(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気的に連結され、且つ記録媒体に対向する側の一部が記録ギャップ層を介して対向する第１の磁極および第２の磁極を含む少なくとも２つの磁性層と、磁束発生用の１層あるいは２層以上の薄膜コイルとを有する薄膜磁気ヘッドであって、
第１の磁性層と、
この第１の磁性層と分割して形成されると共に、前記記録ギャップ面との隣接面の反対側の面が、前記第１の磁性層の一部領域に磁気的に結合された第１の磁極と、
無機系材料に形成されると共に、少なくとも前記第１の磁極の前記記録媒体に対向する側の反対面から前記第１の磁性層の一方の面に連続的に形成された絶縁層と、
この絶縁層が形成された領域内に埋め込まれた第１薄膜コイルと、
前記記録ギャップ層を介して前記第１の磁極に対向すると共に、前記記録媒体に対向する面から奥側に向けて前記第１の磁極よりも長く形成され、少なくとも前記第１薄膜コイルの一部に対向する第２の磁極と、
この第２の磁極と分割して形成されると共に、前記第２の磁極の前記記録ギャップ層との隣接面の反対側の面の少なくとも一部において前記第２の磁極に磁気的に結合され、かつ前記記録媒体に対向する面側の端部が、前記記録媒体に対向する面から後退した位置になるように形成された第２の磁性層とを備え、
前記第１の磁極は、その前記記録媒体に対向する面に沿った幅が前記第２の磁極の幅よりも広く形成されると共に、前記記録媒体に対向する面からの長さが、前記第２の磁極との対向部分において記録ヘッドのスロートハイトに等しく、かつ幅方向に拡がるに従って長くなっている
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記第１の磁極の記録媒体に対向する側の反対面から前記第１の磁性層の一方の面に沿って連続的に形成された第１の絶縁層と、少なくとも前記第１薄膜コイルの巻線間に形成された第２の絶縁層とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記絶縁層の前記第１の磁性層との隣接面の反対面が、前記第１の磁極の前記記録ギャップ層との隣接面と実質的に同一面となるように形成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
更に、第３の絶縁層が、少なくとも、前記第２の磁極の前記記録媒体に対向する側の反対面から、前記記録ギャップ層の前記第１の磁極との隣接面の反対側の面にかけて連続的に形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記第３の絶縁層が形成された領域内に前記第１薄膜コイルとは異なる第２薄膜コイルが配設され、前記第２薄膜コイルは、前記第３の絶縁層と前記第２の磁性層との間において、前記第１ないし第３の絶縁層とは異なる他の絶縁層に覆われている  ことを特徴とする請求項４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記第３の絶縁層および他の絶縁層が、前記第２の磁極の前記記録ギャップ層との隣接面の反対面と実質的に同一面となるように形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記第１薄膜コイルの巻き数が前記第２薄膜コイルの巻き数よりも多い
ことを特徴とする請求項５または７に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
磁気的に連結され、且つ記録媒体に対向する側の一部が記録ギャップ層を介して対向する第１の磁極および第２の磁極を含む少なくとも２つの磁性層と、磁束発生用の１層あるいは２層以上の薄膜コイル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の磁性層を形成した後、前記第１の磁性層の上に前記第１の磁性層の一部領域と磁気的に結合されるように第１の磁極を形成する工程と、
少なくとも前記第１の磁極の前記記録媒体に対向する側の反対面から前記第１の磁性層の一方の面にかけて無機系材料からなる絶縁層を連続的に形成する工程と、
前記絶縁層が形成された凹部領域内に第１薄膜コイルを形成する工程と、
少なくとも前記第１の磁極の上に記録ギャップ層を形成した後、前記第２の磁極を、前記記録媒体に対向する面から奥側に向けて前記第１薄膜コイルの少なくとも一部に対向するように第１の磁極よりも長く形成する工程と、
前記第２の磁極に磁気的に結合し、かつ前記記録媒体に対向する面側の端部が、前記記録媒体に対向する面から後退した位置になるように第２の磁性層を形成する工程とを含み、
前記第１の磁極を、その前記記録媒体に対向する面に沿った幅が前記第２の磁極の幅よりも広くなるように形成すると共に、前記記録媒体に対向する面からの長さが、前記第２の磁極との対向部分において記録ヘッドのスロートハイトに等しく、かつ幅方向に拡がるに従って長くなるように形成する
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記第１の磁極の前記記録媒体に対向する面からの長さを記録ヘッドのスロートハイトに等しくする
ことを特徴とする請求項８に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記第１の磁極の前記記録媒体に対向する側の反対面から前記第１の磁性層の一方の面に沿って連続的に第１の絶縁層を形成する工程と、
少なくとも前記第１薄膜コイルの巻線間に第２の絶縁層を形成する工程と
を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記第２の絶縁層の前記第１の磁性層との隣接面の反対面が、前記第１の磁極の前記記録ギャップ層との隣接面と実質的に同一面となるように平坦化する工程を
含むことを特徴とする請求項１０に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
更に、第３の絶縁層を、少なくとも、前記第２の磁極の前記記録媒体に対向する側の反対面から、前記記録ギャップ層の前記第１の磁極との隣接面の反対側の面にかけて連続的に形成する
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記第３の絶縁層が形成された領域内に前記第１薄膜コイルとは異なる第２薄膜コイルを配設し、前記第２薄膜コイルを、前記第３の絶縁層と前記第２の磁性層との間において、前記第１ないし第３の絶縁層とは異なる他の絶縁層により覆う
ことを特徴とする請求項１２に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記第３の絶縁層および他の絶縁層を、前記第２の磁極の前記記録ギャップ層との隣接面の反対面と実質的に同一面となるように平坦化する
ことを特徴とする請求項１３に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記第１薄膜コイルの巻き数を前記第２薄膜コイルの巻き数よりも多くする
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも書き込み用の誘導型磁気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。
【０００２】
【従来の技術】
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磁気変換素子を有する記録ヘッドと読み出し用の磁気抵抗（以下、ＭＲ（Magneto Resistive ）と記す。）素子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。ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗（以下、ＡＭＲ（Anisotropic Magneto Resistive ）と記す。）効果を有する膜を用いたＡＭＲ素子と、巨大磁気抵抗（以下、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive ）と記す。）効果を有する膜を用いたＧＭＲ素子とがあり、ＡＭＲ素子を用いた再生ヘッドはＡＭＲヘッドあるいは単にＭＲヘッドと呼ばれ、ＧＭＲ素子を用いた再生ヘッドはＧＭＲヘッドと呼ばれる。ＡＭＲヘッドは、面記録密度が１ギガビット／（インチ）2 を超える再生ヘッドとして利用され、ＧＭＲヘッドは、面記録密度が３ギガビット／（インチ）2 を超える再生ヘッドとして利用されている。
