JPH0258718A - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッドの製造方法

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JPH0258718A
JPH0258718A JP20984388A JP20984388A JPH0258718A JP H0258718 A JPH0258718 A JP H0258718A JP 20984388 A JP20984388 A JP 20984388A JP 20984388 A JP20984388 A JP 20984388A JP H0258718 A JPH0258718 A JP H0258718A
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成重 真治
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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〕 本発明は薄膜磁気ヘッドに係り、特に磁気抵抗が小さく
、高精度の磁気ギャップを備えた薄膜磁気ヘッド及びそ
の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
薄膜磁気ヘッドは情報の高記録密度化に伴って。
その加工精度も厳しくなり、電磁変換効率に大きな影響
を及ぼす磁気ギャップ深さに0.8±0.2μm以下の
高い精度を有することが要求されてきている。
磁気ギャップ加工は9例えば特開昭62−65221号
公報に記載のように、コイルに直流バイアスを流した場
合と流がさない場合のインピーダンスの変化幅を検出し
研磨加工においてギャップ開きの開始位置を知る方法が
採用されている。一方磁気ギャップの形成は、特開昭6
1−32212号公報に記載のように有機絶縁膜たとえ
ばポリイミド系樹脂(PIQ)をマスクとし、ギャップ
材にアルミナ(AI1203)を使用しCF4ガスを用
いてエツチングする方法が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術における磁気ギャップの形成は有機絶縁膜
とギャップ材のエツチング速度がほぼ同じである為、ギ
ャップ材は有機絶縁膜の持つテーパ角度にならった形状
にパターニングされる。そのように形成されたギャップ
材はテーパ角度を有するため、ギャップ深さの加工にあ
たり、ギャップ開きの開始位置ではその位置を検出する
信号とノイズとの区別が出来ず高精度で検出出来なかっ
た。ギャップ開きの開始位置を高精度で検出するには、
ギャップ材を出来るだけ垂直にパターニングしその位置
で検出信号を大きく変化させてノイズに打ち勝つ必要が
ある。更に高記録密度化に伴って磁路長の高精度化や上
部磁性体、下部磁性体の接続部分であるバックギャップ
の磁気抵抗を小さくするという点について配慮がされて
おらず、ギャップ深さ寸法が小さくなるとその寸法バラ
ツキが大きくなり製品の歩留まりが悪くなるという問題
と、バックギャップの接続面積における磁気抵抗が大き
いという問題があった。
本発明の目的は、磁気ギャップ加工を高精度で歩留まり
よく出来、バックギャップの磁気抵抗が小さい薄膜磁気
ヘッド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〕
上記目的は、基板上に下地膜と下部磁性体とギャップ材
と有機絶縁膜と導体コイルと上部磁性体と保護膜を形成
した薄膜磁気ヘッドにおいて、前記上部磁性体と前記下
部磁性体が接続する部分であるバックギャップ位置で前
記ギャップ材の端面を前記下部磁性体に対し垂直又はほ
ぼ垂直に形成することにより達成される。更に薄膜磁気
ヘッド前駆体において、前記上部磁性体と前記下部磁性
体が前記ギャップ材を介して対向する部分であるフロン
トギャップ位置で前記ギャップ材の端面を前記下部磁性
