JPH02285503A - 薄膜ヘッド形成方法 - 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、高密度縦方向記録を最適化する磁気記録ヘッ
ドの設計に関する。

（従来技術とその問題点） 磁気記録ヘッドは、構成分、垂直成分、及び縦成分を有
する磁界を発生させる。縦成分は記録媒体の運動方向に
向いており、垂直成分は媒体の平面に垂直であり、構成
分はトラックの幅方向に向いている。記録ヘッドは、普
通は、ヘッドのギャップ中心線の直下の媒体中間面での
ヘッドの磁界の強度が媒体の飽和保磁力の値の約２ない
し３倍となる様に設計される。ここで飽和保磁力とは、
媒体の磁化の向きを転換させるのに要する磁界強度であ
る。トラックは、ヘッドの磁界が媒体の飽和保磁力臨界
値に等しくなる下流側の場所で、ヘッド書込みサイクル
時に作られる。データピノ１〜が書き込まれる時、媒体
のトラック上の指定された場所の磁化の向きが反転され
る。媒体の、磁化が反転された部分は、各々、「遷移Ｊ
　（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）と呼ばれる。記録媒体上に
画定されたトラックの幅は、ヘッドのギャップの幅とほ
ぼ等しい。

典型的記録ヘッドは、間にギャップが画定された２個の
磁極片を有する。遷移は、実際には媒体の運動方向に沿
って幾分下流側で、縦方向に約０．２５μｍだけ第２Ｖ
Ａ極片に入って記録される。

ヘッドからの磁界の構成分の強さは、ヘッドの側部（こ
れは外辺ゾーンと称する）の磁界の縦成分の強さに匹敵
する。薄膜媒体については、ヘッド磁界の、面内成分、
即ち、構成分及び縦成分は、遷移に対するその衝撃にお
いてベクトル的に加わり合う。トラックの中央部分では
、縦磁界成分のみが存在するので、該成分は、媒体の運
動方向に対して垂直な本質的に直線状の遷移を生じさせ
る。

しかし、記録された遷移は、面内２成分間の相互作用の
程度が変化するので外辺ゾーンのギャップに平行ではな
い。実際には、外辺ゾーンにおいては、遷移は、両端部
で乱され、そこに媒体の下流側部分に更に突出するフッ
クが画定される。これらのフックは、僅かな距離だけ離
間したビットの書込み時の記号間干渉の原因となり、読
み出しパルスの横非対称性を生しさせることがある。ま
た、媒体に加えられるヘッド磁界の垂直成分が大きい時
には媒体の飽和保磁力が劣化することがある。

上記の種類の記録ヘッドを製造するのに使われる既知の
プロセスでは、普通は、第２磁極は、ギャップの位置で
、第１磁極と同じ幅又は約１ないし３μｍだけ第１磁極
より狭い幅を持つ様に構成される。この様な設計には、
薄膜媒体への縦方向記録時には上記の外辺ゾーン及び垂
直磁界効果の問題がある。

（発明の概要） 本発明は、−面においては、２磁極片を有する記録ヘッ
ドを、記録された遷移にフックを生じさせない様に設計
する方法を開示する。この構成では、第１磁極片の先端
部の断面積より大きな先端部断面積を持った第２磁極片
を作ることにより、記録ゾーンにおけるヘッドの磁界の
構成分を相当減少させる。

本発明は、他面においては、間にギャップ部分又は層を
画定する２磁極片を有する磁気記録ヘッドにおいて、第
２磁極片が第１磁極片より約１μｍ以上広い幅を有する
様に設計する。この構成では、外辺ゾーンにおける横磁
界成分は約３５％低減され、ヘッドの磁界の縦成分の輪
郭は外辺ゾーンでギャップと平行となる。この様な磁界
分布は、遷移の両端部のフックを無くし、その場所で遷
移がギャップに平行に画定されることを可能にする。

書込みプロセス時には、真っ直くな遷移は、今の遷移と
先の遷移との非線型干渉を防止する。

本発明は、他の面においては、間にギャップ層を画定す
る２個の磁極片を有する磁気記録ヘッドにおいて、第２
磁極片を第１磁極片より約１μｍ以上広く構成する。こ
の構成では、外辺ゾーンの横磁界は、第１磁極片が第２
磁極片より広い場合に比べて約３５％低減され、ヘッド
の磁界の縦成分は、その場所でギャップに平行となる。

この磁界分布はフックを無くする。この場合、遷移はギ
ャップに平行となる。記録ゾーンにおけるヘッドの磁界
の垂直成分も、現在の設計により作られる磁界に比べて
３５％低減される。従って、記録ゾーンにおける合成ヘ
ッド磁界は面から５０°程度外れるに過ぎず、高飽和保
磁力媒体の面内スイッチング磁界を大して劣化させるこ
とはなく、従って、より鮮明な遷移を生じさせる。

本発明の別の構成では、先端部が細くて且つ飽和可能な
第３の磁極片をギャップに埋め込む。この第３磁極は、
書込みサイクル時には飽和させられて実効的に不作動状
態であるが、読み出しサイクル時には飽和させられず、
実効的に動作を支配する。第３磁極の動作及び構成の結
果として、読み出し波形はほぼ対称となる。

