JPH09128709A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部端子接続部の密着性を向上させるととも
に、製造工程における各外部端子接続部間の短絡の発生
を防止する薄膜磁気ヘッドを提供する。 【解決手段】 外部接続端子部３２を、非磁性基板４上
に成膜したＮｉ−Ｆｅ合金よりなる下地層４１上に、電
解メッキ成膜法により成膜したＮｉ膜４２及びＡｕ膜４
３に所定形状にパターニングして２層構造に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁性層，導体層が
絶縁層を介して多層に積層されて磁気ヘッド素子部が形
成されるとともに、上記導体層と電気的に接続され外部
端子との接続箇所とされる外部接続端子部を備えてなる
薄膜磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、薄膜磁気ヘッドとしては、磁性
層、絶縁層等の薄膜が多重積層され、さらに導体コイル
や外部接続端子部が形成されてなるものがある。この薄
膜磁気ヘッドは真空薄膜形成技術により形成されるた
め、狭トラック化や狭ギャップ化等の微細寸法化が容易
高分解能記録が可能であるという特徴を有しており、高
密度記録化に対応した磁気ヘッドとして注目されてい
る。

【０００３】例えば、磁気記録媒体に直接接触して情報
信号の記録・再生を行うタイプの薄膜磁気ヘッドとして
は、例えばフェライト等の酸化物磁性材料からなる基板
上に、スパッタ法等の真空薄膜形成技術によって導体コ
イル及び磁性層が形成されて構成されたものがある。

【０００４】具体的に、例えば記録用の薄膜磁気ヘッド
として好適なものとしては、いわゆる誘導型（インダク
ティブ型）の磁気ヘッド（以下、単にインダクティブヘ
ッドと記す。）がある。このインダクティブヘッドは、
軟磁性体層である下層コア上に磁気ギャップを形成する
ためのギャップ膜が成膜され、さらにこのギャップ膜上
に表面を平坦化して導体コイルの成膜を容易にするため
の第１の平坦化層が成膜されて、さらにその表面上に導
体コイルがスパイラル状に形成されている。そして、表
面の平坦化を図るためのレジスト等の高分子材料からな
る第２の平坦化層が成膜され、この第２の平坦化層上に
軟磁性体層である上層コアが形成されて上記インダクテ
ィブヘッドが構成されている。

【０００５】また、再生用の薄膜磁気ヘッドとして好適
なものとしては、いわゆる磁気抵抗効果型磁気ヘッド
（以下、単にＭＲヘッドと記す。）がある。このＭＲヘ
ッドは、非磁性の基板上に絶縁層，下部シールドコアと
なる軟磁性膜及びＡｌ₂ Ｏ₃ 或はＳｉＯ₂ を材料とする
絶縁層が順次積層され、この絶縁層上に、ＭＲ素子が、
その長手方向が磁気記録媒体との対向面（磁気記録媒体
摺動面）と垂直になるように配され、且つその一方の端
面が磁気記録媒体摺動面に露出するかたちに形成されて
いる。さらに、ＭＲ素子の両端部上に、このＭＲ素子に
センス電流を提供するための前端電極及び後端電極が設
けられ、上記ＭＲ素子上にＡｌ₂ Ｏ₃ 或はＳｉＯ₂ を材
料とする絶縁層が形成されている。この絶縁層は上記前
端及び後端電極により狭持されたかたちとされている。
この絶縁層上には上記ＭＲ素子と対向してバイアス導体
が配されて、さらにこの上に絶縁層が形成され、上記絶
縁層上に上部シールドコアとなる軟磁性膜が積層されて
上記ＭＲヘッドが構成されている。

【０００６】上述のように構成されたＭＲヘッド及びイ
ンダクティブヘッドがＡｌ₂ Ｏ₃ −ＴｉＣ等よりなる非
磁性基板上に順次積層形成されて複合型薄膜磁気ヘッド
の磁気ヘッド素子部が形成される。