体に対し垂直又はほぼ垂直に形成することにより達成さ
れる。かがる薄膜磁気ヘッドは、基板上に下地膜と下部
磁性体とギャップ材と有機絶縁膜と導体コイルと上部磁
性体と保護膜を順次形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法
において。
前記有機絶縁膜をマスクにして前記ギャップ材を反応ガ
スを用いたドライエツチングによって加工することによ
り得られる。
〔作用〕
基板」二に下地膜と下部磁性体とギャップ材と有機絶縁
膜とを所定の順序に従って形成し、前記有機絶縁膜をマ
スクにして前記ギャップ材をCI−I F、、 CHF
3. CH2F2. CH3F、 C2H3F、の内か
ら選ばれた反応ガス又はCF4. C,FC。
C3FB、 SF、、及びNF、、の内から選ばれたガ
スに5〜30VoQ%の水素を添加した反応ガスを用い
てドライエツチングによって加工すると、」一部磁性体
と下部磁性体が接続する部分であるバックギャップ位置
でギャップ材の端面が下部磁性体番こ対し垂直又はほぼ
垂直になる。
更に薄膜磁気ヘッド前駆体において、上部磁性体と下部
磁性体がギャップ材を介して対向する部分であるフロン
トギャップ位置でギャップ材の端面が下部磁性体に対し
垂直又はほぼ垂直になる。
このように薄膜磁気ヘッドのバックギャップ位置でギャ
ップ材の端面が下部磁性体に対し垂直又はほぼ垂直にな
ることにより、上部磁性体と下部磁性体の接触面積が最
大となり磁気抵抗が最小となり、薄膜磁気ヘッド前駆体
のフロン1−ギャップ位置で研磨加工するに当りギャッ
プ開きの開始位置を高精度で検出出来る。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例を図や表を用いて説明する。
第1図は本実施例の薄膜磁気ヘッドの製造工程の一部を
示した断面図である。
第1a図において、基板」−」−に下地膜2を介して、
結晶質磁性体、非晶質磁性体、または多層磁性膜からな
る下部磁性体3を形成、ギャップ材4のAf120.の
形成、1層若しくは2層以上の多層コイルからなる導体
コイル5と導体コイル5相互間及び導体コイル5と下地
膜2.結晶質磁性体。
非晶質磁性体、又は多層磁性膜からなる上部磁性体7と
の間を絶縁する有機絶縁膜6の形成を順次行う。有機絶
縁膜6はスピン塗布、熱硬化により形成され、ネガ型ホ
トレジストを用いたウエッ1−エツチングにより、30
〜50度のテーパ形状を持つようにパターニングされる
第1b図に示すように有機絶縁膜6をマスクとしてギャ
ップ材4のAf120.をエツチングする。
この方法はウェットエツチングによってもよいが。
素子への影響の少ないドライエツチングが望ましい。ギ
ャップ材4のAQ、03を垂直に加工する為には、有機
絶縁膜6よりもギャップ材4のAQ203のエツチング
速度は出来るだけ速いほうが良し)。
例えばイオンミリング装置を用い、CHF3ガス、加速
電圧800V、イオン電流0.15A、減速電圧150
V、イオン入射角0°、圧力2X10  −4Torr
の条件でエツチングすると第2図からギャップ材4のA
l2.O,と有機絶縁膜6のエツチング選択比は3:]
−程度になり、ギャップ材4のAQ203はパターニン
グされる。このように選択比の大きいガスを用いると有
機絶縁膜6のテーパ角は転写されずにギャップ材4のA
Q、03を垂直に加工することが出来る。なお、これら
の条件を±10%の範囲内で変動してもよい。
なお、C,F、Hを含む他の単体ガスとして、CH2F
2.CH3F、C2H3F、CHF3ガスを用いても上
記と同様の結果が得られることを確認している。
第1c図に示すように再び有機絶縁膜6をエツチングす
る。これはキャップ深さ加工停止点より有機絶縁膜6の
先端(ギャップ深さ10のO位置)を後退させるためで
あり、有機絶縁膜6だけを選択的にエツチングすること
が出来る方法を選べばよい。例えばイオンミリング装置
を用い、02ガス、加速電圧400V、イオン電流0.
