JPH0457207A - 垂直磁気記録再生薄膜ヘッドとその製造方法 - 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】 利用産業分野 この発明は電算機用、テープ用、映像記録用などの垂直
磁気記録再生薄膜ヘッドの改良に係り、リターンパス用
磁性部材の一主面に成膜積層して、加工組立後に磁気記
録媒体の対向面の直交方向で、かつ厚膜主磁極膜の中央
部に薄膜主磁極膜を立設して、トラック幅方向に磁束を
リターンさせることで、再生出力を向上、改善を計った
垂直磁気記録再生薄膜ヘッドとその製造方法に関する。

背景技術 一般に、垂直磁気記録再生薄膜ヘッド（以下、薄膜磁気
ヘッドという）は、磁気回路が微小であること、高透磁
率、高飽和磁束密度の磁性薄膜を用いるという点で、磁
気記録の高密度化に適しており、半導体テクノロジーに
基づく製造プロセスで製造されるため、高精度の磁気ヘ
ッドを低コストで製造可能であり、今後、垂直磁気ヘッ
ドの主流となるものと考えられる。

垂直磁気記録再生用薄膜ヘッドは、例えば、第４図に薄
膜ヘッドのトランスジューサ一部の媒体対向面及び縦断
側面説明図を示す如く、ソフトフェライト等の磁性部材
（１０）と、これにギャップ層となる非磁性材（１２）
と薄膜導体コイル（１３）と絶縁層（１４）を介して配
設するパーマロイ、センダスト、あるいはＣｏ系アモル
ファス等からなり、該主磁極膜の記録時の磁気飽和を防
ぐための厚膜磁性膜（１６）と主磁極膜（１７）とヘッ
ド保護膜（１８）からなる。

従来技術の問題点 前述した露出する積層端面で記録媒体と対向する構成の
垂直薄膜ヘッドにおいて、第４図（ａ）に示す如く、記
録媒体（２０）に対するリターンパス用磁性部材（１０
）の溝部（１１）に充填される非磁性材（１２）との境
界面が主磁極膜（１７）と平行になっているため、主磁
極より発生した磁束は主磁極に対向する面にリターンす
るのみで、十分な再生出力が得られない問題があった。

そこで、この発明は、かかる現状に鑑み、従来の薄膜磁
気ヘッドの再生出力特性を向上させることができる構成
の垂直磁気記録再生薄膜ヘッド並びにその製造方法の提
供を目的としている。

発明の概要 発明者は、薄膜磁気ヘッドの再生出力を一段と向上させ
ることを目的に、発生磁束を効率よくリターンさせるこ
とができる主磁極膜について種々検討した結果、リター
ンパス用磁性部材の一主面に成膜積層した厚膜主磁極面
上に特定角度にて立設する薄膜主磁極膜を配設すること
により、主磁極より発生した磁束をトラック幅方向にリ
ターンさせることにより、再生出力の向上、改善できる
ことを知見して、この発明を完成した。

すなわち、この発明は、 リターンパス用磁性部材の一主面に、少なくとも薄膜導
体コイル、層間絶縁膜、主磁極膜、ヘッド保護膜が成膜
積層され、かつリターンパス部にて磁性部材と主磁極膜
と接続し、露出する前記積層端面に主磁極膜を露出させ
、磁気記録媒体と対向させる構成からなる垂直磁気記録
再生薄膜ヘッドにおいて、 層間絶縁膜上に成膜された厚膜主磁極膜上に、酸化物膜
がその端面が磁気記録媒体対向面の直交方向でかつ厚膜
主磁極膜の中央部に位置するよう成膜され、酸化物膜の
該端面部に気相成長方法で成膜した薄膜主磁極膜が設け
られ、トラック幅方向に磁束のリターン部を有すること
を特徴とする垂直磁気記録再生薄膜ヘッドである。

