JP4079427B2

JP4079427B2 - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ヘッドジンバルアセンブリならびにハードディスク装置

Info

Publication number: JP4079427B2
Application number: JP2003136549A
Authority: JP
Inventors: 太郎大池; 潔野口; 晴司矢里
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2023-05-14
Also published as: CN1551115A; JP2004342209A; US20040228032A1; CN100380449C; US7248435B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ならびに薄膜磁気ヘッドを含むヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置に関する。
【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、基板に対して、読み出し用の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magneto-resistive）素子とも記す。）を有する再生ヘッドと書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録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】
記録ヘッドは、それぞれ媒体対向側において互いに対向する磁極部分を含む下部磁極層および上部磁極層と、下部磁極層の磁極部分と上部磁極層の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層と、少なくとも一部が下部磁極層および上部磁極層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備えている。
【０００４】
ところで、高記録密度化のために記録ヘッドに要求されることは、特に、記録トラック幅を規定する磁極幅の縮小と、記録特性の向上である。一方、磁極幅が小さくなると、記録特性、例えば重ね書きの性能を表わすオーバーライト特性は低下する。従って、磁極幅が小さくなるほど、記録特性の一層の向上が必要となる。また、高記録密度化のためには、あるトラックへの情報の書き込み時に隣接トラックの情報が消去される現象であるサイドイレーズを抑制する必要もある。
【０００５】
ところで、薄膜磁気ヘッドは半導体製造技術を利用して製造される。そのため、１枚のウェハを用いて複数の薄膜磁気ヘッドが同時に製造される。ここで、特に実効記録トラック幅が０．３μｍ以下のように小さくなってくると、１枚のウェハを用いて製造される複数の薄膜磁気ヘッドにおける磁極幅のばらつきを小さくすることが難しくなってくる。
【０００６】
磁極幅の小さい薄膜磁気ヘッドを製造するための技術としては、例えば特許文献１や特許文献２に示されるように、上部磁極層を、磁極幅を規定する磁極部分層と、幅の大きなヨーク部分層とに分ける技術が知られている。また、磁極幅の小さい薄膜磁気ヘッドを製造するための他の技術としては、同じく特許文献１や特許文献２に示されるように、磁極部分のトリミング技術が知られている。この技術は、上部磁極層の磁極部分をマスクとして、記録ギャップ層と、下部磁極層の磁極部分における記録ギャップ層側の少なくとも一部をエッチングして、上部磁極層の磁極部分、記録ギャップ層および下部磁極層の磁極部分の少なくとも一部の各側壁の位置を揃えるものである。上記エッチングには、ドライエッチングが用いられる。
【０００７】
磁極幅の小さい薄膜磁気ヘッドを製造するための更に他の技術としては、例えば特許文献３や特許文献４に示されるように、下部磁極層の磁極部分層、記録ギャップ層、および上部磁極層の磁極部分層の各平面形状を一致させる技術が知られている。この技術において、下部磁極層の磁極部分層、記録ギャップ層、および上部磁極層の磁極部分層は、例えば、同一のフォトレジストフレームを用いてめっき法によって連続的に形成される。
【０００８】
また、特許文献５には、下部磁極層の下地の上に、スロートハイトを規定する絶縁層を形成した後にフォトレジストフレームを形成し、このフォトレジストフレームを用いてめっき法によって、下部磁極層の磁極部分層、記録ギャップ層、および上部磁極層の磁極部分層を形成する技術が記載されている。なお、スロートハイトとは、媒体対向面から、２つの磁極層の間隔が開き始める位置までの長さ（高さ）をいう。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３５３６１６号公報（図９）
【特許文献２】
米国特許第６０４３９５９号明細書（図１６）
【特許文献３】
特開平６−２８６２６号公報（図５）
【特許文献４】
特開平６−３１４４１３号公報（図１）
【特許文献５】
特開２００１−１１８２１４号公報（図３）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１や特許文献２に示されるような磁極部分のトリミング技術を用いて磁極幅を制御する場合には、ドライエッチングによって磁極幅を制御することになる。そのため、この場合には、１枚のウェハを用いて製造される複数の薄膜磁気ヘッドにおける磁極幅のばらつきが大きくなるという問題点がある。
【００１１】
