JP2005116090A - 薄膜磁気ヘッド、これを用いた磁気記録装置及びその製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッド、これを用いた磁気記録装置及びその製造方法 Download PDF

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Yoshitaka Sasaki
佐々木　芳高
Takehiro Kamikama
上釜　健宏
Hiroyuki Ito
浩幸 伊藤
Kazuo Ishizaki
和夫 石崎
Shigeki Tanemura
茂樹 種村
Hironori Araki
荒木　宏典
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Abstract

【課題】１００（Ｇｂ／ｐ）以上の高記録面密度に対応でき、狭トラック幅でありながら充分なオーバライト特性を確保することができ、５．５μｍ以下のヨーク長を持つ高周波対応型の薄膜磁気ヘッド、磁気記録装置、及び、その製造方法を提供する。
【解決手段】上部に位置する第２のヨーク部（第３の磁性膜）２２２は、広い部分２２３と、細い部分２２４と、傾斜フレア部２２５とを含む。広い部分２２３は、表面が平坦で、媒体対向面を基準にして後方側のバックギャップ部２１６〜２１８により、第１の磁性膜２１１と結合されている。細い部分２２４は、第２のポール部を構成し、表面が、広い部分２２３の表面よりは低い位置にある。傾斜フレア部２２５は、細い部分２２４の表面から広い部分２２３の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、薄膜磁気ヘッド、これを用いた磁気記録装置及びその製造方法に関し、更に詳しくは、薄膜磁気ヘッドに備えられた書き込み素子の改良に係る。
近年、ハードディスク装置の面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。薄膜磁気ヘッドの性能向上は、２つの側面から達成しなければならない。一つは読み取り素子の性能の向上であり、もう一つは書き込み素子の性能の向上である。
読み取り素子の性能は、スピンバルブ膜（ＳＶ膜）または強磁性トンネル接合を用いたＧＭＲ（Giant Magnetoresistive）ヘッドの開発及び実用化により、著しく向上した。最近では、面密度１００（Ｇｂ／ｐ）を超える勢いである。
一方、書き込み素子の性能向上に関しては、次に述べるような種々の解決すべき問題がある。
まず、薄膜磁気ヘッドは、コンピュータにおける磁気記録装置の構成要素として用いられるものであるから、高周波特性に優れ、高速データ転送に適合するものであることが要求される。薄膜磁気ヘッドの高周波特性は、書き込み素子を構成するヨーク部、及び、コイルの構造に密接に関連する。この様な観点から、従来より種々の先行技術が提案されている。
例えば、U.S.P.6,043,959号明細書は、第２のヨーク部（上部ヨーク部）を平面状に形成して、コイルの相互誘導インダクタンスを低減させ、高周波特性を改善する技術を開示している。U.S.P.6,259,583 B1号明細書は、第２のヨーク部を、高透磁率で低異方性の層と、非磁性層とを交互に積層して、平面状に形成する構造を開示している。
上述した先行技術に示されているような平面形状のポール構造は、フォトリソグラフィによって画定されたものであり、記録密度を高めるためには、さらに、半導体加工技術を適用して、ポール部にサブミクロン加工を施し、狭トラック構造を実現しなければならない。しかし、このサブミクロン加工には、次に述べるような問題が付きまとう。
まず、ポール部の構造が狭トラック構造になればなるほど、ポール部が磁気飽和を起こしやすくなり、書き込み能力が低下する。そこで、ポール部に飽和磁束密度の高い磁性材料（以下、HiBs材と称する）を用いることが必要になる。
HiBs材としては、FeN、CoFeN、NiFe、CoNiFeなどが知られている。このうち、FeN、CoFeNなどは、たとえば、２．４Ｔの高い飽和磁束密度を示すが、メッキによるパターン化が困難であり、スパッタによって成膜した後、イオンミリングでパターン化する必要がある。しかし、０．２μｍ以上の厚い膜厚を有するスパッタ膜の場合、フォトレジストで構成されるマスク、又は、上部ポールを構成する磁性膜によって構成されるマスクの関係から、０．２μｍ以下のトラック幅を、精度良くコントロールすることが非常に困難であった。
一方、NiFe、CoNiFeなどは、メッキにより、容易にパターン化できる。また、NiFeの場合、ＮｉとＦｅとの組成比について、Ｆｅの比率を大きくすることにより、１．５Ｔ〜１．６Ｔの飽和磁束密度が得られる。しかも、組成比のコントロールも容易である。
しかし、８０〜１００（Ｇｂ／ｐ）の面密度になると、トラック幅が０．１〜０．２μｍの微小値になり、それに伴って、２．３〜２．４Ｔの高飽和磁束密度が要求されることになり、NiFeでは、この要求を満たすことができない。メッキ法では、CoNiFeが有力であるが、その飽和磁束密度は１．８Ｔ程度であり、トラック幅が０．１〜０．２μｍの微小値になった場合に必要な２．３〜２．４Ｔの高飽和磁束密度を満たすことができない。
そこで、従来は、メッキ下地膜となるSeed膜に、例えば、飽和磁束密度２．４ＴのCoFeをスパッタ膜として形成し、その上に、飽和磁束密度２．３ＴのCoNiFeをメッキするのが一般的であった。
上述した手法によって、例えば、上部ポールを作成した場合、ポールを、目標の狭トラック幅にするためには、上部ポールの下に存在するSeed膜を、上部ポールをマスクとして、Ion Beamなどによってトリミングしなければならない。
ところが、Seed膜は、例えばCoFeのスパッタ膜であり、Ion Beamによるトリミングが非常に困難である。このため、上部ポールをマスクにして、下部ポールをトリミングする場合に、上部ポールの膜減りが大きくなり、例えば、３〜３．５μｍのメッキ膜として形成された上部ポールが、例えば、１．０μｍの膜厚まで薄くなってしまう。上部ポールが、このような薄い膜厚になると、書き込み時に、上部ポールで磁気飽和を起こし、オーバライト特性が著しく劣化してしまう。
また、イオン．ミリングによって、上部ポールの幅を０．１〜０．２μｍの微小幅にトリミングする必要があるため、Ion Beamを広い角度で照射する必要があり、上部ポールの先端に向かうほどトリミング量が多くなり、上部ポールが三角形状、又は、台形状になってしまう。このため、上部ポールの体積が小さくなり、磁気飽和を一層生じやすくなる。
次に、ポールのトリミングに当たって、従来は、上部ヨーク部の形状に沿って、コイル部分を覆うようにトリミング．マスクを設け、上部ヨーク部及び上部ポールを、マスクで覆うことはしなかった。その理由は、上部ヨーク部及びそれに連なる上部ポールの全体をトリミング．マスクで覆うと、マスクパターンのエッジでサイドウオールが発生し、ポールに付着したサイドウオールによって、サイドライトやサイドイレーズなどを生じてしまうと考えられていたからである。
さらに、従来は、上部ヨーク部を、マスクで覆っていなかったために、上部ポールから上部ヨーク部の広い部分にかけて、次第に幅が増大するフレア部が、Ion Beamによってトリミングされ、幅の拡大を開始するフレア．ポイントが、空気ベアリング面（以下ABSと称する）から後退してしまう。これも、磁気ボリュームを減少させ、オーバライト特性を劣化させる。
一般に、フレア部のフレアポイントが、ABSに近いほど、優れたオーバライト特性が得られる。トラック幅が０．２μｍ以下に狭小化された場合は、特に、フレアポイントをABSに近づけなければならない。従来のトリミング方法では、上述した理由から、フレアポイントが後退するほか、次の理由によっても、フレアポイントが後退する。
すなわち、従来は、上部ヨーク部の形状に沿って、コイル部分を覆うようにトリミング．マスクを設け、上部ヨーク部及び上部ポールを、マスクで覆うことはしなかったから、Ion Beamで下部ポールをトリミングした場合、それによって飛散した金属粒子が、上部ポールの側壁面に再付着する。所定のトラック幅を得るためには、この再付着膜は除去しなければならない。再付着膜の除去にあたっては、５０〜７５度の広い角度で、Ion Beamを照射しなければない。この広い角度のIon Beamの照射は、上部ポールを更に細らせる。しかも、ポールが、フレアポイントからABSに向かって、幅が次第に縮小するテーパ角を持つようになり、ABSで見たトラック幅が個々の薄膜磁気ヘッドで変動してしまうという問題を生じる。
また、平面形状のポール構造に半導体加工技術を適用して、ポール部にサブミクロン加工を施し、狭トラック構造が実現されたとしても、ポール部からヨーク部に向かって幅の広がるフレア部の表面が、ポール部の表面とヨーク部の表面と同一平面を構成するため、書き込み動作時に、フレア部のサイドから漏洩する磁束によって、磁気記録媒体上の隣のトラックの磁気記録が消去（サイドイレーズ）され、又は、隣のトラックに磁気記録がなされる（サイドライト）などの問題を生じる。このため、０．２μｍ以下の正確なトラックコントロールが困難であり、１００（Ｇｂ／ｐ）以上の高記録面密度を実現することができない。
次に、この種の薄膜磁気ヘッドでは、バックギャップからポール部までのヨーク長ＹＬが短いほど、優れた高周波特性が得られることが知られている。ヨーク長を短くするには、バックギャップからポール部までの間に配置されるコイルのターン数を減少させるか、又はターン数を減少させずに、コイル幅を小さくしなければならない。
しかし、コイルのターン数は、要求される起磁力によって定まるため、コイルターン数を減少させることによって、ヨーク長ＹＬを短くすることには限界がある。
一方、ターン数を減少させずに、コイル幅を小さくした場合は、コイルの電気抵抗が増え、書き込み動作時に発熱温度が上昇する。発熱温度が上昇すると、ポール部が熱膨張し、ポール部がABSに盛り上がるサーマルプロトリュージョンを発生する。サーマルプロトリュージョンが発生すると、書き込み及び読み取り動作時に、サーマルプロトリュージョンを生じた部分が磁気記録媒体に接触し、ヘッドクラッシュ又は磁気記録媒体上の磁気記録の損傷若しくは破壊を招くから、厳に回避しなければならない。サーマルプロトリュージョンの回避が不可能であれば、結局は、薄膜磁気ヘッドの浮上量を増大させなければならず、そうすると、高記録密度のための低浮上量化の要求に応えることができなくなる。
米国特許第６，０４３，９５９号明細書 米国特許第６，２５９，５８３号明細書
本発明の課題は、１００（Ｇｂ／ｐ）以上の高記録面密度に対応できる高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。
本発明のもう一つの課題は、狭トラック幅でありながら、充分なオーバライト特性を確保し得る高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。
本発明の更にもう一つの課題は、ポールが、２．２〜２．４（Ｔ）の高飽和磁束密度材料（HiBs材料と称する）を含み、０．１〜０．２μｍのトラック幅を有する高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。
本発明の更にもう一つの課題は、ヨーク長を短くし、高周波特性を改善した高周波対応型の薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。
本発明の更にもう一つの課題は、ヨーク長が５．５μｍ以下のヨーク長を持つ高周波対応型の薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。
本発明の更にもう一つの課題は、コイルターン数を維持したままで、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減した薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。
本発明の更にもう一つの課題は、上述した薄膜磁気ヘッドを製造するのに適した製造方法を提供することである。
