(57)【要約】【課題】磁路の途中での磁束の飽和を防止しながら、記録すべき領域以外の領域におけるデータの書き込みや消去を防止する。【解決手段】上部磁極層１３は、一端部がエアベアリング面３０に配置され、記録トラック幅に等しい一定の幅を有し、磁極部分を含む第１の部分１３Ａと、第１の部分１３Ａの他端部に連結され、ヨーク部分を含む第２の部分１３Ｂとを有している。上部磁極層１３の第１の部分１３Ａと下部磁極層８とが記録ギャップ層９を介して対向する部分では、第１の部分１３Ａ、記録ギャップ層９および下部磁極層８の記録ギャップ層９側の一部の幅が等しくされている。上部磁極層１３の第１の部分１３Ａでは、エアベアリング面３０から所定の位置までの領域１３Ａｅにおける厚さが、この領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さよりも小さくなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対向する媒体対向面と、磁極層と、前記磁極層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備えた薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁極層は、一端部が媒体対向面に配置され、記録トラック幅に等しい一定の幅を有し、磁極部分を含む第１の部分と、前記第１の部分の他端部に連結され、ヨーク部分を含む第２の部分とを有し、
前記第１の部分の前記一端部から所定の位置までの領域における厚さは、この領域に隣接する磁極層の他の部分における厚さよりも小さく、
前記所定の位置は、前記磁極層のうち平坦な面の上に配置された部分内に存在し、前記磁極層のうち前記平坦な面の上に配置された部分内において前記第１の部分の厚さが変化することを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記第１の部分の前記領域における厚さは、前記領域に隣接する磁極層の他の部分における厚さの３０％から９５％の範囲内であ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】
前記所定の位置は、前記第１の部分の前記一端部より０．５μｍ離れた位置から、前記第１の部分と前記第２の部分との境界位置までの範囲内に存在することを特徴とする請求項１または２記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記所定の位置は、前記第１の部分の前記一端部より前記第１の部分の長さの７分の１の距離だけ離れた位置から、前記第１の部分と前記第２の部分との境界位置までの範囲内に存在することを特徴とする請求項１または２記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
更に、前記媒体対向面において前記磁極層の磁極部分に対向する磁極部分を含む下部磁極層と、前記磁極層の磁極部分と前記下部磁極層の磁極部分との間に設けられたギャップ層とを備え、前記下部磁極層の磁極部分におけるギャップ層側の少なくとも一部の幅は、前記第１の部分の幅と等しいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
記録媒体に対向する媒体対向面と、磁極層と、前記磁極層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備え、前記磁極層は、一端部が媒体対向面に配置され、記録トラック幅に等しい一定の幅を有し、磁極部分を含む第１の部分と、前記第１の部分の他端部に連結され、ヨーク部分を含む第２の部分とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記第１の部分の前記一端部から所定の位置までの領域における厚さが、この領域に隣接する磁極層の他の部分における厚さよりも小さく、前記所定の位置は、前記磁極層のうち平坦な面の上に配置された部分内に存在し、前記磁極層のうち前記平坦な面の上に配置された部分内において前記第１の部分の厚さが変化するように前記磁極層を形成する工程と、
前記磁極層に対して絶縁された状態で配置されるように、前記薄膜コイルを形成する工程とを備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記第１の部分の前記領域における厚さは、前記領域に隣接する磁極層の他の部分における厚さの３０％から９５％の範囲内であることを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記所定の位置は、前記第１の部分の前記一端部より０．５μｍ離れた位置から、前記第１の部分と前記第２の部分との境界位置までの範囲内に存在することを特徴とする請求項６または７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記所定の位置は、前記第１の部分の前記一端部より前記第１の部分の長さの７分の１の距離だけ離れた位置から、前記第１の部分と前記第２の部分との境界位置までの範囲内に存在することを特徴とする請求項６または７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記薄膜磁気ヘッドは、更に、前記媒体対向面において前記磁極層の磁極部分に対向する磁極部分を含む下部磁極層と、前記磁極層の磁極部分と前記下部磁極層の磁極部分との間に設けられたギャップ層とを備え、
前記薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、前記下部磁極層を形成する工程と、前記ギャップ層を形成する工程とを備え、
前記下部磁極層の磁極部分におけるギャップ層側の少なくとも一部の幅は、前記第１の部分の幅と等しいことを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスク装置の面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。薄膜磁気ヘッドとしては、書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドと読み出し用の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magneto-resistive）素子とも記す。）を有する再生ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【０００３】
