JPH0330105A - 薄膜磁気ヘツド - 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〕 本発明は薄膜磁気ヘッドに係り、特に、高磁気記録密度
を達或するのに好適な薄膜磁気ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

薄膜磁気ヘッドは、磁気コアの体積が小さく、低インダ
クタンスにできること、磁性膜の高周波透磁率がバルク
フエライトより大きいこと、および、リングラフイ技術
を用いて製造することにより、狭トラック化が可能であ
ること等の多くの利点をもっているため、磁気ディスク
装置分野、磁気テープ装置分野、及び、民生用磁気記録
分野で面記録密度の向上を図るために重要性を増してい
る。

面記録密度はビット密度とトラック密度の積である．薄
膜磁気ヘッドの構造が同じであれば，ビット密度の向上
、あるいは、トラック密度の向上に伴って薄膜磁気ヘッ
ドの再生出力は低下し、信号を誤って読む場合が生じる
。記録密度の向上に伴うこのような課題を解決するため
に、コイル４体の巻数を増加して再生出力を大きくして
信シ；・を誤まって読むことを防ぐ方法が採用されてい
る。

例えば、米国特許第４２１．９８５４号には−ｒ八ター
ンのコイル導体をもつ薄膜磁気ヘッドが１９８０年に開
示されているが、工９８７年にはジャーナル・オブ・ア
プライド・フイジツクス　第６１巻，第４１５７頁−（
１９８７年）　、（Ｊ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，且よ　
４１５７　（１９８７）．）　　には二層１７ターンの
コイル導体をもつ薄膜磁気ヘットが報告されている。薄
膜磁気ヘッドのコイル導体の巻数を増加する方法は、ジ
ャーナル・オブ・アプライド・フイジツクス　第６１巻
　第４１５７頁（１９１７７年）に記載のように、コイ
ル導体を二層構造とする方法が有効である。

しかし、コイル導体を二層構造とすると二層のコイル導
体及び絶縁膜を挾む上部、及び，下部磁性膜の間の距離
が大となり、たとえば、上部磁性膜先端のトラック幅を
決定する場合に、その加工プロセスで高段差部の底部で
の加工が必要になるので、その加工精度が悪くなるとい
う問題がある．この加工精度を向上させるためには、た
とえば、特開昭６２−２４３１０８号公報に示されるよ
うに，基板上に凹部を設け、この凹部に下部磁性膜を形
成した後、絶縁膜、コイル導体を、順次、形成した後、
上部磁性膜を形成・加工する方広により、上部磁性膜を
従来例よりも低い段差上で加工でき、トラック幅の精度
を向上することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

コイル導体は所定の磁路長の中で、電気抵抗が低く，か
つ，製造変動が少ないこと，かつ、多巻線化することが
重要である。磁路長を大きくすれば、多巻線化すること
は容易であるが、上部と下部の磁性膜間の磁束の漏洩が
増し、薄膜磁気ヘッドの効率低下、及び、記録磁界の減
少を生じて好ましくない。また、コイル導体の幅を小さ
くして多巻線化する方法も考えられるが，この場合には
，電気抵抗が増大するため、薄膜磁気ヘッドのノイズが
増加するという問題があり好ましくない．しかし、従来
技術は、コイル導体の多巻化，多層化における低抵抗化
についての考慮がされておらず、薄膜磁気ヘッドの高性
能化の問題があった。

本発明の目的は、電気抵抗をできるだけ小さくしてコイ
ル導体を多巻化できる薄膜磁気ヘッドの構造を提供する
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、薄膜磁気ヘッドを構成する
二層のコイル４体の、各層のコイル導体の断面積を適正
に配分し、第二層コイル導体の断面積を第一層コイルの
断面積より大きくすることにより、電気抵抗を下げたも
のである。

