JPH0281309A - 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、ＶＴＲなどの磁気記録再生装置に用いて好適
な薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

第７図は従来の薄膜磁気ヘッドの一例を示し、テープ摺
動面に垂直な面での断面図である。かかる薄膜磁気ヘッ
ドは、基板１上に磁性膜を成膜して下部コア２が形成さ
れ、この下部コア２上の一部に非磁性絶縁膜３が設けら
れてこの非磁性絶縁膜３および下部コア２上に上部コア
５が形成されてなっている。この非磁性絶縁膜ｋ膜３に
は、下部コア２．上部コア５間を通るように、コイル導
体４が設けられており、また、非磁性絶縁膜３に対して
テープ摺動面側（図面上左側）では、下部コア２、上部
コア３間に薄い非磁性絶縁性のギャップ材６が設けられ
てギャップ形成部をなしている。

また、非磁性絶縁膜３に対してテープ摺動面とは反対側
のリア部（図面上左側）では、下部コア２と上部コア５
とが直接結合してリアコア接続部８をなしている。かか
る構成により、コイル導体４を囲むようにして、ギャッ
プ材６を介して下部コア２と上部コア５とで磁気回路が
形成される。

ところで、かかる薄膜磁気ヘッドにおいては、上部コア
５を成膜する際、非磁性絶縁膜３の部分とギャップ形成
部７、リアコア接続部８の部分との間に段差が生ずる。

この段差のため、上部コア５を通常の膜形成方法で形成
すると、段差部５ｂでの膜厚ｔ、は非磁性絶縁膜３の頂
部での平坦部５ａの膜厚ｔ、よりも薄くなる。ヘッドの
記録、再生効率はコアの膜厚によって決まり、磁路中の
最も膜厚が薄い部分で制約される。したがうて、上記従
来の薄膜磁気ヘッドでは、上部コア５の上記段。

差部５ｂでの膜厚ｔ、によりて記録、再生効率が制約さ
れることになる。

そこで、平坦部５ａの膜厚ｔ１を所定に設定すると、段
差部５ｂの膜厚１＝が充分ではなく、記録。

再生効率が低下して良好な記録、再生特性が得られない
し、段差部５ｂの膜厚ｔ、を充分なものとしようとする
と、上部コア５を全体として厚くしなければならず、製
造上などにおいて問題が生ずる。

また、段差部５ｂは非磁性絶縁膜３の傾斜面に形成され
ることから、その磁気特性の劣化も考えられ、この点か
らも良好な記録、再生特性が得られないことになる。

これに対し、第８図に示すように、磁性基板１上に形成
された下部コア２の一部に凹部２ｍを設け、これに導体
コイル４を通す非磁性絶縁膜３を設けるようにした薄膜
磁気ヘッドが提案されている（たとえば、特開昭６０−
１７００１３号公報）。

かかる薄膜磁気ヘッドでは、下部コア２と非磁性絶縁膜
３との上面を平坦な同一平面とすることができるから、
これら上面に形成される上部コア５はほとんど段差がな
い平坦な膜とすることができ、その膜厚を均一にするこ
とができる。したがりて、上部コア５の磁気特性は劣化
することがなくて一様に充分な膜厚となり、記録、再生
効率が向上するし、また、かかる薄膜磁気ヘッドの製造
に際しても、上部コア５は最小限の膜厚ですむので、エ
ツチング時間の短縮化、コアパターニングの高精度化を
図かることができ、信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを得る
ことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記従来の薄膜ヘッドを製造するに際しては
、基板１上に磁性膜を成膜した後、この磁性ＪＩＩヲパ
ターンエッチングして下部コア２やこの下部コア２にお
ける凹部２ａを形成する。このとき、基板１の表面もエ
ツチングされ、面粗れが生ずることになる。特に、セラ
ミックスなどの基板番こ下部コアを埋め込むようにした
構成の薄膜磁気ヘッドにおいては、第９図（ａ）　、　
（ｂ）に示すように、基板ｌ上に所定形状の溝を設けて
これに下部コア２を埋め込み、しかる後、ギャップ形成
部やリアコア接続部を残して下部コア２をエツチングし
、第８図に示したような非磁性絶縁膜が設けられる凹部
２ａを形成するが、第９図（ｃ）　、　（ｄ）に示すよ
うに、この下部コア２のエツチングとともに基板１の表
面もエツチングされる。これにより、基板ｌの面粗れは
非常に大きなものとなる。