上述した課題を解決するため、本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、書き込み素子に含まれる第２のヨーク部（上部ヨーク部）が、広い部分と、細い部分とを含む。前記広い部分は、表面が平坦で、前記媒体対向面を基準にして後方側のバックギャップ部により、前記第１のヨーク部と結合されている。これにより、第１のヨーク部、バックギャップ部、第２のヨーク部及び書き込みギャップ膜をめぐる書き込み磁気回路が構成される。
前記コイルは、前記第１のヨーク部の前記一面上に形成された第１の絶縁膜の面上で、前記バックギャップ部の周りを、渦巻き状に周回する。したがって、コイルに書き込み電流を供給し、第１のヨーク部、バックギャップ部、第２のヨーク部及び書き込みギャップ膜をめぐる書き込み磁気回路を通り、ギャップ膜の部分で漏洩する磁束によって、磁気記録媒体に磁気記録を与えることができる。
前記第２のヨーク部の前記細い部分は、前記第２のポール部と、傾斜フレア部とを含んでいる。前記第２のポール部は、表面が、前記広い部分の表面よりは低い位置にあり、前記傾斜フレア部は、前記第２のポール部の前記表面から前記広い部分の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大されている。
この構造により、第２のポール部の表面と、第２のヨーク部の表面との間には、傾斜フレア部による三次元的段差が生じることになる。この三次元的段差は、フレアポイントに至るまで、大きな磁気ボリュームを与えるから、オーバライト特性が改善される。従って、本発明によれば、狭トラック幅でありながら、充分なオーバライト特性を確保し得る高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現することができる。
しかも、傾斜フレア部は、ABSに近く、かつ、第２のポール部の表面から、第２のヨーク部の広い部分の表面に向かって、傾斜しているから、書き込み動作時に、傾斜フレア部から漏洩する磁束によって、磁気記録媒体上の隣のトラックの磁気記録が消去される（サイドイレーズ）ことも、磁気記録媒体上の隣のトラックに磁気記録がなされる（サイドライト）こともなくなる。
従って、本発明によれば、０．１〜０．２μｍのトラック幅を有し、１００（Ｇｂ／ｐ）以上の高記録面密度に対応できる高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現することが可能になる。
具体的な態様として、第２のポール部の表面及び傾斜フレア部の表面は、第２の磁性膜の上に付着された第３の磁性膜の表面を、部分的にエッチングして得られる。好ましくは、第２の磁性膜は、Co及びＦｅを含む磁性材料でなる。より具体的には、第２の磁性膜はCoFe又はCoFeNの何れかでなる。CoFe又はCoFeNは、飽和磁束密度が２．２〜２．４（Ｔ）のHiBs材料であり、０．１〜０．２μｍのトラック幅を有する高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現できる。
CoFe又はCoFeNでなる第２の磁性膜は、具体的には、スパッタ膜で構成する。その意図は、第２の磁性膜をSeed層として利用し、その上に第３の磁性膜をメッキによって形成することである。第３の磁性膜は、例えば、CoNiFeによって構成する。
一つの好ましい態様として、前記第１のポール部は、前記ギャップ膜と隣接するポール片が、幅方向の両側において、前記第２のポール部の幅に合わせてトリミングされ、トリミングによって生じた凹部の底部の厚みが、前記ポール片に向かうにつれて増大している。この構成によれば、ギャップ膜と隣接するポール片の磁気飽和を回避し、オーバライト特性を改善することができる。
前記ギャップ膜と隣接するポール片を構成する磁性膜は、CoFe、CoFeN、FeAlN、FeN、FeCo又はFeZrNのいずれかで構成される。CoFe、CoFeNの場合はメッキ膜として構成でき、FeAlN、FeN、FeCo又はFeZrNの場合は、スパッタ膜によって構成できる。
コイルは、第１のコイルと、第２のコイルとを含む。第１のコイル及び第２のコイルは、第１のヨーク部の一面上に形成された第１の絶縁膜の面上で、バックギャップ部の周りを、渦巻き状に周回し、一方が、他方のコイルターン間のスペースに、第２の絶縁膜を介して嵌め込まれ、同一方向の磁束を生じるように接続される。
第１のコイル及び第２のコイルの間に存在する第２の絶縁膜は、例えば、Chemical Vapor Deposition(以下、CVDと称する)を適用して、０．１μｍ程度の極薄膜のAl2O3膜として形成できる。したがって、バックギャップ部と第１のポール部との間で、第１のコイル及び第２のコイルの断面積を最大化し、コイルターン数を維持したままで、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減することができる。これにより、書き込み動作時に、ポール部におけるサーマルプロトリュージョンの発生を抑制し、ヘッドクラッシュ及び磁気記録媒体上の磁気記録の損傷若しくは破壊を回避し、延いては、高記録密度のための低浮上量の要求に応えることができることになる。
第１のコイル及び第２のコイルは、一方が、他方のコイルターン間のスペースに、第２の絶縁膜を介して嵌め込まれているから、コイル導体の配線密度が高くなる。このため、同一のターン数を保った状態では、ヨーク長ＹＬを短くすることができる。
第１のコイル及び第２のコイルは同一方向の磁束を生じるように接続される。第１のコイル及び第２のコイルは、巻き方向が同一になるので、第１のコイルの内端と、第２のコイルの外端とを接続した直列接続構造をとることにより、同一方向の磁束を生じさせることができる。あるいは、第１のコイル及び第２のコイルを並列に接続して、同一方向の磁束を生じるようにしてもよい。この場合は、ターン数は少なくなるが、コイル抵抗値を低減できる。
第１のコイル及び第２のコイルは、上面が導体面による同一平面を構成している。この構成によれば、第１のコイル及び第２のコイルの上面に対して、共通の第３の絶縁膜を付与することができるので、第１のコイル及び第２のコイルの上面に対する絶縁構造が簡単化される。また、第１のコイル及び第２のコイルの上に更に他のコイルを形成する際に、安定したベースを提供し、他のコイルを高精度のパターンとして形成することが可能になる。
第１のコイル及び第２のコイルの上に、更に、他のコイルを形成する際は、第１のコイル及び第２のコイルの平坦化とあわせて、ポール片及びバックギャップ片の上面も、コイルの導体面と同一平面となるようにする。こうすることにより、他のコイルを形成する際に必要となるポール片及びバックギャップ片を、平坦化された第１のポール片及びバックギャップ片の上面に、高精度パターンとして形成することができる。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、一般には、書き込み素子とともに、読み取り素子を含む複合型の薄膜磁気ヘッドを構成する。読み取り素子は、巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＧＭＲ素子と称する）を含む。ＧＭＲ素子は、スピンバルブ膜または強磁性トンネル接合の何れかを含む。
上述した薄膜磁気ヘッドの製造にあたっては、第３の磁性層を、均一な膜厚となるように形成した後、第３の磁性膜のうち、第２のポール部、および、傾斜フレア部となる部分を除き、第３の磁性膜の全体を、レジストマスクによって覆う。
次に、第３の磁性膜のうち、少なくとも、第２のポール部となる部分、および、傾斜フレア部となる部分であって、レジストマスクによって覆われていない部分をエッチングし、狭幅化されたトラック幅を得る。
上記製造方法によれば、本発明に係る薄膜磁気ヘッドを、確実に製造することができる。
前記エッチング工程は、前記レジストマスクの存在下で、前記第３の磁性膜及び前記ギャップ膜をエッチングした後、前記レジストマスクを剥離し、前記レジストマスクを剥離した後、前記第２の磁性膜をエッチングする工程を含むことができる。
さらに別の態様として、前記エッチング工程は、前記レジストマスクの存在下で、前記ギャップ膜の表面までエッチングした後、前記レジストマスクを剥離し、前記レジストマスクを剥離した後、前記ギャップ膜及び前記第２のポール部をエッチングする工程を含むこともできる。
本発明は、更に、薄膜磁気ヘッドとヘッド支持装置とを組み合わせた磁気ヘッド装置、及び、この磁気ヘッド装置と磁気記録媒体（ハードディスク）とを組み合わせた磁気記録再生装置についても開示する。
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。図面は単なる例示にすぎない。
１．薄膜磁気ヘッド
図１〜図４を参照すると、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、スライダ５と、書き込み素子２と、読み取り素子３とを含む。スライダ５は、例えば、Al2O3−TiC等でなる基体１５の表面に、Al2O3、SiO2等の絶縁膜１６を設けた（図３参照）セラミック構造体である。スライダ５は、媒体対向面に浮上特性制御用の幾何学的形状を有している。そのような幾何学的形状の代表例として、図示では、ABS側の基底面５０に、第１の段部５１、第２の段部５２、第３の段部５３、第４の段部５４、及び、第５の段部５５を備える例を示してある。基底面５０は、矢印F1で示す方向に流れる空気に対する負圧発生部となり、第２の段部５２及び第３の段部５３は、第１の段部５１から立ち上がるステップ状の空気軸受けを構成する。第２の段部５２及び第３の段部５３の表面は、ABSとなる。第４の段部５４は、基底面５０からステップ状に立ち上がり、第５の段部５５は第４の段部５４からステップ状に立ちあがっている。電磁変換素子２、３は第５の段部５５に設けられている。
電磁変換素子２、３は、書き込み素子２と、読み取り素子３とを含む。書き込み素子２及び読み取り素子３は、空気の流れ方向F1で見て、空気流出端（トレーリング．エッジ）の側に備えられている。
図３、図４を参照するに、書き込み素子２は、第１のヨーク部２１１と、第２のヨーク部２２１、２２２と、アルミナ等でなるギャップ膜２４と、第１のポール部Ｐ１と、第２のポール部Ｐ２と、第１のコイル２３１と、第２のコイル２３２とを有している。
第１のヨーク部２１１は、第１の磁性膜によって構成されている。図示実施例において、第１のヨーク部２１１は一層の第１の磁性膜によって構成されているので、第１のヨーク部２１１と第１の磁性膜とは同義である。以下の説明において、その簡単化のため、第１のヨーク部２１１を第１の磁性膜２１１と表現することがある。
第１の磁性膜２１１は、絶縁膜３４によって支持され、その表面は実質的に平坦な平面となっている。絶縁膜３４は、例えば、Al2O3、SiO2、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。
第２のヨーク部２２１、２２２は、第１の磁性膜２１１とはインナーギャップを介して向き合っている。第２のヨーク部２２１、２２２は、第２の磁性膜２２１と第３の磁性膜２２２とを積層した構造を有する。説明の簡単化のため、第２のヨーク部２２１、２２２を、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２と表現することがある。
第１の磁性膜２１１、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２は、例えば、NiFe、CoFe、CoFeN、CoNiFe、FeNまたはFeZrN等の磁性材料から選択することができる。第１の磁性膜２１１、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２のそれぞれは、各膜厚が、例えば、０．２５〜３μｍの範囲に設定される。このような第１の磁性膜２１１、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２はスパッタ、フレームメッキ又は両者の組み合せによって形成できる。
