JPS63224016A - 薄膜磁気ヘツドおよびその製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘツドおよびその製造方法

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JPS63224016A
JPS63224016A JP5803887A JP5803887A JPS63224016A JP S63224016 A JPS63224016 A JP S63224016A JP 5803887 A JP5803887 A JP 5803887A JP 5803887 A JP5803887 A JP 5803887A JP S63224016 A JPS63224016 A JP S63224016A
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JP
Japan
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thin film
yoke
magnetic
film
magnetic head
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JP5803887A
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Takao Maruyama
丸山 隆男
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3176—Structure of heads comprising at least in the transducing gap regions two magnetic thin films disposed respectively at both sides of the gaps
    • G11B5/3179—Structure of heads comprising at least in the transducing gap regions two magnetic thin films disposed respectively at both sides of the gaps the films being mainly disposed in parallel planes
    • G11B5/3183—Structure of heads comprising at least in the transducing gap regions two magnetic thin films disposed respectively at both sides of the gaps the films being mainly disposed in parallel planes intersecting the gap plane, e.g. "horizontal head structure"

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は磁気ディスク装置、磁気テープ装置等に使用さ
れる、集積化薄膜技術を用いて作製される薄膜磁気ヘッ
ドに関するものである。
(従来の技術) 近年磁気記録の分野においては、高記録密度化が増々進
み記録媒体と共に磁気記録を支える磁気ヘッドにおいて
も、前述の高記録密度化に対応することが強く求められ
ており、従来のフェライトヘッドにかわり、集積化薄膜
技術を用いて製造される薄膜磁気ヘッドが実用化されて
きた。
第2図はこの様な薄膜磁気ヘッドの概略構造を示す斜視
図である。第2図においてAl2O3−TiC等のセラ
ミックスよりなる基板(図示せず)上に軟磁性薄膜、例
えばNiFe合金あるいはCo−金属系非晶質膜よりな
る下部磁性体層1が形成され、ついで所定のギャップ長
(GL)に相当する膜厚の酸化硅素等からなる非磁性層
(図示せず)がスパッタ法等で成膜される。その後、C
u、Au等の導電性材料よりなるコイル2、及、び絶縁
層と段差解消層の機能を合わせ持つ有機物層3が形成さ
れる。更に、前記コイル2と有機物層3を挟み込むよう
に、下部磁性体層1と同様の軟磁性材料を用いて、上部
磁性体層4が形成され、又コイル2と回路系を接続する
端子5が形成されて薄膜磁気ヘッドが構成されている。
以上述べてきた様な薄膜磁気ヘッドは、従来のフェライ
トヘッドに較ベコイルのインダクタンスが小さく、従っ
て、共振周波数が高くなり高記録密度化に適している。
また、薄膜磁気ヘッドは集積化薄膜技術を用いて製造さ
れるため、下部磁性体層1を始めとする薄膜磁気ヘッド
の各部が高精度に加工され、しかも量産性に優れている
為低価格化に有利であるなど、多くの利点を有している
。
更に、上部磁性体層4あるいは下部磁性体層1をなす軟