これに対し、特許文献３や特許文献４に示されるように、同一のフォトレジストフレームを用いて、下部磁極層の磁極部分層、記録ギャップ層、および上部磁極層の磁極部分層を形成する場合には、フォトリソグラフィによって磁極幅を制御することになる。この場合には、ドライエッチングによって磁極幅を制御する場合に比べて、１枚のウェハを用いて製造される複数の薄膜磁気ヘッドにおける磁極幅のばらつきを抑えることができる。また、平坦な面の上にフォトレジストフレームを形成する場合には、フォトレジストフレームを精度よく形成することができる。従って、平坦な面の上に形成されたフォトレジストフレームを用いて、下部磁極層の磁極部分層、記録ギャップ層、および上部磁極層の磁極部分層を形成する場合には、磁極幅のばらつきをより抑えることができる。
【００１２】
ところで、特許文献３や特許文献４に示された技術を用いて製造される薄膜磁気ヘッドでは、スロートハイトは、下部磁極層の磁極部分層、記録ギャップ層、および上部磁極層の磁極部分層の集合体における媒体対向面側の端部から反対側の端部までの距離と一致する。そのため、この薄膜磁気ヘッドでは、上記距離が長いと、スロートハイトも長くなり、その結果、媒体対向面から記録のための十分な大きさの磁界を発生させることができなくなる場合がある。一方、上記距離が短いと、上下の各磁極部分層と上下の各ヨーク部分層との接触面積が小さくなり、その結果、ヨーク部分層から磁極部分層に十分な磁束を供給することができなくなる。その結果、やはり媒体対向面から記録のための十分な大きさの磁界を発生させることができなくなる場合がある。
【００１３】
特許文献５に示された技術を用いれば、スロートハイトを短くしながら、上部磁極層における磁極部分層とヨーク部分層との接触面積を大きくすることができる。しかしながら、この技術では、平坦な面ではなく、スロートハイトを規定する絶縁層によって段差が生じた面の上にフォトレジストフレームが形成される。そのため、フォトレジストフレームを精度よく形成することが難しい。従って、この技術では、特に、磁極幅が０．３μｍ以下のように小さくなった場合に、磁極幅のばらつきを小さくすることが難しいという問題点がある。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、微小なトラック幅を規定する磁極部分を精度よく形成することができると共に、記録特性を向上させ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、ヘッドジンバルアセンブリならびにハードディスク装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、
記録媒体に対向する媒体対向面と、
媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された第１および第２の磁極層と、
第１の磁極層の磁極部分と第２の磁極層の磁極部分との間に設けられたギャップ層と、
少なくとも一部が第１および第２の磁極層の間に、第１および第２の磁極層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルと、
基板とを備え、
第１および第２の磁極層、ギャップ層および薄膜コイルは、基板に積層され、且つ第１および第２の磁極層のうち、第１の磁極層の方が基板に近い位置に配置されている。
【００１６】
本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、第１の磁極層は、第１の磁極層の磁極部分を含む第１の磁極部分層と、第１の磁極部分層に接続された第１のヨーク部分層とを有している。また、第２の磁極層は、第２の磁極層の磁極部分を含む第２の磁極部分層と、第２の磁極部分層に接続された第２のヨーク部分層とを有している。第１の磁極部分層、ギャップ層および第２の磁極部分層における基板の上面に平行な断面の形状は同じである。第１のヨーク部分層と第２のヨーク部分層は、媒体対向面から離れた位置において互いに連結されている。また、第１の磁極部分層、ギャップ層および第２の磁極部分層の集合体は、媒体対向面に配置された一端部と媒体対向面から離れた位置に配置された他端部とを有すると共にトラック幅を規定する幅を有する第１の部分と、第１の部分の他端部に連結され、第１の部分の幅よりも大きな幅を有する第２の部分とを含んでいる。
【００１７】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、第１の部分の幅をＷとし、媒体対向面から第１の部分と第２の部分の境界位置までの距離をＬとしたときに、Ｌ／Ｗは２以上、５以下である。また、第１の磁極部分層、ギャップ層および第２の磁極部分層における基板の上面に平行な断面の面積をＳとしたときに、Ｓ／（Ｗ×Ｌ）は５以上、４０以下である。これにより、薄膜磁気ヘッドの記録特性を向上させることができる。
【００１８】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
第１のヨーク部分層を形成する工程と、
第１のヨーク部分層の上に、同一のフレームを用いて、第１の磁極部分層、ギャップ層および第２の磁極部分層を順に形成する工程と、
薄膜コイルを形成する工程と、
第２のヨーク部分層を形成する工程と
を備えている。
【００１９】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、第１の磁極部分層、ギャップ層および第２の磁極部分層を形成する工程は、めっき法を用いてもよい。
【００２０】
本発明のヘッドジンバルアセンブリは、本発明の薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、スライダを弾性的に支持するサスペンションとを備えたものである。
【００２１】
本発明のハードディスク装置は、本発明の薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように配置されるスライダと、スライダを支持すると共に記録媒体に対して位置決めする位置決め装置とを備えたものである。
