(57)【要約】【課題】誘導型薄膜磁気ヘッドの構造をコイルターン数やコイル断面積をできるだけ減少させずに短磁路長化し、また、サーマルプロトリュージョンを抑制してヘッドの低浮上化を図り、高記録密度化に適した誘導型薄膜磁気ヘッドを得る。【解決手段】１層目コイルを下部磁気コア層と下部磁気コア先端層と下部磁気コア接続層で囲まれる範囲を周回するように配置する。１層目コイルの周囲は有機絶縁膜および無機絶縁膜によって絶縁されており、１層目コイルの上面および下面は無機絶縁膜に接触している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、下部磁気コア層と、前記下部磁気コア層上に形成された下部磁気コア先端層および下部磁気コア接続層と、磁気ギャップ層と、上部磁気コア層と、前記上部磁気コア層下部に形成された上部磁気コア先端層および上部磁気コア接続層を有し、前記下部磁気コア先端層が前記磁気ギャップ層を介して前記上部磁気コア先端層と結合され、前記上部磁気コア層は浮上面から素子方向に後退した位置に配置され、前記下部磁気コア層と前記上部磁気コア層が、浮上面から素子方向奥側に配置されている前記下部磁気コア接続層および前記上部磁気コア接続層から構成される磁気コア接続部を介して結合され、前記磁気コア接続部を周回して形成されたコイルと、前記コイルの周囲を覆う絶縁層を有し、前記コイルが、前記下部磁気コアと前記下部磁気コア先端層と前記下部磁気コア接続層で囲まれる範囲を通って周回するように配置されていることを特徴とする誘導型薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
浮上面において、前記下部磁気コア先端層が前記上部磁気コア先端層との対向面に対して垂直な側面とテ−パ形状の側面とを形成することを特徴とする請求項１記載の誘導型薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
浮上面において、前記下部磁気コア先端層の幅が前記上部磁気コア先端層の幅より大きい部分を有し、対向する前記下部磁気コア先端層と前記上部磁気コア先端層の幅が同一であることを特徴とする請求項１または２記載の誘導型薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記コイル周囲を覆う絶縁層が、無機絶縁材料、有機絶縁材料および、それらを積層したもので形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の誘導型薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項４記載の無機絶縁材料としては、酸化物、窒化物およびそれらの混合物であるが、好ましくはＡｌ２Ｏ３とＳｉＯ２の混合物であることを特徴とする誘導型薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記下部磁気コアと前記下部磁気コア先端層と前記下部磁気コア接続層で囲まれる範囲を通って周回するように配置されたコイルにおいて、コイル間は有機絶縁材料で充填されおり、充填されている有機絶縁材料の膜厚はコイル膜厚の６０％以上、１００％以下の範囲であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載の誘導型薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記コイルの上面および下面が、無機絶縁材料に接触していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか記載の誘導型薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
さらに他のコイルが、前記上部磁気コア層と前記上部磁気コア先端層と前記上部磁気コア接続層で囲まれる範囲を通って周回するよう配置されている請求項１ないし７のいずれか記載の誘導型薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録用に使用される誘導型薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置に用いられる磁気ヘッドは、記録媒体に対する高密度化および高効率化に伴い、小型化、高精度化が進められている。例えば、特開２００２−１５７７０５では、記録ヘッドの狭トラック化および高精度化のために、トラック幅を決定する上部磁極先端層を平坦上に形成し、磁束が磁極先端に集中する構造の誘導型薄膜磁気ヘッドについての記載がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高密度化を達成するには、記録ヘッドの狭トラック化あるいは高精度化だけでなく、高周波特性の改善、記録データの高速転送化を図るための記録ヘッド構造における短磁路長化、さらには高記録磁界化およびヘッドの低浮上化などを図る必要がある。