磁性薄膜は、NiFe合金、センダスト、Co−金属系
非晶質膜等から形成されるのが通常でこれらの材料は、
フェライトに比較して、地利磁化が大きく、且つ又高周
波での透磁率が高い為、材料的にみても高記録密度に適
した磁気ヘッドと言える。
(発明が解決しようとする問題点) しかしなから第2図に示した如き薄膜磁気ヘッドにおい
ては、以下に述べるように高記録密度化、特に高トラツ
ク密度化を達成する際に大きな問題点があった。
すなわち、第2図に示した従来の薄膜磁気ヘッドにおい
ては、トラック幅は下部磁性体層1及び上部磁性体層4
を成す軟磁性体パターンのパターン幅TWで規定される
。この為、高トラツク密度化は、前記下部磁性体層1及
び上部磁性体層4のパターン幅TWを、例えばArガス
雰囲気中のイオンエツチング加工により狭めることによ
って実現される。しかし、パターン幅TWを例えば10
μm以下に加工すると、上部磁性体層4及び下部磁性体
層1をなす軟磁性体薄膜パターンの磁区構造が乱れ、ヘ
ッドの電極変換効率の低下あるいは再生波形の変動・歪
みが生じるという大きな欠点があった。すなわち、パタ
ーン幅TWが大きな場合には、上部磁性体層4あるいは
下部磁性体層1となる軟磁性薄膜パターン6の磁区構造
は、第3図(a)に示したような構造を示し、磁化方向
7は軟磁性薄膜に成膜時に付与された磁気異方性の方向
(第3図(a)では左右方向)とほぼ一致しており、磁
化反転は主として磁化回転モードで行われ、高周波特性
が伸び雑音の少ない良好な電磁変換特性を示す。しかし
一方、高トラツク密度化を実現するため、パターン幅T
Wを狭めた場合(第3図(b))には、軟磁性薄膜パタ
ーン6の磁区構造は乱れ、特にパターンの先端部では磁
化方向7はパターンの形状効果の為、パターン方向と略
平行(第3図(b)では上下方向)となる。この為、磁
化の反転は、磁壁移動モードが主となとり、透磁率、特
に高周波領域での透磁率が激減し、電極変換効率が低下
するという問題点があった。更に、磁化反転に伴う磁壁
8の不規則な動きの為、再生波形の変動・歪みが生じ、
この点についても大きな問題となっていた。
さらに、従来の薄膜磁気ヘッドでは、トラック幅が狭く
なると、信号出力が低下するとともに記録にじみがトラ
ック幅に対して無視できなくなるの゛で、隣接トラック
からのクロストークの影響が大きくなり、信号対雑音比
が劣化するという本質的な問題を有しており、この問題
を解決する手段がなかった。
本発明は以上述べてきた従来の薄膜磁気ヘッドの諸欠点
を除去せしめて、高い電磁変換効率ど高トラック密度と
を有する新たな薄膜磁気ヘッドを提供することを目的と
するものである。
(問題点を解決する為の手段) 本発明によれば、所定のトラック幅と等しい膜厚を有し
、平面上で環状の磁気回路を形成する軟磁性薄膜よりな
るヨークと、磁気記録媒体対向面で前記ヨークに形成さ
れたギャップと、少なくと、前記ギャップ領域を含み、
前記ヨークを挟んで上下に積層された導電性金属薄膜よ
りなるシールドを備えた薄膜磁気ヘッド、および、前記
ヨークと前記下シールド、あるいは、前記ヨークと前記
上シールドの少なくとも何れか一方を連続して形成する
薄膜磁気ヘッドの製造方法が得られる。
(作用) 本”発明による薄膜磁気ヘッドは、上述の構成をとるこ
とにより従来の問題点を解決した薄膜磁気ヘッドの提供
を可能とした。すなわち、本発明による薄膜磁気ヘッド
においては、平面上で環状に形成されたヨークとなる軟
磁性薄膜の膜厚でトラック幅が規定される・。つまり、
高トラツク密度化は前記軟磁性薄膜の膜厚を小さくする
ことで実現され、上部あるいは下部磁性体層をなす薄膜
パターンをエツチングにより狭めることが原理的に不要
である。従って、前述したトラック幅を狭めたことによ
る上部あるいは下部磁性体層をなす薄膜パターンの磁区
構造の乱れに基く電磁変換効率の低下や再生波形の変動
・歪みの発生が回避される。
また、本発明による薄膜磁気ヘッドは、ヨークを挟んで
上下に導電性金属薄膜よりなるシールドを備えている。
薄膜磁気ヘッドが発生する磁界成分のうち、隣接トラッ
ク方向成分はシールド面に対して垂直であるので、シー
ルド面内を流れる渦電流により、この方向の磁界変化は
大幅に抑制される:従って、記録再生時に、隣接トラッ
ク相互のクロストークを抑制することができる。
さらに、このシールドは必ずしも軟磁性体である必要は
ない。従って、シールドとヨークが接してもシールドに
磁束の漏れがなく、ギャップ内の磁界強度を弱めること
がないため、シールドと1:、″。
・ク ヨークを連続的に形成できる。よって、シールドの付加
によって、ヘッドの構造や作製プロセスを繁雑化するこ
とがない。
(実施例) 以下図面を用いて本発明を説明する。
第1図(a)は本発明による薄膜磁気ヘッドの第一の実
施例を示す斜視図である。第1図(a)において、先ず
Al2O3−TiC基板(図示せず)上にスパッタ法で