【０００７】また、上記薄膜磁気ヘッドには、その導体
層と外部端子とを電気的に接続するためのリード線が設
けられており、例えば上記複合型薄膜磁気ヘッドの場合
では、インダクティブヘッド及びＭＲヘッドの各導体層
と接続される４本のリード線が配されている。これらリ
ード線は、それぞれの各一端部が導体層の一端部と接続
されており、各他端部が外部端子接続部とされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記外部端
子接続部は、Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＴｉＣ等よりなる非磁性基板
上にＣｕを材料とした下地層がスパッタ法等の真空薄膜
形成技術により成膜され、この下地層上にフォトリソグ
ラフィー技術により所定形状のレジストパターンが形成
された後、このレジストパターンに倣ってＮｉ膜及びＡ
ｕ膜がメッキ成膜法により順次積層成膜されて形成され
るものである。Ｃｕを材料として成膜された下地層は、
例えばＴｉやＣｒを材料とした下地層と比較して、外部
端子接続部を構成する各薄膜の密着性及び表面の均一性
に優れている。

【０００９】ここで、上記薄膜磁気ヘッド、特に上記複
合型薄膜磁気ヘッドの製造工程において、各外部端子接
続部間に架橋の如き導通が生じて短絡が発生する現象が
起こることがある。この現象は稀に見られる程度の発生
確率で生じるものであるが、一度発生すると、その製造
工程において連鎖的に発生する傾向がある。

【００１０】現在のところ、この現象の発生を抑制する
好適な手法は案出されておらず、製品の信頼性及び歩留
りの著しい低下を招来するという問題がある。

【００１１】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、外部端子接続部の
密着性を向上させるとともに、製造工程における各外部
端子接続部間の短絡の発生を防止する薄膜磁気ヘッドを
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の対象となるもの
は、磁性層，導体層が絶縁層を介して多層に積層され磁
気ヘッド素子部が形成されるとともに、上記導体層と電
気的に接続され外部端子との接続箇所とされる外部接続
端子部を備えてなる薄膜磁気ヘッドである。

【００１３】本発明の薄膜磁気ヘッドは、外部接続端子
部はＮｉ膜とＡｕ膜とが順次形成されてなる２層構造と
されるとともに、外部接続端子部下にＮｉ−Ｆｅ合金よ
りなる下地層が形成されて構成されるものである。

【００１４】この場合、具体的には、上記外部接続端子
部をメッキ成膜法、例えば電解メッキ成膜法により成膜
することが好適である。

【００１５】また、本発明においては、上記薄膜磁気ヘ
ッドとして、その磁気ヘッド素子部を、軟磁性材料より
なる下部シールドコア及び上部シールドコアに磁気抵抗
効果素子が狭持されてなる再生用薄膜ヘッド素子と、軟
磁性材料よりなる下層コア及び上層コアに導体コイルが
狭持されてなる記録用薄膜ヘッド素子をが順次積層して
構成される複合型薄膜磁気ヘッドを主な対象とする。

【００１６】上述のように、本発明に係る薄膜磁気ヘッ
ドにおいては、Ｎｉ膜とＡｕ膜の２層構造とされた外部
接続端子部の下地層としてＮｉ−Ｆｅ合金よりなる下地
層が形成されている。この場合、当該薄膜磁気ヘッドの
製造時において、当該下地層上にＮｉ膜及びＡｕ膜が積
層成膜された後に、フォトリソグラフィー技術により所
定形状のレジストパターンが形成された際に、下地層が
侵食を受けてレジストパターンが破壊されることがな
く、したがって各外部接続端子部の短絡の発生が抑止さ
れる。

【００１７】すなわち、上記薄膜磁気ヘッドにおいて
は、上記下地層の存在によって外部接続端子部が十分な
密着性を有するとともに、各外部接続端子部間において
十分な電気的絶縁が実現することになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、記録用の薄膜磁
気ヘッドとして好適なインダクティブヘッド上に再生用
のＭＲヘッドが積層形成されてなる複合型薄膜磁気ヘッ
ドに適用した実施の形態について図面を参照しながら詳
細に説明する。

