JPH087223A

JPH087223A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH087223A
Application number: JP16282294A
Authority: JP
Inventors: Shinji Furuichi; 眞治古市; Kuniaki Yoshimura; 邦明吉村
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1994-06-21
Filing date: 1994-06-21
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】薄膜磁気ヘッドの磁極層に物理的加工を施さ
ないで、アンダーシュート及びサイドフリンジング磁界
の発生を防止する。【構成】上部磁極層６と下部磁極層２の媒体対向面の
一部分の磁気特性が、媒体対向面から所定深さ（Ｌ）だ
け劣化した磁気劣化部分２０，６０を有する薄膜磁気ヘ
ッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板上に下部磁極層、
ギャップ層及び上部磁極層が形成された薄膜磁気ヘッド
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の薄膜磁気ヘッドは、基板上に形成
された下部磁極層と、下部磁極層の上に形成されたギャ
ップ層と、ギャップ層の上に形成された上部磁極層とを
有する。ここで、従来の薄膜磁気ヘッドの再生波形
（ａ）（磁気記録媒体に記録した１ショットの信号を再
生した孤立再生波形）と磁極層の構成（ｂ）を図５に示
す。図５に示すように、再生波形は、上部磁極層５０
ａ，下部磁極層５０ｂの端縁に対応する位置で、疑似波
形であるアンダーシュートＡ，Ｂが生じている。アンダ
ーシュートＡ，Ｂは、薄膜磁気ヘッドに特有の構造に起
因して発生する。即ち、薄膜磁気ヘッドにおいては、バ
ルク型磁気ヘッド等と異なって、媒体走査方向ａでみた
上部磁極層５０ａ，下部磁極層５０ｂの端部の厚みが薄
く有限であるため、ギャップ膜による本来の変換ギャッ
プ磁束の他に、上部磁極層５０ａ、下部磁極層５０ｂの
各端部Ｘ，Ｙによる疑似ギャップ磁束Ｆｘ，Ｆｙが発生
するためである。アンダーシュートＡ，Ｂの存在は、高
記録密度の場合、ピークシフトが大きくなるため、読み
出しのエラーマージンもしくは位相マージンに限界が生
じ、高密度記録の障害となる。また、従来の薄膜磁気ヘ
ッドでは、製造及び構造上の制約等から媒体対向面にお
ける媒体走査方向ａと垂直方向の幅は、上部磁極層５０
ａの方が下部磁極層５０ｂよりも小さく形成されてい
る。このような構成だと、記録時にギャップで生じる本
来の磁界に加えて、上部磁極層５０ａの側部からも磁界
（サイドフリンジング磁界）Ｆｓが発生する。サイドフ
リンジング磁界Ｆｓが発生すると再生波形に乱れが生
じ、パルスの振幅を変化させたりパルス位置を変化させ
たりして、エラーレートの悪化をもたらす。これに関連
する技術として、例えば、特開平４−１３２０９号、特
開平５−１８９７２０号、特開平６−３６２３６号等が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
薄膜磁気ヘッドにおいては、製法及び構造上の制約か
ら、アンダーシュート及びサイドフリンジング磁界が発
生する。ノイズあるいはエラーレートの悪化を防止する
ためには、このアンダーシュートとサイドフリンジング
磁界の発生を共に防止する必要がある。まず、アンダー
シュートを防止するためには、磁極層の幅（媒体走査方
向）を磁極層全体にわたって異ならしめればよい。つま
り、媒体対向面における磁極層の外周輪郭線をギャップ
層と非平行にすればよい。一方、サイドフリンジング磁
界の発生を防止するためには、媒体対向面における媒体
走査方向と垂直方向の幅を、上部磁極層と下部磁極層と
で等しくなるようにすればよい。このように、アンダー
シュート及びサイドフリンジング磁界の発生を防止する
には、磁極層の幅を全体にわたって異ならしめると共
に、媒体走査方向と垂直方向の幅を、上部磁極層と下部
磁極層とで等しくすればよいことになる。この場合、薄
膜以外の磁気ヘッド（バルク型磁気ヘッド等）では、磁
極層の幅（媒体走査方向）が薄膜磁気ヘッドに比べて数
１０倍以上もあるため、機械加工等により磁極層を上記
形状に加工することは容易であり、上述のような問題を
特に考慮する必要はない。しかし、薄膜磁気ヘッドの場
合には、フォトリソグラフィ技術や、スパッタリング技
術等で上記形状を実現することは困難な場合が多いが、
上記形状を実現する一つの方法として、例えは、イオン
ミリングを利用することが考えられる。このイオンミリ
ングを利用した微細加工方法を図４により説明する。
（ａ）は加工処理前であり、（ｂ）は加工処理後であ
る。まず、図４（ａ）に示すように、媒体対向面側（摺
動面側）から、上部磁極層４０ａと下部磁極層４０ｂの
一部分と摺動面に所定形状のレジスト４０ｃを形成す
る。その後、媒体対向面側から全体にイオンミリングを
行う。この結果、レジスト４０ｃがマスクとして機能
し、レジスト４０ｃが塗布された部分以外の部分が０．
５〜１μｍ程度削られる。この結果、上部磁極層４０
ａ，下部磁極層４０ｂが図４（ｂ）に示すような形状に
物理的に加工される。しかし、このような方法では、媒
体対向面に０．５〜１μｍ程度の凹部４０ｄが形成され
るため、浮上特性が不安定となると共に、ゴミ等のまき
込みが生じてしまい好ましくない。さらに、イオンミリ
ングで凹部４０ｄを形成する時に、削られたものが周囲
に付着してしまうため、最後にラッピング処理等を施さ
なければならず余分のプロセスが必要になる。また、コ
ア部である磁極層（４０ａ，４０ｂ）の周辺が凹こんだ
形状になるため、ラッピング時に磁極層（４０ａ，４０
ｂ）が媒体対向面より凹んでしまうおそれもある。この
ような理由で、薄膜磁気ヘッドにおいて、歩留り等を低
下させないで上記形状を物理的加工により高精度で実現
することは困難である。