【０００３】
一般的に、ＡＭＲ膜は、ＭＲ効果を示す磁性体を膜としたもので、単層構造になっている。これに対して、多くのＧＭＲ膜は、複数の膜を組み合わせた多層構造になっている。ＧＭＲ効果が発生するメカニズムにはいくつかの種類があり、そのメカニズムによってＧＭＲ膜の層構造が変わる。ＧＭＲ膜としては、超格子ＧＭＲ膜、スピンバルブ膜、グラニュラ膜等が提案されているが、比較的構成が単純で、弱い磁界でも大きな抵抗変化を示し、量産を前提とするＧＭＲ膜としては、スピンバルブ膜が有力である。
【０００４】
再生ヘッドの性能を決定する要因としては、パターン幅、特に、ＭＲハイトがある。ＭＲハイトはＭＲ素子のエアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）をいう。このＭＲハイトは、本来、エアベアリング面の加工の際の研磨量によって制御される。なお、ここにいうエアベアリング面（ＡＢＳ）は、薄膜磁気ヘッドの磁気記録媒体に対向する面であり、トラック面ともいう。
【０００５】
一方、再生ヘッドの性能向上に伴って、記録ヘッドの性能向上も求められている。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。そのためには、記録ギャップ（write gap)を挟んでその上下に形成された下部磁極（ボトムポール）および上部磁極（トップポール）のエアベアリング面での幅を数ミクロンからサブミクロンオーダー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、そのため半導体加工技術が利用されている。
【０００６】
記録ヘッドの性能を決定するその他の要因としては、スロートハイト（Throat Height:TH) がある。スロートハイトは、エアベリング面から、薄膜コイルを電気的に分離する絶縁層のエッジまでの部分（磁極部分）の長さ（高さ）をいう。記録ヘッドの性能向上のためには、スロートハイトの縮小化が望まれている。このスロートハイトも、エアベアリング面の加工の際の研磨量によって制御される。
【０００７】
薄膜磁気ヘッドの性能の向上のためには、上述のような記録ヘッドと再生ヘッドをバランスよく形成することが重要である。
【０００８】
ここで、図１０（ａ），（ｂ）乃至図１５（ａ），（ｂ）を参照して、従来の薄膜磁気ヘッドの一例として複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法の一例を説明する。
【０００９】
まず、図１０に示したように、例えばアルティック（Ａｌ2 Ｏ3 ・ＴｉＣ）よりなる基板１０１上に、例えばアルミナ（酸化アルミニウム，Ａｌ2 Ｏ3 ）よりなる絶縁層１０２を、約５〜１０μｍ程度の厚みで形成する。続いて、絶縁層１０２上に例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ）からなる再生ヘッド用の下部シールド層１０３を形成する。
【００１０】
次に、図１１に示したように、下部シールド層１０３上に、例えばアルミナを１００〜２００ｎｍの厚みで堆積し、シールドギャップ膜１０４を形成する。次に、シールドギャップ膜１０４上に、再生用のＭＲ素子を構成するためのＭＲ膜１０５を数十ｎｍの厚みに形成し、高精度のフォトリソグラフィで所望の形状とする。続いて、このＭＲ膜１０５に対するリード端子層１０６をリフトオフ法により形成する。次いで、シールドギャップ膜１０４、ＭＲ膜１０５およびリード端子層１０６上に、シールドギャップ膜１０７を形成し、ＭＲ膜１０５およびリード端子層１０６をシールドギャップ膜１０４，１０７内に埋設する。続いて、シールドギャップ膜１０７上に、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いる磁気材料、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ）からなる膜厚３μｍの上部シールド兼下部磁極（以下，下部磁極と記す。）１０８を形成する。
【００１１】
次に、図１２に示したように、下部磁極１０８上に、絶縁層例えばアルミナ膜よりなる膜厚２００ｎｍの記録ギャップ層１０９を形成する。更に、この記録ギャップ層１０９をフォトリソグラフィによりパターニングし、上部磁極と下部磁極との接続用の開口１０９ａを形成する。続いて、めっき法によりパーマロイ（ＮｉＦｅ）や窒化鉄（ＦｅＮ）からなる磁気材料により磁極先端部（ポールチップ）１１０を形成すると共に、上部磁極と下部磁極との接続部パターン１１０ａを形成する。この接続部パターン１１０ａにより下部磁極１０８と後述の上部磁極層１１６とが接続され、後述のＣＭＰ（Chemical and Mechanical Polishing : 化学的機械研磨）工程後の開口（スルーホール）の形成が容易になる。
【００１２】
次に、図１３に示したように、磁極先端部１１０をマスクとしてイオンミリングによって記録ギャップ層１０９と下部磁極１０８とを約０．３〜０．５μｍ程度エッチングする。下部磁極１０８までエッチングしてトリム構造とすることにより、実効書き込みトラック幅の広がりが防止される（すなわち、データの書き込み時において、下部磁極における磁束の広がりが抑制される）。続いて、全面に、膜厚約３μｍの例えばアルミナからなる絶縁層１１１を形成した後、全面をＣＭＰにより平坦化する。
【００１３】
次に、図１４に示したように、絶縁層１１１上に、例えばめっき法により、例えば銅（Ｃｕ）よりなる誘導型の記録ヘッド用の第１層目の薄膜コイル１１２を選択的に形成し、更に、絶縁層１１１および薄膜コイル１１２上に、フォトレジスト膜１１３を高精度のフォトリソグラフィで所定のパターンに形成する。続いて、フォトレジスト膜１１３の平坦化および薄膜コイル１１２間の絶縁化のために所定の温度で熱処理する。更に、同様に、フォトレジスト膜１１３上に、第２層目の薄膜コイル１１４およびフォトレジスト膜１１５を形成し、フォトレジスト膜１１５の平坦化および薄膜コイル１１４間の絶縁化のために所定の温度で熱処理する。
【００１４】
次に、図１５に示したように、磁極先端部１１０、フォトレジスト膜１１３，１１５上に、記録ヘッド用の磁気材料、例えばパーマロイからなる上部ヨーク兼上部磁極層（以下、上部磁極層と記す。）１１６を形成する。この上部磁極層１１６は、薄膜コイル１１２，１１４よりも後方の位置において、下部磁極１０８と接触し、磁気的に連結される。続いて、上部磁極層１１６上に、例えばアルミナよりなるオーバーコート層１１７を形成する。最後に、スライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドのトラック面（エアベアリング面）１１８を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００１５】
図１５において、ＴＨはスロートハイトを表し、ＭＲ−ＨはＭＲハイトをそれぞれ表している。また、Ｐ２Ｗはトラック（磁極）幅を表している。
【００１６】
薄膜磁気ヘッドの性能を決定する要因として、スロートハイトＴＨやＭＲハイトＭＲ−Ｈ等の他に、図１５においてθで示したようなエイペックスアングル（Apex Angle）がある。このエイペックスアングルは、フォトレジスト膜１１３，１１５のトラック面側の側面の角部を結ぶ直線と上部磁極層１１６の上面とのなす角度をいう。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
薄膜磁気ヘッドの性能を向上させるには、図１５に示したようなスロートハイトＴＨ、ＭＲハイトＭＲ−Ｈ、エイペックスアングルθおよびトラック幅Ｐ２Ｗを正確に形成することが重要である。
【００１８】