15A 、イオン入射角O0,圧力1.8X10  −
4Torrの条件で5分間エツチングすると有機絶縁膜
6はギャップ材4のAl1203のパターンより2.5
〜3μm小さくなる。従って、第1d図に示すA点が有
機絶縁膜6の先端点となり、ギャップ深さ10のO位置
となる。
第1d図に示すように、上部磁性体7.保護膜8を順次
形成し、薄膜磁気ヘッド素子が完成する。
第1d図に示すB方向からギャップ深さ10の加工を行
い、必要なギャップ長となる0点まで研磨することによ
り薄膜磁気ヘッドが完成する。
次に、本発明の方法を適用した他の製造方法について第
1b図により説明する。前述の第1実施例とは、混合ガ
スによる点と有機絶縁膜6にホトレジストを用いた点で
相違している。第1b図において、有機絶縁膜6のホト
レジストをマスクにして、ギャップ材4のAQ203を
エツチングする場合、CF、+H2の混合ガスを用いた
イオンミリングを行なってもよい。
例えば、イオンミリング装置を用いて、CF4+20%
H2混合ガス、圧力2.4 X I O−−4Torr
、加速電圧800■イオン電流0.15A、イオン入射
角0度の条件でエツチングすると、ギャップ材4のA 
n 20 aは下部磁性体3に対して83°にパターニ
ングすることができる。本実施例によれば、安価なCF
4とH2を用いることができるので製造コストの低減が
可能となる。なお、CF、以外の他のガスとしてC3F
ll、C2FG、SFG、NF、等を用いても同様の効
果を示すことを確認している。
第2図は、CHF3の反応性ガスをプラズマでイオン化
し、加速して試料に衝突させる一種の反応率イオンミリ
ングを行なった場合のPIQ(0)とAn、03(Δ)
のそれぞれのエツチング速度の一例を示したものである
。第3図は、従来方法でCF4ガスで反応性イオンミリ
ングを行なった場合の例を示したものである。この両図
から、CF4ガスの場合、A Q2037P I Qの
選択比は、約1.0で選択性はほとんどないが、CHF
3ガスの場合(1)A Q203/P I Q(1’)
選択比は約3.0とCF4の3倍の選択が得られること
がわかる。これは、CF、ガスにH分子を含むCHF3
ガスは、Hが有機絶縁膜6の表面のポリマー化を加速さ
せるため、耐エツチング性が増し、ミリング速度が小さ
くなっていると考える。したがって、CHF3は有機絶
縁膜6をマスクにしてAΩ203を選択的にエツチング
できるので、ギャップ材4を垂直にパターニングできる
。これにより、ギヤツブ加−月一 工開始位置が高い精度で検出できるようになり加工精度
が著しく向上した。
以上の結果により、C,F、Hを含む混合ガスを用いる
と、PIQをマスクにして、AQ203を選択的にエツ
チングできることを明らかにした。
したがって、Fを含む反応性ガスにHを加えても同様の
結果が得られており、これは前述の原理から当然の帰結
である。
第4図は、CF4+H2混合ガスでイオンミリングを行
なった場合のエツチング速度の例を示したものである。
第2図と比較してH2添加によりAρ203/P I 
Qの選択比が増大していることがわかる。CF、+10
%H2の場合のAΩ203/PIQの選択比は、約1.
4である。CFを含むガスへのH2添加量は5%以上と
しないと、有機絶縁膜6と八ρ203の選択比を1.2
以上にすることができないのでH2添加の効果がない。
H2添加量を増すと、有機絶縁膜6とAQ203との選
択比は増すが、30%以上では選択比が1 : 2.6
とほぼ一定となること、及びAQ203のイオンミリン
グ速度が低下するのでプロセス工程が長くなり不適当で
ある。更に、H2ガス取扱いの危険性からH2添加量は
30%以下がよい。
本実施例によれば、ギャップ材4を垂直にパタニングす
ることができるので、ギャップ深さlOの加工における
ギャップ開き位置が一定となり、ギャップ深さ10の寸
法0.8μm以下で±0.2μmの高精度が得られる。
さらに、限られたバックギャップ内における上下磁性膜
の接続面積が増加するため、特に高周波領域での磁気抵
抗の低減により、S/N比が改善できる。これにより磁
気ディスクの記憶容量が15ギガバイト/台以上の高記
録密度磁気ディスク装置に用いるのに好適な電磁気特性
の安定した高性能高記録密度用薄膜磁気ヘッドを高い歩
留りで製造できるようになった。また、実素子による並
び精度が良くなり、基板内の素子間の並び精度は問題に
ならなくなる。したがって、複数素子の多量同時切断が
可能になり、切断加工工程の大幅な短縮が図れる効果が
ある。
〔発明の効果〕
本発明によればギャップ材をほぼ垂直にパタニングする
ことができるので、ギャップ加工の開始位置が一定とな
り、ギャップ深さ加工を高精度で行い、ギャップ深さ寸
法が均一な薄膜磁気ヘッドを製造することが出来る効果
がある。
更にバックギャップもほぼ垂直にパターニングすること
ができるので、磁性体の接触面積が増大して磁気抵抗が