以上のようにして形成される下部コア２の凹部２ａの底
面は基板１の表面と同一面とされる。第９図（ａｌにお
いては、９は上記下部コア２のエツチングによって形成
されるギャップ形成部の突起であり、このギャップ形成
部突起９と図示しないリアコア接続部の突起との間に、
底面が基板１の表面と同一平面となる上記凹部２ｍがあ
る。

下部コア２がエツチングされた後、凹部２ａに非磁性絶
縁膜と導体コイルとが形成されるのであるが、この導体
コイルは基板ｌの表面にもパターニングによって形成さ
れ、薄膜磁気ヘッドのコイルとなる。

しかしながら、上記のように基板ｌの面粗れが大きいと
、この面粗れがコイルのパターニングに影響を及ぼすと
ともにコイルの抵抗値を増加させるという問題があった
。

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、ギャップ形成
部突起、リアコア接続部突起を除いて下部コアが基板に
埋め込まれた構造として、下部コアの一部に設けられた
凹部に形成されるコイルのパターニングを良好にし、か
つ該コイルの抵抗値の増加を抑圧することができるよう
にした薄膜磁気ヘッドと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〕

上記目的を達成するために、不発明番こよる薄膜磁気ヘ
ッドは、基板上に非磁性薄膜を設け、該非磁性基板上に
コイルが設けられるようにする。

また、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法は、基板
の溝もしくは穴に磁性膜を埋め込み、該基板をエツチン
グした後、非磁性絶縁膜を形成して該磁性膜の一部と該
非磁性絶縁膜とをエツチングしてギャップ形成部突起、
リアコア接続部突起が該基板から突出した下部コアを形
成するとともに、該基板に該非磁性絶縁膜が残るように
し、しかる後、コイル導体の成膜、パターニングを行な
う。

さらに、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法は、基
板上に非磁性絶縁層を形成して溝もしくは穴を形成し、
線溝もしくは穴に磁性膜を埋め込み、該磁性膜の一部と
該非磁性絶縁膜とをエツチングしてギャップ形成部突起
、リアコア接続部突起が線溝もしくは穴から突出した下
部コアを形成するとともに該基板上に非磁性絶縁膜が残
るようにし、しかる後、コイル導体の成膜、パターニン
グを行なう。

〔作用〕

上記非磁性絶縁膜は、エツチングされても、その表面が
平坦であり、基板に大きな面粗れがあっても、コイル導
体の成膜、パターニングを平坦な面で行なうことができ
る。

基板をエツチングして下部コアを形成する場合、基板に
大きな面粗れが生ずるが、との面粗れは上記非磁性絶縁
膜によって抑圧される。また、予め基板上に形成された
非磁性絶縁膜をエツチングして下部コアを形成する場合
には、該非磁性絶縁膜はエツチングによりても表面が平
坦とすることができ、これによって、コイル導体の成膜
、パターニングを平坦な面で行なうことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

ｆｓ１図〜第３図は本発明による薄膜磁気ヘッドの一寮
施例を示し、第１図はその平面図、第２図は第１図の分
断線入−人′に沿う断面図、第３図は同じく分断線Ｂ　
−Ｂ’に沿う断面図であって、１は基板、２は下部コア
、２ｍは凹部、３，３ａ、３ｂ、３ｃは非磁性絶縁膜、
４はコイル導体、４ａ。

４ｂは信号接続部、５は上部コア、６はギャップ材、７
はギャップ形成部、８はリアコア接続部、９はギャップ
形成部突起、１０はリアコア接続部突起である。

第１図〜第３図において、非磁性の基板１には所定形状
の溝もしくは穴が設けられ、この溝もしくは穴に下部コ
ア２が、ギャップ形成部突起９およびリアコア接続部１
０を除いて、埋め込まれている。これらギャップ形成部
突起９、リアコア接続部突起１０間の凹部２ａの底面は
基板１と略同−平面をなし、この凹部２ａのギャップ形
成部突起９、リアコア接続部突起１０との境界は傾斜面
をなしている。この凹部２ａの上部をふさぐようにして
上部コア５が設けられているが、この上部コア５は、ギ
ャップ材６を介して下部コア２のギャップ形成部突起９
と対向してギャップ形成部７をなし、また、下部コア２
のリアコア接続部突起１０と直接接続されてリアコア接
続部８をなしている。

