JPS6299907A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、摺動耐久性の良好な薄膜磁気ヘッドに関する
。

〔発明の背景〕

薄膜磁気ヘッドとして、例えば、Ｉ　Ｂ　Ｍ　Ｄｉｓｋ
Ｓｔｏｒａｇｅ　ＴｇｃｈＦ＆ｏｌｏｇｙ　、　ｐａｇ
ｅ　６　、　Ｆｅｂ１１９８０　、におけるＲｏｂｇｒ
ｔ　Ｅ、　Ｚｏｎｍｓ　、　Ｊｒｌによる”　ＩＢＭ　
３３７０Ｆｉｌｎｈ　Ｈａａｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｘｄ
　Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ”　ど題する文献に示された
構造のものが知られている。このタイツの磁気ヘッドは
、いわゆるウィンチェスタ−型ディスク装置に用いられ
るもので、磁気ヘッドは記録媒体（この場合はディスク
）と非接触、すなわちディスクが開運で回転しているた
めに磁気ヘッドはディスク表面から０．６〜１４μｍ浮
上している。このような用い方をするため、磁気ヘッド
の走行摩耗は特に問題とならず、いわゆるギャップデプ
スは１μｍ前後あれば摩耗寿命という問題はほとんどな
い。それ故、このような磁気ヘッドでは、磁気コアの厚
さを２〜３μ肩と薄く；−でも磁気コアの飽和現象は生
ぜず、むしろこのようなコア厚により磁気ヘッドの同波
数特性を若干改善できることから、２〜３μｍ厚の磁気
コアを積極的に利用している。この種の磁気ヘッドは上
部と下部の二つのコアから成り、そのトラック幅は上部
コアのバターニングによシ規制されるが、コア厚が５μ
ｍ以下と薄いため、たとえばトラック幅を１２μｍ以下
の祠度で加工するとしても製作工程上特に問題とはなら
ない。一方、このような薄膜磁気ヘッドをＶＴＲのよう
に磁気ヘッドと記録媒体とが接触して高速度（５，６ｍ
／ｓａｃ等）で走行するシステムに導入しようとすると
、磁気ヘッドの摩耗という重大な問題が生ずる。

すなわち、一般１ｇ、、ＶＴＲなどの接触走行システム
では、経験的に１００時間当り１μ簿程度の磁気ヘッド
の摩耗が発生することが知られている。

このため、上記したような磁気ヘッドでは、ギヤ、ブデ
プスが１μｍ前後であるため、１００時間程度の使用で
磁気ギヤツブが失なわれ、磁気ヘッドとしての機能をな
くしてしまうという問題がある。

この問題を解決する方法としては、山気ヘッドを形成す
る基板（この部分が主として記録媒体と摺動し、磁気ヘ
ッドの寿命を決定する）を硬くして、耐摩耗性を改善す
ることが考えられるが、この方法には次のような重大な
欠点があり、現実的でない。すなわち、薄膜磁気ヘッド
では磁気コアを、１１１Ｍあるいは真空中でのスパッタ
リング等の方法で、パーマロイ、センダスト、コバルト
、等を主体とした軟磁性薄膜で構成するため、基板と磁
気コアの耐摩耗性は整合せず、両者間に大きな差が生じ
る場合（一般に、磁気コアの方が摩耗し易い）は磁気ヘ
ッドの記録媒体接触面に偏摩耗が生じ、記録媒体との間
に必要とされるスペーシング（Ｏ，ＯＳμｍ以下）を確
保することが不可能となって、現在のＶＴＲ等で用いら
れている記録波長１μｍ以下のシステムでは実用になら
ない。

前記問題を解決する他の方法として、ギャップデプスを
１０μ屏あるいはそれ以上とすることが考えられる。ギ
ャップデプスの大きさは、この部分に磁束を誘導する磁
気コアが飽和しない範囲に限定され、ギャップデプスｇ
ｄ、トラック幅Ｔ、、コア厚Ｔ１　コア幅Ｃ，とすると
、！Ｉ　ｔ　×Ｔｉｒ＜ＴＸＣｉｒとなる。トラック幅
とコア幅の最少部分は一致する構造となるため、！ｉｔ
＜　Ｔすなわちギャップデプスを大きくするためにはコ
ア厚をそれ以上厚くする必要がある。コア厚について検
討した結果、ギャップデプスとして１０〜１５μｍ金得
るためには、上部・下部山気コア厚としては２０μ島程
度を必要とすることがわかった。ところが、２０μｍの
ような非常に厚い薄膜をバターニングにより形成するこ
とけ容易でなく、また薄膜磁気ヘッドではバターニング
部には傾斜部に形成される磁性膜を加工する部分があり
、この傾斜部に形成した膜と平坦部に形成した膜とでエ
ツチング速度に大きな差があるため、いわゆる湿式エツ
チングは採用できず、真空中で加速したアルゴン原子を
加工面に衝突させるイオンミリング法を用いるドライエ
ツチングで加工するととてなる。ところが、この種のド
ライエツチング法では湿式法でよく用いられる選択エツ
チングが雌かしく（機械的な加工のため、材料によって
加工速度に差が出にくい）、加工時に用いるマスク材は
非加工膜と同程度必要となる。