図示実施例において、第１の磁性膜２１１は、CoFeNまたはCoNiFeのいずれかによって構成するものとする。第３の磁性膜２２２はCoNiFeによって構成し、第２の磁性膜２２１は飽和磁束密度の高いCoFeNで構成することができる。
第１の磁性膜２１１、第３の磁性膜２２２及び第２の磁性膜２２１の先端部は、微小厚みのギャップ膜２４を隔てて対向する第１のポール部Ｐ１及び第２のポール部Ｐ２の一部を構成しており、第１のポール部Ｐ１及び第２のポール部Ｐ２において書き込みを行なう。ギャップ膜２４は、非磁性金属膜またはアルミナ等の無機絶縁膜によって構成される。
図示実施例において、第１のポール部Ｐ１は、第１の磁性膜２１１の端部によって構成される第１のポール片の上に、第２のポール片２１２、第３のポール片２１３及び第４のポール片２１４を、この順序で積層した構造を有する。第２のポール片２１２、第３のポール片２１３及び第４のポール片２１４は、CoFeNまたはCoNiFeなどのHiBs材によって構成する。
第２のポール部Ｐ２は、ギャップ膜２４の上に、第２の磁性膜２２１の端部によって構成される第５のポール片２２１、及び、第３の磁性膜２２２の端部によって構成される第６のポール片２２４を、順次に積層した構造となっている。
図４を参照すると、第１の磁性膜２１１の端部、第２のポール片２１２及び第３のポール片２１３は、ABSのトラック幅方向に広がりを見せているが、第４のポール片２１４は、その上端側が、両側から、狭トラック幅ＰＷとなるように削減されており、その上に積層されているギャップ膜２４、第２の磁性膜２２１の端部によって構成される第５のポール片２２１、及び、第３の磁性膜２２２の端部によって構成される第６のポール片２２４も、第４のポール片２１４とほぼ同じ狭トラック幅ＰＷとなっている。これにより、高密度記録に対応した狭トラック幅ＰＷが得られる。
第３の磁性膜２２２及び第２の磁性膜２２１は、更に、第１の磁性膜２１１との間にインナーギャップを保って、ABS５２、５３の後方に延び、バックギャップ片２１６、２１７及び２１８において、第１の磁性膜２１１に結合されている。これにより、第１の磁性膜２１１、第３の磁性膜２２２、第２の磁性膜２２１及びギャップ膜２４を巡る薄膜磁気回路が完結する。
インナーギャップは、絶縁膜２５４〜２５６及びギャップ膜２４によって埋められており、第３の磁性膜２２２及び第２の磁性膜２２１によって構成される第２のヨーク部は、ギャップ膜２４の上に形成されている。
第２の磁性膜２２１、及び、第３の磁性膜２２２によって構成される第２のヨーク部は、広い部分２２３と、細い部分２２４と、傾斜フレア部２２５とを含む。広い部分２２３は、表面が平坦で、ABS５２、５３を基準にして後方側のバックギャップ部２１６〜２１８により、第１の磁性膜２１１と結合されている。これにより、第１の磁性膜２１１、バックギャップ部２１６〜２１８、第２の磁性膜２２１、第３の磁性膜２２２及び書き込みギャップ膜２４をめぐる書き込み磁気回路が構成される。
細い部分２２４は、第２のポール部Ｐ２を構成する部分であって、表面が、広い部分２２３の表面よりは低い位置にある。傾斜フレア部２２５は、第２のポール部Ｐ２の表面から広い部分２２３の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大されている。
したがって、第２のポール部Ｐ２を構成する細い部分２２４の表面と、広い部分２２３の表面との間には、傾斜フレア部２２５による三次元的段差ΔＨ１が生じる（図３参照）ことになる。この三次元的段差ΔＨ１は、フレアポイントFP1（図３参照）においても、大きな磁気ボリュームを与えるから、オーバライト特性が改善される。従って、本発明によれば、狭トラック幅ＰＷでありながら、充分なオーバライト特性を確保し得る高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現することができる。
しかも、傾斜フレア部２２５は、ABS５２、５３に近く、かつ、細い部分２２４の表面から、広い部分２２３の表面に向かって、傾斜しているから、書き込み動作時に、傾斜フレア部２２５から漏洩する磁束によって、磁気記録媒体上の隣のトラックの磁気記録が消去される（サイドイレーズ）ことも、磁気記録媒体上の隣のトラックに磁気記録がなされる（サイドライト）こともなくなる。
従って、本発明によれば、０．１〜０．２μｍのトラック幅を有し、１００（Ｇｂ／ｐ）以上の高記録面密度に対応できる高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現することが可能になる。
第1のポール部P1において、ギャップ膜２４と隣接する第４のポール片２１４は、その膜厚が、傾斜フレア部２２５による三次元的段差ΔＨ１よりも大きく、その基部に、両側に広がる部分を有している。このような構造によれば、第４のポール片２１４は、その材料的特性であるHiBs特性に加えて、増大された断面積を有することになるので、第４のポール片２１４における磁気飽和を回避し、改善されたオーバライト特性を得ることができる。
具体的な態様として、細い部分２２４の表面及び傾斜フレア部２２５の表面は、第２の磁性膜２２１の上に付着された第３の磁性膜２２２の表面を、部分的にエッチングして得られる。好ましくは、第２の磁性膜２２１は、Co及びFeを含む磁性材料でなる。より具体的には、第２の磁性膜２２１はCoFe又はCoFeNの何れかでなる。CoFe又はCoFeNは、飽和磁束密度が２．２〜２．４（Ｔ）のHiBs材料であり、０．１〜０．２μｍのトラック幅を有する高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現できる。
CoFe又はCoFeNでなる第２の磁性膜２２１は、具体的には、スパッタ膜で構成する。その意図は、第２の磁性膜２２１をSeed層として利用し、その上に第３の磁性膜２２２をメッキによって形成することである。第３の磁性膜２２２は、例えば、CoNiFeによって構成する。
次に、図３〜図５とともに図６を参照すると、第１及び第２のコイル２３１、２３２は、バックギャップ部２１６〜２１８の周りを周回している。第１のコイル２３１は、スパイラル状であって、第１の磁性膜２１１の平坦な一面に形成された絶縁膜２５１の面上に配置され、絶縁膜２５１の面に対して垂直となる１つの軸の周りを平面状に周回する。第１のコイル２３１は、Ｃｕ（銅）などの導電金属材料によって構成される。絶縁膜２５１は、Al2O3、SiO2、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。
第２のコイル２３２もスパイラル状であって、第１のコイル２３１のコイルターン間のスペースに、絶縁膜２５２を介して嵌め込まれ、軸の周りを平面状に周回する。第２のコイル２３２も、Ｃｕ（銅）などの導電金属材料によって構成される。絶縁膜２５２も、Al2O3、SiO2、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。
第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の周りは、絶縁膜２５３によって埋められている（図３参照）。絶縁膜２５３も、Al2O3、SiO2、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。
第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の間に存在する絶縁膜２５２は、例えば、CVDを適用して、０．１μｍ程度の極薄膜のAl2O3膜として形成できる。したがって、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の断面積を最大化し、コイルターン数を維持したままで、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減することができる。これにより、書き込み動作時に、ポール部Ｐ１、Ｐ２におけるサーマルプロトリュージョンの発生を抑制し、ヘッドクラッシュ及び磁気記録媒体上の磁気記録の損傷若しくは破壊を回避し、延いては、高記録密度のための低浮上量の要求に応えることができることになる。
第２のコイル２３２は、第１のコイル２３１のコイルターン間のスペースに、絶縁膜２５２を介して嵌め込まれているから、コイル導体の配線密度が高くなる。このため、同一のターン数を保った状態では、ヨーク長ＹＬ（図３参照）を短くし、高周波特性を改善することができる。
第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は同一方向の磁束を生じるように接続される。第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、巻き方向が同一になるので、第１のコイル２３１の内端２８１と、第２のコイル２３２の外端２８３とを、接続導体２８２で接続した直列接続構造をとることにより、同一方向の磁束を生じさせることができる。第１のコイル２３１の外端２８６は接続導体２８５により端子２８４に接続され、更に、リード導体２９１により外部に導かれ、取り出し電極に接続される。第２のコイル２３２の内端２８７は接続導体２８８により、端子２８９に接続され、更に、リード導体２９２により外部に導かれ、取り出し電極に接続される。
図６の図示とは異なって、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２を並列に接続して、同一方向の磁束を生じるようにしてもよい。この場合は、ターン数は少なくなるが、コイル抵抗値を低減できる。
しかも、第２のコイル２３２と、第２のポール片２１２及びバックギャップ片２１６とは、例えば、CVDを適用して、０．１μｍ程度の極薄膜となり得る絶縁膜２５２によって隔てられるので、ヨーク長ＹＬの短縮化を、更に促進することができる。
第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、上面が導体面による同一平面を構成している。この構成によれば、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の上面に対して、共通の絶縁膜２５４を付与することができるので、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の上面に対する絶縁構造が簡単化される。また、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の上に、平坦な安定したベース面を形成し、その後に高精度のパターンを形成することができる。
この場合、第１のコイル２３１は、メッキ膜であり、第１の磁性膜２１１の一面に付着された絶縁膜２５１の上に形成される。第２のコイル２３２も、メッキ膜であり、第１のコイル２３１のコイルターン間に生じるスペース内において、絶縁膜２５２の上に形成される。絶縁膜２５２は、スペースの底面及び両側面に形成される。
保護膜２５８は、書き込み素子２の全体を覆っている。保護膜２５８は、Al2O3またはSiO2等の無機絶縁材料で構成されている。
読み取り素子３の付近には、第１のシールド膜３１と、絶縁膜３２と、第２のシールド膜３３とが備えられている。第１のシールド膜３１及び第２のシールド膜３３は、NiFe等によって構成される。第１のシールド膜３１は、Al2O3、SiO2等の絶縁膜１６の上に形成されている。絶縁膜１６はAl2O3−TiC等でなる基体１５の表面に形成されている。
読み取り素子３は、第１のシールド膜３１及び第２のシールド膜３３の間の絶縁膜３２の内部に配置されている。読み取り素子３は、端面がABS５２、５３に臨んでいる。読み取り素子３は、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を含む。ＧＭＲ素子は、スピンバルブ膜または強磁性トンネル接合素子の何れかによって構成することができる。
次に、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの別の実施例について、図７、図８を参照して説明する。図７及び図８において、図１〜図６に表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。図示実施例の薄膜磁気ヘッドの基本的構造は、図１〜図６に図示した薄膜磁気ヘッドと同じである。
