JP2003006813A

JP2003006813A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2003006813A
Application number: JP2001186521A
Authority: JP
Inventors: Naoto Matono; 直人的野
Original assignee: SAE Magnetics HK Ltd
Current assignee: SAE Magnetics HK Ltd
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2003-01-10
Also published as: US7525770B2; US20040174634A1; US7596855B2; US20030030940A1

Abstract

(57)【要約】【課題】製造時間を短縮することが可能な薄膜磁気ヘ
ッドおよびその製造方法を提供する。【解決手段】銅などの非磁性導電材料を用いて記録ギ
ャップ層１２を形成したのち、この記録ギャップ層１２
をシード層として用いてめっき膜を成長させることによ
り、記録ギャップ層１２上に上部磁極１３を形成する。
アルミナなどの非磁性絶縁材料を用いて記録ギャップ層
１２を形成した場合とは異なり、記録ギャップ層１２以
外に新たにシード層を形成する工程やこの新たに形成し
たシード層を選択的に除去する工程が不要になるため、
製造工程数が削減され、薄膜磁気ヘッドの製造時間が短
縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
の向上に伴い、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、例えば、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。

【０００３】記録ヘッドは、例えば、酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃；以下、単に「アルミナ」という。）など
の非磁性絶縁材料からなる記録ギャップ（write gap)を
挟んでその上下に配設された上部磁極（トップポール）
および下部磁極（ボトムポール）と、これらの上部磁極
と下部磁極との間の空間に配設された磁束発生用のコイ
ルと、このコイルを上部磁極と下部磁極との間の空間に
埋め込む絶縁層とを含んで構成されている。上部磁極お
よび下部磁極は、磁気記録媒体（以下、単に「記録媒
体」という。）に対向する記録媒体対向面（エアベアリ
ング面）に近い側の領域の記録ギャップ近傍において互
いにほぼ同一の一定幅を有しており、これらの部位によ
り記録トラック幅を規定するトリム構造が構成されてい
る。このトリム構造は、例えば、記録媒体の記録トラッ
ク幅を画定する一定幅を有する部分（以下、単に「一定
幅部分」という。）を含む上部磁極を形成したのち、こ
の一定幅部分をマスクとして用いて、記録ギャップおよ
び下部磁極を自己整合的にエッチングすることにより形
成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、薄膜
磁気ヘッドの製造や性能に関するいくつかの改善要請が
なされている。製造の観点に関する要請としては、例え
ば、製造工程を簡略化し、製造時間を短縮することが挙
げられる。また、性能の観点に関する要請としては、例
えば、高記録密度化を達成するために、トリム構造の幅
（磁極幅）をサブミクロンオーダー（例えば約０．５μ
ｍ以下）まで極微小化し、記録媒体のトラック密度を上
げることが挙げられる。

【０００５】しかしながら、従来は、薄膜磁気ヘッドの
製造に多数の製造工程を要するため、製造時間を短縮す
ることが困難であると共に、記録ギャップ層および下部
磁極を自己整合的にエッチングする際の加工精度が十分
でないため、磁極幅を高精度に極微小化することが困難
であるという問題があった。

【０００６】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、製造時間を短縮することが可
能な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。

【０００７】また、本発明の第２の目的は、磁極幅を高
精度に極微小化するすることが可能な薄膜磁気ヘッドお
よびその製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜磁気ヘッド
は、ギャップ層に接しこれを挟むようにして互いに対向
すると共に記録媒体に面するように配置される第１およ
び第２の磁極先端部分を有する互いに磁気的に連結され
た第１および第２の磁性層と、これらの第１および第２
の磁性層の間の空間に配設された薄膜コイルと、薄膜コ
イルを第１および第２の磁性層の間の空間に埋め込む絶
縁層とを有するものであり、少なくとも第１の磁極先端
部分がめっき膜よりなり、ギャップ層が非磁性導電材料
により構成されるようにしたものである。

