JPH0644528A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッド及びその製造方法

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JPH0644528A JP31931591A JP31931591A JPH0644528A JP H0644528 A JPH0644528 A JP H0644528A JP 31931591 A JP31931591 A JP 31931591A JP 31931591 A JP31931591 A JP 31931591A JP H0644528 A JPH0644528 A JP H0644528A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜磁気ヘッドの磁極加工速度を速くし、か
つスループットを改善した薄膜磁気ヘッドを提供する。 【構成】 磁性体層13、18より成る磁気回路、前記
磁気回路中に形成された非磁性材料より成る磁気間隙層
19、及び前記磁気回路に叉交するように形成されたコ
イル16とから成る誘導型薄膜磁気ヘッドであって、前
記磁気間隙層がカーボン膜から成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置、磁気
テープ装置等に使用される誘導型薄膜磁気ヘッドに関わ
り、特に通常磁気ギャップと呼ばれる磁気間隙を成す材
料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の磁気記録分野においては、高記録
密度化が益々進み記録媒体と共に磁気記録技術を支える
磁気ヘッドにおいても、従来のフェライトヘッドに替わ
り、集積化薄膜技術を用いた薄膜磁気ヘッドが実用化さ
れてきている。この薄膜磁気ヘッドは周波数特性が優れ
ており、しかも半導体テクノロジーに基づく製造プロセ
スが適用されるので高精度の高記録密度用磁気ヘッドを
低価格に製造することが可能となり、今や磁気ヘッドの
主流と成りつつある。
【0003】図3は上述した薄膜磁気ヘッドの構造を示
す概略断面図である。図3において、アルミナー炭化チ
タニウム等からなる基板10上に絶縁層12が公知の薄
膜成膜法(例えばスパッタリング法)を用いて成膜され
ている。ついで、軟磁性材料からなる下部磁性体層13
が集積化薄膜技術を用いて形成される。その後、所定の
ギャップ長に等しい膜厚を持つ磁気間隙層14が形成さ
れる。ついで、前記下部磁性体層13の段差解消層15
が形成され、導電性材料よりなるコイル16が形成され
る。その後、コイル16の段差解消層17が形成され
る。次に、上部磁性体層18が下部磁性体層13と同様
にして形成され、保護層(図示せず)が成膜されて薄膜
磁気ヘッドのトランスデューサーが完成される。
【0004】ところで、上部あるいは下部磁性体層それ
ぞれ18、13の加工方法、特に鉄系高飽和磁化材料を
用いた上部あるいは下部磁性体層18、13の加工法と
して、第14回日本応用磁気学会学術講演概要集165
頁(以下、文献1と呼ぶ)に塩素系ガスを用いた反応性
イオンエッチング法が開示されている。この方法は上部
磁性体層18あるいは下部磁性体層13の加工法として
従来より一般的に用いられている不活性ガス(例えばA
rガス)を用いたイオンミーリング法に比較して、矩形
断面パターンを高いエッチング速度で実現できる加工法
であり、今後鉄系高飽和磁化材料が上部あるいは下部磁
性体層18、13を成す材料として用いられるにつれ
て、上部あるいは下部磁性体層の新たな加工法として採
用されていくものと期待される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
塩素系ガスを用いた反応性イオンエッチング法を薄膜磁
気ヘッドの磁極加工工程に採用し、下部磁性体層13と
上部磁性体層18を一括して加工して所定のトラック幅
を持つ薄膜磁気ヘッドを製造する場合には、以下に述べ
る如き問題点があった。
【0006】すなわち、下部磁性体層13と上部磁性体
層18の間には、磁気ギャップとなる磁気間隙層14が
挿入されている。通常磁気間隙層14の材料としては、
膜厚0.2〜0.3μm程度のアルミナ膜が用いられる
が、文献1で開示された磁性体層の加工法を用いて、磁
性体層の加工と連続して磁気間隙層の加工を行った場
合、磁気間隙層14を成すアルミナ膜のエッチング速度