記録ヘッドは、それぞれエアベアリング面側において互いに対向する磁極部分を含む下部磁極層および上部磁極層と、下部磁極層の磁極部分と上部磁極層の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層と、少なくとも一部が下部磁極層および上部磁極層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備えている。
【０００４】
ところで、記録ヘッドの性能のうち、記録密度を高めるには、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、下部磁極層の磁極部分と上部磁極層の磁極部分のエアベアリング面での幅、すなわち記録トラック幅を数ミクロンからサブミクロン寸法まで狭くした狭トラック構造の記録ヘッドを実現する必要があり、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】
また、従来より、下部磁極層の磁極部分と上部磁極層の磁極部分との間における磁束の広がりによる実効的な記録トラック幅の増加を防止するために、上部磁極層の磁極部分の幅と下部磁極層の磁極部分の少なくとも一部の幅を等しくした構造が採用されている。この構造は、トリム（Trim）構造と呼ばれる。
【０００６】
図２１は、記録ヘッドにおける磁極部分近傍の構造の一例を示す斜視図である。この例では、下部磁極層１０８の上に記録ギャップ層１０９が形成されている。記録ギャップ層１０９の上には、図示しない薄膜コイルと、この薄膜コイルを覆う絶縁層１１２が形成されている。絶縁層１１２のエアベアリング面１３０側の端部は、エアベアリング面１３０から所定の位置に配置され、スロートハイトを規定する。なお、スロートハイトとは、２つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分の、エアベアリング面１３０側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）をいう。記録ギャップ層１０９および絶縁層１１２の上には上部磁極層１１３が形成されている。
【０００７】
上部磁極層１１３は、磁極部分を含む第１の部分１１３Ａと、ヨーク部分を含む第２の部分１１３Ｂとを有している。第１の部分１１３Ａの幅は、一定であり、且つ記録トラック幅に等しくなっている。第２の部分１１３Ｂの幅は、第１の部分１１３Ａとの境界位置では第１の部分１１３Ａの幅に等しく、エアベアリング面１３０から遠ざかるに従って徐々に大きくなった後、一定になっている。
【０００８】
第１の部分１１３Ａにおいて、そのエアベアリング面１３０側の端部から絶縁層１１２のエアベアリング面１３０側の端部の位置までの部分は記録ギャップ層１０９の上に配置され、他の部分は絶縁層１１２の上に配置されている。第２の部分１１３Ｂの大部分は絶縁層１１２の上に配置されている。第２の部分１１３Ｂにおいて、エアベアリング面１３０とは反対側の端部近傍の部分は記録ギャップ層１０９に形成されたコンタクトホールを介して下部磁極層１０８に接続されている。
【０００９】
上部磁極層１１３の第１の部分１１３Ａと下部磁極層１０８とが記録ギャップ層１０９を介して対向する部分では、第１の部分１１３Ａ、記録ギャップ層１０９および下部磁極層１０８の記録ギャップ層１０９側の一部の幅が等しくされた構造、すなわちトリム構造が形成されている。
【００１０】
図２１に示したようなトリム構造は、例えば以下のような工程によって形成される。すなわち、まず、上部磁極層１１３における第２の部分１１３Ｂのうち、幅が変化する部分の途中の位置からエアベアリング面１３０とは反対側の部分を、フォトレジストよりなるエッチングマスクで覆う。次に、エッチングマスクによって覆われていない上部磁極層１１３の第１の部分１１３Ａをマスクにして、記録ギャップ層１０９および下部磁極層１０８の記録ギャップ層１０９側の一部を、ドライエッチングによってエッチングする。記録ギャップ層１０９のエッチングには例えば反応性イオンエッチングが用いられ、下部磁極層１０８のエッチングには例えばイオンビームエッチング（イオンミリング）が用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の薄膜磁気ヘッドでは、上部磁極層１１３の第１の部分１１３Ａの厚さは一定になっていた。
【００１２】
しかしながら、上部磁極層１１３の第１の部分１１３Ａの幅、すなわち記録トラック幅が例えば１μｍ以下まで小さくなると、第１の部分１１３Ａの途中で磁束が飽和し、薄膜コイルで発生した起磁力を効率よく記録に利用することができなくなる可能性がある。
【００１３】
これを防止するために、上部磁極層１１３の第１の部分１１３Ａの厚さを大きくすることが考えられる。ところが、ハードディスク装置では、下部磁極層１０８および上部磁極層１１３の各面に垂直な方向とトラック方向との間には傾き（スキュー）がある。そのため、上部磁極層１１３の第１の部分１１３Ａの厚さを大きくすると、記録媒体に対して、本来、記録すべき領域以外の領域にもデータを書き込んでしまう、いわゆるサイドライトや、記録すべき領域以外の領域におけるデータを消去してしまう、いわゆるサイドイレーズが発生するという問題点がある。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、トラック幅を小さくした場合でも、磁路の途中での磁束の飽和を防止することができると共に、記録すべき領域以外の領域におけるデータの書き込みや消去を防止できるようにした薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、
記録媒体に対向する媒体対向面と、磁極層と、磁極層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備え、
