JPH04139610A - 薄膜磁気ヘッド - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はＶＴＲ等に搭載されるアジマス記録方式の磁気
記録再生装置に用いる薄膜磁気ヘッドに関する。

（ロ）従来の技術 薄膜磁気ヘッドは、基板上に薄膜堆積法及びフォトリン
グラフィ技術を用いることによって、磁性層、コイル導
体層等を絶縁層を介して形成したものであり、小型化が
可能である等の利点を有している。

斯種薄膜磁気ヘッドにおいて、記録密度の増大を図るた
めにアジマス記録方式を採用すると共に、磁気記録媒体
上の複数のトラックへ同時に信号記録を行うことができ
るマルチチャンネル方式の薄膜磁気ヘッドが提案されて
いる（特開昭６３−２２５９０９号公報Ｇ１１Ｂ５／３
１）。

第７図は従来の磁気ヘッドの外観を示す斜視図、第８図
は従来の磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。第９図
は傾斜溝の形状を示す上面図である。

（５０１）はＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライト等の強磁性酸
化物よりなる厚さ１ｍｍの下部基板である。前記下部基
板（５０１）の上面には、該上面に対して所定の角度θ
で傾斜する、即ちアジマス角θを規定する第１斜面（２
２ａ）、第２斜面（２２ｂ’）及び第３斜面（２２Ｃ）
で構成される傾斜溝（３１）が機械加工又はイオンビー
ムエツチング法等により形成されている。前記上面のう
ち上記傾斜溝（３１）以外には平面部（１２）が残る。

上記第３斜面（２２ｃ）は上記下部基板（５０１）の上
面に略直交している。前記下部基板（５０１）の上面に
は前記傾斜溝（３１）内を含めて全面にセンダスト、ア
モルファス合金等の強磁性金属膜が５〜２０μｍ厚に被
着形成され、下部磁性層（５）が構成されている。前記
下部磁性層（５）のうち上記下部基板（５０１）の第１
斜面（２２ａ）の上面にはギャップとなるＳｉｎ、等の
非磁性膜が０．２μｍ厚被着膨成されている。前記下部
磁性層（５）上のうち、上記平面部（１２）の上面には
、Ｓｉｎ、等の絶縁層及びＣｕ等の導体層を積層、エツ
チングしてなるシート状コイル部（１４）が形成されて
いる。上部磁性層（１５）は上記第１斜面（２２ａ）か
ら第３斜面（２２Ｃ）、シート状コイル部（１４）、平
面部（１２）に亘って被着形成される。従って、前記上
部磁性層（１５）は前記第３斜面（２２ｃ）の形状を反
映して急峻な段差をもつ形状となる。これより下部磁性
層（５）と上部磁性層（１５）との間に、磁気ギャップ
（７）を有するヘッド素子（５０）が形成される。前記
ヘッド素子（５０）の上面にはＳｉｎ、等の保護膜（１
６）が被着形成され、更にその上には、高融点ガラス等
よりなる接合層（１７）により、チタン酸バリウム等の
上部基板（３０）が接合固定されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記薄膜磁気ヘッドにおいて、上記下部
基板（５０１）の上面に形成される上記第１斜面（２２
ａ）には次の様な問題があった。

先ず、前記下部基板（５０１）は一般にＭ　ｎ　−Ｚｎ
、Ｎｉ−Ｚｎフェライト等の強磁性酸化物を資材として
、ＨＩＰ法（熱間静水圧加工法）等による焼結法で作製
されるため、上記下部基板（５０１）は多結晶体になる
と共に、空孔を含む構造となる。従って、前記傾斜溝（
３１）加工を機械加工による場合、チッピング等の発生
によって上記第１斜面（２２ａ）の表面精度が低下する
。又、エツチングにより傾斜溝（３１）を形成した場合
においても、上記空孔に加えて、多結晶体を構成する結
晶粒の方位はランダムであるため、結晶粒毎にエツチン
グ速度が不均一となり、さらに上記第１斜面（２２ａ）
の表面精度が低下する。上述の様に上記第１斜面（２２
ａ）の表面精度が悪い場合、上記下部磁性層（５）であ
る磁性薄膜の膜成長に悪影響を与えて磁気特性が劣化し
、更に、ヘッド素子（５０ンが剥離するという量産があ
った。