【００２２】
【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。始めに、図１および図１２を参照して、本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。図１は本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの主要部を示す説明図である。図１において、（ａ）は薄膜磁気ヘッドの主要部の媒体対向面および基板の面に垂直な断面を示している。また、（ｂ）は薄膜磁気ヘッドの上部磁極層の平面形状を示している。図１２は薄膜磁気ヘッドの媒体対向面および基板の面に垂直な断面を示している。
【００２３】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、アルティック（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１と、この基板１の上に形成されたアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の絶縁材料よりなる絶縁層２と、この絶縁層２の上に形成された磁性材料よりなる下部シールド層３と、この下部シールド層３の上に形成された下部シールドギャップ膜４と、この下部シールドギャップ膜４の上に形成された再生用のＭＲ素子５とを備えている。下部シールド層３の材料としては、例えばＮｉＦｅが用いられる。下部シールドギャップ膜４の材料としては、例えばＡｌ₂Ｏ₃が用いられる。
【００２４】
薄膜磁気ヘッドは、更に、下部シールドギャップ膜４およびＭＲ素子５の上に形成された上部シールドギャップ膜７と、この上部シールドギャップ膜７の上に形成された磁性材料よりなる第１のヨーク部分層８ｂとを備えている。第１のヨーク部分層８ｂは、記録ヘッドの下部磁極層８の一部と、再生ヘッドの上部シールド層を兼ねている。上部シールドギャップ膜７の材料としては、例えばＡｌ₂Ｏ₃が用いられる。第１のヨーク部分層８ｂの材料としては、例えば、ＮｉＦｅやＣｏＮｉＦｅ等のめっき法によって成膜可能な磁性材料が用いられる。なお、図１２では、下部シールドギャップ膜４および上部シールドギャップ膜７を一体的に表わし、ＭＲ素子５の図示を省略している。
【００２５】
ＭＲ素子５の一端部は、媒体対向面（エアベアリング面）ＡＢＳに配置されている。ＭＲ素子５には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。また、ＭＲ素子５には、図示しない一対のリード層が接続されている。
【００２６】
なお、第１のヨーク部分層８ｂの代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上に形成された非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成されたヨーク部分層とを設けてもよい。
【００２７】
薄膜磁気ヘッドは、更に、第１のヨーク部分層８ｂの上に形成された磁性材料よりなる第１の磁極部分層８ａと、この第１の磁極部分層８ａの上に形成された非磁性材料よりなる記録ギャップ層９と、この記録ギャップ層９の上に形成された磁性材料よりなる第２の磁極部分層１０ａとを備えている。第１の磁極部分層８ａおよび第２の磁極部分層１０ａの材料としては、例えば、ＮｉＦｅやＣｏＮｉＦｅ等のめっき法によって成膜可能な磁性材料が用いられる。また、第１の磁極部分層８ａおよび第２の磁極部分層１０ａの材料としては、特に、高飽和磁束密度材料を用いることが好ましい。第１の磁極部分層８ａと第１のヨーク部分層８ｂは、下部磁極層８を構成する。記録ギャップ層９の材料としては、例えば、ＮｉＰ等のめっき法によって成膜可能な非磁性金属材料が用いられる。
【００２８】
薄膜磁気ヘッドは、更に、第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａよりも媒体対向面ＡＢＳから離れた位置において、第１のヨーク部分層８ｂの上に形成された絶縁層１１と、この絶縁層１１の上に形成された薄膜コイル１２とを備えている。絶縁層１１には、薄膜コイル１２の中心部分において、コンタクトホール１１ａが形成されている。絶縁層１１の材料としは、例えばＡｌ₂Ｏ₃が用いられる。薄膜コイル１２の材料としては、銅等の導電性材料が用いられる。薄膜コイル１２は、コンタクトホール１１ａの周囲に巻回されている。なお、図１および図１２において、符号１２ａは、薄膜コイル１２のうち、後述するリード層１６に接続される接続部を表している。
【００２９】
薄膜磁気ヘッドは、更に、薄膜コイル１２の巻線間に充填されると共に、薄膜コイル１２の内周側の端部および外周側の端部に接する絶縁層１３と、第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９、第２の磁極部分層１０ａおよび絶縁層１３の周囲に形成された絶縁層１４と、薄膜コイル１２の上面を覆う絶縁層１５とを備えている。絶縁層１３の材料としては、例えばフォトレジストが用いられる。絶縁層１４，１５の材料としては、例えばＡｌ₂Ｏ₃が用いられる。
【００３０】
薄膜磁気ヘッドは、更に、第２の磁極部分層１０ａと下部磁極層８とを連結する磁性材料よりなる第２のヨーク部分層１０ｂを備えている。第２のヨーク部分層１０ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の端部近傍の部分は、第２の磁極部分層１０ａの上面に接している。第２のヨーク部分層１０ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の端部は、媒体対向面ＡＢＳから離れた位置に配置されている。また、第２のヨーク部分層１０ｂは、コンタクトホール１１ａを通過して、第１のヨーク部分層８ｂに接続されている。第２のヨーク部分層１０ｂの材料としては、例えば、ＮｉＦｅやＣｏＮｉＦｅ等のめっき法によって成膜可能な磁性材料が用いられる。第２の磁極部分層１０ａと第２のヨーク部分層１０ｂは、上部磁極層１０を構成する。