【０００９】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、ギ
ャップ層に接しこれを挟むようにして互いに対向すると
共に記録媒体に面するように配置される第１および第２
の磁極先端部分を有する互いに磁気的に連結された第１
および第２の磁性層と、これらの第１および第２の磁性
層の間の空間に配設された薄膜コイルと、薄膜コイルを
第１および第２の磁性層の間の空間に埋め込む絶縁層と
を有する薄膜磁気ヘッドを製造する方法であり、非磁性
導電材料を用いてギャップ層を形成する工程と、ギャッ
プ層を電極として用いてめっき膜を成長させることによ
り、ギャップ層上に少なくとも第１の磁極先端部分を選
択的に形成する工程とを含むようにしたものである。

【００１０】本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方
法では、非磁性導電材料を用いてギャップ層が形成され
たのち、このギャップ層を電極として用いてめっき膜が
成長することにより、ギャップ層上に少なくとも第１の
磁極先端部分が選択的に形成される。非磁性絶縁材料を
用いてギャップ層が形成される場合とは異なり、めっき
膜を成長させるために必要な電極層をキャップ層以外に
別途形成する工程が不要になるため、製造工程数が削減
される。

【００１１】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、
少なくとも第１の磁極先端部分をマスクとして用いて、
イオンミリングにより、ギャップ層を選択的にエッチン
グし、引き続き第２の磁性層を所定の深さまで選択的に
エッチングするようにしてもよい。

【００１２】本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方
法では、非磁性導電材料として、イオンミリングによる
エッチング速度が第２の磁性層に対するエッチング速度
の０．５倍より大きく２倍以下の範囲内のものを用いる
ようにするのが好ましい。具体的には、銅，クロム，タ
ンタル，アルミニウム，金，ニオブ，タングステン，ル
テニウム，モリブデン，ベリリウム，ニッケル銅，ニッ
ケルクロム，ニッケルリン，ベリリウム銅からなる群の
うちの一つ、またはこれらの群のうちの少なくとも一つ
を含む合金を用いることが可能である。

【００１３】また、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその
製造方法では、第１の磁極先端部分を含む第１の磁性層
を単一のめっき膜からなるように形成するようにしても
よい。

【００１４】

【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。

【００１５】＜薄膜磁気ヘッドの製造方法＞まず、図１
〜図９を参照して、本発明の一実施の形態に係る「薄膜
磁気ヘッドの製造方法」としての複合型薄膜磁気ヘッド
の製造方法について説明する。なお、本発明の「薄膜磁
気ヘッド」は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製
造方法によって具現化されるので、以下併せて説明す
る。図１〜図６は薄膜磁気ヘッドの製造方法を表すもの
であり、各図中における（Ａ）はエアベアリング面に垂
直な断面，（Ｂ）はエアベアリング面に平行な断面をそ
れぞれ示している。図７〜図９は、図２〜図４に示した
断面構成に対応する平面構成をそれぞれ表している。な
お、図７〜図９では、図２〜図４に示した構成要素のう
ちの主要素のみを図示している。

【００１６】以下の説明では、図１〜図９の各図中にお
けるＸ軸方向を「幅」、Ｙ軸方向を「長さ」、Ｚ軸方向
を「厚み（または高さ）」と表記すると共に、Ｙ軸方向
のうちのエアベアリング面２０（図６参照）側（または
後工程においてエアベアリング面２０となる側）を「前
側（または前方）」、その反対側を「後側（または後
方）」と表記するものとする。なお、後述する図１０以
降の説明においても、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向について同様に
表記するものとする。

【００１７】本実施の形態の薄膜磁気ヘッドの製造方法
では、まず、図１に示したように、例えばアルティック
（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ）よりなる基板１上に、例えばア
ルミナよりなる絶縁層２を約３．０μｍ〜５．０μｍ程
度の厚みで堆積する。次に、絶縁層２上に、例えば後述
するめっき処理を用いて、例えばニッケル鉄合金（Ｎｉ
Ｆｅ：以下、単に「パーマロイ（商品名）という。」）
よりなる下部シールド層３を約２．０μｍの厚みで選択
的に形成する。下部シールド層３を形成する際には、例
えば、後述する図１０に示したような平面形状を有する
ようにする。