図７、図８に図示された薄膜磁気ヘッドが図１〜図６に図示され説明された薄膜磁気ヘッドと相違する点の１つは、図７、図８に図示された薄膜磁気ヘッドでは、第１のコイル２３１の内端２８１の上に、導体層２８２〜２８５を積層し、第１のコイル２３１を第２のコイル２３２に接続するための接続導体を形成したことである。導体層２８２〜２８５は、第３のポール片２１３、第４のポール片２１４、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２と同一の工程によって形成され、パターン化されたものである。
従って、図７及び図８に示した薄膜磁気ヘッドによれば、図１〜図６に示した薄膜磁気ヘッドの有する作用効果が得られる他、第１のコイル２３１を第２のコイル２３２に接続するための接続導体形成工程が簡単化されるという利点が得られる。
更に、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの別の実施例について、図９を参照して説明する。図９において、図１〜図６に表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。図示実施例の薄膜磁気ヘッドの基本的構造は、図１〜図６に図示され、説明された薄膜磁気ヘッドと同じである。
図９に図示された薄膜磁気ヘッドが、図１〜図６に図示され説明された薄膜磁気ヘッドと相違する点の１つは、図９に図示された薄膜磁気ヘッドでは、第１のコイル２３１の内端２８１の上に、導体層２８２〜２８４を積層し、第１のコイル２３１を第２のコイル２３２に接続するための接続導体を形成したことである。導体層２８２〜２８４は、第３のポール片２１３、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２と同一の工程によって形成され、パターン化されたものである。
図９に示した薄膜磁気ヘッドによれば、図１〜図６に示した薄膜磁気ヘッドの有する作用効果が得られる他、第１のコイル２３１を第２のコイル２３２に接続するための接続導体形成工程が簡単化されるという利点が得られる。
もう一つの相違点は、第１のコイル２３１のみを備え、第１のコイル２３１のコイルターン間に生じるスペースを、絶縁膜２５２で埋め、絶縁膜２５２を絶縁膜２５４で覆ったことである。
２．薄膜磁気ヘッドの製造方法
（１）実施例１
製造方法に係る実施例１は、上述した薄膜磁気ヘッドのうち、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２を有する第１の態様に係る薄膜磁気ヘッド（図１〜図６）の製造プロセスである。図１１〜図４４に図示するプロセスは、ウエハー上で実行されるものであることを予め断っておく。
まず、図１０を参照すると、基体１５の上に付着された絶縁膜１６の上に、第１のシールド膜３１、読み取り素子３、絶縁膜３２、第２のシールド膜３３、絶縁膜３４及び第１の磁性膜２１１を、周知のプロセスによって形成する。その後、第１の磁性膜２１１の平坦な表面に、コイル形成に要する面積よりも少し大きい面積で、絶縁膜２５１を形成し、絶縁膜２５１の表面にSeed膜２６０を形成する。Seed膜２６０は、絶縁膜２５１の表面及び第１の磁性膜２１１の表面を覆うように形成する。Seed膜２６０は、Ｃｕメッキ下地膜として適切な材料を用い、Cu−CVDの適用によって、５０ｎｍ〜８０ｎｍの膜厚となるように形成する。
次に、Seed膜２６０の上にフォトレジスト膜RS1を、スピンコート法などの適用によって形成した後、コイルパターンを有するマスクＭＳＫを用いて露光し、現像する。これにより、図１１に図示するように、所定のパターンを有するレジストフレームFR1が形成される。フォトレジスト膜RS1は、ポジティブフォトレジスト、ネガティブフォトレジストの何れでもよい。実施例では、ポジティブフォトレジストを用いた場合を例にとって説明する。
次に、選択的Ｃｕメッキ処理を実行し、コイル形成用パターンＳ１の内部に存在するSeed膜２６０の上に、第１のコイル２３１を、例えば３〜３．５μｍの厚みとなるように成長させる。図１２は、上記選択的Ｃｕメッキ処理終了後の状態を示している。
次に、図１３に図示するように、レジストフレームFR1を、ケミカルエッチングなどの手段によって除去した後、ポール片及びバックギャップ片を形成するためのフォトリソグラフィ工程を実行して、ポール片及びバックギャップ片のためのレジストフレームを形成する。
次に、選択的メッキ処理を行い、第１の磁性膜２１１の上にポール片及びバックギャップ片を成長させ、その後、レジストフレームを、ケミカルエッチングなどの手段によって除去する。これにより、図１４に示すように、第１の磁性膜２１１の一面上に、ポール片２１２及びバックギャップ片２１６が間隔を隔てて形成される。
次に、図１５に示すように、第１のコイル２３１、ポール片２２１及びバックギャップ片２１６を覆うフォトレジスト膜RS２を形成する。この後、フォトレジスト膜RS２に対してフォトリソグラフィ工程を実行し、図１６に示すように、第１のコイル２３１及びその周囲を覆うレジストカバーFR2を形成し、更に、レジストカバーFR2の全体を覆う絶縁膜２５３を付着させる。絶縁膜２５３は、４〜５μｍの範囲の膜厚となるように形成する。
次に、絶縁膜２５３及びレジストカバーFR2を、Chemical Mechanical Polishing（以下、CMPと称する）によって研磨し、平坦化する。CMPにあたっては、アルミナ系スラリーを用いる。図１７はCMP処理を施した後の状態を示している。
次に、レジストカバーFR2を除去した後、絶縁膜２５１、２５３、第１のコイル２３１、第２のポール片２１２及びバックギャップ片２１６の表面及び側面に、絶縁膜２５２を付着させる。絶縁膜２５２は、具体的には、Al2O3−CVDによって形成されるもので、０．１μｍ程度の膜厚となるように形成する。
更に、絶縁膜２５２の表面に、Cu−CVDによって、０．０５〜０．１μｍの範囲の膜厚となるように、Seed膜２６１を付着させる。
次に、図１８に図示するように、Seed膜２６１の上に、第２のコイルとなるメッキ膜２３２を、例えば、５μｍの膜厚となるように形成する。メッキ膜２３２は、Ｃｕを主成分とする。
次に、図１９に図示するように、メッキ膜２３２をCMPによって研磨し、平坦化する。CMPにあたっては、アルミナ系スラリーを用いる。これにより、第２のコイル２３２が、平面状の渦巻きパターンとなるように、パターン化されるとともに、第１のコイル２３１から、絶縁膜２５２によって分離される。CMPにおいては、第２のポール片２１２、バックギャップ片２１６および絶縁膜２５３の表面も、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面と同一の平面となるように研磨される。
次に、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面を覆う絶縁膜２５４を付着させる。絶縁膜２５４は、Al2O3でなり、例えば、０．２μｍの膜厚となるように形成する。
次に、絶縁膜２５４を形成してある一面上で、フォトリソグラフィ工程を実行し、第１のコイル２３１の内端２８１と第２のコイル２３２の外端２８３（図６参照）とを接続する接続導体２８２のためのレジストフレーム、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７（図７参照）のためのレジストフレームを形成し、得られたレジストフレームによって画定されたパターンにしたがって、フレームメッキを実行する。これにより、図２０に示すように、接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７が形成される。接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７は、CoFe又はCoNiFeのメッキ膜であり、例えば、１〜２μｍの範囲の膜厚を有する。
次に、接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成してある表面に、Al2O3でなる絶縁膜２５５を、例えば、２〜３μｍの膜厚となるように付着させた後、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３、バックギャップ片２１７及び接続導体２８１の表面を、CMPによって研磨する。このCMPは、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の膜厚が、例えば、０．２〜０．６μｍの範囲となるように実行する。図２１はCMP実行後の状態を示している。
次に、図２２に図示するように、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の被研磨面に、第４のポール片２１４（図３参照）のための磁性膜２１４を、例えば、０．５μｍ〜１μｍの膜厚となるように、スパッタ形成する。磁性膜２１４は、CoFeN（２．４Ｔ）、FeAlN、FeN、FeCoまたはFeZrNによって構成することができる。実施例では、磁性膜２１４は、CoFeN（２．４Ｔ）によって構成されている。更に、磁性膜２１４の表面に、フレームメッキ法によって、NiFeまたはCoNiFeなどのパターンメッキ２５０を形成する。パターンメッキ２５０は、バックギャップ２１６、２１７及び第３のポール片２１３の真上に位置するように形成する。
次に、図２３に図示するように、パターンメッキ２５０をマスクとして、磁性膜２１４を、Ion Beamによってエッチングした後、アルミナなどでなる絶縁膜２５６を、２〜３μｍの膜厚となるようにスパッタし、次に、絶縁膜２５６を、パターンメッキ２５０が除去される位置まで、CMPによって研磨し平坦化する。図２４は、このCMP処理が終了した後の状態を示している。
次に、図２５に図示するように、CMPによって平坦化された面に、ギャップ膜２４を０．０６〜０．１μｍの膜厚となるように形成する。ギャップ膜２４は、例えば、Ｒｕなどの非磁性金属材料でなり、スパッタ等によって形成することができる。次に、ギャップ膜２４の表面、及び、平坦化面に、第２の磁性膜２２１を形成する。第２の磁性膜２２１は、HiBs材を用いて構成する。具体的には、FeAlN、FeN、CoFe、CoFeN、FeZrNなどのHiBs材料のうち、特に、CoFe、CoFeNが適している。第２の磁性膜２２１は、この後、第３の磁性膜をメッキによって形成する際に、Seed膜として用いられるものであり、例えば、０．３〜０．６μｍの膜厚となるように形成する。
この後、第２の磁性膜２２１をSeed膜として、フレームメッキ法により、第３の磁性膜２２２を形成する。第３の磁性膜２２２は、例えば、NiFe（組成比５５：４５）、CoNiFe（組成比約６７：１５：１８、１．９Ｔ〜２．１Ｔ）、または、CoFe（組成比４０：６０、２．３Ｔ）等によって構成される。その厚みは、３．５〜４．０μｍの範囲である。第３の磁性膜２２２は、図２６にも示すように、広い部分２２３と、細い部分２２４とを有するように形成される。広い部分２２３は、第2のヨーク部を構成する部分であり、細い部分２２４は第２のポール部を構成する部分である。
次に、図２７〜図２９に図示するように、第３の磁性膜２２２のうち、細い部分２２４を除き、第３の磁性膜２２２の広い部分２３の全体を、レジストマスクFR3によって覆う。レジストマスクFR3は、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２をも覆うように広がっている。また、レジストマスクFR3は、その端面が、細い部分２２４の表面に対して、直交するように形成する。
次に、図３０及び図３１に図示するように、レジストマスクFR3によって覆われていない領域を、Ion Beamによってエッチングする。このエッチングにより、レジストマスクFR3の周囲に露出しているSeed膜２２１、及び、第３の磁性膜２２２の細い部分２２４がトリミングされる。
