(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された下部磁気コアと、前記下部磁気コアの浮上面側の上部に形成され、所定の形状にトリミングされた下部磁極端層と、前記下部磁極端層の後部に形成された無機絶縁層と、前記下部磁極端層と無機絶縁層の平坦化された上面に形成されたギャップ層と、前記ギャップ層の浮上面側に形成された上部磁極端層と、前記上部磁極端層の浮上面から後退した位置に磁気的に結合し、後端部で前記下部磁気コアに磁気的に結合するように形成された上部磁気コアと、前記上部磁気コアと下部磁気コアを周回するように形成されたコイルと、前記コイルと下部磁気コア及び上部磁気コアとの間に形成された絶縁層を有し、
前記上部磁極端層の浮上面からの長さが前記下部磁極端層の浮上面からの長さよりも大きく、前記上部磁極端層の幅が広がる位置の浮上面からの長さが、前記下部磁極端層の浮上面からの長さよりも小さく、
浮上面において、前記下部磁極端層の幅が前記上部磁極端層の幅より大きい部分を有し、
前記下部磁極端層のトリミングにより残された部分と、これに対向する前記上部磁極端層の幅は略同一であることを特徴とする誘導型薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
基板上に形成された下部磁気コアと、前記下部磁気コアの浮上面側の上部に形成され、所定の形状にトリミングされた下部磁極端層と、前記下部磁極端層の後部に形成された無機絶縁層と、前記下部磁極端層と無機絶縁層の平坦化された上面に形成されたギャップ層と、前記ギャップ層の浮上面側に形成された上部磁極端層と、前記上部磁極端層の浮上面から後退した位置に磁気的に結合し、後端部で前記下部磁気コアに磁気的に結合するように形成された上部磁気コアと、前記上部磁気コアと下部磁気コアを周回するように形成されたコイルと、前記コイルと下部磁気コア及び上部磁気コアとの間に形成された絶縁層を有し、
前記上部磁極端層の浮上面からの長さが前記下部磁極端層の浮上面からの長さよりも大きく、前記上部磁極端層の幅が広がる位置の浮上面からの長さが、前記下部磁極端層の浮上面からの長さよりも小さく、
浮上面において、前記下部磁極端層が前記上部磁極端層との対向面に対して垂直な側面とテ−パ形状の側面とを有することを特徴とする誘導型薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
基板上に下部磁気コアを形成する工程と、
前記下部磁気コアの浮上面側の上部に下部磁極端層を形成する工程と、
前記下部磁極端層を埋め込むように無機絶縁層を形成する工程と、
前記下部磁極端層と無機絶縁層の表面を平坦化する工程と、
前記平坦化された面にギャップ層を形成する工程と、
前記ギャップ層の浮上面側に、浮上面からの長さが前記下部磁極端層よりも長い上部磁極端層を形成する工程と、
前記下部磁極端層を所定の形状にトリミングする工程と、
前記上部磁極端層の後部のギャップ層の上部にコイルを形成する工程と、
前記コイルの間及び上部に絶縁層を形成する工程と、
前記上部磁極端層の浮上面から後退した位置に磁気的に結合し、前記コイル上の絶縁層を覆い、後端部で前記下部磁気コアに磁気的に結合する上部磁気コアを形成する工程と、
を有し、
前記上部磁極端層は、浮上面から後部に向かって幅が一定の部分と、幅が広がる部分を有し、幅が広がる位置の浮上面からの長さが、前記下部磁極端層の浮上面からの長さよりも小さく、
前記下部磁極端層は、浮上面において、前記上部磁極端層との対向面に対して垂直な側面とテ−パ形状の側面とを有することを特徴とする誘導型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記トリミング工程では、前記上部磁極端層をマスクとして前記下部磁極端層を所定の形状に形成することを特徴とする請求項３記載の誘導型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【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、磁気デイ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及び高効率化が進められ、その形状もますます小型化されると共に、高精度化の傾向にある。
【０００３】
