JPH11213331A

JPH11213331A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH11213331A
Application number: JP18066298A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Sasaki; 芳高佐々木; Atsushi Iijima; 淳飯島; Kazumasa Fukuda; 一正福田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】磁極部分における磁束の飽和を効果的に解消
すると共に、実効トラック幅の拡大や歩留りの低下等も
併せて防止する。【解決手段】下部ポールとしての第１の磁性層、ポー
ルチップとしての第２の磁性層および上部ポールとして
の第３の磁性層をそなえ、かつ第１の磁性層の磁極部分
と第２の磁性層の磁極部分との間にライトギャップ層を
そなえる薄膜磁気ヘッドであって、上記第２の磁性層
を、磁極部分だけでなく、磁極部分よりも後方の領域ま
で延在させ、少なくともこの延在させた領域で第３の磁
性層と接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッドお
よびその製造方法に関し、特に書込用の誘導型磁気変換
素子と読取用の磁気抵抗再生素子とを積層して構成され
る複合型薄膜磁気ヘッドのうち、書込用の薄膜磁気ヘッ
ドの性能向上を図ろうとするものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスク装置の面記録密度
の向上に伴い、薄膜磁気ヘッドについてもその性能向上
が求められている。薄膜磁気ヘッドは、書き込みを目的
とする記録ヘッドと読み出しを目的とする再生ヘッドを
積層した構造になっているが、再生ヘッドの性能向上に
関しては、磁気抵抗素子が広く用いられている。このよ
うな磁気抵抗素子としては、異方性磁気抵抗(AMR：Anis
otropic Magneto Resistive)効果を用いたものが従来一
般に使用されてきたが、これよりも抵抗変化率が数倍も
大きな巨大磁気抵抗(GMR：Giant Magneto Resistive)効
果を用いたものも開発されている。本明細書では、これ
ら AMR素子および GMR素子などの磁気抵抗効果を示す素
子を総称して磁気抵抗再生素子またはMR再生素子と称す
ることにする。

【０００３】AMR素子を使用することにより、数ギガビ
ット／インチ²の面記録密度を実現することができ、ま
た GMR素子を使用することにより、さらに面記録密度を
上げることができる。このように面記録密度を高くする
ことによって、10Ｇバイト以上の大容量のハードディス
ク装置の実現が可能となってきている。このような磁気
抵抗再生素子よりなる再生ヘッドの性能を決定する要因
の一つとして、磁気抵抗再生素子の高さ(MR Height：MR
ハイト) がある。このMRハイトは、端面がエアベアリン
グ面に露出する磁気抵抗再生素子の、エアベアリング面
から測った距離であり、薄膜磁気ヘッドの製造過程にお
いては、エアベアリング面を研磨して形成する際の研磨
量を制御することによって所望のMRハイトを得るように
している。

【０００４】一方、再生ヘッドの性能向上に伴って、記
録ヘッドの性能向上も求められている。面記録密度を上
げるには、磁気記録媒体におけるトラック密度を上げる
必要がある。このためには、エアベアリング面における
ライトギャップ（write gap)の幅を数ミクロンからサブ
ミクロンオーダーまで狭くする必要があり、これを達成
するために半導体加工技術が利用されている。

【０００５】書込用薄膜磁気ヘッドの性能を決定する要
因の一つとして、スロートハイト（Throat Height : T
H) がある。このスロートハイトは、エアベアリング面
から薄膜コイルを電気的に分離する絶縁層のエッジまで
の磁極部分の距離であり、この距離をできるだけ短くす
ることが望まれている。このスロートハイトの縮小化も
また、エアベアリング面からの研磨量で決定される。従
って、薄膜磁気記録ヘッドの性能を向上させるために
は、記録ヘッドおよび再生ヘッドをバランス良く形成す
ることが重要である。

【０００６】図１〜９に、従来の標準的な薄膜磁気ヘッ
ドの製造要領を工程順に示し、各図において (a)は薄膜
磁気ヘッド全体の断面図、 (b)は磁極部分の断面図であ
る。また図10〜12はそれぞれ、完成した従来の薄膜磁気
ヘッド全体の断面図、磁極部分の断面図および薄膜磁気
ヘッド全体の平面図である。なおこの例で、薄膜磁気ヘ
ッドは、誘導型の書込用薄膜磁気ヘッドおよび読取用の
MR再生素子を積層した複合型のものである。

【０００７】まず、図１に示すように、例えばアルティ
ック(AlTiC) からなる基体１の上に例えばアルミナ(Al₂
O₃) からなる絶縁層２を約５〜10μm の厚みに堆積す
る。ついで、図２に示すように、再生ヘッドのMR再生素
子を外部磁界の影響から保護する磁気シールドを構成す
る下部シールド層３を３μm の厚みで形成する。その
後、図３に示すように、絶縁層４として、アルミナを 1
00〜150 nmの厚みでスパッタ堆積させたのち、MR再生素
子を構成する磁気抵抗効果を有する材料よりなる磁気抵
抗層５を数十nmの厚みに形成し、高精度のマスクアライ
メントで所望の形状とする。続いて、図４に示すよう
に、再度、絶縁層６を形成して、磁気抵抗層５を絶縁層
４，６内に埋設する。

【０００８】次に、図５に示すように、パーマロイより
なる磁性層７を３μm の膜厚に形成する。この磁性層７
は、上述した下部シールド層３と共にMR再生素子を磁気
遮蔽する上部シールド層の機能を有するだけでなく、書
込用薄膜磁気ヘッドの下部磁性層としての機能をも有す
るものである。ここでは説明の便宜上、この磁性層７を
書込用磁気ヘッドを構成する一方の磁性層であることに
注目して第１の磁性層と称することにする。