【００１８】次に、図１に示したように、下部シールド
層３上に、例えばスパッタリングにより、例えばアルミ
ナよりなるシールドギャップ膜４を約０．０１μｍ〜
０．１μｍの厚みで形成する。次に、シールドギャップ
膜４上に、高精度のフォトリソグラフィ処理を用いて、
ＭＲ素子を構成するためのＭＲ膜５を所望のパターン形
状となるように形成する。次に、シールドギャップ膜４
を形成した場合と同様の材料および形成方法を用いて、
ＭＲ膜５を覆うようにシールドギャップ膜６を形成し、
ＭＲ膜５をシールドギャップ膜４，６内に埋設する。

【００１９】次に、図１に示したように、シールドギャ
ップ膜６上に、例えば下部シールド層３を形成した場合
と同様の形成方法および形成材料を用いて、下部磁極７
を約２．０μｍ〜３．０μの厚みで選択的に形成する。
下部磁極７を形成する際には、例えば、後述する図１０
に示したような平面形状を有するようにする。ここで、
下部磁極７が、本発明における「第２の磁性層」の一具
体例に対応する。

【００２０】次に、下部磁極７上に、加熱時に流動性を
示す材料、例えばフォトレジストなどの有機絶縁材料を
塗布して、フォトレジスト膜を選択的に形成する。次
に、このフォトレジスト膜に対して、約２００℃〜２５
０℃の温度で熱処理を施す。この熱処理により、図２お
よび図７に示したように、絶縁層８が選択的に形成され
る。絶縁層８の端縁近傍の表面は、熱処理時におけるフ
ォトレジストの流動に応じて丸みを帯びた斜面をなす。
絶縁層８を形成する際には、その配設領域が、後述する
薄膜コイル９の配設領域に対応するようにする。

【００２１】次に、図２および図７に示したように、絶
縁層８上に、例えば電解めっき法により、例えば銅（Ｃ
ｕ）よりなる誘導型の記録ヘッド用の薄膜コイル９を約
１．５μｍの厚みで選択的に形成する。薄膜コイル９を
形成する際には、例えば、図７に示したような渦巻状の
巻線構造を有するようにする。

【００２２】次に、図２および図７に示したように、絶
縁層８を形成した場合と同様の形成材料および形成方法
により、絶縁層８，薄膜コイル９およびこれらの周辺領
域を覆うように、絶縁層１０を選択的に形成する。薄膜
コイル９の各巻線間は、絶縁層１０により隙間なく埋め
つくされる。絶縁層１０を形成する際には、例えば、薄
膜コイル９の上面が露出するようにする。

【００２３】次に、図２および図７に示したように、絶
縁層８を形成した場合と同様の形成材料および形成方法
により、絶縁層１０上に、絶縁層１１を選択的に形成す
る。絶縁層１１を形成する際には、例えば、少なくとも
薄膜コイル９を覆うようにすると共に、その前端が、絶
縁層１０の前端よりも後退するようにする。薄膜コイル
９は、絶縁層８，１０，１１により、その周辺から電気
的に分離される。ここで、絶縁層８，１０，１１の集合
体が、本発明における「絶縁層」の一具体例に対応す
る。

