JPH0676237A

JPH0676237A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製法

Info

Publication number: JPH0676237A
Application number: JP23106192A
Authority: JP
Inventors: Munehito Kumagai; 宗人熊谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-08-31
Filing date: 1992-08-31
Publication date: 1994-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】磁性膜の形成を短時間で行ない、安価に製造
するとともに、磁性特性を損うことなく高性能を維持し
た薄膜磁気ヘッドを提供する。【構成】下コア２は、磁路の断面積が小さいギャップ
近傍および上下コアの接続部６を、スパッタリング法で
高い飽和磁束密度を有する磁性膜２ｂで形成し、磁路の
断面積が広い部分はメッキ法で磁性膜２ａを形成するこ
とにより作られる。また、上コア５においても下コア２
と同様に構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばＨＤＤ、ＶＴ
Ｒ、ＦＤＤなどに使用される薄膜磁気ヘッドおよびその
製法に関し、さらに詳しくは、磁性薄膜の形成法が改良
された薄膜磁気ヘッドおよびその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、たとえばアイイーイーイ
ートランザクションズオンマグネチックス（IEEE
TRANSACTIONS ON MAGNETICS）第26巻第５号 1686〜
1688頁、1990年にて発表されたもので、従来の薄膜磁気
ヘッドを示す一部断面の斜視図である。図４において、
１は非磁性基板、２は下コア、３はコイル、４はたとえ
ばアルミナなどからなるギャップ膜、５は上コア、７は
絶縁層、Ｋは磁気記録媒体に情報を記録、再生する記
録、再生面である。なお、薄膜磁気ヘッドの保護膜は図
示していない。

【０００３】また、Ｔｗはトラック幅である。下コア２
と上コア５の一端側は接続部６で接続されており、ギャ
ップ膜４を有するリング状コアを形成している。コイル
３は下コア２と上コア５の接続部６の周りにスパイラル
状に巻かれている。

【０００４】また、図５は従来の薄膜磁気ヘッドの製造
工程を示す図であり、まず、非磁性基板１に段差部を形
成し（図５(a)参照）、ついで下コアを形成したのち絶
縁層７をスパッタリングして、そののち、基板１上の下
コア２が露出するまで平坦研磨する（図５(b)参照）。
その上に第１コイル３ａを形成し、絶縁層をスパッタリ
ングして再び平坦研磨を行っている。第２コイル３ｃに
ついても同様に行い、そののち絶縁層をエッチングし、
ギャップ部およびシャント部のコアを露出させ、その上
にギャップ膜４をスパッタリングする（図５(c)参
照）。シャント部に付着したギャップ材はエッチングに
より除去している。ついで、上コア５を形成し、接続部
６で下コア２と連結すると共に、キャップ部ではギャッ
プ膜４を介して下コア２と対向する（図５(d)参照）。

【０００５】従来の薄膜磁気ヘッドは、前記のように構
成されており、記録はコイル３に流れる信号電流により
発生する磁束がコア２、５を流れ、ギャップ部４での漏
れ磁束で磁気記録媒体にトラック幅Ｔｗで信号を記録す
る。また、再生は磁気記録媒体からの漏れ磁束をギャッ
プ部４で拾い、コア２、５を流れる磁束の変化を電磁誘
導によりコイル３に発生する電圧に変換する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のような従来の薄
膜磁気ヘッドをＶＴＲ、ＦＤＤに適用するばあい、磁気
ヘッドと磁気記録媒体とはこすれあうため磁気ヘッドが
摩耗し、その対策が重大な課題となっている。この摩耗
にもかかわらず、寿命を確保するために、ギャップ深さ
Ｇｄを大きくして10μm以上にし、かつ、良好な記録再
生特性をうるためには、磁気コアの厚さをギャップ深さ
Ｇｄ（図４参照）程度以上の厚さにする必要がある。

【０００７】しかし、厚膜の磁気コアをスパッタリング
法で成膜するには非常に長い時間がかかり、エッチング
においても同じように長時間を必要とし、スループット
が低下するという問題がある。

