、矩形断面を有する磁性層を磁極部分とし
て形成した後、磁性層の媒体対向面と反対側の一部を少
なくとも一層の他の磁性層により覆い、他の磁性層によ
り覆われた領域を補助磁極部分とするようにしてもよ
い。
【００２８】更に、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその
製造方法では、ギャップ層を形成した後、ギャップ層と
一方の磁性層の補助磁極部分との間に、スロートハイト
を規定するための絶縁層を形成するようにしてもよい。
【００２９】また、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその
製造方法では、補助磁極部分の媒体対向面側の端部を、
絶縁層の媒体対向面側の端部の近傍の位置に配置するよ
うにしてもよい。
【００３０】更に、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその
製造方法では、ヨーク部分の幅を、補助磁極部分の幅よ
りも広く形成することが望ましい。
【００３１】また、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその
製造方法では、補助磁極部分の媒体対向面と反対側の面
からギャップ層の表面に沿った領域に少なくとも一層の
薄膜コイルを形成することもできる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】［本発明の第１の実施の形態］まず、図１
ないし図１２を参照して、本発明の第１の実施の形態に
係る薄膜磁気ヘッドの製造方法としての複合型薄膜磁気
ヘッドの製造方法について説明する。なお、図１ないし
図１２において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な断
面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行
な断面を示している。
【００３４】本実施の形態に係る製造方法では、まず、
図１に示したように、例えばアルティック（Ａｌ2 Ｏ3
・ＴｉＣ）よりなる基板１の上に、例えばアルミナ（Ａ
ｌ2Ｏ3 ）よりなる絶縁層２を、約５μｍの厚みで堆積
する。次に、絶縁層２の上に、磁性材料よりなる再生ヘ
ッド用の下部シールド層３を、２〜３μｍの厚みに形成
する。
【００３５】次に、図２に示したように、下部シールド
層３の上に、例えばアルミナまたはチッ化アルミニウム
を３０〜１５０ｎｍの厚みにスパッタ堆積し、絶縁層と
しての下部シールドギャップ膜４を形成する。次に、下
部シールドギャップ膜４の上に、再生用のＭＲ素子５を
形成するためのＭＲ膜を、数十ｎｍの厚みに形成する。
次に、このＭＲ膜の上に、ＭＲ素子５を形成すべき位置
に選択的にフォトレジストパターンを形成する。このと
き、リフトオフを容易に行うことができるような形状、
例えば断面形状がＴ型のフォトレジストパターンを形成
する。次に、フォトレジストパターンをマスクとして、
例えばイオンミリングによってＭＲ膜をエッチングし
て、ＭＲ素子５を形成する。なお、ＭＲ素子５は、ＧＭ
Ｒ素子でもよいし、ＡＭＲ素子でもよい。次に、下部シ
ールドギャップ膜４の上に、同じフォトレジストパター
ンをマスクとして、ＭＲ素子５に電気的に接続される一
対の第１の電極層６を、数十ｎｍの厚みに形成する。第
１の電極層６は、例えば、ＴｉＷ，ＣｏＰｔ，ＴｉＷ，
Ｔａを積層して形成される。次に、フォトレジストパタ
ーンをリフトオフする。
【００３６】次に、図３に示したように、第１の電極層
６に電気的に接続される一対の第２の電極層７を、例え
ば１５０ｎｍの厚みで、所定のパターンに形成する。第
２の電極層７は、例えば、銅（Ｃｕ）によって形成され
る。第１の電極層６および第２の電極層７は、ＭＲ素子
５に電気的に接続されるリードを構成する。
【００３７】次に、図４に示したように、下部シールド
ギャップ膜４およびＭＲ素子５の上に、絶縁層としての
上部シールドギャップ膜８を、３０〜１５０ｎｍの厚み
に形成し、ＭＲ素子５をシールドギャップ膜４，８内に
埋設する。次に、上部シールドギャップ膜８の上に、磁
性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用い
られる上部シールド層兼下部磁極層（以下、下部磁極層
と記す。）９を、約３μｍの厚みに形成する。
【００３８】次に、図５に示したように、下部磁極層９
の上に、絶縁膜、例えばアルミナ膜よりなる記録ギャッ
プ層１０を、０．１〜０．３μｍの厚みに形成する。
【００３９】次に、図６に示したように、記録ギャップ
