JP2003085709A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法並びに磁気ディスク装置 - Google Patents
薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法並びに磁気ディスク装置Info
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高記録磁界を達成し、トラック幅精度が高く、
高保磁力媒体対応の薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
と、この薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置を
提供する。 【解決手段】下部磁極主層上に下部磁極先端層を設け、
この平坦面上にほぼ同一の平面形状を有する下部磁極突
起層、記録ギャップ層および上部磁極先端層を設ける。
下部磁極のトリミング加工が不要であり、レジストフレ
ームを平坦面上に形成するためトラック幅精度が大幅に
向上する。浮上面からのヘッド後部方向への上部磁極先
端層の長さが下部磁極先端層長さより大きく、下部磁極
先端層の後端部が実質的にギャップデプスを規定するた
め、上部磁極先端層から下部磁極主層への漏洩磁束が低
減し、0.4μm以下の狭トラック幅において、保磁力279k
A/m (3500Oe)以上の高保磁力媒体に十分記録可能な高い
記録磁界が得られる。
高保磁力媒体対応の薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
と、この薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置を
提供する。 【解決手段】下部磁極主層上に下部磁極先端層を設け、
この平坦面上にほぼ同一の平面形状を有する下部磁極突
起層、記録ギャップ層および上部磁極先端層を設ける。
下部磁極のトリミング加工が不要であり、レジストフレ
ームを平坦面上に形成するためトラック幅精度が大幅に
向上する。浮上面からのヘッド後部方向への上部磁極先
端層の長さが下部磁極先端層長さより大きく、下部磁極
先端層の後端部が実質的にギャップデプスを規定するた
め、上部磁極先端層から下部磁極主層への漏洩磁束が低
減し、0.4μm以下の狭トラック幅において、保磁力279k
A/m (3500Oe)以上の高保磁力媒体に十分記録可能な高い
記録磁界が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置に
使用される薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関する。
特に高密度記録に適した狭トラック幅を有する薄膜磁気
ヘッド及びその製造方法に関する。また、このような薄
膜磁気ヘッドを搭載する磁気ディスク装置に関する。
使用される薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関する。
特に高密度記録に適した狭トラック幅を有する薄膜磁気
ヘッド及びその製造方法に関する。また、このような薄
膜磁気ヘッドを搭載する磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気ディスク装置の記録密度の向
上に伴って、記録媒体の性能向上とともに記録再生特性
に優れた薄膜磁気ヘッドの開発が強く要求されている。
現在、再生ヘッドとしては、高い再生出力を得ることが
できるＭＲ（磁気抵抗効果）素子やＧＭＲ（巨大磁気抵
抗効果）素子を用いたヘッドが使用されている。また、
さらに高い再生感度の得られるＴＭＲ（トンネル磁気抵
抗）素子も開発されている。一方、記録ヘッドには従来
の電磁誘導を利用した誘導型の薄膜記録ヘッドが用いら
れており、以上の再生ヘッドと記録ヘッドを一体に形成
した記録再生兼用型薄膜磁気ヘッドが用いられている。
上に伴って、記録媒体の性能向上とともに記録再生特性
に優れた薄膜磁気ヘッドの開発が強く要求されている。
現在、再生ヘッドとしては、高い再生出力を得ることが
できるＭＲ（磁気抵抗効果）素子やＧＭＲ（巨大磁気抵
抗効果）素子を用いたヘッドが使用されている。また、
さらに高い再生感度の得られるＴＭＲ（トンネル磁気抵
抗）素子も開発されている。一方、記録ヘッドには従来
の電磁誘導を利用した誘導型の薄膜記録ヘッドが用いら
れており、以上の再生ヘッドと記録ヘッドを一体に形成
した記録再生兼用型薄膜磁気ヘッドが用いられている。
【０００３】薄膜磁気ヘッドの記録特性を向上するため
には、高保磁力の記録媒体を十分に記録するために強く
かつ急峻な記録磁界を発生する必要がある。ところが、
トラック密度向上に伴うトラック幅の減少により、薄膜
磁気ヘッドの磁極先端部に磁気飽和が生じ、記録磁界が
低下する問題が発生する。また、トラック密度向上に対
応するために狭小なトラック幅の加工精度向上も要求さ
れる。
には、高保磁力の記録媒体を十分に記録するために強く
かつ急峻な記録磁界を発生する必要がある。ところが、
トラック密度向上に伴うトラック幅の減少により、薄膜
磁気ヘッドの磁極先端部に磁気飽和が生じ、記録磁界が
低下する問題が発生する。また、トラック密度向上に対
応するために狭小なトラック幅の加工精度向上も要求さ
れる。
【０００４】狭トラック幅の加工精度を向上する方法と
して、特開平2000-276707号公報に記載されるように、
上部磁極を上部磁極先端層と上部磁極上層に分離する方
法が提案されている。この方法では、図3に示すよう
に、非磁性材からなる基板１の上に、再生分解能を向上
し外部磁界の影響を排除するための軟磁性材からなる下
部磁気シールド2を設け、その上に非磁性絶縁材よりな
る再生ギャップ3を設け、再生ギャップ中にＭＲまたは
ＧＭＲ素子からなる再生素子4を配置する。この上に上
部磁気シールドを兼用する軟磁性材料よりなる下部磁極
5を設け、さらに記録ギャップ層6を配置する。この上
に、ギャップデプスを規定するためのデプス規定用非磁
性層7を設け、さらに、上部磁極先端層8および上部磁極
後端層9を設け、これらの間隙を非磁性絶縁層10で埋め
込み、平坦化する。この上に、コイル絶縁層11を設け、
コイル絶縁層中に下層コイル12および上層コイル12'を
配置する。なお、コイルは一層のみの場合もある。さら
に上部磁極上層13を設け、ヘッド全体を保護層14で保護
する。上部磁極先端層の浮上面15における幅はトラック
幅に相当する幅に加工されている。コイル12、12'は上
部磁極上層後端部16を周回する如く構成する。コイル1
2、12'に記録電流を印加することにより、上部磁極上層
13および上部磁極後端層9、下部磁極5に磁束を誘起し、
記録ギャップ先端より発生する記録磁界により、浮上面
15から微少距離離れて移動する記録媒体17に信号を記録
する。記録ギャップ近傍には下部磁極および上部磁極先
端層より磁束が集中し、この結果高い記録磁界が発生す
る。上部磁極先端層8が記録ギャップ層6と接触する長さ
をギャップデプスGdと称し、これを減少するほど磁束が
磁極先端に集中するために記録磁界が増加する。
して、特開平2000-276707号公報に記載されるように、
上部磁極を上部磁極先端層と上部磁極上層に分離する方
法が提案されている。この方法では、図3に示すよう
に、非磁性材からなる基板１の上に、再生分解能を向上
し外部磁界の影響を排除するための軟磁性材からなる下
部磁気シールド2を設け、その上に非磁性絶縁材よりな
る再生ギャップ3を設け、再生ギャップ中にＭＲまたは
ＧＭＲ素子からなる再生素子4を配置する。この上に上
部磁気シールドを兼用する軟磁性材料よりなる下部磁極
5を設け、さらに記録ギャップ層6を配置する。この上
に、ギャップデプスを規定するためのデプス規定用非磁
性層7を設け、さらに、上部磁極先端層8および上部磁極
後端層9を設け、これらの間隙を非磁性絶縁層10で埋め
込み、平坦化する。この上に、コイル絶縁層11を設け、
コイル絶縁層中に下層コイル12および上層コイル12'を
配置する。なお、コイルは一層のみの場合もある。さら
に上部磁極上層13を設け、ヘッド全体を保護層14で保護
する。上部磁極先端層の浮上面15における幅はトラック
幅に相当する幅に加工されている。コイル12、12'は上
部磁極上層後端部16を周回する如く構成する。コイル1
2、12'に記録電流を印加することにより、上部磁極上層
13および上部磁極後端層9、下部磁極5に磁束を誘起し、
記録ギャップ先端より発生する記録磁界により、浮上面
15から微少距離離れて移動する記録媒体17に信号を記録
する。記録ギャップ近傍には下部磁極および上部磁極先
端層より磁束が集中し、この結果高い記録磁界が発生す
る。上部磁極先端層8が記録ギャップ層6と接触する長さ
をギャップデプスGdと称し、これを減少するほど磁束が
磁極先端に集中するために記録磁界が増加する。
【０００５】上部磁極先端層8を形成する際には、デプ
ス規定用非磁性層7および記録ギャップ層6の上にフォト
レジストを塗布し、所定の上部磁極先端層の形状のマス
クを通してフォトレジストを露光・現像して上部磁極先
端層の形状となるべき部分のフォトレジストを除去し、
除去した部分にメッキ法により上部磁極先端層となる高
飽和磁束密度材料を形成する。従来の薄膜磁気ヘッドで
は、上部磁極先端層8を形成するためのフォトレジスト
をデプス規定用非磁性層7の斜面上に形成するために、
フォトレジストの露光の際にデプス規定用非磁性層の斜
面からの光の反射や焦点深度の不足によって、上部磁極
先端層の形状が精度よく形成できず、特に上部磁極先端
層の狭トラック幅を形成する際に問題を生じている。
ス規定用非磁性層7および記録ギャップ層6の上にフォト
レジストを塗布し、所定の上部磁極先端層の形状のマス
クを通してフォトレジストを露光・現像して上部磁極先
端層の形状となるべき部分のフォトレジストを除去し、
除去した部分にメッキ法により上部磁極先端層となる高
飽和磁束密度材料を形成する。従来の薄膜磁気ヘッドで
は、上部磁極先端層8を形成するためのフォトレジスト
をデプス規定用非磁性層7の斜面上に形成するために、
フォトレジストの露光の際にデプス規定用非磁性層の斜
面からの光の反射や焦点深度の不足によって、上部磁極
先端層の形状が精度よく形成できず、特に上部磁極先端
層の狭トラック幅を形成する際に問題を生じている。
【０００６】この点を解決する方法として、図4に示さ
れる方法が提案されている。この方法では、下部磁極主
層18の上に下部磁極先端層19および下部磁極後端層20を
設け、これらの間隙を下部非磁性絶縁層21で埋め込み、
平坦化して記録ギャップ層6を形成し、この平坦面上に
レジストフレームを作成して上部磁極先端層8を形成す
ることにより、狭トラック幅を高精度で形成することが
出来る。しかしながら、この方法においても、フレーム
メッキ法により形成した、上部磁極先端層8の先端部分
をマスクとして、下部磁極先端層19をイオンミリング等
で加工して、いわゆるトリミング部と称する下部磁極先
端層19の突起部を形成する。この時にトラック幅となる
べき上部磁極先端層8の幅は、イオンミリング加工によ
って減少する。従って、フレームメッキ法で形成するト
ラック幅の精度が高くなっても、その後、イオンミリン
グ加工により最終的なトラック幅を形成するために、イ
オンミリングの加工精度の限界により、トラック幅の精
度が十分に向上しないという問題があった。
れる方法が提案されている。この方法では、下部磁極主
層18の上に下部磁極先端層19および下部磁極後端層20を
設け、これらの間隙を下部非磁性絶縁層21で埋め込み、
平坦化して記録ギャップ層6を形成し、この平坦面上に
レジストフレームを作成して上部磁極先端層8を形成す
ることにより、狭トラック幅を高精度で形成することが
出来る。しかしながら、この方法においても、フレーム