【０００８】また、エッチングの時間を短縮するため段
差付き基板に磁性膜をスパッタリングで付着すると、段
差部の磁気特性が劣化するという問題もある。

【０００９】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたもので、磁気コアの作製に要する時間を短縮し、
コストダウンを実現し、さらに磁気ヘッドの記録媒体と
の接触面が摩耗しても高性能を維持できる薄膜磁気ヘッ
ドをうることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る薄膜磁気ヘ
ッドは、薄膜で形成された下コアと上コアが一端側でギ
ャップ膜を介して対向し他端側で接続部により接続され
るように配置され、該接続部を周回するようにコイルが
絶縁層を介して配置されてなる薄膜磁気ヘッドであっ
て、前記上コアおよび／または下コアがメッキ法とスパ
ッタリング法を併用して形成された薄膜であることを特
徴とする。

【００１１】また、請求項２記載の薄膜磁気ヘッドは、
薄膜で形成された下コアと上コアが一端側でギャップ膜
を介して対向し他端側で接続部により接続されるように
配置され、該接続部を周回するようにコイルが絶縁層を
介して配置されてなる薄膜磁気ヘッドであって、下コア
のギャップ部および上コアとの接続部ならびに上コアの
最下層の磁性膜がスパッタリング法で形成され、コアの
その他の部分の磁性膜がメッキ法により形成されている
ことを特徴とするものである。

【００１２】さらに、請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの
製法は、非磁性基板上にメッキ下地膜を形成し、該メッ
キ下地膜上にメッキ法により磁性膜を形成してさらにス
パッタリング法により磁性膜を積層し、エッチングによ
りギャップ部および上コアとの接続部を所定形状にパタ
ーニングして下コアを形成し、該下コアの上に絶縁層を
介してコイルを形成し、さらにギャップ膜、上コアおよ
び保護層を形成することを特徴とするものである。

【００１３】さらに、請求項４記載の製法は、非磁性基
板上にメッキ下地膜を形成し、該メッキ下地膜上にレジ
スト膜によりパターンを形成して磁性材料をメッキし、
該レジスト膜を除去したのちさらに磁性材料をスパッタ
し、ギャップ部および上コアとの接続部を所定形状にパ
ターニングして下コアを形成し、該下コアの上に絶縁層
を介してコイルを形成し、さらにギャップ膜、上コアお
よび保護層を形成することを特徴とするものである。

【００１４】さらに、請求項５記載の製法は、非磁性基
板上にメッキ下地膜を形成し、該メッキ下地膜上に無機
絶縁膜を形成し下コア形成場所をエッチング除去してフ
レーム部材とし、該フレーム部材をマスクとして該フレ
ーム部材の枠内に磁性材料をメッキし、さらに磁性材料
をスパッタしてギャップ部および上コアとの接続部を所
定形状にパターニングして下コアを形成し、該下コアの
上に絶縁層を介してコイルを形成し、さらにギャップ
膜、上コアおよび保護層を形成することを特徴とするも
のである。

【００１５】さらに、請求項６記載の製法は、非磁性基
板上に下コア、絶縁層、コイル、ギャップ膜および絶縁
層を順次形成したのち、磁性材料をスパッタし、さらに
磁性材料をメッキして磁性膜を積層し、該磁性膜を所定
の形状にエッチングして上コアを形成することを特徴と
するものである。

【００１６】さらに、請求項７記載の製法は、非磁性基
板上に下コア、絶縁層、コイル、ギャップ膜および絶縁
層を順次形成したのち磁性材料をスパッタし、さらにレ
ジスト膜をマスクとして磁性材料をパターンメッキして
磁性膜を積層し、該レジスト膜を除去したのち前記パタ
ーンメッキされた磁性膜をマスクとして前記スパッタリ
ング法により成膜された磁性膜をエッチングして所定形
状で所定厚さの上コアを形成することを特徴とするもの
である。

【００１７】

【作用】本発明の薄膜磁気ヘッドおよびその製法によれ
ば、磁気の断面積が狭いギャップ部および上下コアの接
続部はスパッタリング法で形成された高い飽和磁束密度
を有する磁性膜で形成され、断面積の広いコア部分はメ
ッキ法により短時間で形成される磁性膜からなり、飽和
磁束密度の低下する分は断面積で補っているため、磁束
への影響はなく、上下コア作製に必要な時間を短縮で
き、コストダウンが図れるとともに、下コア段差部での
磁気特性の劣化も無く高性能な薄膜磁気ヘッドがえられ
る。