層１０の上に、スロートハイトを規定するための絶縁層
１１を、例えば１．０〜３．０μｍの厚みに形成する。
この絶縁層１１は、例えばフォトレジスト層を加熱する
ことにより形成することができるが、その他、アルミナ
膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等でもよい。続い
て、絶縁層１１よりも後方（図６（ａ）における右側）
の位置において、磁路形成のために、記録ギャップ層１
０を部分的にエッチングしてコンタクトホール１０ａを
形成する。
【００４０】次に、図７に示したように、例えばフレー
ムめっき法により、エアベアリング面から絶縁層１１の
上にかけて、記録ヘッド用の磁性材料からなるポールチ
ップ（上部磁極先端部）１２を、例えば約１〜３μｍの
厚みに形成する。このとき同時に、ポールチップ１２と
同じ材料を用いて、コンタクトホール１２ａに、磁路形
成のための磁性層１３を、例えば約１〜３μｍの厚みに
形成する。
【００４１】次に、図８に示したように、例えばフレー
ムめっき法により、ポールチップ１２の上に、ポールチ
ップ１２よりも幅の広い補助ポールチップ１４を形成す
る。補助ポールチップ１４は、幅が例えば約１〜５μ
ｍ、厚みが例えば約１〜３μｍである。このとき同時
に、補助ポールチップ１４と同じ材料を用いて、磁性層
１３の上に、磁路形成のための磁性層１５を、例えば約
１〜３μｍの厚みに形成する。
【００４２】次に、図９に示したように、補助ポールチ
ップ１４をマスクとして、イオンミリングによって、記
録ギャップ層１０、更に下部磁極層９を例えば０．３〜
０．５μｍだけエッチングして、トリム構造とする。こ
のトリム構造によれば、狭トラックの書き込み時に発生
する磁束の広がりによる実効トラック幅の増加を防止す
ることができる。
【００４３】次に、図１０に示したように、全面に、例
えばアルミナよりなる絶縁層１６を、例えば１〜６μｍ
の厚みに形成し、その後、この絶縁層１６を、補助ポー
ルチップ１４および磁性層１５の表面に至るまで研磨し
て平坦化する。この際の研磨方法としては、機械的な研
磨またはＣＭＰ（化学機械研磨）が用いられる。この平
坦化により、補助ポールチップ１４および磁性層１５の
表面が露出すると共に、ポールチップ１２，補助ポール
チップ１４と磁性層１３，１５との間が絶縁層１６によ
り埋め込まれた状態となる。
【００４４】次に、図１１に示したように、絶縁層１６
の上に、例えばめっき法によって、誘導型の記録ヘッド
用の第１層目の薄膜コイル１７を例えば３μｍの厚みに
形成する。続いて、絶縁層１６および薄膜コイル１７の
上に、フォトレジスト層１８を、所定のパターンに形成
する。次に、フォトレジスト層１８を安定化するため
に、例えば２００〜２５０°Ｃの温度で熱処理する。続
いて、フォトレジスト層１８の上に、第２層目の薄膜コ
イル１９を例えば３μｍの厚みに形成する。次に、フォ
トレジスト層１８および薄膜コイル１９の上に、フォト
レジスト層２０を、所定のパターンに形成する。続い
て、フォトレジスト層２０を安定化するために、例えば
２００〜２５０°Ｃの温度で熱処理する。
【００４５】次に、補助ポールチップ１４、絶縁層１
６、フォトレジスト層１８，２０の上に、記録ヘッド用
の磁性材料からなる上部ヨーク２１を、例えば約２〜３
μｍの厚みに形成する。この上部ヨーク２１は、薄膜コ
イル１７，１９よりも後方の位置において、コンタクト
ホール１２ａに形成された磁性層１３，１５を介して下
部磁極層９と接触し、磁気的に連結される。
【００４６】次に、図１２に示したように、上部ヨーク
２１の上に、例えばアルミナよりなるオーバーコート層
２２を、３０〜４０μｍの厚みに形成する。最後に、ス
ライダの研磨加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッ
ドのエアベアリング面を形成して、本実施の形態に係る
薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００４７】なお、下部磁極層９、ポールチップ１２、
補助ポールチップ１４および上部ヨーク２１は、それぞ
れ、例えばＮｉＦｅ（Ｎｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重
量％）を用いて形成されるが、その他、ＮｉＦｅ（Ｎ
ｉ：５０重量％，Ｆｅ：５０重量％）、センダスト、チ
ッ化鉄（ＦｅＮ）やその化合物、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｚｒのア
モルファス等の高飽和磁束密度材を用いて形成してもよ
いし、これらの材料を２種類以上重ねて形成してもよ
い。
【００４８】本実施の形態では、スロートハイトは、絶
縁層１１により決定され、図１２に示したように、スロ
ートハイトゼロ位置ＴＨ０は絶縁層１１のエアベアリン
グ面側の端部となる。
【００４９】図１３は、上述のようにして製造された本
実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの上部磁極層のエアベ
アリング面（媒体対向面）の近傍の構成を表す斜視図で
ある。また、図１４は、この上部磁極層の平面構成を表
している。
【００５０】本実施の形態では、ポールチップ１２、補
助ポールチップ１４および上部ヨーク２１が上部磁極層
を構成し、これが本発明における一方の磁性層に対応し
ている。このうち、ポールチップ１２の補助ポールチッ
プ１４に覆われていない部分が本発明における磁極部分
１２Ａ、ポールチップ１２と補助ポールチップ１４とが
重なった部分が、本発明における補助磁極部分１２Ｂ、
上部ヨーク２１が、本発明におけるヨーク部分にそれぞ
れ対応している。上部ヨーク２１は、本実施の形態で
は、例えば、補助磁極部分１２Ｂと同じ幅を有し、補助
ポールチップ１４に対して磁気的に連結される連結部分
２１Ａと、この連結部分２１Ａよりも幅広に形成された
ヨーク部分２１Ｂとにより構成されている。
【００５１】本実施の形態では、上部磁極層を、トップ
ポール１２および補助トップポール１４を含む磁極部分
と、上部ヨーク２１からなるヨーク部分の２つの部分に
分割して形成するようにしたので、トップポール１２を
エイペックス部のない、略平坦な面の上に形成すること
ができる。従って、トップポール１２をハーフミクロン
オーダやクォータミクロンオーダまで微細に形成するこ
とが可能となる。
【００５２】加えて、本実施の形態では、一端部がエア
ベアリング面に臨むポールチップ１２の他端部側に補助
ポールチップ１４が磁気的に結合され、この補助ポール
チップ１４に対して上部ヨーク２１が磁気的に結合され
た構成を有している。
【００５３】ここで、磁極部分１２Ａは幅の狭いポール
チップ１２により構成されている。これに対して、補助
磁極部分１２Ｂは、ポールチップ１２と補助ポールチッ
プ１４との積層構造を有し、更に、この積層構造の上に
上部ヨーク２１の連結部分２１Ａが重なった構成を有し
ている。すなわち、補助磁極部分１２Ｂでは、磁極部分
１２Ａに比べて、磁性層の幅および厚みが共に大きく、
体積が大きくなっている。
【００５４】また、本実施の形態では、補助磁極部分１
２Ｂのエアベアリング面側の端部は、絶縁層１１のエア
ベアリング面側の端部の位置（スロートハイトゼロ位置
ＴＨ０）の近傍の位置に配置されている。なお、ここで
言うスロートハイトゼロ位置ＴＨ０の近傍とは、スロー
トハイトゼロ位置ＴＨ０プラスマイナス０．５μｍの範
囲を言うものとする。上部ヨーク２１の連結部分２１Ａ
のエアベアリング面側の端部の位置と、補助トップポー
ル１４のエアベアリング面側の端部の位置は、若干ずれ
ていても構わない。
【００５５】本実施の形態では、直方体形状の磁極部分
１２Ａは、エアベアリング面に対して垂直であり、且
つ、補助磁極部分１２Ｂのエアベアリング面側の端面に
対して垂直である。すなわち、磁極部分１２Ａと補助磁
極部分１２Ｂとは、平面形状が完全な「凸型」をなして
いる。なお、このような形状は、フォトリソグラフィ技
術により磁性層を一度に凸型形状にパターニングするこ
とによっても可能であるが、磁極部分がサブミクロンオ
ーダーに微細化されると、角部におけるフォトレジスト
のパターン崩れが顕著となり、凸型形状をシャープ且つ
正確に形成することは困難である。
【００５６】これに対して、本実施の形態では、先に、
微細な直方体形状のポールチップ１２を形成し、このポ
ールチップ１２のエアベアリング面とは反対側の端部に
補助ポールチップ１４を重ねることにより補助磁極部分
１２Ｂを形成している。従って、上述のようなパターン
崩れが生ずることなく、補助磁極部分１２Ｂをシャープ
且つ正確に形成することが可能である。
【００５７】なお、本実施の形態では、磁極部分を、磁
極部分１２Ａと補助磁極部分１２Ｂとの２段階に絞るよ
うに構成したが、補助磁極部分を、更に、上記の方法を
繰り返して２以上の段階に幅（あるいは厚さ）を小さく
した構成とすることにより、全体として多段階に絞るよ
うにしてもよい。例えば、図１５は、補助磁極部分を、
補助磁極部分１４ａ，１４ｂに２分割した構成の例を表
している。
【００５８】本実施の形態では、補助磁極部分１２Ｂに
おいては、補助ポールチップ１４によって、磁極部分１