レジストマスクFR3を有した状態でのエッチングは、Seed膜２２１の厚み内で留めてもよいし、ギャップ膜２４に達するまで実行してもよいし、ギャップ膜２４を通過し、第１のポール部を構成する磁性膜２１４に達するように実行してもよい。
図示実施例では、図３１に図示するように、レジストマスクFR3を有した状態でのエッチングは、Seed膜２２１の厚み内でとどめている。そして、図３２、図３３に図示するように、レジストマスクFR3を除去した後、磁性膜２１４までエッチングする。これにより、ギャップ膜と隣接する第４のポール片２１４が、幅方向の両側において、第２のポール部の幅に合わせてトリミングされる。トリミングによって生じた凹部の底部の厚みは、第４のポール片２１４に向かうにつれて増大している。この後、保護膜２５８（図２参照）する等して、製造プロセスが終了する。
上記エッチングプロセスによって、細い部分２２４の表面が、広い部分２２３の表面よりは低い位置まで、トリミングされる。これにより、細い部分２２４の表面から広い部分２２３の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大された傾斜フレア部２２５が生じる。
したがって、第２のポール部Ｐ２を構成する細い部分２２４の表面と、広い部分２２３の表面との間には、傾斜フレア部２２５による三次元的段差が生じることになる。この三次元的段差の利点については、既に述べたとおりである。
次に、ポールトリミングのプロセスについて、更に詳しく説明する。
ポールトリミングは、第１のポール部及び第２のポール部を同じ幅にすることにより、実効書き込みトラック幅の広がりを防止するために不可欠である。図３４及び図３５を参照すると、レジストマスクFR3は、第３の磁性膜２２２のうち、細い部分２２４に対応する部分が開口し、第３の磁性膜２２２の広い部分２３の全体、及び、コイルを覆っている。この状態で、細い部分２２４の表面をIon Beamによってトリミングする。このとき、レジストマスクFR3の周囲に存在する磁性膜２１3も、細い部分２２４のトリミング深さに応じた分だけエッチングされる。
図３５を参照すると、レジストフレームFR3は、ABSよりも、コイル側（後方側）で、かつ、フレアポイントFP1とほぼ一致する位置で立ち上がっている。従って、図３４及び図３５に示すトリミング工程において、フレアポイントFP1が変動することがないから、薄膜磁気ヘッドとしたときのABSからフレアポイントFP1までの距離を、一定した微小寸法に設定し、オーバライト特性を確保することができる。
次に、図３６、図３７に示すように、レジストマスクFR3を除去し、Seed膜として用いられている第２の磁性膜２２１を、第３の磁性膜２２２をマスクとして、Ion Beamによってエッチングする。第２の磁性膜２２１のエッチングプロセスでは、レジストマスクFR3は、既に除去されているので、第２の磁性膜２２１のエッチングによって生じた金属微粒子が、レジストマスクの側端面を介して、第２のポール部となる細い部分２２４に再付着することがない。このため、トラック幅を、例えば、０．２μｍ以下まで、狭小化がすることができる。
トリミングは、図３８、図３９に図示するように、さらに、第１のポール部を構成する最上層の磁性膜２１３まで達するように実行する。これにより、第１のポール部及び第２のポール部が同じトラック幅を有するようになり、実効書き込みトラック幅の広がりが防止される。
また、第３の磁性膜２２２のトリミング量は、ポール両側のトリミング量よりも大きくなる第３の磁性膜２２２の表面では、トリミングを妨げるものがないのに対し、ポール部の両側では、ポール自体が、ビームの妨げとなるからである。これにより、三次元的な段差構造が得られる。
次に、本発明に係るトリミング方法の利点について、従来トリミング方法と対比して説明する。
図４０は本発明に係るトリミング方法を示す平面図、図４２は図４０に示したトリミングを経た後の状態を示す図である。図４０は、図３５及び図３６に図示したプロセスを、平面的に示した図である。図４０を参照すると、レジストフレームFR3は、ABSよりも、コイル側（後方側）で、かつ、フレアポイントFP1とほぼ一致する位置で立ち上がっている。ただし、レジストフレームFR3の立ち上がり位置は、フレアポイントFP1と一致する必要はなく、その前後に設定されていてもよい。
本発明に係るトリミング方法によれば、レジストフレームFR3は、ABSよりも、コイル側（後方側）で立ち上がっているから、図４０に示すトリミング工程において、フレアポイントFP1が変動することがない。このため、薄膜磁気ヘッドとしたときのABSからフレアポイントFP1までの距離Ａを、一定した微小寸法に設定し、オーバライト特性を確保することができる。
図４１は従来のトリミング方法を示す平面図、図４３は図４１のトリミングを経た後の状態を示す平面図である。従来は図４１に図示するように、上部ヨークを構成する第３の磁性膜２２２の形状に沿って、コイル部分を覆うようにトリミング．マスクFR3を設け、上部ヨークとなる広い部分２２３及び上部ポールとなる細い部分２２４を、マスクで覆うことはしなかった。
このために、上部ポールとなる細い部分２２４から上部ヨークとなる広い部分２２３にかけて、次第に幅が増大する傾斜フレア部２２５が、Ion Beamによってトリミングされ、図４３に示すように、幅の拡大を開始するフレア．ポイントFP1が、点FP2まで後退し、ABSからフレアポイントFP2までの距離Ｂまで拡大される。距離Ｂは距離Ａよりも大きい（Ｂ＞Ａ）。
この後退は、磁気ボリュームを減少させ、オーバライト特性を劣化させる。なぜなら、傾斜フレア部２２５において、フレアポイントFP1が、ABSに近いほど、優れたオーバライト特性が得られるからである。トラック幅が０．２μｍ以下に狭小化された場合は、特に、フレアポイントをABSに近づけなければならない。
従来のトリミング方法では、上述した理由から、フレアポイントが後退するほか、別の問題点も生じる。この点について、図４４〜図４７を参照して説明する。
図４４は本発明に係るトリミング方法によって得られたポール構造を示す図、図４５は従来のトリミング方法によって得られたポール構造を示す図である。
本発明に係るトリミング方法では、図４４に図示するように、レジストマスクFR3を除去した後に、ポール部及びSeed膜を含む全体をIon Beamでトリミングする。この段階では、レジストマスクFR3はすでに除去されているから、３０度〜４５度と、比較的、小さい角度で、Ion Beamを照射することができる。このため、ポール部のトラック幅を高精度でコントロールすることができる。
これに対して、従来は、上部ヨークとなる第３の磁性膜２２２の形状に沿って、コイル部分を覆うようにトリミングマスクFR3を設け、第３の磁性膜２２２及び上部ポールを、マスクで覆うことはしなかったから、Ion Beamで磁性膜２１３をトリミングした場合、それによって飛散した金属粒子が、上部ポールの側壁面に再付着DP1、DP2する。所定のトラック幅を得るためには、この再付着膜DP1、DP2は除去しなければならない。再付着膜DP1、DP2の除去にあたっては、５０〜７５度の広い角度で、Ion Beamを照射しなければない。この広い角度のIon Beamの照射は、図４６に図示するように、上部ポールを構成する磁性膜２２２、２２１を更に細らせる。
しかも、ポールが、フレアポイントからABSに向かって、幅が次第に縮小するテーパ角を持つようになり、ABSで見たトラック幅が個々の薄膜磁気ヘッドで変動してしまうという問題を生じる。
また、平面形状のポール構造に半導体加工技術を適用して、ポール部にサブミクロン加工を施し、狭トラック構造が実現されたとしても、ポール部からヨーク部に向かって幅の広がる傾斜フレア部の表面が、ポール部の表面とヨーク部の表面と同一平面を構成するため、書き込み動作時に、傾斜フレア部のサイドから漏洩する磁束によって、磁気記録媒体上の隣のトラックの磁気記録が消去（サイドイレーズ）され、又は、隣のトラックに磁気記録がなされる（サイドライト）などの問題を生じる。このため、０．２μｍ以下の正確なトラックコントロールが困難であり、１００（Ｇｂ／ｐ）以上の高記録面密度を実現することができない。
本発明によれば、これら、従来のトリミング方法に付随する問題点を解決できることは、上述した説明から明らかである。
（２）実施例２
実施例２は、図７、図８に図示された薄膜磁気ヘッドの製造方法に係る。図４7〜図６５は、その製造プロセスを示している。図４７〜図６３に図示するプロセスも、ウエハー上で実行されるものであることを予め断っておく。
（Ａ）図４７の状態に至るプロセス
図４７を参照すると、基体１５の上に付着された絶縁膜１６の上に、第１のシールド膜３１、読み取り素子３、絶縁膜３２、第２のシールド膜３３、絶縁膜３４及び第１の磁性膜２１１が、周知のプロセスによって形成されている。
第１の磁性膜２１１は、NiFe（80％：20％）、NiFe(45％：55％)またはCoNiFeのメッキ膜で構成できるほか、FeAlN、FeN、FeCo、CoFeNまたはFeZrNなどのスパッタ膜により、０．５〜０．６μｍの膜厚として形成することもできる。
その後、第１の磁性膜２１１の平坦な表面に、コイル形成に要する面積よりも少し大きい面積で、絶縁膜２５１を、例えば、０．２μｍの膜厚となるように形成し、絶縁膜２５１の表面にSeed膜２６０を形成する。Seed膜２６０は、絶縁膜２５１の表面及び第１の磁性膜２１１の表面を覆うように形成する。Seed膜２６０は、Ｃｕメッキ下地膜として適切な材料を用い、Cu−CVDの適用によって、５０ｎｍ〜８０ｎｍの膜厚となるように形成する。
次に、Seed膜２６０の上にフォトレジスト膜を、スピンコート法などの適用によって形成した後、コイルパターンを有するマスクを用いて露光し、現像する。フォトレジスト膜は、ポジティブフォトレジスト、ネガティブフォトレジストの何れでもよい。上述した露光工程を経て現像することにより、レジストフレームが得られる。次に、選択的Ｃｕメッキ処理を実行し、コイル形成用パターンの内部に存在するSeed膜２６０の上に、第１のコイル２３１を、例えば３〜３．５μｍの厚みとなるように成長させる。図４７は、上記選択的Ｃｕメッキ処理終了後の状態を示している。
（Ｂ）図４８の状態に至るプロセス
図４７の状態から図４８の状態に至るプロセスでは、ポール片及びバックギャップ片を形成するためのフォトリソグラフィ工程を実行し、ポール片及びバックギャップ片のためのレジストフレームを形成する。
次に、選択的メッキ処理を行い、第１の磁性膜２１１の上にポール片及びバックギャップ片を、例えば３．５μｍの膜厚となるように形成し、その後、レジストフレームを、ケミカルエッチングなどの手段によって除去する。これにより、図４８に示すように、第１の磁性膜２１１の一面上に、ポール片２１２及びバックギャップ片２１６が間隔を隔てて形成される。ポール片２１２及びバックギャップ片２１６は、CoNiFe（組成比６７：１５：１８ １．８Ｔ〜１．９Ｔ）又はFeCo（組成比６０：４０ ２．４Ｔ）で構成することができる。
（Ｃ）図４９の状態に至るプロセス
図４８の状態から図４９の状態に至るプロセスでは、第１のコイル２３１、ポール片２２１及びバックギャップ片２１６を覆うフォトレジスト膜ＲＳ4を形成する。そして、フォトレジスト膜ＲＳ4によるレジストカバーをマスクにして、Ion Beam Etching（以下、IBEと称する）により、第１の磁性膜２１１を、選択的にエッチングする。
（Ｄ）図５０の状態に至るプロセス
図４９の状態から図５０の状態に至るプロセスでは、図４９に図示されたレジストカバーRS4を除去した後、図５０に図示するように、絶縁膜２５１、第１のコイル２３１、第２のポール片２１２及びバックギャップ片２１６の表面及び側面に、絶縁膜２５２を付着させる。絶縁膜２５２は、具体的には、Al2O3−CVDによって形成されるもので、０．０５〜０．１５μｍの膜厚となるように形成する。絶縁膜２５２は、減圧雰囲気下で、１００℃以上の温度で形成する。絶縁膜２５２をAl2O3膜として形成する場合、H2O、N2、N2OまたはH2O2の減圧雰囲気中に、Al(CH3)3またはAlCl3を交互に断続的に噴射するアルミナCVD膜形成方法を採用することができる。