がきわめて遅く、磁極加工時間が異常にかかり、ヘッド
作製時のスループットが悪いという問題点があった。例
えば、磁性体層を成す材料をFeSiAl合金とした場
合、既に文献1に指摘されているように、FeSiAl
膜に対するアルミナ膜の選択比は約20と大きな値であ
る。従って、磁気間隙層14の膜厚を0.3μmとした
場合、僅か0.3μmのアルミナ膜を加工するのに要す
る時間は、上下両磁性体層13、18の膜厚の和にほぼ
等しい約6μmのFeSiAl膜を加工する時間と等価
と見積ることが出来、薄膜磁気ヘッドの磁極加工時間の
半分を磁気間隙層14の加工に費やす計算となる。
【0007】本発明の目的は、以上述べてきた薄膜磁気
ヘッドの磁極加工工程での問題点を解決した新規な薄膜
磁気ヘッド、並びにその製造方法を提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁性体
層より成る磁気回路と、前記磁気回路中に形成された非
磁性材料より成る磁気間隙層(磁気ギャップ)と、及び
前記磁気回路に叉交するように形成された導体薄膜より
成るコイルと、を有する誘導型薄膜磁気ヘッドにおい
て、前記磁気間隙層がカーボンから成ることを特徴とす
る薄膜磁気ヘッドが得られる。
【0009】ここで、磁性体層の加工は塩素系ガス中で
の反応性イオンエッチング法を用いて行われ、磁気間隙
層となるカーボン膜は酸素を主成分としたガス中での反
応性イオンエッチング法を用いて加工される。
【0010】
【作用】磁気間隙材料として一般的なアルミナは、既に
文献1でも指摘されているように、塩素系ガスというき
わめて活性な物質に対しても、極めて僅かしかエッチン
グされず非常に安定である。種々検討したが、本発明者
の検討した範囲では、アルミナを高速に加工することは
きわめて困難であり、磁気間隙を成す材料をアルミナと
する限り、スループットのこれ以上の改善は望めないと
判断された。そこで、本発明者は高速加工可能な磁気間
隙層の材料、及び加工法について再度検討した。その結
果、磁気間隙層をなす材料をカーボン膜とし、しかもこ
のカーボン膜の加工を酸素ガスを主成分とするガス中で
の反応性イオンエッチング法を用いて行うことで、磁極
加工工程に要する時間を大幅に短縮でき、スループット
の良い薄膜磁気ヘッドの製造方法が実現できることを見
いだした。以下、幾つかの加工法でエッチングした時の
カーボン膜の加工速度について説明を加える。
【0011】加工方法の検討には、市販の平行平板型の
イオンエッチング装置を用い、次の3つの方法を検討し
た。 方法1:文献1で開示された塩素系ガス中での反応性イ
オンエッチング法。
【0012】ガス種類:四塩化炭素、ガス圧:3.5P
a、投入電力:150W 方法2:Arガス中でのイオンエッチング法。
【0013】ガス種類:Ar、ガス圧:3.5Pa、投
入電力:150W 方法3:酸素ガス中での反応性イオンエッチング法。
【0014】ガス種類:酸素、ガス圧:3.5Pa、投
入電力:150W 尚、加工速度の測定は膜厚1μmのカーボン膜をエッチ
グ除去するのに要した時間を計測し、膜厚をこのエッチ
ング時間で割り、単位時間当りの加工速度を求めた。
【0015】上記3種類の方法で得られたカーボン膜の
加工速度は、方法1では15nm/分、方法2では14
nm/分、方法3では150nm/分であった。従っ
て、磁気間隙層の厚みを例えば0.3μmとした場合、
磁気間隙層を加工するのに要する時間は、方法1、2で
は約20分間も要するのに対して、方法3を用いれば、
僅か2分間で磁気間隙層を加工できることが明かとなっ
た。従って、磁気間隙層をカーボン膜とし、その加工法
として方法3を用いることで、従来のアルミナを磁気間
隙層として用いた場合に較べ、磁極加工工程のスループ
ットをはるかに向上させることができる。
【0016】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明
する。
【0017】図1は本発明による薄膜磁気ヘッドの概略
断面図である。図1において、Al2 3 −TiC等の
基板10上にアルミナ等からなる絶縁層12を成膜し
た。ついで下部磁性体層13を公知の集積化薄膜技術を
用いて形成した。下部磁性体層13の材料はFeSiA
l(Si:9.6wt%、Al:5.4wt%)であ
り、膜厚は3μmである。尚、下部磁性体層13の形成
に当たっては、そのトラック幅が所定のトラック幅より
片側約5μmづつ大きくなる様に形成した。