メッキ法により形成した、上部磁極先端層8の先端部分
をマスクとして、下部磁極先端層19をイオンミリング等
で加工して、いわゆるトリミング部と称する下部磁極先
端層19の突起部を形成する。この時にトラック幅となる
べき上部磁極先端層8の幅は、イオンミリング加工によ
って減少する。従って、フレームメッキ法で形成するト
ラック幅の精度が高くなっても、その後、イオンミリン
グ加工により最終的なトラック幅を形成するために、イ
オンミリングの加工精度の限界により、トラック幅の精
度が十分に向上しないという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、イオンミリン
グによるトリミング加工を行わずに下部磁極の突起部を
形成する方法として、特開平11-7609号公報に記載のよ
うに、下部磁極の突起部、記録ギャップ層および上部磁
極先端層をおなじ形状のレジストフレーム内にメッキ法
により形成する方法がある。この場合には、トラック幅
形成においてフレームメッキのみを使用してイオンミリ
ング等を用いず、またフレームの形成は図5に示すよう
に、下部磁極5の平坦面上に形成するために高いトラッ
ク幅精度が得られる。しかしながら、下部磁極突起層24
と上部磁極先端層8の長さが同じであるために、ギャッ
プデプスを小さくすると、上部磁極上層13と上部磁極先
端層8の接触長さLcが十分取れないために記録磁界が高
くならず、前記接触長さを長くするとギャップデプスが
大きくなるためにやはり記録磁界が高くならないという
問題がある。一方、記録密度の増加に伴って、記録ヘッ
ドに要求される記録磁界強度はますます増加しており、
狭トラック幅を有しながらこのような高い記録磁界を発
生する記録ヘッドへの要求がますます高まっている。
グによるトリミング加工を行わずに下部磁極の突起部を
形成する方法として、特開平11-7609号公報に記載のよ
うに、下部磁極の突起部、記録ギャップ層および上部磁
極先端層をおなじ形状のレジストフレーム内にメッキ法
により形成する方法がある。この場合には、トラック幅
形成においてフレームメッキのみを使用してイオンミリ
ング等を用いず、またフレームの形成は図5に示すよう
に、下部磁極5の平坦面上に形成するために高いトラッ
ク幅精度が得られる。しかしながら、下部磁極突起層24
と上部磁極先端層8の長さが同じであるために、ギャッ
プデプスを小さくすると、上部磁極上層13と上部磁極先
端層8の接触長さLcが十分取れないために記録磁界が高
くならず、前記接触長さを長くするとギャップデプスが
大きくなるためにやはり記録磁界が高くならないという
問題がある。一方、記録密度の増加に伴って、記録ヘッ
ドに要求される記録磁界強度はますます増加しており、
狭トラック幅を有しながらこのような高い記録磁界を発
生する記録ヘッドへの要求がますます高まっている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、狭
トラックにおいて高いトラック幅精度と高い記録磁界を
実現するために、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、
下部磁極主層の上に下部磁極先端層を設けて、さらにこ
の上に、実質的に同一の平面形状を有する下部磁極突起
層、記録ギャップ層および上部磁極先端層を形成する。
前記の下部磁極突起層、記録ギャップ層および上部磁極
先端層の浮上面からヘッド後部方向への長さは下部磁極
先端層の長さより長くする。また、下部磁極突起層の厚
さは上部磁極先端層の厚さより薄くする。下部磁極突起
層の厚さが比較的薄いために、下部磁極先端層の後端部
近傍の下部磁極突起層が磁気飽和し、下部磁極突起層後
部から下部磁極先端層への漏れ磁束が制限される。この
ため、ギャップデプスは実質的に下部磁極先端層後端部
により規定される。一方、上部磁極先端層はギャップデ
プスとなる下部磁極先端層より長いため、上部磁極上層
との接触長さを十分にとることができ、この結果高い記
録磁界が得られる。また、本発明では実質的に同一の平
面形状を有する下部磁極突起層、記録ギャップ層および
上部磁極先端層を形成する。これらの層の作成は、下部
磁極先端層と下部非磁性絶縁層からなる平坦面上に形成
する同一のレジストフレーム内に、メッキ法により作成
する。平坦面上にレジストフレームを形成することによ
り露光の散乱や乱反射が少なく、この結果精度の高いレ
ジストフレームを形成することができる。さらに、同一
のレジストフレーム内に下部磁極突起層、記録ギャップ
層および上部磁極先端層を形成することにより、イオン
ミリングを用いることなく下部磁極の突起部を作成する
ことができるため、極めて精度の高い狭トラック幅を実
現できる。さらにまた、下部磁極先端層と下部磁極突起
層を異なる材料で形成できるため、浮上面への露出面積
の大きい下部磁極先端層を耐食性の優れた磁性材料で構
成し、下部磁極突起層を高い飽和磁束密度を有する磁性
材料で構成することにより、耐食性と高い記録磁界を両
立させた記録ヘッドを実現することができる。
トラックにおいて高いトラック幅精度と高い記録磁界を
実現するために、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、
下部磁極主層の上に下部磁極先端層を設けて、さらにこ
の上に、実質的に同一の平面形状を有する下部磁極突起
層、記録ギャップ層および上部磁極先端層を形成する。
前記の下部磁極突起層、記録ギャップ層および上部磁極
先端層の浮上面からヘッド後部方向への長さは下部磁極
先端層の長さより長くする。また、下部磁極突起層の厚
さは上部磁極先端層の厚さより薄くする。下部磁極突起
層の厚さが比較的薄いために、下部磁極先端層の後端部
近傍の下部磁極突起層が磁気飽和し、下部磁極突起層後
部から下部磁極先端層への漏れ磁束が制限される。この
ため、ギャップデプスは実質的に下部磁極先端層後端部
により規定される。一方、上部磁極先端層はギャップデ
プスとなる下部磁極先端層より長いため、上部磁極上層
との接触長さを十分にとることができ、この結果高い記
録磁界が得られる。また、本発明では実質的に同一の平
面形状を有する下部磁極突起層、記録ギャップ層および
上部磁極先端層を形成する。これらの層の作成は、下部
磁極先端層と下部非磁性絶縁層からなる平坦面上に形成
する同一のレジストフレーム内に、メッキ法により作成
する。平坦面上にレジストフレームを形成することによ
り露光の散乱や乱反射が少なく、この結果精度の高いレ
ジストフレームを形成することができる。さらに、同一
のレジストフレーム内に下部磁極突起層、記録ギャップ
層および上部磁極先端層を形成することにより、イオン
ミリングを用いることなく下部磁極の突起部を作成する
ことができるため、極めて精度の高い狭トラック幅を実
現できる。さらにまた、下部磁極先端層と下部磁極突起
層を異なる材料で形成できるため、浮上面への露出面積
の大きい下部磁極先端層を耐食性の優れた磁性材料で構
成し、下部磁極突起層を高い飽和磁束密度を有する磁性
材料で構成することにより、耐食性と高い記録磁界を両
立させた記録ヘッドを実現することができる。
【０００９】本発明の薄膜磁気ヘッドでは上記目的を達
成するために以下の構成とする。すなわち、 (a)基板上に形成された磁気シールド層および再生素子
からなる再生部と、下部磁極、上部磁極、コイル、およ
び非磁性絶縁層からなる記録部を複合した薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、前記下部磁極は少なくとも下部磁極主層と
下部磁極先端層と下部磁極突起層を含み、前記上部磁極
は少なくとも上部磁極先端層と上部磁極上層を含み、前
記コイルは前記上部磁極上層と前記下部磁極主層の間に
配置されてなり、前記非磁性絶縁層は前記コイルと前記
上部磁極上層と前記下部磁極主層の間を充填してなり、
前記下部磁極先端層は前記下部磁極主層の先端部と磁気
的に結合し、前記下部磁極先端層と下部非磁性絶縁層か
らなる面上に、ほぼ同一の平面形状を有し浮上面におい
てトラック幅を規定する前記下部磁極突起層および前記
上部磁極先端層が記録ギャップ層を介して積層されてな
り、前記上部磁極上層の先端部が前記上部磁極先端層と
磁気的に結合し、かつ、下部磁極先端層のトラック幅方
向の幅がトラック幅より大きく、さらに、下部磁極突起
層および上部磁極先端層の浮上面からの長さが下部磁極
先端層の浮上面からの長さより大きくなるように構成す
る。 (b)また、前記(a)の構成において、前記下部磁極が下部
磁極後端層を含み、前記上部磁極が上部磁極後端層を含
み、前記下部磁極主層の後端部と前記下部磁極後端層と
前記上部磁極後端層および前記上部磁極上層の後端部が
磁気的に結合してなるようにする。 (c)また、前記(a)ないし(b)の構成において、前記下部
磁極突起層の厚さを前記上部磁極先端層の厚さより小さ
くする。 (d)前記(c)の構成において、前記下部磁極突起層の厚さ
を0.05μm以上、0.35μm以下とすることが望ましい。 (e)さらに、前記(a)から(d)の構成において、前記下部
磁極突起層および上部磁極先端層が浮上面から磁極広が
り位置までトラック幅に相当する幅を有し、磁極広がり
位置からヘッド後部方向に向かって幅が増加するように
する。 (f)また、前記(a)から(e)の構成において、前記上部磁
極先端層が複数の飽和磁束密度の異なる磁性層で構成さ
れ、記録ギャップ側の磁性層が記録ギャップより遠い側
の磁性層より飽和磁束密度が高くなるように構成する。 (g)さらに、前記(a)から(f)の構成において、前記上部
磁極先端層あるいは下部磁極突起層に使用する少なくと
も一部の磁性材料の飽和磁束密度が下部磁極主層あるい
は上部磁極上層に使用する磁性材料の飽和磁束密度より
高くなるように構成する。 (h)また、前記(a)から(g)の構成において、前記下部磁
極主層あるいは上部磁極上層に使用する磁性材料の比抵
抗が上部磁極先端層あるいは下部磁極突起層の少なくと
も一部に使用する磁性材料の比抵抗より高くなるように
する。 (i)さらに、前記(a)から(h)の構成において、前記下部
磁極突起層に使用する磁性材料の飽和磁束密度が前記下
部磁極先端層に使用する磁性材料の飽和磁束密度より高
くなるように構成する。 (j) 前記(i)の構成において、記録ギャップ層を非磁性
金属層または飽和磁束密度が0.02T以下の弱磁性金属層
で構成する。 (j)また、前記(a)から(i)の構成において、前記下部磁
極後端層あるいは前記上部磁極後端層に使用する磁性材
料の比抵抗が前記下部磁極突起層あるいは前記上部磁極
先端層の少なくとも一部に使用する磁性材料の比抵抗よ
り高くなるように構成する。 (k)さらに、前記(a)から(j)の構成において、前記下部
磁極突起層と前記記録ギャップ層と前記上部磁極先端層
をフレームメッキ法により製造し、同一のレジストフレ
ーム内にメッキ法により形成する。 (l)また、磁気記録媒体とそれを駆動するモータと、磁
気記録媒体に記録再生するための磁気ヘッドと、磁気ヘ
ッドの位置決めをする機構と、これらを制御する回路
と、磁気ヘッドに記録信号を供給し、磁気ヘッドからの
再生信号を処理する回路とを有する磁気ディスク装置に
おいて、磁気ヘッドとして前記(a)から(j)に記載の薄膜
磁気ヘッドを少なくとも１つ搭載し、かつ保磁力が279k
A/m(3500Oe)以上の磁気記録媒体を用いる。
成するために以下の構成とする。すなわち、 (a)基板上に形成された磁気シールド層および再生素子
からなる再生部と、下部磁極、上部磁極、コイル、およ
び非磁性絶縁層からなる記録部を複合した薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、前記下部磁極は少なくとも下部磁極主層と
下部磁極先端層と下部磁極突起層を含み、前記上部磁極