【００１９】この複合型薄膜磁気ヘッドは、Ａｌ₂ Ｏ₃
−ＴｉＣ等よりなる非磁性基板４上に、図１に示すよう
にＭＲヘッド部Ａ上にインダクティブヘッド部Ｂが積層
されて構成されてなる磁気ヘッド素子部３１と、図２に
示すようにＭＲヘッド部Ａ及びインダクティブヘッド部
Ｂの各導体層と各リード線により接続されてなる外部接
続端子部３２とがそれぞれ形成されて構成されている。

【００２０】磁気ヘッド素子部３１は、磁気抵抗効果を
奏するＭＲ素子１がそれぞれ軟磁性体層である下部シル
ードコア２と後述の下層コア２１と兼用される上部シル
ードコアとにより狭持されてなるＭＲヘッド部Ａと、導
体コイル２２が下層コア２１と上層コア２３とにより狭
持されてなるインダクティブヘッド部Ｂとが順次積層さ
れて構成されている。

【００２１】ＭＲヘッド部Ａは、ＭＲ素子１にセンス電
流がトラック幅方向と直交する方向に流れる、いわゆる
縦型のＭＲヘッド素子である。具体的には、軟磁性材料
よりなる下部シールドコア２上に磁気ギャップを形成す
るＡｌ₂ Ｏ₃ 等よりなる絶縁層１１が積層されている。
そして、この絶縁層１１上にＭＲ素子１がその長手方向
が磁気記録媒体との対向面（磁気記録媒体摺動面ａ）と
垂直になるように配され、且つその一方の端面が磁気記
録媒体摺動面ａに露出するかたちに形成されている。さ
らに、ＭＲ素子１の後端部上に、このＭＲ素子１にセン
ス電流を提供するための後端電極１２ｂが設けられ、絶
縁層１３を介して当該ＭＲ素子１にバイアス磁界を印加
するためのバイアス導体１４が設けられている。

【００２２】さらに、後端電極１２ｂ及びバイアス導体
１４上に上記絶縁層１３が積層され、この絶縁層と共に
ＭＲ素子１にセンス電流を提供するための前端電極１２
ａが設けられている。ここで、前端，後端電極１２ａ，
１２ｂにより狭持されたＭＲ素子の領域が磁気抵抗効果
を示す感磁部となる。

【００２３】そして、前端電極１２ａ上に後述の下層コ
ア２１と兼用される上部シルード層が形成されて、ＭＲ
ヘッド部Ａが構成されている。

【００２４】一方、インダクティブヘッド部Ｂは、軟磁
性体層である上記下層コア２１上に磁気ギャップを形成
するギャップ膜２４が成膜され、さらにこのギャップ膜
２４上に表面を平坦化して後述の導体コイル２２の成膜
を容易にするための第１の平坦化層２５が成膜されて、
さらにその表面上に導体コイル２２がスパイラル状に形
成されている。そして、表面の平坦化を図るためのレジ
スト等の高分子材料からなる第２の平坦化層２６が成膜
され、この第２の平坦化層２６上に軟磁性体層である上
層コア２３が形成されてインダクティブヘッド部Ｂが構
成されている。

【００２５】また、外部接続端子部３２は、各一端部が
インダクティブヘッド部Ａ及びＭＲヘッド部Ｂの各導体
層と接続された４本のリード線の各他端部にそれぞれ形
成されたものである。上記図２においては、４つの外部
接続端子部３２のうち２つが示されている。これら外部
接続端子部３２は、非磁性基板４上に成膜されたＮｉ−
Ｆｅ合金よりなる下地層４１上に、電解メッキ成膜法に
より成膜されたＮｉ膜４２及びＡｕ膜４３が所定形状に
パターニングされてなる２層構造に構成されている。

【００２６】次いで、上記複合型薄膜磁気ヘッドの製造
方法について説明する。この複合型薄膜磁気ヘッドを作
製するには、非磁性基板４上に、ＭＲヘッド部Ａとイン
ダクティブヘッド部Ｂを順次成膜して磁気ヘッド素子部
３１を形成するとともに、下地層４１を介して外部接続
端子部３２を形成する。