【０００９】ついで、第１の磁性層７の上に、非磁性材
料、例えばアルミナよりなるライトギャップ層８を約20
0 nmの膜厚に形成したのち、例えばパーマロイ（Ni：50
wt％、Fe：50wt％）や窒化鉄（FeN)のような高飽和磁束
密度材料からなる第２の磁性層９を形成し、高精度のマ
スクアライメントで所望の形状とする。所定の形状に成
形された第２の磁性層９は、ポールチップと呼ばれ、こ
の幅Ｗでトラック幅が規定される。この際、下部ポール
（第１の磁性層）と上部ポール（第３の磁性層）を接続
するためのダミーパターン９′を同時に形成すると、機
械的研磨または化学機械的研磨（Chemical Mechanical
Polishing：CMP)後のスルーホールの開口を容易にでき
る。

【００１０】そして、実効書込トラック幅の広がりを防
止するため、すなわちデータの書込時に、下部ポールに
おいて磁束が広がるのを防止するために、ポールチップ
９の周囲のギャップ層８と下部ポール（第１の磁性層）
７をイオンミリング等のイオンビームエッチングにてエ
ッチングする。その状態を図５(b) に示したが、この構
造をトリム（Trim）といい、この部分が第１の磁性層の
磁極部分となる。

【００１１】次に、図６に示すように、絶縁層である例
えばアルミナ膜10をおよそ３μm の厚みに形成後、全体
を例えばＣＭＰにて平坦化する。その後、電気絶縁性の
フォトレジスト層11を高精度のマスクアライメントで所
定のパターンに形成したのち、このフォトレジスト層11
の上に、例えば銅よりなる第１層目の薄膜コイル12を形
成する。

【００１２】続いて、図７に示すように、薄膜コイル12
上に再度、高精度のマスクアライメントにより、絶縁性
のフォトレジスト層13を形成後、表面を平坦にするた
め、例えば 250〜300 ℃の温度で焼成する。

【００１３】さらに、図８に示すように、このフォトレ
ジスト層13の平坦化表面の上に、第２層目の薄膜コイル
14を形成する。ついで、この第２層目の薄膜コイル14の
上に高精度マスクアライメントでフォトレジスト層15を
形成した後、再度表面を平坦化するために、例えば 250
°Ｃで焼成する。上述したように、フォトレジスト層1
1, 13および15を高精度のマスクアライメントで形成す
る理由は、フォトレジスト層の磁極部分側の端縁を基準
位置としてスロートハイトやMRハイトを規定しているた
めである。

【００１４】次に、図９に示すように、第２の磁性層
（ポールチップ）９およびフォトレジスト層11, 13およ
び15の上に、例えばパーマロイよりなる第３の磁性層16
を３μm の厚みで所望のパターンに従って選択的に形成
する。この第３の磁性層16は、磁極部分から離れた後方
位置において、ダミーパターン９′を介して第１の磁性
層７と接触し、第１および第２，３の磁性層によって構
成される閉磁路を薄膜コイル12, 14が通り抜ける構造に
なっている。さらに、第３の磁性層16の露出表面の上に
アルミナよりなるオーバーコート層17を堆積する。

【００１５】最後に、磁気抵抗層５やギャップ層８を形
成した側面を研磨して、磁気記録媒体と対向するエアベ
アリング面(Air Bearing Surface：ABS)18を形成する。
このエアベアリング面18の形成過程において磁気抵抗層
５も研磨され、MR再生素子19が得られる。このようにし
て上述したスロートハイトTHおよびMRハイトが決定され
る。その様子を図10に示す。実際の薄膜磁気ヘッドにお
いては、薄膜コイル12, 14およびMR再生素子19に対する
電気的接続を行なうためのパッドが形成されているが、
図示は省略してある。

【００１６】図10に示したように、薄膜コイル12, 14を
絶縁分離するフォトレジスト層11,13, 15の側面の角部
を結ぶ線分Ｓと第３の磁性層16の上面とのなす角度θ
（ApexAngle ：アペックスアングル) も、上述したスロ
ートハイトTHおよびMRハイトと共に、薄膜磁気ヘッドの
性能を決定する重要なファクタとなっている。

【００１７】また、図12に平面で示すように、第２の磁
性層９および第３の磁性層16の磁極部分20の幅Ｗは狭く
なっており、この幅によって磁気記録媒体に記録される
トラックの幅が規定されるので、高い面記録密度を実現
するためには、この幅Ｗをできるだけ狭くする必要があ
る。なお、この図では、図面を簡単にするため、薄膜コ
イル12, 14は同心円状に示してある。

【００１８】さて、従来、薄膜磁気ヘッドの形成におい
て、とくに問題となっていたのは、コイル形成後、フォ
トレジスト絶縁層でカバーされた山状に盛り上がったコ
イル部とくにその傾斜部（Apex）に沿って形成される上
部ポール（ヨークポール）の微細形成の難しさである。
すなわち、従来は、上部ポールを形成する際、約７〜10
μm の高さの山状コイル部の上にパーマロイ等の上部ポ
ール用材料をめっきしたのち、フォトレジストを３〜４
μm の厚みで塗布し、その後フォトリソグラフィー技術
を利用して所定のパターン形成を行っていた。

