(57)【要約】【課題】インダクティブヘッド素子の形状及び構造を変更することなく、また、磁極やヨークに不要なストレスを印加することなく、高周波領域におけるコイルインダクタンスの低下を確実に防止することができる薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】インダクティブ書込みヘッド素子の下部磁極層を形成し、形成した下部磁極層上に書込みギャップ層を形成し、形成した書込みギャップ層上にコイル導体及びコイル導体を絶縁する絶縁層を形成し、形成した絶縁層及び書込みギャップ層上に上部磁極層を形成し、上部磁極層を形成した後に積層面及び磁気媒体対向面と平行な方向の磁界を印加した状態で磁場中アニールし、磁場中アニールの後に保護層を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インダクティブ書込みヘッド素子の下部磁極層を形成し、該形成した下部磁極層上に書込みギャップ層を形成し、該形成した書込みギャップ層上にコイル導体及び該コイル導体を絶縁する絶縁層を形成し、該形成した絶縁層及び前記書込みギャップ層上に上部磁極層を形成し、該上部磁極層を形成した後に積層面及び磁気媒体対向面と平行な方向の磁界を印加した状態で磁場中アニールし、該磁場中アニールの後に保護層を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記磁場中アニールが、前記下部磁極層及び前記上部磁極層を構成する軟磁性材料のキュリー点以下の温度に加熱するものであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記軟磁性材料が、センダスト、パーマロイ又はＣｏＺｒＴａであることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記磁場中アニールが、真空中で１５，９２０〜２３８，７００Ａ／ｍの磁界を印加し、１５０〜２５０℃に加熱するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記印加する磁界が、直流磁界であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
基板上に磁気抵抗効果読出しヘッド素子を形成し、該形成した磁気抵抗効果読出しヘッド素子上に前記インダクティブ書込みヘッド素子を形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記薄膜磁気ヘッドが、複数の磁気抵抗効果読出しヘッド素子及びインダクティブ書込みヘッド素子を備えたマルチチャネル薄膜磁気ヘッドであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクティブ書込みヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インダクティブ書込みヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッドにおいては、書込み用の磁極及びこの磁極に磁気的に結合したヨークの磁区が不安定となることにより、高周波帯域（１０ＭＨｚ以上）においてコイルインダクタンスの低下が生じ、書込み特性異常の発生する場合があった。
【０００３】
インダクティブヘッド素子における磁極及びヨークの磁区を安定させるために、磁極の形状を工夫してコア幅方向の１８０°磁壁を形成する（特許文献１）、コア幅方向に細長い磁区制御層を設けてコア幅方向の１８０°磁壁を形成する（特許文献２）ことが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１６１９１２号公報
【特許文献２】特開２０００−３３１３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これら特許文献で提案されている技術は、いずれも、磁極部分を特殊な形状や構造とするものであるため、インダクティブヘッド素子の設計変更が必要であることから容易に適用することができない。
【０００６】
そこで、本願発明者等は、完成した薄膜磁気ヘッドの出荷時に、磁場中で熱処理することによってインダクティブ書込みヘッド素子における磁極及びヨークの磁区を安定化させようとした。しかしながら、出荷時に磁場中で熱処理すると、薄膜磁気ヘッドの保護層（オーバーコート層）が膨張することによって磁極やヨークにストレスが印加され、書込み特性がかえって悪化してしまう不都合が生じてしまった。
【０００７】