さらに、第二層コイル導体の断面積を大きくするために
，第二層コイル導体の高さを第一層コイル導体の高さよ
り大きくしたものである。

さらに，第二層コイル導体の断面積を大きくするために
、第二層コイル導体の幅を第一層コイル導体の幅より大
きくしたものである。

また、上記目的を達或するために、第二層コイル導体の
ピッチを第一層コイル導体より小さくすることにより、
電気抵抗を下げたものである。

また，上記目的を達成するために、第二層コイル導体の
テーパ角を第一層コイル導体より大きくしたものである
。

〔作用〕

薄膜磁気ヘッドのコイル導体の作製法として、ホトレジ
ストパターンをマスクにしためつき法で形成する方法が
採用されている。コイル導体の作製法の一例のモデル図
を第２図に示す。まず、第２図（ａ）に示す様に４体め
つき用下地膜１０を形或する。次に、ホトレジスト膜９
をコイル作製部分を除いて形或する（ｂ）。次いで、め
っき膜４を形或し（Ｃ）、マスクとして用いたホトレジ
スト膜９を除去する（ｄ）。最後に、スパツタエッチン
グ法，あるいは、イオンミリング法等のエッチング方法
を用いて不要な部分のめつき下地膜を除去し、コイル導
体を作製する（ｅ）。この図から解るように、コイル導
体の断面形状を決定する重要な要因には、マスクとして
用いられるホトレジスト膜９の断面形状があげられる。

ホトレジスト膜の断面形状を制御するには、ホトレジス
トパターンの作製工程で、ホ１・レジス１一膜厚の均一
性、パターン露光時の焦点ずれ、あるいは、現像条件の
変動等が、ホトレジストパターンの断面形状を決定、あ
るいは，変動させる要因となる。従って、ホトレジスト
パターンの形成時に、上記の様な形状の変動要因は、そ
のホトレジストパターンを形或する基板表面の形状に大
きく依存することは明らかである。

本発明における，基板上に四部を設け，この四部に下部
磁性膜の一部を形成した後，絶縁膜、コイル導体を、順
次、形或した後，上部磁性膜を形威した＊ｙＩＡ磁気ヘ
ッドにおいて，第一層コイル導体を形成する部分は基板
表面より掘り込まれた四部の底であるので、段差を生じ
ている部分にホ１・レジストパターンを作製する必要が
ある。従って、平坦な基板上にホトレジストパターンを
形成する場合と比較するとパターン精度は低下する。こ
れに対し、第二層コイル導体は、基板表面に掘り込まれ
た凹部が、第一層コイル導体、及び、絶縁膜で埋め込ま
れているため、ほぼ、基板表面と同一平面に第二層コイ
ル導体形成用ホトレジストパターンを作製するため、第
一層コイル導体用ホトレジストパターンを作製する場合
よりも高精度にホトレジストパターンを作製できる。

従って、薄膜磁気ヘッドの二層のコイル導体を作製する
上で、第一層コイル導体に比較して，第二層コイル導体
の寸法精度を高く作製できることがわかった。

前述の様に、薄膜磁気ヘッドの性能を向上するには、コ
イル導体を多巻化するとともに、コイル導体の電気抵抗
をできるだけ小さくすることが必要である。そこで、第
二層コイル導体のホトレジストパターン形状の精度が第
一層コイル導体のホトレジストパターン形状に比較して
精度良く作製できることを利用して、第二層コイル導体
の断面積を第一層コイル導体の断面積に比較して大きく
することにより、あるいは、第二層コイル導体の導体間
のピッチを第一層コイル導体の導体間ピッチに比べて小
さくすることにより、第二層コイル導体の電気抵抗を小
さくして、コイル導体全体の１！気抵抗を削減すること
によって、薄１！ｆｉ６Ｊ１気・・ツドの高性能化を図
るものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。この
図は本発明の薄膜磁気ヘッドのＷｒｍ図を示したもので
ある。基板↓１上に絶縁膜１２が形成されている。基板
ｌ１にはセラミックス材を、また、絶縁膜１２はスパッ
タリング法で形成したアルミナ膜を用いることができる
。この絶縁１摸上には、下部磁性膜１４等を埋め込むた
めの穴が形成されている。その絶縁膜１２上にはＮ　ｉ
　Ｆ　ｅ膜，あるいは、Ｃｏ系の合金膜である下部磁性
膜１４、アルミナ等の磁気ギャップ膜１５が、順次、形
成される。次いで、たとえば、ホトレジストを熱硬化し
た膜を用いた絶縁膜１９、銅めっき膜を用いた第一コイ
ル導体１７，同じく絶縁膜１９，同じく第二コイル導体
１８，同しく絶縁膜１９が形成され、次いで、Ｎｉ　Ｆ
ｅ膜あるいはＣｏ系の合金膜である上部磁性膜１６が、
一端が磁気ギャップ膜１５を介して下部磁性膜１４の一
端に対向し、他端が下部磁性膜１４に、直接、接触して
連らなる。その上に、スパッタリング法で形或されるア
ルミナ膜等の絶縁膜１３が形成される。