【０００４】そこで、本発明では、前記従来技術の問題
点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
磁極層に物理的加工を施さないで、アンダーシュート及
びサイドフリンジング磁界の発生を防止することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、基板上に形成された
下部磁極層と、下部磁極層の上に形成されたギャップ層
と、ギャップ層の上に形成された上部磁極層とを有し、
かつ媒体対向面における媒体走査方向と垂直方向の幅
が、上部磁極層の方が下部磁極層よりも小さい薄膜磁気
ヘッドにおいて、上部磁極層と下部磁極層の媒体対向面
の一部分の磁気特性が、媒体対向面から所定深さだけ劣
化した磁気劣化部分を有する。前記磁気劣化部分の媒体
対向面からの深さは、１μｍ以下であることが好まし
い。また、前記下部磁極層の磁気劣化部分以外の部分の
ギャップ層側の幅（媒体走査方向と垂直方向）は、トラ
ック幅とほぼ等しい。また、前記磁気劣化部分の媒体対
向面における内周輪郭線は、ギャップ層と非平行であ
る。また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、基
板上に下部磁極層を形成し、下部磁極層の上にギッャプ
層を形成し、ギャップ層の上に上部磁極層を、媒体対向
面における媒体走査方向と垂直方向の幅が下部磁極層よ
りも小さくなるように形成する薄膜磁気ヘッドの製造方
法において、媒体対向面から、所定形状のマスクを介し
て不純物をイオン注入法によって所定深さまで注入する
ことにより、上部磁極層と下部磁極層の媒体対向面の一
部の磁気特性を媒体対向面から所定深さだけ劣化させ
る。そして、前記マスクの形状を変化させることによ
り、トラック幅を可変に設定可能にした。さらに、本発
明の他の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、基板上に下部
磁極層を形成し、下部磁極層の上にギッャプ層を形成
し、ギャップ層の上に上部磁極層を、媒体対向面におけ
る媒体走査方向と垂直方向の幅が下部磁極層よりも小さ
くなるように形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法におい
て、下部磁極層と上部磁極層の媒体対向面の一部分に不
純物層を積層し、その後、熱拡散法により不純物を媒体
対向面から所定深さまで拡散させることにより、上部磁
極層と下部磁極層の媒体対向面の一部の磁気特性を媒体
対向面から所定深さだけ劣化させる。そして、前記不純
物層の形状を変化させることにより、トラック幅を可変
に設定可能にした。

