Warning: copy(.htaccess): failed to open stream: Permission denied in /home/jp321/public_html/header.php on line 8
薄膜磁気ヘッドの製造方法 - ティーディーケイ株式会社
米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 計算機;電気通信 -> ティーディーケイ株式会社

発明の名称 薄膜磁気ヘッドの製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−110006(P2001−110006A)
公開日 平成13年4月20日(2001.4.20)
出願番号 特願平11−284233
出願日 平成11年10月5日(1999.10.5)
代理人 【識別番号】100107559
【弁理士】
【氏名又は名称】星宮 勝美
【テーマコード(参考)】
5D033
【Fターム(参考)】
5D033 BA08 BA31 BA41 CA05 DA01 DA03 DA07 
発明者 佐々木 芳高
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 互いに磁気的に連結され、記録媒体に対向する媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも1つの層を含む第1および第2の磁性層と、前記第1の磁性層の磁極部分と前記第2の磁性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の磁性層の間に、前記第1および第2の磁性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た薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、前記第1の磁性層を形成する工程と、前記第1の磁性層の上に前記ギャップ層を形成する工程と、前記ギャップ層の上に前記第2の磁性層を形成する工程と、前記薄膜コイルを形成する工程とを含み、少なくとも一方の磁性層を形成する工程は、前記薄膜コイルに対して絶縁された状態で対向するヨーク部分を含む層を形成する工程を含み、このヨーク部分を含む層を形成する工程は、前記ヨーク部分を含む層を形成すべき領域の周囲に、絶縁材よりなる枠を形成する工程と、前記枠の内側および上に、磁性材を含む層を形成する工程と、前記枠が露出するまで、前記磁性材を含む層の上面を平坦化する工程とを含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項2】 前記磁性材を含む層は、高抵抗磁性材によって形成されることを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項3】 前記磁性材を含む層は、磁性材による複数の層と1つ以上の絶縁膜とが交互に積層されて形成されることを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項4】 前記磁性材を含む層は、スパッタリングによって形成されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項5】 前記平坦化する工程は、化学機械研磨を用いることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項6】 少なくとも一方の磁性層は、磁極部分を含む磁極部分層と、前記磁極部分層に接続され、ヨーク部分を含むヨーク部分層とを含み、前記ヨーク部分を含む層は前記ヨーク部分層であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項7】 前記薄膜コイルを形成する工程は、前記薄膜コイルの少なくとも一部を前記磁極部分層の側方に配置することを特徴とする請求項6記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項8】 更に、前記磁極部分層の側方に配置された前記薄膜コイルの少なくとも一部を覆い、そのヨーク部分層側の面が前記磁極部分層におけるヨーク部分層側の面と共に平坦化された絶縁層を形成する工程を含み、前記ヨーク部分層は、平坦化された磁極部分層および絶縁層の上に形成されることを特徴とする請求項7記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項9】 更に、低圧化学的気相成長法を用いて、前記薄膜コイルの巻線間を絶縁するアルミナ膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも誘導型磁気変換素子を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ハードディスク装置の面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。薄膜磁気ヘッドとしては、書き込み用の誘導型磁気変換素子を有する記録ヘッドと読み出し用の磁気抵抗(以下、MR(Magnetoresistive)とも記す。)素子を有する再生ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【0003】ところで、記録ヘッドの性能のうち、記録密度を高めるには、磁気記録媒体におけるトラック密度を上げる必要がある。このためには、記録ギャップ層を挟んでその上下に形成された下部磁極および上部磁極のエアベアリング面での幅を数ミクロンからサブミクロン寸法まで狭くした狭トラック構造の記録ヘッドを実現する必要があり、これを達成するために半導体加工技術が利用されている。