【0018】ついで、磁気ギャップ(磁気間隙層)とな
るカーボン膜19(膜厚:0.3μm)をスパッタ法で
成膜した。成膜条件は、Arガス圧:5mTorr、投
入電力:400Wである。その後段差解消層15および
17、コイル16を形成した。コイルには導体薄膜とし
て銅めっき膜を用い、めっき厚は3μmとした。又、段
差解消層15、17には酸化硅素膜を用いた。成膜には
バイアススパッタ法を用い、コイル16を完全に埋め込
み平坦化した。尚、段差解消層15と17は各々成膜
後、図1中矢印で示したように、フロントギャップ部と
リアギャップ部がテーパー状になるように、弗酸を含む
溶液中で化学エッチングした。
【0019】ついで、下部磁性体層13と同様にして、
上部磁性体層18となるFeSiAl膜を成膜した。そ
の後、所定のトラック幅Wを得るため、磁極加工工程を
実施した。この工程を図2を用いて説明する。尚、図2
は図1のA−A断面に相当している。
【0020】図2(a)に示した如く、上部磁性体層1
8上に、所定トラック幅Wに略等しい幅を持つマスクパ
ターンを形成した。マスクパターンの材料は酸化硅素
で、膜厚は1.5μmとした。
【0021】ついで、図2(b)の様に、塩素系ガス中
の反応性イオンエッチング法を用いて上部磁性体層18
をパターン化した。エッチング条件は、ガス種:四塩化
炭素、ガス圧:3.5Pa、投入電力:150Wであ
る。
【0022】引続き、図2(c)に示すようにガス種を
酸素に替えてカーボン膜19をエッチングした。エッチ
ング条件は、ガス圧:3.5Pa、投入電力:150W
である。
【0023】その後、図2(d)の如く、再びエッチン
グガスを四塩化炭素に替え、上部磁性体層18の加工の
場合と全く同様にして下部磁性体層15を加工した。次
にマスクパターンを除去して(図示せず)、所定のトラ
ック幅Wを有する薄膜磁気ヘッドを完成した。
【0024】以上述べてきた薄膜磁気ヘッドでは、磁極
加工工程において磁気間隙となるカーボン膜の加工に僅
か2分しか必要とせず、これは従来のアルミナ膜を用い
た薄膜磁気ヘッドに比較して約1/10の加工時間であ
った。
【0025】尚、以上の実施例では純粋な酸素ガスを用
いた場合のみを示したが、カーボン膜の加工速度を著し
く小さくしない範囲で、他のガスを添加しても本発明の
持つ意図が損なわれないことは勿論である。
【0026】
【発明の効果】以上述べてきた様に、本発明による薄膜
磁気ヘッドでは、カーボン膜を磁気間隙層の材料とし、
しかもカーボン膜の加工を酸素を主成分とするガス中の
反応性イオンエッチング法で行うことにより、磁極加工
工程でのスループットを飛躍的に高めることが出来、工
業的に大きな意義を持っているといえる。又、カーボン
膜は潤滑作用があり、トライボロジーの観点からヘッド
媒体間の信頼性に寄与するという利点もあり、ヘッドの
信頼性の向上が図れるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の薄膜磁気ヘッドを説明するための図で
ある。
【図2】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する
ための図である。
【図3】従来の薄膜磁気ヘッドを説明するための図であ
る。
【符号の説明】
10 基板 12 絶縁層 13 下部磁性体層 14 磁気間隙層 15、17 段差解消層 16 コイル 18 上部磁性体層 19 カーボン膜(磁気間隙層)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性層より成る磁気回路と、前記磁気回
    路中に形成された非磁性材料より成る磁気間隙層と、及
    び前記磁気回路に叉交するように形成された導体薄膜よ
    り成るコイルと、を有する誘導型薄膜磁気ヘッドであっ
    て、前記磁気間隙層がカーボン膜から成ることを特徴と
    する薄膜磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 薄膜磁気ヘッドの製造方法において、磁
    極加工工程が、塩素系ガス中での反応性イオンエッチン
    グ法を用いて磁性体層を加工する工程と、酸素を主成分
    とするガス中での反応性イオンエッチング法で磁気間隙
    層を加工する工程とを備えることを特徴とする薄膜磁気
    ヘッドの製造方法。
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