磁極層は、一端部が媒体対向面に配置され、記録トラック幅に等しい一定の幅を有し、磁極部分を含む第１の部分と、第１の部分の他端部に連結され、ヨーク部分を含む第２の部分とを有し、
第１の部分の一端部から所定の位置までの領域における厚さは、この領域に隣接する磁極層の他の部分における厚さよりも小さく、
所定の位置は、磁極層のうち平坦な面の上に配置された部分内に存在し、磁極層のうち平坦な面の上に配置された部分内において第１の部分の厚さが変化するものである。
【００１６】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、記録媒体に対向する媒体対向面と、磁極層と、磁極層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備え、磁極層は、一端部が媒体対向面に配置され、記録トラック幅に等しい一定の幅を有し、磁極部分を含む第１の部分と、第１の部分の他端部に連結され、ヨーク部分を含む第２の部分とを有する薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、
第１の部分の一端部から所定の位置までの領域における厚さが、この領域に隣接する磁極層の他の部分における厚さよりも小さく、所定の位置は、磁極層のうち平坦な面の上に配置された部分内に存在し、磁極層のうち平坦な面の上に配置された部分内において第１の部分の厚さが変化するように磁極層を形成する工程と、
磁極層に対して絶縁された状態で配置されるように、薄膜コイルを形成する工程とを備えるものである。
【００１７】
本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、磁極層の第１の部分の一端部から所定の位置までの領域における厚さが、この領域に隣接する磁極層の他の部分における厚さよりも小さいことから、磁極層において、磁路の途中での磁束の飽和を防止しながら、媒体対向面における第１の部分の厚さを小さくすることが可能になる。
【００１８】
本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法において、第１の部分の前記領域における厚さは、前記領域に隣接する磁極層の他の部分における厚さの３０％から９５％の範囲内であってもよい。
【００１９】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法において、前記の所定の位置は、第１の部分の一端部より０．５μｍ離れた位置から、第１の部分と第２の部分との境界位置までの範囲内に存在してもよい。
【００２０】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法において、前記の所定の位置は、第１の部分の一端部より第１の部分の長さの７分の１の距離だけ離れた位置から、第１の部分と第２の部分との境界位置までの範囲内に存在してもよい。
【００２１】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドは、更に、媒体対向面において磁極層の磁極部分に対向する磁極部分を含む下部磁極層と、磁極層の磁極部分と下部磁極層の磁極部分との間に設けられたギャップ層とを備え、下部磁極層の磁極部分におけるギャップ層側の少なくとも一部の幅は、第１の部分の幅と等しくてもよい。また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、上記下部磁極層を形成する工程と、上記ギャップ層を形成する工程とを備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法によれば、磁極層において、第１の部分の一端部から所定の位置までの領域における厚さを、この領域に隣接する磁極層の他の部分における厚さよりも小さくしたので、前記領域以外の部分における磁極層の厚さを大きくしながら、媒体対向面における第１の部分の厚さを小さくすることが可能になる。従って、本発明によれば、トラック幅を小さくした場合でも、磁路の途中での磁束の飽和を防止することができると共に、記録すべき領域以外の領域におけるデータの書き込みや消去を防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
始めに、図１ないし図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。図１は本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面図である。図１において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。また、図２は本実施の形態における上部磁極層の形状を示す平面図、図３は本実施の形態における上部磁極層の形状を示す斜視図である。
【００２４】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１と、この基板１の上に形成された絶縁材料よりなる絶縁層２と、この絶縁層２の上に形成された再生ヘッドと、この再生ヘッドの上に形成された記録ヘッドと、この記録ヘッドを覆う保護層１５とを備えている。また、薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面としてのエアベアリング面３０を備えている。
【００２５】
再生ヘッドは、絶縁層２の上に形成された磁性材料よりなる下部シールド層３と、この下部シールド層３の上に形成された絶縁材料よりなる下部シールドギャップ膜４と、一端部がエアベアリング面３０に配置されるように、下部シールドギャップ膜４の上に形成された再生用のＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）５と、下部シールドギャップ膜４の上に形成され、ＭＲ素子５に電気的に接続された一対の電極層６と、下部シールドギャップ膜４、ＭＲ素子５および電極層６を覆うように形成された上部シールドギャップ膜７と、この上部シールドギャップ膜７の上に形成された磁性材料よりなる上部シールド層兼下部磁極層（以下、下部磁極層と記す。）８とを備えている。ＭＲ素子５には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。