は少なくとも上部磁極先端層と上部磁極上層を含み、前
記コイルは前記上部磁極上層と前記下部磁極主層の間に
配置されてなり、前記非磁性絶縁層は前記コイルと前記
上部磁極上層と前記下部磁極主層の間を充填してなり、
前記下部磁極先端層は前記下部磁極主層の先端部と磁気
的に結合し、前記下部磁極先端層と下部非磁性絶縁層か
らなる面上に、ほぼ同一の平面形状を有し浮上面におい
てトラック幅を規定する前記下部磁極突起層および前記
上部磁極先端層が記録ギャップ層を介して積層されてな
り、前記上部磁極上層の先端部が前記上部磁極先端層と
磁気的に結合し、かつ、下部磁極先端層のトラック幅方
向の幅がトラック幅より大きく、さらに、下部磁極突起
層および上部磁極先端層の浮上面からの長さが下部磁極
先端層の浮上面からの長さより大きくなるように構成す
る。 (b)また、前記(a)の構成において、前記下部磁極が下部
磁極後端層を含み、前記上部磁極が上部磁極後端層を含
み、前記下部磁極主層の後端部と前記下部磁極後端層と
前記上部磁極後端層および前記上部磁極上層の後端部が
磁気的に結合してなるようにする。 (c)また、前記(a)ないし(b)の構成において、前記下部
磁極突起層の厚さを前記上部磁極先端層の厚さより小さ
くする。 (d)前記(c)の構成において、前記下部磁極突起層の厚さ
を0.05μm以上、0.35μm以下とすることが望ましい。 (e)さらに、前記(a)から(d)の構成において、前記下部
磁極突起層および上部磁極先端層が浮上面から磁極広が
り位置までトラック幅に相当する幅を有し、磁極広がり
位置からヘッド後部方向に向かって幅が増加するように
する。 (f)また、前記(a)から(e)の構成において、前記上部磁
極先端層が複数の飽和磁束密度の異なる磁性層で構成さ
れ、記録ギャップ側の磁性層が記録ギャップより遠い側
の磁性層より飽和磁束密度が高くなるように構成する。 (g)さらに、前記(a)から(f)の構成において、前記上部
磁極先端層あるいは下部磁極突起層に使用する少なくと
も一部の磁性材料の飽和磁束密度が下部磁極主層あるい
は上部磁極上層に使用する磁性材料の飽和磁束密度より
高くなるように構成する。 (h)また、前記(a)から(g)の構成において、前記下部磁
極主層あるいは上部磁極上層に使用する磁性材料の比抵
抗が上部磁極先端層あるいは下部磁極突起層の少なくと
も一部に使用する磁性材料の比抵抗より高くなるように
する。 (i)さらに、前記(a)から(h)の構成において、前記下部
磁極突起層に使用する磁性材料の飽和磁束密度が前記下
部磁極先端層に使用する磁性材料の飽和磁束密度より高
くなるように構成する。 (j) 前記(i)の構成において、記録ギャップ層を非磁性
金属層または飽和磁束密度が0.02T以下の弱磁性金属層
で構成する。 (j)また、前記(a)から(i)の構成において、前記下部磁
極後端層あるいは前記上部磁極後端層に使用する磁性材
料の比抵抗が前記下部磁極突起層あるいは前記上部磁極
先端層の少なくとも一部に使用する磁性材料の比抵抗よ
り高くなるように構成する。 (k)さらに、前記(a)から(j)の構成において、前記下部
磁極突起層と前記記録ギャップ層と前記上部磁極先端層
をフレームメッキ法により製造し、同一のレジストフレ
ーム内にメッキ法により形成する。 (l)また、磁気記録媒体とそれを駆動するモータと、磁
気記録媒体に記録再生するための磁気ヘッドと、磁気ヘ
ッドの位置決めをする機構と、これらを制御する回路
と、磁気ヘッドに記録信号を供給し、磁気ヘッドからの
再生信号を処理する回路とを有する磁気ディスク装置に
おいて、磁気ヘッドとして前記(a)から(j)に記載の薄膜
磁気ヘッドを少なくとも１つ搭載し、かつ保磁力が279k
A/m(3500Oe)以上の磁気記録媒体を用いる。
【００１０】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の薄膜磁気ヘッドの断面図
を図2に示す。非磁性材からなる基板１の上に、再生分
解能を向上し外部磁界の影響を排除するための軟磁性材
からなる下部磁気シールド2を設け、その上に非磁性絶
縁材よりなる再生ギャップ3を設け、再生ギャップ中に
ＭＲまたはＧＭＲ素子からなる再生素子4を配置する。
この上に上部磁気シールド22を設け、さらに、記録ヘッ
ドと再生ヘッドを分離する非磁性材からなるセパレート
層23を設ける。この上に下部磁極主層18を設け、さらに
下部磁極先端層19、下部磁極後端層20を設ける。下部磁
極先端層19と下部磁極後端層20の間には下部非磁性絶縁
層21を充填する。さらに、下部磁極先端層19、下部磁極
後端層20および下非磁性絶縁層21を研磨により平坦化す
る。この上にレジストフレームを形成して、下部磁極突
起層24、記録ギャップ層6および上部磁極先端層8を同一
のレジストフレーム内にメッキ法により形成する。さら
に、上部磁極後端層9、上部非磁性絶縁層25および下層
コイル12を設ける。この上部磁極先端層8、上部磁極後
端層9および上部非磁性絶縁層25の面を研磨によって平
坦化し、この上に、コイル絶縁層11、上層コイル12'を
配置する。さらに上部磁極上層13を設け、ヘッド全体を
保護層14で保護する。上部磁極上層13の先端は浮上面よ
り後退させて配置する。上部磁極上層13の後端部16およ
び上部磁極後端層9は下部磁極後端層20と磁気的に接続
している。下層コイル12、上層コイル12'は上部磁極後
端層9および上部磁極上層の後端部16を周回する如く構
成する。下層コイル12および上層コイル12'に記録電流
を印加することにより、上部磁極先端層8、上部磁極上
層13、上部磁極後端層9、下部磁極後端層20、下部磁極
主層18、下部磁極先端層19および下部磁極突起層24に磁
束を誘起し、記録ギャップ先端より発生する記録磁界に
より、浮上面15から微少距離離れて移動する記録媒体17
に信号を記録する。なお、本実施例では、上部磁気シー
ルド22と下部磁極主層18がセパレート層23で分離された
構造を示したが、図3の従来例のように、下部磁極5が上
部磁気シールドを兼ねる構成としてもよい。
を図2に示す。非磁性材からなる基板１の上に、再生分
解能を向上し外部磁界の影響を排除するための軟磁性材
からなる下部磁気シールド2を設け、その上に非磁性絶
縁材よりなる再生ギャップ3を設け、再生ギャップ中に
ＭＲまたはＧＭＲ素子からなる再生素子4を配置する。
この上に上部磁気シールド22を設け、さらに、記録ヘッ
ドと再生ヘッドを分離する非磁性材からなるセパレート
層23を設ける。この上に下部磁極主層18を設け、さらに
下部磁極先端層19、下部磁極後端層20を設ける。下部磁
極先端層19と下部磁極後端層20の間には下部非磁性絶縁
層21を充填する。さらに、下部磁極先端層19、下部磁極
後端層20および下非磁性絶縁層21を研磨により平坦化す
る。この上にレジストフレームを形成して、下部磁極突
起層24、記録ギャップ層6および上部磁極先端層8を同一
のレジストフレーム内にメッキ法により形成する。さら
に、上部磁極後端層9、上部非磁性絶縁層25および下層
コイル12を設ける。この上部磁極先端層8、上部磁極後
端層9および上部非磁性絶縁層25の面を研磨によって平
坦化し、この上に、コイル絶縁層11、上層コイル12'を
配置する。さらに上部磁極上層13を設け、ヘッド全体を
保護層14で保護する。上部磁極上層13の先端は浮上面よ
り後退させて配置する。上部磁極上層13の後端部16およ
び上部磁極後端層9は下部磁極後端層20と磁気的に接続
している。下層コイル12、上層コイル12'は上部磁極後
端層9および上部磁極上層の後端部16を周回する如く構
成する。下層コイル12および上層コイル12'に記録電流
を印加することにより、上部磁極先端層8、上部磁極上
層13、上部磁極後端層9、下部磁極後端層20、下部磁極
主層18、下部磁極先端層19および下部磁極突起層24に磁
束を誘起し、記録ギャップ先端より発生する記録磁界に
より、浮上面15から微少距離離れて移動する記録媒体17
に信号を記録する。なお、本実施例では、上部磁気シー
ルド22と下部磁極主層18がセパレート層23で分離された
構造を示したが、図3の従来例のように、下部磁極5が上
部磁気シールドを兼ねる構成としてもよい。
【００１２】本発明の薄膜磁気ヘッドのヘッド先端近傍
の構造を図1の斜視図に示す。なお、本図では下部磁極
主層18、下部磁極先端層19、下部磁極突起層24、記録ギ
ャップ層6、上部磁極先端層8および上部磁極上層13の一
部のみを示している。図のように、本発明の薄膜磁気ヘ
ッドにおいては、下部磁極先端層19はトラック幅Twより
大きい幅Lp2wを有し、ギャップデプスGdに相当する長
さ、および高さLp2hを有する。下部磁極先端層19の上に
ほぼ同一の平面形状を有する下部磁極突起層24、記録ギ
ャップ層6、上部磁極先端層8を設ける。これらの層の浮
上面における幅は記録トラック幅Twに相当する。突起層
の厚さは従来の磁気ヘッドのトリム深さTrに相当する。
下部磁極突起層24、記録ギャップ層6、上部磁極先端層8
は浮上面からヘッド後部方向に磁極広がり位置Lyまでト
ラック幅とほぼ同一の幅を有し、磁極広がり位置Lyより
ヘッド後部方向に向かって開き角θで最大幅Up1wまで幅
が増加する。上部磁極先端層８の長さはUp1L、厚さはUp
1tである。上部磁極上層13の先端は浮上面から上部磁極
深さUp2d離れており、上部磁極上層13先端の幅Up2fw、
厚さUp2tを有する。また上部磁極上層13も、絞り位置Up
2Lyよりヘッド後部方向に向かって開き角φで増加する
形状を有する。また、上部磁極上層立ち上がり位置Up2s
まで上部磁極上層13は平坦であり、Up2sより上部磁極上
層13はコイル絶縁層の斜面26の上に形成される。
の構造を図1の斜視図に示す。なお、本図では下部磁極
主層18、下部磁極先端層19、下部磁極突起層24、記録ギ
ャップ層6、上部磁極先端層8および上部磁極上層13の一
部のみを示している。図のように、本発明の薄膜磁気ヘ
ッドにおいては、下部磁極先端層19はトラック幅Twより
大きい幅Lp2wを有し、ギャップデプスGdに相当する長
さ、および高さLp2hを有する。下部磁極先端層19の上に
ほぼ同一の平面形状を有する下部磁極突起層24、記録ギ
ャップ層6、上部磁極先端層8を設ける。これらの層の浮
上面における幅は記録トラック幅Twに相当する。突起層
の厚さは従来の磁気ヘッドのトリム深さTrに相当する。
下部磁極突起層24、記録ギャップ層6、上部磁極先端層8
は浮上面からヘッド後部方向に磁極広がり位置Lyまでト
ラック幅とほぼ同一の幅を有し、磁極広がり位置Lyより
ヘッド後部方向に向かって開き角θで最大幅Up1wまで幅
が増加する。上部磁極先端層８の長さはUp1L、厚さはUp
1tである。上部磁極上層13の先端は浮上面から上部磁極
深さUp2d離れており、上部磁極上層13先端の幅Up2fw、
厚さUp2tを有する。また上部磁極上層13も、絞り位置Up
2Lyよりヘッド後部方向に向かって開き角φで増加する
形状を有する。また、上部磁極上層立ち上がり位置Up2s
まで上部磁極上層13は平坦であり、Up2sより上部磁極上
層13はコイル絶縁層の斜面26の上に形成される。
【００１３】上記の構造を有する本発明の薄膜磁気ヘッ
ドについて、計算機シミュレーションにより磁界計算を
行い、従来の薄膜磁気ヘッドと記録磁界強度を比較し
た。本発明の薄膜磁気ヘッドの寸法を、トラック幅Tw=
0.35μm、ギャップ長GL=0.13mm、Gd=1mm、Lp2w=8mm、Lp
2h=1.5μm、Ly=0.8mm、Up1t=2mm、Up1L=3.5mm、Up1w=4m
m、 θ=45°、Up2d=1mm、Up2t=3mm、Up2w=3mm、Up2Ly=4
mm、Up2s=4mm、 φ=45°、Up2w=26mmとし、下部磁極突
起層厚Trの変化による記録磁界強度の変化を計算した。
なお、下部磁極主層18の幅Lp1wを100mm、厚さLp1tを2mm
