(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも上下コアと、前記上下コア間に形成された前部中間コア及び後部中間コアとによって磁気回路を構成する各層が平坦に形成されており、前記上下コアと前記中間コアの積層部のいずれかに磁気ギャップが形成された薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁気ギャップは、前記前部中間コアの積層部の中央部に形成され、かつ前記前部中間コアの積層部は、前記前部中間コアのギャップ深さ０の位置よりも後側が、前記上下コアから前記磁気ギャップに向かって、前記磁気ギャップに対して対称的、かつ段階的に幅を狭くした複数の中間コアから構成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、薄膜磁気ヘッドにかかり、更に具体的には、上下コア及び中間コアによって磁気回路が構成されており、高密度磁気記録に適した薄膜磁気ヘッドの改良に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来の薄膜磁気ヘッドとしては、例えば図８（Ａ）に主要部を示すものがある。この例では、平坦な下コアの上に巻線を積み、この巻線部を跨ぐように上コアが配置された構成となっている。同図において、基板８００の主面に形成された下コア８０２上には、非磁性層による磁気ギャップ８０４，絶縁層８０６，８０８が形成されている。絶縁層８０８にはコイル８１０が形成されており、その上に上コア８１２，保護膜８１４が形成されている。
【０００３】
これに対し、特開平３−５８３０８号には、図８（Ｂ）に示すように、巻線部を挟んだ平坦な上下コアを平坦な中間コアパターンで接続した構造の薄膜磁気ヘッドが開示されている。同図において、基板８００上には絶縁膜（図示せず）を介して下コア８０２が形成されている。この下コア８０２上には、前部中間コア８２０，８２２，後部中間コア８２４，８２６がそれぞれ形成されている。
【０００４】
そして、前部中間コア８２０，８２２の間には絶縁膜による磁気ギャップ８２８が形成されており、更に後部中間コア８２４，８２６を巻回するようにコイル８１０が形成されている。前部中間コア８２２，後部中間コア８２６上には絶縁膜（図示せず）中に上コア８３０が形成されている。また、上コア８３０上には、保護膜８１４が形成されている。
【０００５】
この例によれば、前記図８（Ａ）の例と比較して、▲１▼磁性膜を全て平坦に成膜できるため、磁性膜パターンの特性劣化がない，▲２▼フォトリソグラフィ工程が平坦面上で行えるため、微細なパターン形成及び加工が可能となる，などのメリットがある。しかし、同時に、▲１▼磁路が完全な短形となるため、磁束がスムーズにギャップ先端に導入されない，▲２▼中間コア厚みに対してギャップ深さが小さくなった場合、中間コア部で磁路断面積が小さくなるため磁気飽和し易い，などのデメリットもある。
【０００６】
この問題点を改良するものとして、特願平３−１８３７９１号，特願平５−１２７８２２号として出願されたものがある。これらは、ギャップ層を挟んで相対する前部中間コアを、ギャップ深さ方向に伸延しつつその間にスペーサと呼ばれる非磁性層を挟み込んで形成したもので、ギャップ深さ０位置以後で対向する相互の磁気コア間隔を広げ、その部位での漏洩磁束を軽減させたものである。
【０００７】
図９（Ａ）には、特願平５−１２７８２２号に開示された薄膜磁気ヘッドの主要部断面が示されている。同図において、基板５０上には絶縁層５２，下コア５４が平坦に形成されており、それらの上には前部中間コア９０２，後部中間コア５８，絶縁膜６０がそれぞれ平坦に形成されている。また、前部中間コア９０２，絶縁膜６０には、金属などの非磁性材料によってスペーサ９００，コイル６８が形成されている。
【０００８】
次に、基板５０の主面上であって、後部中間コアの形成領域を除いた部分には、絶縁材料による磁気ギャップ７０が形成されており、この上に前部中間コア９０４，後部中間コア７４，及び絶縁膜７６が形成されている。絶縁膜７６には、２層目のコイル７８が形成されている。前部中間コア９０４から後部中間コア７４に至る部分に上コア８２が形成されるとともに、その他の部分に絶縁膜８０が形成されている。また、絶縁膜８０にコイル６８，７８に接続するためのリード線８４が形成されている。
【０００９】