【００１９】ここに、山状コイル部の上のレジストでパ
ターニングされるレジスト膜厚として、最低３μm が必
要であるとすると、傾斜部の下方には８〜10μm 程度の
厚みのフォトレジストが塗布されることになる。一方、
このような10μm 程度の高低差がある山状コイル部の表
面および平坦面上に形成されたライトギャップ層の上に
形成される上部ポールは、フォトレジスト絶縁層（例え
ば図７の11, 13）のエッジ近傍に記録ヘッドの狭トラッ
クを形成する必要があるため、上部ポールをおよそ１μ
m 幅にパターン形成する必要がある。従って、８〜10μ
m の厚みのフォトレジスト膜で、１μm 幅のパターンを
形成する必要が生じる。

【００２０】しかしながら、８〜10μm のように厚いフ
ォトレジスト膜で、１μm 幅程度の狭幅パターンを形成
しようとしても、フォトリソグラフィーの露光時に光の
反射によるパターンくずれ等が発生したり、レジスト厚
みが厚いことに起因して解像度の低下が余儀なくされる
ため、正確に狭トラック形成のトップポールをパターニ
ング形成することは極めて難しかったのである。

【００２１】そこで、前掲した従来例にも示したとお
り、記録ヘッドの狭トラック幅形成が可能なポールチッ
プでデーターの書き込みを行うものとして、かかるポー
ルチップを形成後、このポールチップに上部ポールを接
続する方式とすることにより、換言すると、トラック幅
を決めるポールチップと磁束を誘導する上部ポールとに
２分割した構造とすることにより、上記の問題が有利に
改善されたのである。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにして形成された薄膜磁気ヘッド、特に記録ヘッド
には、依然として、以下に述べるような問題が残されて
いた。 (1) ポールチップと上部ポールとの接触面積が小さく、
しかも接触部が垂直に接していることもあって、この部
分で磁束が飽和し易く、そのため、十分に満足いくほど
の書き込み特性が得られない。 (2) スロートハイトTHやMRハイトは、薄膜コイルを絶縁
分離する絶縁層の磁極部分側の端縁を基準として決定さ
れるが、この絶縁層は通常、フォトレジスト有機絶縁層
で形成されることから、熱に弱い。このため、薄膜コイ
ルの形成時に付加される 250℃程度の熱処理によって溶
融し、絶縁層のパターン寸法が変動して、スロートハイ
トTHやMRハイトの寸法が所望の設計値からずれるおそれ
がある。 (3) ポールチップと上部ポールとの位置関係が、フォト
リソグラフィー時のアライメントで決定されるため、エ
アベアリング面から見て片側に大きく位置ずれする場合
があるが、この場合には上部ポールでもデーターの書き
込みを行うケースが生じ、実効トラック幅が広くなるた
め、ハードディスク板で本来データー記録すべきところ
以外のところにも書き込んでしまうという不具合が発生
する。

【００２３】本発明は、上記の問題を有利に解決するも
ので、ポールチップと上部ポールの接触面積を効果的に
拡大して、従来懸念された磁極部分での磁束の飽和を完
全に解消した薄膜磁気ヘッドを、その有利な製造方法と
共に提案することを目的とする。また、本発明の他の目
的は、エアベアリング面に対する位置の基準となる絶縁
層のパターン寸法が、薄膜コイル形成時に付加される 2
50℃程度の熱処理によっても溶融せず、従って所望の設
計値どおりのスロートハイトTHおよびMRハイトを安定し
て得ることができる薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法
を提案することである。さらに、本発明の他の目的は、
実効トラック幅の拡大や歩留りの低下等も併せて解消し
た薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提案することで
ある。

【００２４】すなわち、本発明の要旨構成は次のとおり
である。１．磁極部分を有する第１の磁性層と、磁気記録媒体と
対向し、記録トラックの幅を規定する幅を有する磁極部
分を有し、この磁極部分の端面が上記第１の磁性層の磁
極部分の端面と共にエアベアリング面を構成する第２の
磁性層と、この第２の磁性層に、上記第１の磁性層側と
は反対側で接触し、エアベアリング面から離れた後方位
置において第１の磁性層と磁気的に連結された第３の磁
性層と、少なくとも上記エアベアリング面において第１
の磁性層の磁極部分と第２の磁性層の磁極部分との間に
介挿された非磁性材料よりなるギャップ層と、上記エア
ベアリング面において磁気記録媒体に対する書込用の磁
束を発生させるように上記第１の磁性層と第２および第
３の磁性層との間に絶縁層を介して配設された部分を有
する薄膜コイルと、上記第１，第２および第３の磁性
層、ギャップ層、絶縁層および薄膜コイルを支持する基
体とをそなえる薄膜磁気ヘッドであって、上記第２の磁
性層を、磁極部分だけでなく、磁極部分よりも後方の領
域まで延在させ、少なくともこの延在させた領域で第３
の磁性層と接触させることを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ド。

【００２５】２．前記第２の磁性層の幅が、磁極部分よ
りも後方の領域で広がっていることを特徴とする上記１
記載の薄膜磁気ヘッド。

【００２６】３．前記磁極部分よりも後方の領域におけ
る第２の磁性層の幅広がり角度が40〜180 °であること
を特徴とする上記２記載の薄膜磁気ヘッド。

【００２７】４．前記第２の磁性層が、高飽和磁束密度
材料からなることを特徴とする上記１〜３のいずれかに
記載の薄膜磁気ヘッド。

【００２８】５．前記第３の磁性層の先端部をエアベア
リング面から後退させ、この第３の磁性層と第２の磁性
層との接触部がエアベアリング面に露出しないようにし
たことを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の薄膜
磁気ヘッド。