低減しS/N比を改善出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1a図から第1d図は本発明の実施例に係る薄膜磁気
ヘッドの各製造工程における縦断面図、第2図は本発明
の実施例に係るギャップ材対有機絶縁膜とのミリングレ
ートを示す特性図、第3図は従来技術に係るギャップ材
対有機絶縁膜とのミリングレートを示す特性図、第4図
は本発明の他の実施例に係るギャップ材対有機絶縁膜と
のミリングレートを示す特性図である。 1・・・基板、2・・下地膜、3・・・下部磁性体。 4 ・ギャップ材、5・・・導体コイル。 6・・・有機絶縁膜、7・・・上部磁性体。 8・・・保護膜、9・・・バックギャップ。 10・・・ギャップ深さ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上に下地膜と下部磁性体とギャップ材と有機絶
    縁膜と導体コイルと上部磁性体と保護膜を具備する薄膜
    磁気ヘッドにおいて、前記上部磁性体と前記下部磁性体
    が接続する部分であるバックギャップ位置の前記ギャッ
    プ材の端面を前記下部磁性体に対し垂直又はほぼ垂直に
    形成したことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 2、基板上に下地膜と下部磁性体とギャップ材と有機絶
    縁膜と導体コイルと上部磁性体と保護膜を具備する薄膜
    磁気ヘッド前駆体において、前記上部磁性体と前記下部
    磁性体が前記ギャップ材を介して対向する部分であるフ
    ロントギャップ位置で前記ギャップ材の端面を前記下部
    磁性体に対し垂直又はほぼ垂直に形成したことを特徴と
    する薄膜磁気ヘッド。3、前記ギャップ材の前記下部磁
    性体に対する角度が前記有機絶縁膜の前記下部磁性体に
    対する角度より大きい請求項1に記載の薄膜磁気ヘッド
    。 4、前記上部磁性体及び下部磁性体は結晶質磁性体、非
    晶質磁性体、又は多層磁性体から選ばれた1種である請
    求項1に記載の薄膜磁気ヘッド。 5、前記有機絶縁膜はポリイミド系樹脂又はホトレジス
    トの何れか1種又はポリイミド系樹脂とホトレジストの
    組合せ構造である請求項1に記載の薄膜磁気ヘッド。 6、磁気ディスクに体して情報の書き込み又は読み取り
    を行う手段として用いることを特徴とする請求項1に記
    載の薄膜磁気ヘッド。 7、前記磁気ディスクの記憶容量が15ギガバイト/台
    以上の高記録密度磁気ディスク装置に用いる請求項1に
    記載の薄膜磁気ヘッド。 8、基板上に下地膜と下部磁性体とギャップ材と有機絶
    縁膜と導体コイルと上部磁性体と保護膜を順次形成する
    薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前記有機絶縁膜を
    マスクにして前記ギヤップ材を反応ガスを用いたドライ
    エッチングによって加工することを特徴とする薄膜磁気
    ヘッドの製造方法。 9、前記反応ガスとしてCHF_2、CHF_3、CH
    _2F_2、CH_3F、C_2H_3F、の内から選
    ばれたガスを用いる請求項8に記載の薄膜磁気ヘッドの
    製造方法。10、前記反応ガスとしてCF_4、C_2
    F_6、C_3F_8、SF_6、及びNF_3、の内
    から選ばれたガスに水素を添加したガスを用いる請求項
    8に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 11、前記水素の混合比率は5〜30Vol%である請
    求項10に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 12、前記反応ガスを用いてドライエッチングする為の
    イオンミリング条件は、加速電圧800V、イオン電流
    0.15A、減速電圧150V、イオン入射角0°、圧
    力2×10^−^4Torr或はそれらの±10%前後
    の範囲である請求項8から請求項11のいずれかに記載
    の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US6510024B2 (en) 1998-06-30 2003-01-21 Fujitsu Limited Magnetic head and method of manufacturing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6282776B1 (en) 1998-06-30 2001-09-04 Fujitsu Limited Magnetic head and method of manufacturing the same
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