【００２６】
記録ヘッドは、下部磁極層８と、この下部磁極層８の上に形成された絶縁材料よりなる記録ギャップ層９と、この記録ギャップ層９の上において、薄膜コイルを形成する部分に形成された絶縁層１０と、この絶縁層１０の上に形成された導電性材料よりなる薄膜コイル１１と、この薄膜コイル１１を覆うように形成された絶縁層１２と、記録ギャップ層９および絶縁層１２の上に形成された磁性材料からなる記録ヘッド用の上部磁極層１３とを備えている。保護層１５は、アルミナ等の絶縁材料よりなり、上部磁極層１３を覆うように形成されている。絶縁層１２のエアベアリング面３０側の端部は、エアベアリング面３０から所定の位置に配置され、スロートハイトを規定する。
【００２７】
下部磁極層８のエアベアリング面３０側の一部である磁極部分と、上部磁極層１３のエアベアリング面３０側の一部である磁極部分は、記録ギャップ層９を介して互いに対向している。上部磁極層１３の磁極部分は、記録トラック幅に等しい幅を有している。また、上部磁極層１３のエアベアリング面３０とは反対側の端部は、記録ギャップ層９に形成されたコンタクトホール９ａを介して下部磁極層８に接続され、磁気的に連結されている。薄膜コイル１１はコンタクトホール９ａの回りに巻回されている。
【００２８】
このように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面（エアベアリング面３０）と再生ヘッドと記録ヘッドとを備えている。再生ヘッドは、ＭＲ素子５と、エアベアリング面３０側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層（下部磁極層８）とを有している。
【００２９】
記録ヘッドは、互いに磁気的に連結され、エアベアリング面３０側において互いに対向する磁極部分を含む下部磁極層８および上部磁極層１３と、この下部磁極層８の磁極部分と上部磁極層１３の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層８および上部磁極層１３の間に、これらに対して絶縁された状態で配設された薄膜コイル１１とを有している。
【００３０】
本実施の形態では、上部磁極層１３が本発明における磁極層に対応する。
【００３１】
図２および図３に示したように、上部磁極層１３は、一端部がエアベアリング面３０に配置され、記録トラック幅に等しい一定の幅を有し、磁極部分を含む第１の部分１３Ａと、第１の部分１３Ａの他端部に連結され、ヨーク部分を含む第２の部分１３Ｂとを有している。第２の部分１３Ｂの幅は、第１の部分１３Ａとの境界位置では第１の部分１３Ａの幅に等しく、エアベアリング面３０から遠ざかるに従って徐々に大きくなった後、一定になっている。
【００３２】
第１の部分１３Ａにおいて、そのエアベアリング面３０側の端部から絶縁層１２のエアベアリング面３０側の端部の位置までの部分は記録ギャップ層９の上に配置され、他の部分は絶縁層１２の上に配置されている。第２の部分１３Ｂの大部分は絶縁層１２の上に配置されている。第２の部分１３Ｂにおいて、エアベアリング面３０とは反対側の端部近傍の部分はコンタクトホール９ａを介して下部磁極層８に接続されている。
【００３３】
また、上部磁極層１３の第１の部分１３Ａと下部磁極層８とが記録ギャップ層９を介して対向する部分では、第１の部分１３Ａ、記録ギャップ層９および下部磁極層８の記録ギャップ層９側の少なくとも一部の幅が等しくされた構造、すなわちトリム構造が形成されている。
【００３４】
また、上部磁極層１３の第１の部分１３Ａでは、エアベアリング面３０から所定の位置までの領域１３Ａｅにおける厚さは、この領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さよりも小さくなっている。第１の部分１３Ａの領域１３Ａｅにおける厚さは、領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さの３０％から９５％の範囲内であることが好ましい。
【００３５】
また、領域１３Ａｅを規定する前記の所定の位置（以下、厚さ変化位置と言う。）は、距離を絶対的な数値で表した場合には、エアベアリング面３０より０．５μｍ離れた位置から、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとの境界位置までの範囲内に存在するのが好ましい。また、厚さ変化位置は、距離を第１の部分１３Ａの長さ（エアベアリング面３０に垂直な方向の長さ）に対する割合で表した場合には、エアベアリング面３０より第１の部分１３Ａの長さの７分の１の距離だけ離れた位置から、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとの境界位置までの範囲内に存在するのが好ましい。
【００３６】
次に、図４ないし図７を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。なお、図４ないし図７において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【００３７】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、図４に示したように、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタ法等によって、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）等の絶縁材料よりなる絶縁層２を、例えば１〜２０μｍの厚さに形成する。次に、絶縁層２の上に、磁性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層３を、例えば０．１〜５μｍの厚さに形成する。下部シールド層３に用いる磁性材料は、ＦｅＡｉＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等である。下部シールド層３は、スパッタ法またはめっき法等によって形成される。
【００３８】