特に、近年は、高面密度記録を可能とするため、すなわち、狭トラック構造の記録ヘッドを形成するために、トラック幅Ｐ２Ｗには、１．０μｍ以下のサブミクロン寸法が要求されている。そのために、半導体加工技術を利用して上部磁極をサブミクロンに加工する技術が必要となる。また、狭トラック構造となるに伴って、磁極には、より高い飽和磁束密度を持った磁性材料の使用が望まれている。
【００１９】
ここで、問題となるのは、フォトレジスト膜（例えば、図１５のフォトレジスト膜１１３，１１５）で覆われて山状に盛り上がったコイル部分（エイペックス部）の上に形成される上部磁極層（トップポール）１１６を微細に形成することが困難であることである。
【００２０】
上部磁極を形成する方法としては、例えば特開平７−２６２５１９号公報に示されるように、フレームめっき法が用いられる。フレームめっき法を用いて上部磁極を形成する場合は、まず、エイペックス部の上に全体的に、例えばパーマロイよりなる薄い電極膜を形成する。次に、その上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィによりパターニングして、めっきのためのフレーム（外枠）を形成する。そして、先に形成した電極膜をシード層として、めっき法によって上部磁極を形成する。
【００２１】
ところで、上述のエイペックス部では、例えば７〜１０μｍ以上の高低差がある。このエイペックス部上に形成されるフォトレジストの膜厚が最低３μｍ以上必要であるとすると、流動性のあるフォトレジストは低い方に集まることから、エイペックス部の下方では、例えば８〜１０μｍ以上の厚みのフォトレジスト膜が形成されることとなる。前述のように狭トラックを形成するためには、フォトレジスト膜によってサブミクロン幅のパターンを形成する必要がある。従って、８〜１０μｍ以上の厚みのあるフォトレジスト膜によって、サブミクロン幅の微細なパターンを形成する必要が生じるが、これは極めて困難であった。
【００２２】
しかも、フォトリソグラフィの露光時に、露光用の光が、例えばパーマロイよりなる電極膜で反射し、この反射光によってもフォトレジストが感光して、フォトレジストパターンのくずれ等が生じる。その結果、上部磁極の側壁が丸みを帯びた形状になる等、上部磁極を所望の形状に形成できなくなる。このように、従来は、トラックＰ２Ｗを正確に制御して、狭トラック構造とするための上部磁極を精度よく形成することが極めて困難であった。
【００２３】
このようなことから、上述の従来例の図１２〜図１５の工程でも示したように、記録ヘッドの狭トラックの形成に有効な磁極先端部１１０で１．０μｍ以下のトラック幅を形成した後、この磁極先端部１１０とヨーク部を兼ねる上部磁極層１１６とを接続させる方法、すなわち、通常の上部磁極を、トラック幅を決定する磁極先端部１１０と、磁束を誘導するためのヨーク部となる上部磁極層１１６との２つに分割する方法が採用されている（特開昭６２−２４５５０９，特開昭６０−１０４０９号公報参照）。このように上部磁極を２分割することにより、一方の磁極先端部１１０を記録ギャップ層１０９の平坦面上においてサブミクロン幅に微細に加工することが可能になる。
【００２４】
しかしながら、この薄膜磁気ヘッドにおいては、依然、以下のような問題があった。
【００２５】
（１）まず、従来の磁気ヘッドでは、磁極先端部１１０のトラック面１１８から遠い側の端部においてスロートハイトを決定している。しかし、この磁極先端部１１０の幅が狭くなると、フォトリソグラフィーにおいてパターンエッジが丸みを帯びて形成される。そのため、高精度な寸法を要求されるスロートハイトが不均一となり、トラック面の加工，研磨工程において、磁気抵抗効果素子のトラック幅との間のバランスに欠ける事態が発生していた。例えば、トラック幅として、０．５〜０．６μｍ必要なときに、磁極先端部１１０のトラック面１１８から遠い側の端部がスロートハイト零の位置からトラック面側にずれ、大きく書き込みギャップが開き、記録データの書き込みができなくなるという問題がしばしば発生していた。
【００２６】
（２）次に、前述のように、従来の磁気ヘッドでは、２分割された上部磁極のうちの一方の磁極先端部１１０により記録ヘッドのトラック幅が規定されるため、他方の上部磁極層１１６は磁極先端部１１０程には微細に加工する必要はないといえる。しかしながら、上部磁極層１１６は磁極先端部１１０の上部にフォトリソグラフィーの位置合わせにより位置が決定されるため、トラック面１１８（図１５）側から見た場合、双方が片側に大きく位置ずれすると、上部磁極層１１６側で書き込みを行う、所謂サイドライトが発生する。そのため実効トラック幅が広くなり、ハードディスクにおいて、本来のデータ記録領域以外の領域においても書き込みが行われる、という不具合が発生する。
【００２７】
また、記録ヘッドのトラック幅が極微細、特に０．５μｍ以下になってくると、上部磁極層１１６においてもサブミクロン幅の加工精度が要求される。すなわち、トラック面１１８（図１５）側から見た場合、磁極先端部１１０と上部磁極層１１６との横方向の寸法差が大き過ぎると、上記と同様に、サイドライトが発生し、本来のデータ記録領域以外の領域においても書き込みが行われる、という不具合が発生する。
【００２８】
このようなことから、磁極先端部１１０だけでなく、上部磁極層１１６もサブミクロン幅に加工する必要があるが、上部磁極層１１６の下のエイペックス部には、依然、前述のような大きな高低差があるため、上部磁極層１１６の微細加工が困難であった。
【００２９】
（３）更に、従来の磁気ヘッドでは磁路長（Yoke Length)を短くすることが困難であるという問題があった。すなわち、コイルピッチが狭い程、磁路長の短いヘッドを実現することができ、特に高周波特性に優れた記録ヘッドを形成することができるが、コイルピッチを限りなく小さくしていった場合、スロートハイト零の位置から、コイルの外周端の距離が磁路長を妨げる大きな要因となっていた。磁路長は、一層のコイルよりは２層のコイルの方が短くできることから、多くの高周波用の記録ヘッドは２層コイルを採用している。
【００３０】
従来の磁気ヘッドでは、１層目のコイルを形成した後、コイル間の絶縁膜を形成するために、フォトレジスト膜を約２μｍの厚さで形成している。そのため、１層目のコイルの外周端には丸みを帯びた小さなエイペックス部が形成される。次に、その上に２層目のコイルを形成するが、その際に、エイペックス部の傾斜部では、コイルのシード層のエッチングができず、コイルがショートするため、２層目のコイルを形成することができない。そのため、２層目のコイルは平坦部に形成する必要がある。コイルの厚みが２〜３μｍで、更にコイル間絶縁膜の厚みを２μｍとすると、エイペックス部の傾斜が４５〜５５度の場合、コイルの外周端からスロートハイトの零の位置近傍まで３〜４μｍの距離の２倍（上部磁極と下部磁極とのコンタクト部からコイル外周端までの距離も４〜５μｍ必要）の６〜８μｍが必要であり、これが磁路長の縮小を妨げる要因となっていた。例えば、ライン／スペースが１．５μｍ／０．５μｍの１１巻コイルを２層で形成する場合、１層目を６巻、２層目を５巻とすると、磁路長のコイルを占める部分の長さは１１μｍである。ここで、上記コイル外周端のエイペックス部に６〜８μｍが必要なことから、これ以上磁路長の縮小は不可能で、これが高周波特性の改善を妨げていた。
【００３１】
また、各薄膜コイルはスロートハイトが零の位置に近い程、起磁力が磁極先端部（トップポール）に伝わりやすく記録特性の優れた薄膜磁気ヘッドを実現することができる。従って、薄膜コイルはスロートハイトが零の位置にできるだけ近くすることが望ましい。
【００３２】
なお、磁路長を縮小するための関連技術として、特開平６−１７６３１８号公報および特開平５−１２０６２８号公報に開示されたものがある。特開平６−１７６３１８号公報には、コイル間の間隙幅を小さくして高密度で低抵抗の多層コイルを形成し、磁路長を小さくするために、第１のコイルを形成した後、この第１のコイル間に絶縁層を形成し、この絶縁層をマスクとして第１のコイル上に厚い第２のコイルを形成する技術が開示されている。しかしながら、この技術では、薄膜コイルをスロートハイトが零の近傍位置に形成することや、薄膜コイルからの起磁力を効率良く磁極に伝えることができず、また、記録ヘッドにおけるスロートハイトの正確な制御などの上述の問題点は解決することができない。一方、特開平５−１２０６２８号公報では、導体コイルを形成する部分において、ギャップ層を構成する第１の金属層を導体コイルの下側に設け、絶縁層と第２の金属層を導体コイルの上側に設けるようにし、磁路長の短縮化を図っている。しかし、この技術においても、薄膜コイルからの起磁力を効率良く磁極に伝えることができず、スロートハイトの正確な制御などの上述の問題点は解決することができない。