このような要求に対して誘導型薄膜磁気ヘッドの磁気記録に寄与する磁極先端部の磁界が大きいこと、及びトラック幅の狭小化，高精度化が要求されることである。この問題を解決するためには、誘導型薄膜磁気ヘッドの磁界を大きくするために磁極端部に高Bs材料の採用、トラック幅の高精度のためにはヘッド構造の改良などいろいろの点から検討されており、特開2000−155906などに記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように特開2000−155906に記載されている誘導型薄膜磁気ヘッドでは記録磁界に限界があると思われ、本発明ではさらなる高記録磁界化、及びトラック幅の高精度化を提供するところにある。
【０００５】
そのために、本発明ではヘッド構造に注目し、磁束が磁極先端部に集中する構造を提供するところにある。
【０００６】
また、トラック幅を決定する上部磁極端層を平坦部上に形成する構造を提供し、トラック幅の高精度化を図ったものである。
【０００７】
【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では、狭トラック化、高記録磁界化を実現するために、下部磁気コア上に下部磁極端層及び上部磁気コアの下に上部磁極端層を配置し、かつ上部磁極端層は平坦部上に形成する。さらに、磁極端部からの漏れ磁界を少なくするために、上部磁極端層をマスクにして所定の形状に下部磁極端層をエッチング（トリミング）するところにある。
【０００８】
本発明の誘導型薄膜磁気ヘッドでは、記録磁界を大きくするためには下部磁極端層の膜厚は1.0μm以上、ギャップ深さを決定する下部磁極端層の長さGd（奥行き）は0.5μm以上が好ましい。そして、上部磁極端層の浮上面から広がり位置までの長さLyが下部磁極端層の長さGdより小さく、下部磁極端層の長さGdは上部磁極端層の浮上面からの長さより小さい。また、上部磁極端層の膜厚は2μm以上あればよい。上、下部磁極端層の飽和磁束密度が、上部磁気コアもしくは下部磁気コアよりも大きい材料を用い、その飽和磁束密度は1.6Ｔ以上である。また、上部磁気コアの先端部は浮上面から0.5〜2μｍ後退していることが望ましい。さらに、下部磁極端層のトリミング深さは0.2±0.1μmで、エッチングテ−パ角は5°〜20°が好ましい。
【０００９】
また、基板上に形成された下部磁気コアと、下部磁気コア上に形成された下部磁極端層と、上部磁気コアの下部に形成された上部磁極端層がギャップ膜を介して先端部で結合され、後端部で下部磁気コアと上部磁気コアが結合され、上部磁気コアと下部磁気コアを周回して配置されたコイルと、コイルと下部磁気コア及び上部磁気コアとの間に形成された絶縁層を有する誘導型薄膜磁気ヘッドにおいて、浮上面における前記下部磁極端層の幅が２段階以上に変化する形状を有することを特徴とする誘導型薄膜磁気ヘッドとする。
【００１０】
また、基板上に形成された下部磁気コアと、下部磁気コア上に形成された下部磁極端層と上部磁気コアの下部に形成された上部磁極端層がギャップ膜を介して先端部で結合され、後端部で下部磁気コアと上部磁気コアが結合され、上部磁気コアと下部磁気コアを周回して配置されたコイルと、コイルと下部磁気コア及び上部磁気コアとの間に形成された絶縁層を有する誘導型薄膜磁気ヘッドにおいて、下部磁極端層の長さより上部磁極端層の長さが長いことを特徴とする誘導型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法とする。
【００１１】
また、基板上に形成された下部磁気コアと、下部磁気コア上に形成された下部磁極端層と、上部磁気コアの下部に形成された上部磁極端層がギャップ膜を介して先端部で結合され、後端部で下部磁気コアと上部磁気コアが結合され、上部磁気コアと下部磁気コアを周回して配置されたコイルと、コイルと下部磁気コア及び上部磁気コアとの間に形成された絶縁層を有する誘導型薄膜磁気ヘッドにおいて、上部磁極端層は段差の大きさが0.15μｍ以下の面上に形成されることを特徴とする誘導型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法とする。
【００１２】
また、これらの誘導型磁気ヘッドを記録ヘッドとして磁気ヘッドを構成することができる。そして、この磁気ヘッドを磁気デイスク装置に適用することができる。また、磁気ディスク装置を複数個接続してなる磁気デイスクアレイ装置に適用することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による誘導型薄膜磁気ヘッドの一実施例を図1、２に示す。図１は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にあることあることから、その下に形成されている再生ヘッドの構造及び説明は省略してある。