本発明は、別の面においては、少なくとも１個の機能的
に第１の磁極と、少なくとも１個の機能的に第２の磁極
とを包含し、第２磁極の先端部は、相対磁極幅及び位置
合わせに関わらず第１磁極の先端部上に形成可能である
。

磁極の先端部は空気支持面の一部を画定することが出来
、第１磁極は、第２磁極が媒体と相互作用する前に媒体
と相互作用する様に配置されてヘッドの縦作動方向を画
定し、磁極はギャップ部分により分離され、該ギャップ
部分の幅は縦方向に対してほぼ垂直に走り、該ギャップ
部分は、少なくとも、第２磁極先端部と同じ広さである
。

好ましくは、第２磁極は第１磁極より少なくとも１μｍ
だけ広い。ギャップ部分の上面及び第１磁極は、第１磁
極より広い平坦化された作業域を形成することが出来る
。両磁極は、共同して単一の構造を成し、遠い部分が、
ヨークを画定する先端部に結合され、このヨークは、少
なくとも第１及び第２の導線を有するコイル構造を含み
、該導線は、電気エネルギー源に接続されて付勢回路を
完成させることが出来る。

本発明は、更に別の面においては、外形の段／縁が小さ
くてリトグラフィー処理時の合成スプリアス反射の少な
い磁気ヘッドであって、基板と、該基板上の絶縁層と、
該層上の第１磁極片と、第２磁極片と、ギャップ部分と
を有し、該ギャップ部分は該磁極片の中間にあって該磁
極片に接続されており、該ギャップ部分は少なくとも該
第２磁極片とほぼ同じ広さを有し且つ少なくとも該第１
磁極片と同じ広さを有する磁気ヘッドである。好ましく
は、平坦化層が第１磁極片上に画定され、これにより第
１磁極片と平坦化層とを合わせたものは少なくとも第２
磁極片とほぼ同じ広さとなる。

平坦化層は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ！、２０３又
はＳｉＯ□又はフォトレジスト材料から成る。

本発明は、更に他の面においては、ギャップ部分により
分離された少なくとも２個の磁極を有する薄膜ヘッドの
磁極を形成する方法を提供するものであり、この方法は
、該磁極のうちの第１のものの先端部に平坦化層を形成
し、これにより該磁極先端部と該平坦化層とに均一な平
坦域を画定し、この均一な平坦域に接続されたギャップ
部分を形成し、該ギャップ部分に接続された第２磁極を
形成するステップを含む。該平坦化層は、固く焼結した
フォトレジスト材料を含むことが出来る。

このプロセスは、第１磁極に隣接して、その上に絶縁材
料の層を形成し、第１磁極の上面と該絶縁材料とが単一
の平面に一致して均一な平坦域が画定されることとなる
様に該絶縁材料をラップ仕上げするステップを含むこと
が出来る。平坦化層は、例えば、Ａ　１２２０３．５Ｉ
０２又はポリイミドである。

本発明は、別の面においては、第１構造が工作物上に形
成されて第２構造のための基礎となる多層極性装置の製
造に際して、第２構造が第１構造と同じか又は第１構造
より広くても第１構造が第２構造を支持することが出来
るようにし、段／縁及びこれらによるスプリアス反射を
無くするプロセスを提供するものであり、このプロセス
は、第１構造の面上に平準化材料を設け；この平準化材
料に光パターンを付け；第１構造の所望の部分を露光し
且つ現像し；工作物を焼結して第１構造の面全体に且つ
線面を越えて延在する平坦化されたプラトーを形成する
ステップを含む。平準化材料は、例えばフォトレジスト
又はポリイミドである。

このプロセスの一実施例においては、形成される構造は
磁気変換器の第１磁極であり、平準化材料は、ポジティ
ブ・フォトレジストであり、レジスト・ボーダー・マス
クを使って光パターン付けされ、フォトレジストの露光
及び現像後に少なくとも第１磁極の先端領域上に延在す
るレジスト・ボーダーが保留されることが特徴である。

好ましくは、ボーダー・マスクの内側寸法は、メッキさ
れた磁極先端部の幅のそれより僅かに小さくて、第１磁
極上に肩を形成する。

好ましくは、フォトレジストはほぼ２６５℃の温度で固
く焼結され、或いはポリイミドはほぼ３５０℃の温度で
固く焼結される。このプロセスは、磁界中で１時間当た
り１０立方フィートの窒素埋め戻しくｎｉｔｒｏｇｅｎ
　ｂａｃｋｆｉｌｌ）で真空を使用することを含んでい
る。

好ましくは、平準化化合物は、ほぼＡないし２μｍだけ
第１構造の縁に重なる。好ましくは、平坦化されたプラ
トーにより段／縁が無くされる。

本発明は、別の面においては、磁極の側部上に、場合に
よっては該側部を越えて延在するギャップ層を有するヘ
ッドにおいて、ギャップ層形成時に磁極の側部の角でギ
ャップ層が薄くなるのを防止することにより、ギャップ
層の均一性を改良する方法を提供するものであり、この
方法では、基板上に磁極を形成し；平準化材料を該磁極
の面の上に且つ線面を越えさせて設け；該平準化材料で
磁極の側部の上に且つ場合によっては該側部を越えさせ
てギャップ層を形成するステップを含む。