【００２７】先ず、ＭＲヘッド部Ａを作製するには、先
ず、軟磁性材料よりなる下部シールドコア２上に、磁気
ギャップを形成するＡｌ₂ Ｏ₃ 等よりなる絶縁層１１を
積層し、この絶縁層１１上にＭＲ素子１をその長手方向
が磁気記録媒体摺動面ａと垂直になるように形成する。

【００２８】次いで、ＭＲ素子１上に絶縁層１３を成膜
した後に、絶縁層１３にＭＲ素子１の後端部へ通じる接
続孔を形成して、この後端部上にこのＭＲ素子１にセン
ス電流を提供するための後端電極１２ｂを形成する。

【００２９】その後、上記絶縁層１３を介して当該ＭＲ
素子１にバイアス磁界を印加するためのバイアス導体１
４を形成し、後端電極１２ｂ及びバイアス導体１４上に
絶縁層１５を積層する。

【００３０】そして、絶縁層１５にＭＲ素子１の前端部
へ通じる接続孔を形成した後、この前端部上にこのＭＲ
素子１にセンス電流を提供するための前端電極１２ａを
形成し、この前端電極１２ａ上に下層コア２１と兼用さ
れる上部シルード層を形成して、ＭＲヘッド部Ａが完成
する。

【００３１】次いで、インダクティブヘッド部Ｂを作製
するには、上記ＭＲ素子１の上部に軟磁性材よりなる下
層コア２１を成膜した後、ギャップ膜２４を介してこの
下層コア２１上に当該下層コア２１と導体コイル２２と
の間の絶縁を図り且つ表面の平坦化を図って導体コイル
２２を正確に形成するためのレジスト等の有機高分子材
料よりなる第１の平坦化層２５を成膜する。

【００３２】次いで、第１の平坦化層２５上にＣｒ／Ｃ
ｕを材料として順次成膜を施して２層構造の図示しない
第１のメッキ下地層を形成する。その後、この第１のメ
ッキ下地層上に導電コイル２２を成膜する。すなわち、
フォトリソグラフィー技術により、第１のメッキ下地層
上にレジスト剤を塗布し、所定形状のレジストパターン
を形成し、当該レジストパターンに基づいてＣｕを材料
としてスパイラル状の導電コイル２２をメッキ成膜す
る。

【００３３】そして、所定の有機溶剤を用いて上記レジ
ストパターンを溶解除去した後に、イオンミーリング法
によりエッチングを施して導体コイル２２の非成膜領域
に存する第１のメッキ下地層を除去する。

【００３４】さらに、導電コイル２２を形成するために
成膜したメッキ膜のうち、不要なメッキ膜をウェットエ
ッチングにより除去するためのカバーレジストを形成す
る。その後、硝酸を主成分とするエッチャントを用いて
不要なメッキ膜を除去し、有機溶剤を用いてカバーレジ
ストを溶解除去する。

【００３５】次いで、導体コイル２上に第２の平坦化層
２６を形成する。この第２の平坦化層２６は、平坦化膜
２６ａ，２６ｂよりなるものである。すなわち、導体コ
イル２２上にレジスト剤を塗布し、真空キュア炉にてキ
ュアリングを施すことにより平坦化膜２６ａを形成した
後、同様に、当該平坦化膜２６ａ上にレジスト剤を塗布
し、真空キュア炉にてキュアリングを施すことにより平
坦化膜２６ｂを形成する。

【００３６】続いて、当該第２の平坦化層２６上にＣｒ
／Ｔｉ／Ｎｉ−Ｆｅを材料として順次成膜を施して３層
構造の図示しない第２のメッキ下地層を形成する。

【００３７】その後、導体コイル２２を形成した場合と
同様に、第２のメッキ下地層上に上層コア２３及び導体
コイル２２をメッキ成膜する。すなわち、フォトリソグ
ラフィー技術により、第２のメッキ下地層上にレジスト
剤を塗布し、所定形状のレジストパターンを形成し、当
該レジストパターンに基づいてＮｉ−Ｆｅを材料として
上層コア２３をそれぞれメッキ成膜する。