２Ａのポールチップ１２に比べて、幅が広く、且つ厚さ
が厚く厚くなる。そのため、本実施の形態によれば、補
助ポールチップ１４を設けない場合に比べて、スロート
ハイトゼロ位置ＴＨ０の近傍における磁性層の体積を大
きくすることができ、スロートハイトゼロ位置ＴＨ０の
近傍における磁束の飽和を防止することが可能となる。
【００５９】このように、本実施の形態によれば、磁極
部分１２Ａに比べて体積の大きな補助磁極部分１２Ｂを
設けたことにより、例えばハーフミクロンオーダやクォ
ータミクロンオーダまで、磁極幅を小さくした場合にお
いても、十分なオーバーライト特性を得ることが可能と
なる。また、特に、少なくとも磁極部分１２Ａを高飽和
磁束密度材を用いて形成することにより、磁束が途中で
飽和することなく、有効に磁極部分１２Ａに到達するこ
とになり、効率的な記録ヘッドを実現することができ
る。
【００６０】［本発明の第２の実施の形態］次に、図１
６乃至図２０を参照して、本発明の第２の実施の形態に
ついて説明する。なお、図１６乃至図２０において、
（ａ）はエアベアリング面に垂直な断面を示し、（ｂ）
は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示してい
る。
【００６１】本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造
方法では、補助ポールチップ１４および磁性層１５を形
成する迄の工程は、第１の実施の形態と同様である。本
実施の形態では、その後、図１６に示したように、ポー
ルチップ１２，補助ポールチップ１４と磁性層１３，１
５との間の薄膜コイルを形成すべき領域に、例えばアル
ミナからなる絶縁層３０を、例えば０．１〜０．５μｍ
の厚みに形成する。なお、この絶縁層３０は形成しなく
てもよい。
【００６２】次に、図１７に示したように、絶縁層３０
の上に、例えばめっき法によって、誘導型の記録ヘッド
用の第１層目の薄膜コイル３１を形成する。
【００６３】次に、図１８に示したように、絶縁層３０
および薄膜コイル３１の上に、全面に、例えばアルミナ
よりなる絶縁層３２を、例えば１〜６μｍの厚みに形成
し、その後、この絶縁層３２を、例えばＣＭＰ法により
補助ポールチップ１４および磁性層１５の表面に至るま
で研磨して平坦化する。この平坦化により、補助ポール
チップ１４および磁性層１５の表面が露出すると共に、
ポールチップ１２，補助ポールチップ１４と磁性層１
３，１５との間の薄膜コイル３１が絶縁層３２により埋
め込まれる。
【００６４】次に、図１９に示したように、絶縁層３２
の上に、例えばめっき法によって、第２層目の薄膜コイ
ル３３を形成する。続いて、絶縁層３２および薄膜コイ
ル３３の上に、フォトレジスト層３４を、所定のパター
ンに形成する。続いて、フォトレジスト層３４を安定化
するために、例えば２００〜２５０°Ｃの温度で熱処理
する。
【００６５】次に、補助ポールチップ１４、絶縁層３
２、フォトレジスト層３４および磁性層１５の上に、記
録ヘッド用の磁性材料からなる上部ヨーク２１を、例え
ば約２〜３μｍの厚みに形成する。この上部ヨーク２１
は、薄膜コイル３１，３３よりも後方の位置において、
コンタクトホール１０ａに形成された磁性層１３，１５
を介して下部磁極層９と接触し、磁気的に連結される。
【００６６】次に、図２０に示したように、上部磁極層
２１の上に、例えばアルミナよりなるオーバーコート層
２２を、３０〜４０μｍの厚みに形成する。最後に、ス
ライダの研磨加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッ
ドのエアベアリング面を形成して、本実施の形態に係る
薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００６７】本実施の形態では、ポールチップ１２，補
助ポールチップ１４と磁性層１３，１５との間の絶縁層
３２内に第１層目の薄膜コイル３１を埋め込むようにし
たので、第１の実施の形態に比べて、高低差の小さい上
部ヨーク２１を形成でき、上部ヨーク２１も、ハーフミ
クロンオーダやクォータミクロンオーダまで微細に形成
することが可能となる。
【００６８】また、本実施の形態では、このように薄膜
コイル３１を埋め込む場合においても、薄膜コイル３１
は、補助ポールチップ１４の表面よりも下部の部分に埋
め込むようにすればよいので、ポールチップ１２の膜厚
が薄膜コイル３１の膜厚に制約を受けることはない。従
って、ポールチップ１２のより微細化を図ることが可能
となる。
【００６９】更に、本実施の形態によれば、薄膜コイル