他の利点及び特徴は、好適な実施例に関する以下の説明
と特許請求の範囲の欄の記載内容から明らかとなろう。

（実施例） 磁気媒体から遷移を読み出す薄膜磁気記録ヘッドの生成
する典型的波形が第１図のグラフに示されている。パル
ス１０は、正確に同様ではない先行の半分１２と後の半
分１４とで画定される。この非対称性は、媒体から遷移
の系列を読み出すときに普通に生じる可変ピーク・シフ
トに寄与する。

横記録から生じる波形の構成分が相当低減されると、非
対称性とピーク・シフトの可変性とが低減すると共にウ
ィンド・マージンが減少する。

３種類の記録ヘッド磁極先端部ジオメトリ−（第１磁極
が第２磁極より大きいもの、等しいもの、及び小さいも
の）の各々の遷移のグラフである第２図を参照して、横
磁界成分の、記録に対する悪い影響を説明する。このグ
ラフに、等しい幅の２個の磁極Ｐ１及びＰ２を有する磁
気記録ヘッドの像が重ね合わされており、Ｐｌ及びＰ２
磁極先端部の隣合う部分はギャップｇを画定している。

第２図において、トラックに沿っての距離はＸ軸に随意
の縮尺で示されており、該ギャップの位置に対する遷移
の位置はＹ軸上に随意の縮尺で示されている。更に、各
磁極先端部ジオメトリ−について、その輪郭に沿って実
効的面内ヘッド磁界が媒体の飽和保磁力に等しい様な輪
郭のみが示されており、これは書込みサイクル時のヘッ
ドの活性記録領域である。媒体の運動方向を示す矢印Ａ
と、遷移及び記録ヘッドの半分のみがこの図に示されて
いることを表示する右側垂直軸上の中心線表示も示され
ている。

空気支持面でのＰ２磁極の幅がＰｌのそれに等しいか又
は小さい時、ヘッド磁界の構成分の強さは、外辺ゾーン
における縦成分のそれと同じか又はそれより大きい。よ
って、外辺ゾーンにおけるこれらの成分のヘクトル和は
、磁極の中心より更に下流側の記録媒体の飽和保磁力の
レベルである。

従って、記録された遷移には外辺ゾーンのフックが与え
られており、これは先に記録されたビットと相互作用し
、高ビット密度で非線型記号間干渉を生じさせる原因と
なる。これらのフックは、磁極のエツジの両側で１．５
μｍ幅であり、ヘッドが発生させた磁界に依存して約０
．３μｍ下流側に入り込むことがある。ヘッドを通る書
込み電流を強くしてゆくと、媒体に影響を及ぼすヘッド
磁界は、それに比例して強くなってゆき、フックは一層
顕著となる。従って、高ビット密度では、近接して記録
されたビット間のこの様な非線型干渉は、書込み電流が
強くなるに従って読み出し振幅を減少させる原因となる
が、これは私達が「ビーキネス」（ｐｅａｋｉｎｅｓｓ
）と呼んでいる現象である。

ヘッド磁界の構成分が媒体の運動方向に沿って非対称的
分布を持っていることが理解されよう。

よって、一つの磁極に沿う横ヘッド磁界を正と見なせば
、他方の磁極に沿う横ヘッド磁界は負となる。相反性の
原理により、横読み出し波形も非対称となることを示す
ことが出来る。この横読み出し波形は、第１図の中央パ
ルスの先行部分１２の時には縦読み出し波形とは反対の
符号を持っており、第１図の後部１４の時には縦読み出
し波形と同じ符号を持つ。これは、磁極Ｐｌ付近での読
み出し時の横ヘッド磁界が、磁極Ｐ２の書込み時に決定
された媒体磁化の横向きの方向と反対の方向に向いてい
ることの結果である。従って、読み出し波形の構成分が
非対称であるので、読み出しパルスの先行部分の１２０
％−９０％」立ち上がり時間が減少する。

空気支持面でのＰ２磁極の幅がＰｌのそれと等しいか又
はそれより小さい時には、ヘッド磁界の垂直成分は、典
型的には記録ゾーンにおける飽和保磁力の約２倍であり
、合成ヘッド磁界は約６０”面外れとなる。ヘッド磁界
が約４５°ない５０゜より大きく面外れしている時には
、高飽和保磁力の媒体の面内スイッチング磁界は減少す
る。その結果として、記録された遷移の縦方向の大きさ
が減少して、パルス幅が広がると共に高周波振幅が小さ
くなる。ヘッドを通る書込み電流が強くなると、垂直磁
界が強くなって、高周波読み出し振幅が更に劣化する（
即ち、ビーキネスが大きくなる）。

Ｐ２磁極が（例えば数μｍ程度だけ）Ｐ１磁極より広い
ときは、外辺ゾーンにおける横磁界の強度が、上記の構
成に比べて恐らく３５％だけ低下し、ヘッド磁界の縦成
分の非平行輪郭が外辺ゾーンでギャップと平行となる。

この場合、遷移は全ての点でギャップと本質的に平行と
なるので、この好都合な磁界分布により遷移のフックが
無くされる。真っ直ぐな遷移は、書込みサイクル時の今
の遷移と先の遷移との非線型干渉を防止する。