コイル導体４は、その一部が凹部２ａによる下部コア２
、上部コア５間の隙間を通り、リアコア接続部突起１０
を中心に渦巻状に複数回捲回されてコイルを形成してい
るが、このコイルは、信号線接続部４ａ、４ｂを除いて
、非磁性絶縁膜３に埋め込まれている。

非磁性絶縁膜３は、第２図から明らかなように、３層の
非磁性絶縁膜３ａ　、３ｂ　、３ｃからなっている。非
磁性絶縁膜３ａは基板１の表面を平坦にするためのもの
である。下部コア２の凹部２ａを形成するに際し、この
下部コア２の一部とともに基板１の表面もエツチングし
、凹部２ａの底面を基板１と略同−平蘭にするが、この
エツチングによって基板１の面粗れが大きくなる。この
面粗れが非磁性絶縁膜３ａによって除かれる。非磁性絶
縁膜３ｂは、その上にコイル導体４が設けられ、このコ
イル導体４と下部コア２との電気的絶縁を充分にするた
めのものである。非磁性絶縁膜３Ｃはコイル導体４問お
よびコイル導体４、上部コア５間の電気的絶縁を充分に
するためのものである。

もちろん、非磁性絶縁膜３全体の膜厚は、下部コア２、
上部コア５間の磁気的絶縁性が充分となるように設定さ
れている。

以上の構成によると、基板１の表面に大きな面粗れがあ
っても、非磁性絶縁膜３ａによってこの面粗れが除かれ
、コイル導体４は平坦な面上に形成されたことになる。

コイルパターニングへの基板１の面粗れによる悪影響が
なくなり、コイルの抵抗値も増加することがない。

なお、第１図〜第３図においては、保護膜、保護板は省
略しである。

第４図は第１図１こ示した薄膜磁気ヘッドの製造方法の
実施例を示す工程図であって、第１図〜第３図に対応す
る部分には同一符号をつけている。

以下、同図（ａｔ〜（ｅ）の順に説明する。

まず、第４図（ａ）において、セラミックスなどの非磁
性の基板１の表面に、イオンミリングやダイシングソー
などにより、下部コアを埋め込むための溝あるいは下部
コア形状の穴を形成する。この加工では、溝あるいは穴
の面のテーパ角をこれに埋め込まれる磁性膜（下部コア
）の磁気特性に悪影響を及ぼさない角度に設定する。し
かる後、この基板１上に、スパッタリングなどにより、
溝あるいは穴が完全に埋まるように、Ｃｏ　−Ｎｂ　−
Ｚｒ膜などの磁性膜を形成する。そして、この溝あるい
は穴の中具外の部分の磁性膜を除いて研摩により平坦化
し、溝もしくは穴に埋め込まれた下部コア２を形成する
。この下部コア２の表面は基板１と同一面をなしている
。

次に、第４図（ｂ）において、下部コア２のギャップ形
成部突起９（第３図）となるべき部分の表面をエツチン
グすると同時に基板１をエツチングし、基板１の表面か
らの下部コア２の高さを決める。

これにより、第３図に示すギャップ形成部突起９、リア
コア接続部突起１０の頂面が決まる。このエツチングに
より、セラミックスなどの基板１では、面粗れが非常に
大きい。

続いて、第４図（ｃ）において、スパッタリングにより
、８ｉ０１膜などの非磁性絶縁膜３ａを全体に成膜し、
研摩によって全体として表面を平坦化する。

次に、第４図（ｄ）において、下部コア２の凹部２ａ（
第３図）となる部分のエツチング、リアコア接続部突起
１０のパターニングと平坦化された非磁性絶縁膜３ａの
エツチングとを同時に行なう。これにより、第３図に示
したギャップ形成部突起９、リアコア接続部突起１０お
よびこれら間に凹部２ａが夫々形成される。ここで、非
磁性絶縁膜３ａとしてのｓｉｏ、膜は、イオンエツチン
グによっても面粗れが生じにくい。また、エツチング速
度化（Ｓｉｎ。

／Ｃｏ−Ｎｂ　Ｚｒ）　　は約１３であり、第４図（ｂ
）に示した工程によって基板１の表面からの下部コア２
の高さを１０μ鼻とすると、凹部２ａの深さ、したがっ
て、この凹部２ａの底面からのリアコア接続部突起１０
の高さを１０μ、／　１．３＝７．７μ襲以下とすれば
、基板ｌ上に平坦な面のＳｉへ膜が残存することになる
。