次に、前記下部基板（５０１）として単結晶体の強磁性
酸化物材を用いると、上記傾斜溝（３１）加工が研削等
の機械加工によｒ）形成される場合は、上述の多結晶体
の場合と同様にチッピング等の問題を生じる。又、エツ
チングにより傾斜溝（３１）を形成した場合においても
、多結晶体のように空孔はないが、結晶欠陥が多く存在
するため、上記第１斜面（２２ａ）の表面精度が低下し
、上記下部磁性層（５）である磁性薄膜の膜成長に悪影
響を与えて磁気特性が劣化し、更に、ヘッド素子（５０
）が剥離するという問題があった。

更に、前記下部基板（５０１）として結晶化ガラス等の
非磁性材料を用いると、上記傾斜溝（３１）加工が研削
等の機械加工により形成される場合は同様にチッピング
等の問題を生じる。又、エツチングにより傾斜溝（３１
）を形成した場合においても、結晶粒の方位はランダム
であるため、結晶粒毎にエツチング速度が不均一となり
、上記第１斜面（２２ａ）の表面精度が低下し、上記下
部磁性層（５）である磁性薄膜の膜成長に悪影響を与え
て磁気特性が劣化し、更に、ヘッド素子（５０）が剥離
するという問題があった。

又、傾斜溝（３１）をイオンビームエツチング法等の等
方性エツチングにより形成した場合、下部基板（５０１
）が多結晶フェライト、単結晶フェライト或いは結晶化
ガラスのどの場合でも上述の問題に加えて傾斜溝（３１
）の第１斜面（２２ａ）の角度規制ができない。

本発明は上記問題に鑑み、磁気ギャップのアジマス角を
規定する斜面の表面精度を向上させ、磁気特性の劣化及
びヘッド素子の剥離を防止した薄膜磁気ヘッドを提供す
ることである。

（ニ）課題を解決するための手段 そこで本発明は上述した課題に鑑み為されたものであり
、基板の上面に所定の角度で傾斜する斜面を有する傾斜
溝を形成し、前記斜面上に該斜面の傾斜角によって規定
されるアジマス角を有する磁気ギャップを備えるヘッド
素子を被着形成した薄膜磁気ヘッドにおいて、上記基板
が単結晶Ｓｉからなることを特徴とする薄膜磁気へンド
を提供するものである。

（ホ）作用 上記構成に依れば、下部基板が単結晶Ｓ】で形成されて
いるため、基板自身には結晶粒及び空孔が存在せず、し
かも単結晶Ｓｉは単結晶フェライトに比べて結晶欠陥が
少なく、下部基板の斜面の表面精度は向上する。

（へ）実施例 以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について詳細に
説明する。

第１図は本発明の実施例の磁気ヘッドの外観を示す斜視
図、第２図は本発明の実施例の磁気ヘッドの要部の斜視
図であり、第３図は傾斜溝の形状を示す上面図である。

尚、従来例と同一部分には同一符号を付してその説明は
割愛する。

（１）はＳｉ単結晶よりなる厚さ１ｍｍの下部基板であ
る。前記下部基板（１）の上面はＳ１単結晶の（１００
）面であり、前記下部基板（１）の上面には第１斜面（
２ａ）、第２斜面（２ｂ）及び第３斜面（２Ｃ）からな
る傾斜溝（３）が形成されている。上記第１斜面（２ａ
）はＳ１単結晶の（１１１）面に略一致しており、第２
斜面（２ｂ）はＳｉ単結晶の（ｆＴｌ）面に略一致して
おり、第３斜面（２ｃ）は単結晶の（１了１）面に略一
致している。従って、第１、第２、第３斜面（２ａ）（
２ｂ）（２ｃ）は夫々上記下部基板（１）の上面に対し
て角度θ＝約５５°で傾斜している。上記下部基板（１
）の上面には上記傾斜溝（３）内を含めて全域に５１０
＋、５１３Ｎ１等の絶縁膜（２０）が被着形成され、該
絶縁膜（２０）が形成された上面全域には下部磁性層（
５）が被着形成されている。上記下部磁性層（５）が形
成された平面部（１２）上にはシート状コイル部（１４
）が形成され、更に上記第１斜面（２ａ）、第３斜面（
２ｃ）、シート状コイル部（１４）及び平面部（１２）
上には上部磁性層（１５）が被着形成されてヘッド素子
（５０）が形成されている。