本発明は、磁極Ｐ２の断面積がＰｌのそれより広い時に
、記録時の構成分を相当弱くすることによって、読み出
し波形の非対称性を相当低減するものである。よって、
読み出し波形は対称となり、立ち上がり時間及び立ち下
がり時間の長さはほぼ同−となる。この対称性の結果と
して、ピーク・シフトの可変性が減少する。

また、本発明は、合成ヘッド磁界の面外れが５０°より
小さくなる様に記録ゾーンにおける垂直成分を小さくす
る。その結果、高飽和保磁力の媒体の面内スイッチング
磁界の強さは全く劣化しない。従って、高周波読み出し
振幅は、書込み電流を強めても殆ど一定のままであり、
従ってピーキネスを最小限度にとどめることが出来る。

本発明の好適な記録ヘッド２０の磁極片先端部の略断面
図である第３図を参照する。この図に示されているジオ
メトリ−では、磁極Ｐ２の先端部がギャップ付近でＰＩ
のそれより広い。特に、磁極Ｐ１及びＰ２はギャップｇ
を画定し、ギャップにおけるＰ２磁極の幅Ｗ２０はギャ
ップにおけるＰ１磁極の幅ＷＩ。より好ましくは１μｍ
以上広い。ギャップにおけるＰ２の幅の、Ｐｌのそれを
上回る分は、記録ゾーンにおけるヘッド磁界の構成分を
最小限にすることを保証するものである。よって、媒体
は木質的に縦方向に磁化される。この様なヘッド設計の
書込みフリンジング（ｆｒｉｎｇｉｎｇ）は、Ｐ１磁極
がギャップにおいてＰ２磁極より広い様なヘッドから生
じるフリンジングより約０．２５μｍ小さい。私達は、
与えられたトラックピンチについて、Ｐ２磁極の幅を僅
かに大きくし、これにより読み出し信号を大きくして記
録システムの信号対雑音比を改善することが出来ると考
えている。

本発明の別の形態で、ヘッド２０の一部として第３の磁
極片Ｐ３がギャップ層ｇに埋設されて形成される。この
第３ヘツドは、第３図にギャップ層ｇ内の破線の外形で
示されている。第３磁極片の先端部は、好ましくは細く
且つ磁極Ｐ２より狭く構成され、且つ磁気的に飽和可能
である。ヨークのコイル構造を適切に付勢することによ
ってこの飽和特性を選択的に使用して第３磁極を書込み
サイクル時に実効的に不作動状態とすることが出来るこ
とを当業者は理解するであろう。読み出しサイクル時に
は、第３磁極は飽和させられず、鮮明な遷移波形が生じ
るように読み出しを実効的に支配する。

薄膜ヘッドを作る既知のプロセスでは、例えばＡｌ２Ｏ
２の絶縁ベース層が例えば３ＭのＡＬＳ４Ｍ八Ｇ２０へ
等のセラミック基板上に設けられる。例えばＮｉＦｅ等
の種層がスパツタリングでこの絶縁層の上に（場合によ
っては金属接着層を使って）設けられる。次にフォトレ
ジストをこの種層の上に付は延ばし、写真製版法で磁極
片パターンを形成する。レジストを現像してマスクを形
成した後、該マスクを通して該１磁極片をメッキ付けす
る。このメッキ処理（マスクを除去し、エツチングを行
って下側の種層及び接着層を露出させ、第１磁極片を再
びマスクで覆い、該磁極のメッキされた領域にエツチン
グを行う工程を含む）完了後、例えば５ｉＯｚ又はＡｌ
２Ｏ２等のギャップ層をその上に付着させる。しかし、
このギャップ層はＰ１磁極の上面３２が側壁２８及び３
０と出会う場所に画定されるＰ１磁極の角Ｃ１及びＣ２
を常に充分に覆うとは限らないが、それは、これら側壁
において外形が突然変化するからである。

次のステップにおいて、中間絶縁層を置いてヨ一り上に
コイル構造が形成され、第２磁極片は、このコイル構造
及びギャップ層の上に形成される。

これらのステップにおいてギャップ層が相当薄くなり、
角ＣＩ及びＣ２では完全に無くなることもある。第２磁
極片をメッキ付けする際に、微細リトグラフィー・ミス
アライメント許容誤差を考慮し、また場合によっては、
ギャップ層が薄くなっている接合部Ｃ１及びＣ２におけ
る二つの磁極間の磁気的短絡を防止するために、第２磁
極の先端部は習慣上第１磁極の先端部の幅より狭くメッ
キ付けされる。

本発明の実施にあたっては、ギャップ層をＰ１１磁極上
に付着させるステップの前に、平坦化プロセスがある。

この平坦化は、ギャップ層を付着させる均一なベースが
生じる様に、非磁極材料の層をＰ１磁極のいずれかの側
に隣接させて形成する工程を含む。よって、第３図に示
されている様に、平坦化層は、磁極ＰＩの上面と同じ平
面Ｐを有する。

整合しでいないＰ２磁極はＰ１磁極の縁の上にかぶさる
ことがあり、その結果としてＰ１磁極の角Ｃ１及びＣ２
で磁極から磁極への短絡の危険性を増すと共に、ヘッド
パルス非対称性及びピークシフトが生じこととなる。Ｐ
ｌ磁極を平坦化すると、この様な不整合によって斯かる
不都合な効果が生じることはなく、また、現在の位置合
わせ／整合許容誤差が軽減される。その結果として、従
来の通りに１２幅をＰｌ幅より小さくしておくと共に、
好都合なことに、１２幅がＰｌ幅と同じか又はＰｌ幅よ
り大きい磁気ヘッドを製造することが可能となる。