次に、第４図（ξ）において、このように表面が平坦化
された基板１と凹部２畠とに非磁性絶縁膜３ｂを形成し
、この上にコイル導体４を成膜、パタニングしてコイル
を形成する。

しかる後、第２図に示したように、非磁性絶縁膜３ｃ、
上部コア５などが形成されて薄膜磁気ヘッドが得られる
。

以上のようにして、平坦な面上にコイル導体を形成する
ことができ、良好なコイルパターニングおよびコイル抵
抗値の増大の抑圧が可能となる。

なお、下部コアや非磁性絶縁膜の膜厚やこれらのエツチ
ング量に応じて、コイルを形成する上記凹部の深さを任
意に設定することができる。

第５図は本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施例を示
す断面図であり、第２図に対応する部分には同一符号を
つけている。なお、この実施例は平面図が第１図に等し
く、この第１図の分断線Ｂ−Ｂ／に沿う断面図も第３図
に等しい。第５図は第１図の分断線入−Ｉに沿う断面を
示している。

第５図において、基板ｌの表面は平坦であって面粗れが
なく、この点が第１図〜第３図に示した実施例と異なる
。つまり、第１図〜第３図に示した実施例のように基板
１のエツチングが行なわれないようにしたものである。

非磁性絶縁膜３ａの表面は平坦であり、この表面上に非
磁性絶縁膜３ｂを介してコイル導体４が形成されており
、したがって、第１図〜第３図に示した実施例と同様の
効果が得られる。

第６図は第５図に示した薄膜磁気ヘッドの製造方法の実
施例を示す工程図であって、第５図に対応する部分には
同一符号をつけている。以下、第６図（１）〜（ｅ）の
順に説明する。

まず、第６図（、）において、非磁性の基板１の平坦な
表面に、スパッタリングにより、Ｓｉ０ｇ膜などのエツ
チングによって面粗れが生じない非磁性絶縁膜３ａを成
膜する。

次に、第６図（ｂ）において、イオンミリングやダイシ
ングソーなどにより、下部コアを埋め込むための溝ある
いは下部コア形状の穴を形成する。この加工では、この
溝あるいは穴は基板１に充分達しており、その面のテー
パ角をこれに埋め込談れる下部コアの磁気特性に影響、
を及ぼさない角度に設定する。

続いて、第６図（ｃ）において、溝あるいは穴が完全に
埋まるように、スパッタリングなどにより、Ｃｏ　−Ｎ
ｂ　−Ｚｒ　　膜などの磁性膜を形成する。そして、溝
あるいは穴内の磁性膜の表面が非磁性絶縁膜３ａと同一
平面となるように磁性膜を除くとともに、この磁性膜の
表面を研摩によりて平坦化する。

次に、第６図（ｄｉにおいて、下部コア２の一部ととも
に非磁性絶縁膜３ｊをエツチングし、下部コア２に第３
図に示すギャップ形成部突起９、リアコア接続部突起１
０およびこれら間のコイル形成のための凹部２ａを形成
する。これにより、ギャップ形成部突起９やリアコア接
続部突起１０は非磁性絶縁膜３ａの表面から突出してお
り、この表ｆはエツチングによっても面粗れが生ぜずに
平坦となっている。また、基板１は、エツチングされな
いので、平坦な面をなしている。ここで、非磁性絶縁膜
３ａを５ｉＯ１膜、下部コア２をＣｏ　−Ｎｂ　−Ｚｒ
膜とすると、これらのエツチング速度比は約１３である
から、基板１からの下部コア２の高さが１０μｍの場合
、第６図（ａｔで成膜される非磁性絶縁膜３ａの膜厚を
１０Ａ−ｘ　１．３＝　１３μ賜以上とすることにより
、基板１上に平坦な面の非磁性絶縁膜３ａが残ることに
なる。

続いて、第６図（ｅ）において、このように表ｆが平坦
な非磁性絶縁膜３ａと凹部２ｍとに非磁性絶縁膜３ｂを
形成し、この上にコイル導体４を成膜、パターニングし
てコイルを形成する。