【００３１】
薄膜磁気ヘッドは、更に、薄膜コイル１２の接続部１２ａに接続されたリード層１６を備えている。リード層１６は導電性材料によって形成されている。リード層１６の材料は、第２のヨーク部分層１０ｂの材料と同じであってもよい。
【００３２】
薄膜磁気ヘッドは、更に、第２のヨーク部分層１０ｂ、絶縁層１４および絶縁層１５を覆うように形成された絶縁材料よりなるオーバーコート層１７を備えている。オーバーコート層１７の材料としては、例えばＡｌ₂Ｏ₃が用いられる。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面ＡＢＳと再生ヘッドと記録ヘッド（誘導型電磁変換素子）と基板１を備えている。再生ヘッドと記録ヘッドは基板１に積層されている。また、再生ヘッドと記録ヘッドのうち、再生ヘッドの方が基板１に近い位置に配置されている。
【００３４】
再生ヘッドは、ＭＲ素子５と、媒体対向面ＡＢＳ側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層（第１のヨーク部分層８ｂ）とを有している。
【００３５】
記録ヘッドは、媒体対向面ＡＢＳ側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された下部磁極層８および上部磁極層１０と、下部磁極層８の磁極部分と上部磁極層１０の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層８および上部磁極層１０の間に、これらに対して絶縁された状態で配設された薄膜コイル１２とを備えている。下部磁極層８、記録ギャップ層９、薄膜コイル１２および上部磁極層１０は、基板１に積層されている。下部磁極層８と上部磁極層１０のうち、下部磁極層８の方が基板１に近い位置に配置されている。本実施の形態において、下部磁極層８は本発明における第１の磁極層に対応し、上部磁極層１０は本発明における第２の磁極層に対応する。
【００３６】
下部磁極層８は、下部磁極層８の磁極部分を含む第１の磁極部分層８ａと、この第１の磁極部分層８ａに接続された第１のヨーク部分層８ｂとを有している。上部磁極層１０は、上部磁極層１０の磁極部分を含む第２の磁極部分層１０ａと、この第２の磁極部分層１０ａに接続された第２のヨーク部分層１０ｂとを有している。第１の磁極部分層８ａと第２の磁極部分層１０ａは、記録ギャップ層９を介して互いに対向している。第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａにおける基板１の上面に平行な断面の形状は同じである。
【００３７】
図１（ｂ）に示したように、第２の磁極部分層１０ａは、媒体対向面ＡＢＳに配置された一端部と媒体対向面ＡＢＳから離れた位置に配置された他端部とを有すると共にトラック幅を規定する幅を有する第１の部分１０ａ１と、第１の部分１０ａ１の他端部に連結された第２の部分１０ａ２とを含んでいる。第２の部分１０ａ２の幅は、第１の部分１０ａ１との境界位置では第１の部分１０ａ１の幅と等しく、第１の部分１０ａ１から離れるに従って、徐々に大きくなった後、一定の大きさになっている。記録ギャップ層９および第１の磁極部分層８ａも、第１の部分１０ａ１および第２の部分１０ａ２と同様の平面形状の第１の部分および第２の部分を含んでいる。
【００３８】
また、第２のヨーク部分層１０ｂは、媒体対向面ＡＢＳ側の一端部と反対側の他端部とを有すると共に一定の幅を有する第１の部分１０ｂ１と、第１の部分１０ｂ１の他端部に連結された第２の部分１０ｂ２とを含んでいる。第１の部分１０ｂ１の一端部は、第２の磁極部分層１０ａにおける第１の部分１０ａ１と第２の部分１０ａ２の境界位置から媒体対向面ＡＢＳまでの範囲内の位置に配置されている。第１の部分１０ｂ１の幅は、第２の磁極部分層１０ａの第２の部分１０ａ２の最大の幅よりも大きくなっている。第２の部分１０ｂ２の幅は、第１の部分１０ｂ１との境界位置では第１の部分１０ｂ１の幅と等しく、第１の部分１０ｂ１から離れるに従って、徐々に大きくなった後、一定の大きさになっている。
【００３９】
次に、図２および図３を参照して、本実施の形態における下部磁極層８および上部磁極層１０の磁極部分の近傍の構造について詳しく説明する。図２は、第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａの集合体の平面図である。図３は、媒体対向面ＡＢＳ側から見た上記集合体の正面図である。
【００４０】
第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａの集合体３０は、媒体対向面ＡＢＳに配置された一端部と媒体対向面ＡＢＳから離れた位置に配置された他端部とを有すると共にトラック幅を規定する幅を有する第１の部分３０Ａと、第１の部分３０Ａの他端部に連結され、第１の部分３０Ａの幅よりも大きい幅を有する第２の部分３０Ｂとを含んでいる。第１の部分３０Ａと第２の部分３０Ｂの平面形状は、前述の第２の磁極部分層１０ａの第１の部分１０ａ１および第２の部分１０ａ２と同様である。
【００４１】
本実施の形態では、第１の部分３０Ａの幅をＷとし、媒体対向面ＡＢＳから第１の部分３０Ａと第２の部分３０Ｂの境界位置までの距離をＬとしたときに、Ｌ／Ｗは２以上、５以下である。更に、本実施の形態では、第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａにおける基板１の上面に平行な断面の面積をＳとしたときに、Ｓ／（Ｗ×Ｌ）は５以上、４０以下である。これらの理由については、後で詳しく説明する。なお、図２では、第２の部分３０Ｂの媒体対向面ＡＢＳに垂直な方向の長さを記号Ｌ２で表わしている。