【００２９】６．前記第１の磁性層上に、磁極部分側の
端縁が、エアベアリング面に対する基準位置となる絶縁
層を設け、この絶縁層の表面を、さらに上記ギャップ層
を形成する非磁性薄膜層で被覆したことを特徴とする上
記１〜５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。

【００３０】７．前記基体と第１の磁性層との間に、電
気的に絶縁されると共に磁気的に遮蔽された読取用の磁
気抵抗再生素子を、その端面が上記エアベアリング面に
露出するように配設して複合型薄膜磁気ヘッドとして構
成したことを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の
薄膜磁気ヘッド。

【００３１】８．薄膜磁気ヘッドを製造する方法であっ
て、磁極部分を有する第１の磁性層を基体によって支持
されるように形成する工程と、上記第１の磁性層の少な
くとも磁極部分の上に非磁性材料よりなるギャップ層を
形成する前または後に、磁極部分側の端縁がエアベアリ
ング面に対する基準位置となる絶縁層を形成する工程
と、上記ギャップ層および絶縁層の上に、磁極部分およ
びそれよりも後方の領域にわたって第２の磁性層を形成
する工程と、上記絶縁層の上に、互いに電気的に分離さ
れた状態で薄膜コイルを形成する工程と、上記第２の磁
性層と、その少なくとも磁極部分よりも後方の領域で接
触すると共に、上記第１の磁性層と、上記エアベアリン
グ面から離れた後方位置において接触する第３の磁性層
を形成する工程と、上記基体、第１および第２の磁性層
の磁極部分およびこれらによって挟まれたギャップ層を
研磨して磁気記録媒体と対向するエアベアリング面を形
成する工程とを含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの
製造方法。

【００３２】９．前記第２の磁性層を形成するに際し、
磁極部分よりも後方領域の磁性層の幅を、40〜180 °の
範囲内の角度を以て拡大させることを特徴とする上記８
記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。

【００３３】１０．前記第１の磁性層の少なくとも磁極
部分の上に非磁性材料よりなるギャップ層を形成する前
に、磁極部分側の端縁がエアベアリング面に対する基準
位置となる絶縁層を形成し、ついでギャップ層を形成す
るに際し、上記絶縁層を、ギャップ層を形成する非磁性
薄膜層で覆うことを特徴とする上記８または９記載の薄
膜磁気ヘッドの製造方法。

【００３４】１１．前記基体と第１の磁性層との間に、
電気的に絶縁されるとともに磁気的に遮蔽された読取用
の磁気抵抗再生素子を形成して複合型薄膜磁気ヘッドを
構成することを特徴とする上記８〜１０のいずれかに記
載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。

【００３５】１２．前記基体上に磁気遮蔽を行う第１の
シールド層を形成し、その上に絶縁層中に埋設させて磁
気抵抗材料膜を形成した後、第２のシールド層を兼ねた
前記第１の磁性層を形成し、前記エアベアリング面を形
成するための研磨工程において、前記第１のシールド層
を研磨すると共に上記磁気抵抗材料膜をも研磨して端面
がエアベアリング面に露出する磁気抵抗再生素子を形成
することを特徴とする上記１１に記載の薄膜磁気ヘッド
の製造方法。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づき具体
的に説明する。図13〜25に、本発明に従う薄膜磁気ヘッ
ドの製造要領を工程順に示し、また図26, 27には、完成
した本発明の薄膜磁気ヘッドを縦断面および平面でそれ
ぞれ示す。なお、各工程図において、(a) は薄膜磁気ヘ
ッド全体の断面図、 (b)は磁極部分の断面図である。ま
た、この薄膜磁気ヘッドは、誘導型の書込用薄膜磁気ヘ
ッドおよび読取用のMR再生素子を積層した複合型であ
る。

【００３７】まず、図13に示すように、基体21上に例え
ばアルミナ(Al₂O₃) からなる絶縁層22を約３〜５μm の
厚みに堆積する。ついで、図14に示すように、下部シー
ルド層23を形成するために、アルミナ絶縁層22の上にフ
ォトレジスト膜をマスクとしてスパッタリング法により
パーマロイを約３μm の厚みで選択的に形成する。

【００３８】次に、図15に示すように、約４〜６μm の
厚さでアルミナの絶縁層24′を形成し、例えばＣＭＰで
平坦化したのち、図16に示すように、絶縁層24として、
アルミナを 100〜200 nmの厚みでスパッタ堆積させ、つ
いでMR再生素子を構成する磁気抵抗層25を数十nmの厚み
に形成し、高精度のマスクアライメントで所望の形状と
した後、再度、絶縁層26を形成して、磁気抵抗層25を絶
縁層24, 26内に埋設する。ついで、約３〜４μm の厚さ
で第１の磁性層27を選択的に形成する。その後、段差を
なくすために、表面全体にアルミナ層を５〜６μm 厚み
に形成した後、ＣＭＰにて第１の磁性層27の表面を露出
させると共に、表面全体を平坦化する（図示省略）。