次に、下部シールド層３の上に、スパッタ法等によって、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁材料よりなる下部シールドギャップ膜４を、例えば１０〜２００ｎｍの厚さに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上に、スパッタ法等によって、再生用のＭＲ素子５を、例えば数十ｎｍの厚さに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上に、スパッタ法等によって、ＭＲ素子５に電気的に接続される一対の電極層６を、数十ｎｍの厚さに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４およびＭＲ素子５の上に、スパッタ法等によって、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜７を、例えば１０〜２００ｎｍの厚さに形成する。
【００３９】
なお、上記の再生ヘッドを構成する各層は、レジストパターンを用いた一般的なエッチング方法やリフトオフ法やこれらを併用した方法によってパターニングされる。
【００４０】
次に、上部シールドギャップ膜７の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる下部磁極層８を、例えば０．５〜４．０μｍの厚さに形成する。なお、下部磁極層８に用いる磁性材料は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料である。下部磁極層８は、スパッタ法またはめっき法等によって形成される。
【００４１】
次に、下部磁極層８の上に、スパッタ法等によって、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁材料よりなる記録ギャップ層９を、例えば１０〜５００ｎｍの厚さに形成する。次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部分において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００４２】
次に、記録ギャップ層９の上において、薄膜コイルを形成する部分に、例えば熱硬化させたフォトレジストよりなる絶縁層１０を形成する。次に、絶縁層１０の上に、フレームめっき法等によって、Ｃｕ等の導電性材料よりなる薄膜コイル１１を形成する。次に、絶縁層１０および薄膜コイル１１を覆うように、例えば熱硬化させたフォトレジストよりなる絶縁層１２を形成する。薄膜コイル１１は、コンタクトホール９ａの回りに巻回される。
【００４３】
次に、エアベアリング面３０から絶縁層１２の上を経て、コンタクトホール９ａにかけて、磁性材料からなる記録ヘッド用の上部磁極層１３を、例えば３〜５μｍの厚さに形成する。なお、上部磁極層１３に用いる磁性材料は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料である。
【００４４】
下部磁極層８および上部磁極層１３のうち、エアベアリング面３０側において記録ギャップ層９を介して互いに対向する部分が、それぞれ下部磁極層８の磁極部分および上部磁極層１３の磁極部分である。本実施の形態では、上部磁極層１３の磁極部分は、記録トラック幅に等しい幅を有し、記録トラック幅を規定している。また、下部磁極層８と上部磁極層１３は、コンタクトホール９ａを介して互いに磁気的に連結されている。既に説明したように、上部磁極層１３は、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとを有している。
【００４５】
第１の部分１３Ａにおいて、そのエアベアリング面３０側の端部から絶縁層１２のエアベアリング面３０側の端部の位置までの部分は記録ギャップ層９の上に配置され、他の部分は絶縁層１２の上に配置される。第２の部分１３Ｂの大部分は絶縁層１２の上に配置される。第２の部分１３Ｂにおいて、エアベアリング面３０とは反対側の端部近傍の部分はコンタクトホール９ａを介して下部磁極層８に接続される。
【００４６】
次に、図５に示したように、上部磁極層１３において、第１の部分１３Ａにおける所定の位置（厚さ変化位置となる位置）からエアベアリング面３０とは反対側の部分を、フォトレジストよりなるエッチングマスク１４で覆う。図８は、図５に示した状態の積層体の平面図である。所定の位置は、距離を絶対的な数値で表した場合には、エアベアリング面３０より０．５μｍ離れた位置から、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとの境界位置までの範囲内に存在するのが好ましい。また、所定の位置は、距離を第１の部分１３Ａの長さ（エアベアリング面３０に垂直な方向の長さ）に対する割合で表した場合には、エアベアリング面３０より第１の部分１３Ａの長さの７分の１の距離だけ離れた位置から、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとの境界位置までの範囲内に存在するのが好ましい。
【００４７】
次に、図６に示したように、上部磁極層１３の第１の部分１３Ａのうち、エッチングマスク１４によって覆われていない部分をマスクにして、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部を、エッチングマスクを使用するドライエッチングによってエッチングする。この場合、記録ギャップ層９のエッチングには例えば反応性イオンエッチングが用いられ、下部磁極層８のエッチングには例えばイオンビームエッチング（イオンミリング）が用いられる。このエッチング工程は、トリム工程に対応する。
【００４８】
上記のエッチングにより、上部磁極層１３の第１の部分１３Ａと下部磁極層８とが記録ギャップ層９を介して対向する部分では、第１の部分１３Ａ、記録ギャップ層９および下部磁極層８の記録ギャップ層９側の少なくとも一部の幅が等しくされた構造、すなわちトリム構造が形成される。また、これと同時に、上部磁極層１３の第１の部分１３Ａの上面では、エアベアリング面３０から所定の位置までの領域１３Ａｅが部分的にエッチングされる。その結果、領域１３Ａｅにおける厚さは、この領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さよりも小さくなる。第１の部分１３Ａの領域１３Ａｅにおける厚さは、領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さの３０％から９５％の範囲内であることが好ましい。