【００４２】
次に、図４ないし図１２を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。なお、図４ないし図１２は、媒体対向面および基板の面に垂直な断面を示している。以下、１つの薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明するが、本実施の形態では、実際には１枚のウェハ（基板）を用いて複数の薄膜磁気ヘッドが同時に製造される。
【００４３】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、図４に示したように、基板１の上に、例えばスパッタリング法によって絶縁層２を形成する。次に、絶縁層２の上に、例えばスパッタリング法またはめっき法によって下部シールド層３を形成する。
【００４４】
次に、下部シールド層３の上に、例えばスパッタリング法によって下部シールドギャップ膜４を形成する。次に、図４には示していないが、下部シールドギャップ膜４の上に、例えばスパッタリング法によってＭＲ素子５を形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上に、例えばスパッタリング法によって、ＭＲ素子５に電気的に接続される図示しない一対のリード層を形成する。次に、下部シールドギャップ膜４、ＭＲ素子５およびリード層の上に、例えばスパッタリング法によって、上部シールドギャップ膜７を形成する。
【００４５】
なお、上記の再生ヘッドを構成する各層は、パターン化されたレジスト層を用いた一般的なエッチング方法やリフトオフ法やこれらを併用した方法によってパターニングされる。
【００４６】
次に、上部シールドギャップ膜７の上に、例えばスパッタリング法またはめっき法によって第１のヨーク部分層８ｂを形成する。次に、図示しないが、第１のヨーク部分層８ｂの上に、例えばスパッタリング法によって、めっき用の電極膜を形成する。
【００４７】
次に、上記電極膜の上にフォトレジスト層を形成する。次に、このフォトレジスト層をフォトリソグラフィによってパターニングして、図５に示したように、フレーム２１を形成する。このフレーム２１は、第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａを形成すべき位置に開口部を有している。
【００４８】
次に、フレーム２１を用い、フレームめっき法によって、第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａを連続的に形成する。第１の磁極部分層８ａおよび第２の磁極部分層１０ａの材料は、いずれも、めっき法によって成膜可能な磁性材料とする。また、記録ギャップ層９の材料は、めっき法によって成膜可能な非磁性金属材料とする。
【００４９】
次に、フレーム２１を除去する。次に、めっき用の電極膜のうち、第１の磁極部分層８ａの下に存在する部分以外の部分をエッチングによって除去する。
【００５０】
次に、図６に示したように、ここまでの工程によって得られた積層体の上面全体の上に、例えばスパッタリング法によって絶縁層１１を形成する。絶縁層１１は、第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａの集合体の側壁部にも形成される。
【００５１】
次に、図７に示したように、絶縁層１１の上に、例えばフレームめっき法によって薄膜コイル１２を形成する。このとき同時に、第１のヨーク部分層８ｂと第２のヨーク部分層１０ｂとが連結される位置において、絶縁層１１の上にダミー層２２を形成する。
【００５２】
次に、図８に示したように、薄膜コイル１２を覆うように絶縁層１３を形成する。次に、積層体全体を覆うように、絶縁層１４を形成する。このときの絶縁層１４の厚さは、薄膜コイル１２の厚さ以上とする。次に、図９に示したように、例えば化学機械研磨によって、薄膜コイル１２およびダミー層２２が露出するまで、絶縁層１４を研磨する。
【００５３】
次に、図１０に示したように、積層体の上面全体の上に絶縁層１５を形成する。次に、絶縁層１５のうち、第２の磁極部分層１０ａ、ダミー層２２および薄膜コイル１２の接続部１２ａの上の部分を選択的にエッチングする。更に、選択的なエッチングによって、ダミー層２２と、絶縁層１１のうちのダミー層２２の下の部分を除去する。
【００５４】
次に、図１１に示したように、例えばフレームめっき法によって、第２のヨーク部分層１０ｂとリード層１６とを形成する。
【００５５】
次に、図１２に示したように、積層体全体を覆うように、例えばスパッタリング法によってオーバーコート層１７を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドの媒体対向面ＡＢＳを形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００５６】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの作用について説明する。薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって記録媒体に情報を記録し、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生する。記録ヘッドにおいて、薄膜コイル１２は、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する。下部磁極層８および上部磁極層１０は、薄膜コイル１２が発生する磁界に対応した磁束を通過させる。そして、媒体対向面ＡＢＳにおいて、第１の磁極部分層８ａおよび第２の磁極部分層１０ａより、情報を記録媒体に記録するための磁界が発生される。