３１と下部磁極層９との間に、薄い記録ギャップ層１０
の他に、厚い絶縁層３０を形成するようにしたので、薄
膜コイル３１と下部磁極層９との間の絶縁耐圧を高める
ことができると共に、薄膜コイル３１からの磁束の漏れ
を低減することができる。
【００７０】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００７１】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、
上記各実施の形態では、記録ギャップ層１０の上に、ス
ロートハイトを規定するための絶縁層１１を設け、この
絶縁層１１の上にポールチップ１２および補助ポールチ
ップ１４を重ねるようにしたが、絶縁層１１を設けるこ
となく、記録ギャップ層１０の上にポールチップ１２お
よび補助ポールチップ１４を設けるようにしてもよい。
この場合には、スロートハイトは、ポールチップ１２の
エアベアリング面と反対側の端部によって規定される。
【００７２】また、上記各実施の形態では、基体側に読
み取り用のＭＲ素子を形成し、その上に、書き込み用の
誘導型磁気変換素子を積層した構造の薄膜磁気ヘッドに
ついて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。つ
まり、基体側に書き込み用の誘導型磁気変換素子を形成
し、その上に、読み取り用のＭＲ素子を形成してもよ
い。このような構造は、例えば、上記実施の形態に示し
た上部磁極層の機能を有する磁性膜を下部磁極層として
基体側に形成し、記録ギャップ膜を介して、それに対向
するように上記実施の形態に示した下部磁極層の機能を
有する磁性膜を上部磁極層として形成することにより実
現できる。この場合、誘導型磁気変換素子の上部磁極層
とＭＲ素子の下部シールド層を兼用させることが好まし
い。
【００７３】更に、異なる形態としては、誘導型磁気変
換素子のコイル部を構成する各薄膜コイル間に形成され
る絶縁層を、全て無機絶縁層としてもよい。
【００７４】また、本発明は、誘導型磁気変換素子のみ
を備え、この誘導型磁気変換素子によって読み取りと書
き込みを行う薄膜磁気ヘッドにも適用することができ
る。
【００７５】
【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし１０
のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドまたは請求項１１な
いし２０のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法
によれば、磁極部分に隣接して、磁極部分よりも膜厚が
厚く、体積の大きな補助磁極部分を設けるようにしたの
で、磁極部分の磁極幅を小さくした場合においても、磁
極幅の正確な制御が可能であり、十分なオーバーライト
特性を得ることができるという効果を奏する。
【００７６】特に、請求項６に記載の薄膜磁気ヘッドも
しくは請求項１６に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法に
よれば、矩形断面を有する磁性層を磁極部分として形成
した後、この磁性層の媒体対向面と反対側の一部を少な
くとも一層の他の磁性層により覆い、他の磁性層により
覆われた領域を補助磁極部分とするようにしたので、磁
極部分および補助磁極部分を精度よく形成することが可
能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法における一工程を説明するための断面図で
ある。
【図２】図１に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図３】図２に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図４】図３に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘ
ッドの上部磁性層のエアベアリング面近傍の構成を表す
斜視図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘ
ッドの磁極部分、補助磁極部分およびヨーク部分の位置
関係を説明するための平面図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態の変形例を説明す
るための平面図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法における一工程を説明するための断面図