【0004】ここで、図10ないし図13を参照して、従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法の一例として、複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法の一例について説明する。なお、図10ないし図13において、(a)は薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面に垂直な断面を示し、(b)は薄膜磁気ヘッドの磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【0005】この製造方法では、まず、図10に示したように、例えばアルティック(Al23・TiC)よりなる基板101の上に、例えばアルミナ(Al23)よりなる絶縁層102を、約5〜10μm程度の厚みで堆積する。次に、絶縁層102の上に、磁性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層103を形成する。
【0006】次に、下部シールド層103の上に、例えばアルミナをスパッタリングにより100〜200nmの厚みに堆積し、絶縁層としての下部シールドギャップ膜104を形成する。次に、下部シールドギャップ膜104の上に、再生用のMR素子105を、数十nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜104の上に、MR素子105に電気的に接続される一対の電極層106を形成する。
【0007】次に、下部シールドギャップ膜104およびMR素子105の上に、絶縁層としての上部シールドギャップ膜107を形成し、MR素子105をシールドギャップ膜104,107内に埋設する。
【0008】次に、上部シールドギャップ膜107の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる上部シールド層兼下部磁極層(以下、下部磁極層と記す。)108を、約3μmの厚みに形成する。
【0009】次に、図11に示したように、下部磁極層108の上に、絶縁膜、例えばアルミナ膜よりなる記録ギャップ層109を0.2μmの厚みに形成する。次に、磁路形成のために、記録ギャップ層109を部分的にエッチングして、コンタクトホール109aを形成する。次に、磁極部分における記録ギャップ層109の上に、記録ヘッド用の磁性材料よりなる上部磁極チップ110を、0.5〜1.0μmの厚みに形成する。このとき同時に、磁路形成のためのコンタクトホール109aの上に、磁路形成のための磁性材料からなる磁性層119を形成する。
【0010】次に、図12に示したように、上部磁極チップ110をマスクとして、イオンミリングによって、記録ギャップ層109と下部磁極層108をエッチングする。図12(b)に示したように、上部磁極部分(上部磁極チップ110)、記録ギャップ層109および下部磁極層108の一部の各側壁が垂直に自己整合的に形成された構造は、トリム(Trim)構造と呼ばれる。
【0011】次に、全面に、例えばアルミナ膜よりなる絶縁層111を、約3μmの厚みに形成する。次に、この絶縁層111を、上部磁極チップ110および磁性層119の表面に至るまで研磨して平坦化する。
【0012】次に、平坦化された絶縁層111の上に、例えば銅(Cu)よりなる誘導型の記録ヘッド用の第1層目の薄膜コイル112を形成する。次に、絶縁層111およびコイル112の上に、フォトレジスト層113を、所定のパターンに形成する。次に、フォトレジスト層113の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。次に、フォトレジスト層113の上に、第2層目の薄膜コイル114を形成する。次に、フォトレジスト層113およびコイル114上に、フォトレジスト層115を、所定のパターンに形成する。次に、フォトレジスト層115の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。
【0013】次に、図13に示したように、上部磁極チップ110、フォトレジスト層113,115および磁性層119の上に、記録ヘッド用の磁性材料、例えばパーマロイよりなる上部磁極層116を形成する。次に、上部磁極層116の上に、例えばアルミナよりなるオーバーコート層117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のエアベアリング面118を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【0014】図14は、図13に示した薄膜磁気ヘッドの平面図である。なお、この図では、オーバーコート層117や、その他の絶縁層および絶縁膜を省略している。