【０００４】
図１３は磁気ヘッドの従来構造の一例である。図において、１は下部磁気コア層、２は下部磁気コア先端層、３は下部磁気コア接続層、６は有機絶縁層、７は絶縁層、８は磁気ギャップ層、９は上部磁気コア先端層、１０は上部磁気コア接続層、１２は磁気コア接続部、１４は上部磁気コア、Ｃ１は１層目コイル、Ｃ２は２層目コイルである。
【０００５】
このような従来構造において短磁路長化しようとすると、それまでコイルを配置していたスペースが減少するため、以前と同じ様なコイル配置にすることは困難である。短磁路長化を達成するには、コイル配置を見直し、コイルの狭ピッチ化、コイルターン数やコイル断面積を減らす等の変更を行う必要がある。
【０００６】
しかし、コイルターン数やコイル断面積を減らした場合、いくつかの不都合が生じる。例えば、コイルターン数を減らすと記録磁界減少に伴うオーバーライト特性の低下が考えられる。また、コイル断面積を減少させるとコイル抵抗が増大し、電流を流した際にコイルが発熱しやすくなり、ヘッド特性に影響が出ることが予想される。さらに、素子を構成する材料の熱膨張が原因で、浮上面部分が突出する現象（サーマルプロトリュージョン）が発生すると予想され、ヘッドの低浮上化を図るうえで大きな問題となる。
【０００７】
以上のようなことから、コイルターン数およびコイル断面積の減少や、サーマルプロトリュージョンをできるだけ抑え、かつ短磁路長化が可能な構造が必要となってくる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による誘導型薄膜磁気ヘッドは、基板上に、下部磁気コア層と、下部磁気コア層上に形成された下部磁気コア先端層および下部磁気コア接続層と、磁気ギャップ層と、上部磁気コア層と、上部磁気コア層下部に形成された上部磁気コア先端層および上部磁気コア接続層を有し、下部磁気コア先端層が磁気ギャップ層を介して上部磁気コア先端層と結合され、上部磁気コア層は浮上面から素子方向に後退した位置に配置され、下部磁気コア層と上部磁気コア層が、浮上面から素子方向奥側に配置されている下部磁気コア接続層および上部磁気コア接続層から構成される接続部を介して結合され、接続部を周回して形成されたコイルと、前記コイルの周囲を覆う絶縁層を有し、コイルは下部磁気コア層と下部磁気コア先端層と下部磁気コア接続層で囲まれる範囲を周回するように配置している。
【０００９】
さらに本発明では、コイルターン数を増やすために、上部磁気コア層と上部磁気コア先端層と上部磁気コア接続層で囲まれた範囲に、他のコイルを配置することも可能である。このようなコイル配置とすることで、コイルターン数やコイル断面積をできるだけ減少させずにヘッド構造の短磁路長化を図っている。
【００１０】
上記で述べたように本発明の特徴は、複数層のコイルを設ける場合、少なくともコイルの１層を、下部磁気コア層と下部磁気コア先端層と下部磁気コア接続層で囲まれる範囲を周回するように配置することで、上記問題を解決しようとするものである。
【００１１】
本発明において、コイル周囲は有機絶縁膜および無機絶縁膜で覆われている。コイル間は無機絶縁膜あるいは有機絶縁膜によって絶縁され、コイルと下部磁気コア層は無機絶縁膜で絶縁されている。このとき、コイル上面は有機絶縁膜で覆われていてもよいが、コイルから発生する熱の放散を考えた場合、有機絶縁膜よりも熱伝導のよい無機絶縁膜と接触している方が好ましい。そのため、コイル上部の有機絶縁膜を取り除いてコイル上部を無機絶縁膜で覆うようにしている。このようにコイルから発生する熱を放散しやすい構造とすることで、コイルターン数やコイル断面積が減少してコイルが発熱しやすくなっても、サーマルプロトリュージョンを抑制し、ヘッドの低浮上化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明では、記録トラック幅を決定する上部磁気コア先端層が平坦な部分に形成される構造になっており、記録トラック幅の高精度化を図ることができる。
【００１３】