【００５７】
本実施の形態では、第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａにおける基板１の上面に平行な各断面の形状は同じである。また、第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａは、第１のヨーク部分層８ｂの平坦な上面の上に、同一のフレーム２１を用いてめっき法によって順に形成される。このように、本実施の形態では、フォトリソグラフィによって磁極幅を制御でき、且つ磁極幅を制御するフレーム２１は平坦な面の上に形成される。従って、本実施の形態によれば、例えば０．３μｍ以下のような微小なトラック幅を規定する磁極部分を精度よく形成することができ、また、１枚のウェハを用いて製造される複数の薄膜磁気ヘッドにおける磁極幅のばらつきを抑制することができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａの集合体３０は、媒体対向面ＡＢＳに配置された一端部と媒体対向面ＡＢＳから離れた位置に配置された他端部とを有すると共にトラック幅を規定する幅を有する第１の部分３０Ａと、第１の部分３０Ａの他端部に連結され、第１の部分３０Ａの幅よりも大きい幅を有する第２の部分３０Ｂとを含んでいる。そして、第１の部分３０Ａの幅をＷとし、媒体対向面ＡＢＳから第１の部分３０Ａと第２の部分３０Ｂの境界位置までの距離をＬとしたときに、Ｌ／Ｗは２以上、５以下となっている。また、第１の磁極部分層８ａ、記録ギャップ層９および第２の磁極部分層１０ａにおける基板１の上面に平行な断面の面積をＳとしたときに、Ｓ／（Ｗ×Ｌ）は５以上、４０以下となっている。これにより、本実施の形態によれば、トラック幅が例えば０．３μｍ以下のように小さい場合でも、薄膜磁気ヘッドの記録特性を向上させることができる。以下、Ｌ／ＷおよびＳ／（Ｗ×Ｌ）と記録特性との関係を調べた２つの実験について説明する。
【００５９】
各実験では、集合体３０の形状が異なる複数の薄膜磁気ヘッドを作製し、それらの記録特性としてオーバーライト特性とサイドイレーズ抑制特性とを測定した。以下、オーバーライト特性を記号ＯＷで表わし、サイドイレーズ抑制特性を記号ＡＴＥで表わす。
【００６０】
オーバーライト特性ＯＷは、以下のようにして測定した。まず、所定のトラックに、周波数５０ＭＨｚの信号を用いて情報の書き込みを行う。次に、そのトラックより情報を読み込み、得られた再生信号のうちの周波数５０ＭＨｚの成分の大きさをＴＡＡ１とする。次に、同一トラックに、周波数３００ＭＨｚの信号を用いて情報の重ね書きを行う。次に、そのトラックより情報を読み込み、得られた再生信号のうちの周波数５０ＭＨｚの成分の大きさをＴＡＡ２とする。そして、下記の式により、オーバーライト特性ＯＷを求める。
【００６１】
ＯＷ（ｄＢ）＝２０ｌｏｇ₁₀（ＴＡＡ２／ＴＡＡ１）
【００６２】
また、サイドイレーズ抑制特性ＡＴＥは、以下のようにして測定した。まず、隣り合う第１ないし第３のトラックに、それぞれ、周波数２４９ＭＨｚの信号、周波数２５０ＭＨｚの信号、周波数２４９ＭＨｚの信号を用いて情報の書き込みを行う。なお、中央のトラックを第２のトラックとし、第２のトラックの左側のトラックを第１のトラックとし、第２のトラックの右側のトラックを第３のトラックとする。次に、第１のトラックおよび第３のトラックより、それぞれ情報を読み込み、得られた再生信号のうちの周波数２４９ＭＨｚの成分の大きさをＴＡＡ３とする。次に、第２のトラックに、周波数２５０ＭＨｚの信号を用いて情報の書き込みを１００００回行う。次に、第１のトラックおよび第３のトラックより、それぞれ情報を読み込み、得られた再生信号のうちの周波数２４９ＭＨｚの成分の大きさをＴＡＡ４とする。そして、下記の式により、サイドイレーズ抑制特性ＡＴＥを求める。なお、実験では、第１のトラックにおける再生信号より求められるＡＴＥの値と第３のトラックにおける再生信号より求められるＡＴＥの値のうちの小さい方を、評価の対象とした。
【００６３】
ＡＴＥ（％）＝（ＴＡＡ４／ＴＡＡ３）×１００
【００６４】
第１の実験において作製した薄膜磁気ヘッドにおけるＷ（μｍ）、Ｌ（μｍ）、Ｌ／Ｗ、ＯＷ(−ｄＢ)およびＡＴＥ(％)を下記の表に示す。また、第１の実験において作製した薄膜磁気ヘッドにおけるＬ／Ｗと、ＯＷ(−ｄＢ)およびＡＴＥ(％)との関係を図１７に示す。なお、第１の実験において作製した薄膜磁気ヘッドにおいて、第１の磁極部分層８ａの厚さは０．３５μｍとし、記録ギャップ層９の厚さは０．１５μｍとし、第２の磁極部分層１０ａの厚さは１．２０μｍとした。また、第２の部分３０Ｂの媒体対向面ＡＢＳに垂直な方向の長さＬ２は１．８０μｍとした。また、第２の部分３０Ｂの最大の幅は２．００μｍとした。
【００６５】
【表１】

【００６６】
オーバーライト特性ＯＷは、Ａ(−ｄＢ)で表わしたとき、Ａの値が大きいほど、重ね書きの性能が高いことを表わす。Ａの値は３５以上であることが好ましい。また、サイドイレーズ抑制特性ＡＴＥは、値が大きいほど、サイドイレーズが抑制されていることを表わす。サイドイレーズ抑制特性ＡＴＥは、９０％以上であることが好ましい。図１７では、ＯＷ＝３５（−ｄＢ）およびＡＴＥ＝９０（％）である位置を、記号“ＬＳＬ”を付した破線で示している。
【００６７】
図１７から、Ａの値が３５以上で且つＡＴＥが９０％以上という条件を満たすのは、Ｌ／Ｗが２以上、５以下の場合であることが分かる。このことから、本実施の形態では、Ｌ／Ｗを２以上、５以下とする。上記の条件をより確実に満たすためには、Ｌ／Ｗは３以上、４以下であることが好ましい。