【００２４】次に、図２および図７に示したように、例
えばスパッタリングにより、全体を覆うように、記録ギ
ャップ層１２を約０．１μｍ〜０．３μｍの厚みで形成
する。記録ギャップ層１２を形成する際には、後工程に
おいて形成される上部磁極１３（図３参照）と下部磁極
７とを接続させるための開口部１２Ｋを形成しておく。
記録ギャップ層１２の形成材料としては、例えば、その
イオンミリングによるエッチング速度Ｅ１が、下部磁極
７に対するエッチング速度Ｅ２の約０．５倍より大きく
２倍以下の範囲内（０．５Ｅ１＜Ｅ２≦２Ｅ１）の非磁
性導電材料、例えば銅，クロム（Ｃｒ），タンタル（Ｔ
ａ），アルミニウム（Ａｌ），金（Ａｕ），ニオブ（Ｎ
ｂ），タングステン（Ｗ），ルテニウム（Ｒｕ），モリ
ブデン（Ｍｏ），ベリリウム（Ｂｅ），ニッケル銅（Ｎ
ｉＣｕ），ニッケルクロム（ＮｉＣｒ），ニッケルリン
（ＮｉＰ），ベリリウム銅（ＢｅＣｕ）からなる群のう
ちの一つ、またはこれらの群のうちの少なくとも一つを
含む合金を用いるようにする。特に、記録ギャップ層１
２の形成材料としては、エッチング速度Ｅ１がエッチン
グ速度Ｅ２にほぼ等しい（Ｅ１≒Ｅ２）タンタルやルテ
ニウムなどを用いるようにするのがより好ましい。この
記録ギャップ層１２は、下部磁極７と上部磁極１３との
間に記録用の信号磁束を発生させるためのギャップとし
て機能すると共に、後工程においてめっき処理により上
部磁極１３を形成するためのシード層（電極）として機
能するものである。ここで、記録ギャップ層１２が、本
発明における「ギャップ層」の一具体例に対応する。

【００２５】次に、全体にフォトレジストを塗布してフ
ォトレジスト膜を形成したのち、このフォトレジスト膜
を高精度のフォトリソグラフィ処理によってパターニン
グすることにより、上部磁極１３を形成するための枠組
み（フレームパターン；図示せず）を選択的に形成す
る。

【００２６】次に、先工程において形成したフレームパ
ターンを用いると共に、記録ギャップ層１２をシード層
として用いて、めっき膜を成長させることにより、図３
および図８に示したように、後工程においてエアベアリ
ング面２０となる側から（図３中の左側，図８中の下
側）から開口部１２Ｋにかけての領域に、ニッケル，コ
バルト（Ｃｏ）または鉄（Ｆｅ）を含む高飽和磁束密度
材料、例えばパーマロイ，コバルト鉄（ＣｏＦｅ）また
はニッケルコバルト鉄（ＣｏＦｅＮｉ）などよりなる上
部磁極１３を約０．３μｍ〜６．０μｍの厚みで選択的
に形成する。上部磁極１３を形成する際には、例えば、
図８に示したように、後工程においてエアベアリング面
２０となる側から順に、記録トラック幅を規定する極微
小な一定幅Ｗ１（例えばＷ１＝約０．３μｍ）を有する
先端部１３Ａと、この先端部１３Ａの幅よりも大きな幅
を有するヨーク部１３Ｂとを含むようにする。上部磁極
１３の構造的特徴については後述する。上部磁極１３
は、開口部１２Ｋにおいて下部磁極７と磁気的に連結さ
れ、これらの下部磁極７および上部磁極１３により磁束
の伝播経路（磁路）が形成される。ここで、上部磁極１
３が本発明における「第１の磁性層」の一具体例に対応
し、先端部１３Ａが本発明における「第１の磁極先端部
分」の一具体例に対応する。

【００２７】次に、図４および図９に示したように、上
部磁極１３をマスクとして用いて、例えばイオンミリン
グにより、記録ギャップ層１２のうち、上部磁極１３の
配設領域に対応する部分以外の部分をエッチングして除
去する。

