(57)【要約】【課題】ヘッド加熱に起因するヘッド変形による記録媒体との接触を回避し、耐摺動信頼性に優れた狭浮上に適した磁気ヘッドを提供することにある。【解決手段】記録再生分離型磁気ヘッドの誘導型薄膜記録ヘッドに対応する部分の浮上面保護膜に３ｎｍ程度の段差（凹部）を形成し、ヘッド熱変形による浮上面の突出部分をオフセットさせることで、実効的な浮上面への突出を低減し記録媒体との接触を防止する。【選択図】　図１
2004079090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果型再生ヘッドと、該磁気抵抗効果型再生ヘッドに隣接して形成された下部磁性膜と上部磁性膜と該下部磁性膜と上部磁性膜の間に配置された磁気ギャップ膜とコイルとを有する誘導型薄膜記録ヘッドと、該誘導型薄膜記録ヘッドの上部に形成された保護膜と、前記磁気抵抗効果型再生ヘッドと誘導型薄膜記録ヘッドの浮上面に形成された浮上面保護膜と、該浮上面保護膜の前記誘導型薄膜記録ヘッドに対応する部分に形成された第１の凹部とを有することを特徴とする記録再生分離型磁気ヘッド。
【請求項２】
基板上に形成された下部シールド膜及び上部シールド膜の間に配置された磁気抵抗効果膜と、該磁気抵抗効果膜に電気的に接続された電極膜とを有する磁気抵抗効果型再生ヘッドと、該磁気抵抗効果型再生ヘッドの前記上部シールド膜の上に絶縁膜を介して形成された下部磁性膜と上部磁性膜の間に配置された記録ギャップ膜とコイルとを有する誘導型薄膜記録ヘッドと、該誘導型薄膜記録ヘッドの上部に形成された保護膜と、前記磁気抵抗効果型再生ヘッドと誘導型薄膜記録ヘッドの浮上面に形成された浮上面保護膜と、該浮上面保護膜の前記誘導型薄膜記録ヘッドに対応する部分に形成された第１の凹部とを有することを特徴とする記録再生分離型磁気ヘッド。
【請求項３】
基板上に形成された下部シールド膜及び上部シールド膜の間に配置された磁気抵抗効果膜と、該磁気抵抗効果膜に電気的に接続された電極膜とを有する磁気抵抗効果型再生ヘッドと、該磁気抵抗効果型再生ヘッドの前記上部シールド膜を下部磁性膜として兼用し、該上部シールド膜兼下部磁性膜と当該上部シールド膜兼下部磁性膜の上に形成された上部磁性膜との間に配置された記録ギャップ膜とコイルとを有する誘導型薄膜記録ヘッドと、該誘導型薄膜記録ヘッドの上部に形成された保護膜と、前記磁気抵抗効果型再生ヘッドと誘導型薄膜記録ヘッドの浮上面に形成された浮上面保護膜と、該浮上面保護膜の前記誘導型薄膜記録ヘッドの上部磁性膜に対応する部分に形成された第１の凹部とを有することを特徴とする記録再生分離型磁気ヘッド。
【請求項４】
前記保護膜の浮上面側に第２の凹部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記録再生分離型磁気ヘッド。
【請求項５】
前記浮上面保護膜はカーボン膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録再生分離型磁気ヘッド。
【請求項６】
前記浮上面保護膜は少なくとも２層の積層膜で構成され、前記第１の凹部は前記積層膜の上層が除去されたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録再生分離型磁気ヘッド。
【請求項７】
前記積層膜は、シリコン膜と、該シリコン膜上に形成されたカーボン膜とを有することを特徴とする請求項６記載の記録再生分離型磁気ヘッド。
【請求項８】