【0015】図13において、THは、スロートハイトを表し、MR−Hは、MRハイトを表している。なお、スロートハイトとは、2つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分の、エアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ(高さ)をいう。また、MRハイトとは、MR素子のエアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ(高さ)をいう。また、図13において、P2Wは、磁極幅すなわち記録トラック幅を表している。薄膜磁気ヘッドの性能を決定する要因として、スロートハイトやMRハイト等の他に、図13においてθで示したようなエイペックスアングル(Apex Angle)がある。このエイペックスアングルは、フォトレジスト層113,115で覆われて山状に盛り上がったコイル部分における磁極側の側面の角部を結ぶ直線と絶縁層111の上面とのなす角度をいう。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】近年、コンピュータ等に使用されるハードディスク装置の面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドにおける記録再生情報の周波数が高くなってきている。そのため、高周波特性の優れた薄膜磁気ヘッドが求められている。
【0017】一方、記録情報の周波数が高くなると、誘導型磁気変換素子の磁路を形成する磁性層における渦電流損失が大きくなるという問題が発生する。そして、渦電流損失の増加に伴い、記録ギャップ層を介して対向する磁極部分より発生される記録磁界の強度の低下や、コイルに供給される記録電流に対する記録磁界の遅延の増加や、記録磁界の立ち上がりの時間勾配の低下等の問題が発生する。これらの問題は、具体的には、例えば、非線形トランジションシフト(Non-linear Transition Shift;NLTS)の増加として現れる。
【0018】そのため、高周波数帯において良好な記録動作が可能な薄膜磁気ヘッドを実現しようする場合には、磁性層の材料として高抵抗の磁性材を用いることが望ましい。
【0019】ところで、磁性層を高抵抗磁性材によって形成する場合には、めっき法で形成するのが難しいため、従来は、高抵抗磁性材の層をスパッタリングで形成した後、高抵抗磁性材層の上にフォトリソグラフィによって、所望の磁性層の形状に対応したエッチングマスクを形成し、このエッチングマスクを用いて例えばイオンミリングによって高抵抗磁性材層をエッチングして、磁性層を形成するようにしていた。
【0020】しかしながら、上述のような磁性層の形成方法では、高抵抗磁性材層をエッチングするのに多くの時間がかかるという問題点があった。更に、イオンミリングによって、積層された各層に電荷が蓄積され、静電放電によって例えばMR素子とシールド層との間の非常に薄いシールドギャップ膜の絶縁破壊が発生する場合があるという問題点があった。
【0021】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、電荷の蓄積を生じることなく、短時間で、誘導型磁気変換素子の磁性層を形成できるようにした薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、互いに磁気的に連結され、記録媒体に対向する媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも1つの層を含む第1および第2の磁性層と、第1の磁性層の磁極部分と第2の磁性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の磁性層の間に、第1および第2の磁性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た薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、第1の磁性層を形成する工程と、第1の磁性層の上にギャップ層を形成する工程と、ギャップ層の上に第2の磁性層を形成する工程と、薄膜コイルを形成する工程とを含み、少なくとも一方の磁性層を形成する工程は、薄膜コイルに対して絶縁された状態で対向するヨーク部分を含む層を形成する工程を含み、このヨーク部分を含む層を形成する工程は、ヨーク部分を含む層を形成すべき領域の周囲に、絶縁材よりなる枠を形成する工程と、枠の内側および上に、磁性材を含む層を形成する工程と、枠が露出するまで、磁性材を含む層の上面を平坦化する工程とを含むものである。
【0023】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、エッチングによらずに、平坦化処理によって、ヨーク部分を含む層が形成される。
【0024】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、磁性材を含む層は高抵抗磁性材によって形成されてもよい。なお、本発明において、高抵抗磁性材とは、電気抵抗が25μΩ・cm以上の磁性材をいう。