本実施例に示されるように、第一コイル導体を作製する
面は、基板表面である絶縁膜ｌ２の表面に対して深い位
置である。これに対して、第二コイル導体を作製する面
は裁板表面である絶縁膜ｌ２の表面とほぼ同一平面とな
り、めっきのマスクとして用いるホトレジス１−パター
ンを作製する場合の精度は第一コイル導体作製時に比較
して良い。

本実施例は、第二コイル導体の断面積を第一コイル導体
の断面積に比べて大きくしたもので、めっき膜の高さを
高くしたものである。磁路長が、１００１ｔｍ、コイル
ピッチが５．７５４ｍ，ｒイル下部寸法２．７５μｍ、
コイル断面下部のテーパ角を９６゜とし，第一コイル導
体及び第二コイル導体の高さを同じく３μｍとしたとき
、コイル導体全部の抵抗値は１９．７Ωであった。これ
に対し、本実施例に示すように、第二コイル導体の高さ
を４μｍに増加して，断而積を増すことｌ　上り、コイ
ル導体全部の抵抗値は１７．１Ω　となり電気抵抗が２
．６Ω低下できることがわかった．〈実施例２〉 第３図には本発明の他の実施例として、第二層コイル導
体の幅を広げることによって断面積を広くした場合の実
施例を示す。本実施例は、磁路長が１００μｍ、コイル
ピッチが５．７５μｍ、コイル厚さが３μｍ、コイル断
面下部のテーパ角が９６″とし、第一コイル導体のコイ
ル下端幅を２．７５μｍ　としたとき、第二コイル導体
の下端幅を第一コイル導体の下端幅よりも０．５μｎｌ
　広くして、３．２５μｍ　としたものである。この場
合のコイル全体の抵抗値は．１８．８Ω　であった。

従って、第二コイルの下端幅を０．５μｍ広くすること
により、コイル抵抗を０．９Ω低減できることがわかっ
た。

く実施例３〉 第４図には、本発明の他の実施例として、第二層コイル
導体のピッチを小さくすることによって断面積を増加し
コイル抵抗を小さくした場合の実施例を示す。本実施例
は、磁路長が１００μｍ、コイル淳さが３μｒｎ、コイ
ル断面下部のテーパ角が９６゜、コイル下端蝙を２．７
５μｍ　とし、第一コイルのコイルピンチが５．７５μ
ｍ、第二コイルのコイルピッチを第一コイルに比較して
０．２５μｍ縮めて５．５０μｍ　としたものである。

この場合のコイル全体の抵抗値は，１９，ＯΩであった
。従って第二コイルのピッチを第一コイルのピッチより
０．２５μｍ小さくすることにより、コイル抵抗を０．
７Ω　低減できることがわがった。

く実施例４〉 第５図には、本発明の他の実施例として、第二コイル導
体の高さを増加し、幅を広げ，かつ、ピッチを小さくす
ることによって断面積を増加してコイル抵抗を小さくし
た場合の実施例を示す。本実施例は、磁路長が１００μ
ｍの場合であり、コイル断面下部のテーパ角を９６゜と
し、第一コイルの高さを３μｍ、コイル下端幅を２．７
５μｍコイルピッチを５．７５μｍ　とし、第二コイル
の高さを４μｍ、コイル下端幅を３．２５μｍ、コイル
ピッチを４μｍとしたものである。この場合のコイル全
体の抵抗値は．１６．６Ω　であった。

従って、第二コイルを第一コイルに比べて、高さを高く
、コイル下端幅を広く、かつ，ピッチを小さくすること
により、コイル抵抗を３．１０低減できることがわかっ
た。

く実施例５〉 第６図には、本発明の他の実施例として、第二コイル導
体のテーパ角を増加することによって断面積を増加して
コイル抵抗を小さくした場合の実施例を示す。本実施例
は、磁路長が１００μｍの場合であり、コイルの高さを
３μｍ、コイルの下端幅を２．７５μｍ、第一コイル導
体のテーパ角を９６’，第二コイル導体のテーパ角を１
００゜としたものである。この場合のコイル全体の抵抗
値は１９．３Ωであった。従って、第二コイルを第一コ
イルに比べてテーパ角を大きくすることにより、コイル
抵抗を０．４Ω低減できることがわかった。