前記浮上面保護膜は少なくとも２層の積層膜で構成され、前記第１の凹部は前記積層膜の全てが除去されて形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録再生分離型磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置に用いる記録再生分離型磁気ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置の大容量化に伴い、記録密度が年々高まっている。また、装置は小型かつ大容量化になっている。これらの要求を満たす為に、例えば、現在の磁気ディスク装置はトラック幅が０．３μｍ、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ　Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドの採用、さらには、ヘッドと記録媒体との間隙（以下浮上量と略す）を１３ｎｍ程度にまで狭小化している。
【０００３】
図３にＧＭＲヘッドを採用した記録再生分離型磁気ヘッドの断面の概略を示す。また、図４は記録再生分離型磁気ヘッドの斜視図である。但し浮上面積層保護膜は省略してある。記録再生分離型磁気ヘッドは、再生専用のＧＭＲヘッドの上に記録用の誘導型薄膜磁気ヘッドが積層された構造となっている。再生用ＧＭＲヘッドは基板１、下部シールド膜２、信号を検出するＧＭＲ膜７、ＧＭＲ膜７の端部の磁区を制御する磁区制御膜６、ＧＭＲ膜７に電流を流すための電極膜８及び上部シールド膜３等から構成される。一方、誘導型薄膜記録ヘッドはＧＭＲヘッドの上部シールド３を下部磁性膜として兼用し、記録ギャップ膜９、コイル１０、絶縁層１１及び上部磁性膜１２等からなる。記録再生分離型磁気ヘッドの浮上面には、シリコン（Ｓｉ）膜とカーボン（Ｃ）膜がスパッタリング等により積層された浮上面積層保護膜１９が形成されている。シリコン膜はカーボン膜の密着層である。上部磁性膜１２の上部の保護膜１３に浮上面浅溝部１４（第２の凹部）が形成されている。
【０００４】
前述したように高密度記録化とともに、ヘッドと記録媒体との間隙は益々狭くなっていく。高密度記録の達成には低浮上化が不可欠である。しかし、低浮上化に伴い、記録時におけるコイル１０の発熱によるヘッド変形が大きな問題となりつつある。すなわち、このヘッド変形により、局所的にヘッドの浮上面が３ｎｍ程度突出し、実効的な記録媒体間隔が１０ｎｍまで狭くなるためにヘッドと記録媒体が衝突し、ヘッドの位置決めが不能になったり、最悪の場合、記録媒体を傷付けて記録データ消失、摺動に到るからである。この種の検討としては、例えば、ＩＥＥＥ．Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，ｖｏｌ．３８，２００２，ｐａｇｅ　１　（アイイーイーイー　トランザキションオン　マグネチックス　ボリューム３８、２００２年、ページ１）に掲載されている。すなわち、ヘッドは加熱により変形する。
【０００５】
図５および図６にヘッドの変形と、ヘッドと記録媒体の接触によるヘッド磨耗の概略を示す。ヘッドは加熱されることにより、基板１を基点としてヘッド角部が前に突き出るように変形する。この結果、浮上面積層保護膜１９の突出部が記録媒体との接触により図６に示した磨耗領域Ａが磨耗する。磨耗量は、幅ｗ、高さｈ、深さｄで定義される。浮上量をほぼ０としたサンプルでの評価では、記録周波数３００ＭＨｚ、ライト電流５０ｍＡ、環境温度６０℃において、図５に示すように上部磁性膜１２後部から浮上面浅溝部１４までの距離を４ｕｍ以下に狭小化したＴＰＲ（サーマルフ゜ロトリュ‐シ゛ョン）改善スライダでも、上部磁性膜１２上の浮上面積層保護膜１９の磨耗深さｄは３ｎｍ、ｗは８μｍ、ｈは５μｍであった。このように、ヘッド変形による上部磁性膜１２上の浮上面積層保護膜１９の磨耗深さｄは無視できず、ヘッドと記録媒体間浮上量（１３ｎｍ）の２３％を占め、浮上面積層保護膜１９のカーボン膜厚（３．５ｎｍ）に相当する。以下にヘッド変形に関し詳細に説明する。