【００１４】
基板上に下部磁気コア1 と上部磁気コア2、 及び下部磁気コアと上部磁気コアを周回して配置されたコイル3からなり、下部磁気コアと上部磁気コアとは後端部でバックコンタクト部4 で接続され、かつ先端部では磁極先端層5を介して接続されている。コイル間はホトレジスト絶縁膜10で絶縁されている。磁極先端層5 は下部磁極端層6  、上部磁極端層7、ギャツプ層8の積層膜からなる。下部磁極端層6を形成後、下部磁極端層6を埋め込むようにアルミナ絶縁層9を形成し、ＣＭＰによって表面を平坦化し、平坦な表面にライトギャップ層8を形成する。この平坦面上にトラック幅を決定する上部磁極端層を形成することからトラック幅精度は向上する。ＣＭＰによる平坦化によりほとんど段差は生じないが、ＣＭＰ条件や膜の状態によりわずかに段差が生じることがあり、本実施例においては0.15μｍ以下の段差が生じることがあった。この程度の段差であれば、パターン精度の悪化はほとんど見られない。しかし、従来のホトレジストにてGd位置を決める構造は本発明と比較すると磁極形成部の段差は0.15μｍよりも大きくこのような段差上に形成する場合、トラック幅精度の向上は困難である。
【００１５】
また、下部磁極端層を設けることにより、その形状、膜厚の最適化を図ることにより、高記録磁界化が提供でき、かつ下部磁極端層を所定の形状にトリミングすることにより、下部磁極端層の端部に発生する磁界（ここでは、サイドピ−クと表現する）を小さくできる。これらを達成するための下部磁極端層について、以下詳細に記述する。
【００１６】
下部磁極端層6の膜厚としては、磁界計算の点から1.0μｍ以上あれば記録磁界はほぼ一定になる。また、下部磁極端層6の浮上面からの奥行き方向の長さ（ギャップ深さ：Gd）は小さいほど磁界強度が大きくなる。しかし、Gd加工精度及び下部磁極端層6をめっき技術で形成する場合の容易性などの点からGd=0.5〜2.0μｍが最適である。
所望の形状、寸法に下部磁極端層6を形成した後、アルミナ膜9を形成し、CMP工程により平坦化する。この上に磁気ギャップ膜8及び上部磁極端層7を形成する。
【００１７】
上部磁極端層7は、高飽和密度材料CoNiFe単層膜、あるいはCoNiFe/46NiFe、CoNiFe/80NiFe2層膜でもよい。このとき、磁気ギャップ側に高飽和密度材料であるCoNiFeを配置する。このように２層膜を用いた場合でも、 磁気ギャップ側に高飽和密度材料であるCoNiFeを配置することにより、磁界強度の低下はわずかである。なお、このような2層膜の場合、CoNiFe膜厚としては最低でも1.0μｍ必要である。この上部磁極端層7の幅でトラック幅が決定され、上述したように平坦部上に形成されることから、トラック幅精度は向上する。
【００１８】
また、磁界強度は上部磁極端層の膜厚以外に、その形状にも影響する。図3に上部磁極端層の平面図を示す。上部磁極端層7の広がり角度θ1に影響する。この広がり角度は30°〜45°近傍が望ましい。なお、Lyは浮上面から上部磁極端層の広がり位置までの長さであり、Gdは浮上面からの下部磁極端層の長さである。
【００１９】
次に、上部磁極端層7をマスクにして，下部磁極端層の上部をトリミングする。これにより，磁界強度を大きくし、下部磁極端層の端部に発生する漏れ磁界を小さくする事ができる。図4にトリミング後の下部磁極端層の形状を示す。トリミング深さとしてはｔ1としては、0.1〜0.2μｍあれば磁界強度としてはよい。下部磁極端層の形状による磁界強度を図5に示した。図の横軸は上部磁極端層UP0tの膜厚である。磁界強度Hxは、下部磁気コアに46NiFe（飽和磁束密度Bs：1.68Ｔ）、下部磁極端層にCoNiFe（Bs：2.0Ｔ）、上部磁極端層にCoNiFe（Bs：2.0Ｔ）、上部磁気コアに46NiFe（Bs：1.68Ｔ）を用い、その膜厚をそれぞれ2.0、1.5、2.0、1.0〜3.0μｍとし、トラック幅0.35μｍ、起磁力0.36アンペア・タ−ン、浮上量25ｎｍとしたときの値である。これから明らかなように、上部磁極端層の膜厚としては2.0μｍ以上あればよい。図4（ｂ）構造の方が磁界強度としては約200Ｏｅ程度高い。しかし、図4（ａ）構造でも磁界強度としては十分であることを確認している。また、図4（ｂ）構造の方が磁極端部等からの不要なサイドピークが小さいことを確認している。なお、図4（ｂ）構造のテ−パ角θ2としてはプロセスも考慮して5〜20°あればよい。
【００２０】