【００１８】

【実施例】つぎに添付図面を参照しつつ本発明の磁気ヘ
ッドおよびその製法について説明する。

【００１９】［実施例１］図１は、本発明の一実施例で
ある薄膜磁気ヘッドの平面図であり、図２は図１のＡ−
Ａ断面図である。図１〜２において、９は下コアのメッ
キ下地膜で、パーマロイ膜（Ｆｅ−Ｎｉ合金）がスパッ
タリング法により0.1〜0.2μm形成されている。２は下
コアで、メッキ法で成膜された磁性膜２ａとスパッタリ
ング法で成膜された磁性膜２ｂとから構成されている。
５は上コアで、スパッタリング法で成膜された磁性膜５
ａとメッキ法で成膜された磁性膜５ｂで構成されてい
る。Ｇｄはギャップ深さである。その他の１〜８は従来
の薄膜磁気ヘッドと同様のものである（保護膜８は従来
例には図示していない）。

【００２０】本実施例において、磁路の断面積が狭いギ
ャップ膜４近傍および上下コア２、５の接続部６は、ス
パッタリング法で高い飽和磁束密度を有する磁性膜で形
成され、磁路の断面積が広い部分はメッキ法で成膜する
ことにより、下コア２が形成されている。また、上コア
５においても下コア２と同様に形成されている。スパッ
タリング法で形成された磁性膜はＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂ合金
で形成できるため、飽和磁束密度が高いが、メッキ法に
より形成された磁性膜はＦｅ−Ｎｉ合金のため、飽和磁
束密度が低い。しかし、断面積の小さい部分はスパッタ
リング法により形成された磁性膜を使用しているため磁
気特性には何ら影響がない。

【００２１】しかし、上下両コアともメッキ法とスパッ
タリング法で形成されなくても、いずれか一方のみが両
法で形成され、他方（たとえば上コア）はスパッタリン
グ法のみで形成されても形成時間短縮の効果を有する。

【００２２】なお、上下コアの形成以外は、従来の薄膜
磁気ヘッドの構成と同じである。

【００２３】つぎに、本発明の一実施例である薄膜磁気
ヘッドの製法について説明する。

【００２４】まず、非磁性基板１の表面にメッキ下地膜
９を形成する。具体的にはＣｕ、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎ
ｉ合金）などの金属をスパッタリング法、蒸着法などに
より0.1〜0.2μmのメッキ下地膜９を形成し、レジスト
を塗布してフォトリソグラフィ工程でパターニングして
下コア形成部分のみレジスト除去する。

【００２５】ついで、メッキ法により磁性材料をメッキ
下地膜９上にメッキして磁性膜２ａを形成する。具体的
には磁界中の電解メッキ法によりＦｅ−Ｎｉからなる磁
性材料をメッキ下地膜９上に５〜６μm形成する。電流
が200mAのばあいには25〜30分間で形成できた。そのの
ち、マスクとしたレジストを除去した。

【００２６】つぎに磁性材料をスパッタリング法で成膜
し、ギャップ部および上コアとの接続部を所定形状にパ
ターニングして下コア２を形成する。具体的にはＣｏ−
Ｚｒ−Ｎｂからなる磁性材料をアルゴンガス圧５mTor
r、スパッタパワー１KWの条件で170〜210分間スパッタ
させ、５〜６μmの磁性膜２ｂを形成した。引き続きレ
ジスト膜でマスキングし、ギャップ部と上コアとの接続
部のみを残し、他の部分を除去してスパッタリングによ
る磁性膜２ｂを形成した。また、このとき不要部分のメ
ッキ下地膜９も除去される。

【００２７】つぎに、従来と同様の方法で絶縁層７ａ、
コイル３ａ、絶縁層７ｂ、コイルの接続部３ｂおよび上
段のコイル３ｃ、絶縁層７ｃを順次形成し、ギャップ部
および接続部の下コア２ｂを露出させ、ギャップ膜４を
形成する。

【００２８】そののち磁性材料をスパッタリング法で成
膜し、さらにメッキ法で磁性膜を形成し、パターニング
して上コアを形成する。さらに保護膜８を形成すること
により磁気ヘッドが形成される。