以上のように、この例によれば、非磁性材料によるスペーサ９００が、前部中間コア９０２内に埋め込み形成されている。他の前部中間コア９０４は、平坦面上に形成される。これにより、磁性膜が段差上に形成されることによって生ずる磁気特性の劣化，特に磁気コア先端部分における特性の劣化が良好に防止される。また、スペーサ９００の材料として、コイル６８の材料と同様の導電体が用いられている。このため、磁気ギャップ７０を挟む前部中間コア９０２，９０４間の磁気シールド効果が増大して磁束漏洩を減少させることができる。更に、スペーサ９００の前端部が傾斜したテーパ形状となっている。これによって、磁気ギャップ７０近傍におけるコア部分の磁気飽和を抑えることが可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような背景技術には次のような不都合がある。
（１）特願平３−１８３７９１号として出願されたものは、スペーサによって生ずる段差部分上に磁性層が形成されるので、その磁性層の磁気特性が劣化するという不都合が生ずる。
【００１１】
（２）特願平５−１２７８２２号として出願されたものは、スペーサを埋め込み形成して平坦化しているために段差は生じない。このため、上述したような段差に基づく磁気コアの特性劣化という問題は解決される。しかし、埋め込み形成のため、スペーサの厚みは、必然的に埋め込まれる下部磁性層の厚みより薄くならざるを得ない。また、スペーサを埋め込み形成するための微少で深い穴を加工するプロセスも困難であるため、漏れ磁束を防ぐべき間隔をあまり広くとることができず、結果的に大幅な改善効果を期待できない。すなわち、図９（Ｂ）に示すように、スペーサ９００の厚み（深さ）Δｄが小さいため、スペーサ９００中を磁束が漏洩して通るようになる。従って、ギャップ７０の先端に出るべき磁束が低下してしまう。なお、同図中、Ｌは寿命寸法（ギャップ深さ）を示す。
【００１２】
この発明は、これらの点に着目したもので、磁気ギャップ先端近傍における磁束の漏洩を抑制して、磁束を効果的にギャップ先端に導入し、集中させることができる、高密度記録に好適な薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を提供することを、その目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段と作用】
上述の問題点を解決するために本発明は、少なくとも上下コアと、前記上下コア間に形成された前部中間コア及び後部中間コアとによって磁気回路を構成する各層が平坦に形成されており、前記上下コアと前記中間コアの積層部のいずれかに磁気ギャップが形成された薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気ギャップは、前記前部中間コアの積層部の中央部に形成され、かつ前記前部中間コアの積層部は、前記前部中間コアのギャップ深さ０の位置よりも後側が、前記上下コアから前記磁気ギャップに向かって、前記磁気ギャップに対して対称的、かつ段階的に幅を狭くした複数の中間コアから構成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッドを提供するものである。このため、特に記録時におけるギャップ近傍の漏洩磁束が抑制され、磁束を効果的にギャップ先端に導入集中することが可能となる。この発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、次の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【００１４】
【好ましい実施例の説明】
この発明には数多くの実施例が有り得るが、ここでは適切な数の実施例を示し、詳細に説明する。
【００１５】
＜実施例１＞
最初に、図１〜図４を参照しながら実施例１について説明する。この実施例１の薄膜磁気ヘッドは、図１（Ａ）に断面を示すように、巻線部を挟むように配置された上下コア間に４層の中間コアが階段状に形成された構造となっている。
まず、図２〜図４を参照しながら、実施例１の薄膜磁気ヘッドの製造方法について順に説明する。基板５０上に絶縁層５２，下コア５４を所定の厚みに形成し、表面を平坦化する（図２（Ａ）参照）。この工程を具体的に示すと、図４（Ａ）〜（Ｄ），あるいは同図（Ｘ）〜（Ｚ）のようになる。
【００１６】
第１番目の方法から説明すると、基板５０上に軟磁性膜５３を形成するとともに（図４（Ａ）参照）、これをエッチングなどによりコア形状のパターンの下コア５４とする（図４（Ｂ）参照）。次に、下コア５４を含む基板５０の主面上に絶縁膜５１を所定の厚みに形成し（図４（Ｃ）参照）、コアパターン５４上に堆積した絶縁膜５１を研磨により除去して表面を平坦化する（図４（Ｄ）参照）。これによって、絶縁膜５２と下コア５４を得る。
【００１７】
次に、第２番目の方法について説明すると、基板５０上に絶縁膜５１を形成するとともに（図４（Ｘ）参照）、これにコア形状の溝５５を形成する（図４（Ｙ）参照）。そして、この溝５５を含む基板５０の主面上に軟磁性膜５３を形成するとともに（図４（Ｚ）参照）、絶縁膜５２上に堆積した軟磁性膜５３を研磨により除去して表面を平坦化する（図４（Ｄ）参照）。これによって、溝５５中に残った軟磁性膜５３を下コア５４とする。