本発明では、浮上面において、前記下部磁気コア先端層が前記上部磁気コア先端層との対向面に対して垂直な側面とテ−パ形状の側面とを形成する。また、浮上面において、下部磁気コア先端層の幅が上部磁気コア先端層の幅より大きい部分を有し、対向する下部磁気コア先端層と上部磁気コア先端層の幅が同一である。これにより、下部磁気コア先端層からの漏れ磁界を小さくし、記録ヘッドの狭トラック化を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による誘導型薄膜磁気ヘッドの斜視図、図２は誘導型薄膜磁気ヘッドの断面図である。本発明は誘導型薄膜磁気ヘッドであることから、再生ヘッド部の構造および説明は省略する。図３〜図１０には図２に示している誘導型薄膜磁気ヘッドの形成工程途中の断面を示している。
【００１５】
図３は、下部磁気コア層１の上部に下部磁気コア先端層２と下部磁気コア接続層３を形成した図である。基板上に形成された下部磁気コア層１はＣＭＰ（ケミカル・メカニカル研磨）で平坦化されている。下部磁気コア先端層２と下部磁気コア接続層３は、フレームめっきにより形成する。下部磁気コア層１には４６ＮｉＦｅ、下部磁気コア先端層２と下部磁気コア接続部３にはＣｏＮｉＦｅ、ＦｅＣｏ等を用いた。
【００１６】
図４は、図３の構成に下部磁気コア層１とコイル（後に図示）を絶縁する絶縁層４を形成した図である。この絶縁層４は、下部磁気コア先端層２を保護する役目もあり、後工程でのイオンミリング等による下部磁気コア先端層２の形状変化を防いでいる。この絶縁層４には、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等を単層で用いるか、積層または混合した膜として用いてもよいが、Ａｌ２Ｏ３単層では後工程で用いる強アルカリ性のレジスト剥離液やウェットエッチング液で膜が劣化することが考えられるため、本実施例では比較的耐食性のよいＡｌ２Ｏ３とＳｉＯ２の混合膜を用いた。
【００１７】
図５は１層目コイルＣ１とコイル接続層５を形成した図である。１層目コイルＣ１は、パターンめっきで形成される。１層目コイルＣ１を形成した後、今度はコイル接続層５をコイルと同様にパターンめっきで形成する。ここで、１層目コイルＣ１にはＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の比抵抗の値が小さい金属材料を用いるとよい。コイル接続層５はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の他にＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＦｅＣｏ等の磁性膜を用いてもよい。
【００１８】
図６はコイル間を絶縁するために有機絶縁層６ａを形成した図である。有機絶縁層６ａにはフォトレジストを用いてよい。コイル全体を覆うようにレジストパターンを形成し、真空磁場中で熱処理を行って硬化させている。硬化させた後、１層目コイルＣ１の上部が露出するまで、Ｏ２アッシングまたはＯ２ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）でレジストをエッチングする。これは、後工程で形成する無機絶縁膜に１層目コイルＣ１を接触させることで、コイルで発生する熱を放散しやすくするためである。また、無機絶縁膜形成時にコイル間にボイドが発生しないよう、エッチング後のコイル間のレジスト膜厚を、１層目コイルＣ１膜厚の６０％以上１００％以下の範囲内としている。
【００１９】
図７は絶縁層７を形成後、ＣＭＰにより平坦化した図である。絶縁層７にはＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の無機絶縁膜を用いる。絶縁層７形成後、１層目コイルＣ１上に絶縁層７が０．２μｍ以上の厚みで残るようにＣＭＰで平坦化を行う。
【００２０】
図８は磁気ギャップ層８を形成後、上部磁気コア先端層９、上部磁気コア接続層１０、コイル接続層１１を形成した図である。磁気ギャップ層８にはＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の無機絶縁膜やＡｕ、Ｐｔ、Ｔａ等の非磁性金属を用いてよい。上部磁気コア先端層９、上部磁気コア接続層１０、コイル接続層１１はＣｏＮｉＦｅ／４６ＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ／８０ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏ／８０ＮｉＦｅ等の積層膜で、フレームめっきで形成される。この時、レジストフレームは図７に示した前工程のＣＭＰで平坦になった面に形成されるので、凹凸面で形成する場合よりもトラック幅精度のよいレジストフレームを形成することができ、狭トラック化、高精度化が期待できる。
【００２１】