【0025】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、磁性材を含む層は、磁性材による複数の層と1つ以上の絶縁膜とが交互に積層されて形成されてもよい。
【0026】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、磁性材を含む層はスパッタリングによって形成されてもよい。
【0027】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、平坦化する工程は化学機械研磨を用いてもよい。
【0028】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、少なくとも一方の磁性層は、磁極部分を含む磁極部分層と、磁極部分層に接続され、ヨーク部分を含むヨーク部分層とを含み、ヨーク部分を含む層はヨーク部分層であってもよい。この場合、薄膜コイルを形成する工程は、薄膜コイルの少なくとも一部を磁極部分層の側方に配置してもよい。また、薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、磁極部分層の側方に配置された薄膜コイルの少なくとも一部を覆い、そのヨーク部分層側の面が磁極部分層におけるヨーク部分層側の面と共に平坦化された絶縁層を形成する工程を含み、ヨーク部分層は、平坦化された磁極部分層および絶縁層の上に形成されるようにしてもよい。
【0029】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、低圧化学的気相成長法を用いて、薄膜コイルの巻線間を絶縁するアルミナ膜を形成する工程を含んでいてもよい。
【0030】
【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。まず、図1ないし図8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製造方法について説明する。なお、図1ないし図7において、(a)はエアベアリング面に垂直な断面を示し、(b)は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【0031】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1に示したように、例えばアルティック(Al23・TiC)よりなる基板1の上に、例えばアルミナ(Al23)よりなる絶縁層2を、約5μmの厚みで堆積する。次に、絶縁層2の上に、磁性材料、例えばパーマロイよりなる再生ヘッド用の下部シールド層3を、約3μmの厚みに形成する。下部シールド層3は、例えば、フォトレジスト膜をマスクにして、めっき法によって、絶縁層2の上に選択的に形成する。次に、図示しないが、全体に、例えばアルミナよりなる絶縁層を、例えば4〜5μmの厚みに形成し、例えばCMP(化学機械研磨)によって、下部シールド層3が露出するまで研磨して、表面を平坦化処理する。
【0032】次に、図2に示したように、下部シールド層3の上に、絶縁膜としての下部シールドギャップ膜4を、例えば約20〜40nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜4の上に、再生用のMR素子5を、数十nmの厚みに形成する。MR素子5は、例えば、スパッタリングによって形成したMR膜を選択的にエッチングすることによって形成する。なお、MR素子5には、AMR素子、GMR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。次に、下部シールドギャップ膜4の上に、MR素子5に電気的に接続される一対の電極層6を、数十nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜4およびMR素子5の上に、絶縁膜としての上部シールドギャップ膜7を、例えば約20〜40nmの厚みに形成し、MR素子5をシールドギャップ膜4,7内に埋設する。シールドギャップ膜4,7に使用する絶縁材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等がある。また、シールドギャップ膜4,7は、スパッタ法によって形成してもよいし、化学的気相成長(CVD)法によって形成してもよい。アルミナ膜よりなるシールドギャップ膜4,7をCVD法によって形成する場合には、材料としては例えばトリメチルアルミニウム(Al(CH33)およびH2Oを用いる。CVD法を用いると、薄く、且つ緻密でピンホールの少ないシールドギャップ膜4,7を形成することが可能となる。
【0033】次に、上部シールドギャップ膜7の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる上部シールド層兼下部磁極層(以下、下部磁極層と記す。)8の第1の層8aを、約1.0〜1.5μmの厚みで、選択的に形成する。なお、下部磁極層8は、この第1の層8aと、後述する第2の層8bおよび第3の層8cとで構成される。下部磁極層8の第1の層8aは、後述する薄膜コイルの一部に対向する位置に配置される。