〈実施例６〉 第７図には、本発明の他の実施例として、第二コイル導
体のピッチを小さくして、コイルの巻数を増した場合の
実施例を示す。本実施例は、磁路長が１００μｍの場合
であり、第一コイルの高さ３μｍ、下端幅２．７５μｍ
、テーパ角９６゜ｌ３ターンにピッチ５．７５μｍ対し
、第二コイルの高さ３．２μｍ下端幅２．７５μｍ、テ
ーパ角９６゜　　１４ターン、ピッチ５．３４μｍ　と
したものである。この場合のコイル全体の抵抗値は、１
９．６Ω　となり、第一，第二コイルの高さ３μｍ、下
端幅２．７５μｍ、テーパ角９６゜、ピッチ５．７５μ
ｍ、巻数各々１３ターン（計２６ターン）の場合のコイ
ル全体の抵抗値１９．７Ωとほぼ同等の抵抗値となると
共に、全体の巻数を一ターン増すことができ、出力が約
４％増加し、Ｓ／Ｎ比を向上することができることがわ
かった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、所定の磁路長，所定のコイル導体巻数
に対して、電気抵抗の小さなコイルを作製できるので、
薄膜磁気ヘッドの低ノイズ化を実現し、高記録密度でも
信号を誤って再生するのを防ぐことができる。

また、本発明によれば、所定の磁路長，所定のコイル導
体の電気抵抗に対して多巻線化を実現できるので、高記
録密度でも大きな再生出力を得て、信号を誤まって再生
するのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第３図，第４図，第５図，第６図及び第７図は
本発明の実施例の薄膜磁気ヘッドの断面図、第２図は、
製造工程を示す断面図である。 ２・・・磁性膜、４・・・めっき膜、６・・・ギャップ
膜、７・・・絶縁膜、９・・・ホトレジスト膜、１０・
・・めっき下地膜、１１・・・基板，１２・・・絶縁膜
、１３・・絶縁膜、１４・・・下部磁性膜、１５・・・
残気ギャップ膜、↓６・・上部磁性膜、１７・・・第一
コイル導体、ｌ８・・第第２図 第１図 弔 ３ 図 烙 ５ 図 弔 ４ 図 第 ６ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下部磁性膜と、前記下部磁性股上に積層され一端が
   前記下部磁性膜の一端につらなり他端が前記下部磁性膜
   の他端に所定のギャップを介して対向する上部磁性膜と
   、前記下部磁性膜と前記上部磁性膜との間を貫通するよ
   うに配置された二層構造をなすコイルからなるコイル導
   体を設け、前記下部磁性膜に対向する第一コイル導体の
   底面が、前記下部磁性膜が所定のギャップを介して前記
   上部磁性膜と対向する部分における前記下部磁性膜の底
   面よりも低い位置に形成された薄膜磁気ヘッドにおいて
   、 第二コイル導体の一ターンあたりの抵抗値が前記第一コ
   イル導体の一ターンあたりの抵抗値よりも小さいことを
   特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２、請求項１において前記第二コイル導体の断面積が前
   記第一コイル導体の断面積に比較して大きいことを特徴
   とする薄膜磁気ヘッド。 ３、請求項２において、前記第二コイル導体が前記第一
   コイル導体に比較して、コイル高さが高く、コイル幅が
   広い、またはコイルのテーパ角が大きい、あるいは、こ
   れらの組み合わせにより断面積を大きくしたことを特徴
   とする薄膜磁気ヘッド。 ４、請求項１において、前記第二コイル導体のピッチが
   前記第一コイル導体に比較して小さいことを特徴とする
   薄膜磁気ヘッド。 ５、請求項１において前記第二コイル導体のピッチが前
   記第一コイル導体に比較して小さく、かつ、前記第二コ
   イル導体の断面積が前記第一コイル導体の断面積よりも
   大きいことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ６、請求項５において前記第二コイル導体が前記第一コ
   イル導体に比較して、コイル高さが高く、コイル幅が広
   い、またはコイルのテーパ角が大きい、あるいは、これ
   らの組合せにより断面積を大きくしたことを特徴とする
   薄膜磁気ヘッド。