【００３３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、記録ヘッドにおいて、薄膜コイルからの起磁力を効率良く磁極に伝えることができ、記録特性を向上させることができる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。
【００３４】
また、本発明の第２の目的は、記録ヘッドにおけるスロートハイトの正確な制御が可能であると共に、磁路長を縮小し、薄膜コイルからの起磁力を効率良く、磁極に伝えることができ、高周波特性および記録面密度を向上させることができる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。
【００３５】
更に、本発明の第３の目的は、上記効果に加え、磁極先端部だけでなく、上部磁極層のサブミクロン幅の極微細加工が可能であり、更に記録ヘッドの特性を改善することができる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。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明による薄膜磁気ヘッドは、磁気的に連結され、且つ記録媒体に対向する側の一部が記録ギャップ層を介して対向する第１の磁極および第２の磁極を含む少なくとも２つの磁性層と、磁束発生用の１層あるいは２層以上の薄膜コイルとを有する薄膜磁気ヘッドであって、第１の磁性層と、この第１の磁性層と分割して形成されると共に、前記記録ギャップ面との隣接面の反対側の面が、前記第１の磁性層の一部領域に磁気的に結合された第１の磁極と、無機系材料に形成されると共に、少なくとも前記第１の磁極の前記記録媒体に対向する側の反対面から前記第１の磁性層の一方の面に連続的に形成された絶縁層と、この絶縁層が形成された領域内に埋め込まれた第１薄膜コイルと、前記記録ギャップ層を介して前記第１の磁極に対向すると共に、前記記録媒体に対向する面から奥側に向けて前記第１の磁極よりも長く形成され、少なくとも前記第１薄膜コイルの一部に対向する第２の磁極と、この第２の磁極と分割して形成されると共に、前記第２の磁極の前記記録ギャップ層との隣接面の反対側の面の少なくとも一部において前記第２の磁極に磁気的に結合され、かつ前記記録媒体に対向する面側の端部が、前記記録媒体に対向する面から後退した位置になるように形成された第２の磁性層とを備え、第１の磁極は、その前記記録媒体に対向する面に沿った幅が前記第２の磁極の幅よりも広く形成されると共に、前記記録媒体に対向する面からの長さが、前記第２の磁極との対向部分において記録ヘッドのスロートハイトに等しく、かつ幅方向に拡がるに従って長くなっていることを特徴とするものである。
【００３７】
この薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁極が第１の磁極よりも相対的に長く形成されると共に、第２の磁極に対して第１薄膜コイルの一部が対向しているため、第１薄膜コイルからの起磁力が第２の磁極に効率良く伝わる。また、短い方の第１の磁極の長さによりスロートハイトが決定されるので、スロートハイトを可能な限り短くすることができると共に、第１薄膜コイルを第１の磁極の端縁のスロートハイト零の近傍位置に形成することができ、記録ヘッドとしての性能が向上する。
このとき、第１の磁極では、その長さを相対的に短くしたことにより磁束が飽和する虞があるが、その幅が第２磁極よりも広く、しかも幅方向に拡がるに従って記録媒体に対向する面からの長さが次第に長くなっており、第１の磁極の第１の磁性層との接触面積が十分に確保され、第１の磁極部分での磁束の飽和を防止することができる。一方、第２の磁性層は、記録媒体に対向する面から後退した位置に形成され、記録媒体への所謂サイドライトの発生が防止されると共に、第２の磁極は第１の磁極よりも相対的に長く形成されているため、第２の磁性層と第２の磁極との接触面積は十分確保される。
【００３９】
また、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法は、磁気的に連結され、且つ記録媒体に対向する側の一部が記録ギャップ層を介して対向する第１の磁極および第２の磁極を含む少なくとも２つの磁性層と、磁束発生用の１層あるいは２層以上の薄膜コイル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の磁性層を形成した後、前記第１の磁性層の上に前記第１の磁性層の一部領域と磁気的に結合されるように第１の磁極を形成する工程と、少なくとも前記第１の磁極の前記記録媒体に対向する側の反対面から前記第１の磁性層の一方の面にかけて無機系材料からなる絶縁層を連続的に形成する工程と、前記絶縁層が形成された凹部領域内に第１薄膜コイルを形成する工程と、少なくとも前記第１の磁極の上に記録ギャップ層を形成した後、前記第２の磁極を、前記記録媒体に対向する面から奥側に向けて前記第１薄膜コイルの少なくとも一部に対向するように第１の磁極よりも長く形成する工程と、前記第２の磁極に磁気的に結合し、かつ前記記録媒体に対向する面側の端部が、前記記録媒体に対向する面から後退した位置になるように第２の磁性層を形成する工程とを含み、前記第１の磁極を、その前記記録媒体に対向する面に沿った幅が前記第２の磁極の幅よりも広くなるように形成すると共に、前記記録媒体に対向する面からの長さが、前記第２の磁極との対向部分において記録ヘッドのスロートハイトに等しく、かつ幅方向に拡がるに従って長くなるように形成することを特徴とするものである。
【００４０】
本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第１の磁極が第１の磁極層上に突状に形成され、第１の磁極に隣接した凹部領域に第１薄膜コイルが形成される。従って、無機材料からなる絶縁層を第１の磁極に隣接した凹部内に埋め込むことができ、これにより第１の磁極のトラック面と反対側の端縁によって正確にスロートハイトが規定される。
【００４１】
また、第１の磁極に隣接した凹部内に薄膜コイルを埋め込むことにより、その分、エイペックス部の段差を従来構造に比べて低くすることができる。従って、その後の工程において、第２の磁性層をフォトリソグラフィーにより形成する際に、エイペックス部の上部と下部においてフォトレジスト膜の厚さの差が低減される。よって、第２の磁性層のサブミクロン寸法の微細化を図ることが可能になる。
【００４３】
本発明による薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法では、上記構成に加えて、更に、以下の態様とすることができる。
【００４４】
まず、本発明による薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、上記のように、第１の磁極の記録媒体に対向する面からの長さを記録ヘッドのスロートハイトに等しくすることが望ましい。すなわち、第１の磁極が第１の磁性層と分割され、第１の磁性層に対して突状に形成されているため、無機系材料により形成された絶縁層が第１の磁極に隣接して形成される。従って、第１の磁極の記録媒体に対向する面からの奥行き方向への長さを、記録ヘッドのスロートハイトに等しくすることにより、スロートハイトが正確に規定される。
【００４５】
また、本発明による薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、第１の磁極の記録媒体に対向する側の反対面から第１の磁性層の一方の面に沿って連続的に第１の絶縁層を形成し、第１薄膜コイルの巻線間に第２の絶縁層を形成するようにしてもよい。
【００４６】
更に、本発明による薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、第２の絶縁層の第１の磁性層との隣接面の反対面が、第１の磁極の記録ギャップ層との隣接面と実質的に同一面となるように平坦化するようにしてもよい。