また、この発明は、前記構成において、薄膜主磁極膜が
幅０．５−以下で、高さ７幅比が３以上であることを特
徴とする垂直磁気記録再生薄膜ヘッドである。

さらに、前記構成において、 厚膜主磁極膜上に立設された薄膜主磁極膜の交差角度が
、４０゜〜９０°であることを特徴とする垂直磁気記録
再生薄膜ヘッドである。

前記構成の垂直磁気記録再生薄膜ヘッドを製造する方法
は、以下のとおりである。

リターンパス用磁性部材の一主面に、少なくとも薄膜導
体コイル、層間絶縁膜、主磁極膜、ヘッド保護膜が成膜
積層され、かつリターンパス部にて磁性部材と主磁極膜
と接続し、露出する前記積、層端面に主磁極膜を露出さ
せ、磁気記録媒体と対向させる構成からなる垂直磁気記
録再生薄膜ヘッドを気相成長方法で成膜する製造方法に
おいて、ａリターンパス用磁性部材の一主面に薄膜導体
コイルを設けて層間絶縁膜を成膜して、リターンパス部
を形成した後、 ｂ厚膜主磁極膜を成膜し、さらに第１酸化物膜を全面に
成膜し、 Ｃその後、第１酸化物膜を厚膜主磁極膜が露出するまで
平坦化し、 ｄ平坦化した第１酸化物膜及び厚膜主磁極膜上に、第２
酸化物膜をその端面が磁気記録媒体対向面の直交方向で
かつ厚膜主磁極膜の中央部に位置するよう成膜した後、 ｅ第２酸化物膜及び厚膜主磁極膜上に磁性膜を成膜し、 ｆその後、イオンビームエツチング法にて、第２酸化物
膜及び厚膜主磁極膜上の前記磁性膜を除去して、 ｇ第２酸化物膜の端面にのみ所要厚みの磁性膜を残し、
厚膜主磁極膜上に薄膜主磁極膜を立設して、 トラック幅方向に磁束のリターン部を設けたことを特徴
とする垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの製造方法である。

発明の構成と効果 この発明の薄膜ヘッドは、第１図に示す如く、Ｎｉ−Ｚ
ｎ系、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト等磁性材料の一主面に一
連の薄膜ヘッドの製造プロセスにより、すなわち、気相
成長法による成膜、フォトリソ技術、エツチング技術な
どの半導体集積回路の製造技術を用いて、記録媒体の摺
動面となるリターンパス用磁性部材上の厚膜主磁極膜の
中央部に位置するように酸化物膜を厚膜に成膜し、前記
厚膜酸化物膜の端面部に気相成膜法にて特定寸法の薄膜
主磁極を特定角度に立設した構成とすることにより、ト
ラック幅方向に磁束をリターンさせることができ、再生
出力の向上、改善を計ることができる。

この発明において、厚膜主磁極膜上に立設された薄膜主
磁極膜の交差角度は、４０゜〜９０°が好ましく、４０
°未満、９０°を越えると、再生出力の向上効果が得ら
れない。

この発明において、厚膜主磁極に立設する薄膜主磁極幅
が０．５１１ｍを超えると、線記録密度を上げることが
できず好ましくないので、０．５ｐｍ以下にする。

また、薄膜主磁極膜の高さと幅比は、該比が３未満では
、トラック幅が小さくなりすぎ、十分な再生出力を得ら
れなくなるので好ましくないため、前記高さと幅比は３
以上とする。