次に、絶縁膜２５２の表面に、Seed膜２６１を付着させる。Seed膜２６１は、例えば、膜厚５０ｎｍのＣｕスパッタ膜、及び、膜厚５０ｎｍのCu−CVD膜の積層膜として構成することができる。
（Ｅ）図５１の状態に至るプロセス
図５０の状態から図５１の状態に至るプロセスでは、Seed膜２６１の上に、第２のコイルとなるメッキ膜２３２を、フレームメッキ法により、例えば、３〜４μｍの膜厚となるように形成する。メッキ膜２３２は、Ｃｕを主成分とし、選択メッキ法によって形成する。メッキ膜２３２によって覆われていないSeed膜２６１を希塩酸、希硫酸もしくは硫酸銅などを用いたウエットエッチング、又は、Ion Millingなどのドライエッチングによって除去する。
その後、メッキ膜２３２及びメッキ膜２３２によって覆われていない領域、及び、メッキ膜２３２を覆うように、Al2O3でなる絶縁膜２５３を形成する。絶縁膜２５３は、４〜６μｍのスパッタ膜として形成する。
（Ｆ）図５２の状態に至るプロセス
図５１の状態から図５２の状態に至るプロセスでは、絶縁膜２５３及びメッキ膜２３２をCMPによって研磨し、平坦化する。これにより、第２のコイル２３２が、平面状の渦巻きパターンとなるように、パターン化されるとともに、第１のコイル２３１から、絶縁膜２５２によって分離される。CMPにおいては、第２のポール片２１２、バックギャップ片２１６および絶縁膜２５３の表面も、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面と同一の平面となるように研磨される。
（Ｇ）図５３の状態に至るプロセス
図５２の状態から図５３の状態に至るプロセスでは、図５３に図示するように、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面を覆う絶縁膜２５４を付着させる。絶縁膜２５４は、Al2O3でなり、例えば、０．２μｍ〜０．５μｍの膜厚となるように形成する。
次に、絶縁膜２５４に対して、リアクティブ．イオン．エッチング（RIE）又はIon Millingを施し、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７（図７、図８参照）のための開口を形成する。その後、メッキにより、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成する。第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成した後は、レジストフレームは除去する。第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７は、CoFe又はCoNiFe（２．１〜２．３Ｔ）のメッキ膜であり、例えば、１〜２μｍの範囲の膜厚を有する。
次に、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成してある表面に、Al2O3でなる絶縁膜２５５を、例えば、１〜２μｍの膜厚となるように付着させた後、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の表面を、CMPによって研磨する。
（Ｈ）図５４及び図５５の状態に至るプロセス
図５３の状態から図５４の状態に至るプロセスでは、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の被研磨面に、磁性膜２１４を、例えば、０．５〜１．０μｍの膜厚となるように形成する。磁性膜２１４は、CoFeN（２．４Ｔ）のメッキ膜、又は、FeAlN、FeN、FeCoもしくはFeZrNのスパッタ膜によって構成することができる。この後、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の上に、NiFeまたはCoNiFeのパターンメッキ膜でなるマスク２５０が形成される。そして、マスク２５０を介して、磁性膜２１４をIBEの適用によってパターニングする。これにより、図５５に図示するように、第４のポール片２１４と、バックギャップ片２１８が形成される。
パターンメッキ膜でなるマスク２５０を用いて磁性膜２１４をパターニングする場合、Ion Beamが用いられ、その照射角度を零度と７５度に設定する。これにより、HiBs材でなる磁性膜２１４を選択的にパターニングすることができる。
磁性膜２１４は上記とは異なる方法によってもパターニングすることができる。例えば、Cl2またはBCl3＋Cl2などのハロゲン系ガス雰囲気中、５０℃〜３００℃の高温で、RIEを実行し、磁性膜２１４を、例えば、その膜厚の８０％程度までエッチングする。RIEを行うときの温度は、５０℃以上、特に、２００〜２５０℃の範囲が好ましい。この温度範囲であれば、高精度のパターンを得ることができる。
また、Cl2系ガスにO2を導入することで、エッチングプロファイルを正確にコントロールできる。特に、BCl3＋Cl2ガスにO2を混入することにより、残存ボロンガスの堆積物を綺麗に除去できるので、エッチングプロファイルを極めて正確にコントロールできる。
さらに、Cl2、BCl3＋Cl2またはこれらにO2を混入したガスに、CO2ガスを混合したエッチングガスを用いることにより、RIEのエッチングスピードが速まり、Mask材との選択比が３０〜５０％も向上する。
上述のようにして、磁性膜２１４を一部（８０％程度）エッチングした後、残存する磁性膜２１４に対して、追加的なIon Beam Etching（以下、IBEと称する）を施す。このIBEは、例えば、４０〜７０度の照射角度で行う。
上述したように、NiFeまたはCoNiFeのパターンメッキ膜でなるマスク２５０を用いて、磁性膜２１４をパターニングすることにより、第４のポール片２１４を正確に形成することができる。このため、第４のポール片２１４によって定まるスロートハイトを高精度でコントロールすることができる。例えば、スロートハイトを、０．１〜０．５μｍ又は０．２〜０．７μｍのように、自由にコントロールすることができる。したがって、書き込み電流の立ち上がりが速く、かつ、オーバライト特性の優れた薄膜磁気ヘッドを得ることができる。
しかも、厚いHiBs材で構成された第４のポール片２１４によってスロートハイトが決定されるため、メディアに磁気記録を与えるための書き込み磁束を、途中の漏洩を減少させながら、ポール端に集中させることができる。このため、サイドライトやサイドイレーズの問題が解消される。
（Ｉ）図５６及び図５７の状態に至るプロセス
図５５の状態から図５６の状態に至るプロセスでは、Al2O3でなる絶縁膜２５６を、スパッタなどの手段によって付着させる。この後、図５７に図示するように、絶縁膜２５６、第４のポール片２１４及びバックギャップ片２１８の表面を、CMPによって研磨して平坦化する。
（Ｊ）図５８及び図５９の状態に至るプロセス
図５7の状態から図５８及び図５９の状態に至るプロセスでは、第３の磁性膜２２２のうち、細い部分２２４を除き、第３の磁性膜２２２の広い部分２２３の全体を、レジストマスクＦＲ４によって覆う。レジストマスクＦＲ４は、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２をも覆うように広がっている。また、レジストマスクＦＲ４は、その端面が、細い部分２２４の表面に対して、直交するように形成する。
次に、図５８及び図５９に図示するように、レジストマスクＦＲ４によって覆われていない領域を、Ion Beamによってエッチングする。このエッチングにより、レジストマスクＦＲ４の周囲に露出しているSeed膜２２１、及び、第３の磁性膜２２２の細い部分２２４がトリミングされる。
レジストマスクＦＲ４を有した状態でのエッチングは、Seed膜２２１の厚み内で留めてもよいし、ギャップ膜２４に達するまで実行してもよいし、ギャップ膜２４を通過し、第１のポール部を構成する磁性膜２１４に達するように実行してもよい。
（Ｋ）図６０及び図６１の状態に至るプロセス
図５８及び図５９の状態から図６０及び図６１の状態に至るプロセスでは、レジストマスクＦＲ４を除去した後、磁性膜２１４までエッチングする。この後、保護膜２５８（図２参照）する等して、製造プロセスが終了する。
上記エッチングプロセスによって、細い部分２２４の表面が、広い部分２２３の表面よりは低い位置まで、トリミングされるとともに、細い部分２２４の表面から広い部分２２３の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大された傾斜フレア部２２５が生じる。
したがって、第２のポール部Ｐ２を構成する細い部分２２４の表面と、広い部分２２３の表面との間には、傾斜フレア部２２５による三次元的段差が生じることになる。この三次元的段差の利点については、既に述べたとおりである。
（Ｌ）９図６２及び図６３の状態に至るプロセス
図６０及び図６１の状態から図６２及び図６３の状態に至るプロセスでは、第３の磁性膜２２２及び、第２の磁性膜２２１をマスクにして、IBEを実行し、第１のポール部Ｐ１に属する第４のポール片２１４を、例えば、０．２５〜０．３５μｍの深さでトリミングした後、図６４、図６５に図示するように、保護膜２５８を、２０〜４０μｍの膜厚となるように、付着させる。保護膜２５８はスパッタによって付着させることができる。
以上の工程は、ウエハ上で実行される。この後、ウエハからのバー状ヘッド集合体の切り出し、スロートハイト設定のための研磨、及び、ABS５２、５３加工などの周知の後加工が実行される。
（３）実施例３
実施例３は、図９に図示した薄膜磁気ヘッドの製造プロセスであり、図６６〜図７１に図示されている。実施例１または実施例２において図示され、説明されたプロセスであって、実施例３においても適用されるプロセスについては、実施例１又は実施例２の説明を参照し、図示は省略することがある。
（Ａ）図６６の状態に至るプロセス
基体１５の上に付着された絶縁膜１６の上に、第１のシールド膜３１、読み取り素子３、絶縁膜３２、第２のシールド膜３３、絶縁膜３４及び第１の磁性膜２１１を、周知のプロセスによって形成する。その後、第１の磁性膜２１１の平坦な表面に、コイル形成に要する面積よりも少し大きい面積で、絶縁膜２５１を形成する。絶縁膜２５１は、バックギャップ部及びポール部に相当する部分に開口が生じるように形成する。そして、この開口に、フレームメッキ法の適用によって、第２のポール片２１２及び第１のバックギャップ片２１６を形成する。図６６は第２のポール片２１２及び第１のバックギャップ片２１６を形成した後の状態を示している。
（Ｂ）図６７の状態に至るプロセス
図６６の工程の後、絶縁膜２５1を形成してある一面上で、フォトリソグラフィ工程を実行し、レストフレームメッキ法により、第1のコイル２３１を形成する。次に、第１のコイル２３１のコイルターン間のスペースに、フォトレジストでなる絶縁膜２５２を形成する。
次に、ポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成してある表面に、Al2O3でなる絶縁膜２５４を、例えば、３〜４μｍの膜厚となるように付着させた後、絶縁膜２５４、ポール片２１２及びバックギャップ片２１６の表面を、CMPによって研磨する。図６７はCMPが終了した後の状態を示している。
（Ｃ）図６８及び図６９の状態に至るプロセス
図６７の工程から図６８及び図６９に至るには、図２０〜図２７の工程が実行される。まず、絶縁膜２５４を形成してある一面上で、フォトリソグラフィ工程を実行し、第１のコイル２３１の内端２８１と接続される接続導体２８２のためのレジストフレーム、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７（図２７参照）のためのレジストフレームを形成し、得られたレジストフレームによって画定されたパターンにしたがって、フレームメッキを実行する。これにより、接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７が形成される。接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７は、CoFe又はCoNiFeのメッキ膜であり、例えば、１〜２μｍの範囲の膜厚を有する（図２０参照）。