とした。本発明の薄膜磁気ヘッドに使用する磁性材料と
して、下部磁極主層18、上部磁極上層13および上部磁極
後端層9には45Ni-Fe膜(飽和磁束密度Bs=1.68T)、下部磁
極先端層19、下部磁極突起層24、下部磁極後端層20およ
び上部磁極先端層8にはCoNiFe膜(Bs=2.0T)を用いた。起
磁力は0.36ATとした。
ドについて、計算機シミュレーションにより磁界計算を
行い、従来の薄膜磁気ヘッドと記録磁界強度を比較し
た。本発明の薄膜磁気ヘッドの寸法を、トラック幅Tw=
0.35μm、ギャップ長GL=0.13mm、Gd=1mm、Lp2w=8mm、Lp
2h=1.5μm、Ly=0.8mm、Up1t=2mm、Up1L=3.5mm、Up1w=4m
m、 θ=45°、Up2d=1mm、Up2t=3mm、Up2w=3mm、Up2Ly=4
mm、Up2s=4mm、 φ=45°、Up2w=26mmとし、下部磁極突
起層厚Trの変化による記録磁界強度の変化を計算した。
なお、下部磁極主層18の幅Lp1wを100mm、厚さLp1tを2mm
とした。本発明の薄膜磁気ヘッドに使用する磁性材料と
して、下部磁極主層18、上部磁極上層13および上部磁極
後端層9には45Ni-Fe膜(飽和磁束密度Bs=1.68T)、下部磁
極先端層19、下部磁極突起層24、下部磁極後端層20およ
び上部磁極先端層8にはCoNiFe膜(Bs=2.0T)を用いた。起
磁力は0.36ATとした。
【００１４】一方、図4に示した下部磁極先端層を用
い、下部磁極突起層を用いない薄膜磁気ヘッドに関し
て、上記と同様の寸法を用いて磁界強度を比較した。但
し、下部磁極突起層厚の替わりにトリム深さTrを変化さ
せて計算した。使用した磁性材料は本発明の磁気ヘッド
と同じである。また、図3に示す従来の薄膜磁気ヘッド
はギャップデプスを決めるデプス規定用非磁性層7の厚
さILhを0.4mm、下部磁極5の膜厚Lp1tを2.5mm、磁極広が
り位置Ly=0.8mm、ギャップデプスGd=0.8mmとし、他の寸
法は本発明の薄膜磁気ヘッドと同一とした。磁性材料に
は本発明の薄膜磁気ヘッドと同一の材料を用いた。但
し、下部磁極5は比較のためにCoNiFe膜(Bs=2.0T)とし
た。さらに、図5に示す、下部磁極先端層を用いず、下
部磁極突起層24を用いる従来の薄膜磁気ヘッドとして、
下部磁極先端層以外は上記の本発明の薄膜磁気ヘッドと
同一の寸法で計算した。
い、下部磁極突起層を用いない薄膜磁気ヘッドに関し
て、上記と同様の寸法を用いて磁界強度を比較した。但
し、下部磁極突起層厚の替わりにトリム深さTrを変化さ
せて計算した。使用した磁性材料は本発明の磁気ヘッド
と同じである。また、図3に示す従来の薄膜磁気ヘッド
はギャップデプスを決めるデプス規定用非磁性層7の厚
さILhを0.4mm、下部磁極5の膜厚Lp1tを2.5mm、磁極広が
り位置Ly=0.8mm、ギャップデプスGd=0.8mmとし、他の寸
法は本発明の薄膜磁気ヘッドと同一とした。磁性材料に
は本発明の薄膜磁気ヘッドと同一の材料を用いた。但
し、下部磁極5は比較のためにCoNiFe膜(Bs=2.0T)とし
た。さらに、図5に示す、下部磁極先端層を用いず、下
部磁極突起層24を用いる従来の薄膜磁気ヘッドとして、
下部磁極先端層以外は上記の本発明の薄膜磁気ヘッドと
同一の寸法で計算した。
【００１５】図6に、トラック幅中心の位置で、媒体中
心となる浮上面より25nm離れた位置での媒体走行方向の
最大磁界強度Hxmaxを示す。以下、この値を磁界強度と
称する。（a）は下部磁極先端層および下部磁極突起層
を備える本発明の薄膜磁気ヘッドの磁界強度、(b)は下
部磁極先端層を備え、下部磁極突起層のない図４に示し
た薄膜磁気ヘッドの磁界強度、(c)は図3に示した従来の
薄膜磁気ヘッドの磁界強度、(d)は図5に示した下部磁極
先端層がなく下部磁極突起層を備えた従来の薄膜磁気ヘ
ッドの磁界強度である。
心となる浮上面より25nm離れた位置での媒体走行方向の
最大磁界強度Hxmaxを示す。以下、この値を磁界強度と
称する。（a）は下部磁極先端層および下部磁極突起層
を備える本発明の薄膜磁気ヘッドの磁界強度、(b)は下
部磁極先端層を備え、下部磁極突起層のない図４に示し
た薄膜磁気ヘッドの磁界強度、(c)は図3に示した従来の
薄膜磁気ヘッドの磁界強度、(d)は図5に示した下部磁極
先端層がなく下部磁極突起層を備えた従来の薄膜磁気ヘ
ッドの磁界強度である。
【００１６】図のように、従来の薄膜磁気ヘッドの磁界
強度(c)は約710KA/m(9000Oe)であり、下部磁極先端層が
なく、下部磁極突起層を備えた図5に示した薄膜磁気ヘ
ッドでは磁界強度(d)は約670KA/m(8400Oe)まで極端に低
下してしまう。これは、ギャップデプスが上部磁極先端
層長さUp1Lと同一であるため、上部磁極先端層8から下
部磁極突起層24を通して下部磁極5への漏洩磁束が非常
に多いためである。本構造では、漏洩磁束を低減するた
めに、上部磁極先端層長さUp1Lを例えば従来の薄膜磁気
ヘッドのギャップデプスと同様に短縮した場合には、上
部磁極先端層と上部磁極上層との接触長Lcさが極端に短
くなり、結局磁界強度を増加することが出来ない。以上
のように、イオンミリング等の加工によりトリミング加
工を行わず、同一のレジストフレーム内にほぼ同一の平
面形状を有する下部磁極突起層、記録ギャップ層および
上部磁極先端層を形成してトラック幅精度を向上する試
みは、磁界強度が低下するという問題がある。
強度(c)は約710KA/m(9000Oe)であり、下部磁極先端層が
なく、下部磁極突起層を備えた図5に示した薄膜磁気ヘ
ッドでは磁界強度(d)は約670KA/m(8400Oe)まで極端に低
下してしまう。これは、ギャップデプスが上部磁極先端
層長さUp1Lと同一であるため、上部磁極先端層8から下
部磁極突起層24を通して下部磁極5への漏洩磁束が非常
に多いためである。本構造では、漏洩磁束を低減するた
めに、上部磁極先端層長さUp1Lを例えば従来の薄膜磁気
ヘッドのギャップデプスと同様に短縮した場合には、上
部磁極先端層と上部磁極上層との接触長Lcさが極端に短
くなり、結局磁界強度を増加することが出来ない。以上
のように、イオンミリング等の加工によりトリミング加
工を行わず、同一のレジストフレーム内にほぼ同一の平
面形状を有する下部磁極突起層、記録ギャップ層および
上部磁極先端層を形成してトラック幅精度を向上する試
みは、磁界強度が低下するという問題がある。
【００１７】一方、図４に示した下部磁極先端層を備え
た薄膜磁気ヘッドの場合、磁界強度(b)はトリム深さTr
の増加とともに低下するが、従来の薄膜磁気ヘッド(c)
に比較してTr=0.3μmの場合約32KA/m(400Oe)、Tr=0.2μ
mの場合約48KA/m(600Oe)高い磁界強度が得られる。これ
は、下部磁極先端層19によって、上部磁極先端層8と下
部磁極主層18の距離が離れ、この間の漏洩磁束が低減す
るためである。一方、下部磁極先端層19と下部磁極突起
層24を共に備えた本発明の薄膜磁気ヘッドの磁界強度
(a)は、下部磁極先端層厚Trの増加とともに低下する
が、Tr=0.2μmでは図4の下部磁極先端層を用いた薄膜磁
気ヘッド(b)とほとんど同じで高い磁界強度を示し、Tr=
0.3μmでも(b)に比較して約8KA/m(100Oe)低下するに過
ぎない。下部磁極先端層と下部磁極突起層を共に備えた
本発明の薄膜磁気ヘッドが、図5の下部磁極先端層がな
く下部磁極突起層を備えた薄膜磁気ヘッドに比べて磁界
強度の低下が少ない理由は、上部磁極先端層8から下部
磁極突起層24へ磁束が漏洩しても下部磁極先端層19の存
在により下部磁極主層18との距離があるために下部磁極
主層18への磁束漏洩がし難いこと、また下部磁極突起層
24から下部磁極先端層19への漏洩磁束がギャップデプス
となる下部磁極先端層19の後端面付近で下部磁極突起層
24の磁気飽和により磁束が通過し難くなること等であ
る。
た薄膜磁気ヘッドの場合、磁界強度(b)はトリム深さTr
の増加とともに低下するが、従来の薄膜磁気ヘッド(c)
に比較してTr=0.3μmの場合約32KA/m(400Oe)、Tr=0.2μ
mの場合約48KA/m(600Oe)高い磁界強度が得られる。これ
は、下部磁極先端層19によって、上部磁極先端層8と下
部磁極主層18の距離が離れ、この間の漏洩磁束が低減す
るためである。一方、下部磁極先端層19と下部磁極突起
層24を共に備えた本発明の薄膜磁気ヘッドの磁界強度
(a)は、下部磁極先端層厚Trの増加とともに低下する
が、Tr=0.2μmでは図4の下部磁極先端層を用いた薄膜磁
気ヘッド(b)とほとんど同じで高い磁界強度を示し、Tr=
0.3μmでも(b)に比較して約8KA/m(100Oe)低下するに過
ぎない。下部磁極先端層と下部磁極突起層を共に備えた
本発明の薄膜磁気ヘッドが、図5の下部磁極先端層がな
く下部磁極突起層を備えた薄膜磁気ヘッドに比べて磁界
強度の低下が少ない理由は、上部磁極先端層8から下部
磁極突起層24へ磁束が漏洩しても下部磁極先端層19の存
在により下部磁極主層18との距離があるために下部磁極
主層18への磁束漏洩がし難いこと、また下部磁極突起層
24から下部磁極先端層19への漏洩磁束がギャップデプス
となる下部磁極先端層19の後端面付近で下部磁極突起層
24の磁気飽和により磁束が通過し難くなること等であ
る。
【００１８】図6に示すように、本発明の薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、下部磁極突起層の膜厚Trを0.35μmを越え
て大きくした場合には磁界強度が従来の薄膜磁気ヘッド
より低下してしまう。このため下部磁極突起層の厚さを
0.35μm以下とする必要がある。また下部磁極突起層の
厚さを0.05μm未満とした場合にはトラック幅方向の漏
洩磁界が増加し消去幅が増加するために、下部磁極突起
層の厚さは0.05μm以上、さらに好ましくは0.1μm以上
とする必要がある。
ドにおいて、下部磁極突起層の膜厚Trを0.35μmを越え
て大きくした場合には磁界強度が従来の薄膜磁気ヘッド
より低下してしまう。このため下部磁極突起層の厚さを
0.35μm以下とする必要がある。また下部磁極突起層の
厚さを0.05μm未満とした場合にはトラック幅方向の漏
洩磁界が増加し消去幅が増加するために、下部磁極突起
層の厚さは0.05μm以上、さらに好ましくは0.1μm以上
とする必要がある。
【００１９】図7に本発明の薄膜磁気ヘッドの下部磁極
先端層高さLp2hを変化した時の磁界強度の変化を示す。
下部磁極突起層厚Trを0.2μmとし、他は図6の条件と同
じとした。図のように、磁界強度はLp2hとともに増加し
約1μm以上でほぼ一定となる。Lp2hが0.3μmでも磁界強
度は図6(c)の従来の薄膜磁気ヘッドより高い値が得られ
るが、Lp2hが0.7μm以上で磁界強度が約760KA/m(9500O
e)と充分な磁界増加効果が得られる。また、Lp2hは大き
いほど磁界強度が高いが、Lp2hを大きくしすぎると記録
ギャップと再生ギャップ間の距離が大きくなりすぎ、磁
気ディスク装置のフォーマット効率が低下するなどの問
題がある。このため、Lp2hは3μm以下、さらに好ましく
ましくは2μm以下とするのが望ましい。
先端層高さLp2hを変化した時の磁界強度の変化を示す。
下部磁極突起層厚Trを0.2μmとし、他は図6の条件と同
じとした。図のように、磁界強度はLp2hとともに増加し
約1μm以上でほぼ一定となる。Lp2hが0.3μmでも磁界強
度は図6(c)の従来の薄膜磁気ヘッドより高い値が得られ
るが、Lp2hが0.7μm以上で磁界強度が約760KA/m(9500O
e)と充分な磁界増加効果が得られる。また、Lp2hは大き
いほど磁界強度が高いが、Lp2hを大きくしすぎると記録
ギャップと再生ギャップ間の距離が大きくなりすぎ、磁