【００４９】
次に、図７に示したように、エッチングマスク１４を除去する。次に、図１に示したように、スパッタ法等によって、全体に、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁材料よりなる保護層１５を、例えば５〜５０μｍの厚さに形成し、その表面を平坦化して、その上に、図示しない電極用パッドを形成する。最後に、上記各層を含むスライダの研磨加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドのエアベアリング面３０を形成して本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００５０】
ここで、第１の部分１３Ａの領域１３Ａｅを規定する厚さ変化位置の好ましい範囲と、領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さに対する第１の部分１３Ａの領域１３Ａｅにおける厚さの割合（以下、磁極部分膜厚比と言う。）の好ましい範囲とを求めるために行った実験の結果について説明する。
【００５１】
図９は、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとの境界位置からの距離で表した厚さ変化位置と、重ね書きする場合の特性であるオーバーライト特性（図ではＯＷと記す。）および非線形トランジションシフト（Non-linear Transition Shift；以下、ＮＬＴＳと記す。）との関係を調べた実験の結果の一例を示す特性図である。オーバーライト特性は大きいほど良く、ＮＬＴＳは小さいほど良い。図９において、厚さ変化位置は、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとの境界位置よりもエアベアリング面３０側を負の値で表し、境界位置よりもエアベアリング面３０とは反対側を正の値で表している。また、図９に示した例では、第１の部分１３Ａの長さを３．５μｍとしている。図９では、エアベアリング面３０の位置を記号ＡＢＳで示している。また、図９に示した例では、領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さを４．５μｍとし、第１の部分１３Ａの領域１３Ａｅにおける厚さを３．０μｍとしている。この場合、磁極部分膜厚比は約６７％となる。
【００５２】
図９から分かるように、第１の部分１３Ａに厚さの変化がない場合における特性（図９において記号ＡＢＳで示した位置における特性）を基準にすると、厚さ変化位置がエアベアリング面３０より０．５μｍ離れた位置のときには、ＮＬＴＳが改善されている。このとき、オーバーライト特性は若干劣化しているが、３０ｄＢを越える十分な値になっている。厚さ変化位置が上記の位置よりもエアベアリング面３０から遠ざかり、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとの境界位置に達するまでは、ＮＬＴＳは更に改善され、オーバーライト特性は更に劣化する。ただし、この範囲でも、オーバーライト特性は３０ｄＢを越える十分な値になっている。しかし、厚さ変化位置が、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとの境界位置よりもエアベアリング面３０から遠ざかると、ＮＬＴＳの更なる改善は見られないのに対し、オーバーライト特性は劣化する。
【００５３】
従って、厚さ変化位置は、距離を絶対的な数値で表した場合には、エアベアリング面３０より０．５μｍ離れた位置から、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとの境界位置までの範囲内に存在するのが好ましい。また、厚さ変化位置は、距離を第１の部分１３Ａの長さ（図９に示した例では３．５μｍ）に対する割合で表した場合には、エアベアリング面３０より第１の部分１３Ａの長さの７分の１の距離だけ離れた位置から、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとの境界位置までの範囲内に存在するのが好ましい。
【００５４】
図１０は、磁極部分膜厚比とオーバーライト特性およびＮＬＴＳとの関係を調べた実験の結果の一例を示す特性図である。なお、図１０に示した例では、領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さを４．５μｍとしている。また、厚さ変化位置は、第１の部分１３Ａと第２の部分１３Ｂとの境界位置から１μｍだけエアベアリング面３０側の位置としている。
【００５５】
図１０から分かるように、磁極部分膜厚比が１００％の場合、すなわち第１の部分１３Ａに厚さの変化がない場合を基準にすると、磁極部分膜厚比が９５％のときには、ＮＬＴＳが改善され、オーバーライト特性の劣化はほとんど見られない。磁極部分膜厚比が９５％よりも小さくなり３０％に達するまでは、磁極部分膜厚比が１００％の場合を基準にしてＮＬＴＳの改善が見られる。しかし、磁極部分膜厚比が３０％よりも小さくなると、磁極部分膜厚比が１００％の場合に比べてＮＬＴＳが劣化する。一方、オーバーライト特性は、磁極部分膜厚比が５０％以上の場合には、３０ｄＢを越える十分な値になっている。しかし、磁極部分膜厚比が５０％よりも小さくなると、オーバーライト特性の劣化が大きくなる。すなわち、磁極部分膜厚比が４０％の場合にはオーバーライト特性はほぼ３０ｄＢとなり、磁極部分膜厚比が４０％よりも小さくなると、オーバーライト特性は更に劣化する。
【００５６】