【００３８】そして、所定の有機溶剤を用いて上記レジ
ストパターンを溶解除去した後に、イオンミーリング法
によりエッチングを施して上層コア２３の非成膜領域に
存する第２のメッキ下地層を除去する。以上の工程を経
ることにより、インダクティブヘッド部Ｂが完成し、Ｍ
Ｒヘッド部Ａ及びインダクティブヘッド部Ｂより構成さ
れる磁気ヘッド素子部３１が完成する。

【００３９】また、各外部接続端子部３２を形成するに
は、先ず、図３に示す非磁性基板４上にスパッタ法等の
真空薄膜形成技術によりＮｉ−Ｆｅ合金を材料として図
４に示す下地層４１を成膜する。

【００４０】次いで、下地層４１上にフォトレジストを
塗布し、図５に示すように露光を施してパターニングを
行い、現像を施して図６に示すような所定のパターンを
有するレジストマスク５１を形成する。

【００４１】続いて、以下に示すように、非磁性基板４
に電解メッキ成膜法により、Ｎｉ膜４２及びＡｕ膜４３
からなる２層構造の外部端子接続部３２を形成する。

【００４２】先ず、電解メッキ装置を用いてＮｉ膜４２
をメッキ成膜する。この電解メッキ装置は、図７に示す
ように、メッキ液が注入されるメッキ槽５２を備え、こ
のメッキ槽５２中に、陰極部となる陰極板５３と、Ｎ₂
の気泡を発生させてメッキ液を攪ハンする攪ハン手段５
４と、メッキ液を熱して温度調整を行うためのヒーター
５５及び温度調整手段５６と、陰極板５３と直流電源を
介して接続される陰極クリップ５７とから構成されてい
る。ここで、メッキが施される非磁性基板４は陰極クリ
ップ５７により保持される。

【００４３】この電解メッキ装置を用いてＮｉ膜４２を
メッキ成膜を行うには、メッキ槽５２中に所定のＮｉメ
ッキ液を注入し、陰極クリップ５７に非磁性基板４を取
り付けて当該非磁性基板４をＮｉメッキ液中に浸漬させ
る。そして、直流電源より電流を流すことにより陰極部
とされた非磁性基板４にＮｉが堆積し、図８に示すよう
に、レジストマスク５１のパターンに倣ってＮｉ膜４２
が成膜される。

【００４４】続いて、図９に示すように、電解メッキ装
置を用いて上述と同様にＮｉ膜４２上にＡｕ膜４３をメ
ッキ成膜する。

【００４５】そして、下地層４１上からレジストマスク
５１を剥離除去することにより、２層構造の外部端子接
続部３２が完成する。

【００４６】ここで、本実施の形態において述べた複合
型薄膜磁気ヘッドにおいて、その製造時における各外部
接続端子部間の短絡（端子間ブリッジ）の発生原因とそ
れに基づく各外部接続端子部３２の下部に形成される下
地層４１の下地層としての優位性とについて、以下に示
す比較例との比較に基づいて調べた実験例について説明
する。

【００４７】ここでは、Ｎｉ−Ｆｅ合金を材料とした下
地層４１をサンプルＡとし、比較例としてＣｕを材料と
して成膜した下地層をサンプルＢとした。そして、各々
のサンプルについて以下に示す各実験を行った。

【００４８】実験１ この実験１においては、各サンプルの膜厚と端子間ブリ
ッジの発生との相関関係について調べた。

【００４９】その結果、サンプルＢについては、その膜
厚を薄く形成するほど端子間ブリッジの発生確率が低く
なり、膜厚が５０ｎｍのものでは端子間ブリッジの発生
は見られなかった。これに対して、サンプルＡについて
は、膜厚に依存することなく、端子間ブリッジの発生は
見られなかった。

【００５０】実験２ この実験２においては、各サンプル上にレジストマスク
が形成されたそれぞれの非磁性基板をＮｉメッキ液及び
フォトレジストの現像液にそれぞれ所定時間浸漬させ、
各非磁性基板のレジストマスクの段差状態を段差測定器
（ＷＹＫＯ）を用いて測定した。