【００４９】
また、本発明による薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、更に、第３の絶縁層を、少なくとも、第２の磁極の記録媒体に対向する側の反対面から、記録ギャップ層の第１の磁極との隣接面の反対側の面にかけて連続的に形成するようにしてもよい。
【００５０】
更に、本発明による薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、第３の絶縁層が形成された領域内に第２薄膜コイルを配設し、この第２薄膜コイルを、第３の絶縁層と第２の磁性層との間において、第１ないし第３の絶縁層とは異なる他の絶縁層により覆うようにしてもよい。
【００５１】
また、本発明による薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、第３の絶縁層および他の絶縁層を、第２の磁極の記録ギャップ層との隣接面の反対面と実質的に同一面となるように平坦化するようにしてもよい。
【００５２】
【発明の実施の形態】
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。
【００５３】
〔第１の実施の形態〕
図１（ａ），（ｂ）ないし図６（ａ），（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドとしての複合型薄膜磁気ヘッドの製造工程を表すものである。なお、図１ないし図６において、（ａ）はトラック面（ＡＢＳ）に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のトラック面に平行な断面をそれぞれ示している。
【００５４】
まず、図６（ａ），（ｂ）を参照して本実施の形態に係る複合型薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。この磁気ヘッドは、再生用の磁気抵抗効果読み出しヘッド部（以下，再生ヘッド部という）１Ａと、記録用のインダクティブ記録ヘッド部（以下，記録ヘッド部という）１Ｂとを有している。
【００５５】
再生ヘッド部１Ａは、例えばアルティック（Ａｌ2 Ｏ3 ・ＴｉＣ）からなる基板１１上に、例えばアルミナ（酸化アルミニウム，Ａｌ2 Ｏ3 ）により形成された絶縁層１２、例えば珪化鉄アルミニウム（ＦｅＡｌＳｉ）により形成された下部シールド層１３、例えばアルミナにより形成されたシールドギャップ層１４を順次介して磁気抵抗効果膜（以下，ＭＲ膜という）１５のパターンを形成したものである。また、シールドギャップ層１４上には、例えばタンタル（Ｔａ）やタングステン（Ｗ）等のＭＲ膜に拡散しない材料により形成されたリード端子層１５ａも形成されており、このリード端子層１５ａがＭＲ膜１５に電気的に接続されている。ＭＲ膜１５は、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ合金）やニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金など磁気抵抗効果を有する各種材料により形成されている。ＭＲ膜１５およびリード端子層１５ａの上には例えばアルミナよりなるシールドギャップ層１７が積層されている。つまり、ＭＲ膜１５とリード端子層１５ａとはシールドギャップ層１４，１７間に埋設されている。なお、ＭＲ膜１５は、特に限定するものではなく、ＡＭＲ膜やＧＭＲ膜あるいは他の磁気抵抗効果膜などでもよい。
【００５６】
記録ヘッド部１Ｂは、この再生ヘッド部１Ａ上に、ＭＲ膜１５に対する上部シールド層を兼ねる下部磁極および記録ギャップ層２２を介して上部磁極を形成したものである。
【００５７】
本実施の形態では、下部磁極は、シールドギャップ層１７上に形成された下部磁極層（下部ポール）１８と、トラック面側において下部磁極層１８上に形成された下部磁極先端部（下部ポールチップ）１９ａとに２分割して形成されている。同様に、上部磁極も２分割されており、トラック面側において、下部磁極先端部１９ａ上に記録ギャップ層２２を間にして形成された上部磁極先端部（上部ポールチップ）２３ａと、この上部磁極先端部２３ａに接触すると共に、後述のコイルを含むエイペックス部の上面に沿って形成された、ヨーク部を兼ねる上部磁極層（上部ポール）２５とにより構成されている。上部磁極層２５は、エイペックス部のトラック面と反対側の位置（図６（ａ）において右側）において、上部接続部２３ｂおよび下部接続部１９ｂを介して下部磁極層１８と磁気的に結合されている。
【００５８】
以上の下部磁極層１８、下部磁極先端部１９ａ、下部接続部１９ｂ、上部磁極先端部２３ａ、上部接続部２３ｂおよび上部磁極層２５は、それぞれ、例えば高飽和磁束密度材料（Ｈｉ−Ｂｓ材）、例えばＮｉＦｅ（Ｎｉ：５０重量％，Ｆｅ：５０重量％），ＮｉＦｅ（Ｎｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％），ＦｅＮ，ＦｅＺｒＮＰ，ＣｏＦｅＮなどにより形成されている。
【００５９】
この記録ヘッド部１Ｂでは、上部磁極先端部２３ａに対向する下部磁極先端部１９ａは、その表面部分を一部突状に加工したトリム（Trim）構造となっている。これにより、実効書き込みトラック幅の広がり、すなわち、データの書き込み時において、下部磁極における磁束の広がりが抑制されるようになっている。
【００６０】
なお、本実施の形態においては、下部磁極層１８が本発明の第１の磁性層、下部磁極先端部１９ａが本発明の第１の磁極にそれぞれ対応し、また、上部磁極先端部２３ａが本発明の第２の磁極、上部磁極層２５が本発明の第２の磁性層にそれぞれ対応している。
【００６１】
本実施の形態では、１層目の薄膜コイル２１が、下部磁極層１８上の下部磁極先端部１９ａおよび下部接続部１９ｂに隣接する凹部領域に形成されている。すなわち、凹部領域の内壁面（底面および側壁面）には絶縁層２０ａが形成され、この絶縁層２０ａ上に薄膜コイル２１が形成されている。薄膜コイル２１のコイル間は絶縁層２０ｂにより埋め込まれており、この絶縁層２０ｂの表面と下部磁極先端部１９ａの表面とが同一面を構成するように平坦化されている。よって、この薄膜コイル２１の分だけ、後述の薄膜コイル２４を含むエイペックス部の段差が低くなっている。なお、絶縁層２０ａが本発明の第１の絶縁層、絶縁層２０ｂが本発明の第２の絶縁層にそれぞれ対応している。
【００６２】
平坦化された絶縁層２０ｂおよび薄膜コイル２１上には記録ギャップ層２２が延在している。本実施の形態では、上部磁極先端部２３ａは、記録ギャップ層２２上において下部磁極先端部１９ａよりも長く形成され、薄膜コイル２１の一部に対向する位置まで延在している。上部磁極先端部２３ａおよび上部接続部２３ｂに隣接する凹部領域内には絶縁層２０ｃが形成されている。この絶縁層２０ｃ上に２層目の薄膜コイル２４が形成されている。薄膜コイル２４は例えばアルミナからなる絶縁層２０ｄ内に埋め込まれている。薄膜コイル２１，２４は上部接続部２３ｂおよび下部接続部１９ｂの後方位置において、コイル接続部２１ａ，２４ａを介して互いに電気的に接続されている。なお、絶縁層２０ｃが本発明の第３の絶縁層、絶縁層２０ｄが本発明の他の絶縁層に対応している。
【００６３】
絶縁層２０ｄ上にはヨーク部を兼ねる上部磁極層２５が形成されている。この上部磁極層２５はオーバーコート層２６により覆われている。
【００６４】
本実施の形態の磁気ヘッドでは、再生ヘッド部１Ａにおいて、ＭＲ膜１５の磁気抵抗効果を利用して磁気ディスク（図示せず）から情報の読み出しが行われると共に、記録ヘッド部１Ｂにおいて、薄膜コイル２１，２４による、上部磁極先端部２３ａと下部磁極先端部１９ａとの間の磁束の変化を利用して磁気ディスクに対して情報が書き込まれる。
【００６５】
次に、複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。
【００６６】