従って本発明の目的は、インダクティブヘッド素子の形状及び構造を変更することなく、高周波領域におけるコイルインダクタンスの低下を確実に防止することができる薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、磁極やヨークに不要なストレスを印加することなく、高周波領域におけるコイルインダクタンスの低下を確実に防止することができる薄膜磁気ヘッド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】
【０００９】
本発明によれば、インダクティブ書込みヘッド素子の下部磁極層を形成し、形成した下部磁極層上に書込みギャップ層を形成し、形成した書込みギャップ層上にコイル導体及びコイル導体を絶縁する絶縁層を形成し、形成した絶縁層及び書込みギャップ層上に上部磁極層を形成し、上部磁極層を形成した後に積層面及び磁気媒体対向面と平行な方向の磁界を印加した状態で磁場中アニールし、磁場中アニールの後に保護層を形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
【００１０】
上部磁極層を形成した後であって保護層の形成前に、積層面及び磁気媒体対向面と平行な方向の磁界を印加した状態で磁場中アニールすることにより、磁極及びヨークの磁区数が減少して磁気媒体対向面と平行方向の磁気異方性が高まり、磁気媒体対向面と垂直方向の透磁率が高まる。これにより、高周波領域におけるコイルインダクタンスの低下を確実に防止でき、書込み特性の劣化を防止できる。しかも、インダクティブ書込みヘッド素子の設計変更が不要であるため、実施が容易でありかつ汎用性が高い。さらに、保護層の形成前に磁場中アニールしているので、保護層の熱膨張によって磁極やヨークに不要なストレスが印加される恐れもない。
【００１１】
磁場中アニールが、下部磁極層及び上部磁極層を構成する軟磁性材料のキュリー点以下の温度に加熱するものであることが好ましい。この場合、軟磁性材料が、センダスト、パーマロイ又はＣｏＺｒＴａであることがより好ましい。
【００１２】
磁場中アニールが、真空中で１５，９２０Ａ／ｍ（２００Ｏｅ）〜２３８，７００Ａ／ｍ（３，０００Ｏｅ）の磁界を印加し、１５０〜２５０℃に加熱するものであることも好ましい。
【００１３】
印加する磁界が、直流（ＤＣ）磁界であることも好ましい。
【００１４】
基板上に磁気抵抗効果（ＭＲ）読出しヘッド素子を形成し、形成したＭＲ読出しヘッド素子上に上述のインダクティブ書込みヘッド素子を形成することも好ましい。
【００１５】
薄膜磁気ヘッドが、複数のＭＲ読出しヘッド素子及びインダクティブ書込みヘッド素子を備えたマルチチャネル薄膜磁気ヘッドであることも好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、磁極及びヨークの磁区数が減少して磁気媒体対向面と平行方向の磁気異方性が高まり、磁気媒体対向面と垂直方向の透磁率が高まる。これにより、高周波領域におけるコイルインダクタンスの低下を確実に防止でき、書込み特性の劣化を防止できる。しかも、インダクティブ書込みヘッド素子の設計変更が不要であるため、実施が容易でありかつ汎用性が高い。さらに、保護層の形成前に磁場中アニールしているので、保護層の熱膨張によって磁極やヨークに不要なストレスが印加される恐れもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明の一実施形態において製造された薄膜磁気ヘッドを概略的に示す断面図であり、図２は本実施形態における薄膜磁気ヘッドのウエハ製造工程の一部を概略的に示す工程平面図である。なお、本実施形態は、ＬＴＯ（リニアテープオープン）のテープドライブ用のマルチチャネル薄膜磁気ヘッドの場合である。もちろん、本発明は、このようなマルチチャネル薄膜磁気ヘッドに限定されるものではなく、磁気ディスクドライブ用のシングルチャネル薄膜磁気ヘッドにも適用可能である。
【００１８】
図１において、１０は例えばＡｌ−ＴｉＣ等による基板、１１は基板１０上に積層された例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料による１．０μｍ厚の下地層、１２は下地層１１上に積層されたセンダスト又はＮｉＦｅ（パーマロイ）等の軟磁性材料による例えば２．００±０．３０μｍ厚の下部シールド層、１３及び１４は下部シールド層１２上に積層された例えばアルミナ、ＳｉＯ２（酸化珪素）等の絶縁材料による例えば１００．０ｎｍ厚の下部及び上部シールドギャップ層、１５は磁気テープ対向面（ＴＢＳ）に近い部分において下部及び上部シールドギャップ層１３及び１４に挟まれて形成されたＭＲ層、１６は上部シールドギャップ層１４上に積層されたセンダスト又はパーマロイ等の軟磁性材料による例えば２．