図面に基づ〈発明の開示 この発明による薄膜磁気ヘッドを製造する工程を、第１
図ａ、ｂ、第２図ａ−ｅ、第３図ａ−ｄに基いて説明す
る。

■まず、Ｎｉ−Ｚｎ系またはＭｎ−Ｚｎ系フェライトの
磁性材基板（１）の主面に、所定のメカノケミカル研摩
を施す。

■磁性材基板（１）の前記研摩面に、Ａｕ、　Ｃｕ、Ｃ
ｒ、　ＡＩ等からなる薄膜導体コイル（２）をスパッタ
リング法、真空蒸着法にて形成する。

（第２図ａ図） なお、前記磁性部材がＭｎ−Ｚｎ系フェライトの場合、
薄膜導体コイル形成前に絶縁層を設ける。

■この薄膜導体コイル（２）層と後に被着する厚膜主磁
極膜（５）との電気的絶縁のために、５ｉ０２、Ａｌ２
Ｏ３等の無機酸化膜あるいはポリイミド等の有機膜から
なる層間絶縁被膜（３）を形成する。（第２図す図） ■前記薄膜導体コイル（２）による層間絶縁被膜（３）
の凹凸面を除去するため、ダイヤモンド研摩等の精密研
摩あるいはエッチバック法を施して、５００Å以下に平
坦化する。

■後工程にて被着する厚膜主磁極膜（５）と磁性材基板
（１）を接続するためのリターンバス部（４）を、前記
層間絶縁被膜（３）に、イオンエツチング、ケミカルエ
ツチング等の方法にて形成する。（第２図Ｃ図） ■層間絶縁被膜（３）面及びリターンパス部（４）の磁
性材基板（１）面上に、パーマロイ、センダスト等のＦ
ｅ系合金あるいはアモルファス等からなる厚膜主磁極膜
（５）をスパッタリング法、蒸着法、めっき法等にて被
着形成し、パターン化する。（第２図ｄ図） ■その後、磁性材基板（１）の上面の全面に、５ｉ０２
、Ａｌ２Ｏ３等の第１無機酸化物膜（６）をスパッタリ
ング法等で成膜し、その後、厚膜主磁極膜（５）が露出
するまで第１酸化物膜（６）をラッピング等で平坦化す
る。（第２図ｅ図、第３図ａ図） ■第１酸化物膜（６）及び厚膜主磁極膜（５）上に、さ
らに、他の８ｉ０２、Ａｌ２Ｏ３等の第２無機酸化物膜
（７）をその端面が磁気記録媒体対向面の直交方向でか
つ厚膜主磁極膜（５）の中央部に位置するよう成膜する
。（第３図す図） ■第２無機酸化物膜（７）及び厚膜主磁極膜（５）上に
、パーマロイ、センダスト等のＦｅ系合金あるいはアモ
ルファス等からなる磁性膜（８）をスパッタリング法、
蒸着法等にて成膜する。（第３図Ｃ図） この際、磁性膜（８）は、第２無機酸化物膜（７）の端
面に所要厚みの磁性膜が得られるように磁性膜（８）の
厚みを制御する。

０次に、磁性材基板（１）に垂直方向のイオンビームエ
ツチング法にて、第２無機酸化物膜（７）及び厚膜主磁
極膜（５）上面の前記磁性膜（８）を除去して、第２無
機酸化物膜（７）の端面にのみ所要厚みの磁性膜を残す
ことにより、厚膜主磁極膜（５）上に薄膜主磁極膜（８
１）を立設する。（第３図ｄ図） 続いて、保護膜（９）を積層被着する。

その後、磁性材基板（１）を所要位置で切断して、所要
寸法、形状に成形することにより、第１図ａ、ｂに示す
如く、磁気記録媒体に対向する薄膜主磁極膜（８１）が
厚膜主磁極膜（５）上に立設され、トラック幅方向に磁
束のリターン部を有する垂直磁気記録再生薄膜ヘッドが
得られる。

薄膜主磁極膜（８１）を成膜する第２無機酸化物膜（７
）の端面を、垂直面あるいは所要の傾斜面とすることに
より、厚膜主磁極膜（５）上に立設された薄膜主磁極膜
（８１）の交差角度を、４０゜〜９０°で任意に設定で
きる。