【００５１】その結果、サンプルＢについてはＮｉメッ
キ液によりレジストマスクが１０ｎｍほどエッチングさ
れているのに対して、サンプルＡについては浸漬前後で
レジストマスクに変化は生じなかった。また、フォトレ
ジストの現像液に浸漬させた場合でも、サンプルＢにつ
いてはレジストマスクが１０ｎｍほどエッチングされて
いるのに対して、サンプルＡについては浸漬前後でレジ
ストマスクに変化は生じなかった。

【００５２】これらの実験結果から、Ｃｕを材料とする
サンプルＢが膜厚の変化を含む何等かの原因により侵食
を受け、その侵食箇所からレジストマスクが破壊されて
端子間ブリッジが発生したことが分かる。このことか
ら、サンプルＢに対するサンプルＡの優位性が示され
た。

【００５３】このように、上記薄膜磁気ヘッドにおいて
は、Ｎｉ膜４２とＡｕ膜４３の２層構造とされた外部接
続端子部３２の下地層としてＮｉ−Ｆｅ合金よりなる下
地層４１が形成されている。この場合、当該薄膜磁気ヘ
ッドの製造時において、当該下地層４１上にＮｉ膜４２
及びＡｕ膜４３が積層成膜された後に、フォトリソグラ
フィー技術により所定形状のレジストパターンが形成さ
れた際に、下地層４１が侵食を受けてレジストパターン
が破壊されることがなく、したがって各外部接続端子部
３２間における短絡の発生が抑止される。

【００５４】すなわち、上記薄膜磁気ヘッドにおいて
は、上記下地層４１の存在によって外部接続端子部３２
が非磁性基板４に対して十分な密着性を有するととも
に、各外部接続端子部３２間において十分な電気的絶縁
が実現することになる。

【００５５】

【発明の効果】本発明に係る薄膜磁気ヘッドによれば、
外部端子接続部の密着性が向上するとともに、製造工程
における各外部端子接続部間の短絡の発生が防止され、
製品の信頼性及び歩留りの大幅な向上が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る複合型薄膜磁気ヘッドの磁
気ヘッド素子部を模式的に示す縦断面図である。

【図２】上記複合型薄膜磁気ヘッドの外部接続端子部を
模式的に示す断面図である。

【図３】非磁性基板を模式的に示す断面図である。

【図４】非磁性基板上に下地層が成膜された様子を模式
的に示す断面図である。

【図５】下地層上に塗布されたフォトレジストに露光が
施された様子を模式的に示す断面図である。

【図６】上記フォトレジストに現像が施されてレジスト
マスクが形成された様子を模式的に示す断面図である。

【図７】非磁性基板にＮｉメッキを施すための電解メッ
キ装置を模式的に示す側面図である。

【図８】レジストマスクのパターンに倣ってＮｉ膜が成
膜された様子を模式的に示す断面図である。

【図９】レジストマスクのパターンに倣ってＡｕ膜が成
膜された様子を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ ＭＲヘッド部 Ｂ インダクティブヘッド部 １ ＭＲ素子 ２ 下部シールドコア １２ａ 前端電極 １２ｂ 後端電極 ２１ 下層コア ２２ 導体コイル ２３ 上層コア ３１ 磁気ヘッド素子部 ３２ 外部接続端子部 ４１ 下地層 ４２ Ｎｉ膜 ４３ Ａｕ膜 ５１ レジストマスク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性層，導体層が絶縁層を介して多層に
   積層され磁気ヘッド素子部と、上記導体層と電気的に接
   続され外部端子との接続箇所とされる外部接続端子部と
   を備えてなり、 外部接続端子部はＮｉ膜とＡｕ膜とが順次形成されてな
   る２層構造を有するとともに、外部接続端子部下にＮｉ
   −Ｆｅ合金よりなる下地層が形成されていることを特徴
   とする薄膜磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 外部接続端子部がメッキ成膜法により成
   膜されることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッ
   ド。
3. 【請求項３】 磁気ヘッド素子部が、軟磁性材料よりな
   る下部シールドコア及び上部シールドコアに磁気抵抗効
   果素子が狭持されてなる再生用薄膜ヘッド素子と、軟磁
   性材料よりなる下層コア及び上層コアに導体コイルが狭
   持されてなる記録用薄膜ヘッド素子とが順次積層されて
   なることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。