０±０．３μｍ厚の上部シールド層、１７は上部シールド層１６上に形成された例えばＴａ（タンタル）等の非磁性材料による例えば０．０２０±０．００２ｎｍ厚の中間非磁性層、１８は中間非磁性層１７上に形成された例えば高保磁力（ＨｉＢｓ）の、センダスト、パーマロイ又はＣｏＺｒＴａ等の軟磁性材料による例えば３．５±０．３μｍ厚の下部磁極層、１９は下部磁極層１８上に積層された例えばアルミナ等の絶縁材料による例えば０．４５μｍ厚の書込みギャップ層、２０は書込みギャップ層１９上に形成された例えば銅等の導電材料による２段のコイル導体、２１はコイル導体２０を取り囲む例えばレジスト材料によるコイル絶縁層、２２は書込みギャップ層１９及びコイル絶縁層２１上に形成された例えば高保磁力のセンダスト、パーマロイ又はＣｏＺｒＴａ等の軟磁性材料による上部磁極層、２３は書込みギャップ層１９、コイル絶縁層２１及び上部磁極層２２上に積層された例えばアルミナ等の絶縁材料による例えば４１＋５／−２μｍ厚の保護層をそれぞれ示している。
【００１９】
ＭＲ層１５は、本実施形態では、ＮｉＦｅＣｒ（１２．６ｎｍ厚）／Ｔａ（６．０ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（２５．０ｎｍ厚）／Ｔａ（３．５ｎｍ厚）なる多層構造を有する異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）層で形成されている。図示されていないが、ＭＲ層１５のトラック幅方向の両端部にはリード導体層及び磁区制御用のハードマグネット層が形成されている。このリード導体層は、例えばＣｕ等の導電性材料を例えば２００ｎｍ厚に積層することで形成されており、ハードマグネット層は、例えばＴａ（３．０ｎｍ厚）／ＣｒＴｉ（５．０ｎｍ厚）／ＣｏＣｒＰｔ（６０．０ｎｍ厚）／ＣｒＴｉ（１０．０ｎｍ厚）／Ｔａ（１００．０ｎｍ厚）なる多層構造で形成されている。
【００２０】
なお、ＭＲ層１５として、ＡＭＲ層に代えて巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）層、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）層を用いても良いことはもちろんである。
【００２１】
次に、本実施形態におけるインダクティブ書込みヘッド素子の一部製造工程について、図２を用いて説明する。
【００２２】
同図（Ａ）に示すように中間非磁性層１７上に下部磁極層１８をパターニング形成し、同図（Ｂ）に示すようにその上に書込みギャップ層１９を積層する。
【００２３】
次いで、同図（Ｃ）に示すように第１段目のコイル導体２０及びコイル絶縁層２１をパターニング形成し、同図（Ｄ）に示すようにその上に第２段目のコイル導体２０及びコイル絶縁層２１をパターニング形成する。
【００２４】
次いで、同図（Ｅ）に示すように書込みギャップ層１９にバックギャップ部用のスルーホール１９ａを空けた後、同図（Ｆ）に示すようにその上に上部磁極層２２をパターニング形成する。
【００２５】
次いで、この段階で、磁場中アニールを行って、同図（Ｇ）に示すように磁気異方性が制御された上部磁極層２２′及び下部磁極層１８′を得る。磁場中アニールの条件は以下の通りである、
アニール環境    ：真空中、
アニール温度    ：下部磁極層１８及び上部磁極層２２を構成するセンダスト又はパーマロイ等の軟磁性材料におけるキュリー点以下の温度、具体的には１５０℃〜２５０℃、
アニール時間    ：６０分、
印加磁界の種類  ：ＤＣ磁界、
印加磁界の大きさ：１５，９２０Ａ／ｍ（２００Ｏｅ）〜２３８，７００Ａ／ｍ（３，０００Ｏｅ）、
印加磁界の方向  ：積層面に平行でありかつＴＢＳに平行な方向。
【００２６】
このような磁場中アニールを行うことにより、磁極層の磁区構造が変化する。即ち、アニール前においては、図３（Ａ）に示すごとく、例えば上部磁極層２２は磁区２２ａの数がかなり多かったが、アニール後においては、図３（Ｂ）に示すごとく、上部磁極層２２′の磁区２２ａ′の数がかなり減少し、その結果、ＴＢＳに平行な方向の磁気異方性が高くなり、同時にＴＢＳと垂直な方向の透磁率が高くなった。
【００２７】
その後、図２には示されていないが、その上に保護層２３をオーバーコートすることによって、ウエハ工程が終了する。
【００２８】