気ディスク装置のフォーマット効率が低下するなどの問
題がある。このため、Lp2hは3μm以下、さらに好ましく
ましくは2μm以下とするのが望ましい。
【００２０】図8に本発明の薄膜磁気ヘッドのギャップ
デプスGdを変化したときの磁界強度の変化を示す。下部
磁極突起層厚Trを0.2μmとし、他は図6の条件と同じと
した。図のように、Gdの減少とともに磁界強度は増加
し、Gdが約0.3μmで磁界強度は最大となり、それ以下で
磁界強度は減少する。Gdが0.3μm未満でも高い磁界は得
られるが、Gdの変化による磁界の変化が急峻であり、記
録特性のばらつきを生じやすい。従って、Gdを0.3μm以
上とすることが望ましい。一方、Gdが2μmを超える場合
には磁界強度が大きく低下するため、Gdを2μm以下とす
ることが好ましい。
デプスGdを変化したときの磁界強度の変化を示す。下部
磁極突起層厚Trを0.2μmとし、他は図6の条件と同じと
した。図のように、Gdの減少とともに磁界強度は増加
し、Gdが約0.3μmで磁界強度は最大となり、それ以下で
磁界強度は減少する。Gdが0.3μm未満でも高い磁界は得
られるが、Gdの変化による磁界の変化が急峻であり、記
録特性のばらつきを生じやすい。従って、Gdを0.3μm以
上とすることが望ましい。一方、Gdが2μmを超える場合
には磁界強度が大きく低下するため、Gdを2μm以下とす
ることが好ましい。
【００２１】図9に、上部磁極先端層の磁極広がり位置L
yによる磁界強度の変化を示した。下部磁極突起層厚Tr
を0.2μmとし、他は図7の条件と同じとした。Lyの減少
とともに磁界強度は大きく増加する。Lyが1.4μmを超え
る場合には磁界強度は従来の薄膜磁気ヘッドにおける磁
界より低下してしまうのでLyを1.4μm以下とすることが
好ましい。また、Lyを低減するほど磁界強度は増加する
が、フォトレジストの解像度等の限界からLyを0.2μm未
満とした場合にはトラック幅精度に悪影響を与える可能
性がある。このため、Lyを0.2μm以上とするのが望まし
い。
yによる磁界強度の変化を示した。下部磁極突起層厚Tr
を0.2μmとし、他は図7の条件と同じとした。Lyの減少
とともに磁界強度は大きく増加する。Lyが1.4μmを超え
る場合には磁界強度は従来の薄膜磁気ヘッドにおける磁
界より低下してしまうのでLyを1.4μm以下とすることが
好ましい。また、Lyを低減するほど磁界強度は増加する
が、フォトレジストの解像度等の限界からLyを0.2μm未
満とした場合にはトラック幅精度に悪影響を与える可能
性がある。このため、Lyを0.2μm以上とするのが望まし
い。
【００２２】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法の概略
を図10乃至図１２に示す。図10(a)に示すように、基板1
を用意し、この上に下部磁気シールド2を形成する。基
板としてはAl2O3-TiC等の高硬度を有するセラミック材
料等を用いることができる。この基板上には、図示しな
いが、基板面の平坦性および電気絶縁性を高めるために
Al2O3等の絶縁膜を形成して使用することが望ましい。
を図10乃至図１２に示す。図10(a)に示すように、基板1
を用意し、この上に下部磁気シールド2を形成する。基
板としてはAl2O3-TiC等の高硬度を有するセラミック材
料等を用いることができる。この基板上には、図示しな
いが、基板面の平坦性および電気絶縁性を高めるために
Al2O3等の絶縁膜を形成して使用することが望ましい。
【００２３】下部磁気シールドには82NiFe膜等の軟磁性
膜を用いる。下部磁気シールド２はフレームメッキ法ま
たはスパッタリング法により作製できる。フレームメッ
キ法では、基板１上にシード膜となる下部磁気シールド
２と同等の材料を約0.1μmスパッタリング法で形成し、
この上にフォトレジストを塗布し、下部磁極の形状のマ
スクを通してレジストを露光、感光し、下部磁極となる
べき部分のフォトレジストを溶剤で溶解除去してフレー
ムを作製する。ついで、シード膜を電極としてフレーム
内に下部磁気シールド材料を電解メッキし、さらにフレ
ームを別の溶剤で溶解除去し、下部磁気シールドをマス
クとして不用なシード膜をイオンミリング等により除去
して、所定の形状の下部磁気シールドを得る。
膜を用いる。下部磁気シールド２はフレームメッキ法ま
たはスパッタリング法により作製できる。フレームメッ
キ法では、基板１上にシード膜となる下部磁気シールド
２と同等の材料を約0.1μmスパッタリング法で形成し、
この上にフォトレジストを塗布し、下部磁極の形状のマ
スクを通してレジストを露光、感光し、下部磁極となる
べき部分のフォトレジストを溶剤で溶解除去してフレー
ムを作製する。ついで、シード膜を電極としてフレーム
内に下部磁気シールド材料を電解メッキし、さらにフレ
ームを別の溶剤で溶解除去し、下部磁気シールドをマス
クとして不用なシード膜をイオンミリング等により除去
して、所定の形状の下部磁気シールドを得る。
【００２４】下部磁気シールド２をスパッタリング法で
作製する場合は、基板１上に下部磁気シールド材をスパ
ッタリング法により形成し、この上に下部磁気シールド
２の形状をフォトレジスト等で形成し、これをマスクと
してイオンミリングあるいはケミカルエッチングにより
付着した不要な磁気シールド材を除去し、所定の形状の
下部磁気シールド２を得る。
作製する場合は、基板１上に下部磁気シールド材をスパ
ッタリング法により形成し、この上に下部磁気シールド
２の形状をフォトレジスト等で形成し、これをマスクと
してイオンミリングあるいはケミカルエッチングにより
付着した不要な磁気シールド材を除去し、所定の形状の
下部磁気シールド２を得る。
【００２５】次に、下部再生ギャップ3'、再生素子4、
上部再生ギャップ3"の順に各層を形成する。下部再生ギ
ャップおよび上部再生ギャップにはAl2O3等の絶縁膜を
使用する。再生素子としてはＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子等
を用いることができる。これらは所定の固定層、自由
層、磁区固定用の永久磁石膜、再生電流を供給するため
の電極膜等を備えている。
上部再生ギャップ3"の順に各層を形成する。下部再生ギ
ャップおよび上部再生ギャップにはAl2O3等の絶縁膜を
使用する。再生素子としてはＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子等
を用いることができる。これらは所定の固定層、自由
層、磁区固定用の永久磁石膜、再生電流を供給するため
の電極膜等を備えている。
【００２６】さらにこの上に上部磁気シールド22を形成
する。上部磁気シールド22は下部磁気シールド２と同様
にNiFe膜等の軟磁性材料からなり、スパッタリング法ま
たはフレームメッキ法により作製できる。
する。上部磁気シールド22は下部磁気シールド２と同様
にNiFe膜等の軟磁性材料からなり、スパッタリング法ま
たはフレームメッキ法により作製できる。
【００２７】次にセパレート層23を形成する。セパレー
ト層23にはAl2O3等の非磁性絶縁膜、Pd、NiP等の非磁性
金属膜を用いることができる。これらはスパッタリング
法により作製できるが、非磁性金属膜の場合はメッキ法
でも作製することができる。この場合は、上部磁気シー
ルド22、セパレート層23および下部磁極主層18を同一の
レジストフレームを用いてメッキ法により作製すること
が出来るため、作製工程が少なくなるという利点があ
る。
ト層23にはAl2O3等の非磁性絶縁膜、Pd、NiP等の非磁性
金属膜を用いることができる。これらはスパッタリング
法により作製できるが、非磁性金属膜の場合はメッキ法
でも作製することができる。この場合は、上部磁気シー
ルド22、セパレート層23および下部磁極主層18を同一の
レジストフレームを用いてメッキ法により作製すること
が出来るため、作製工程が少なくなるという利点があ
る。
【００２８】次にこの上に下部磁極主層18を形成する。
下部磁極主層18には上部、下部磁気シールドと同様に82
NiFe膜を用いることができるが、82NiFe膜より比抵抗が
高く、飽和磁束密度も高い方が好ましい。このような材
料として45NiFeの組成を中心とする磁性膜がある。45Ni
Fe膜は飽和磁束密度が1.6〜1.7Tと82NiFe膜の約1.0Tよ
り高く、また比抵抗も82NiFe膜の約22μΩcmに対して45
〜55μΩcmと高いという特徴がある。比抵抗が高い場合
には、高周波における渦電流損失を低減し高周波記録特
性を向上することができ、また飽和磁束密度が高い場合
には下部磁極主層膜厚を薄くしても磁界強度が低下しな
いという利点がある。下部磁極主層の作製には上部、下
部磁気シールドと同様スパッタリング法またはフレーム
メッキ法を用いることができる。下部磁極主層材料とし
て、上記の45NiFe膜の他にBs=1.4〜1.6TのFe-Ta-N膜、F
e-Ta-C膜等の微結晶スパッタ膜あるいはBs=1〜1.6TのCo
-Zr膜、Co-Ta-Zr膜、Co-Nb-Zr膜などの非晶質スパッタ
膜等も使用できる。
下部磁極主層18には上部、下部磁気シールドと同様に82
NiFe膜を用いることができるが、82NiFe膜より比抵抗が
高く、飽和磁束密度も高い方が好ましい。このような材
料として45NiFeの組成を中心とする磁性膜がある。45Ni
Fe膜は飽和磁束密度が1.6〜1.7Tと82NiFe膜の約1.0Tよ
り高く、また比抵抗も82NiFe膜の約22μΩcmに対して45
〜55μΩcmと高いという特徴がある。比抵抗が高い場合
には、高周波における渦電流損失を低減し高周波記録特
性を向上することができ、また飽和磁束密度が高い場合
には下部磁極主層膜厚を薄くしても磁界強度が低下しな
いという利点がある。下部磁極主層の作製には上部、下
部磁気シールドと同様スパッタリング法またはフレーム
メッキ法を用いることができる。下部磁極主層材料とし
て、上記の45NiFe膜の他にBs=1.4〜1.6TのFe-Ta-N膜、F
e-Ta-C膜等の微結晶スパッタ膜あるいはBs=1〜1.6TのCo
-Zr膜、Co-Ta-Zr膜、Co-Nb-Zr膜などの非晶質スパッタ
膜等も使用できる。
【００２９】次に、図10(b)に示すように、下部磁極主
層18の上に下部磁極先端層19および下部磁極後端層20を
形成する。これらは、スパッタリング法により磁性膜を
形成したのちイオンミリングあるいはケミカルエッチン
グ等により所定の形状に作製することも出来るが、本発
明の薄膜磁気ヘッドでは、パターン形成の精度が高いフ
レームメッキ法を使用することが好ましい。イオンミリ
ングにより下部磁極先端層19の形状を形成した場合には
下部磁極先端層19の後端面が浮上面に対して傾いた角度
となり、ギャップデプスを決める下部磁極先端層19の後
端面の位置精度が低下してしまう。また、0.5〜2μmと
比較的厚い下部磁極先端層をイオンミリングにより加工
するには加工時間を要するという欠点もある。また、ケ
ミカルエッチングにより下部磁極先端層の形状を形成し
た場合には高い寸法精度を得るのが困難である。下部磁
極先端層に用いる材料としては、前記の46NiFe膜を用い
ることができる。また、さらに飽和磁束密度が高い材料
として、CoNiFe膜がある。この材料は組成を選択するこ
とにより、約1.8から約2.4Tの高い飽和磁束密度を有
し、メッキ法でもスパッタリング法によっても作製する
ことができる。前記のCoNiFe膜のほかにCo-Feメッキ膜
およびスパッタ膜、さらに、Co-Fe-N膜、Fe-Ta-N膜等の
スパッタ膜も使用することができる。
層18の上に下部磁極先端層19および下部磁極後端層20を
形成する。これらは、スパッタリング法により磁性膜を
形成したのちイオンミリングあるいはケミカルエッチン
グ等により所定の形状に作製することも出来るが、本発