【0034】次に、下部磁極層8の第1の層8aの上に、下部磁極層8の第2の層8bおよび第3の層8cを、約1.5〜2.5μmの厚みに形成する。第2の層8bは、下部磁極層8の磁極部分を含み、第1の層8aにおける後述する記録ギャップ層側(図2(a)において上側)の面に接続される。第3の層8cは、第1の層8aと後述する上部磁極層とを接続するための部分である。第2の層8bのうち上部磁極層と対向する部分におけるエアベアリング面(記録媒体に対向する媒体対向面)30とは反対側の端部の位置は、スロートハイトを規定する。また、第2の層8bのうち上部磁極層と対向する部分におけるエアベアリング面30とは反対側の端部の位置が、磁極部分のエアベアリング面30とは反対側の端部の位置であるスロートハイトゼロ位置となる。本実施の形態では、スロートハイトはMRハイトよりも大きくなっている。
【0035】下部磁極層8の第2の層8bおよび第3の層8cは、NiFe(Ni:80重量%,Fe:20重量%)や、高飽和磁束密度材料であるNiFe(Ni:45重量%,Fe:55重量%)等を用い、めっき法によって所定のパターンに形成してもよいし、高飽和磁束密度材料であるFeN,FeZrN等の材料を用い、スパッタ後、イオンミリング等によって選択的にエッチングして所定のパターンに形成してもよい。この他にも、高飽和磁束密度材料であるCoFe,Co系アモルファス材等を用いてもよい。
【0036】次に、図3に示したように、全体に、例えばアルミナよりなる絶縁膜9を、約0.3〜0.6μmの厚みに形成する。
【0037】次に、絶縁膜9の上に、フォトレジストをフォトリソグラフィ工程によりパターニングして、薄膜コイルの第1層部分をフレームめっき法によって形成するための図示しないフレームを形成する。次に、このフレームを用いて、フレームめっき法によって、例えば銅(Cu)よりなる薄膜コイルの第1層部分10を、例えば1.0〜2.0μmの厚みおよび1.2〜2.0μmのピッチで形成する。薄膜コイルの第1層部分10は、下部磁極層8の第3の層8cの回りに巻回され、一部が下部磁極層8の第2の層8bの側方(図3(a)における右側)に配置される。次に、フレームを除去する。なお、図中、符号10aは、薄膜コイルの第1層部分10を後述する第2層部分に接続するための接続部を示している。
【0038】次に、図4に示したように、全体に、例えば低圧化学的気相成長法を用いて例えばアルミナよりなる絶縁層11を、約3〜4μmの厚みで形成する。低圧化学的気相成長法を用いて、薄膜コイルの第1層部分10の巻線間にアルミナ膜を形成することにより、薄膜コイルの第1層部分10の狭ピッチの巻線間に、キーホール等の空隙のない絶縁膜を形成でき、信頼性が向上する。次に、例えばCMPによって、下部磁極層8の第2の層8bと第3の層8cが露出するまで、絶縁層11を研磨して、表面を平坦化処理する。ここで、図4(a)では、薄膜コイルの第1層部分10は露出していないが、第1層部分10が露出するようにしてもよい。
【0039】次に、平坦化された下部磁極層8の第2の層8bおよび第3の層8cと絶縁層11の上に、絶縁材料よりなる記録ギャップ層12を、例えば0.2〜0.3μmの厚みに形成する。記録ギャップ層12に使用する絶縁材料としては、一般的に、アルミナ、窒化アルミニウム、シリコン酸化物系材料、シリコン窒化物系材料、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等がある。また、記録ギャップ層12は、スパッタ法によって形成してもよいし、CVD法によって形成してもよい。アルミナ膜よりなる記録ギャップ層12をCVD法によって形成する場合には、材料としては例えばトリメチルアルミニウム(Al(CH33)およびH2Oを用いる。CVD法を用いると、薄く、且つ緻密でピンホールの少ない記録ギャップ層12を形成することが可能となる。
【0040】次に、磁路形成のために、下部磁極層8の第3の層8cの上において、記録ギャップ層12を部分的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。また、薄膜コイルの第1層部分10の接続部10aの上において、記録ギャップ層12および絶縁層11を部分的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。
【0041】次に、図5に示したように、記録ギャップ層12の上に、上部磁極層13の磁極部分を含む磁極部分層13aを例えば2〜3μmの厚みに形成すると共に、下部磁極層8の第3の層8cの上に位置する部分の上に形成されたコンタクトホールの位置に、磁性層13bを例えば2〜3μmの厚みに形成する。なお、上部磁極層13は、磁極部分層13aおよび磁性層13bと、後述するヨーク部分層とで構成される。磁性層13bは、後述するヨーク部分層と下部磁極層8とを接続するための部分である。
【0042】上部磁極層13の磁極部分層13aおよび磁性層13bは、NiFe(Ni:80重量%,Fe:20重量%)や、高飽和磁束密度材料であるNiFe(Ni:45重量%,Fe:55重量%)等を用い、めっき法によって形成してもよいし、高飽和磁束密度材料であるFeN,FeZrN等の材料を用い、スパッタ法によって形成してもよい。この他にも、高飽和磁束密度材料であるCoFe,Co系アモルファス材等を用いてもよい。