次に、上記薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する
。

先ず、第４図に示すように、ギャップ形成面となる上面
が（１，ＯＯ）面であり、媒体摺接面となる側面が（１
１０）面であるＳｉ単結晶よりなる下部基板（１）を準
備し、該下部基板（１）の上面全域にスパッタリング法
、イオンブレーティング法等により、５ｉＯｔ、５ｉｘ
Ｎ＋等の厚み２μｍの絶縁膜（１０）を被着形成する。

次の工程では第５図に示すように、イオンビームエツチ
ング法等のエツチングにより、前記絶縁膜（１０）のう
ち、傾斜溝（３）に相当する部分を除去して、絶縁膜（
１０）により構成されるマスクを作製する。

次の工程では、２５０ｇのＫＯＨと２ｏＯｇのプロパツ
ールと脱イオン化を施した８００ｇの水とからなる水溶
液をエツチング溶液として８０℃で異方性エツチングを
行う。このエツチング条件では、Ｓｌの（１００）面に
対するエツチングレートは約１μｍ／ｍｉｎであり、　
（１１１）面に対するエツチングレートの約１００倍で
ある。

このため、Ｓｉ基板に上述のエツチングを十分に施した
場合、　１１１１１面が露出する。又、マスクとなるＳ
ｉｎ、及びＳｉ、Ｎ、に対するエツチングレートは夫々
的２８λ／　ｍ　ｉ　ｎ、約０人／ｍ１ｎ（５時間後で
のエツチング量は測定不能）と非常に小さいため、マス
クとして十分な働きをする。

この結果、前記下部基板（１）の上面には第１斜面（２
ａ）、第２斜面（２ｂ）及び第３斜面（２ｃ）からなる
傾斜溝（３）が形成され、上記第１斜面（２ａ）はＳｉ
単結晶の（１１１）面に略一致し、第２斜面（２ｂ）は
Ｓｉ単結晶の（丁１１）面に略一致し、第３斜面（２ｃ
）はＳｉ単結晶の（１１１）面に略一致する。従って、
第１、第２、第３斜面（２ａ）（２ｂ）（２ｃ）夫々は
上記下部基板（１）の上面に対して角度θ約５５°に傾
斜している。

尚、上記Ｓｉ単結晶の結晶面にエツチング速度に差が生
じるのは、該Ｓ１単結晶は、＜１１１＞方向から見る（
１１１）面が非常に高い原子充填密度を有している。又
、＜１１１＞方向と５４．７’異なる＜１００＞方向か
ら見る（１００）面の原子充填密度はかなり小さい。更
に、＜１１１＞方向と９０’異なる＜１１０＞方向から
みる（１１０）面の原子充填密度は上記原子充填密度に
比べてかなり小さいためである。従って、Ｓ１単結晶の
場合、エツチングレートは＜１１１＞方向が＜１００＞
方向よりかなり遅く、更に＜１００＞方向が＜１１０＞
方向よりかなり遅くなる。

その後、上記ギャップ形成側の上面全域にＳｉＯ，、Ｓ
ｉ、Ｎ４等の絶縁膜（２０）を１μｍ厚に被着形成する
。

その後の工程は従来と同様であって、センダスト、アモ
ルファス合金等の強磁性金属膜よりなる５μｍ以上の所
望の厚みの下部磁性層（５）、磁気ギャップ（７）とな
るＳｉＯ＊、５ｉｓＮ＋等の厚み０．２μｍのギャップ
スペーサ、Ｃｕ等の厚み３−６μｍのコイル及びＳ　ｉ
（Ｌ　、ｓ　ｉｓＮ、等の厚み１μｍの絶縁層からなる
シート状コイル部（１４）、センダスト、アモルファス
合金等の強磁性金属膜よりなる５μｍ以上の所望の厚み
の上部磁性層（１５）、及び５１０１等の厚み２ｐｍの
保護膜（１６）を順次、積層・エツチング等の工程によ
って形成し、ヘッド素子（５０）を作製する。