従って、ＮＬＴＳの改善を重視すれば、磁極部分膜厚比は３０％から９５％の範囲内であることが好ましい。また、ＮＬＴＳの改善とオーバーライト特性の劣化防止とを考慮すれば、磁極部分膜厚比は、４０％から９５％の範囲内であることが好ましく、５０％から９５％の範囲内であることがより好ましい。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、上部磁極層１３の第１の部分１３Ａにおいて、エアベアリング面３０から所定の位置までの領域１３Ａｅにおける厚さを、この領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さよりも小さくしたので、領域１３Ａｅ以外の部分における上部磁極層１３の厚さを大きくしながら、エアベアリング面３０における第１の部分１３Ａの厚さを小さくすることが可能になる。従って、本実施の形態によれば、記録トラック幅を小さくした場合でも、磁路の途中での磁束の飽和を防止することができると共に、記録すべき領域以外の領域におけるデータの書き込みや消去を防止することができる。
【００５８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法について説明する。
【００５９】
まず、図１１ないし図１３を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。図１１は本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面図である。図１１において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。また、図１２は本実施の形態における上部磁極層の形状を示す平面図、図１３は本実施の形態における上部磁極層の形状を示す斜視図である。
【００６０】
図１１ないし図１３に示したように、本実施の形態では、上部磁極層１３の厚さが２段階で変化している。すなわち、上部磁極層１３では、第２の部分１３Ｂにおいて幅が変化する部分の途中の位置からエアベアリング面３０側の部分の厚さが、他の部分における厚さよりも小さくなっている。更に、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、上部磁極層１３の第１の部分１３Ａでは、エアベアリング面３０から所定の位置までの領域１３Ａｅにおける厚さが、この領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さよりも小さくなっている。
【００６１】
次に、図１４ないし図１９を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。なお、図１４ないし図１９において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【００６２】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、エッチング前の上部磁極層１３を形成する工程までは第１の実施の形態と同様である。
【００６３】
本実施の形態では、次に、図１４に示したように、上部磁極層１３において、上部磁極層１３における第２の部分１３Ｂのうち、幅が変化する部分の途中の位置からエアベアリング面３０とは反対側の部分を、フォトレジストよりなるエッチングマスク２１で覆う。
【００６４】
次に、図１５に示したように、エッチングマスク２１によって覆われていない上部磁極層１３の第１の部分１３Ａをマスクにして、記録ギャップ層９および下部磁極層８の記録ギャップ層９側の一部を、エッチングマスクを使用するドライエッチングによってエッチングする。この場合、記録ギャップ層９のエッチングには例えば反応性イオンエッチングが用いられ、下部磁極層８のエッチングには例えばイオンビームエッチングが用いられる。このエッチング工程は、トリム工程に対応する。
【００６５】
上記のエッチングにより、上部磁極層１３の第１の部分１３Ａと下部磁極層８とが記録ギャップ層９を介して対向する部分では、第１の部分１３Ａ、記録ギャップ層９および下部磁極層８の記録ギャップ層９側の少なくとも一部の幅が等しくされた構造、すなわちトリム構造が形成される。また、これと同時に、上部磁極層１３の上面では、エアベアリング面３０から、エッチングマスク２１のエアベアリング面３０側の端部の位置までの領域が部分的にエッチングされる。その結果、この領域における厚さは、上部磁極層１３の他の部分における厚さよりも小さくなる。
【００６６】
次に、図１６に示したように、エッチングマスク２１を除去する。次に、図１７に示したように、上部磁極層１３において、第１の部分１３Ａにおける所定の位置（厚さ変化位置となる位置）からエアベアリング面３０とは反対側の部分を、フォトレジストよりなるエッチングマスク２２で覆う。所定の位置は、第１の実施の形態の場合と同様である。
【００６７】
次に、図１８に示したように、上部磁極層１３の第１の部分１３Ａのうち、エッチングマスク２２によって覆われていない部分を、エッチングマスクを使用するドライエッチングによってエッチングする。このエッチングには例えばイオンビームエッチングが用いられる。
【００６８】
上記のエッチングにより、上部磁極層１３の第１の部分１３Ａの上面では、エアベアリング面３０から所定の位置までの領域１３Ａｅが部分的にエッチングされる。その結果、領域１３Ａｅにおける厚さは、この領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さよりも小さくなる。領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さに対する第１の部分１３Ａの領域１３Ａｅにおける厚さの割合（磁極部分膜厚比）は、第１の実施の形態と同様である。
【００６９】
次に、図１９に示したように、エッチングマスク２２を除去する。次に、図１１に示したように、全体に保護層１５を形成し、その表面を平坦化して、その上に、図示しない電極用パッドを形成する。最後に、上記各層を含むスライダの研磨加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドのエアベアリング面３０を形成して本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００７０】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００７１】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法について説明する。
