JPH01296418A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気記録媒体に対して情報の磁気記録又は再生
を行なう磁気ヘッド及びその製造方法に関し、特に磁気
回路を構成する２つの磁性体の少なくとも一方が薄膜磁
性層として構成される薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
に関するものである。

［従来の技術］ 一般に薄膜磁気ヘッドでは磁気回路を構成する２つの磁
性体の少なくとも一方及びコイルがそれぞれ磁性層及び
導電層としてスパッタリング、蒸着、イオンブレーティ
ング等の真空薄膜形成技術で形成されるために、量産性
に優れるとともにフォトリソグラフィ技術でバターニン
グを行なっているため、特性の均一なヘッドが得られる
という利点がある。またこの種の薄膜磁気ヘッドでは記
録に関与する発生磁界が急峻となり、高密度記録が可能
になると共に高分解能の記録が可能である。

第６図は従来の薄膜磁気ヘッドの構造の一例を示してお
り、ガラスやフェライト等から成る基板１上にまずセン
ダスト等の軟磁性材料から磁性層として形成された下部
磁性体２が設けられる。そして下部磁性体２上にＳ　ｉ
　０２等から成る不図示の絶縁層を介して良導体から成
る下部コイル導体３が形成され、更にこの上に不図示の
絶縁層を介して上部コイル導体４が設けられる。両コイ
ル導体３．４によりコイルが構成される。なおここでは
図示を簡単にするためにコイルのターン数は１ターンと
しであるが通常複数ターンのコイルが設けられる。更に
この上に不図示の絶縁層を介して下部磁性体２上でコイ
ル導体３．４を跨ぐようにして磁性層から成る上部磁性
体７が形成される。

上部磁性体７の先端部は磁気ギャップ（フロントギャッ
プ）５を介し下部磁性体２と対向し、対向部分の幅Ｗが
記録再生のトラック幅となる。また上部磁性体７の後端
部はコイル導体３．４を跨ぎ不図示の絶縁層に形成され
たコンタクトホールな介してバックギャップ６部分で下
部磁性体２と接合される。

なおこのような薄膜磁気ヘッドの製造工程において上記
の絶縁層のコンタクトホール等の加工については例えば
フッソ系ガスによる反応性エツチングにより行なわれ、
磁性体２．７及びコイル導体３．４の加工については例
えばＡｒによるイオンビームエツチング等で行なわれる
。

このような薄膜磁気ヘッドにおいて記録再生時には図中
手前側の面を磁気記録媒体摺動面Ｓとして不図示の磁気
記録媒体が矢印Ａ方向またはその逆方向に摺動する。記
録時にはコイル導体３．４から成るコイルに記録信号電
流が印加され、コイルの励磁により記録信号に応じた磁
束が磁性体２．７に流れ磁気ギャップ５部分で洩れる磁
束により磁気記録媒体が磁化される。また再生時には磁
気ギャップ５部分から磁気記録媒体のトラックの磁化に
応じた磁束が拾われ、両磁性体２．７から成る磁気回路
に流れ、その磁束変化に応じた再生出力電圧がコイルに
励起される。

［発明が解決しようとする課題］ ところで近年磁気記録の高密度化に伴ない薄膜磁気ヘッ
ドにおいても狭トラツク、狭ギャップ化が進んでおり、
特にトラック密度（単位長さ当りのトラック数）の増大
化が検討されている。また磁気記録媒体においては記録
波長を短くし、線記録密度を増すために高保持力媒体を
使用する傾向が強まっている。

これに対して第６図のような従来の薄膜磁気ヘッドにお
いてトラック幅Ｗを小さくして狭トラツク化を図るには
以下のような問題があった。

すなわち第６図のヘッドで上部磁性体７をエツチングに
より加工してトラック幅Ｗを出す場合には、上部磁性体
７の幅に対する厚さの比、いわゆるアスペクト比が大き
いため、特に厚さが１０μｍ程度以上に厚い場合には幅
寸法制御が非常に難しくなる。すなわちトラック幅の寸
法制御が難しくなる。かといってアスペクト比を下げる
ために上部磁性体７の磁性層の厚さを薄くすると特に高
保持力媒体に対してヘッドの記録再生効率か低］してし
まう。このように従来の薄膜磁気ヘッドでは必要充分な
磁性体の厚さを保ちながら狭トラツク化を実現すること
が困難になっている。