【００２８】次に、記録ギャップ層１２に対するエッチ
ング処理に引き続き、図４および図９に示したように、
上部磁極１３周辺の下部磁極７等を同様にエッチングし
て除去する。下部磁極７等をエッチングする際には、例
えば、記録ギャップ層１２の表面からのエッチング深さ
が約０．５μｍとなるまで下部磁極７を掘り下げるよう
にする。これにより、トリム構造１００が形成される。
このトリム構造１００は、上部磁極１３の先端部１３Ａ
（幅Ｗ１）と、下部磁極７のうちの先端部１３Ａに対応
する部分（部分７Ｐ；幅Ｗ２）と、記録ギャップ層１２
のうちの先端部１３Ａと部分７Ｐとに挟まれた部分（幅
Ｗ３）とにより構成され、これらの各部位は互いにほぼ
同一の幅（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３）を有することとなる。こ
こで、部分７Ｐが、本発明における「第２の磁極先端部
分」の一具体例に対応する。

【００２９】次に、図５に示したように、全体を覆うよ
うに、例えばアルミナなどの無機絶縁材料よりなるオー
バーコート層１４を約２０μｍ〜４０μｍの厚みで形成
する。

【００３０】最後に、図６に示したように、機械加工や
研磨工程により記録ヘッドおよび再生ヘッドのエアベア
リング面２０を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。

【００３１】＜薄膜磁気ヘッドの構造＞次に、図１０を
参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの平面構
成について説明する。

【００３２】図１０は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法により製造された薄膜磁気ヘッドの平面
構成の概略を表すものである。なお、図１０では、基板
１，絶縁層２，シールドギャップ膜４，６およびオーバ
ーコート層１４の図示を省略している。また、薄膜コイ
ル９についてはその最外周の一部のみを示している。図
６（Ａ）は、図１０におけるＶＩＡ−ＶＩＡ線に沿った
矢視断面に相当する。

【００３３】絶縁層１０の前端の位置は、記録ヘッドの
性能を決定する因子の１つであるスロートハイト（Ｔ
Ｈ）を決定する際の基準となる位置、すなわちスロート
ハイトゼロ位置（ＴＨ０位置）である。スロートハイト
は、絶縁層１０の前端の位置（ＴＨ０位置）からエアベ
アリング面２０までの長さとして規定される。

【００３４】上部磁極１３は、上記したように、記録ギ
ャップ層１２上に配設されており、例えば、エアベアリ
ング面２０から順に、記録トラック幅を規定する極微小
な一定幅Ｗ１を有する先端部１３Ａと、この先端部１３
Ａと磁気的に連結され、薄膜コイル９により発生した磁
束を収容するためのヨーク部１３Ｂとを含んでいる。先
端部１３Ａは、例えば、矩形状の平面形状を有してい
る。ヨーク部１３Ｂの幅は、先端部１３Ａの幅Ｗよりも
大きく、例えば、その後方部においてほぼ一定であり、
前方部においてエアベアリング面２０に近づくにつれて
徐々に狭まるようになっている。

【００３５】＜薄膜磁気ヘッドの動作＞次に、図６およ
び図１０を参照して、薄膜磁気ヘッドの動作について説
明する。

【００３６】この薄膜磁気ヘッドでは、情報の記録動作
時において、図示しない外部回路を通じて薄膜コイル９
に電流が流れると、これに応じて磁束が発生する。この
とき発生した磁束は、上部磁極１３のヨーク部１３Ｂに
収容されたのち、ヨーク部１３Ｂから先端部１３Ａへ伝
播する。先端部１３Ａへ伝播した磁束は、さらに、先端
部１３Ａのエアベアリング面２０側の先端部分に到達す
る。先端部１３Ａの先端部分に到達した磁束により、記
録ギャップ層８近傍の外部に記録用の信号磁束が発生す
る。この信号磁束により記録媒体が部分的に磁化され、
記録媒体に情報が記録される。

【００３７】一方、情報の再生動作時においては、ＭＲ
膜５にセンス電流を流す。ＭＲ膜５の抵抗値は、磁気記
録媒体からの再生信号磁界に応じて変化するので、その
抵抗変化をセンス電流の変化によって検出することによ
り、磁気記録媒体に記録されている情報が読み出され
る。