明の薄膜磁気ヘッドでは、パターン形成の精度が高いフ
レームメッキ法を使用することが好ましい。イオンミリ
ングにより下部磁極先端層19の形状を形成した場合には
下部磁極先端層19の後端面が浮上面に対して傾いた角度
となり、ギャップデプスを決める下部磁極先端層19の後
端面の位置精度が低下してしまう。また、0.5〜2μmと
比較的厚い下部磁極先端層をイオンミリングにより加工
するには加工時間を要するという欠点もある。また、ケ
ミカルエッチングにより下部磁極先端層の形状を形成し
た場合には高い寸法精度を得るのが困難である。下部磁
極先端層に用いる材料としては、前記の46NiFe膜を用い
ることができる。また、さらに飽和磁束密度が高い材料
として、CoNiFe膜がある。この材料は組成を選択するこ
とにより、約1.8から約2.4Tの高い飽和磁束密度を有
し、メッキ法でもスパッタリング法によっても作製する
ことができる。前記のCoNiFe膜のほかにCo-Feメッキ膜
およびスパッタ膜、さらに、Co-Fe-N膜、Fe-Ta-N膜等の
スパッタ膜も使用することができる。
【００３０】一方、下部磁極後端層20は下部磁極先端層
19と別にレジストフレームを作製し、別の材料を用いる
ことも出来るが、作製工程を簡略にするために下部磁極
先端層19と同時にレジストフレームを作製し、下部磁極
先端層19と同じ材料を用いることが望ましい。下部磁極
先端層19をCoNiFe膜とし、下部磁極後端層20を別の材料
にする場合は46NiFe膜等のように高比抵抗を有する材料
を用いることが、高周波での渦電流を低減する上で好ま
しい。
19と別にレジストフレームを作製し、別の材料を用いる
ことも出来るが、作製工程を簡略にするために下部磁極
先端層19と同時にレジストフレームを作製し、下部磁極
先端層19と同じ材料を用いることが望ましい。下部磁極
先端層19をCoNiFe膜とし、下部磁極後端層20を別の材料
にする場合は46NiFe膜等のように高比抵抗を有する材料
を用いることが、高周波での渦電流を低減する上で好ま
しい。
【００３１】次に、下部磁極先端層19と下部磁極後端層
20の間の溝をAl2O3等の下部非磁性絶縁層21で充填し、
下部磁極先端層19、下部磁極後端層20および下部非磁性
絶縁層21の上面がほぼ同一面となるようにCMP(化学機械
研磨)により研磨を行う。（図10(ｃ)） 次に、図11(d)において、下部磁極先端層19および下部
非磁性絶縁層21の平坦化された面上に、メッキのための
シード膜を厚さ約0.05μm形成し（図示せず）、この上
に下部磁極突起層24、記録ギャップ層６および上部磁極
先端層８となるべき形状のレジストフレームを下部磁極
先端層19の平坦化された面上に形成する。次いで、レジ
ストフレーム内に下部磁極先端層19、記録ギャップ層
６、上部磁極先端層８の順に電解メッキを行い各層を形
成する。その後レジストフレームを溶剤を用いて溶解除
去し、上部磁極先端層８をマスクとしてシード膜をイオ
ンミリング等により除去することにより、下部磁極先端
層24、記録ギャップ層6および上部磁極先端層8の3層を
同時に作製することができる。
20の間の溝をAl2O3等の下部非磁性絶縁層21で充填し、
下部磁極先端層19、下部磁極後端層20および下部非磁性
絶縁層21の上面がほぼ同一面となるようにCMP(化学機械
研磨)により研磨を行う。（図10(ｃ)） 次に、図11(d)において、下部磁極先端層19および下部
非磁性絶縁層21の平坦化された面上に、メッキのための
シード膜を厚さ約0.05μm形成し（図示せず）、この上
に下部磁極突起層24、記録ギャップ層６および上部磁極
先端層８となるべき形状のレジストフレームを下部磁極
先端層19の平坦化された面上に形成する。次いで、レジ
ストフレーム内に下部磁極先端層19、記録ギャップ層
６、上部磁極先端層８の順に電解メッキを行い各層を形
成する。その後レジストフレームを溶剤を用いて溶解除
去し、上部磁極先端層８をマスクとしてシード膜をイオ
ンミリング等により除去することにより、下部磁極先端
層24、記録ギャップ層6および上部磁極先端層8の3層を
同時に作製することができる。
【００３２】なお、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造にお
いては、上記のように電解メッキを行うためのシード膜
を形成し、下部磁極突起層、記録ギャップ層、上部磁極
先端層をメッキ形成後、シード膜をイオンミリング等で
除去する。従来の薄膜磁気ヘッドの場合は突起部全体を
イオンミリング等により加工するためにトラック幅も同
時に変化してトラック幅精度が低下してしまうが、本発
明の薄膜磁気ヘッドの加工方法では、下部磁極突起層厚
に比較して薄いシード膜を除去するだけであるのでトラ
ック幅精度への影響は小さい。但し、シード膜が厚い場
合は従来の薄膜磁気ヘッドの突起部形成と同様にトラッ
ク幅精度への影響があるため、シード膜の厚さを少なく
とも0.2μm以下、好ましくは0.1μm以下とすることが必
要である。
いては、上記のように電解メッキを行うためのシード膜
を形成し、下部磁極突起層、記録ギャップ層、上部磁極
先端層をメッキ形成後、シード膜をイオンミリング等で
除去する。従来の薄膜磁気ヘッドの場合は突起部全体を
イオンミリング等により加工するためにトラック幅も同
時に変化してトラック幅精度が低下してしまうが、本発
明の薄膜磁気ヘッドの加工方法では、下部磁極突起層厚
に比較して薄いシード膜を除去するだけであるのでトラ
ック幅精度への影響は小さい。但し、シード膜が厚い場
合は従来の薄膜磁気ヘッドの突起部形成と同様にトラッ
ク幅精度への影響があるため、シード膜の厚さを少なく
とも0.2μm以下、好ましくは0.1μm以下とすることが必
要である。
【００３３】下部磁極突起層24および上部磁極先端層8
に用いる材料は、高い記録磁界を発生するために高い飽
和磁束密度が必要であり、前記のCoNiFe膜を用いること
ができる。また、記録ギャップ層6にはPd,NiPなどの非
磁性金属材料を用いることができる。前記の記録ギャッ
プ層６は基本的には非磁性である必要があるが、飽和磁
束密度が0.02T以下の弱磁性を有していても記録磁界に
ほとんど影響を与えない。本発明の薄膜磁気ヘッドは基
本的にはレジストフレーム中に下部磁極突起層、記録ギ
ャップ層および上部磁極先端層をメッキ法により形成す
るが、別の方法も可能である。例えば下部磁極先端層19
の上にSiO２等の非磁性絶縁膜を形成してリアクティブ
イオンエッチング等により凹部を形成し、この中に下部
磁極突起層24、記録ギャップ層6、上部磁極先端層8のス
パッタ膜を充填形成してもよい。この場合、CoNiFe膜、
Co-Fe膜、Co-Fe-N膜、Fe-Ta-N膜等のスパッタ膜も使用
できる。
に用いる材料は、高い記録磁界を発生するために高い飽
和磁束密度が必要であり、前記のCoNiFe膜を用いること
ができる。また、記録ギャップ層6にはPd,NiPなどの非
磁性金属材料を用いることができる。前記の記録ギャッ
プ層６は基本的には非磁性である必要があるが、飽和磁
束密度が0.02T以下の弱磁性を有していても記録磁界に
ほとんど影響を与えない。本発明の薄膜磁気ヘッドは基
本的にはレジストフレーム中に下部磁極突起層、記録ギ
ャップ層および上部磁極先端層をメッキ法により形成す
るが、別の方法も可能である。例えば下部磁極先端層19
の上にSiO２等の非磁性絶縁膜を形成してリアクティブ
イオンエッチング等により凹部を形成し、この中に下部
磁極突起層24、記録ギャップ層6、上部磁極先端層8のス
パッタ膜を充填形成してもよい。この場合、CoNiFe膜、
Co-Fe膜、Co-Fe-N膜、Fe-Ta-N膜等のスパッタ膜も使用
できる。
【００３４】図４に示した下部磁極先端層を用いる薄膜
磁気ヘッドでは、基本的に下部磁極先端層19を上部磁極
先端層8の形状をマスクとしてイオンミリング等のトリ
ミング加工を行い、下部磁極先端層の突起部を形成す
る。従って、突起部の材料は基本的に下部磁極先端層の
材料と同じとする。一方、本発明の薄膜磁気ヘッドで
は、下部磁極先端層19の上に下部磁極突起層24を別途形
成するために、別の材料とすることができる。これによ
り、飽和磁束密度が高いCoNiFe膜をギャップ近傍の下部
磁極突起層24および上部磁極先端層８に用い、下部磁極
先端層19は飽和磁束密度がやや低いが耐食性がよい45Ni
Fe膜とすることも出来る。このことは、浮上面上に面積
の大きい下部磁極先端層19を露出する本発明の薄膜磁気
ヘッドにおいて、記録特性と耐食性を両立するうえで有
利となる。
磁気ヘッドでは、基本的に下部磁極先端層19を上部磁極
先端層8の形状をマスクとしてイオンミリング等のトリ
ミング加工を行い、下部磁極先端層の突起部を形成す
る。従って、突起部の材料は基本的に下部磁極先端層の
材料と同じとする。一方、本発明の薄膜磁気ヘッドで
は、下部磁極先端層19の上に下部磁極突起層24を別途形
成するために、別の材料とすることができる。これによ
り、飽和磁束密度が高いCoNiFe膜をギャップ近傍の下部
磁極突起層24および上部磁極先端層８に用い、下部磁極
先端層19は飽和磁束密度がやや低いが耐食性がよい45Ni
Fe膜とすることも出来る。このことは、浮上面上に面積
の大きい下部磁極先端層19を露出する本発明の薄膜磁気
ヘッドにおいて、記録特性と耐食性を両立するうえで有
利となる。
【００３５】次に、図11(e)に示すように、上部磁極後
端層９をフレームメッキ法により形成する。上部磁極後
端層９の形成の際には先に作製した下部磁極突起層24、
記録ギャップ層６および上部磁極先端層８をレジスト等
により覆い、上部磁極後端層９の形成工程の影響を受け
ないようにする。図3および図４に示す薄膜磁気ヘッド
では、製造工程簡略化のために上部磁極先端層19と上部
磁極後端層９のレジストフレームを同時に形成し、同一
の磁極材料をフレーム内にメッキ形成することが多い。
一方、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、上記のように上部
磁極先端層19とは別にレジストフレームを形成し上部磁
極後端層用９の磁極材料をフレーム内に形成する。従っ
て、上部磁極後端層９に適した材料を使用することが出
来る。上部磁極後端層用材料としては飽和磁束密度は高
くなくても比抵抗が高く、渦電流損失を押さえることの
出来る材料が望ましい。従って、本発明の薄膜磁気ヘッ
ドには、基本的に上部磁極後端層９には上部磁極突起層
24あるいは上部磁極先端層８とは異なり、45NiFe等の高
比抵抗材料を使用することが望ましい。
端層９をフレームメッキ法により形成する。上部磁極後
端層９の形成の際には先に作製した下部磁極突起層24、
記録ギャップ層６および上部磁極先端層８をレジスト等
により覆い、上部磁極後端層９の形成工程の影響を受け
ないようにする。図3および図４に示す薄膜磁気ヘッド
では、製造工程簡略化のために上部磁極先端層19と上部
磁極後端層９のレジストフレームを同時に形成し、同一
の磁極材料をフレーム内にメッキ形成することが多い。
一方、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、上記のように上部
磁極先端層19とは別にレジストフレームを形成し上部磁
極後端層用９の磁極材料をフレーム内に形成する。従っ
て、上部磁極後端層９に適した材料を使用することが出
来る。上部磁極後端層用材料としては飽和磁束密度は高
くなくても比抵抗が高く、渦電流損失を押さえることの
出来る材料が望ましい。従って、本発明の薄膜磁気ヘッ
ドには、基本的に上部磁極後端層９には上部磁極突起層
24あるいは上部磁極先端層８とは異なり、45NiFe等の高
比抵抗材料を使用することが望ましい。
【００３６】次に、図11(f)に示すように、下部非磁性
充填層21の上に下層コイル12をフレームメッキ法により