【０００６】
ヘッドの変形の原因は、ヘッドが加熱されることによる熱膨張率差で生ずる。ヘッドの加熱は、１．ヘッドの置かれる環境温度、２．ヘッド自身の発熱に起因する。（１）環境温度とは磁気ディスク装置内の温度が支配的で、多くの磁気ディスク装置で６０℃程度を保証している。（２）ヘッド自身の発熱は、▲１▼ライト時のコイル通電によるジュール発熱、▲２▼高周波領域における渦電流発熱、鉄損、▲３▼表皮効果による抵抗増加にともなう発熱である。
【０００７】
変形を低減するにはヘッド温度を下げればよいが、このうち、１．環境温度に関しては、顧客仕様であり製造側は要求を満足する構造としなくてはならない。一方、ヘッド自身の発熱を下げるには、例えば、コイル抵抗の低減、磁極形状の狭小化、高抵抗磁極材料の適用等が有効である。また、熱膨張率差の大きな材料が体積的に占める割合を低減することも有効である。具体的には、熱膨張の大きな金属膜，例えば、上下のシールド膜を小さくすることが良い。さらに、放熱を高めることも有効である。これには、発熱源に近接して放熱板を設けることがよい。しかし、これらの項目はヘッドの変形を抑制することに対し有効な手段であるが、熱膨張率差がある以上、変形を完全になくすことは不可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高密度記録に必須である磁気ヘッドの低浮上化に伴い発生する、ヘッド変形によるヘッドと記録媒体との接触を回避することで、狭浮上化に優れ、耐摺動信頼性の高い記録再生分離型磁気ヘッドを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点は、誘導型薄膜記録ヘッドの浮上面と再生用ＧＭＲヘッドの浮上面に保護膜による段差を設け、発熱によって変形する誘導型薄膜記録ヘッド上の浮上面をあらかじめ凹形状（第１の凹部）とすることで、発熱によって変形する誘導型薄膜記録ヘッドの浮上面が再生用ＧＭＲヘッドの浮上面より突出することを防ぐことで解決される。
【００１０】
すなわち、上記磨耗領域Ａの浮上面積層保護膜のカーボン膜だけを除去し、あらかじめ３．５ｎｍの凹形状の浮上面を形成することで、使用時の加熱においても記録媒体と接触することを回避でき、高い信頼性のヘッドを提供できる。
【００１１】
また、記録再生分離型磁気ヘッドの、誘導型薄膜記録ヘッドに対応する部分の浮上面積層保護膜を全て除去して凹部を形成することでも同様の効果が得られる。以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に加熱前の本発明による記録再生分離型磁気ヘッドの断面構造を示す。図１において図３と同じ部位には同じ符号を付してある。再生用ＧＭＲヘッドの腐食及び放電を防止する目的で付加された浮上面を保護する浮上面積層保護膜１９（Ｃ＝３．５ｎｍ、Ｓｉ＝１．５ｎｍ）をベースにして、Ｃ膜除去領域２０のカーボン膜を除去することで、誘導型薄膜記録ヘッドに対応する浮上面に、カーボン膜厚分（３．５ｎｍ）の保護膜段差（第１の凹部）を形成している。
【００１３】
図２に示す加熱による変形から明らかなように、Ｃ膜除去領域２０のアライメントと浮上面積層保護膜１９のカーボン膜とシリコン膜の膜厚配分を適正化することで、更にヘッド角部の突出量を抑制し記録媒体との接触を防止することができる。浮上面保護膜１９の段差形成には、いくつかの方法が考えられる。
【００１４】