である。
【図１７】図１６に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１８】図１７に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１９】図１８に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２０】図１９に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２１】従来の薄膜磁気ヘッドの構成を説明するため
の断面図である。
【図２２】従来の薄膜磁気ヘッドにおける上部磁極層の
形状の一例を示す平面図である。
【図２３】磁極幅を小さく場合における薄膜磁気ヘッド
の上部磁極層の形状の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１…基板、２…絶縁層、３…下部シールド層、５…ＭＲ
素子、９…下部磁極層、１０…記録ギャップ層、１１…
絶縁層、１２…ポールチップ、１４…補助ポールチッ
プ、１３，１５…磁性層、１６…絶縁層、１７，１９…
薄膜コイル、２１…上部ヨーク、２２…オーバーコート
層。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁気的に連結され、且つ記録媒体に対向
    する側の一部がギャップ層を介して対向する２つの磁極
    部分を含み、それぞれ少なくとも１つの層からなる２つ
    の磁性層と、この２つの磁性層の間に絶縁層を介して配
    設された薄膜コイルとを有する書き込み用の誘導型磁気
    変換素子を備えた薄膜磁気ヘッドであって、 前記２つの磁性層のうちの少なくとも一方の磁性層は、 一端部が記録媒体に対向する媒体対向面側に配置される
    磁極部分と、 一端部側が前記磁極部分の他端部側に磁気的に連結され
    ると共に、膜厚が前記磁極部分よりも厚く形成された補
    助磁極部分と、 この補助磁極部分の他端部側に磁気的に連結されるヨー
    ク部分とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  2. 【請求項２】 前記補助磁極部分は、前記磁極部分より
    も幅が広いことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘ
    ッド。
  3. 【請求項３】 前記磁極部分は、媒体対向面および前記
    補助磁極部分の媒体対向面側の端面それぞれに対して垂
    直であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄
    膜磁気ヘッド。
  4. 【請求項４】 前記補助磁極部分は、媒体対向面側にな
    るに従って少なくとも膜厚が段階的に薄くなっているこ
    とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
    薄膜磁気ヘッド。
  5. 【請求項５】 前記補助磁極部分は、更に、媒体対向面
    側になるに従って幅が段階的に薄くなっていることを特
    徴とする請求項４に記載の薄膜磁気ヘッド。
  6. 【請求項６】 前記磁極部分は、矩形断面を有する磁性
    層により形成され、前記補助磁極部分は、前記磁性層の
    媒体対向面と反対側の一部を、少なくとも一層の他の磁
    性層で覆うことにより形成されたものであることを特徴
    とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の薄膜磁気
    ヘッド。
  7. 【請求項７】 更に、前記ギャップ層と一方の磁性層の
    補助磁極部分との間にスロートハイトを規定するための
    絶縁層を有することを特徴とする請求項１乃至６のいず
    れか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
  8. 【請求項８】 前記補助磁極部分の媒体対向面側の端部
    は、前記絶縁層の媒体対向面側の端部の近傍の位置に配
    置されていることを特徴とする請求項７に記載の薄膜磁
    気ヘッド。
  9. 【請求項９】 前記ヨーク部分の幅は、前記補助磁極部
    分の幅よりも広いことを特徴とする請求項１乃至８のい
    ずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
  10. 【請求項１０】 前記補助磁極部分の媒体対向面と反対