【００６８】
次に、第２の実験において作製した薄膜磁気ヘッドにおけるＷ（μｍ）、Ｌ（μｍ）、Ｌ２（μｍ）、Ｓ（μｍ^２）、Ｓ／（Ｗ×Ｌ）、ＯＷ(−ｄＢ)およびＡＴＥ(％)を下記の表に示す。また、第２の実験において作製した薄膜磁気ヘッドにおけるＳ／（Ｗ×Ｌ）と、ＯＷ(−ｄＢ)およびＡＴＥ(％)との関係を図１８に示す。なお、第２の実験において作製した薄膜磁気ヘッドにおいて、第１の磁極部分層８ａの厚さは０．３５μｍとし、記録ギャップ層９の厚さは０．１５μｍとし、第２の磁極部分層１０ａの厚さは１．２０μｍとした。また、第２の部分３０Ｂの最大の幅は２．００μｍとした。
【００６９】
【表２】

【００７０】
図１８では、図１７と同様に、ＯＷ＝３５（−ｄＢ）およびＡＴＥ＝９０（％）である位置を、記号“ＬＳＬ”を付した破線で示している。
【００７１】
図１８から、Ａの値が３５以上で且つＡＴＥが９０％以上という条件を満たすのは、Ｓ／（Ｗ×Ｌ）が５以上、４０以下の場合であることが分かる。このことから、本実施の形態では、Ｓ／（Ｗ×Ｌ）を５以上、４０以下とする。上記の条件をより確実に満たすためには、Ｓ／（Ｗ×Ｌ）は１０以上、３５以下であることが好ましい。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、微小な記録トラック幅を規定する磁極部分を精度よく形成することができると共に、記録特性を向上させることができる。
【００７３】
以下、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。まず、図１３を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図１２における基板１およびオーバーコート層１７からなる基体２１１を備えている。基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、媒体対向面となるエアベアリング面２０が形成されている。ハードディスクが図１３におけるｚ方向に回転すると、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図１３におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図１３におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気流出側の端部（図１３における左下の端部）の近傍には、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【００７４】
次に、図１４を参照して、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【００７５】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【００７６】
図１４は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【００７７】
次に、図１５および図１６を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態に係るハードディスク装置について説明する。図１５はハードディスク装置の要部を示す説明図、図１６はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。各ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【００７８】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、本発明における位置決め装置に対応し、スライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【００７９】
本実施の形態に係るハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【００８０】
本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置は、前述の本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドと同様の効果を奏する。
【００８１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明において薄膜コイルは複数の層で構成されていてもよい。また、第２のヨーク部分層１０ｂは、媒体対向面ＡＢＳ側の端部から薄膜コイルの上に配置される部分にかけて湾曲していてもよい。また、第２のヨーク部分層１０ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の端部は、媒体対向面ＡＢＳに露出していてもよい。
【００８２】
また、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電磁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。
【００８３】
また、本発明は、誘導型電磁変換素子のみを備えた記録専用の薄膜磁気ヘッドや、誘導型電磁変換素子によって記録と再生を行う薄膜磁気ヘッドにも適用することができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法、ヘッドジンバルアセンブリもしくはハードディスク装置によれば、微小なトラック幅を規定する磁極部分を精度よく形成することができると共に、記録特性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの主要部を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態における第１の磁極部分層、記録ギャップ層および第２の磁極部分層の集合体の平面図である。