そこで本発明の課題は狭トラツク化を図れると共に良好
な記録再生効率か得られる薄Ｉｔ！　６Ｂ気ヘツト及び
その製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決するため本発明によれば、上述した種
類の薄膜磁気ヘッドにおいて、磁気回路を構成する２つ
の磁性体の少なくとも一方は薄膜磁気ヘッドの磁気記録
媒体摺動面にほぼ平行な平面で切断した断面形状につい
て磁気ギャップに近寄る程トラック幅方向の幅が小さく
なり、かつ段階的に小さくなるように段差を有した形状
に形成された構造を採用した。

また本発明の薄ＩＩ＠６１気ヘッドの製造方法によれは
、上記の磁性体の少なくとも一方を形成する方法として
磁性層の形成工程とフォトリソエツチング工程を交互に
複数回繰り返す方法、または１回の磁性層形成工程と複
数回のフォトリソエツチング工程による方法により形成
し、その場合加工する磁性層のトラック幅方向を順次大
きくして磁性体を段階的に形成する構成を採用した。

［作　用］ 上記のような本発明の構成によれば磁気回路を構成する
磁性体の少なくとも一方は複数回のフォトリソエツチン
グ工程によって段階的に形成され、その場合に一回毎の
フォトリソエツチング工程におけるアスペクト比は磁性
体全体を一回のフォトリソエツチング工程で加工する場
合に比べて大幅に小さくなるので、磁性体のトラック幅
方向の幅を容易に高精度に小さく設定できる。

［実施例］ 以下、図を参照して本発明の実施例の詳細を説明する。

なお実施例の各図中において従来例の第６図中と共通も
しくは相当する部分には同一符号が付しである。

第１実施例 第１図は本発明の第１実施例による薄膜磁気ヘッドの構
造を説明するもので、保護板及び絶縁層を取り払った状
態で薄膜磁気ヘッドの構造を示している。

第１図に示すように本実施例の薄膜磁気ヘッドの基本的
な構造は先述の従来例とほぼ同様てあり、基板１上に磁
性層そのものとしての下部磁性体２が設けられ、下部磁
性体２上に絶縁層を介して導電層から成るコイルを構成
する下部コイル導体及び上部コイル導体４が設ｉ−１ら
れ、更に磁性層から成る上部磁性体７が不図示の絶縁層
を介して下部磁性体２上でコイルを跨ぐようにして設け
られる。上部磁性体７の先端部は磁気ギャップ５を介し
下部磁性体２と対向し、上部磁性体７の後端部は不図示
のコンタクトポールな介してパックギャップ６部て下部
磁性体２に接合される。磁気ギャップ５を介し下部磁性
体２と対向する上部磁性体７の先端部下面のトラック幅
方向の幅が記録トラック幅Ｗとなる。なおこれら全体の
上に不図示の保護層を介して不図示の保護板が接着され
る。

ところで本実施例の薄ｌＩＭ磁気ヘッドでは従来と異な
る点として上部磁性体７が図中破線で示すようにこの場
合３層の磁性層７１〜７３を積層して形成されている。

各磁性層７１〜７３のトラック幅方向の幅は磁気ギャッ
プ５に近い程小さくなっており、また磁気ギャップ５に
近い磁性層はど幅が小さくなっている。そしてこれによ
り上部磁性体７の媒体摺動面Ｓに平行な面で切断した断
面形状は２段の段差を有した３段の逆の台形になってお
り、磁気ギャップ５に近寄る程トラック幅方向の幅が小
さく、かつ段階的に幅が小さくなっている。

次に本実施例の薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する。

まずガラス等から形成した基板１上にセンダスト等の軟
磁性材から成る磁性層を下部磁性体２として堆積して形
成し、その上に５ｉ０２等から成る不図示の絶縁層を堆
積させる。

次にＣｕやＡ１等から成る導電層を堆積させ、フォトリ
ソエツチング工程により下部コイル導体３のパターンに
加工する。そしてその上に不図示の絶縁層を堆積させた
後に同様にして上部コイル導体４を形成する。

次にコイル導体４上に不図示の絶縁層を堆積した後に上
部磁性体７を形成する訳であるが、本実施例では磁性層
の堆積工程とフォトリソエツチング工程とを交互に３回
繰り返すことにより上部磁性体７を形成する。これは媒
体摺動面Ｓに向かってみて第２図（Ａ）〜（Ｇ）に示す
ように行なわれる。

即ちまず第２図（Ａ）のように下部磁性体２上に絶縁層
１１を堆積させた後、フォトリソエツチング工程により
磁気ギャップ（フロントギャップ）５側に凹状溝１１ａ
を形成し、バックギャップ６部に不図示のコンタクトホ
ールな形成する。