最後に、保護膜（１６）の上にチタン酸バリウム等のセ
ラミックス等の上部基板（３０）をガラス接合してヘッ
ドブロックを作製し、該ヘッドブロックに所定の機械加
工を施して薄膜磁気ヘッドを完成する。

上述のような磁気ヘッドの構成にすると、下部基板（１
）が８１単結晶よりなるため、空孔はなく、且つ結晶欠
陥が非常に少ないので、傾斜溝（３）の第１．第２、第
３斜面（２ａ）（２ｂ）（２ｃ）は表面精度が優れてい
る。この結果、この第１斜面（２ａ）上には下部磁性層
（５）が良好に被着され、ヘッド素子（５０）の磁気特
性は劣化せず、且つヘッド素子（５０）の剥離も生じな
い。

又、下部基板（１）に形成される傾斜溝（３）は異方性
エツチングにより形成されるため、第１斜面（２ａ）は
エツチングレートの遅い（１１１）面で構成されるので
、その上に形成されるヘッド素子（５０）のアジマス角
を正確に規制できる。

又、上記基板の第３斜面（２ｃ）も（１１１）に略一致
し、下部基板（１）に上面に対して５５°で傾斜するた
め、上部磁性層（１５）が切断される虞れがない。

尚、上述の実施例では、下部磁性層は複数の上部磁性層
に対して共通であるが、各上部磁性層に１対１に対応す
る構造であってもよい。又、シート状コイル部（１４）
の一部が斜面上に形成される構造でもよい。又、ヘッド
素子（５０）は第２斜面（２ｂ）に配置されてもよい。

又、上記実施例では（１００）面を下部基板（１）の上
面として、（１００）面と（１１，１）面とのエツチン
グレートの差を利用してギャップ形成面となる斜面を形
成したが、他の結晶面を下部基板（１）の上面とするこ
とにより任意にアジマス角を規定することができる。

更に、エツチングとしては、ＫＯＨ水溶液、エチレンジ
アミン水溶液、ヒドラジン水溶液及びＮＨ，ＯＨ水溶液
等を主成分とするエツチング液を用いた化学的なエツチ
ング（ウェットエツチング）及びＣ１，ガス雰囲気中の
レーザ照射法（ドライエツチング）等を用いてもよい。

（ト）発明の効果 本発明によれば、ヘッド素子が形成される傾斜溝の斜面
の表面精度が優れているため、磁気特性に優れ、且つヘ
ッド素子の剥離を防止した機械的強度に優れた薄膜磁気
ヘッドを提供しえる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の実施例に係り、第１図は磁
気ヘッドの外観を示す斜視図、第２図は磁気ヘッドの要
部を説明するための斜視図、第３図は傾斜溝の形状を示
す上面図、第４図、第５図及び第６図は磁気ヘッドの製
造方法を示す図である。第７図乃至第９図は従来例に係
り、第７図は磁気ヘッドの外観を示す斜視図、第８図は
磁気ヘッドの要部を説明するための斜視図、第９図は傾
斜溝の形状を示す上面図である。 （１）・・・下部基板、（２ａ）・・・第１斜面、（３
）・・・傾斜溝、（７）・・・磁気ギャップ、（５０）
・・・ヘッド素子。 第１図 第３図 第４図 第６図 第７図 ムク 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の上面に所定の角度で傾斜する斜面を有する
   傾斜溝を形成し、前記斜面上に該斜面の傾斜角によって
   規定されるアジマス角を有する磁気ギャップを備えるヘ
   ッド素子を被着形成した薄膜磁気ヘッドにおいて、上記
   基板が単結晶Ｓｉからなることを特徴とする薄膜磁気ヘ
   ッド。