平坦化の別の利点は、蒸着流に対する磁極面の入射角の
一貫性が高まるのでＰ１磁極上のギャップ層の均一性が
改善されることである。よって、平坦化は、特に磁極先
端部の縁でＰ１磁極のギャップ層被覆の均一性を大きく
する結果となるべきである。また、平坦面上での浸食率
は均一となる傾向があり、段の縁での浸食率は促進され
る傾向があるので、外形に伴う浸食の問題、及び外形の
変化、が小さくされ又は無くされる。

また、平坦化により、磁極先端部領域でのリトグラフィ
ーに係わる複雑さが減少する。従って、本発明の実施に
あたっては、段の縁のある谷／台地の組合せではなくて
プラト−を設りることが可能であり、その上に次の構造
を蒸着／露光／現像することが出来る。これにより、段
の縁からの迷光反射を除去して臨界寸法制御を改善し、
より垂直に近い壁を持ったＰ２磁極を作ることが出来る
。

平坦化層の結果として、ギャップ層はＰｌの上面全体に
わたって均一な厚みを持つこととなり、たとえ薄くなる
現象が起こっても、それは上記プロセスの連続するステ
ップ中にギャップ層全体にわたって均一に起こる。よっ
て、第２磁極片Ｐ２の幅はＰ１磁極の幅とは無関係とな
り、平坦化されたギャップ層の広さは、少なくともその
上のＰ２磁極と同じ広さである。よって、磁極片Ｐ２が
磁極片Ｐ１より広くなるか又はほぼ等しくなる様に磁極
片Ｐ２をメッキ付けする時は、ギャップにおいて磁気短
絡が生じることはない。

光平坦化プロセスの好適な実施例について、第４Ａ図な
いし第４Ｄ図を参照して説明する。第４Ａ図において、
Ｐ１磁極は、普通のプロセス技術の実施にあたってウェ
ーハ３９上の絶縁層４８上に示されている。第４Ｂ図に
おいて、ポジティブフォトレジスト（例えばＡＺ１３７
５）が、例えば、厚みが３．０μｍのＰ１磁極の場合に
は約４　＋　ＯＯＯｒｐｍで、第４Ａ図の工作物３９の
上に引き延ばされる。

このレジストの粘性と引延し速度とは、引き延ばされた
フィルムの厚みに影響を与えるので、磁極の厚みｔに応
じて調整されなければならない。フォトレジスト４０は
、Ｐ１磁極上に定着して、概ね第４Ｂ図に示されている
形（断面）となる。

次のステップにおいて、フォトレジスト・ボーダー・パ
ターン・マスク（第４Ｃ図に破線で示されている）を使
って、微細リトグラフィーの専門家に周知されている様
に、フォトレジスト４０はパターン方式で露光されて現
像される。このプロセスにより、露光及び現像液に、レ
ジスト・ボーダー・４２がＰ１磁極の周囲に、又は少な
くとも磁極先端部領域に残る。ボーダー４２は路幅方向
ＷにおいてＰ１磁極に重なって、結局、後の処理後に磁
極上面３２から平坦化されたプラ）−Ｐへ滑らかに移行
することを保証する。ボーダー４２が僅かに重なってい
る結果として、小さな肩４４が磁極Ｐ１の角ＣＩ及びＣ
２に乗っているので、現像後にフォトレジスト４０の隆
起した部分が磁極Ｐ１の上に残る。レジストの肩は各々
約×ないし２μｍだけ磁極Ｐ１に重なるのが好ましい。

工作物３９上に残ったフォトレジスト４０は、その後に
固く焼結される。このプロセスにおいて、レジストは熱
流動し架橋結合し、Ｐ１磁極の角Ｃ１、Ｃ２の上の肩４
４は、ポリマーの表面張力により、それがガラス遷移点
を通過するときに薄くなる。

その結果として、かなり滑らかで、耐薬品性のあるプラ
Ｉ−−Ｐが生じる。このプラトーＰは、磁極Ｐ１の上面
３２と共同して、ほぼ平らな区域４５をつくり出し、第
４Ｄ図に示されている様に絶縁ベース層４８と合併する
滑らかに下方に傾斜する外側壁４６で終端している。（
これは、ほぼ平らな工作物を提供するが、フォトレシス
１−が平らな区域４５と出会う点に小さな隆起が生じる
ことがある。）この構造は、ギャップ層蒸着及び磁極Ｐ
２のメッキ付け（磁極Ｐ１より狭いか、同じが、又は広
い）などの、後の処理に適している。しかし、別の実施
例では、後の処理をする前に、平坦化された面Ｐにラッ
プ仕上げを施すことが望ましい。

フォトレジスト４０の固焼結は、好ましくは、真空中で
１時間当たり１０立方フィートの窒素埋め戻しを行いな
がら２６５°Ｃで行われる。このプロセス中に磁界を加
えて、所望の異方性磁極性能特性をもたらすことも出来
る。