上部磁気コア先端層９他を形成後、イオンミリングやＲＩＥ等のドライエッチングで、磁気ギャップ層８の余分な部分は除去される。磁気ギャップ層の除去後、上部磁気コア先端層９をマスクとして、下部磁気コア先端層２上部を、イオンミリングやＲＩＥ等でエッチングする。この工程で、図１１に示すような、下部磁気コア先端層２と上部磁気コア先端層９との浮上面における対向面に対して、垂直な側面とテ−パ形状の側面が下部磁気コア先端層２の上部に形成される。なお、上部磁気コア接続層１０と下部磁気コア接続層３を合わせて磁気コア接続部１２、コイル接続層５とコイル接続層１１を合わせてコイル接続部１３とする。
【００２２】
図９は無機絶縁膜を形成した後、上部磁気コア先端層９、上部磁気コア接続層１０、コイル接続層１１をＣＭＰで平坦化した図である。ここで形成される無機絶縁膜は、先に説明されている絶縁層７と同様の材料を用いる。上部磁気コア先端層９は、膜厚１．０μｍ程度までＣＭＰで加工される。
【００２３】
図１０は２層目コイルＣ２と有機絶縁層６ｂを形成した図である。２層目コイルＣ２は、１層目コイルＣ１と同様の方法で形成される。２層目コイルＣ２を覆う有機絶縁層６ｂは、先に説明されている有機絶縁層６ａと同様の材料を用いてよい。
【００２４】
最後に、フレームめっきにより上部磁気コア層１４を形成して、図２に示している誘導型薄膜磁気ヘッドが完成する。ここで、図２に示しているのは２層コイルの実施例であるが、コイルＣ３が上部磁気コア先端層９と上部磁気コア接続層１０の間を通ってさらに１層周回するように配置すれば、図１２に示すような３層コイル構造にすることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、下部磁気コア層と下部磁気コア先端層と下部磁気コア接続層で囲まれる範囲を周回するようにコイルを配置することで、コイルターン数やコイル断面積の減少をできるだけ減少させずに記録ヘッド構造の短磁路長化を図ることができる。また、サーマルプロトリュージョンを抑制することができる。その結果、高周波特性の改善・記録データの高速転送化が達成できる。さらに、上部磁気コア先端層を平坦面に形成できるので、トラック幅の高精度化が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いて製造される誘導型薄膜磁気ヘッドの主要部斜視図。
【図２】本発明の一実施例の誘導型薄膜磁気ヘッドの主要部断面図。
【図３】図２に示す誘導型薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す断面図。
【図４】図３から続く、誘導型薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す断面図。
【図５】図４から続く、誘導型薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す断面図。
【図６】図５から続く、誘導型薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す断面図。
【図７】図６から続く、誘導型薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す断面図。
【図８】図７から続く、誘導型薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す断面図。
【図９】図８から続く、誘導型薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す断面図。
【図１０】図９から続く、誘導型薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す断面図。
【図１１】本発明の一実施例の誘導型薄膜磁気ヘッドの浮上面正面図。
【図１２】本発明による別の実施例の誘導型薄膜磁気ヘッド構造を示す断面図。
【図１３】従来の誘導型薄膜磁気ヘッド構造を示す断面図。
【符号の説明】
１…下部磁気コア層、２…下部磁気コア先端層、３…下部磁気コア接続層、４…絶縁層、５…コイル接続層、６、６ａ、６ｂ、６ｃ…有機絶縁層、７…絶縁層、８…磁気ギャップ層、９…上部磁気コア先端層、１０…上部磁気コア接続層、１１…コイル接続層、１２…磁気コア接続部、１３…コイル接続部、１４…上部磁気コア、Ｃ１…１層目コイル、Ｃ２…２層目コイル、Ｃ３…３層目コイル。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【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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