実施例 以下にこの発明の詳細な説明する。

Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト基板の主面にメカノケミカル研
摩を施し、前記研摩面上に、薄膜導体コイル用Ｃｕ膜を
スパッタリングにて形成し、所定形状のパターン化する
。

その後、電気的絶縁のための層間絶縁被膜として、ポリ
イミド系樹脂を用いて被膜した後、フォトリソプロセス
を用いてパターン化する。さらに、層間絶縁被膜の凹凸
面を除去するためエッチバック法を用いて、表面を５０
０Å以下に平坦化した。

その後、層間絶縁膜面及びリターンパス部を磁性基板面
上に、Ｃｏ系アモルファスからなる厚膜主磁極膜をスパ
ッタリング法にて被着形成して、パターン化する。

さらに、磁性基板の上表面全面に、Ａｌ２Ｏ３膜をスパ
ッタリング法にて成膜した後、前に形成した厚膜主磁極
が露出するまで、Ａｌ２Ｏ３膜を研摩して平坦化する。

その後、Ａｌ２Ｏ３膜及び厚膜主磁極膜上に、別のＡｌ
２Ｏ３膜をその端面が磁気記録媒体の対向面に直交方向
にかつ厚膜主磁極膜の中央部に位置するように成膜する
。

そして、前記Ａｌ２Ｏ３膜面及び厚膜主磁極膜上にＣｏ
系アモルファスからなる磁性膜をスパッタリング法にて
成膜し、この際、磁性膜がＡｌ２Ｏ３膜端面に所要厚み
になるように制御する。

次に、磁性基板に垂直方向にイオンビームエツチング法
にて、Ａｌ２Ｏ３上面、及び厚膜主磁極膜上面の磁性膜
を除去し、Ａｌ２Ｏ３膜端面の磁性膜が所要厚みに残存
させることにより、厚膜主磁極膜上に所要厚みの磁性膜
からなる薄膜主磁極膜を垂直に立設後、Ａｌ２Ｏ３から
なる保護膜を積層被着した。

その後、磁性基板を所要寸法、形状に切断、成形するこ
とにより、本発明の垂直薄膜ヘッドを得た。

このようにして、得られた本発明の垂直薄膜ヘッドと従
来のヘッドの再生出力特性の試験結果を第５図に示す。

なお再生出力特性測定は自己記録再生により行い、その
測定条件は下記の通りである。

第５図より明らかな如く、本発明ヘッドは再生出力特性
において、良好な特性を示している。

匡生 ＣｏＣｒ　／　ＮｉＦｅ　　２層膜、垂直保磁力Ｈｃ＝
５０００ｅ、保護膜／カーボン ヘッド 本発明ヘッドトラック幅ＴＷ＝３ｐｍ 従来ヘッドトラック輻ＴＷ　＝　４ｕｎ相対速度 ７．５ｍ／ｓｅｃ 回転数 １８００ｒｐｍ メカノケミカル研摩条件 加工機　　　　　・１５インチＭＣＰ盤ポリッシャー　
・不織布 パウダー　　　；粒度０．０２ｐｍ以下、ＭｇＯ回転数
　　　　・２Ｏｒｐｍ 加圧力　　　　・０．５ｋｇ／ｍｍ２ ダイヤモンド研摩条件 加工機　　　　・１５インチ片面ラップ盤ポリッシャー
　・Ｓｎ盤 ダイヤモンド　；粒度０．５〜ｌｐｍ 回転数　　　　・３０ｒｐｍ 加圧力　　　　；　０．５ｋｇ／ｍｍ２再生出力波形測
定条件 ディスク回転数；　１８００ｒｐｍ 媒体　　　　　；　Ｃｏ−Ｃｒ　／　Ｎｉ−Ｆｅ記録周
波数　　；　０．５〜２０ＭＨｚ記録電流　　　；　２
０ｍＡｐ−Ｐ 相対速度　　　・ｖ＝７．５ｍ／５ｅｅ