【００２９】前述のように上コアまたは下コアのいずれ
か一方をスパッタリング法とメッキ法の併用にすること
により厚い磁性膜を短時間で形成できる効果は生じ、上
コアをスパッタリング法のみで形成することもでき、ま
た下コアをスパッタリング法のみで形成するばあいに
は、メッキ下地膜も不要となる。

【００３０】［実施例２］前述の実施例では、メッキ下
地膜９上にレジスト膜を塗布してレジスト膜をパターニ
ングし、下コア用磁性膜２ａをメッキ法で形成したのち
レジスト膜を除去する例で説明したが、メッキ下地膜９
をパターニングして、下コア形成場所のみにメッキ下地
膜９を残してメッキ法により磁性材料をメッキし、メッ
キ後さらに磁性材料をスパッタリング法により形成し、
ギャップ部および接続部を所定の形状にパターニングす
ることによって、下コア２を形成することもできる。ま
た、このとき不要部分のメッキ下地膜９も除去される。
そののちの絶縁層７（７ａ、７ｂ、７ｃ）、コイル３
（３ａ、３ｂ、３ｃ）、上コア５（５ａ、５ｂ）などの
形成は前述と同様である。

【００３１】［実施例３］図３に本発明のさらに他の実
施例により製造した薄膜磁気ヘッドの断面図を示す。本
実施例では非磁性基板１上に形成されたメッキ下地膜９
の下コア２を形成しない場所に無機質の絶縁膜を、メッ
キにより形成する磁性膜の厚さと同じ厚さ位に形成し、
パターンメッキ用のフレーム部材10とし、下コアとする
磁性材料をメッキ下地膜９上に形成したのちもそのまま
残存させ、その後の絶縁層７ａの形成がメッキにより形
成された磁性膜の面上から形成できるようにしたもので
ある。その結果絶縁層７ａの形成を短時間で行うことが
できる。

【００３２】このパターンメッキ用のフレーム部材10は
たとえばＣＶＤ法やスパッタリング法、蒸着法などで絶
縁膜が形成され、リアクチィブイオンエッチング法など
によるエッチングで下コア形成場所のみエッチング除去
し形成される。

【００３３】このエッチングの際、絶縁膜はメッキ用下
地膜９とのエッチングレートの選択比を大きくとれる無
機質であることが好ましく、たとえばメッキ下地膜９に
パーマロイを使用したばあい、パターンメッキ用のフレ
ーム部材12はＡｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ₃Ｎ₄Ｏ、ＳｉＮ_x、ＳｉＯ_x
などが用いられる。

【００３４】メッキによる磁性膜が形成されたのちにス
パッタリングによる磁性膜を成膜して下コアを形成し、
絶縁層、コイル、上コアなどの形成は前述の実施例と同
様に行う。

【００３５】［実施例４］本実施例では上コアをスパッ
タリング法とメッキ法で形成したばあいの例で、下コア
をメッキ法による磁性膜２ａとスパッタリング法による
磁性膜２ｂを併用するか、いずれか一方の方法で形成
し、コイル、絶縁層、ギャップ膜を形成したのち、Ｃｏ
−Ｚｒ−Ｎｂを170〜210分間スパッタし、５〜６μm成
膜して磁性膜５ａを形成し、さらにＦｅ−Ｎｉを25〜30
分間メッキして５〜６μm厚の磁性膜５ｂを積層し、レ
ジスト膜をマスクとして所定形状の上コア５を形成し
た。

【００３６】［実施例５］本実施例は実施例４の上コア
のパターニング方法を変えた例で、スパッタリングによ
る磁性膜５ａを形成したのち、レジスト膜で上コアの形
状にマスキングし、Ｆｅ−Ｎｉのような磁性材料をパタ
ーンメッキして磁性膜５ｂを積層し、該レジスト膜を除
去したのち、前記パターンメッキされた磁性膜５ｂをマ
スクとして前記スパッタリングにより成膜された磁性膜
５ａをイオンビームエッチングなどによりエッチングし
て所定の形状に形成する。この際メッキ法により形成さ
れた磁性膜５ｂもエッチングにより除去されるため、メ
ッキの際、その減少分を見込んで厚くメッキしておくこ
とが必要である。