以上のような制約があるため、磁気コアを従来技術によ
り尚精度にバターニングすることは非常に雛かしい。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、トラッ
ク幅を非常に狭くかつ精度よく加工でき、磁気コア厚が
トラック幅の精度に全く影響を与えず、記録媒体と摺動
走行する使用状態においてもその摺動耐久性を格段に向
上させた薄膜磁気ヘッドを提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、トラック幅をコ
イル層間絶縁材で規制することとし、この加工を基板平
坦面で行ない、該コイル層間絶縁材を多層化してそのう
ちの一層によりトラック幅を１佃御すると共に、この層
間絶縁材の多ｊ−化層間材として核層間材と選択エツチ
ングが可能な材料を用いた点に特徴がある。

〔発明の実施例〕

り下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

＄１図は本発明による薄膜硼気ヘッドの一実施例を示す
構造図であって、１は基枚、２は下部磁気コア、３は上
部磁気コア、４と５は信号コイルの層間絶縁材、６は信
号コイル（１ターンのみを示す）、７けエツチングスト
ッパー材（工、チング終点膜）、８け磁気ギャップであ
る。

同図において、薄膜ω気ヘノドは、基砂１上に形に形成
した下部磁気コア２と上部磁気コア３とで形成される磁
気回路内に信号コイル６を＾１ｉ、ｆｊ’ｉ　１．て成
り、下部磁気コア２と上部磁気コア６との１ｔｊｊ　Ｋ
配（、タエッチングストッパー材７で規制した磁気ギャ
ップ８を有する。信号コイル６は、層間絶縁材４゜５に
より絶縁した多ターンコイルから成る。エツチングスト
ッパー材７は、層間絶縁材５をエツチングにより微細加
工するためのものであるが、この実施例ではギャップ長
を規制するいわゆるギャップ材としての機能も有せしめ
るため、ギャップ材と同一の材料を用いている。この実
施例では、トラック幅１１０７ｚ、磁気コア厚２０μｍ
、信号コイルの層間Ｐ３線層の全体厚さを１２μ贋とし
た。トラック幅は、図示のように、層間絶縁層４で規制
きれる。

次に、本発明による導膜磁気ヘッドの製造工程の概要を
説明する。

第２図は本発明による薄膜磁気ヘッドを製造する方法の
一例を示す主峨工程図である。

同図において、製造工程は次の（α）〜ｆｉ１の工程か
ら成る。

（α）コーニング社製のホトセラム基板１上にパーマロ
イをスパッタリング法にて全面に形成して下部磁気コア
２を得る。この下部磁気コア２の厚さは１５μｍ程度と
するのが良い。しかる後に、イ百号コイルの層間絶縁層
となるＳｉｎ、層４を約２μｍの厚さにスパッタリング
法により形成する。

スパッタリング法について特に限定する必要はないが、
ここでは２極式のマグネトロン弐ＲＦスパッター法を用
いる。

［Ａｌ次に、第１層目の信号コイルを形成するために、
例えばクロムを５０ＯＡ、鋼を５μｍ１　　クロムを５
０ＯＡ　の層をこの順でスパッタリング法によシ多層膜
を形成する。この場合、クロム層は接合ノーとしての機
能を保たせるため同一真空チャンバー内で連続形成する
ことが望ましい。しかる後、湿式法のエツチングなどに
よシ上記多層膜を信号コイルとしての所望の形状に加工
し、第１層目の信号コイル（１ターン）６を形成する。

ｔ、−１次に、フロントの磁気ギャップ部となるスルー
ホールＩＯを同様の湿式法のエツチングなどにより加工
する。この時リアスルホールに同様に形成しておく。こ
の場合、ｓｉｏ、層４け厚さが２μ隅でかつ平坦である
ため、加工精度は１０．５μｍ以下とすることができる
。しかる後に再度Ｓｉｎ、の湿式エツチング時にエツチ
ング終点となるストッパー膜７を、例えばクロムを２ｓ
ｏｏ、；の厚さにスパッタリング法などにより形成する
。このクロムの層は、また磁気ギャップ規制材として機
能する。なお、この層はクロムの外、モリブデン、タン
タル、アルミナ等でもよい。

（ｄｉ次に、第２層目の信月コイルを形成するために、
工程（Ａｌと同様にして６層間絶縁層５とクロム−銅−
クロムの多層膜を形成し、同様の加工により第２層目の
信号コイル６′を形成する。