本実施の形態では、まず、図１に示したように、例えばアルティック（Ａｌ2 Ｏ3 ・ＴｉＣ）からなる基板１１上に、例えばスパッタ法により例えばアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）よりなる絶縁層１２を、約３〜５μｍ程度の厚みで形成する。次に、絶縁層１２上に、フォトレジスト膜をマスクとして、めっき法にて、パーマロイ（ＮｉＦｅ）を約３μｍの厚みで選択的に形成して、再生ヘッド用の下部シールド層１３を形成する。続いて、例えばスパッタまたはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法により約４〜６μｍの厚さのアルミナ膜（図示せず）を形成し、ＣＭＰによって平坦化する。
【００６７】
次に、図２に示したように、下部シールド層１３上に、例えばアルミナを１００〜２００ｎｍの厚みでスパッタ法により堆積し、シールドギャップ層１４を形成する。続いて、シールドギャップ層１４上に、再生用のＭＲ素子等を構成するＭＲ膜１５を、数十ｎｍの厚みに形成し、高精度のフォトリソグラフィで所望の形状とする。続いて、このＭＲ膜１５に対するリード端子層１５ａをリフトオフ法により形成する。次いで、シールドギャップ層１４、ＭＲ膜１５およびリード端子層１５ａ上に、シールドギャップ層１７を形成し、ＭＲ膜１５およびリード端子層１５ａをシールドギャップ層１４，１７内に埋設させる。
【００６８】
続いて、シールドギャップ膜１７上に、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ）よりなる上部シールドを兼ねた下部磁極層（下部ポール）１８を、約１．０〜１．５μｍの厚みで形成する。
【００６９】
次に、図３に示したように、下部磁極層１８上に、下部磁極先端部（下部ポールチップ）１９ａおよび下部接続部１９ｂを約２．０〜２．５μｍの厚みで形成する。ここで、下部磁極先端部１９ａは、そのトラック側の先端部がＭＲ（ＧＭＲ）ハイト零の位置の近辺になるように成形し、同時に、トラック面の反対側がスロートハイト零の位置となるようにする。なお、この下部磁極先端部１９ａおよび下部接続部１９ｂは、前述のようにＮｉＦｅ等のめっき膜により形成してもよく、ＦｅＮ，ＦｅＺｒＮＰ，ＣｏＦｅＮなどのスパッタ膜により形成してもよい。
【００７０】
続いて、全面に、例えばスパッタ法またはＣＶＤ法により絶縁材料、例えばアルミナよりなる膜厚０．３〜０．６μｍの絶縁層２０ａを形成する。次いで、フォトレジスト膜１６のパターンをマスクとして、下部磁極先端部１９ａおよび下部接続部１９ｂにより形成された凹部領域に、例えば電解めっき法により、例えば銅（Ｃｕ）よりなる誘導型の記録ヘッド用の１層目の薄膜コイル２１およびコイル接続部２１ａを、例えば１．０〜２．０μｍの厚み、コイルピッチ１．２〜２．０μｍで形成する。
【００７１】
次に、図４に示したように、フォトレジスト膜１６を除去した後、全面に、スパッタ法により絶縁材料、例えばアルミナよりなる膜厚３．０〜４．０μｍの絶縁層２０ｂを形成した後、例えばＣＭＰ法により表面を平坦化し、下部磁極先端部１９ａの表面を露出させる。このとき、本実施の形態では、薄膜コイル２１の表面は露出していないが、露出させるようにしてもよい。
【００７２】
次に、図５に示したように、スパッタ法により絶縁材料、例えばアルミナよりなる膜厚０．２〜０．３μｍの記録ギャップ層２２を形成する。記録ギャップ層２２は、アルミナの他、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコン酸化物系、シリコン窒化物系の材料などにより形成するようにしてもよい。続いて、この記録ギャップ層２２をフォトリソグラフィーによりパターニングし、上部磁極と下部磁極との接続用の開口２２ａを形成する。
【００７３】
続いて、記録ギャップ層２２上に記録ヘッドのトラック幅を決定するための上部磁極先端部（ポールチップ）２３ａをフォトリソグラフィーにより形成する。すなわち、記録ギャップ層２２上に、例えばスパッタ法により高飽和磁束密度材料（Ｈｉ−Ｂｓ材）、例えばＮｉＦｅ（Ｎｉ：５０重量％，Ｆｅ：５０重量％），ＮｉＦｅ（Ｎｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％），ＦｅＮ，ＦｅＺｒＮＰ，ＣｏＦｅＮなどからなる、膜厚２．０〜３．０μｍの磁極層を形成する。続いて、この磁極層を、フォトレジストマスクを用いた例えばＡｒ（アルゴン）のイオンミリングによって選択的に除去し、上部磁極先端部２３ａを形成すると共に、上部磁極と下部磁極とを磁気的に接続させるための上部接続部２３ｂを形成する。上部磁極先端部２３ａおよび上部接続部２３ｂはフォトレジストマスクの代わりにアルミナ等の無機系絶縁層によるマスクを用いてエッチングするようにしてもよく、また、このようなフォトリソグラフィーによらず、その他、めっき法、スパッタ法などによって形成するようにしてもよい。
【００７４】
ここで、本実施の形態では、上部磁極先端部２３ａを、トラック面から奥側に下部磁極先端部１９ａよりも長く形成し、この上部磁極先端部２３ａが、記録ギャップ層２２を介して、下部磁極先端部１９ａだけでなく、薄膜コイル２１の最外周端側の一部に対向するようにする。
【００７５】
続いて、上部磁極先端部２３ａをマスクとして、その周辺の記録ギャップ層２２および下部磁極先端部１９ａを自己整合的にエッチングする。すなわち、上部磁極先端部２３ａをマスクとした塩素系ガス（Ｃｌ2 ，ＣＦ4 ，ＢＣｌ2 ，ＳＦ6 等）によるＲＩＥ（Reactive Ion Etching) により、記録ギャップ層２２を選択的に除去した後、露出した下部磁極先端部１９ａを、再び、例えばＡｒのイオンミリングによって約０．３〜０．６μｍ程度エッチングして、トリム構造の記録トラックを形成する。
【００７６】
続いて、全面に、例えばスパッタ法またはＣＶＤ法により、膜厚約０．３〜０．６μｍの例えばアルミナからなる絶縁層２０ｃを形成する。次いで、絶縁層２０ｃ、記録ギャップ層２２および絶縁層２０ｂを選択的にエッチングし、薄膜コイル２１のコイル接続部２１ａの表面部分を露出させる。次に、絶縁層２０ｃの上の上部磁極先端部２３ａおよび上部接続部２３ｂにより形成された凹部領域に、例えば電解めっき法により、例えば銅（Ｃｕ）よりなる誘導型の記録ヘッド用の２層目の薄膜コイル２４およびコイル接続部２４ａを例えば１．０〜２．０μｍの厚み、コイルピッチ１．２〜２．０μｍで形成する。このときコイル接続部２１ａ，２４ａにより、上下の薄膜コイル２１，２４が電気的に接続される。
【００７７】
次に、図６に示したように、全面に、例えばスパッタ法またはＣＶＤ法により、膜厚約３〜４μｍの例えばアルミナからなる絶縁層２０ｄを形成する。なお、この絶縁層２０ｄや絶縁層２０ｃは、アルミナに限らず、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）や、窒化珪素（ＳｉＮ）等の他の絶縁材料により形成してもよい。続いて、例えばＣＭＰ法により、上部磁極先端部２３ａおよび上部接続部２３ｂの表面が露出するように絶縁層２０ｄおよび絶縁層２０ｃをエッチングし、絶縁層２０ｃ，２０ｄの表面と上部磁極先端部２３ａおよび上部接続部２３ｂの各表面とが同一面を構成するように平坦化する。
【００７８】
続いて、例えば上部磁極先端部２３ａと同じ材料を用いて、例えば電解めっき法やスパッタ法などの方法により、上部磁極層２５を約２〜３μｍの厚みに形成する。この上部磁極層２５は、トラック面側から見て、薄膜コイル２１，２４よりも後方の位置において、上部接続部２３ｂを介して、下部接続部１９ｂと接触し、下部磁性層１８と磁気的に連結される。最後に、上部磁極先端部２３ａ、上部磁極層２５および絶縁層２０ｄ上に、例えばスパッタ法によりアルミナよりなる膜厚約３０μｍのオーバーコート層２６を形成する。その後、スライダの機械加工を行い、記録ヘッドおよび再生ヘッドのトラック面（ＡＢＳ）を形成することにより、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００７９】
図７は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの平面図を示している。この図は、スライダの機械加工を行う前の状態を表している。この図において、ＴＨはスロートハイトを表しており、このスロートハイトＴＨは、絶縁層２０ａの磁極部分側の端縁、すなわち下部磁極先端部１９ａのトラック面と反対側の端縁によって規定される。この図では、スロートハイトＴＨはＧＭＲハイトと一致しているため、ＴＨ＝ＧＭＲハイトとなる。また、図中、１８ａは下部磁性層１８のうちの前述のトリム構造のためにトリミングされた領域を表している。