【0043】次に、上部磁極層13の磁極部分層13aをマスクとして、ドライエッチングにより、記録ギャップ層12を選択的にエッチングする。このときのドライエッチングには、例えば、BCl2,Cl2等の塩素系ガスや、CF4,SF6等のフッ素系ガス等のガスを用いた反応性イオンエッチング(RIE)が用いられる。次に、例えばアルゴンイオンミリングによって、下部磁極層8の第2の層8bを選択的に約0.3〜0.6μm程度エッチングして、図5(b)に示したようなトリム構造とする。このトリム構造によれば、狭トラックの書き込み時に発生する磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。
【0044】次に、記録ギャップ層12の上に、フレームめっき法によって、例えば銅よりなる薄膜コイルの第2層部分14を、例えば約1.0〜2.0μmの厚みおよび1.2〜2.0μmのコイルピッチで形成する。なお、図中、符号14aは、接続部10aの上に形成されたコンタクトホールを介して薄膜コイルの第2層部分14を第1層部分10に接続するための接続部を示している。薄膜コイルの第2層部分14は、上部磁極層13の磁性層13bの回りに巻回され、一部が上部磁極層13の磁極部分層13aの側方(図5(a)における右側)に配置される。
【0045】次に、全体に、例えば低圧化学的気相成長法を用いて例えばアルミナよりなる絶縁層15を、約3〜4μmの厚みで形成する。低圧化学的気相成長法を用いて、薄膜コイルの第2層部分14の巻線間にアルミナ膜を形成することにより、薄膜コイルの第2層部分14の狭ピッチの巻線間に、キーホール等の空隙のない絶縁膜を形成でき、信頼性が向上する。次に、例えばCMPによって、上部磁極層13の磁極部分層13aおよび磁性層13bが露出するまで、絶縁層15を研磨して、表面を平坦化処理する。ここで、図5(a)では、薄膜コイルの第2層部分14は露出していないが、第2層部分14が露出するようにしてもよい。第2層部分14が露出するようにした場合には、第2層部分14および絶縁層15の上に他の絶縁層を形成する。
【0046】次に、平坦化された上部磁極層13の磁極部分層13aおよび磁性層13bと絶縁層15の上に、以下の手順で、上部磁極層13のヨーク部分層を形成する。このヨーク部分層は、磁極部分層13aおよび磁性層13bに接続され、薄膜コイルの第2層部分14に対して絶縁された状態で対向するヨーク部分を含む。
【0047】ヨーク部分層を形成する工程では、まず、図6に示したように、フォトリソグラフィによって、ヨーク部分層を形成すべき領域の周囲に、アルミナ等の絶縁材よりなる枠16を、例えば約2〜3μmの厚みに形成する。
【0048】次に、枠16の内側および上に、ヨーク部分層に用いられる磁性材を含む層17を、例えば約3〜4μmの厚みに形成する。この層17は、磁性材の種類に応じて、スパッタリングによって形成してもよいし、めっき法によって形成してもよい。すなわち、磁性材として、NiFe(Ni:80重量%,Fe:20重量%)や、高飽和磁束密度材料であるNiFe(Ni:45重量%,Fe:55重量%)等を用いる場合には、層17は例えばめっき法によって形成される。また、磁性材として、高抵抗磁性材で且つ高飽和磁束密度材料であるFeN,FeZrN等の材料を用いる場合には、層17は例えばスパッタリングによって形成される。層17を形成する磁性材としては、上記の例の他に、高飽和磁束密度材料であるCoFe,Co系アモルファス材等を用いてもよい。また、高周波特性の改善のため、スパッタリングによって、パーマロイ等の磁性材による複数の層と、アルミナ等の無機系の絶縁材による1つ以上の絶縁膜とを交互に積層して、層17を形成してもよい。
【0049】次に、図7に示したように、枠16が露出するまで、層17の上面を研磨して平坦化する。この平坦化処理は、例えばCMPを用いて行う。これにより、層17のうち枠16の上の形成された余分な部分は除去され、枠16の内側の残った層17によってヨーク部分層13cが形成される。
【0050】次に、全体に、例えばアルミナよりなるオーバーコート層18を、20〜40μmの厚みに形成し、その表面を平坦化して、その上に、図示しない電極用パッドを形成する。最後に、上記各層を含むスライダの研磨加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドのエアベアリング面30を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【0051】図8は、本実施の形態に係る製造方法によって製造された薄膜磁気ヘッドの平面図である。なお、この図では、オーバーコート層18や、その他の絶縁層および絶縁膜を省略している。図8において、符号THはスロートハイトを表し、Wは記録トラック幅を表している。
【0052】上部磁極層13の磁極部分層13aは、エアベアリング面30側から順に配置された第1の部分13a1と、第2の部分13a2とを有している。第1の部分13a1は、記録ヘッドの記録トラック幅を規定する。すなわち、第1の部分13a1の幅は記録トラック幅Wに等しくなっている。第2の部分13a2の幅は第1の部分13a1の幅よりも大きくなっている。