１つの方法は、ヘッドの浮上レール形成工程においてＣ膜除去領域以外をレジスト（マスク材）で被覆し、露出部分を酸素でエッチング（ＲＩＥ）し、シリコン膜を残し段差を形成する方法。２つ目の方法は、前述と同様にマスクを形成後、酸素エッチング（ＲＩＥ）でカーボン膜を除去後にＣＦ４の反応性ガスでシリコン膜を除去し、浮上面積層保護膜全部を除去することである。３つ目の方法は、浮上面保護膜すべてをカーボン膜で形成し（密着膜のシリコン膜を付けない）、上記の手段で保護膜全部を除去するものである。これらの場合には、浮上面に露出してくる上部磁性膜１２の磁性膜表面の酸化／腐食等のダメージを考慮する必要がある。
【００１５】
以下に本発明の記録再生分離型磁気ヘッドの製造方法を図面を用いて詳細に説明する。まず、図１を参照する。
（１）　基板１はＡｌ２Ｏ３・ＴｉＣ（アルミナチタンカーバイド）の上にベースアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）膜をスパッタリング法で積層して形成される。この基板１上に下部シールド膜２をめっき法で形成する。下部シールド膜２はＮｉＦｅ合金膜であり、膜厚は２μｍである。
（２）　下部ギャップ膜４をスパッタリング法で成膜する。材質はアルミナで膜厚は０．０５μｍである。その後、フォトリソグラフィ法およびイオンミリング法で所望の形状に加工する。
（３）　ＧＭＲ膜７をスパッタリング法で成膜し、フォトリソグラフィ法およびイオンミリング法で所望の形状に加工する。ＧＭＲ膜７はＣｏＦｅを自由層とするスピンバルブ膜である。
（４）　磁区制御膜６及び電極膜８をスパッタリング法で成膜する。パターニングはリフトオフ法で行なった。磁区制御膜６はＣｏＰｔ膜である。電極膜８はＴａおよびその合金薄膜との積層である。
（５）　上部ギャップ膜５をスパッタリング法で成膜する。材質はアルミナで、膜厚は０．０５μｍである。その後、フォトリソグラフィ法およびイオンミリング法で所望の形状に加工する。
（６）　最後に上部シールド膜３をめっき法で形成する。上部シールド膜３はＮｉＦｅ合金膜で、膜厚は２μｍである。
【００１６】
以上で、再生用ＧＭＲヘッド素子が形成された。
【００１７】
次に、誘導型薄膜記録ヘッドを積層する。下部磁性膜は再生用ＧＭＲヘッドの上部シールド膜３を兼用している。
（７）　上部シールド膜兼下部磁性膜の上に記録ギャップ膜９をスパッタリング法で形成する。材質はアルミナで、膜厚は０．２μｍである。
（８）　コイル１０をめっき法で形成する。コイル１０の巻数は９ターンで、材料はＣｕである。
（９）　ホトレジストを塗布、熱処理し、絶縁層１１を形成する。膜厚は１０μｍである。
（１０）　上部磁性膜１２をめっき法で形成する。材料はＮｉＦｅＣｏである。
（１１）　下部端子１５を電極膜８と電気的に接続されるようにめっき法で形成する。材料はＣｕである。
（１２）　保護膜１３をスパッタリング法で成膜する。材料はＡｌ２Ｏ３で、膜厚は６０μｍである。
（１３）　ラップにより保護膜１３を研磨し端子を露出させ、その上に上部端子１６をめっき法で形成する。材料はＡｕで、膜厚は６μｍである。
【００１８】
以上で記録ヘッドおよび再生ヘッド素子は形成された。
【００１９】
次に、ＳＲ（シェーフ゜トレール）加工にて、浮上面保護膜の段差を形成する。
（１４）　図７（ａ）は基板１から切り出したバーブロック１８を示す。すでに、ＧＭＲ膜７を所定の形状にする加工工程までは完了している。
（１５）　図７（ｂ）はバーブロック１８で浮上面のレール２１を形成した状態を示す。まず、バーブロック１８の素子面側にシリコン膜、カーボン膜の積層膜１９を形成する。引き続き、フォトリソグラフィ法およびイオンミリング法で浮上のためのレール２１と第２の凹部を形成する。