【００８０】
以上の本実施の形態では、次のような効果を得ることができる。
【００８１】
（１）まず、本実施の形態では、下部磁極を、下部磁極先端部１９ａと下部磁極層１８とに２分割し、下部磁極先端部１９ａを、下部磁極層１８の平坦面上に形成するようにしたので、無機材料からなる絶縁層２０ａ，２０ｂを下部磁極先端部１９ａと下部接続部１９ｂとの間の凹部内に埋め込むことができる。従って、絶縁層２０ａの下部磁極先端部１９ａ側の端縁（すなわち下部磁極先端部１９ａのトラック面と反対側の端縁）によってスロートハイトが規定される。よって、従来のフォトレジスト膜のように、端縁の位置変動（パターンシフト）およびプロファイル悪化が生じることがなく、スロートハイトの正確な制御が可能になる。更に、ＭＲハイトの正確な制御や、エイペックスアングルの正確な制御も可能となる。
【００８２】
（２）また、本実施の形態では、上部磁極を、上部磁極先端部２３ａと上部磁極層２５とに２分割し、上部磁極先端部２３ａを、下部磁極先端部１９ａ上の平坦面に形成するようにしたので、記録トラック幅を規制する上部磁極先端部２３ａをサブミクロン寸法に精度良く形成することができる。加えて、本実施の形態では、１層目の薄膜コイル２１が絶縁層２０ｂによって下部磁極先端部１９ａに隣接した凹部領域内に埋め込まれると共に、絶縁層２０ｂの表面が下部磁極先端部１９ａの表面と同一面を形成する程度に平坦化されている。すなわち、２層目の薄膜コイル２４を含むエイペックス部の段差が、１層目の薄膜コイル２１の分だけ、従来構造に比べて低くなる。従って、上部磁極先端部２３ａに部分的に接触する上部磁極層２５をフォトリソグラフィーにより形成する際に、エイペックス部の上部と下部においてフォトレジスト膜の厚さの差が低減され、その結果、上部磁極層２５のサブミクロン寸法の微細化を図ることが可能になる。
【００８３】
よって、本実施の形態により得られる薄膜磁気ヘッドでは、記録ヘッドによる高面密度記録が可能となり、コイルを２層，３層と積層して記録ヘッドの性能を更に向上させることができる。なお、上部磁極先端部２３ａおよび上部磁極層２５のフォトリソグラフィーの際に、フォトレジストの代わりに無機系絶縁層をマスクとすることにより、上部磁極先端部２３ａおよび上部磁極層２５の微細化を、より高精度に実現することが可能になる。また、上部磁極先端部２３ａおよび上部磁極層２５をフォトリソグラフィー以外のスパッタ等により形成する場合においても、同様に、エイペックス部の段差の影響が低減されるため、上部磁極先端部２３ａおよび上部磁極層２５の微細化を図ることができる。
【００８４】
（３）更に、本実施の形態では、従来例のようにフォトレジストパターンの傾斜部が存在しないため、第１および第２層目の薄膜コイル２１，２４を共に平坦部に形成することができ、傾斜部によるコイル外周部端とスロートハイト零の位置までの距離が磁路長縮小の妨げとはならない。従って、磁路長を短くすることができ、記録ヘッドの高周波特性を著しく向上させることができる。ちなみに、本実施の形態では、フォトリソグラフィーの位置合わせ誤差の０．１μｍ〜．０．２μｍで設計できるため、従来例の３０〜４０％以下に磁路長を縮小することが可能になる。また、薄膜コイルの巻数が同じ場合には、その分コイルの厚さを薄くすることができる。なお、図８（ａ），（ｂ）は、上記実施の形態の薄膜磁気ヘッドと、従来の薄膜磁気ヘッドの磁路長を比較して表したものである。ここに、図８（ａ）はトラック面（ＡＢＳ）に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のトラック面に平行な断面をそれぞれ示している。
【００８５】
（４）また、本実施の形態では、スロートハイト零の位置の近傍に薄膜コイル２１を形成することができる。しかも、記録ギャップ層２２を介して上部磁極先端部２３ａを下部磁極先端部１９ａおよび薄膜コイル２１の一部に対向するようにしているため、薄膜コイル２１からの起磁力が効率良く上部磁極先端部２３ａに伝わる。これによって、薄膜磁気ヘッドの記録特性が向上する。
【００８６】
（５）また、本実施の形態では、図７に示したように、各パターンを真上から見た場合、下部磁極先端部１９ａの幅を上部磁極先端部２３ａの幅よりも広くしているために、上部磁極先端部２３ａがハーフミクロン幅の狭トラックであっても、下部磁極先端部１９ａの近傍において磁束が飽和することがない。
【００８７】
（６）更に、本実施の形態では、薄膜コイル２１と上部シールドを兼ねた下部磁極層１８との間には無機系の絶縁膜２０ａ，２０ｂ、また、薄膜コイル２１，２４間には記録ギャップ膜２２および絶縁層２０ｃが設けられていため、各絶縁層の厚さを調整することにより、薄膜コイル２１，２４、上部シールドとの間にそれぞれ大きな絶縁耐圧を得ることができ、絶縁性を保持することができると共に薄膜コイル２１，２４からの磁束の漏れを低減できる。
【００８８】
（７）また、本実施の形態では、上部磁極先端部２３ａ，上部磁極層２５等の磁性層は高飽和磁束密度（Ｈｉ−Ｂｓ）材により形成されているので、トラック幅が狭くなっても、薄膜コイル２１，２４に発生した磁気が途中で飽和することなく、有効に上部磁極先端部２３ａおよび下部磁極先端部１９ａに到達し、これによって磁気損失のない記録ヘッドを実現できる。
【００８９】
（８）更に、本実施の形態では、トラック幅を決定する上部磁極先端部２３ａの上に形成された上部磁極層２５が、トラック面に露出していないため、上部磁極層２５によるサイドライトが発生することはない。
【００９０】
〔第２の実施の形態〕
図９（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドの構成を表すものである。なお、第１の実施の形態と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。本実施の形態では、第１の実施の形態が、１層目の薄膜コイルの一部が上部磁極に対向する構成としたのに対して、２層目の薄膜コイルの一部が下部磁極に対向するようにしたものである。
【００９１】
本実施の形態では、下部シールド層１３と上部シールド層の第１の部分３９ａとの間に溝１３ａが形成され、この溝部１３ａ内に例えばアルミナよりなる絶縁層３１が例えばスパッタ法により形成されている。この絶縁層３１により覆われた溝１３ａ内にはＭＲ膜１５に接続される電極（リード）となる例えば銅（Ｃｕ）の導電層３２が例えばめっき法やスパッタ法により形成されている。
【００９２】
下部シールド層１３、絶縁層３１および導電層３２の表面は、ＣＭＰ法等により平坦化されている。平坦化された表面には、シールドギャップ膜３４ａ，３４ｂに埋め込まれたＭＲ膜１５、およびＭＲ膜１５と導電層３２とを電気的に接続するための電極層３３がそれぞれ形成されている。また、上部シールド層の第１の部分３９ａの上には、アルミナやシリコン酸化膜からなる絶縁層３５が選択的に形成され、この絶縁層３５の上に例えば銅からなる薄膜コイル３６が例えばめっき法により形成されている。この薄膜コイル３６および絶縁層３５の上には、フォトレジストよりなる絶縁層３７が所定のパターンで形成されている。
【００９３】
絶縁層３５，３７はアルミナよりなる絶縁層３８により覆われている。シールドギャップ膜３４ｂおよび上部シールド層の第１の部分３９ａ上には、第１の部分３９ａに磁気的に結合される上部シールド層の第２の部分（兼下部磁極）３９ｂが形成されている。また、薄膜コイル３６の後方の第１の部分３９ａ上には磁性層３９ｃが選択的に形成され、これら上部シールド層の第２の部分３９ｂ、絶縁層３８および磁性層３９ｃの表面はＣＭＰ法等により平坦化されている。平坦化された上部シールド層の第２の部分３９ｂおよび絶縁層３８の表面には、例えばアルミナにより記録ヘッドのスロートハイトを規定するための絶縁層４０が形成されている。絶縁層４０の上には２層目の薄膜コイル４１が形成され、この薄膜コイル４１はフォトレジストよりなる絶縁層４２により覆われている。ここで、薄膜コイル４１は、そのトラック面側の一部が絶縁層４０を介して下部磁極を兼ねた上部シールド層の第２の部分３９ｂに対向する位置になるように配置されている。