【００１８】
次に、図２に戻って、絶縁膜５２，下コア５４の上に、前記図４と同様の方法で前部中間コア５６，後部中間コア５８，絶縁膜６０がそれぞれ形成される（図２（Ｂ）参照）。そして更に、同様の手法を繰り返すことで、同図（Ｃ）に示すように、中間コア６２，５８Ａ，絶縁膜６０Ａが形成される。これらのうち、前部中間コア６２は、その下層の前部中間コア５６よりもギャップ深さ方向の幅が狭く、全体として階段状の形状となっている。中間コア５８Ａは中間コア５８と連続して一体となり、絶縁膜６０Ａは絶縁膜６０と連続して一体となるので、以後、両者を同一の符号で表わすこととする。
【００１９】
このような埋め込みと研磨による手法を用いることで、磁性膜の特性劣化もなく、かつ漏洩磁束を抑制する磁気コア間隔（厚み）を容易に広くとることができる。
【００２０】
次に、絶縁膜６０に、コイルを埋め込み形成するための多数の溝６４をエッチングにより形成する（同図（Ｄ）参照）。以上のようにして形成した溝６４に、Ｃｕなどの金属材料を埋め込むとともに、主面を平坦となるように研磨除去してコイル６８を形成する（図２（Ｅ）参照）。
【００２１】
次に、基板５０の主面上であって、後部中間コアの形成領域を除いた部分に絶縁材料によるギャップ材７０を所定の厚さだけ形成する（図２（Ｆ）参照）。また、図２（Ｂ）と同様の方法で、前部中間コア７１，７２，後部中間コア７４，及び絶縁膜７６を主面上にそれぞれ形成する（図３（Ｇ）参照）。前部中間コア７１は、前部中間コア７２よりもギャップ深さ方向の幅が狭く、全体として階段状の形状となっている。なお、この場合も、後部中間コア７４及び絶縁膜７６は２層となっているが、いずれも連続して一体となるので、同一の符号で表わしている。その後、図２（Ｄ），（Ｅ）と同様の方法で、絶縁膜７６中に２層目のコイル７８が形成される（図３（Ｈ）参照）。
【００２２】
次に、前部中間コア７２と後部中間コア７４の形成領域を除いた部分に絶縁膜８０を所定の厚さ形成するとともに、図２（Ａ）と同様の方法で上コア８２を形成する（図３（Ｉ）参照）。また、コイル７８に接続するリード線８４を、絶縁膜８０に形成する（図３（Ｊ）参照）。そして、基板上に多数形成された各磁気ヘッド素子のチップを切断し、所定のギャップ深さ（寿命寸法）となるように研磨などの方法で媒体対向面を加工して、図１（Ａ）に示す実施例１の薄膜磁気ヘッドを得る。
【００２３】
次に、以上のようにして製造された薄膜磁気ヘッドの作用について説明する。図１（Ａ）に示すように、コイル６８，７８を挟むように上下コア５４，８２が配置されており、上下コアの前部は４層の前部中間コア５６，６２，７１，７２で接合されている。また、上下コアの後部は、各々２層の後部中間コア５８，７４で接合されている。
【００２４】
そして、磁気ギャップ７０から上下コア５４，８２に至るまでの前部中間コア５６，６２，７１，７２は、ギャップ深さＬ＝０の位置（同図（Ｂ）参照）よりも後部で階段状となっている。このような形状とすると、同図（Ｂ）に拡大して示すように、磁気漏洩部の厚みΔｄを大きくすることができ、中間コア５６，６２，７１，７２が上下コア５４，８２の巻線部分（磁界発生部）から段階的に磁気ギャップ７０に近接する構造となる。別言すれば、磁気ギャップ付近で最も幅が狭く、これから離れるに従って幅が増大する構造となっている。このため、コイル６８，７８への通電によって生ずる磁束は、図１（Ｂ）に破線で示すようになり、特に記録時に発生する磁気ギャップ７０の近傍における漏洩磁束が良好に抑制でき、かつ磁束を効果的にギャップ先端に導いて集中させることが可能となる。
【００２５】
＜実施例２＞
次に、図５を参照しながら実施例２について説明する。なお、上述した実施例に対応する構成部分には、同一の符号を用いることとする（以下の実施例でも同様である）。図５（Ａ）に示す実施例は、上下コア５４，８２の前部が、前部中間コア７２，１００によって接合されており、これら前部中間コア７２，１００は階段状となっている。そして、前部中間コア１００と下コア５４の間に磁気ギャップ７０が設けられている。
【００２６】
他方、同図（Ｂ）に示す実施例は、上下コア５４，８２の前部が、前部中間コア５６，１０２によって接合されており、これら前部中間コア５６，１０２は階段状となっている。そして、前部中間コア１０２と上コア８２の間に磁気ギャップ７０が設けられている。
【００２７】
いずれの例においても磁気ギャップ７０に向かって磁路が狭くなるような階段形状となっており、前記実施例と同様にΔｄの大きさを確保して磁束を磁気ギャップに集中できる。