5i02膜を約10pm成膜した。ついで下シールド9
として膜厚3pmのCu−Al合金膜と、ヨーク10と
して膜厚2μmのCog□Zr1O(重量比)膜をスパ
ッタ法で前記5i02膜上に連続成膜した。その際、C
oZr膜の磁気異方性が図のX方向、即ち、磁気記録媒
体から流入する信号磁束の方向とほぼ垂直になるよう、
一方向の磁界中で成膜した。本実施例の薄膜磁気ヘッド
のトラック幅は、CoZr膜の膜厚となるので2pmで
ある。
ついで、CoZr膜とCu−A1合金膜をイオンミリン
グによりエツチングし、下シールド9とヨーク10を形
成した。ここで、前記ヨーク10は、媒体対向面側に所
定のギャップ長に等しい間隙を有するように形成されて
いる。本実施例では、この間隙は0゜5pmとした。
その後、基板全面にスパッタ法により5i02膜を成膜
し前記下シールド9及びヨーク10を埋め込んだ。つい
で、Arガス雰囲気中のエッチバックにより前記5i0
2膜を平坦化した。
この平坦化工程の後、上シールド11として、膜厚3p
mのCu−A1合金をスパッタ法で成膜し、イオンミリ
ングによりエツチングしてパターンを形成した。次に、
NiBIFe1g合金よりなるMR素子12をヨーク1
0の媒体対向面とは反対側の各端部に形成した。MR素
子の膜厚は300オングストロームとし、成膜には蒸着
装置を使用した。又、該MR素子12にバイアスを印加
する硬質磁性膜としてCo7oPtao(i子比)膜を
同様にして成膜した。膜厚は450オングストロームで
ある。尚、このCoPt膜はMR素子上に積層して形成
されているが、図の煩雑さを避けるため図示していない
。このCoPt膜によりMR素子12はその磁化0方向
がMR素人セ中を流れる″′″″′電流1・二;ノ と同一方向の所定角度(本実施例では45°)を有する
ようにバイアスされた。
その後、MR素子と回路系とを接続する導電性薄膜パタ
ーンよりなる端子5を形成した。使用した導体はAu薄
膜であり、その膜厚は3000オングストロームである
。ここで、MR素子を互いに電気的に接続する導電性薄
膜パターンには、Au薄膜からなる中間端子13が接続
された。
さらに絶縁膜として5i02膜を3000オングストロ
ーム形成後、リターンヨーク14として、膜厚2pmの
Co9oZrto(重量比)膜をスパッタ方で成膜した
。その際、CoZr膜の磁気異方性が図のy方向、即ち
、磁気記録媒体から流入した信号磁束の通過方向と垂直
になるよう、一方向の磁界中で成膜した。以上のように
して薄膜磁気ヘッドのトランスデユーサ−を試作した。
この本発明による第一の実施例による薄膜磁気ヘッドで
は、ヨークの膜厚を小さくすることでプロセス的に簡便
に高トラツク密度化が実現された。又、従来の薄膜磁気
ヘッドにおいて高トラツク密度化を実施した際に生じる
諸問題点、すなわち磁区構造の乱れに基ずく電磁変換効
率の低下や再生波形の変動・歪み等が全くみちれなかっ
た。
さらに、シールドがない場合に比較して、隣接トラック
からのクロストークが改善され、トラック幅2μmにも
かかわらず、良好な信号対雑音比が達成された。また、
シールドを付加したことによるプロセスの増加は、極く
僅かであった。
第1図(b)は本発明による薄膜磁気ヘッドの第2の実
施例を示す斜視図である。第1図(b)において、先ず
Al2O3−TiC基板(図示せず)上にスパッタ法で
5i02膜を約10μm成膜し、ついでメッキ法を用い
て膜厚1pmのCuメッキ膜からなる下コイル(図示せ
ず)を形成した。
ついで、5i02膜絶縁層絶縁パッタ法により2000
オングストローム成膜後、まず、リターンヨーク14と
して、Co9ozr1o膜をスパッタ法により2ミクロ
ン成膜した。その後、CoZr膜の磁気異方性の方向が
、信号磁束の通過方向に対して垂直となるように、一方
向の磁界中で温度300度で焼鈍した。次に5i02絶
縁層を介して、下コイルと電気的連続性を損なわないよ
うにして膜厚1pmの上コイル15を形成し、併せてコ
イル用の端子5を接続した。
ここで、上コイル15の形成は下コイルと全く同一の方
法を用いた。
さらに、下シールド9として厚さ211mの銅薄膜をス
パッタ法により成膜し、パターン化した後、ヨーク10
として厚さ2pmのCo9oZrto膜、および、上シ
ールド11として厚さ2pmのCu薄膜を、スパッタ法
により連続成膜した。その後、CoZr膜の磁気異方性
の方向が、磁気記録媒体より流入する信号磁束の方向に
対してほぼ垂直となるように温度250度で磁界中焼鈍
した。ついで、イオンミリングによるエツチングでヨー
ク10および上シールド11のパターンを形成した。以
上のようにして、薄膜磁気ヘッドのトランスデユーサ−
を試作した。
この本発明よる第2の実施例の薄膜磁気ヘッドでも、狭
トラツクでありながら、高周波で安定に記録再生を行う
ことができ、磁壁移動に起因する雑音は観察されなかっ