    側の面から前記ギャップ層の表面に沿った領域に少なく
    とも一層の薄膜コイルが形成されていることを特徴とす
    る請求項１乃至９のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッ
    ド。
  11. 【請求項１１】 磁気的に連結され、且つ記録媒体に対
    向する側の一部がギャップ層を介して対向する２つの磁
    極部分を含み、それぞれ少なくとも１つの層からなる２
    つの磁性層と、この２つの磁性層の間に絶縁層を介して
    配設された薄膜コイルとを有する書き込み用の誘導型磁
    気変換素子を備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法であっ
    て、 一端部が記録媒体に対向する媒体対向面側に配置される
    ように磁極部分を形成する工程と、 一端部側が前記磁極部分の他端部側に磁気的に連結され
    ると共に、膜厚が前記磁極部分よりも厚い補助磁極部分
    を形成する工程と、 前記補助磁極部分の他端部側に磁気的に連結されるヨー
    ク部分を形成する工程とを含むことを特徴とする薄膜磁
    気ヘッドの製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記補助磁極部分の幅を、前記磁極部
    分よりも広く形成することを特徴とする請求項１１記載
    の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記磁極部分を、媒体対向面および前
    記補助磁極部分の媒体対向面側の端面それぞれに対して
    垂直に形成することを特徴とする請求項１１または１２
    に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記補助磁極部分を、媒体対向面側に
    なるに従って少なくとも膜厚が段階的に厚くなるように
    形成することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれ
    か１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記補助磁極部分の幅を、媒体対向面
    側になるに従って段階的に薄くなるように形成すること
    を特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載
    の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  16. 【請求項１６】 矩形断面を有する磁性層を前記磁極部
    分として形成した後、前記磁性層の媒体対向面と反対側
    の一部を少なくとも一層の他の磁性層により覆い、前記
    他の磁性層により覆われた領域を前記補助磁極部分とす
    ることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項
    に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記ギャップ層を形成した後、前記ギ
    ャップ層と一方の磁性層の補助磁極部分との間に、スロ
    ートハイトを規定するための絶縁層を形成することを特
    徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の薄
    膜磁気ヘッドの製造方法。
  18. 【請求項１８】 前記補助磁極部分の媒体対向面側の端
    部を、前記絶縁層の媒体対向面側の端部の近傍の位置に
    配置することを特徴とする請求項１７に記載の薄膜磁気
    ヘッドの製造方法。
  19. 【請求項１９】 前記ヨーク部分の幅を、前記補助磁極
    部分の幅よりも広く形成することを特徴とする請求項１
    １乃至１８のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製
    造方法。
  20. 【請求項２０】 前記補助磁極部分の媒体対向面と反対
    側の面から前記ギャップ層の表面に沿った領域に少なく
    とも一層の薄膜コイルを形成することを特徴とする請求
    項１１乃至１９のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド
    の製造方法。
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