【００２８】
＜実施例３＞
次に、図６を参照しながら実施例３について説明する。この実施例３は、中間コア及びコイルが３層構造となっており、コイル６８，７８，１１０を含んでいる。そして、図６（Ａ）に示す実施例は、上下コア５４，８２が、３層の前部中間コア５６，７２，１１２、及び３層の後部中間コア５８，７４，１１４によって接合されている。これらのうち、前部中間コア５６，７２，１１２は階段状となっており、前部中間コア７２と１１２の間に磁気ギャップ７０が設けられている。なお、磁気ギャップ７０を、前部中間コア５６と１１２の間に形成するようにしてもよい。
【００２９】
同図（Ｂ）に示す実施例は、上下コア５４，８２が、３層の前部中間コア５６，１２０，１２２、及び３層の後部中間コア５８，７４，１１４によって接合されている。これらのうち、前部中間コア５６，１２０，１２２は階段状となっており、上コア８２と前部中間コア１２２の間に磁気ギャップ７０が設けられている。なお、前部中間コア５６，１２０，１２２の階段形状を逆とするとともに、磁気ギャップ７０を、下コア５４と前部中間コア５６の間に形成するようにしてもよい。
【００３０】
この実施例によっても、前部中間コアは、磁気ギャップ７０に向かって磁路が狭くなる階段形状となっており、前記実施例と同様に磁束を磁気ギャップに集中できる。
【００３１】
＜実施例４＞
次に、図７を参照しながら実施例４について説明する。この実施例４は、中間コア及びコイルが４層構造となっており、コイル６８，７８，１１０，１３０を含んでいる。そして、上下コア５４，８２が、４層の前部中間コア５６，７２，１３２，１３４、及び４層の後部中間コア５８，７４，１３６，１３８によって接合されている。これらのうち、前部中間コア５６，７２，１３２，１３４は階段状となっており、前部中間コア１３２と１３４の間に磁気ギャップ７０が設けられている。なお、磁気ギャップ７０を、前部中間コア５６と１３２，あるいは７２と１３４の間に形成するようにし、それに向かって磁路が狭くなるように各中間コアを形成するようにしてもよい。
【００３２】
この実施例によれば、前記実施例と比較してΔｄをかなり大きくとれるため、漏れ磁束を抑制する効果も大きくなるという利点がある。
【００３３】
＜他の実施例＞
この発明は、以上の開示に基づいて多様に改変することが可能であり、例えば、前部中間コアの積層数や階段形状の寸法は、前記実施例以外に適宜設定してよい。また、前部中間コアの積層数とコイルの段数も、一致する必要はなく、適宜設定してよい。その他の部分の形状や寸法なども、同様の作用を奏する範囲で必要に応じて適宜変更してよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、磁気ギャップを前部中間コアの積層部の中央部に形成し、かつ、前記前部中間コアの積層部は、該中間コアのギャップ深さ０の位置よりも後側が、前記上下コアから前記磁気ギャップに向かって、前記磁気ギャップに対して対称的、かつ段階的に幅を狭くした複数の中間コアから構成されるため、磁気ギャップ近傍における漏洩磁束を最小限に抑制するとともに、磁束を効果的に磁気ギャップ先端に導入して集中させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による薄膜磁気ヘッドの実施例１を示す主要部の断面図である。
【図２】前記実施例１の製造プロセスを示す説明図である。
【図３】前記実施例１の製造プロセスを示す説明図である。
【図４】前記実施例１の製造プロセスの一部を詳細に示す説明図である。
【図５】本発明の実施例２を示す主要部の断面図である。
【図６】本発明の実施例３を示す主要部の断面図である。
【図７】本発明の実施例４を示す主要部の断面図である。
【図８】従来の薄膜磁気ヘッドを示す主要部の断面図である。
【図９】従来の薄膜磁気ヘッドを示す主要部の断面図である。
【符号の説明】
５０…基板
５２，６０，７６，８０…絶縁膜
５４…下コア
５６，６２，７１，７２，１００，１０２，１１２，１２０，１２２，１３２，１３４…前部中間コア
５８，７４，１１４，１３６，１３８…後部中間コア
６４…溝
６８，７８，１１０，１３０…コイル
７０…磁気ギャップ
８２…上コア
Δｄ…磁気漏洩部の厚み
【図１】
0003555204.tif 000002
【図２】
0003555204.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003555204.tif 000008
【図８】
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【図９】
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