図４及び図５は磁場中アニールを行わない場合及び本実施形態のごとく磁場中アニールを行った場合におけるウエハ内のインダクティブ書込みヘッド素子のコイルインダクタンス（ｎＨ）のヒストグラムである。これらの図の（Ａ）及び（Ｂ）は異なるウエハについてのヒストグラムであり、それぞれ９５００素子／ウエハについてコイルインダクタンスを測定した結果を示している。
【００２９】
磁場中アニールを行っていない図４（Ａ）においては、コイルインダクタンスの平均値が２１２．２（ｎＨ）、標準偏差が１２．５３（ｎＨ）であり、同じく磁場中アニールを行っていない図４（Ｂ）においては、コイルインダクタンスの平均値が２１８．９（ｎＨ）、標準偏差が１０．９３（ｎＨ）であった。
【００３０】
これに対して、温度２５０℃、印加磁界２３８，７００Ａ／ｍ（３，０００Ｏｅ）の磁場中アニールを行った図５（Ａ）においては、コイルインダクタンスの平均値が２１７．７（ｎＨ）、標準偏差が３．５９（ｎＨ）であり、同じく磁場中アニールを行った図５（Ｂ）においては、コイルインダクタンスの平均値が２１２．６（ｎＨ）、標準偏差が２．５６（ｎＨ）であった。
【００３１】
即ち、本実施形態の磁場中アニールを行うことによって、ウエハ内のコイルインダクタンスの標準偏差は、１０〜１３ｎＨから２〜４ｎＨへと大幅に低減していることが分かる。コイルインダクタンスの標準偏差がこのように低減することは、特に、マルチチャネル薄膜磁気ヘッドにおいて、ヘッド内におけるインダクティブ書込みヘッド素子間のばらつきが低減する点から、非常に有利となる。
【００３２】
図６及び図７は磁場中アニールを行わない場合及び本実施形態のごとく磁場中アニールを行った場合におけるインダクティブ書込みヘッド素子のコイルインダクタンスの対周波数特性を表す図である。
【００３３】
図６に示すように、磁場中アニールを行わない場合は、高周波帯域でコイルインダクタンスが低下してしまう素子（サンプルｔｋ３）が発生するが、図７に示すように、本実施形態の磁場中アニールを行った場合は、高周波帯域でコイルインダクタンスが低下（５ｎＨ以上の低下）してしまう素子がほとんど存在しない。実際に多数の薄膜磁気ヘッドについて測定すると、２０ＭＨｚ以上の高周波帯域において、コイルインダクタンスが５ｎＨ以上の低下するインダクティブ書込みヘッド素子の発生率は、本実施形態の磁場中アニールを行うことによって、７〜１０％から０〜１％へと大きく改善された。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、上部磁極層２２を形成した後であって保護層２３の形成前に、ＴＢＳと平行な方向のＤＣ磁界を印加した状態で磁場中アニールすることにより、磁区数が減少してＴＢＳと平行方向の磁気異方性が高まり、ＴＢＳと垂直方向の透磁率が高まる。これにより、高周波領域におけるコイルインダクタンスの低下を確実に防止でき、書込み特性の劣化を防止できる。しかも、インダクティブ書込みヘッド素子の設計変更が不要であるため、実施が容易でありかつ汎用性が高い。さらに、保護層２３の形成前に磁場中アニールしているので、保護層２３の熱膨張によって磁極やヨークに不要なストレスが印加される恐れもない。
【００３５】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態において製造された薄膜磁気ヘッドを概略的に示す断面図である。
【図２】図１の実施形態における薄膜磁気ヘッドのウエハ製造工程の一部を概略的に示す工程平面図である。
【図３】磁場中アニール前及び後における上部磁極層の磁区構造を説明する図である。
【図４】磁場中アニールを行わない場合におけるインダクティブ書込みヘッド素子のコイルインダクタンスのヒストグラムである。
【図５】磁場中アニールを行った場合におけるインダクティブ書込みヘッド素子のコイルインダクタンスのヒストグラムである。
【図６】磁場中アニールを行わない場合におけるインダクティブ書込みヘッド素子のコイルインダクタンスの対周波数特性を表す図である。
【図７】磁場中アニールを行った場合におけるインダクティブ書込みヘッド素子のコイルインダクタンスの対周波数特性を表す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  基板
１１  下地層
１２  下部シールド層
１３  下部シールドギャップ層
１４  上部シールドギャップ層
１５  ＭＲ層
１６  上部シールド層
１７  中間非磁性層
１８  下部磁極層
１９  書込みギャップ層
２０  コイル導体
２１  コイル絶縁層
２２  上部磁極層
２３  保護層
【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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