フォトレジスト上の引延しについてもう一度述べる。引
延し速度が遅過ぎると、Ｐ１磁極の縁に小さくて滑らか
な固焼結されたフォトレジストの「耳」が生じる。これ
により、ギャップが局部的に僅かに厚くなる。引延し速
度が速過ぎると、効果があるどころか、むしろ平坦化さ
れた面全体が磁極Ｐ１から離れる方へ延在するときに下
方へ傾斜する結果となり、その」二に形成される磁極Ｐ
２が下方に傾斜することとなる。

上記の光平坦化の発明の実施にあたっては、別のプロセ
スステップを後に行うことが出来る。例えば、ポリイミ
ドは、固焼結されたフォトレジスト性であるので、固焼
結されたフォトレジストより有利である。これらの性質
は、磁極先端部領域で機械的処理及び溶剤洗浄を受ける
材料には有利である。しかし、ポリイミドには、該材料
がフォトレジストと同様に流れを丸くせず、該ポリマー
を充分にイミド化するには付加的なプロセスステップと
３５０゛以上の仕上げ硬化温度とが必要であるという欠
点がある。この後者の制約は、方向付けする磁界中で硬
化を行うことにより、軽減することの出来るものである
。

別のプロセスでは、Ｐｌ［１極片の厚みと同じか又はそ
れより僅かに大きな厚みを持ったポリイミド被膜をウェ
ーハ上に引延して部分的に硬化させる。ポジティブ・レ
ジストをその後に該ウェーハ上に引延し、上記のものと
同様のマスクを使ってパターンイ」けする。その後に、
該ポリイミドを、水酸化物をヘースとした現像剤を使っ
てポジティブ・レジストを介して（部分的に硬化された
状態で）パターン付けする。

次にウェーハを研磨する。例えば、それを、２８ｍ　（
又はもっと小さい）グリッドの、マイラーに取りつけた
固定粒子摩擦研磨剤の上で反転させて、次に該うニーム
を該研磨剤を横断させて僅かに引っ張って余分のレジス
トを磁極片の上面から除去する。軟焼結されたレジスト
を除去するのに必要な力は僅かである。小さなグリッド
で小さな研磨力を働かせることにより面の引っ掻き傷を
防止することが出来るが、実際のプロセスは粗研磨を含
むことが出来、その後にだんだんグリッドの大きさを増
していって研磨プロセスを行うことが出来る。

次のステップで、３　５　０　”ｃでポリイミドを完全
に硬化させる。

上記のプロセスにおいては、例えば、ＡＺ１３７５、ジ
アジド（ｄｉａｚｉｄｅ）増感剤、フェノール樹脂等の
、ポジティブに作用するフォトレジストを使用すること
が出来る。使用するレジス１〜は、平坦化させるべき磁
極の厚みに依存する。色々な粘度範囲のレジストを利用
することが出来、これは被膜の厚みに影響を与える。引
延し被覆速度は、レジストの種類と、所望の厚みとにも
依存する。

私達は、経験上、ウェーハ上に生じる被膜の厚みは、固
焼結から生じる体積の縮みを考慮して、平坦化される磁
極より約２０％ないし３０％大きくなければならないこ
とを発見した。また、引延し被覆後、レジスト被膜溶剤
を除去するために９０°Ｃで３０分間の軟焼結を行うの
が好ましいが、これは標準的処理である。

軟土の結果として、普通の薄膜ヘッドの製造方法を修正
して、従来は実際上不可能であった磁気薄膜ヘッドの安
価で高速の大量生産の方法を提供することが出来る。こ
の様にして、Ｐ１磁極と同じか又はこれより広いＰ２磁
極の新しい構成を簡便に達成することが出来る。

本発明の実施にあたって、磁極先端部の構成は、どの様
にも組み合わせることが出来る。例えば、薄膜ヘッドか
らの読み出し波形のアンダーシュートを最小限にするた
めに、ギャップ隣接するほぼ長方形の部分と、この長方
形部分に隣接するほぼ台形の部分とを、両方の、又はい
ずれかの磁極先端部に画定することが出来る。さらに、
当業者は、本発明を別様に変形ないし修正するごとに想
到するであろうから、全ての変形ないし修正は特許請求
の範囲の欄の記載内容に包含されるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁気記憶媒体から遷移を読み出す薄膜記録ヘ
ッドの生成する典型的波形のグラフである。 第２図は、異なるヘッド磁極先端部ジオメ１〜りからの
、媒体の中央面における面内磁界成分のベクトル和のグ
ラフである。 第３図は、本発明の好適な実施例の略断面図である。 第４Ａ図ないし第４Ｄ図は、本発明を実施してＰ１磁極
を平坦化するプロセスを示す断面図である。