【００３９】次に、図17に示すように、スロートハイト
THやアペックスアングル（Apex Angle）を決定するた
め、フォトレジストにて絶縁層28′を厚さ２〜３μm に
形成したのち、図18に示すように、アルミナからなるラ
イトギャップ絶縁層28を 100〜300 nm厚みに形成する。
なお、この例では、磁極部分側の端縁が、スロートハイ
トTHやアペックスアングルを決定する基準位置となるフ
ォトレジスト絶縁層28′を形成したのちに、ライトギャ
ップ絶縁層28を形成する場合について示したが、これら
の形成順序は逆、すなわちライトギャップ絶縁層28を形
成したのち、フォトレジスト絶縁層28′を形成するよう
にしても良い。

【００４０】しかしながら、フォトレジスト絶縁層28′
を形成したのちライトギャップ絶縁層28を形成して、フ
ォトレジスト層28′の表面をアルミナ絶縁層28で覆うよ
うにすると、以下の利点がある。すなわち、スロートハ
イトTHは、フォトレジスト絶縁層28′の磁極部分側の端
縁とエアベアリング面との間の距離として定義される
が、実際の製造過程においては、絶縁層28′の端縁の位
置は見えないので、この端縁が所望の位置に形成されて
いるものとし、この端縁を基準位置として所望のスロー
トハイトTHが得られるようにエアベアリング面を研磨し
ている。一方、その後に薄膜コイルを形成する際には、
250℃程度の熱処理が施されるが、この加熱によって絶
縁層を構成するフォトレジスト層28′が溶融し、絶縁層
のパターンの寸法が変動する。これによってフォトレジ
スト絶縁層28′の上述した端縁位置も変動することにな
り、その結果としてこの端縁を基準位置として形成され
る磁極部分の長さであるスロートハイトTHの寸法も所望
の設計値からずれてしまうおそれがある。

【００４１】また、エアベアリング面からの磁気抵抗再
生素子の高さとして定義されるMRハイトも、上述したス
ロートハイトTHと同様、エアベアリング面を研磨する際
の研磨量によって決められるが、この研磨もフォトレジ
スト絶縁層28′の磁極部分側の端縁を基準位置として行
われるので、この絶縁層の端縁位置が熱処理によって変
動すると、MRハイトも変動することになり、設計値通り
に製造することができなくなる。さらに、フォトレジス
ト層28′および後述する薄膜コイルを絶縁分離する絶縁
層を構成するフォトレジスト層33，35が溶融すると、こ
れらの絶縁層の側面の傾斜角度によって規定されるアペ
ックスアングルθも変動するおそれが生じる。このアペ
ックスアングルθも薄膜磁気ヘッドの特性に影響し、そ
の変動によって特性が不良となることがしばしばある。

【００４２】従って、薄膜コイルを形成する際に付加さ
れる 250℃程度の熱処理によっても絶縁層を構成するフ
ォトレジスト層28′の端縁が変動しないようにすること
が重要なわけであるが、この点、図18に示したように、
フォトレジスト絶縁層28′を形成したのち、ライトギャ
ップのアルミナ絶縁層28を形成し、このフォトレジスト
絶縁層28′をアルミナ絶縁層28で覆うようにすると、上
記のような熱処理によってもフォトレジスト絶縁層28′
の端縁位置は変動しなくなるので、スロートハイトTHは
勿論、MRハイトやアペックスアングルθの所望設計値か
らのずれを効果的に抑制することができるのである。

【００４３】ついで、図18に示すように、書き込みトラ
ック幅Ｗを決定する第２の磁性層（ポールチップ）29を
約１〜４μm の厚さで選択的に形成する。その後、ポー
ルチップ周辺のライトギャップを選択的に開口し、露出
した第１の磁性層27を例えばイオンミリングでエッチン
グして、磁極部分を形成する。なお、本発明において、
磁極部分とは、図18にＨで示したように、フォトレジス
ト絶縁層28′の端縁から積層体の端面までの、第１の磁
性層27とライトギャップ28と第２の磁性層（ポールチッ
プ）29とが幅Ｗで接合している領域をいう。従って、製
品段階において、この端面を研磨してエアベアリング面
を形成した場合には、磁極部分は、フォトレジスト絶縁
層28′の端縁からエアベアリング面までの領域となり、
これはスロートハイトTHに一致する。

【００４４】さて、本発明では、上記したようなポール
チップの形成に際し、図19に示すように、第２の磁性層
29を、磁極部分30のみならず、それよりも後方の領域に
わたって広範囲に形成することが重要である。というの
は、従来、ポールチップ上に上部ポールを接触させて形
成する際、ポールチップと上部ポールの接触面積が小さ
く、しかも接触部が垂直に接していることから、この部
分で磁束が飽和し易く、そのため、十分に満足いくほど
の書き込み特性が得られなかったのであるが、本発明に
従い、ポールチップと上部ポールとの接触領域を、磁極
部分だけでなく、それよりも後方の領域まで延在させる
ことによって、このような磁束の飽和のおそれを効果的
に解消することができ、その結果、十分に満足いく書き
込み特性を得ることができるようになるからである。こ
こに、接触面積が十分に確保されている場合には、ポー
ルチップと上部ポールの接触領域は、磁極部分よりも後
方の領域のみとしても良い。なお、この明細書におい
て、後方とは、エアベアリング面とは反対の方向を意味
する。

【００４５】ここに、磁極部分よりも後方の領域におけ
るポールチップの形状については、特に制限はなく、図
19に示したように、後方に真っ直ぐ延びるような形状で
あっても、また図20に示すように、後方に行くに従って
次第に広がっていくような形状であっても良く、要は、
磁極部分よりも後方の領域においてポールチップと上部
ポールとが接触していれば良いのである。なお、ポール
チップの、磁極部分よりも後方への延在長さｈは、リン
グ状絶縁層28の幅を超えない２〜５μm 程度、特に好ま
しくはトップポールの厚み程度とするのが望ましい。ま
た、図20では、磁極部分よりも後方の領域におけるポー
ルチップの幅広がり角度を90°（片側45°づつ）とした
場合について示したが、この幅広がり角度はこれだけに
限るものではなく、後述するように、特に好ましい角度
範囲は40〜180 °である。