【０００６】

【作用】上記本発明では、上部磁極層及び下部磁極層の
媒体対向面の一部分の磁気特性を、媒体対向面から所定
深さだけ劣化させることにより、アンダーシュート及び
サイドフリンジング磁界を防止可能な形状を磁気的に実
現した。つまり、上記形状をイオンミリング等による物
理的加工で実現するのではなく、磁極層の一部の磁気的
性質を劣化させることにより疑似的に実現するのであ
る。このようにすれば、物理的加工（例えば、磁極層を
イオンミリングにより削る）に起因して生じる浮上特性
の不安定性、歩留りの低下、加工精度の低下等を防止し
つつ、アンダーシュート及びサイドフリンジング磁界の
発生を効果的に防止できる。この磁気劣化部分の媒体対
向面からの深さは、１μｍ以下であることが好ましい。
また、下部磁極層の磁気劣化部分以外の部分のギャップ
層側の幅（媒体走査方向と垂直方向）は、トラック幅と
ほぼ等しい。このようにすることにより、磁極層に物理
的加工を施さないでサイドフリンジング磁界の発生を防
止することが可能になる。また、磁気劣化部分の媒体対
向面における内周輪郭線は、媒体走査方向と非平行であ
る。このようにすることにより、磁極層に物理的加工を
施さないでアンダーシュートの発生を防止することが可
能になる。磁気劣化部分を形成するには、媒体対向面か
ら、所定形状のマスクを介して不純物をイオン注入法に
よって所定深さまで注入する。あるいは、媒体対向面か
ら磁極層の一部分に不純物層を積層し、その後、熱拡散
法により不純物を媒体対向面から所定深さまで拡散させ
てもよい。その際、マスクの形状あるいは不純物層の形
状を変化させることにより、トラック幅を可変に設定す
ることも可能である。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図により説明する。まず、
本発明の薄膜磁気ヘッドの物理的構造を図２に示す。図
２（ａ）は、要部断面図であり、図２（ｂ）は媒体対向
面側から見た拡大図である。基板１上には、下部磁極層
２が形成されており、この下部磁極層２の上にギャップ
層３が形成されている。そして、このギャップ層３の上
に絶縁層４を介してコイル層５が形成されている。さら
に、このコイル層５の上に上部磁極層６が形成されてい
る。

【０００８】下部磁極層２及び上部磁極層６の先端部
は、ギャップ層３を隔てて対向するボール部２ａ，６ａ
となっており、このボール部２ａ，６ａにおいて、磁気
記録媒体に対する読み書きを行う。上部磁極層６はボー
ル部６ａとは反対側の後方領域において、結合部７によ
って下部磁極層２と結合されている。コイル層５は結合
部７を渦巻状に回るように形成されている。

【０００９】ボール部２ａ，６ａは、媒体走査方向ａで
見た厚みが実質的に一定であって、両者の間にギャップ
層３を直線的に配置した構造になっている。そして、媒
体対向面における媒体走査方向ａと垂直方向の幅は、上
部磁極層６の方が下部磁極層２よりも小さく形成されて
いる。

【００１０】本発明では、図１に示すように、下部磁極
層２及び上部磁極層６の媒体対向面の一部分の磁気特性
を、媒体対向面から所定深さ（Ｌ）だけ劣化させること
により、磁気劣化部分２０，６０を形成した。このよう
な磁気劣化部分２０，６０を形成することにより、アン
ダーシュート及びサイドフリンジング磁界の発生を防止
する。つまり、本発明では、アンダーシュート及びサイ
ドフリンジング磁界の発生を防止するための形状を、図
４に示すように、イオンミリング等による物理的加工で
実現するのではなく、磁極層２，６の一部の磁気的性質
を劣化させることにより疑似的に実現するのである。

【００１１】具体的には、下部磁極層２の磁気劣化部分
２０以外の部分２０ａのギャップ層３側の幅Ｌ１（媒体
走査方向ａと垂直方向）は、トラック幅（Ｔｗ）とほぼ
等しく形成されている。このようにすれば、磁気劣化部
分２０から磁界が発生することはないので、下部磁極層
２及び上部磁極層６に物理的加工を施さないでもサイド
フリンジング磁界（図５（ｂ）参照）の発生を防止する
ことができる。

【００１２】さらに、磁気劣化部分２０，６０の媒体対
向面における内周輪郭線２０ｂ，６０ｂは、ギャップ層
３と非平行に形成されている。つまり、下部磁極層２、
上部磁極層６の媒体走査方向ａに対する幅を磁極層全体
にわたって異ならしめるようにする。このようにするこ
とにより、下部磁極層２及び上部磁極層６に物理的加工
を施さないでもアンダーシュート（図５（ａ）参照）の
発生を防止することができる。ここで、上記磁気劣化部
分２０，６０の媒体対向面からの深さ（Ｌ）は、１μｍ
以下であることが好ましい。