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂはこの発明による薄膜磁気ヘッドの正面説
明図、縦断説明図である。 第２図ａ−ｅはこの発明による薄膜磁気ヘッドの製造工
程を示す説明図ある。 第３図ａ−ｄはこの発明による薄膜磁気ヘッドの製造工
程を示す斜視説明図である。 第４図ａ、ｂは従来の磁性部材を用いた薄膜磁気ヘッド
の正面説明図、縦断説明図である。 第５図は薄膜磁気ヘッドの記録周波数と再生出力の関係
を示すグラフである。 １．１０・・・磁性基板、２，１３・・・薄膜導体コイ
ル、３．１４・・・層間絶縁被膜、４・・・リターンパ
ス部、５．１６・・・厚膜主磁極膜、６・・・第１無機
酸化物膜、７・・・第２無機酸化物膜、８，８１．１７
・・・主磁極膜、９．１８・・・ヘッド保護膜、 １１・・・非磁性材基板、１２・・・磁性材基板、１１
・・・主溝部、 １２・・・非磁性材、 ２０・・・記録媒体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リターンパス用磁性部材の一主面に、少なくとも薄膜導
   体コイル、層間絶縁膜、主磁極膜、ヘッド保護膜が成膜
   積層され、かつリターンパス部にて磁性部材と主磁極膜
   と接続し、露出する前記積層端面に主磁極膜を露出させ
   、磁気記録媒体と対向させる構成からなる垂直磁気記録
   再生薄膜ヘッドにおいて、 層間絶縁膜上に成膜された厚膜主磁極膜上に、酸化物膜
   がその端面が磁気記録媒体対向面の直交方向でかつ厚膜
   主磁極膜の中央部に位置するよう成膜され、酸化物膜の
   該端面部に気相成長方法で成膜した薄膜主磁極膜が設け
   られ、トラック幅方向に磁束のリターン部を有すること
   を特徴とする垂直磁気記録再生薄膜ヘッド。 ２ 薄膜主磁極膜が幅０．５μｍ以下で、高さ／幅比が３以
   上であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録
   再生薄膜ヘッド。 ３ 厚膜主磁極膜上に立設された薄膜主磁極膜の交差角度が
   、４０゜〜９０゜であることを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載の垂直磁気記録再生薄膜ヘッド。 ４ リターンパス用磁性部材の一主面に、少なくとも薄膜導
   体コイル、層間絶縁膜、主磁極膜、ヘッド保護膜が成膜
   積層され、かつリターンパス部にて磁性部材と主磁極膜
   と接続し、露出する前記積層端面に主磁極膜を露出させ
   、磁気記録媒体と対向させる構成からなる垂直磁気記録
   再生薄膜ヘッドを気相成長方法で成膜する製造方法にお
   いて、 ａリターンパス用磁性部材の一主面に薄膜導体コイルを
   設けて層間絶縁膜を成膜して、リターンパス部を形成し
   た後、 ｂ　厚膜主磁極膜を成膜し、さらに第１酸化物膜を全面
   に成膜し、 ｃ　その後、第１酸化物膜を厚膜主磁極膜が露出するま
   で平坦化し、 ｄ　平坦化した第１酸化物膜及び厚膜主磁極膜上に、第
   ２酸化物膜をその端面が磁気記録媒体対向面の直交方向
   でかつ厚膜主磁極膜の中央部に位置するよう成膜した後
   、 ｅ　第２酸化物膜及び厚膜主磁極膜上に磁性膜を成膜し
   、 ｆ　その後、イオンビームエッチング法にて、第２酸化
   物膜及び厚膜主磁極膜上の前記磁性膜を除去して、 ｇ　第２酸化物膜の端面にのみ所要厚みの磁性膜を残し
   、厚膜主磁極膜上に薄膜主磁極膜を立設して、 トラック幅方向に磁束のリターン部を設けたことを特徴
   とする垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの製造方法。