【００４６】このように、ポールチップの後端が、図20
に示したようにロート状に広がっていると、上述したよ
うに磁束の飽和が生じないだけではなく、後端部を大き
くすることによって、フォトリソグラフィーによる正確
なパターンエッジがコントロールできるため、スロート
ハイトTHのより一層正確なコントロールが可能となる。

【００４７】なお、上記したようなポールチップ29を形
成する際、下部ポール（第１の磁性層）と上部ポール
（第３の磁性層）を接続するためのダミーパターン29′
を同時に形成すると、ＣＭＰ後のスルーホールの開口が
容易となる。

【００４８】上述のようにして、第２の磁性層29を形成
したのち、図21に示すように、絶縁層である例えばアル
ミナ膜31をおよそ３μm の厚みに形成後、全体を例えば
ＣＭＰにて平坦化する。ついで、図22に示すように、こ
の絶縁層31の上に、例えば銅よりなる第１層目の薄膜コ
イル32を形成したのち、高精度のマスクアライメントに
より、絶縁性のフォトレジスト層33を形成し、その後、
表面を平坦にするために、例えば 250℃程度の温度で焼
成する。

【００４９】ついで、図23に示すように、このフォトレ
ジスト層33の平坦化表面の上に、第２層目の薄膜コイル
34を形成したのち、この薄膜コイル34の上に高精度マス
クアライメントでフォトレジスト層35を形成した後、再
度表面を平坦化するために、例えば 250°Ｃで焼成す
る。

【００５０】次に、図24に示すように、第２の磁性層
（ポールチップ）29およびフォトレジスト層33および35
の上に、例えばパーマロイよりなる第３の磁性層（上部
ポール）36を３μm の厚みで所望のパターンに従って選
択的に形成する。ここに、第３の磁性層36を形成するに
際しては、図24に示したように、その先端部がエアベア
リング面からスロートハイトTH相当分程度後方（図中に
記号Ｌで示す）に位置するようなパターンで設けること
が好ましい。

【００５１】というのは、前述したとおり、ポールチッ
プと上部ポールの位置関係がエアベアリング面から見て
片側に大きく位置ずれした場合、上部ポールでもデータ
ーの書き込みを行うケースが生じ、実効トラック幅が広
くなる不利が生じるのであるが、第３の磁性層の先端部
をエアベアリング面から後退させて設けておけば、この
ような不具合が生じるおそれがなくなるからである。な
お、従来、上部ポールの先端を、エアベアリング面より
も後方に位置させた場合、ポールチップと上部ポールの
接触面積が減少するため、磁束の飽和を余儀なくされて
いたのであるが、本発明では、磁極部分よりも後方の領
域で両者の接触面積が十分に確保されているので、上部
ポールの先端をエアベアリング面から後退させたとして
も、磁束が飽和するおそれはない。

【００５２】また、第３の磁性層36を形成するに際して
は、図20に示したように、第２の磁性層29の形状に沿う
ような形状とすることが望ましい。さらに、図25に示す
ように、第２の磁性層29の幅広がり角度が30〜60°と幾
分小さい場合には、最初は第２の磁性層の形状に沿うよ
うに、第３の磁性層36についても幅広がり角度：30〜60
°で形成し、後半部分については所望の幅広がり角度と
なるように形成するようにしても良い。

【００５３】このように、第３の磁性層36の形状を幅広
がり状として、第２の磁性層29を覆うようにすると、ポ
ールチップ29と上部ポール36に位置合わせ誤差が生じた
としても、全体として接触面積の変動は少ないので、磁
束の飽和が生じることはない。なお、この第３の磁性層
36は、磁極部分から離れた後方位置において、ダミーパ
ターン29′を介して第１の磁性層27と接触し、第１およ
び第２，３の磁性層によって構成される閉磁路を薄膜コ
イル32, 34が通り抜ける構造になっている。

【００５４】ついで、図26に示すように、第３の磁性層
36の露出表面の上にアルミナ等からなるオーバーコート
層37を堆積する。最後に、磁気抵抗層25やギャップ層28
を形成した側面を研磨して、磁気記録媒体と対向するエ
アベアリング面38を形成した様子を図27に示す。この
際、フォトレジスト絶縁層28′の磁極部分側の端縁を、
エアベアリング面に対する基準位置とすることにより、
所望設計値どおりに正確にスロートハイトTHやMRハイ
ト、さらにはアペックスアングルθを決定することがで
きる。

【００５５】上述した実施例においては、第２の磁性層
29の後方部分およびこれと重なる第３の磁性層36の先端
部分の幅をエアベアリング面から見て徐々に広がるもの
としたが、図28に示すように、第２の磁性層29の磁極部
分と後方部分との繋がり部分が直角となるように形成し
ても良い。この場合には、第２の磁性層29の後方部分の
広がり角度は180 °になると見做すことができる。ま
た、この第２の磁性層29の後方部分と重なる第３の磁性
層36の部分の形状も後方部分の形状に合わせて一定の幅
を有するものとすることができる。