【００９４】
下部磁極を兼ねた上部シールド層の第２の部分３９ｂ、絶縁層４０および絶縁層４２の上には記録ギャップ層４３が形成されている。記録ギャップ層４３の上には記録ヘッドのトラック幅を決定する上部磁極層４４が形成されており、この上部磁極層４４は薄膜コイル３６，４１の後方位置において磁性層３９ｂと磁気的に結合されている。上部磁極層４４は例えばアルミナからなるオーバーコート層４５により覆われている。
【００９５】
なお、本実施の形態においては、下部磁極を兼ねた上部シールド層の第２の部分３９ｂが本発明の第１の磁性層および第１の磁極に対応し、また、上部磁極層４４が本発明の第２の磁性層および第２の磁極にそれぞれ対応している。
【００９６】
本実施の形態では、下部シールド層１３と上部シールド層の第１の部分３９ａとの間に形成された溝１３ａ内に、ＭＲ膜１５に接続される電極の一部（導電層３２）を絶縁状態で配置することにより、導電層３２と、下部シールド層１３および上部シールド層の第１の部分３９ａとの間の絶縁性能を極めて高くすることができる。加えて、本実施の形態では、薄膜コイル４１のトラック面側の一部が、絶縁層４０を介して下部磁極（上部シールド層の第２の部分３９ｂ）に対向している。従って、第１の実施の形態と同様に、薄膜コイル４１からの起磁力が下部磁極効率良くに伝わる。これにより、本実施の形態においても、薄膜磁気ヘッドの記録特性が向上する。
【００９７】
以上実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく種々変形可能である。例えば、上記実施の形態において、上部磁極先端部２３ａおよび上部磁極層２５等は、ＮｉＦｅ（Ｎｉ：５０重量％，Ｆｅ：５０重量％），ＮｉＦｅ（Ｎｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％）の他、ＦｅＮ，ＦｅＣｏＺｒ等の高飽和磁束密度材を用いる例について説明したが、これらの材料を２種類以上積層した構造としてもよい。
【００９８】
また、第１の実施の形態では、上部磁極層２５をトラック面から後退した位置に形成する構造（リセス構造）について説明したが、上部磁極層２５の厚さを上部磁極先端部２３ａよりも相対的に厚くすることにより、上部磁極層２５を上部磁極先端部２３ａと共にトラック面に露出させる構造とすることもできる。これによりリセス構造としなくても、上部磁極層２５によりサイドライトが発生する不具合を解消することができる。
【００９９】
また、上記実施の形態では、絶縁層２０ｂおよび絶縁層２０ｄをアルミナ，二酸化珪素あるいは窒化珪素により形成する例について説明したが、これらはＳＯＧ（Spin On Glass)膜を用いて形成するようにしてもよい。
【０１００】
なお、上記実施の形態では、下部磁極を第１の磁性層に、上部磁極を第２の磁性層にそれぞれ対応させた構成を示したが、この対応を逆にした構成も可能である。つまり、下部磁極を第２の磁性層に、上部磁極を第１の磁性層にそれぞれ対応させた構成としてもよい。また、上記実施の形態では、再生用素子の上に記録用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、記録用素子の上に再生用素子を積層した構造の薄膜磁気ヘッド、更には誘導型磁気変換素子を有する記録専用の薄膜磁気ヘッドなどについても適用可能である。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法によれば、対向する２つの磁極のうちの一方の磁極に絶縁層を介して薄膜コイルの一部を対向させるようにしたので、薄膜コイルからの起磁力が対向する磁極に効率良く伝わり、記録特性が向上する。
【０１０２】
また、第１の磁極を第１の磁極層上に突状に形成し、第１の磁極に隣接した凹部領域に薄膜コイルを形成するようにしたので、無機材料からなる絶縁層を第１の磁極に隣接した凹部内に埋め込むことができる。従って、第１の磁極のトラック面と反対側の端縁によってスロートハイトが規定され、従来のフォトレジスト膜のように端縁の位置変動およびプロファイル悪化が生じることがなく、スロートハイトの正確な制御が可能になる。
【０１０３】
また、第１の磁極に隣接した凹部内に薄膜コイルを絶縁層により埋め込むことにより、その分、エイペックス部の段差を従来構造に比べて低くすることができる。従って、その後の工程において、第２の磁性層をフォトリソグラフィーにより形成する際に、エイペックス部の上部と下部においてフォトレジスト膜の厚さの差が低減され、その結果、第２の磁性層のサブミクロン寸法の微細化を図ることが可能になる。よって、記録ヘッドによる高面密度記録が可能となり、コイルを２層，３層と積層することにより、記録ヘッドの性能を更に向上させることが可能になる。
【０１０４】
加えて、スロートハイト零の位置から薄膜コイルを離れて形成する必要が無くなる。すなわち、薄膜コイルを第１の磁極の端縁のスロートハイト零の近傍位置に薄膜コイルを形成することができ、しかも、記録ギャップ層を介して第２の磁極を薄膜コイルの一部に対向するようにしているため、薄膜コイルからの起磁力が効率良く第２の磁極に伝わり、記録特性が向上する。また、第１の磁極の幅を第２磁極よりも広く、しかも幅方向に拡がるに従って記録媒体に対向する面からの長さが次第に長くなるようにしたので、第１の磁極の第１の磁性層との接触面積が十分に確保され、第１の磁極部分での磁束の飽和を防止することができる。更に、第２の磁性層を、記録媒体に対向する面から後退した位置に形成するようにしたので、記録媒体への所謂サイドライトの発生が防止されると共に、第２の磁極が第１の磁極よりも長く形成されているため、第２の磁性層と第２の磁極との接触面積は十分確保される。
【図面の簡単な説明】
【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製造工程を説明するための断面図である。
【図２】図１に続く工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に続く工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に続く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】本発明の第１の実施の形態によって製造される薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図８】第１の実施の形態の薄膜磁気ヘッドと従来の薄膜磁気ヘッドとの磁路長の差を説明するための断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を説明するための断面図である。
【図１０】従来の薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図である。
【図１３】図１２に続く工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１３に続く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。
【符号の説明】
１１…基板、１８…上部シールド兼下部磁極（下部磁極層）（第１の磁性層）、１９ａ…下部磁極先端部（第１の磁極）、２２…記録ギャップ層、２３ａ…上部磁極先端部（第２の磁極）、２０ａ…絶縁層（第１の絶縁層）、２０ｂ…絶縁層（第２の絶縁層）、２０ｃ…絶縁層（第３の絶縁層）、２０ｄ…絶縁層（他の絶縁層）、２１，２４…薄膜コイル、２５…上部磁極層（第２の磁性層）
【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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【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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