【図３】図２に示した集合体の正面図である。
【図４】本発明の一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５】図４に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】図６に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図８】図７に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図９】図８に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】図１１に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係るハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係るハードディスク装置の平面図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に関わる第１の実験の結果を示す特性図である。
【図１８】本発明の一実施の形態に関わる第２の実験の結果を示す特性図である。
【符号の説明】
１…基板、２…絶縁層、３…下部シールド層、４…下部シールドギャップ膜、５…ＭＲ素子、７…上部シールドギャップ膜、８…下部磁極層、８ａ…第１の磁極部分層、８ｂ…第１のヨーク部分層、９…記録ギャップ層、１０…上部磁極層、１０ａ…第２の磁極部分層、１０ｂ…第２のヨーク部分層、１１…絶縁層、１２…薄膜コイル。

Claims

記録媒体に対向する媒体対向面と、
前記媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された第１および第２の磁極層と、
前記第１の磁極層の磁極部分と前記第２の磁極層の磁極部分との間に設けられたギャップ層と、
少なくとも一部が前記第１および第２の磁極層の間に、前記第１および第２の磁極層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルと、
基板とを備え、
前記第１および第２の磁極層、ギャップ層および薄膜コイルは、前記基板に積層され、且つ前記第１および第２の磁極層のうち、第１の磁極層の方が前記基板に近い位置に配置された薄膜磁気ヘッドであって、
前記第１の磁極層は、第１の磁極層の磁極部分を含む第１の磁極部分層と、前記第１の磁極部分層に接続された第１のヨーク部分層とを有し、
前記第２の磁極層は、第２の磁極層の磁極部分を含む第２の磁極部分層と、前記第２の磁極部分層に接続された第２のヨーク部分層とを有し、
前記第１の磁極部分層、ギャップ層および第２の磁極部分層は、前記第１のヨーク部分層の上に順に配置され、
前記第２のヨーク部分層は、前記第２の磁極部分層の上に配置され、
前記第１の磁極部分層、ギャップ層および第２の磁極部分層における前記基板の上面に平行な断面の形状は同じであり、
前記第１のヨーク部分層と第２のヨーク部分層は、媒体対向面から離れた位置において互いに連結され、
前記第１の磁極部分層、ギャップ層および第２の磁極部分層の集合体は、媒体対向面に配置された一端部と媒体対向面から離れた位置に配置された他端部とを有すると共にトラック幅を規定する幅を有する第１の部分と、前記第１の部分の他端部に連結され、前記第１の部分の幅よりも大きな幅を有する第２の部分とを含み、
前記第２のヨーク部分層における媒体対向面側の端部は、前記第２の磁極部分層における第１の部分と第２の部分の境界位置から媒体対向面までの範囲内であって、媒体対向面から離れた位置に配置され、
前記第２のヨーク部分層の幅は、前記第２の磁極部分層の第２の部分の最大の幅よりも大きく、
前記第１の部分の幅をＷとし、媒体対向面から前記第１の部分と第２の部分の境界位置までの距離をＬとしたときに、Ｌ／Ｗが２以上、５以下であり、
前記第１の磁極部分層、ギャップ層および第２の磁極部分層の前記断面の面積をＳとしたときに、Ｓ／（Ｗ×Ｌ）が５以上、４０以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
請求項１記載の薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、
前記第１のヨーク部分層を形成する工程と、
前記第１のヨーク部分層の上に、同一のフレームを用いて、前記第１の磁極部分層、ギャップ層および第２の磁極部分層を順に形成する工程と、
前記薄膜コイルを形成する工程と、
前記第２のヨーク部分層を形成する工程と
を備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記第１の磁極部分層、ギャップ層および第２の磁極部分層を形成する工程は、めっき法を用いることを特徴とする請求項２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
請求項１記載の薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと
を備えたことを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
請求項１記載の薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを支持すると共に前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と
を備えたことを特徴とするハードディスク装置。