【0053】上部磁極層13のヨーク部分層13cのエアベアリング面30側の端面は、エアベアリング面30から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層13cのエアベアリング面30側の端部近傍の一部分は、磁極部分層13aの第2の部分13a2の上に重なっている。ヨーク部分層13cは、磁極部分層13aの第2の部分13a2と重なる部分では、第2の部分13a2の幅以上の幅を有し、エアベアリング面30から遠ざかるに従って幅が大きくなっている。
【0054】本実施の形態では、第1の層8a、第2の層8bおよび第3の層8cよりなる下部磁極層8は、本発明における第1の磁性層に対応し、磁極部分層13a、磁性層13bおよびヨーク部分層13cよりなる上部磁極層13は、本発明における第2の磁性層に対応する。
【0055】図9は、本実施の形態に係る製造方法によって製造される薄膜磁気ヘッドの他の例を示したものである。図9は、この薄膜磁気ヘッドの要部の断面図(図9における上側に配置にされた図)と平面図(図9における下側に配置にされた図)とを対応付けて示している。
【0056】図9に示した例では、下部磁極層8の第2の層8bのうち上部磁極層13に対向する部分では、エアベアリング面30とは反対側の端部がエアベアリング面30と平行な直線状に形成されている。これにより、スロートハイトを正確に制御することができる。
【0057】また、図9に示した例では、下部磁極層8の第2の層8bの他の部分におけるエアベアリング面30とは反対側の端部は、薄膜コイルの第1層部分10の外周の形状に近似した円弧状に形成されている。このように、第2の層8bを薄膜コイルの第1層部分10の周囲に広く配置することにより、薄膜コイルの第1層部分10を覆う絶縁層11の平坦化処理において、絶縁層11の上面をより均一に平坦化することができる。
【0058】図9に示した例の薄膜磁気ヘッドにおけるその他の構成は、図7および図8に示した薄膜磁気ヘッドと同様である。
【0059】以上説明したように、本実施の形態に係る製造方法によって製造される薄膜磁気ヘッドは、再生ヘッドと記録ヘッド(誘導型磁気変換素子)とを備えている。再生ヘッドは、MR素子5と、記録媒体に対向する媒体対向面すなわちエアベアリング面30側の一部がMR素子5を挟んで対向するように配置され、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(下部磁極層8)とを有している。
【0060】記録ヘッドは、互いに磁気的に連結され、エアベアリング面30側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも1つの層を含む下部磁極層8および上部磁極層13と、この下部磁極層8の磁極部分と上部磁極層13の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層12と、下部磁極層8および上部磁極層13の間に、これらに対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイル10,14とを有している。
【0061】上部磁極層13は、磁極部分を含む磁極部分層13aと、この磁極部分層13aに接続され、薄膜コイルの第2層部分14に対して絶縁された状態で対向するヨーク部分を含むヨーク部分層13cとを有している。
【0062】本実施の形態では、ヨーク部分層13cを形成する工程は、ヨーク部分層13cを形成すべき領域の周囲に、絶縁材よりなる枠16を形成する工程と、枠16の内側および上に、磁性材を含む層17を形成する工程と、枠16が露出するまで、磁性材を含む層17の上面を平坦化して、枠16内に残った層17によってヨーク部分層13cを形成する工程とを含んでいる。
【0063】従って、本実施の形態によれば、ヨーク部分層13cを高抵抗磁性材によって形成する場合でも、イオンミリング等のエッチングによらずに、平坦化処理によってヨーク部分層13cを形成することができる。そのため、本実施の形態によれば、イオンミリングによって、積層された各層に電荷が蓄積されることを防止でき、その結果、静電放電によって例えばMR素子5とシールド層3,8との間の非常に薄いシールドギャップ膜4,7の絶縁破壊が発生することを防止することができる。また、本実施の形態によれば、イオンミリング等のエッチングによってヨーク部分層13cを形成する場合に比べて、短時間でヨーク部分層13cを形成することができる。
【0064】また、本実施の形態によれば、イオンミリングを用いる場合における問題を生じることなく、ヨーク部分層13cを高抵抗磁性材によって形成することができ、その結果、ヨーク部分層13cにおける渦電流損失を小さくして、記録ヘッドの高周波特性を向上させることができる。
【0065】また、本実施の形態では、下部磁極層8の第2の層8bによってスロートハイトを規定するようにし、薄膜コイルの第1層部分10を下部磁極層8の第1の層8aの上であって第2の層8bの側方に配置し、薄膜コイルの第1層部分10を覆う絶縁層11の上面を下部磁極層8の第2の層8bの上面と共に平坦化し、この平坦化された面の上に記録ギャップ層12を介して、上部磁極層13の磁極部分層13aを形成している。従って、本実施の形態によれば、記録トラック幅を規定する上部磁極層13の磁極部分層13aを平坦な面の上に形成することができる。そのため、本実施の形態によれば、記録トラック幅を例えばハーフミクロン寸法やクォータミクロン寸法にも小さくしても、磁極部分層13aを精度よく形成することができ、記録トラック幅を正確に制御することが可能になる。