【００１３】次に、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
を説明する。磁気劣化部分２０，６０を形成するには、
図３（ａ）に示すように、媒体対向面から、所定形状の
マスク８を介して不純物をイオン注入法によって所定深
さまで注入する。具体的には、イオン注入法によって、
クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）などの金属イオンを不純物として注入する。このと
き、不純物の注入量などの条件を適当に選定し、磁極層
２，６の組成を変えて飽和磁束密度を低下させてもよい
し、磁極層２，６の結晶性を変えて透磁率を低下させて
もよい。

【００１４】また、上記イオン注入法に代えて熱拡散法
によって磁気劣化部分２０，６０を形成してもよい。こ
の場合は、図３（ｂ）に示すように、下部磁極層２及び
上部磁極層６の媒体対向面の一部分にクロム層等の不純
物層９を積層し、その後、加熱して不純物を媒体対向面
から所定深さまで拡散させる。不純物を拡散させた後、
媒体対向面の表面粗さが粗い場合、ラッピング等による
機械加工を施しても良い。この際、マスク８（図３
（ａ））の形状あるいは不純物層９（図３（ｂ））の形
状を変化させることにより、トラック幅Ｔｗを可変に設
定することもできる。また、マスク８の形状は、図３
（ａ）に示した楕円形以外にも、台形あるいは三角形等
の他の形状を適宜採用可能である。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、磁極層の媒体対向面の
一部分の磁気特性を、媒体対向面から所定深さだけ劣化
させることにより、磁極層に物理的加工を施さないでア
ンダーシュート及びサイドフリンジング磁界の発生を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜磁気ヘッドの磁極層の磁気劣化部
分の磁気的形状を示す図である。

【図２】本発明の薄膜磁気ヘッドの物理的構造を示す図
であり、（ａ）は要部断面図であり、（ｂ）は媒体対向
面側から見た拡大図である。

【図３】薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する図であ
り、（ａ）はイオン注入法による場合、（ｂ）は熱拡散
法による場合をそれぞれ示す。

【図４】薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す比較例であ
る。

【図５】（ａ）は従来の薄膜磁気ヘッドの再生波形を示
す図であり、（ｂ）は従来の薄膜磁気ヘッドの磁極層の
構成を示す図である。

【符号の説明】

１基板２下部磁極層３ギャップ層６上部磁極層８マスク９不純物層２０，６０磁気劣化部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された下部磁極層と、下部磁
極層の上に形成されたギャップ層と、ギャップ層の上に
形成された上部磁極層とを有し、かつ媒体対向面におけ
る媒体走査方向と垂直方向の幅が、上部磁極層の方が下
部磁極層よりも小さい薄膜磁気ヘッドにおいて、上部磁
極層と下部磁極層の媒体対向面の一部分の磁気特性が、
媒体対向面から所定深さだけ劣化した磁気劣化部分を有
することを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】前記磁気劣化部分の媒体対向面からの深さ
は、１μｍ以下であること特徴とする請求項１に記載の
薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】前記下部磁極層の磁気劣化部分以外の部分
のギャップ層側の幅（媒体走査方向と垂直方向）は、ト
ラック幅とほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載
の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】前記磁気劣化部分の媒体対向面における内
周輪郭線は、ギャップ層と非平行であることを特徴とす
る請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】基板上に下部磁極層を形成し、下部磁極層
の上にギャップ層を形成し、ギャップ層の上に上部磁極
層を、媒体対向面における媒体走査方向と垂直方向の幅
が下部磁極層よりも小さくなるように形成する薄膜磁気
ヘッドの製造方法において、媒体対向面から、所定形状
のマスクを介して不純物をイオン注入法によって所定深
さまで注入することにより、上部磁極層と下部磁極層の
媒体対向面の一部の磁気特性を媒体対向面から所定深さ
だけ劣化させることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造
方法。
【請求項６】前記マスクの形状を変化させることによ
り、トラック幅を可変に設定可能にしたことを特徴とす
る請求項５に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項７】基板上に下部磁極層を形成し、下部磁極層
の上にギャップ層を形成し、ギャップ層の上に上部磁極
層を、媒体対向面における媒体走査方向と垂直方向の幅
が下部磁極層よりも小さくなるように形成する薄膜磁気
ヘッドの製造方法において、下部磁極層と上部磁極層の
媒体対向面の一部分に不純物層を積層し、その後、熱拡
散法により不純物を媒体対向面から所定深さまで拡散さ
せることにより、上部磁極層と下部磁極層の媒体対向面
の一部の磁気特性を媒体対向面から所定深さだけ劣化さ
せることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】前記不純物層の形状を変化させることによ
り、トラック幅を可変に設定可能にしたことを特徴とす
る請求項７に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。