Claims (46)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１個の機能的に第１の磁極と、少なく
   とも１個の機能的に第２の磁極とから成り、 磁極同士の相対的幅及び位置合わせとに関わらず、第１
   磁極の先端部上に第２磁極の先端部を形成することが出
   来ることを特徴とする磁気変換器。
2. （２）磁極先端部は空気支持面の一部を画定し、第１磁
   極は、第２磁極が磁気媒体と相互作用する前に該媒体と
   相互作用する様に配置されてヘッドの縦作動方向を画定
   し、 磁極同士はギャップ部分により分離され、このギャップ
   部分の幅は該縦方向に対してほぼ垂直に走り、 ギャップ部分は少なくとも第２磁極先端部と同じ幅を有
   することを特徴とする請求項１に記載の変換器。
3. （３）第２磁極は、第１磁極より少なくとも１μｍだけ
   広いことを特徴とする請求項２に記載の変換器。
4. （４）ギャップ部分の上面と第１磁極の上面とは、第１
   磁極の上面より広い平坦化された作業域を形成すること
   を特徴とする請求項２に記載の変換器。
5. （５）ギャップ部分に位置する第３磁極を更に有するこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の変換器。
6. （６）第３磁極先端部は第１磁極先端部より狭いことを
   特徴とする請求項２に記載の変換器。
7. （７）磁極は、単一の構造を成し、その遠い部分が、ヨ
   ークを画定する先端部に結合され、このヨークは、少な
   くとも第１及び第２の導線を有するコイル構造を含み、
   該導線は、電気エネルギー源に接続されて付勢回路を完
   成させることが出来るものであることを特徴とする請求
   項２に記載の変換器。
8. （８）少なくとも第１及び第２の磁極は単一の構造を成
   し、その遠い部分が、ヨークを画定する先端部に結合さ
   れ、このヨークは少なくとも第１、第２、及び第３の導
   線を有するコイル構造を含み、該導線は、電気エネルギ
   ー源に接続されて付勢回路を完成させることが出来るも
   のであることを特徴とする請求項５に記載の変換器。
9. （９）外形上の段／縁が小さくされ、リトグラフィー処
   理時の合成スプリアス反射の少ない磁気ヘッドであって
   、 基板と、 該基板上の絶縁層と、 該層上の第１磁極片と、 第２磁極片と、 ギャップ部分と、 該ギャップ部分は該第１及び第２の磁極片の間にあって
   、これらの磁極片に接続されていることと、 該ギャップ部分は、少なくとも該第２磁極片とほぼ同じ
   広さを有し且つ該第１磁極片とほぼ同じ広さを有するこ
   とを特徴とする磁気ヘッド。
10. （１０）第１磁極片上に平坦化層が画定され、これによ
    り第１磁極片と平坦化層とを合わせたものは少なくとも
    第２磁極片とほぼ同じ広さとなることを特徴とする請求
    項９に記載のヘッド。
11. （１１）平坦化層は、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２、フ
    ォトレジスト又はポリイミドから成ることを特徴とする
    請求項１０に記載のヘッド。
12. （１２）ギャップ部分により分離された少なくとも２個
    の磁極を有する薄膜ヘッドの磁極を形成する方法であっ
    て、 （ａ）該磁極のうちの第１のものの先端部に平坦化層を
    形成することにより該磁極先端部及び平坦化層に均一な
    平坦域を画定し得る様にし、（ｂ）この均一な平坦域に
    接続されたギャップ部分を形成し、 （ｃ）該ギャップ部分に接続された第２磁極を形成する
    ステップから成る方法。
13. （１３）該平坦化層はフォトレジスト材料から成り、ス
    テップ（ａ）は、該材料を固く焼結させることを含むこ
    とを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. （１４）ステップ（ａ）は、第１磁極に隣接して、その
    上に絶縁材料の層を形成し、第１磁極の上面と該絶縁材
    料とが単一の平面に一致して均一な平坦域が画定される
    こととなる様に該絶縁材料をラップ仕上げするステップ
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
15. （１５）平坦化層はＡｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２又はポ
    リイミドから成ることを特徴とする請求項１４に記載の
    方法。
16. （１６）前記平坦化層はポリイミドから成り、ステップ
    （ａ）は、前記ポリイミドを焼結させてパターン付けす
    ることを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法
    。
17. （１７）第１構造が工作物上に形成されて第２構造のた
    めの基礎となる多層磁性装置の製造に際して、第２構造
    が第１構造と同じ広さを有するか又は第１構造より広く
    ても第１構造が第２構造を支持することが出来るように
    し、段／縁及びこれらによるスプリアス反射を無くする
    プロセスであって、 Ａ、第１構造の面上に平準化材料を設け、 Ｂ、この平準化材料に光パターンを付け、第１構造の所
    望の部分を露光し且つ現像し、 Ｃ、工作物を焼結して第１構造の面全体に且つ該面を越
    えて延在する平坦化されたプラトーを形成するステップ
    から成ることを特徴とするプロセス。
18. （１８）該平準化材料は、フォトレジスト又はポリイミ
    ドであり、工作物上に引き延ばされることを特徴とする
    請求項１７に記載のプロセス。