この時絶縁層１１の厚さをできるだけ薄くすると加工精
度は良くなるが絶縁性が低下するために０．５〜２μｍ
程度が良い。

次に第２図（Ｂ）のように磁気ギャップ５のスペーサと
なる非磁性層１２を再生信号の波長により決められる適
当な厚さで磁気ギャップ５の領域のみに堆積して形成す
る。ここで同図に示ように非磁性層１２を形成した後の
凹状溝１１ａの下面のトラック幅方向の幅によりヘッド
のトラック幅Ｗが規定される。

次に第２図（Ｃ）のように上部磁性体７の第１層目とな
るセンダスト等の軟磁性材から成る磁性層７１を堆積さ
せた後、フォトリソエツチング工程により第２図（Ｄ）
のようにパターニングを行ない、磁性層７１の形状とし
て凹状溝１１ａに埋め込まれかつ凹状溝１１ａからバッ
クギャップ６側のコンタクトホールまでを連絡する形状
に加工する。

次に第２図（Ｅ）のように絶縁層１３を２μｍ程度の厚
さで堆積させ、この絶縁層１３に対し先に形成した凹状
溝１１ａとバックギャップ６側のコンタクトホールより
トラック幅方向の幅が少し大きな第２の凹状溝１３ａと
不図示のコンタクトホールな磁性層７１の真上に形成す
る。この時既に第１の凹状？＊　１１　ａを介してトラ
ック幅Ｗが決っているので第２の凹状溝１３ａの寸法精
度はたいした問題にはならない。

次に第２図（Ｆ）のように第２層目の磁性層７２を堆積
させ、第１層目の磁性層７１と同様にフォトリソエツチ
ングによりバターニングし、凹状溝１３ａに埋め込むよ
うに形成する。

次に第２図（Ｇ）に示すように同様にして第３の絶縁層
１４を形成し、更にトラック幅方向の幅が大きな凹状溝
１４ａと不図示のコンタクトホールを形成した後、第３
層目の上部磁性層７３を堆積して形成し、フォトリソエ
ツチングにより凹状溝１４ａに埋め込むように加工して
第１図の上部磁性体７が完成する。そしてこの上に不図
示の保護層を形成した後その上に不図示の保護板を接合
して薄膜磁気ヘッドが完成する。

このような本実施例によれば上部磁性体７の形成は磁性
層の堆積工程とフォトリソエツチング工程とを交互に３
回づつ繰り返すことにより行なわれ、−回毎のフォトリ
ソエツチング工程におけるアスペクト比は上部磁性体７
全体を１回のフォトリソエツチングにより加工する場合
に比べて大幅に小さくなるので、その際の磁性層のトラ
ック幅方向の幅寸法の制御を簡単に高精度に行なえる。

従って第１層目の磁・性層７１の下面のトラック幅方向
の幅に対応するヘッドのトラック幅を極めて高精度に小
さく設定でき、狭トラツク化が図れ、記録の高密度化が
図れる。また上部磁性体７の全体の厚さはトラック幅の
精度に影響を及ぼさないので、上部磁性体７の厚さを大
きくでき、記録再生の効率を向上できる。

更に上部磁性体７の幅が磁気ギャップ５に近寄る程小さ
くなるので、記録時に磁束が磁気ギャップ５部分に収束
し、この点からも記録再生の効率を向上できる。

第２実施例 次に第３図は本発明の第２実施例による薄膜磁気ヘッド
の構造を示している。図示のように本実施例では上部磁
性体７は従来例と同様とし、そのかわりに下部磁性体２
の断面形状を第１実施例の」一部磁性体７の形状に対応
し上下を逆にした形状に形成している。即ち、下部磁性
体２の媒体摺動面Ｓに平行な平面で切断した断面形状は
２段の段差を有する３段の台形てあり、磁気ギャップ５
に近寄るほどトラック幅方向の幅か小さくなり、かつ段
差を介して段階的に小さくなっている。たたし第１実施
例の上部磁性体７の場合と異なる点として本実施例の下
部磁性体２は一層の磁性層から形成される。

このような本実施例の下部磁性体２は媒体摺動面Ｓ側か
ら見た工程の説明図として第４図（Ａ）〜（Ｇ）に示す
ような工程で以下のように形成される。

即ち、まず第４図（Ａ）のように基板１上に下部磁性体
２を形成するための磁性層２０を下部磁性体２の全体の
厚さに相当する厚さに堆積して形成し、その上にフォト
リソ工程によりトラック幅方向の幅かトラック幅Ｗに相
当し、下部磁性体２に対応する形状を成すフォトレジス
トパターン３１を形成する。