【００３７】なお、上コアの磁性膜５ｂをメッキする
際、スパッタリングにより形成された磁性膜５ａをメッ
キ下地膜として兼用する。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、下コア
および／または上コアがメッキ法とスパッタリング法を
併用して形成されているので、上下コア作成に必要な時
間を短縮でき、コストダウンが図れるとともに、断面積
の小さいところはスパッタリングで形成しているため、
磁気特性に何ら影響することがなく、さらには下コア段
差部での磁気特性の劣化も無く高性能な薄膜磁気ヘッド
をうることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による薄膜磁気ヘッドを示す
平面図である。

【図２】本発明の実施例１を示す図１のＡ−Ａ断面図で
ある。

【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図４】従来の薄膜磁気ヘッドを示す一部断面の斜視図
である。

【図５】従来の薄膜磁気ヘッドの製造工程図である。

【符号の説明】

１非磁性基板２下コア２ａ下コアのメッキ法による磁性膜２ｂ下コアのスパッタリング法による磁性膜３コイル４ギャップ膜５上コア５ａ上コアのスパッタリング法による磁性膜５ｂ上コアのメッキ法による磁性膜６接続部７絶縁層８保護膜９メッキ下地膜 10フレーム部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄膜で形成された下コアと上コアが一端
側でギャップ膜を介して対向し他端側で接続部により接
続されるように配置され、該接続部を周回するようにコ
イルが絶縁層を介して配置されてなる薄膜磁気ヘッドで
あって、前記上コアおよび／または下コアがメッキ法と
スパッタリング法を併用して形成された薄膜であること
を特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】薄膜で形成された下コアと上コアが一端
側でギャップ膜を介して対向し他端側で接続部により接
続されるように配置され、該接続部を周回するようにコ
イルが絶縁層を介して配置されてなる薄膜磁気ヘッドで
あって、下コアのギャップ部および上コアとの接続部な
らびに上コアの最下層の磁性膜がスパッタリング法で形
成され、コアのその他の部分の磁性膜がメッキ法により
形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】非磁性基板上にメッキ下地膜を形成し、
該メッキ下地膜上にメッキ法により磁性膜を形成してさ
らにスパッタリング法により磁性膜を積層し、エッチン
グによりギャップ部および上コアとの接続部を所定形状
にパターニングして下コアを形成し、該下コアの上に絶
縁層を介してコイルを形成し、さらにギャップ膜、上コ
アおよび保護層を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘ
ッドの製法。
【請求項４】非磁性基板上にメッキ下地膜を形成し、
該メッキ下地膜上にレジスト膜によりパターンを形成し
て磁性材料をメッキし、該レジスト膜を除去したのちさ
らに磁性材料をスパッタし、ギャップ部および上コアと
の接続部を所定形状にパターニングして下コアを形成
し、該下コアの上に絶縁層を介してコイルを形成し、さ
らにギャップ膜、上コアおよび保護層を形成することを
特徴とする薄膜磁気ヘッドの製法。
【請求項５】非磁性基板上にメッキ下地膜を形成し、
該メッキ下地膜上に無機絶縁膜を形成し下コア形成場所
をエッチング除去してフレーム部材とし、該フレーム部
材をマスクとして該フレーム部材の枠内に磁性材料をメ
ッキし、さらに磁性材料をスパッタしてギャップ部およ
び上コアとの接続部を所定形状にパターニングして下コ
アを形成し、該下コアの上に絶縁層を介してコイルを形
成し、さらにギャップ膜、上コアおよび保護層を形成す
ることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製法。
【請求項６】非磁性基板上に下コア、絶縁層、コイ
ル、ギャップ膜および絶縁層を順次形成したのち、磁性
材料をスパッタし、さらに磁性材料をメッキして磁性膜
を積層し、該磁性膜を所定の形状にエッチングして上コ
アを形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製法。
【請求項７】非磁性基板上に下コア、絶縁層、コイ
ル、ギャップ膜および絶縁層を順次形成したのち磁性材
料をスパッタし、さらにレジスト膜をマスクとして磁性
材料をパターンメッキして磁性膜を積層し、該レジスト
膜を除去したのち前記パターンメッキされた磁性膜をマ
スクとして前記スパッタリング法により成膜された磁性
膜をエッチングして所定形状で所定厚さの上コアを形成
することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製法。