【００７２】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成は、第２の実施の形態と同様であり、図１１に示したようになる。
【００７３】
次に、図２０を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。なお、図２０において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【００７４】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、トリム工程を行い、エッチングマスク２１を除去する工程までは第２の実施の形態と同様である。
【００７５】
本実施の形態では、次に、図２０に示したように、エッチングマスクを使用しない局部的なエッチングである集束イオンビーム（Focused Ion Beam）３１によるエッチングを用いて、上部磁極層１３の第１の部分１３Ａの上面のうち、エアベアリング面３０から所定の位置までの領域１３Ａｅを部分的にエッチングする。所定の位置は、第１の実施の形態の場合と同様である。その結果、領域１３Ａｅにおける厚さは、この領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さよりも小さくなる。領域１３Ａｅに隣接する上部磁極層１３の他の部分における厚さに対する第１の部分１３Ａの領域１３Ａｅにおける厚さの割合（磁極部分膜厚比）は、第１の実施の形態と同様である。
【００７６】
次に、図１１に示したように、全体に保護層１５を形成し、その表面を平坦化して、その上に、図示しない電極用パッドを形成する。最後に、上記各層を含むスライダの研磨加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドのエアベアリング面３０を形成して本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００７７】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第２の実施の形態と同様である。
【００７８】
本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば上記各実施の形態では、基体側に読み取り用のＭＲ素子を形成し、その上に、書き込み用の誘導型電磁変換素子を積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。
【００７９】
つまり、基体側に書き込み用の誘導型電磁変換素子を形成し、その上に、読み取り用のＭＲ素子を形成してもよい。このような構造は、例えば、上記実施の形態に示した上部磁極層の機能を有する磁性膜を下部磁極層として基体側に形成し、記録ギャップ膜を介して、それに対向するように上記実施の形態に示した下部磁極層の機能を有する磁性膜を上部磁極層として形成することにより実現できる。
【００８０】
また、本発明は、誘導型電磁変換素子のみを備えた記録専用の薄膜磁気ヘッドや、誘導型電磁変換素子によって記録と再生を行う薄膜磁気ヘッドにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における上部磁極層の形状を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における上部磁極層の形状を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図である。
【図８】図５に示した状態の積層体の平面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における厚さ変化位置とオーバーライト特性およびＮＬＴＳとの関係を調べた実験の結果の一例を示す特性図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における磁極部分膜厚比とオーバーライト特性およびＮＬＴＳとの関係を調べた実験の結果の一例を示す特性図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における上部磁極層の形状を示す平面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における上部磁極層の形状を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１４に続く工程を説明するための断面図である。
【図１６】図１５に続く工程を説明するための断面図である。
【図１７】図１６に続く工程を説明するための断面図である。
【図１８】図１７に続く工程を説明するための断面図である。
【図１９】図１８に続く工程を説明するための断面図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を説明するための断面図である。
【図２１】記録ヘッドにおける磁極部分近傍の構造の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…基板、２…絶縁層、３…下部シールド層、５…ＭＲ素子、８…下部磁極層、９…記録ギャップ層、１１…薄膜コイル、１３…上部磁極層、１３Ａ…第１の部分、１３Ｂ…第２の部分、１５…保護層、３０…エアベアリング面。
【図１】
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【図２】
2008282531.tif 000004
【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】
2008282531.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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