しかる後、ｌＩ／Ｅ５図に示すようｌこ、非磁性絶縁膜
３ｃ、上部コア５などが形成されて薄膜磁気ヘッドが得
られる。

この方法によると、第４図で示した実施例のようにギャ
ップ形成部突起９とリアコア接続部突起１０を２回にわ
けてエツチングする工程や、非磁性絶縁膜３ａによる埋
め込み平坦化の工程をとる必要がなく、工程が簡略化さ
れて良好なコイルパターニングやコイルの抵抗値の増大
の抑圧を実現できる。

なお、以上の各実施例においては、下部コアのテープ摺
動面での形状を０字状としたが、下に向って広がる形状
、垂直な形状など他の形状としてもよい。但し、下部コ
アの底面はギャップ面と平行とならないことが望ましい
。

また、各実施例においては、コイルを１層多ターンコイ
ルとして示したが、１層１ターンのコイルはいうまでも
なく、多層多ターンコイルであってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、基板の面粗れを
抑圧して平坦な面上にコイルを形成することができるか
ら、コイルの良好なパターニングが得られ、また、コイ
ル抵抗値の増加を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施例を示す
平面図、第２図は第１図の分断線入−Ｉに沿う断面図、
第３図は同じく分断線Ｂ　−Ｂ’に沿う断面図、第４図
は第１図に示した薄膜磁気ヘッドの製造方法の実施例を
示す工程図、第５図は本発明による薄膜磁気ヘッドの他
の実施例を示す断面図、第６図は第５図に示した薄膜磁
気ヘッドの製造方法の実施例を示す工程図、第７図およ
び第８図は夫々薄膜磁気ヘッドの従来例を示す断面図、
第９図は従来の薄膜磁気ヘッドの製造工程の一部を示す
図である。 １・・・基板　　　　　　　２・・・下部コア２ｍ・・
・凹部 ３．３！、３ｂ、３ｃ・・・非磁性絶縁膜４・・・コイ
ル導体　　　　５・・・上部コア６・・・ギャップ材　
　　　７・・・ギャップ形成部８・・・リアコア接続部 第１　図 第３図 第４図 第２図 第５図 笛６図 （α） （Ｃ） 第７図 第８図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ギャップ形成部突起とリアコア接続部突起とを有す
   る下部コアが該ギャップ形成部突起、該リアコア接続部
   突起を除いて基板に設けられた溝もしくは穴に埋め込ま
   れ、上部コアの一部が該ギャップ形成部突起とギャップ
   材を介してギャップ形成部をなし、また、該上部コアの
   他の一部が該リアコア接続部突起に接続してリアコア接
   続部をなすことにより、該下部コアと該上部コアとで磁
   気回路が形成され、該下部コアの該ギャップ形成部突起
   と該リアコア接続部突起との間の凹部をコイルが通るよ
   うにした薄膜磁気ヘッドにおいて、前記基板上に平坦な
   表面の非磁性絶縁膜を設け、該非磁性絶縁膜上に前記コ
   イルを設けたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２、基板の溝もしくは穴に磁性膜を埋め込む第１の工程
   と、該磁性膜の表面を成形し該基板をエッチングして該
   基板から突出した下部コアを形成する第２の工程と、平
   坦な表面の第１の非磁性絶縁膜を形成する第３の工程と
   、該下部コアの一部と該第１の非磁性絶縁膜とをエッチ
   ングし該下部コアに凹部を形成してギャップ形成部突起
   とリアコア接続部突起とを形成するとともに該第１の非
   磁性絶縁膜によって該基板の表面を平坦化する第４の工
   程と、該凹部および該第１の非磁性絶縁膜に所定膜厚の
   第２の非磁性絶縁膜を形成する第５の工程とを経て該第
   ２の非磁性絶縁膜上にコイル導体を成膜、パターニング
   することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。 ３、基板上に第１の非磁性絶縁膜を形成し所定形状の溝
   もしくは穴を形成する第１の工程と、該溝もしくは穴に
   磁性膜を埋め込む第２の工程と、該磁性膜の一部と該第
   １の非磁性絶縁膜とをエッチングし該第１の非磁性絶縁
   膜から突出したギャップ形成部突起とリアコア接続部突
   起とを有する下部コアを形成する第３の工程と、該ギャ
   ップ形成部突起、該リアコア接続部突起間の凹部と該第
   １の非磁性絶縁膜に所定膜厚の第２の非磁性絶縁膜を形
   成する工程とを経て、該第２の非磁性絶縁膜上にコイル
   導体を成膜、パターニングすることを特徴とする薄膜磁
   気ヘッドの製造方法。