た。さらに、上下シールド9および11の作用により、
記録トラック幅はヨーク10の厚さに対して約1割増加
したのみであり、高トラツク密度記録が実現された。ま
た、上下シールド9および11を付加したことによるヘ
ッド作製プロセスの増加は、極く僅かであった。
(発明の効果) 以上述べてきた様に、本発明による薄膜磁気ヘッドにお
いては、平面上で環状に形成されたヨークの膜厚でトラ
ック幅が規定されるため、高トラツク密度化が本質的に
容易であり、従来の薄膜磁気ヘッドにおいて高トラツク
密度化を実施した際に生じる、磁区構造の乱れに基ずく
電磁変換効率の低下や再生波形の変動・歪み等の問題点
が回避される。さらに、ギャップ部でヨークを挟んで上
下に積層されたシールドの作用により、隣接トラック相
互のクロストークが抑制されるため、高い信号対雑音比
が実現される。
以上述べてきたように、本発明によれば、高い信号対雑
音比を持つ、高トラツク密度の薄膜磁気ヘッドが容易に
実現され、本発明の持つ工業的価値は高いと言える。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による薄膜磁気ヘッドの実施例を示す斜
視図、第2図は従来例を示す斜視図、第3図は従来例の
問題点を説明するための平面図である。 図において、 1・・・下部磁性体層、2・・・コイル、3・・・有機
物層、4・・・上部磁性体層、5・・・端子、6・・・
軟磁性体薄膜パターン、7・・・磁化方向、8・・・磁
壁、9・・・下シールド、10・・・ヨーク、11・・
・上シールド、12・・・MR素子、13・・・中間端
子、14・・・リターンヨーク、16・・・上コイルで
ある。 第1図 第2図 5端子 第3図 (a) フ)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定のトラック幅と等しい膜厚を有し、平面上に
    環状の磁気回路を形成する軟磁性薄膜よりなるヨークと
    、磁気記録媒体との対向面で前記ヨークに形成されたギ
    ャップと、少なくとも前記ギャップ領域を含み、前記ヨ
    ークを挟んで上下に積層された導電性金属薄膜よりなる
    シールドとを備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  2. (2)前記シールドが非磁性金属薄膜であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の薄膜磁気ヘッド。
  3. (3)環状ヨークにコイルが巻かれていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の薄膜磁気ヘッド。
  4. (4)環状ヨークの一部に磁気回路の連続性を損なうこ
    となく、磁気抵抗効果素子が形成されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の薄膜磁気ヘッド。
  5. (5)所定のトラック幅と等しい膜厚を有し、平面上に
    環状の磁気回路を形成する軟磁性薄膜パターンよりなる
    ヨーク、磁気記録媒体との対向面で前記ヨークに形成さ
    れたギャップ、および、少なくとも前記ギャップ領域を
    含み、前記ヨークを挟んで上下に積層された導電性金属
    薄膜パターンよりなるシールドを備えた薄膜磁気ヘッド
    の製造方法であって、前記ヨークと前記下シールド、あ
    るいは、前記ヨークと前記上シールドの、少なくとも何
    れか一方を連続して形成することを特徴とする薄膜磁気
    ヘッドの製造方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0363912A (ja) * 1989-08-02 1991-03-19 Hitachi Ltd 薄膜磁気ヘッド
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US7317596B2 (en) 2005-06-21 2008-01-08 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic recording disk drive having read head with high cross-track resolution and disk with low bit-aspect-ratio
US8276257B2 (en) 2004-07-30 2012-10-02 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method for making coplanar write head pole tips

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