【００５６】図29は、第２の磁性層29の後方部分の広が
り角度αを0 〜270 °の範囲に亘って変化させたときの
オーバーライト特性（曲線Ａ）および実効トラック幅
（曲線Ｂ）の変化を示すものである。すなわち、左側の
縦軸にオーバーライト特性をdBの単位で示し、右側の縦
軸に正規化された実効トラック幅を任意の単位で示し
た。一般に、オーバーライト特性は-30dB 以下とするこ
とが要求され、実効トラック幅は、本来得られるべき値
に対して最大10% までの広がりは許容されている。した
がって、曲線ＡおよびＢから、第２の磁性層29の後方部
分の広がり角度αは、40〜180 °の範囲内とするのが好
ましいことが分かる。

【００５７】なお、上述した例では、誘導型の書込用磁
気ヘッドとMR再生素子をそなえる読取用磁気ヘッドとを
積層した複合型薄膜磁気ヘッドとして構成したが、誘導
型の書込用薄膜磁気ヘッドとして構成することもでき
る。

【００５８】本発明において、第２の磁性層すなわちポ
ールチップ用の材料としては、前述したパーマロイ（N
i：50wt％、Fe：50wt％）や窒化鉄（FeN)の他、Fe−Cr
−Zr系アモルファス合金やFe−Ｃ系アモルファス合金等
の高飽和磁束密度材料が有利に適合する。なお、これら
の材料は、２種類以上重ねて使用しても何ら差し支えな
い。また、第１および第３の磁性層用の材料としては、
前述したパーマロイ（Ni：80wt％、Fe：20wt％）の他、
従来公知の各種高飽和磁束密度材料を好適に使用するこ
とができる。さらに、ライトギャップ層用材料として
は、Al₂O₃, SiO₂等の酸化物や AlN,BN, SiN 等の窒化
物、さらには Au, Cu, NiP等の導電性非磁性材料などが
有利に適合する。なお、上記の図示例では、磁極部分側
の端縁が、エアベアリング面に対する基準位置となる絶
縁層を、フォトレジスト層で形成した場合について主に
説明したが、この絶縁層は、アルミナ層やシリコン酸化
層、シリコン窒化層等で形成しても良い。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、第２の磁性層（ポール
チップ）と第３の磁性層（上部ポール）を、磁極部分の
みならず、それよりも後方の広い領域で接触させている
ので、コイルで発生させた磁気を途中で飽和させること
なく、書き込みポール領域に有効に到達させることがで
き、従って、十分に満足のいく書き込み特性を得ること
ができる。

【００６０】また、本発明に従い、第１の磁性層上に、
磁極部分側の端縁が、エアベアリング面に対する基準位
置となる絶縁層を設け、この絶縁層をライトギャップア
ルミナ層で覆うようにすれば、薄膜コイル形成時に付加
される熱処理によっても、絶縁層は溶融せず、その端縁
位置が変動することはないので、スロートハイトTH、MR
ハイト、さらにはアペックスアングルθを所望の設計値
どおりに形成することができる。このように、本発明に
よれば、MRハイトとスロートハイトTHとの間に常に所望
の関係が得られるので、記録ヘッドと再生ヘッドのバラ
ンスを最良の状態に保つことができ、その結果、高性能
の複合型薄膜磁気ヘッドを得ることができる。

【００６１】さらに、本発明に従い、第３の磁性層の先
端部をエアベアリング面よりも後退させ、この第３の磁
性層と第２の磁性層との接触部がエアベアリング面に露
出しないようにすることにより、仮にポールチップと上
部ポールの位置関係にエアベアリング面から見て位置ず
れが生じたとしても、上部ポールによって書き込みを行
うような、実効トラック幅の広がりを効果的に防止する
ことができる。

【００６２】またさらに、この発明に従い、第２の磁性
層の後端部をロート状に広げることによって、上部ポー
ルとポールチップとの接触面積を大きくとることができ
るので、この部分における磁束の飽和を効果的に防止す
ることができる。加えて、第３の磁性層の形状を幅広が
り状として、第２の磁性層を覆うようにすると、両者の
位置合わせに誤差が生じたとしても全体として接触面積
の変動は少ないので、磁束の飽和を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の標準的な薄膜磁気ヘッドの製造方法にお
ける最初の工程を示す断面図である。

【図２】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図３】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図４】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図５】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図６】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図７】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図８】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図９】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図１０】完成した従来の薄膜磁気ヘッドの断面図であ
る。

【図１１】完成した従来の薄膜磁気ヘッドの磁極部分の
断面図である。

【図１２】完成した従来の薄膜磁気ヘッドの平面図であ
る。

【図１３】本発明に従う薄膜磁気ヘッドの製造方法にお
ける最初の工程を示す断面図である。

【図１４】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図１５】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図１６】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図１７】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図１８】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図１９】第２の磁性層の形状の一例を示す平面図であ
る。

【図２０】第２の磁性層の形状の別例を示す平面図であ
る。

【図２１】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図２２】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図２３】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図２４】同じく、その次の工程を示す断面図である。

【図２５】第２の磁性層の形状に対する、好適な第３の
磁性層の形状を示す平面図である。

【図２６】図２４に示した工程の次の工程を示す断面図
である。

【図２７】完成した本発明に従う薄膜磁気ヘッドの平面
図である。

【図２８】本発明に従う薄膜磁気ヘッドの他の実施例の
平面図である。

【図２９】第２の磁性層の後方部分の広がり角度と、オ
ーバーライト特性および実効トラック幅との関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