（−１信号コイルの形成後、その上にＳｉｎ、膜９を例
えば２μｍ厚に形成して１ぎ号コイルと上部コアとの絶
縁を確保する。この時、工程ＦＣ＋で形成したフロント
ギャップスルーホール１００部分には厚さ４μｍのＳｉ
ｎ、膜が形成される。このｓｉｏ、膜の湿式エツチング
では、前述したスルーホールに伴なう傾斜部を避け、完
全ＫＩＩａ斜部を含包する形でバターニングを行ない、
フロントスルーホール１０の５ｔｏｔ膜と、リアスルー
ホール１０’を形成する。フロントスルーホール１０１
ｃ　Ｉｄ　、ストッパー材としてクロム層があるため、
このパターニング後に工程１ｃｌでのトラ、り幅は保た
れる、リアスルホール形成部についてはこのクロム層を
湿式法エツチング等で除去する。この後、上部磁気コア
となる磁性膜を厚さ２０μｍでやはり下部磁気コアと同
様、パーマロイにて形成し、所望の形状に加工する（図
示せず）。このパターニング工程では、トラック幅は規
制しないので特に問題はない。また、５ｉｎｔ膜の形成
工程ｉａｌでの加工時に所望の５ｉｎ２工ツチング終了
時に、クロームが露出するので、終点判定が容易となる
。

第５図は本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施例を示
す断面図であって、第１図と同一符号は同一部分を示す
。

同図において、この実施例の薄膜磁気ヘッドは磁気ギャ
ップ材を１１１１記ストツパー材で兼ねるものでなく、
第２図の工程（−）における第二ノー目と第三層目のＳ
ｉｎ、膜をバターニングした後、ストンバー材７である
クロム層を取り除き、しかる後、磁気ギヤツブ材となる
。Ｓｉ（４膜７′をあらためて形成するもので、その厚
さは例えば０．２５μ簿とする。

このようにすれば、ストッパー材であるクロム層をギャ
ップ長にかかわらずＶζ厚く形成することができ、安定
したエツチングプロセスを確保できる。

第４図は本発明（てよる薄膜磁気−・ソドのさらに他の
実施例であって、第１．第５図と同一符号は同一部分を
示す、 同図において、この実施例の薄膜磁気ヘッドはトラック
幅の規制を信号コイルの層間絶縁層の最Ｆ　Ｉｉ！５　
Ｋよって行なうものである。このとき、信号コイルのＪ
−聞納縁ｆｄ１４は、１−間絶縁層５をバターニングす
るスルーホールの径より大キく加工し、スルーホールを
バターニングする際に、その傾斜面部がエツチング加工
されないよう圧することが重要である。しかるのち磁気
ギャップ材としてＳｔＯ，膜７′を形成する。この実施
例は、前記各実施例と異なり、ストッパ一層が不要であ
り、加工プロセスを簡略にすることができる。

なお、上記実施例では、上部磁気コア３のエツチング端
面をスルーホールの傾斜面部に設定したが、Ｓｊ□、ｌ
換７“の平坦部にその抱囲を設定しても間、ｌＲはない
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、トラック幅がｌ
Ｏ〜２０μ扉と非常に狭くかつ±０．５μｍの高い精度
で加工でき、磁気コアの厚さがトラック幅の精度に全く
彰＃を与えない構造のため、従来２〜３μｍであるのに
対し、それを２０μｍ以上の厚さの磁気コアとすること
が可能となり、記録媒体と摺動して走行する使用におい
ても５０００時間以上の長寿命を達成でき、上記従来技
術の欠点を除いて優れた機能の薄膜磁気ヘッドを提供す
ることかでさる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明匠よる傳Ｖ磁気ヘッドの−、実施例を示
す構造図、第２図は本発明による薄膜磁気へ、ドの製造
方法の例を示す工程図、、第３図と第４図は本発明によ
る：ｕｊ、膜磁気ヘッドの他の実施例を示す断面図であ
る。 １・・・基板　　　　　　　２・・下部磁気コア３・・
・上部磁気コア　　　４．５・・・Ｉ−間絶縁ノ−６・
・・信号コイル ７・・エッチングストノハー材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部磁気コアと下部磁気コアとから成る磁気回路
   内に絶縁層を介して信号コイルを配置した薄膜磁気ヘッ
   ドにおいて、前記信号コイルを複数層から構成すると共
   に、該複数の信号コイル間を絶縁する層間絶縁材を多層
   とし、該多層の１又は２層ごとにパターニングして得た
   トラック幅を具備せしめたことにより、高精度のトラッ
   ク幅を実現可能に構成したことを特徴とする薄膜磁気ヘ
   ッド。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項記載の薄膜磁気ヘッド
   において、前記層間絶縁材をＳｉＯ＿２から構成すると
   共に該層間にクローム、モリブデン、タンタル等から成
   るエッチングストッパー層を設け、前記層間絶縁層を湿
   式法によるパターニングを形成したことを特徴とする薄
   膜磁気ヘッド。