【0066】また、本実施の形態によれば、薄膜コイルの第2層部分14を上部磁極層13の磁極部分層13aの側方に配置し、薄膜コイルの第2層部分14を覆う絶縁層15の上面を磁極部分層13aの上面と共に平坦化したので、上部磁極層13のヨーク部分層13cも、平坦な面の上に形成することができる。そのため、本実施の形態によれば、ヨーク部分層13cも微細に形成可能となり、その結果、記録媒体に対して、本来、記録すべき領域以外の領域にもデータを書き込んでしまう、いわゆるサイドライトや、記録すべき領域以外の領域におけるデータを消去してしまう、いわゆるサイドイレーズの発生を防止することが可能となる。
【0067】また、本実施の形態では、上部磁極層13のヨーク部分層13cのエアベアリング面30側の端面をエアベアリング面30から離れた位置に配置している。そのため、ヨーク部分層13aがエアベアリング面30に露出することがなく、その結果、いわゆるサイドライトやサイドイレーズの発生を防止することができる。
【0068】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、実施の形態では、上部磁極層13を複数の層で構成したが、上部磁極層13を1つの層で構成してもよい。この場合、例えば、薄膜コイルを図7における第1層部分10のみの1層の構成とすれば、記録ギャップ層12の上に平坦な1層の上部磁極層13を形成することができる。この上部磁極層13は、実施の形態におけるヨーク部分層13cの形成方法と同様の方法で形成することができる。また、記録ギャップ層12の上に薄膜コイルが形成され、その上に絶縁された状態で1層の上部磁極層13を形成する場合であっても、コイルの高さが低ければ、実施の形態におけるヨーク部分層13cの形成方法と同様の方法で形成することが可能である。
【0069】また、実施の形態におけるヨーク部分層13cの形成方法と同様の方法で、下部磁極層8の第1の層8aを形成してもよい。
【0070】また、上記実施の形態では、基体側に読み取り用のMR素子を形成し、その上に、書き込み用の誘導型磁気変換素子を積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。
【0071】つまり、基体側に書き込み用の誘導型磁気変換素子を形成し、その上に、読み取り用のMR素子を形成してもよい。このような構造は、例えば、上記実施の形態に示した上部磁極層の機能を有する磁性膜を下部磁極層として基体側に形成し、記録ギャップ膜を介して、それに対向するように上記実施の形態に示した下部磁極層の機能を有する磁性膜を上部磁極層として形成することにより実現できる。この場合、誘導型磁気変換素子の上部磁極層とMR素子の下部シールド層を兼用させることが好ましい。
【0072】また、本発明は、誘導型磁気変換素子のみを備えた記録専用の薄膜磁気ヘッドや、誘導型磁気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。
【0073】
【発明の効果】以上説明したように請求項1ないし9のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、ヨーク部分を含む層をエッチングによらずに形成できるので、電荷の蓄積を生じることなく、短時間で、誘導型磁気変換素子の磁性層を形成することが可能になるという効果を奏する。
【0074】また、請求項2記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、磁性材を含む層を高抵抗磁性材によって形成するようにしたので、磁性層における渦電流損失を小さくして、誘導型磁気変換素子の高周波特性を向上させることができるという効果を奏する。
【0075】また、請求項3記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、磁性材を含む層を、磁性材による複数の層と1つ以上の絶縁膜とが交互に積層して形成するようにしたので、磁性層における渦電流損失を小さくして、誘導型磁気変換素子の高周波特性を向上させることができるという効果を奏する。
【0076】また、請求項8記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、少なくとも一方の磁性層が磁極部分層とヨーク部分層とを含み、薄膜コイルの少なくとも一部を磁極部分層の側方に配置し、この薄膜コイルの少なくとも一部を覆い磁極部分層と共に平坦化された絶縁層を形成し、ヨーク部分層を平坦化された磁極部分層および絶縁層の上に形成するようにしたので、ヨーク部分層を平坦な面の上に精度よく形成することが可能になるという効果を奏する。
【0077】また、請求項9記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、低圧化学的気相成長法を用いて、薄膜コイルの巻線間を絶縁するアルミナ膜を形成するようにしたので、薄膜コイルの巻線間に、空隙のない絶縁膜を形成することができるという効果を奏する。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013