次に、接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成してある表面に、Al2O3でなる絶縁膜２５５を、例えば、２〜３μｍの膜厚となるように付着させた後、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３、バックギャップ片２１７及び接続導体２８１の表面を、CMPによって研磨する。このCMPは、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の膜厚が、例えば、０．２〜０．６μｍの範囲となるように実行する（図２１参照）。
次に、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の被研磨面に、第４のポール片２１４（図２７参照）のための磁性膜２１４を、例えば、０．５μｍ〜１μｍの膜厚となるように、スパッタ形成する（図２２参照）。磁性膜２１４は、CoFeN（２．４Ｔ）、FeAlN、FeN、FeCoまたはFeZrNによって構成することができる。実施例では、磁性膜２１４は、CoFeN（２．４Ｔ）によって構成されている。更に、磁性膜２１４の表面に、フレームメッキ法によって、NiFeまたはCoNiFeなどのパターンメッキ２５０を形成する。パターンメッキ２５０は、バックギャップ２１６、２１７及び第３のポール片２１３の真上に位置するように形成する。
次に、パターンメッキ２５０をマスクとして、磁性膜２１４を、Ion Beamによってエッチングした後、アルミナなどでなる絶縁膜２５６を、２〜３μｍの膜厚となるようにスパッタし（図２３参照）、次に、絶縁膜２５６を、パターンメッキ２５０が除去される位置まで、CMPによって研磨し平坦化する（図２４参照）。
次に、CMPによって平坦化された面に、ギャップ膜２４を０．０６〜０．１μｍの膜厚となるように形成する（図２５参照）。ギャップ膜２４は、例えば、Ｒｕなどの非磁性金属材料でなり、スパッタ等によって形成することができる。次に、ギャップ膜２４の表面、及び、平坦化面に、第２の磁性膜２２１を形成する。第２の磁性膜２２１は、HiBs材を用いて構成する。具体的には、FeAlN、FeN、CoFe、CoFeN、FeZrNなどのHiBs材料のうち、特に、CoFe及びCoFeNが適している。第２の磁性膜２２１は、この後、第３の磁性膜をメッキによって形成する際に、Seed膜として用いられるものであり、例えば、０．３〜０．６μｍの膜厚となるように形成する。
この後、第２の磁性膜２２１をSeed膜として、フレームメッキ法により、第３の磁性膜２２２を形成する。第３の磁性膜２２２は、例えば、NiFe（組成比５５：４５）、CoNiFe（組成比約６７：１５：１８、１．９Ｔ〜２．１Ｔ）、または、CoFe（組成比４０：６０、２．３Ｔ）等によって構成される。その厚みは、３．５〜４．０μｍの範囲である。第３の磁性膜２２２は、広い部分２２３と、細い部分２２４とを有するように形成される（図２６参照）。広い部分２２３は、第２のヨーク部を構成する部分であり、細い部分２２４は第２のポール部を構成する部分である。
次に、第３の磁性膜２２２のうち、細い部分２２４を除き、第３の磁性膜２２２の広い部分２３の全体を、レジストマスクFR3によって覆う（図２７〜図２９参照）。レジストマスクFR3は、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２をも覆うように広がっている。また、レジストマスクFR3は、その端面が、細い部分２２４の表面に対して、直交するように形成する。図６８及び図６９はレジストマスクFR3を形成した後の状態を示している。
次に、図６８及び図６９に図示するように、レジストマスクFR3によって覆われていない領域を、Ion Beamによってエッチングする。このエッチングにより、レジストマスクFR3の周囲に露出しているSeed膜２２１、及び、第３の磁性膜２２２の細い部分２２４がトリミングされる。
レジストマスクFR3を有した状態でのエッチングは、Seed膜２２１の厚み内で留めてもよいし、ギャップ膜２４に達するまで実行してもよいし、ギャップ膜２４を通過し、第１のポール部を構成する磁性膜２１３に達するように実行してもよい。
図示実施例では、図６９に図示するように、レジストマスクFR3を有した状態でのエッチングは、Seed膜２２１の厚み内でとどめている。そして、図７０、図７１に図示するように、レジストマスクFR3を除去した後、磁性膜２１３までエッチングする。この後、保護膜２５８（図２参照）を形成する等して、製造プロセスが終了する。
上記エッチングプロセスによって、細い部分２２４の表面が、広い部分２２３の表面よりは低い位置まで、トリミングされる。このトリミングにより、細い部分２２４の表面から広い部分２２３の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大された傾斜フレア部２２５が生じる。
したがって、第２のポール部Ｐ２を構成する細い部分２２４の表面と、広い部分２２３の表面との間には、傾斜フレア部２２５による三次元的段差が生じることになる。この三次元的段差の利点については、既に述べたとおりである。
３．磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置
本発明は、更に、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置についても開示する。図７２及び図７３を参照すると、本発明に係る磁気ヘッド装置は、図１〜図１０に示した薄膜磁気ヘッド４００と、ヘッド支持装置６とを含む。ヘッド支持装置６は、金属薄板でなる支持体６１の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体６２を取付け、この可撓体６２の下面に薄膜磁気ヘッド４００を取付けた構造となっている。
具体的には、可撓体６２は、支持体６１の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部６２１、６２２と、支持体６１から離れた端において外側枠部６２１、６２２を連結する横枠６２３と、横枠６２３の略中央部から外側枠部６２１、６２２に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片６２４とを有する。横枠６２３のある方向とは反対側の一端は、支持体６１の自由端付近に溶接等の手段によって取付けられている。
支持体６１の下面には、例えば半球状の荷重用突起６２５が設けられている。この荷重用突起６２５により、支持体６１の自由端から舌状片６２４へ荷重力が伝えられる。
薄膜磁気ヘッド４００は、舌状片６２４の下面に接着等の手段によって取付けられている。薄膜磁気ヘッド４００は、ピッチ動作及びロール動作が許容されるように支持されている。
本発明に適用可能なヘッド支持装置６は、上記実施例に限定するものではなく、これまで提案され、またはこれから提案されることのあるヘッド支持装置を、広く適用できる。例えば、支持体６１と舌状片６２４とを、タブテープ（ＴＡＢ）等のフレキシブルな高分子系配線板を用いて一体化したもの等を用いることもできる。また、従来より周知のジンバル構造を持つものを自由に用いることができる。
次に、図７４を参照すると、本発明に係る磁気記録再生装置は、軸７０の回りに回転可能に設けられた磁気ディスク７１と、磁気ディスク７１に対して情報の記録及び再生を行う薄膜磁気ヘッド７２と、薄膜磁気ヘッド７２を磁気ディスク７１のトラック上に位置決めするためのアッセンブリキャリッジ装置７３とを備えている。
アセンブリキャリッジ装置７３は、軸７４を中心にして回動可能なキャリッジ７５と、このキャリッジ７５を回動駆動する例えばボイスコイルモータ(VCM)からなるアクチュエータ７６とから主として構成されている。
キャリッジ７５には、軸７４の方向にスタックされた複数の駆動アーム７７の基部が取り付けられており、各駆動アーム７７の先端部には、薄膜磁気ヘッド７２を搭載したヘッドサスペンションアッセンブリ７８が固着されている。各ヘッドサスペンションアセンブリ７８は、その先端部に有する薄膜磁気ヘッド７２が、各磁気ディスク７１の表面に対して対向するように駆動アーム７７の先端部に設けられている。
駆動アーム７７、ヘッドサスペンションアッセンブリ７８及び薄膜磁気ヘッド７２は、図７２、図７３を参照して説明した磁気ヘッド装置を構成する。薄膜磁気ヘッド７２は、図１〜図１０に示した構造を有する。従って、図７４に示した磁気記録再生装置は、図１〜図１０を参照して説明した作用効果を奏する。
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドをABS側から見た平面図である。 図１に示した薄膜磁気ヘッドの断面図である。 図１、図２に示した薄膜磁気ヘッドの電磁変換部分の構造を、拡大して示す断面図である。 図３に示した電磁変換部分をABS側から見た図である。 図３及び図４に示した電磁変換部分の内、書き込み素子の部分を切り取って示す斜視図である。 図３乃至図５に示した電磁変換部分における書き込み素子のコイル構造を示す平面図である。 本発明に係る薄膜磁気ヘッドの電磁変換部分について、別の実施例を、拡大して示す断面図である。 図７に示した電磁変換部分をABS側から見た図である。 本発明に係る薄膜磁気ヘッドの電磁変換部分について、更に別の実施例を、拡大して示す断面図である。 図３乃至図６に示した電磁変換部を持つ薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図である。 図１０に示した工程の後の工程を示す図である。 図１１に示した工程の後の工程を示す図である。 図１２に示した工程の後の工程を示す図である。 図１３に示した工程の後の工程を示す図である。 図１４に示した工程の後の工程を示す図である。 図１５に示した工程の後の工程を示す図である。 図１６に示した工程の後の工程を示す図である。 図１７に示した工程の後の工程を示す図である。 図１８に示した工程の後の工程を示す図である。 図１９に示した工程の後の工程を示す図である。 図２０に示した工程の後の工程を示す図である。 図２１に示した工程の後の工程を示す図である。 図２２に示した工程の後の工程を示す図である。 図２３に示した工程の後の工程を示す図である。 図２４に示した工程の後の工程を示す図である。 図２５に示した工程において、ABS側から見た図である。 図２５及び図２６に示した工程の後の工程を示す図である。 図２７に示した工程において、ABS側から見た図である。 図２７及び図２８に示した工程において、書き込み素子の部分を切り取って示す斜視図である。 図２８及び図２９に示した工程の後の工程を示す図である。 図３０に示した工程をABS側から見た図である。 図３０及び図３１に示した工程の後の工程を示す図である。 図３２に示した工程をABS側から見た図である。 図３２及び図３３に示した工程の詳細を示す図である。 図３４に示した工程を上面側から見た図である。 図３４及び図３５に示した工程の後の工程を示す図である。 図３６に示した工程を上面側から見た図である。 図３６及び図３７に示した工程の後の工程を示す図である。 図３８に示した工程をABS側から見た図である。 図３０、図３１に示す工程を上面側から見た図である。 図４０と対比される従来工程を上面側から見た図である。 図４０に示した工程を経た後の状態を上面側から見た図である。 図４１に示した従来工程を経た後の状態を上面側から見た図である。 図４０に示した後の工程を示す図である。 図４１に示した後の工程を示す図である。 図４４に示した後の従来工程による結果を示す図である。 図７及び図８に示した薄膜磁気ヘッドの工程を示す図である。 図４７に示した工程の後の工程を示す図である。 図４８に示した工程の後の工程を示す図である。 図４９に示した工程の後の工程を示す図である。 図５０に示した工程の後の工程を示す図である。 図５１に示した工程の後の工程を示す図である。 図５２に示した工程の後の工程を示す図である。 図５３に示した工程の後の工程を示す図である。 図５４に示した工程の後の工程を示す図である。 図５５に示した工程の後の工程を示す図である。 図５６に示した工程の後の工程を示す図である。 図５７に示した工程の後の工程を示す図である。 図５８に示した工程をABS側から見た図である。 図５８及び図５９に示した工程の後の工程を示す図である。 図６０に示した工程をABS側から見た図である。 図６０及び図６１に示した工程の後の工程を示す図である。 図６２に示した工程をABS側を示す図である。 図６２及び図６３に示した工程の後の工程（完成工程）を示す図である。 図６４の完成状態を、ABS側から見た図である。 図９に示した薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図である。 図６６に示した工程の後の工程を示す図である。 図６７に示した工程の後の工程を示す図である。 図６８に示した工程をABS側から見た図である。 図６７及び図６８に示した工程の後の工程を示す図である。 図７０に示した工程をABS側から見た図である。 本発明に係る薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ヘッド装置の正面図である。 図７２に示した磁気ヘッド装置を底面側（ABS側）から見た図である。 本発明に係る薄膜磁気ヘッド及び磁気ヘッド装置と磁気記録媒体とを組み合わせた磁気記録再生装置を概略的に示す斜視図である。