形成する。さらに、コイル12の間隙をAl2O3等からなる
上部非磁性絶縁層25で充填し、上部磁極先端層8、上部
磁極後端層9および上部非磁性絶縁層25の上面がほぼ同
一面となるようにＣＭＰにより研磨する。
充填層21の上に下層コイル12をフレームメッキ法により
形成する。さらに、コイル12の間隙をAl2O3等からなる
上部非磁性絶縁層25で充填し、上部磁極先端層8、上部
磁極後端層9および上部非磁性絶縁層25の上面がほぼ同
一面となるようにＣＭＰにより研磨する。
【００３７】次に、図12(g)に示すように、上部非磁性
充填層25の上に上層コイル12'をフレームメッキ法によ
り形成し、コイル12'の間隙をレジスト等のコイル絶縁
層11で充填する。
充填層25の上に上層コイル12'をフレームメッキ法によ
り形成し、コイル12'の間隙をレジスト等のコイル絶縁
層11で充填する。
【００３８】次に，図12(h)に示すように、上部磁極上
層13をフレームメッキ法により形成する。上部磁極上層
13に使用する材料として、下部磁極主層18と同様に82Ni
Fe膜も使用できるが、飽和磁束密度が高く比抵抗の高い
45NiFe膜が、膜厚を薄くしても記録磁界強度の低下が少
なく、また高周波における渦電流損失を低減することが
出来るため好ましい。
層13をフレームメッキ法により形成する。上部磁極上層
13に使用する材料として、下部磁極主層18と同様に82Ni
Fe膜も使用できるが、飽和磁束密度が高く比抵抗の高い
45NiFe膜が、膜厚を薄くしても記録磁界強度の低下が少
なく、また高周波における渦電流損失を低減することが
出来るため好ましい。
【００３９】次に、上部磁極上層13の上にAl2O3等から
なる保護層14を形成する。さらに、上記の各層を形成し
た基板を所定の形状に切断し、浮上面を研磨してスライ
ダーとする。これにスライダーを保持するサスペンショ
ンを取りつけ、記録、再生電流を流すための配線を施し
て薄膜磁気ヘッドとする。
なる保護層14を形成する。さらに、上記の各層を形成し
た基板を所定の形状に切断し、浮上面を研磨してスライ
ダーとする。これにスライダーを保持するサスペンショ
ンを取りつけ、記録、再生電流を流すための配線を施し
て薄膜磁気ヘッドとする。
【００４０】上記のように、本発明の薄膜磁気ヘッドの
磁界強度は下部磁極突起層24および上部磁極先端層8に
使用する磁性材料の飽和磁束密度によって大きく影響を
受けるので、下部磁極突起層24および上部磁極先端層8
に使用する磁性材料の飽和磁束密度を少なくとも1.6T以
上とする必要がある。さらに好ましくは1.8T以上とする
ことが望ましい。
磁界強度は下部磁極突起層24および上部磁極先端層8に
使用する磁性材料の飽和磁束密度によって大きく影響を
受けるので、下部磁極突起層24および上部磁極先端層8
に使用する磁性材料の飽和磁束密度を少なくとも1.6T以
上とする必要がある。さらに好ましくは1.8T以上とする
ことが望ましい。
【００４１】一方、上部磁極上層13あるいは下部磁極主
層18に用いる磁性材料は上部磁極先端層8あるいは下部
磁極突起層24の記録ギャップに隣接する磁性材料より飽
和磁束密度は低くてよいが、渦電流を低減して高周波記
録特性を向上するために、比抵抗が高いほうが好まし
い。例えば、本発明の実施例で上部磁極先端層8および
下部磁極先端層24に用いたCoNiFe膜は17〜20μΩcmの比
抵抗を有するが、上部磁極上層13および下部磁極主層18
に用いた45Ni-Fe膜は45〜55μΩcmの高い比抵抗を有す
る。この高い比抵抗は幅が広くて渦電流効果の影響を受
けやすい上部磁極上層および下部磁極の渦電流を低減
し、高周波の磁界の立ち上がり速度を増加して高周波記
録特性を向上する上で効果がある。従って、上部磁極上
層あるいは下部磁極に用いる磁性材料は45μΩcm以上の
比抵抗を有することが望ましい。
層18に用いる磁性材料は上部磁極先端層8あるいは下部
磁極突起層24の記録ギャップに隣接する磁性材料より飽
和磁束密度は低くてよいが、渦電流を低減して高周波記
録特性を向上するために、比抵抗が高いほうが好まし
い。例えば、本発明の実施例で上部磁極先端層8および
下部磁極先端層24に用いたCoNiFe膜は17〜20μΩcmの比
抵抗を有するが、上部磁極上層13および下部磁極主層18
に用いた45Ni-Fe膜は45〜55μΩcmの高い比抵抗を有す
る。この高い比抵抗は幅が広くて渦電流効果の影響を受
けやすい上部磁極上層および下部磁極の渦電流を低減
し、高周波の磁界の立ち上がり速度を増加して高周波記
録特性を向上する上で効果がある。従って、上部磁極上
層あるいは下部磁極に用いる磁性材料は45μΩcm以上の
比抵抗を有することが望ましい。
【００４２】本発明の実施例においては、上部磁極先端
層8全体をCoNiFe膜で構成した例を示したが、上部磁極
先端層8を２層以上で構成し、記録ギャップ層に隣接す
る層を高飽和磁束密度を有するCoNiFe膜とし、上部磁極
上層13に隣接する層をCoNiFe膜より飽和磁束密度が低い
が耐食性が高い46NiFe膜で構成することにより、図11
(f)で示した上部磁極先端層8、上部磁極後端層9および
上部非磁性絶縁層25の研磨の際に腐食しやすいCoNiFe膜
が研磨面に露出しないので、研磨工程における腐食等の
不良の発生を防ぐ上で効果がある。この場合、記録磁界
強度を確保する上で、記録ギャップ層に隣接する高飽和
磁束密度層の膜厚を0.5μm以上とする必要がある。
層8全体をCoNiFe膜で構成した例を示したが、上部磁極
先端層8を２層以上で構成し、記録ギャップ層に隣接す
る層を高飽和磁束密度を有するCoNiFe膜とし、上部磁極
上層13に隣接する層をCoNiFe膜より飽和磁束密度が低い
が耐食性が高い46NiFe膜で構成することにより、図11
(f)で示した上部磁極先端層8、上部磁極後端層9および
上部非磁性絶縁層25の研磨の際に腐食しやすいCoNiFe膜
が研磨面に露出しないので、研磨工程における腐食等の
不良の発生を防ぐ上で効果がある。この場合、記録磁界
強度を確保する上で、記録ギャップ層に隣接する高飽和
磁束密度層の膜厚を0.5μm以上とする必要がある。
【００４３】本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、図2
に示すように下層コイル12が上部磁極先端層8と上部磁
極後端層9の間にあって上部磁極後端層9を周回するごと
く配置され、上層コイル12'がコイル絶縁層の中にあっ
て上部磁極上層後端部16を周回するごとく配置されてい
るが、図13(a)のように、下層コイル12および上層コイ
ル12'ともコイル絶縁層11の中にあって上部磁極上層後
端部16を周回するごとく構成しても良い。また、図13
(b)のように、下層コイル12を下部磁極先端層19と下部
磁極後端層20の間にあって下部磁極後端層20を周回する
如く配置し、上層コイル12'を上部磁極先端層8と上部磁
極後端層9の間にあって上部磁極後端層9を周回するごと
く構成しても良い。但し、図13(a)の構成よりは、図2の
構成が、上層コイル12'のみをコイル絶縁層11の中に収
容すれば良いので上部磁極上層13の高さを低減でき、そ
の結果ヘッド全体の磁路長を低減出来るため、高周波に
おける磁界立ち上がり速度を増加し、高周波での記録特
性を向上出来るという利点がある。また、図13(b)の構
成では、コイル絶縁層11が不要となってヘッド全体の磁
路長をさらに低減できるという特徴がある。また、前記
の実施例においては、コイルを上層、下層の２層とする
構成を示したが、１層もしくは4層以上としても本発明
の効果は同様である。
に示すように下層コイル12が上部磁極先端層8と上部磁
極後端層9の間にあって上部磁極後端層9を周回するごと
く配置され、上層コイル12'がコイル絶縁層の中にあっ
て上部磁極上層後端部16を周回するごとく配置されてい
るが、図13(a)のように、下層コイル12および上層コイ
ル12'ともコイル絶縁層11の中にあって上部磁極上層後
端部16を周回するごとく構成しても良い。また、図13
(b)のように、下層コイル12を下部磁極先端層19と下部
磁極後端層20の間にあって下部磁極後端層20を周回する
如く配置し、上層コイル12'を上部磁極先端層8と上部磁
極後端層9の間にあって上部磁極後端層9を周回するごと
く構成しても良い。但し、図13(a)の構成よりは、図2の
構成が、上層コイル12'のみをコイル絶縁層11の中に収
容すれば良いので上部磁極上層13の高さを低減でき、そ
の結果ヘッド全体の磁路長を低減出来るため、高周波に
おける磁界立ち上がり速度を増加し、高周波での記録特
性を向上出来るという利点がある。また、図13(b)の構
成では、コイル絶縁層11が不要となってヘッド全体の磁
路長をさらに低減できるという特徴がある。また、前記
の実施例においては、コイルを上層、下層の２層とする
構成を示したが、１層もしくは4層以上としても本発明
の効果は同様である。
【００４４】本発明の薄膜磁気ヘッドにおけるトラック
幅精度向上の効果、および磁界強度増加の効果はいずれ
のトラック幅においても得られるが、特にトラック幅が
0.4mm以下の狭トラック幅の領域になり、磁界強度およ
びトラック幅精度の低下が大きな問題になる領域におい
て優れた効果を発揮する。また、記録媒体の保磁力が27
9KA/m(3500Oe)以上の高保磁力媒体を使用する磁気ディ
スク装置に組み込まれる場合に優れた効果を発揮する。
さらに、本発明の薄膜磁気ヘッドを使用した磁気ディス
ク装置を組み込んだ磁気ディスクアレイ装置において優
れた効果を発揮する。
幅精度向上の効果、および磁界強度増加の効果はいずれ
のトラック幅においても得られるが、特にトラック幅が
0.4mm以下の狭トラック幅の領域になり、磁界強度およ
びトラック幅精度の低下が大きな問題になる領域におい
て優れた効果を発揮する。また、記録媒体の保磁力が27
9KA/m(3500Oe)以上の高保磁力媒体を使用する磁気ディ
スク装置に組み込まれる場合に優れた効果を発揮する。
さらに、本発明の薄膜磁気ヘッドを使用した磁気ディス
ク装置を組み込んだ磁気ディスクアレイ装置において優
れた効果を発揮する。
【００４５】本発明の薄膜磁気ヘッドの記録トラック幅
の加工精度を、図3に示した従来の薄膜磁気ヘッド、お
よび図４に示した下部磁極先端層を用いた薄膜磁気ヘッ
ドと比較するために、トラック幅中心値0.35μmのヘッ
ドを作製し、トラック幅ばらつきを測定した。結果を表
１に示す。
の加工精度を、図3に示した従来の薄膜磁気ヘッド、お
よび図４に示した下部磁極先端層を用いた薄膜磁気ヘッ
ドと比較するために、トラック幅中心値0.35μmのヘッ
ドを作製し、トラック幅ばらつきを測定した。結果を表
１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】表１のように、下部磁極先端層19および下
部磁極突起層24を有しない従来構造に比べて、下部磁極
先端層19を設け、トラック幅を決める上部磁極先端層８
を形成するためのレジストフレームを平坦面上に形成し
た図４の構造はトラック幅バラツキが低減した。さらに
本発明の下部磁極先端層を設け、さらに下部磁極突起層
を設けることにより、トラック幅を決める上部磁極先端
層８を形成するためのレジストフレームを平坦面上に形
成することができ、さらに下部磁極突起層24を設けるこ
とによりイオンミリング等のトリミング加工を行わずに
下部磁極の突起部を形成することが出来るために、飛躍
的にトラック幅バラツキが低減し、トラック幅の高精度
化を図ることができた。
部磁極突起層24を有しない従来構造に比べて、下部磁極
先端層19を設け、トラック幅を決める上部磁極先端層８
を形成するためのレジストフレームを平坦面上に形成し
た図４の構造はトラック幅バラツキが低減した。さらに
本発明の下部磁極先端層を設け、さらに下部磁極突起層
を設けることにより、トラック幅を決める上部磁極先端