１基体２絶縁層３下部シールド層４，６絶縁層５磁気抵抗層７第１の磁性層８ギャップ層９第２の磁性層９′ダミーパターン 10 絶縁層 11 フォトレジスト層 12，14 薄膜コイル 13，15 フォトレジスト層 16 第３の磁性層 17 オーバーコート層 18 エアベアリング面 19 MR再生素子 20 磁極部分 21 基体 22 絶縁層 23 下部シールド層 24，24′, 26 絶縁層 25 磁気抵抗層 27 第１の磁性層 28 ギャップ層 28′フォトレジスト絶縁層 29 第２の磁性層 29′ダミーパターン 30 磁極部分 31 絶縁層 32，34 薄膜コイル 33，35 フォトレジスト層 36 第３の磁性層 37 オーバーコート層 38 エアベアリング面 39 MR再生素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁極部分を有する第１の磁性層と、磁気記録媒体と対向し、記録トラックの幅を規定する幅
を有する磁極部分を有し、この磁極部分の端面が上記第
１の磁性層の磁極部分の端面と共にエアベアリング面を
構成する第２の磁性層と、この第２の磁性層に、上記第１の磁性層側とは反対側で
接触し、エアベアリング面から離れた後方位置において
第１の磁性層と磁気的に連結された第３の磁性層と、少なくとも上記エアベアリング面において第１の磁性層
の磁極部分と第２の磁性層の磁極部分との間に介挿され
た非磁性材料よりなるギャップ層と、上記エアベアリング面において磁気記録媒体に対する書
込用の磁束を発生させるように上記第１の磁性層と第２
および第３の磁性層との間に絶縁層を介して配設された
部分を有する薄膜コイルと、上記第１，第２および第３の磁性層、ギャップ層、絶縁
層および薄膜コイルを支持する基体とをそなえる薄膜磁
気ヘッドであって、上記第２の磁性層を、磁極部分だけでなく、磁極部分よ
りも後方の領域まで延在させ、少なくともこの延在させ
た領域で第３の磁性層と接触させることを特徴とする薄
膜磁気ヘッド。
【請求項２】前記第２の磁性層の幅が、磁極部分より
も後方の領域で広がっていることを特徴とする請求項１
記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】前記磁極部分よりも後方の領域における
第２の磁性層の幅広がり角度が40〜180 °であることを
特徴とする請求項２記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】前記第２の磁性層が、高飽和磁束密度材
料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】前記第３の磁性層の先端部をエアベアリ
ング面から後退させ、この第３の磁性層と第２の磁性層
との接触部がエアベアリング面に露出しないようにした
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜
磁気ヘッド。
【請求項６】前記第１の磁性層上に、磁極部分側の端
縁が、エアベアリング面に対する基準位置となる絶縁層
を設け、この絶縁層の表面を、さらに上記ギャップ層を
形成する非磁性薄膜層で被覆したことを特徴とする請求
項１〜５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】前記基体と第１の磁性層との間に、電気
的に絶縁されると共に磁気的に遮蔽された読取用の磁気
抵抗再生素子を、その端面が上記エアベアリング面に露
出するように配設して複合型薄膜磁気ヘッドとして構成
したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の
薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】薄膜磁気ヘッドを製造する方法であっ
て、磁極部分を有する第１の磁性層を基体によって支持され
るように形成する工程と、上記第１の磁性層の少なくとも磁極部分の上に非磁性材
料よりなるギャップ層を形成する前または後に、磁極部
分側の端縁がエアベアリング面に対する基準位置となる
絶縁層を形成する工程と、上記ギャップ層および絶縁層の上に、磁極部分およびそ
れよりも後方の領域にわたって第２の磁性層を形成する
工程と、上記絶縁層の上に、互いに電気的に分離された状態で薄
膜コイルを形成する工程と、上記第２の磁性層と、その少なくとも磁極部分よりも後
方の領域で接触すると共に、上記第１の磁性層と、上記
エアベアリング面から離れた後方位置において接触する
第３の磁性層を形成する工程と、上記基体、第１および第２の磁性層の磁極部分およびこ
れらによって挟まれたギャップ層を研磨して磁気記録媒
体と対向するエアベアリング面を形成する工程とを含む
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】前記第２の磁性層を形成するに際し、磁
極部分よりも後方領域の磁性層の幅を40〜180 °の範囲
内の角度を以て拡大させることを特徴とする請求項８記
載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１０】前記第１の磁性層の少なくとも磁極部
分の上に非磁性材料よりなるギャップ層を形成する前
に、磁極部分側の端縁がエアベアリング面に対する基準
位置となる絶縁層を形成し、ついでギャップ層を形成す
るに際し、上記絶縁層を、ギャップ層を形成する非磁性
薄膜層で覆うことを特徴とする請求項８または９記載の
薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１１】前記基体と第１の磁性層との間に、電
気的に絶縁されるとともに磁気的に遮蔽された読取用の
磁気抵抗再生素子を形成して複合型薄膜磁気ヘッドを構
成することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記
載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１２】前記基体上に磁気遮蔽を行う第１のシ
ールド層を形成し、その上に絶縁層中に埋設させて磁気
抵抗材料膜を形成した後、第２のシールド層を兼ねた前
記第１の磁性層を形成し、前記エアベアリング面を形成
するための研磨工程において、前記第１のシールド層を
研磨すると共に上記磁気抵抗材料膜をも研磨して端面が
エアベアリング面に露出する磁気抵抗再生素子を形成す
ることを特徴とする請求項１１に記載の薄膜磁気ヘッド
の製造方法。