次に磁性層２０の上面を数μｍエツチングした後フォト
レジストパターン３１を除去する。この状態が第４図（
Ｂ）である。同図に示すように磁性層２０の上面に下部
磁性体２の最上段部２１が形成される。最上段部２１の
上面のトラック方向の幅がトラック幅Ｗとなる。

次にフォトリソ工程により第４図（Ｃ）のようにトラッ
ク方向の幅がトラック幅Ｗより少し大きく下部磁性体２
の形状に対応した形状を成すフォトレジストパターン３
２を磁性層２ｏ上で最上段部２１を覆うように形成し、
その後数μｍ磁性層２０をエツチングしフォトレジスト
パターン３２を除去する。これにより第４図（Ｄ）に示
すように最上段部２１の下に下部磁性体２の第２段部２
２か形成される。

そして更に同様の工程をもう１回繰り返し、第４図（Ｅ
）のように更に幅の大きなフォトレジストパターン３３
を形成し、エツチングを行なってフォトレジストパター
ン３３を除去することにより、第４図（Ｆ）に示すよう
に下部磁性体２の第３段部２３か形成され、下部磁性体
２が完成する。

このあとは第４図（Ｇ）のように基板１上に絶縁層５１
を堆積し、下部磁性体２を埋め込み、その上に前述した
コイルや上部磁性体７等の形成を行なって本実施例のヘ
ッドが完成する。

このような本実施例によれはヘッドのトラック幅Ｗを規
定する下部磁性体２は３回のフォトリソエツチング工程
により形成され、その場合の１回ごとのアスペクト比は
小さくなるので、第１実施例の場合と同様にトラック幅
Ｗを極めて高精度に小さく設定でき、同様に狭トラツク
化が図れ、記録の高密度化が図れる。また本実施例の場
合下部磁性体２を形成するための磁性層の堆積工程は１
回のみなので第１実施例の場合より全体の工程が簡略化
されるという利点がある。

第３実施例 ところで近年の傾向として磁気記録の高密度化及び転送
速度の高速化が挙げられるが、その対策としてマルチチ
ャンネル化してトラック密度を高める方法がある。

これに対して例えば先述した第１実施例のヘッドは第５
図に第３実施例として示すようにマルチチャンネル化す
ることができる。ここでは簡単にする為に２チヤンネル
の構成を示している。基板１上に磁性層そのものとして
設けられた下部磁性体２上に第１図と同様のコイル導体
３．４と上部磁性体２が２組トラック幅方向に並設され
て２つの記録再生チャンネルを構成している。

このヘッドの製造方法は第１実施例の場合と全く同様に
薄膜ＩＣプロセスと同等の製法により製造でき、容易に
マルチチャンネル化を実現できるとともに、第１実施例
の場合と同様に上部磁性体７を複数回の磁性層堆積工程
とフォトリソエツチング工程の繰り返しによって形成す
るためトラック幅を極めて高精度に小さく設定でき、同
様に狭トラツク化が図れ、記録の高密度化が図れる。ま
た同様に上部磁性体７の厚さを大きくできるため高い記
録再生効率が得られる。

なお、ここでは第１実施例のヘッドをマルチチャンネル
化した例を示したが、第２実施例のヘッドの構造でも同
様に基板１上に両磁性体２゜７とコイル導体３．４から
なるヘッド素子を複数並設してマルチチャンネル化でき
ることは勿論である。そして第２実施例のヘッドをマル
チチャンネル化した場合には同様の効果が得られるうえ
に下部磁性体２が各チャンネル共通にならなくなるので
、隣接トラックとのクロストークを低減できるという利
点がある。

夏至来夏１ 次に本発明の第４実施例として第１実施例と第２実施例
を組み合わせ、上部磁性体７は第１実施例のものとし、
下部磁性体２は第２実施例のものとして両者のトラック
幅を同寸法とし、精度よく重ね合わせて薄膜磁気ヘッド
を構成することもできる。このような構造によれば前記
の各実施例の場合より更に記録再生時の磁束の収束度が
高まり、記録再生効率をより向上できる。また下部磁性
体２と上部磁性体７の両方について磁気ギャップ５に向
って幅が狭くなる形状により、磁気ギャップ両側部分か
らの磁束の漏れを低減でき隣接トラックとのクロストー
クを更に低減できる。