符号の説明
２ 書き込み素子
２１１ 第１の磁性膜
２２１ 第２の磁性膜
２２２ 第３の磁性膜
Ｐ１、Ｐ２ 第１、第２のポール部
２１２〜２１５、２２３ ポール片
２１６〜２１９、２２４ バックギャップ片
２３１〜２３４ 第１のコイル〜第４のコイル
２４ ギャップ膜
２６０〜２６２ Ｓｅｅｄ膜
３ 読み取り素子
１６、３２、３４、２５１〜２５７、２７１〜２７３ 絶縁膜
４００ 薄膜磁気ヘッド

Claims (18)

  1. 書き込み素子を含む薄膜磁気ヘッドであって、
    前記書き込み素子は、第１のヨーク部と、第１のポール部と、第２のポール部と、第２のヨーク部と、ギャップ膜と、コイルとを含んでおり、
    前記第１のヨーク部は、第１の磁性膜によって構成され、一面が平面であり、
    前記第１のポール部は、媒体対向面側において、前記第１の磁性膜の前記一面上に突設され、上端が縮小された幅を有しており、
    前記第２のポール部は、前記第１のポール部の前記上端と、前記ギャップ膜を介して、同一幅で対向しており、
    前記第２のヨーク部は、広い部分と、細い部分と、傾斜フレア部とを含み、
    前記広い部分は、表面が平坦で、前記媒体対向面を基準にして後方側のバックギャップ部により、前記第１の磁性膜と結合されており、
    前記細い部分は、前記第２のポール部を構成し、表面が、前記広い部分の表面よりは低い位置にあり、
    前記傾斜フレア部は、前記細い部分の前記表面から前記広い部分の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大されており、
    前記コイルは、前記第１の磁性膜の前記一面上に形成された第１の絶縁膜の面上で、前記バックギャップ部の周りを、渦巻き状に周回している
    薄膜磁気ヘッド。
  2. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記第１のポール部は、前記ギャップ膜と隣接するポール片が、幅方向の両側において、前記第２のポール部の幅に合わせてトリミングされ、トリミングによって生じた凹部の底部の厚みが、前記ポール片に向かうにつれて増大している
    薄膜磁気ヘッド。
  3. 請求項１又は２の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記ギャップ膜と隣接するポール片を構成する磁性膜は、CoFe、CoFeN、FeAlN、FeN、FeCo又はFeZrNのいずれかで構成されている
    薄膜磁気ヘッド。
  4. 請求項１乃至３の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、
    前記第２のヨーク部は、第２の磁性膜と第３の磁性膜とを含み、前記第３の磁性膜は前記第２の磁性膜の上に付着されており、
    前記広い部分は、前記第２の磁性膜及び前記第３の磁性膜の膜厚の均一な部分によって構成されており、
    前記細い部分の表面及び傾斜フレア部の表面は、前記第３の磁性膜の表面を、部分的にエッチングして得られたものである
    薄膜磁気ヘッド。
  5. 請求項４に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記第２の磁性膜は、Co及びＦｅを含む磁性材料でなる薄膜磁気ヘッド。
  6. 請求項４又は５の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記第２の磁性膜はCoFe又はCoFeNの何れかでなる薄膜磁気ヘッド。
  7. 請求項４乃至６の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記第２の磁性膜は、スパッタ膜である薄膜磁気ヘッド。
  8. 請求項１乃至７の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、
    前記コイルは、第１のコイルと、第２のコイルとを含み、
    前記第１のコイル及び前記第２のコイルは、前記第１の磁性膜の前記一面上に形成された第１の絶縁膜の面上で、前記バックギャップ部の周りを、渦巻き状に周回し、一方が、他方のコイルターン間のスペースに、第２の絶縁膜を介して嵌め込まれ、同一方向の磁束を生じるように接続されており、
    前記第１のコイル及び前記第２のコイルは、上面が平坦化された平面を構成する
    薄膜磁気ヘッド。
  9. 請求項８に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
    前記第１のコイルは、メッキ膜であり、前記第１の磁性膜の前記一面に付着された前記第１の絶縁膜の上に形成されており、
    前記第２のコイルは、メッキ膜であり、前記スペース内において、前記第２の絶縁膜の上に形成されており、前記第２の絶縁膜は、前記スペースの底面及び両側面に形成されている薄膜磁気ヘッド。
  10. 請求項１乃至９の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、
    前記第１のポール部は、第１のポール片と、第２のポール片と、第３のポール片と、第４のポール片とを含み、
    前記第１のポール片は、前記第１の磁性膜の端によって構成されており、
    前記第２のポール片は、一面が前記第１のポール片に隣接しており、
    前記第３のポール片は、一面が前記第２のポール片の他面に隣接しており、
    前記第４のポール片は、一面が前記第３のポール片の他面に隣接し、他面が前記ギャップ膜に隣接しており、
    前記第２のポール片は、前記他面が、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの平坦化された平面と、同一位置になるように平坦化されており、
    前記第３のポール片は、前記他面が、前記平坦化された平面の上に設けられた第３の絶縁膜の表面と同一位置になるように平坦化されており、
    前記第４のポール片は、前記他面が、前記第３の絶縁膜の上に設けられた第４の絶縁膜の表面と同一位置になるように平坦化されており、
    前記ギャップ膜は、前記第４のポール片及び前記第４の絶縁膜の平坦化された表面上に存在する薄膜磁気ヘッド。
  11. 請求項１０に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
    前記第４のポール片は、第２の磁性膜、第３の磁性膜の前記広い部分の表面と、第２のポール部の表面との間の段差よりも厚い膜厚を有する
    薄膜磁気ヘッド。
  12. 請求項１乃至１１の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、
    前記コイルは、コイルターン間のスペースが、有機絶縁樹脂によって埋められており、
    前記コイル及び前記有機樹脂は、無機絶縁材料でなる第５の絶縁膜によって覆われており、
    前記第５の絶縁膜は、表面が平坦化されており、
    前記第１のポール部は、第１のポール片と、第２のポール片と、第３のポール片とを含み、
    前記第１のポール片は、前記第１の磁性膜の端によって構成されており、
    前記第２のポール片は、一面が前記第１のポール片に隣接しており、
    前記第３のポール片は、一面が前記第２のポール片の他面に隣接しており、
    前記第２のポール片は、前記他面が、前記第５の絶縁膜の平坦化された平面と、同一位置になるように平坦化されており、
    前記第３のポール片は、前記他面が、前記第５の絶縁膜の平坦化された平面に設けられた第６の絶縁膜の表面と同一位置になるように平坦化されており、
    前記ギャップ膜は、前記第３のポール片及び前記第６の絶縁膜の平坦化された表面上に存在する
    薄膜磁気ヘッド。
  13. 請求項１乃至１２の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、更に、読み取り素子を含んでおり、前記読み取り素子は、巨大磁気抵抗効果素子を含む
    薄膜磁気ヘッド。
  14. 請求項１３に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記巨大磁気抵抗効果素子は、スピンバルブ膜または強磁性トンネル接合の何れかを含む
    薄膜磁気ヘッド。
  15. 薄膜磁気ヘッドと、磁気記録媒体とを含む磁気記録再生装置であって、
    前記薄膜磁気ヘッドは、請求項１乃至１４に記載されたものでなり、
    前記磁気記録媒体は、前記薄膜磁気ヘッドと協働して磁気記録再生を行う
    磁気記録再生装置。
  16. 書き込み素子を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
    前記薄膜磁気ヘッドは、請求項１乃至１４に記載されたものでなり、
    前記書き込み素子の製造にあたり、
    前記第３の磁性層を、均一な膜厚となるように形成した後、前記第３の磁性膜のうち、細い部分を除き、前記第３の磁性膜の広い部分の全体を、レジストマスクによって覆い、
    次に、前記第３の磁性膜のうち、少なくとも、前記第２のポール部となる部分、および、前記傾斜フレア部となる部分であって、前記レジストマスクによって覆われていない部分をエッチングし、狭幅化されたトラック幅を得る工程を含む
    薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  17. 請求項１６に記載された薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
    前記エッチング工程は、前記レジストマスクの存在下で、前記第３の磁性膜及び前記ギャップ膜をエッチングした後、前記レジストマスクを剥離し、
    前記レジストマスクを剥離した後、前記第２の磁性膜をエッチングする工程を含む
    薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  18. 請求項１７に記載された薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
    前記エッチング工程は、前記レジストマスクの存在下で、前記ギャップ膜の表面までエッチングした後、前記レジストマスクを剥離し、
    前記レジストマスクを剥離した後、前記ギャップ膜及び第２のポール部をエッチングする工程を含む
    薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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