（１６）　図７（ｃ）では上部磁性膜上のカーボン保護膜を除去するためのレジスト（マスク材）２２の被覆状態を示す。この状態で、（ｃ）に示すようにフォトリソグラフィ法によりカーボン膜除去領域２０以外の領域部分をレジスト（マスク材）２２で被覆し、酸素でエッチング（ＲＩＥ）しシリコン膜をストッパ膜としてカーボン膜の除去を行なう。その加工量は積層保護膜のカーボン膜分３．５ｎｍに相当する。
（１７）　その後、レジスト（マスク材）２２を除去することで、図１に示すように浮上面保護膜段差（第１の凹部）が形成される。
（１８）　このバーブロック１８をチップ単位に切断することで、本発明の記録再生分離型磁気ヘッドが完成する。
【００２０】
上記の実施例は、再生ヘッドの上部シールドと記録ヘッドの下部磁極を兼用するタイプの記録再生分離型磁気ヘッドであるが、図８に示すようにこれらが絶縁膜２３で分離されているタイプでも本発明は適用可能であり、同様の効果が得られる。図８において基板１の上に下部シールド膜２、下部ギャップ膜（図示せず）を介してＧＭＲ膜７、磁区制御膜６、電極膜８が形成され、上部ギャップ膜（図示せず）を介して上部シールド膜３、絶縁分離膜２３、下部磁性膜２４、記録ギャップ２５、コイル１０、上部磁性膜１２、保護膜（図示せず）、浮上面保護膜（図示せず）が形成される。２６は下部磁性膜２４から突出した下部磁極であり、２７は上部磁性膜１２の先端磁極である。磁気ギャップ２５は下部磁極２６と先端磁極２７とで形成される。浮上面には浮上面積層保護膜が形成され、前記実施例同様、誘導型薄膜記録ヘッドに対応する部分に凹部が形成される。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、ヘッド浮上面の誘導型薄膜記録ヘッドに対応する部分の浮上面保護膜（ＳｉとＣの積層保護膜）に段差（Ｃ膜を除去した凹部）を形成することにより、また、このカーボン膜除去領域（凹保護膜領域）及びＳｉ、Ｃ積層保護膜の膜厚配分を適正化することで、ヘッドの発熱変形による浮上面の突出をキャンセル出来ると共に再生用ＧＭＲヘッド部分を浮上最下点にできる狭浮上に適した記録再生分離型磁気ヘッドの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による記録再生分離型ヘッドの断面図である。
【図２】本発明の一実施例による記録再生分離型ヘッドの加熱時の変形を示す断面図である。
【図３】従来の記録再生分離型ヘッドの断面図である。
【図４】従来の記録再生分離型ヘッドの斜視図である。
【図５】従来の記録再生分離型ヘッドの変形を示す断面図である。
【図６】従来の記録再生分離型ヘッドの磨耗状態を示す概略図である。
【図７】本発明の一実施例による記録再生分離型ヘッドの浮上面保護膜の段差部の形成方法を示す工程図である。
【図８】本発明の他の実施例による記録再生分離型ヘッドの斜視図である。
【符号の説明】
１：基板
２：下部シールド膜
３：上部シールド膜
４：下部キ゛ャッフ゜膜
５：上部キ゛ャッフ゜膜
６：磁区制御膜
７：ＧＭＲ膜
８：電極膜
９：記録キ゛ャッフ゜膜
１０：コイル
１１：絶縁層
１２：上部磁極膜
１３：保護膜
１４：浮上面浅溝部
１５：下部端子
１６：上部端子
１９：浮上面積層保護膜（Ｃ＝３．５ｎｍ，Ｓｉ＝１．５ｎｍ積層膜）
２０：Ｃ膜除去領域／浮上面Ｓｉ保護膜（Ｓｉ＝１．５ｎｍ）
２１：レール
２２：マスク材
【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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