19. （１９）（ａ）形成された構造は磁気変換器の第１磁極
    であり、 （ｂ）該平準化材料はポジティブ・フォトレジストであ
    り、レジスト・ボーダー・マスクを使って光パターン付
    けされ、 （ｃ）フォトレジストの露光及び現像後に少なくとも第
    １磁極の先端領域上に延在するレジスト・ボーダーほマ
    スクが保留されることを特徴とする請求項２０に記載の
    プロセス。
20. （２０）ボーダー・マスクの内側寸法は、メッキされた
    磁極先端部のそれより僅かに小さいことを特徴とする請
    求項１９に記載のプロセス。
21. （２１）ボーダー・マスクは、第１磁極上に肩を形成す
    ることを特徴とする請求項２０に記載のプロセス。
22. （２２）フォトレジストは、約２６５℃の温度で固く焼
    結されることを特徴とする請求項１８に記載のプロセス
    。
23. （２３）ポリイミドは、約３５０℃の温度で固く焼結さ
    れることを特徴とする請求項１８に記載のプロセス。
24. （２４）磁界中で１時間当たり１０立方フィートの窒素
    埋め戻し（ｎｉｔｒｏｇｅｎｂａｃｋｆｉｌｌ）で真空
    を使用することを更に含むことを特徴とする請求項２２
    に記載のプロセス。
25. （２５）磁界中で１時間当たり１０立方フィートの窒素
    埋め戻し（ｎｉｔｒｏｇｅｎｂａｃｋｆｉｌｌ）で真空
    を使用することを更に含むことを特徴とする請求項２３
    に記載のプロセス。
26. （２６）ステップＢは、平準化化合物を、ほぼ１／４な
    いし１／２μｍだけ第１構造の縁に重ねることを含むこ
    とを特徴とする請求項１７に記載のプロセス。
27. （２７）平坦化されたプラトーにより段／縁が無くされ
    ることを特徴とする請求項１７に記載のプロセス。
28. （２８）第１磁極の側壁は、ほぼ垂直にされることを特
    徴とする請求項１９に記載のプロセス。
29. （２９）磁極の側部上に、場合によっては該側部を越え
    て延在するギャップ層を有するヘッドにおいて、ギャッ
    プ層形成時に磁極の側部の角でギャップ層が薄くなるの
    を防止することにより、ギャップ層の均一性を改良する
    方法であって、（ａ）基板上に磁極を形成し、 （ｂ）平準化材料を該磁極の面の上に且つ該面を越えさ
    せて設け、 （ｃ）該平準化材料で磁極の側部の上に且つ場合によっ
    ては該側部を越えさせてギャップ層を形成するステップ
    から成ることを特徴とする方法。
30. （３０）遷移の端部のフックを減少させることによって
    高密度記録を最適化させる記録ヘッドであって、間にギ
    ャップ部分のある少なくとも２個の磁極から成り、第２
    磁極とギャップ部分の幅は第１磁極より大きく、第２磁
    極の幅の第１磁極の幅に対する比は、ヘッド磁界の外辺
    部での横磁界成分が小さくなる様に選択され、これによ
    り遷移がギャップ部分とほぼ平行となることを特徴とす
    る記録ヘッド。
31. （３１）ヘッド磁界の垂直部分は、水平成分に対して、
    最小限にされることを特徴とする請求項３０に記載のヘ
    ッド。
32. （３２）ヘッド磁界の縦成分は、ヘッド磁界の外辺部で
    ギャップ部分とほぼ平行となることを特徴とする請求項
    ３０に記載のヘッド。
33. （３３）遷移の端部のフックを無くする磁界分布を有す
    ることを特徴とする請求項３０に記載のヘッド。
34. （３４）遷移はギャップ部分に平行に画定されることを
    特徴とする請求項３３に記載のヘッド。
35. （３５）記録ゾーンにおける垂直部分は、第２磁極より
    広い第１磁極を持った同じ装置に比べて約３５％低減さ
    れることを特徴とする請求項３１に記載のヘッド。
36. （３６）合成ヘッド磁界は約５０゜面外れであることを
    特徴とする請求項３５に記載のヘッド。
37. （３７）ギャップ部分に埋設された読み出し用の第３磁
    極を更に有することを特徴とする請求項３６に記載のヘ
    ッド。
38. （３８）読み出し波形はほぼ対称的であることを特徴と
    する請求項３６に記載のヘッド。
39. （３９）磁気ヘッドを使って媒体上への遷移の高密度記
    録を最適化する方法であって、 ヘッドの外辺部における横磁界成分を減少させ、遷移の
    端部のフックを減少させ、ヘッド磁界の垂直部分を減少
    させることにより、記録された遷移の系列において、各
    々の遷移が、媒体に記録された先のトランザクションに
    ほぼ平行となることを特徴とする方法。
40. （４０）ヘッドは少なくとも２個の磁極を有し、その間
    にギャップ部分があることを特徴とする請求項３９に記
    載の方法。
41. （４１）第２磁極とギャップ部分の幅は、第１磁極より
    大きいことを特徴とする請求項４０に記載の方法。
42. （４２）第２磁極は、第１磁極より約１μｍ以上広いこ
    とを特徴とする請求項４１に記載の方法。
43. （４３）外辺ゾーンにおける横磁界は、第１磁極の幅が
    第２磁極より大きい場合に比べて約３５％減少すること
    を特徴とする請求項４２に記載の方法。
44. （４４）ヘッド磁界の縦成分は、点火ゾーン（ｆｉｒｉ
    ｎｇｚｏｎｅｓ）においてギャップと平行であることを
    特徴とする請求項４３に記載の方法。
45. （４５）記録ゾーンにおける合成磁界の面外れは約５０
    ゜に過ぎないことを特徴とする請求項４４に記載の方法
    。
46. （４６）２個の磁極間のギャップ層に埋設された第３の
    磁極で対称的読み出し波形を提供し、この第３磁極は、
    書込み時には飽和し、読み出し時に作動することを含む
    ことを特徴とする請求項４５に記載の方法。