層８を形成するためのレジストフレームを平坦面上に形
成することができ、さらに下部磁極突起層24を設けるこ
とによりイオンミリング等のトリミング加工を行わずに
下部磁極の突起部を形成することが出来るために、飛躍
的にトラック幅バラツキが低減し、トラック幅の高精度
化を図ることができた。
【００４８】
【発明の効果】上記に記載のように、本発明によれば、
下部磁極主層上に下部磁極先端層を設け、さらにこの上
に、ほぼ同一の平面形状を有する下部磁極突起層、記録
ギャップ層および上部磁極先端層を設けることにより、
トラック幅精度が高く、記録磁界強度の高い薄膜磁気ヘ
ッド及びその製造方法を提供することができる。本発明
の薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置および磁
気ディスクアレイ装置は279kA/m(3500Oe)以上の保磁力
を有する媒体と組み合わせることにより優れた性能を有
する磁気ディスク装置および磁気ディスクアレイ装置を
実現することができる。
下部磁極主層上に下部磁極先端層を設け、さらにこの上
に、ほぼ同一の平面形状を有する下部磁極突起層、記録
ギャップ層および上部磁極先端層を設けることにより、
トラック幅精度が高く、記録磁界強度の高い薄膜磁気ヘ
ッド及びその製造方法を提供することができる。本発明
の薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置および磁
気ディスクアレイ装置は279kA/m(3500Oe)以上の保磁力
を有する媒体と組み合わせることにより優れた性能を有
する磁気ディスク装置および磁気ディスクアレイ装置を
実現することができる。
【図１】 本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施例を示す斜
視図。
視図。
【図２】 図１の薄膜磁気ヘッドの断面図。
【図３】 従来の薄膜磁気ヘッドを示す断面図。
【図４】 従来の薄膜磁気ヘッドを示す断面図。
【図５】 従来の薄膜磁気ヘッドを示す断面図。
【図６】 本発明の実施例における薄膜磁気ヘッドと従
来の薄膜磁気ヘッドの記録磁界強度Hxmaxとトリム深さ
および下部磁極突起層厚さとの関係を示す図。
来の薄膜磁気ヘッドの記録磁界強度Hxmaxとトリム深さ
および下部磁極突起層厚さとの関係を示す図。
【図７】 本発明の実施例における薄膜磁気ヘッドの各
部寸法と記録磁界強度Hxmaxとの関係を示す図。
部寸法と記録磁界強度Hxmaxとの関係を示す図。
【図８】 本発明の実施例における薄膜磁気ヘッドの各
部寸法と記録磁界強度Hxmaxとの関係を示す図。
部寸法と記録磁界強度Hxmaxとの関係を示す図。
【図９】 本発明の実施例における薄膜磁気ヘッドの各
部寸法と記録磁界強度Hxmaxとの関係を示す図。
部寸法と記録磁界強度Hxmaxとの関係を示す図。
【図１０】 本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す
各工程における断面図。
各工程における断面図。
【図１１】 本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す
各工程における断面図。
各工程における断面図。
【図１２】 本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す
各工程における断面図。
各工程における断面図。
【図１３】 本発明の薄膜磁気ヘッドの他の実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
１：基板 ２：下部磁気シールド ３：再生ギャップ
３’：下部再生ギャップ ３”：上部再生ギャップ ４：再生素子 ６：記録ギャ
ップ層 ８：上部磁極先端層 ９：上部磁極後端層 １
１：コイル絶縁層 １２：下層コイル １２’：上層コ
イル １３：上部磁極上層 １４：保護層１５：浮上面
１６：上部磁極上層後端部 １７：記録媒体 １８：
下部磁極主層 １９：下部磁極先端層 ２０：下部磁極後端層 ２１：下部非磁性絶縁層 ２
２：上部磁気シールド ２３：セパレート層 ２４：下
部磁極突起層 ２５：上部非磁性絶縁層 ２６：コイル
絶縁層斜面
３’：下部再生ギャップ ３”：上部再生ギャップ ４：再生素子 ６：記録ギャ
ップ層 ８：上部磁極先端層 ９：上部磁極後端層 １
１：コイル絶縁層 １２：下層コイル １２’：上層コ
イル １３：上部磁極上層 １４：保護層１５：浮上面
１６：上部磁極上層後端部 １７：記録媒体 １８：
下部磁極主層 １９：下部磁極先端層 ２０：下部磁極後端層 ２１：下部非磁性絶縁層 ２
２：上部磁気シールド ２３：セパレート層 ２４：下
部磁極突起層 ２５：上部非磁性絶縁層 ２６：コイル
絶縁層斜面
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フロントページの続き
(72)発明者 芳田 伸雄
東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(72)発明者 福井 宏
神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会
社日立製作所ストレージシステム事業部内
Ｆターム(参考） 5D033 BA07 BA13 BA15 BA21 BA34
BB03 CA01 DA31
5D034 BA02 BB01 BB08 DA07
Claims (13)
- 【請求項１】基板上に形成された磁気シールド層および
再生素子を有する再生部と、下部磁極、上部磁極、コイ
ルおよび非磁性絶縁層を有する記録部とを複合した薄膜
磁気ヘッドにおいて、前記下部磁極は少なくとも下部磁
極主層と下部磁極先端層と下部磁極突起層を含み、前記
上部磁極は少なくとも上部磁極先端層と上部磁極上層を
含み、前記コイルは前記上部磁極上層と前記下部磁極主
層の間に配置されてなり、前記非磁性絶縁層は前記コイ
ルと前記上部磁極上層と前記下部磁極主層の間を充填し
てなり、前記下部磁極先端層は前記下部磁極主層の先端
部と磁気的に結合し、前記下部磁極先端層と下部非磁性
絶縁層からなる面上に、ほぼ同一の平面形状を有し浮上
面においてトラック幅を規定する前記下部磁極突起層お
よび前記上部磁極先端層が記録ギャップ層を介して積層
されてなり、前記上部磁極上層の先端部が前記上部磁極
先端層と磁気的に結合し、かつ、下部磁極先端層のトラ
ック幅方向の幅がトラック幅より大きく、さらに、下部
磁極突起層および上部磁極先端層の浮上面からの長さが
下部磁極先端層の浮上面からの長さより大きいことを特
徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項２】前記下部磁極が前記下部磁極後端層を含
み、前記上部磁極が前記上部磁極後端層を含み、前記下
部磁極主層の後端部と前記下部磁極後端層と前記上部磁
極後端層および前記上部磁極上層の後端部が磁気的に結
合してなることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気
ヘッド。 - 【請求項３】前記下部磁極突起層の厚さが前記上部磁極
先端層の厚さより小さいことを特徴とする請求項１ない
し請求項2のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項４】前記下部磁極突起層の厚さが0.05μm以
上、0.35μm以下であることを特徴とする請求項3に記載
の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項５】前記下部磁極突起層および前記上部磁極先
端層が浮上面から磁極広がり位置までトラック幅に相当
する幅を有し、磁極広がり位置からヘッド後部方向に向
かって幅が増加することを特徴とする請求項1から請求
項4のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項６】前記上部磁極先端層が複数の飽和磁束密度
の異なる磁性層で構成され、記録ギャップ側の磁性層が
記録ギャップより遠い側の磁性層より飽和磁束密度が高
いことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記
載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項７】前記上部磁極先端層あるいは前記下部磁極
突起層に使用する少なくとも一部の磁性材料の飽和磁束
密度が前記下部磁極主層あるいは前記上部磁極上層に使
用する磁性材料の飽和磁束密度より高いことを特徴とす
る請求項1から請求項6のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッ
ド。 - 【請求項８】前記下部磁極主層あるいは前記上部磁極上
層に使用する磁性材料の比抵抗が前記上部磁極先端層あ
るいは前記下部磁極突起層の少なくとも一部に使用する
磁性材料の比抵抗より高いことを特徴とする請求項1か
ら請求項7のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項９】前記下部磁極突起層に使用する磁性材料の
飽和磁束密度が前記下部磁極先端層に使用する磁性材料
の飽和磁束密度より高いことを特徴とする請求項１から
請求項8のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１０】前記下部磁極後端層あるいは前記上部磁
極後端層に使用する磁性材料の比抵抗が前記下部磁極突
起層あるいは前記上部磁極先端層の少なくとも一部に使
用する磁性材料の比抵抗より高いことを特徴とする請求
項1から請求項9のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１１】前記記録ギャップ層が非磁性金属層また
は飽和磁束密度が0.02T以下の弱磁性金属層からなるこ
とを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記
載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１２】基板上に下部磁気シールド層、下部再生
ギャップ、再生素子、上部再生ギャップ、上部磁気シー
ルド層、セパレート層及び下部磁極主層を形成し、該下
部磁極主層の上に下部磁極先端層と下部磁極後端層を形
成し、該下部磁極先端層と下部磁極後端層の間に下部非
磁性絶縁層を充填し、該下部磁極先端層と下部非磁性絶
縁層の表面を平坦化し、この上に下部磁極突起層、記録
ギャップ層及び上部磁極先端層を前記下部磁極先端層よ
り長くなるように同一フレームを用いてメッキ法により
形成し、さらに上部磁極後端層及び下層コイルを形成
し，該下層コイルの間隙を上部非磁性絶縁層で充填し、
該上部非磁性絶縁層の上に上層コイルを形成し、該上層
コイルを絶縁層で充填し、前記上部磁極先端層、絶縁層
及び上部磁極後端層の上に上部磁極主層を前記上部磁極
先端層より後退させて形成することを特徴とする薄膜磁
気ヘッドの製造方法。 - 【請求項１３】磁気記録媒体とそれを駆動するモーター
と、該磁気記録媒体に記録再生するための磁気ヘッド
と、該磁気ヘッドの位置決めをする機構と、これらを制
御する回路と、前記磁気ヘッドに記録信号を供給し当該
磁気ヘッドからの再生信号を処理する回路とを有する磁
気ディスク装置において、前記磁気ヘッドとして請求項
1から請求項1１のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドを少
なくとも１つ搭載し、前記磁気記録媒体の保磁力が279k
A/m(3500Oe)以上であることを特徴とする磁気ディスク
装置。
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