上部磁極端層を形成し、トリミングを施した後、コイルを形成し、ホトレジスト絶縁膜10でコイル間を絶縁する。この絶縁膜はホトレジストだけでなく、アルミナやＳｉＯ２、ＳｉＮ等の無機膜、またはＳＯＧ等の有機膜を用いることも可能である。また、これらを積層したりして組み合わせることも可能である。そのコイル及び絶縁膜を所望の形に形成後、上部磁気コアを所望の形状に形成する。この上部磁気コアの形成法としては、フレ−ムめっき法が最適である。その他、スパッタリング法で磁性膜を形成した後、イオンミリング法で所定の形状にエッチングしてもよい。
【００２１】
なお、この上部磁気コアは浮上面から後退していることが望ましい。浮上面に出てしまうと、上部磁気コアの端部からの漏洩磁界の影響が懸念される。また、浮上面から上部磁気コアを後退させすぎると最大磁界強度が低下する恐れがある。以上の点とプロセスを考慮すると、上部磁気コアの位置は浮上面から0.5〜2.0μｍが望ましい。
【００２２】
以上の工程により、本発明構造の誘導型薄膜記録ヘッドが完了する。そこで、本発明の作製工程に従って誘導型薄膜記録ヘッドを作製した場合の磁界強度について述べる。
【００２３】
本発明構造の誘導型薄膜記録ヘッドにおいて、下部磁気コアに46NiFe（飽和磁束密度Bs：1.68T）、下部磁極端層にCoNiFe（Bs：1.9〜2.2T）、上部磁極端層にCoNiFe（Bｓ：1.9〜2.2T）、上部磁気コアに46NiFe(Bs:1.68T)を用い、その膜厚をそれぞれ2.0、1.5、2.0、3.0μｍとし、トラック幅0.35μｍ、Ｇｄ＝1.0μｍ、起磁力0.36アンペア・タ−ン、浮上量25ｎｍとしたときの磁界強度を図6に示す。図の横軸は上部磁極端層の浮上面からの広がり位置までの距離Lyで示してある。Ｌｙを小さくするほど磁界強度は増加する。
【００２４】
本構造は従来よりもＬｙを任意に設定することが可能で、Ｌｙを従来よりも小さくすることも可能であるため磁界強度を上げることが可能である。従来はホトレジスト段差上に上部磁極端層を形成するレジストパターンを形成するため、ハレーションやレジスト膜厚分布が発生し、寸法変動等の問題が発生する恐れがある。しかし、本発明では上部磁極端層を平坦部上に形成することにより、このような問題は防止できるためＬｙを任意に設定できる。Gd=0.5〜1.5μｍとした場合、磁界強度の点からＬｙ＜Ｇｄとすることも可能となる。
【００２５】
これから明らかなように、下部磁極端層、上部磁極端層に2.0Tを用いた場合、Ly＝0.5μｍにおける最大磁界強度は約800ｋA/ｍ（10000Oe）である。
【００２６】
このようにBsを大きくするほど最大磁界強度は増加する傾向であり、特に上部磁極端層や下部磁極端層に上部磁気コアや下部磁気コアよりもBsの大きい材料、ここでは従来の46NiFeよりもBsの大きい材料（Bs：1.6〜1.7T以上）を用いた方が最大磁界強度及び磁界勾配を向上することが可能であるため望ましい。
【００２７】
また、図7は本発明の他の実施例であるが、上部磁極端層7、バックコンタクト部4を形成後、平坦化した後にコイルを形成するため、コイルの形成が容易となる。このときも本発明の特徴はそのまま生かされる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明により、高記録磁界強度を有する記録ヘッドを提供できる。また、トラック幅精度のよい記録ヘッドを提供できる。このほか，高保磁力媒体に書き込み可能な磁気記録再生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘導型薄膜磁気ヘッドの斜視図である。
【図２】本発明の誘導型薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の誘導型薄膜磁気ヘッドの上部磁極端層形状平面図である。
【図４】本発明のトリミング後の下部磁極端層の断面形状である。
【図５】本発明の下部磁極端層形状による磁界強度Ｈｘと上部磁極端層膜厚Ｕｐ0ｔとの関係である。
【図６】本発明の誘導型薄膜磁気ヘッドの磁界強度Ｈｘと上部磁極端層の広がり位置Ｌｙとの関係である。
【図７】本発明の他の実施例の誘導型薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【符号の説明】
1：下部磁気コア  2：上部磁気コア  3：コイル  4：接続部  5：磁極先端層
6：下部磁極端層    7：上部磁極端層    8：ギャップ膜    9：アルミナ膜
10：ホトレジスト絶縁膜。
【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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