なお、このような構造でも第３実施例の場合と同様に容
易にマルチチャンネル化が実現できることは勿論である
。

なお以上の各実施例において良好な記録再生効率を得る
ために、段差を有した台形の断面形状に形成する上部磁
性体フないし下部磁性体２の厚さはトラック幅Ｗより大
きくすることが好ましい。

このように厚さを大きくしても上述の製造方法によりト
ラック幅を高精度に小さく設定することができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明による薄膜磁気ヘ
ッドによれば、磁気回路を構成する磁性体の少なくとも
一方はヘッドの媒体摺動面にほぼ平行な平面で切断した
断面形状について磁気ギャップに近寄るほどトラック幅
方向の幅が小さくなり、かつ段階的に小さくなるように
段差を有した形状に形成された構造であり、その磁性体
の形成方法としては、磁性層の形成工程とフォトリソエ
ツチング工程を交互に複数回繰り返す方法、または１回
の磁性層形成工程と複数回のフォトリソエツチング工程
による方法でその場合加工する磁性層のトラック幅方向
の幅を順次大きくする方法により形成されるので、トラ
ック幅を極めて高精度に小さく設定でき、狭トラツク化
が図れ、記録の高密度化が図れる。また、前記の磁性体
の厚さを大きくでき記録再生効率を向上できるという優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による薄膜磁気ヘッドの構
造を示す斜視図、第２図（Ａ）〜（Ｇ）は同実施例の薄
膜磁気ヘッドの製造工程における上部磁性体の形成工程
の説明図、第３図は第２実施例による薄膜磁気ヘッドの
構造を示す斜視図、第４図（Ａ）〜（Ｇ）はそれぞれ同
実施例のヘッドの製造工程における下部磁性体の形成工
程の説明図、第５図は第３実施例によるマルチチャンネ
ル化した薄膜磁気ヘッドの構造を示す斜親図、第６図は
従来の薄膜磁気ヘッドの構造を示す斜視図である。 １・・・基板　　　　　　２・・・下部磁性体３・・・
下部コイル導体　４・・・上部コイル導体５・・・磁気
ギャヅブ　　６・・・バックギャップ７・・・上部磁性
体 １１．１３，１４．・・・絶縁層 １２・・・非磁性層　　２０．７１〜７３・・・磁性層
（Ｂ） □ｉｉ フ （Ｃ） （Ｄ） 第２図 （Ａ） （Ｅ） （Ｂ） （Ｃ） （Ｄ） （Ｆ） 下値部か工棒形へ丁程の占叱り目藺 第４図 Ａｕの優Ｉ戦砲慎へ、ッｙのめ畔楚酬 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも薄膜磁性層からなる２つの磁性体を磁気
   ギャップを介し対向して設けて構成した磁気回路を有し
   、前記ギャップ部に磁気記録媒体を摺動させて情報の磁
   気記録または再生を行なう薄膜磁気ヘッドにおいて、前
   記磁性体の少なくとも一方は薄膜磁気ヘッドの磁気記録
   媒体摺動面にほぼ平行な平面で切断した断面形状につい
   て前記ギャップに近寄るほどトラック幅方向の幅が小さ
   くなり、かつ段階的に小さくなるように段差を有した形
   状に形成されたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２）前記段差を有した断面形状に形成する磁性体につい
   てその厚さをトラック幅より大きく形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の薄膜磁気ヘッド。 ３）前記基板上に前記コイルと２つの磁性体からなる磁
   気回路により構成されるヘッド素子をトラック幅方向に
   複数並設したことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載の薄膜磁気ヘッド。 ４）基板上に薄膜磁気ヘッドの磁気回路を構成する磁性
   層からなる磁性体を形成する工程として、磁性層を堆積
   して形成する工程と該工程により形成された磁性層を所
   定形状に加工するフォトリソエッチング工程とを交互に
   複数回繰り返し、その場合加工する磁性層のトラック幅
   方向の幅を順次大きくして前記磁性体を段階的に形成す
   る工程を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造
   方法。 ５）基板上に薄膜磁気ヘッドの磁気回路を構成する磁性
   層からなる磁性体を形成する工程として、磁性層を堆積
   して形成する工程と、該工程により形成された磁性層を
   複数回のフォトリソエッチングの繰り返しにより所定形
   状に加工し、その場合加工する磁性層のトラック幅方向
   の幅を順次大きくして前記磁性体を段階的に形成する工
   程とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方
   法。