【００３８】＜実施の形態の作用および効果＞次に、図
６，図１１および図１２を参照して、本実施の形態の作
用および効果について説明する。図１１は本実施の形態
の薄膜磁気ヘッドに対する比較例としての従来の薄膜磁
気ヘッドの断面構成を表すものであり、図６に対応して
いる。図１２は薄膜磁気ヘッドの製造に要する主な製造
工程を説明するための流れ図であり、（Ａ）は比較例の
薄膜磁気ヘッド，（Ｂ）は本実施の形態の薄膜磁気ヘッ
ドについてそれぞれ示している。図１２では、記録ギャ
ップ層の形成からトリム構造の形成に至る主な製造工程
を示しており、図中において破線で結ばれた工程は互い
に対応関係にあることを表している。なお、図１１に示
した薄膜磁気ヘッドについて、以下で説明する点以外の
構成は、図６に示した薄膜磁気ヘッドの構成と同様であ
る。

【００３９】本実施の形態では、非磁性導電材料を用い
て記録ギャップ層１２を形成したのち、この記録ギャッ
プ層１２をシード層として用いて、めっき処理により記
録ギャップ層１２上に上部磁極１３を形成するようにし
たので、以下のような理由により、薄膜磁気ヘッドの製
造時間を短縮することができる。

【００４０】すなわち、比較例（図１１）では、例えば
アルミナなどの非磁性絶縁材料を用いて記録ギャップ層
２２が形成されている。このような場合には、めっき処
理により記録ギャップ層２２上に上部磁極１３を直接形
成することができないため、めっき処理を行うために必
要な電極膜としてのシード層を記録ギャップ層２２上に
新たに形成する工程が必要になる。しかも、さらに、め
っき処理によりシード層上に上部磁極１３を形成したの
ち、新たに形成したシード層のうち、上部磁極１３の形
成領域に対応する部分以外の不要な部分をエッチング処
理により選択的に除去する工程も必要になる。これらの
ことから、比較例において要する製造工程数は、「記録
ギャップ層の形成（Ｓ１０１）」．「シード層の形成
（Ｓ１０２）」，「フレームパターンの形成（Ｓ１０
３）」，「めっき処理（上部磁極の形成；Ｓ１０
４）」，「シード層の選択的除去（Ｓ１０５）」，「記
録ギャップ層の選択的除去（Ｓ１０６）」，「下部磁極
の選択的除去（トリム構造の形成；Ｓ１０７）」の計７
工程となる（図１２参照）。

【００４１】これに対して、本実施の形態（図６参照）
では、非磁性導電材料により構成された記録ギャップ層
１２がシード層としての機能も兼ねるため、比較例にお
いて必要であった新たにシード層を形成する工程やこの
新たに形成したシード層を選択的に除去する工程が不要
になる。これらのことから、本実施の形態において要す
る製造工程数は、「記録ギャップ層１２の形成（Ｓ２０
１）」，「フレームパターンの形成（Ｓ２０２）」，
「めっき処理（上部磁極１３の形成；Ｓ２０３）」，
「記録ギャップ層１２の選択的除去（Ｓ２０４）」，
「下部磁極７の選択的除去（トリム構造１００の形成；
Ｓ２０５）」の計５工程となり、比較例よりも２工程削
減される（図１２参照）。したがって、削減された製造
工程の分だけ、薄膜磁気ヘッドの製造時間が短縮され
る。しかも、本実施の形態では、「記録ギャップ層１２
の選択的除去（Ｓ２０４）」工程と「下部磁極７の選択
的に除去（Ｓ２０５）」工程とを連続的に、あたかも１
つの工程であるかのように行うことができるので、この
点でも製造時間が短縮される。

【００４２】さらに、本実施の形態では、非磁性導電材
料を用いて記録ギャップ層１２を形成したことにより、
上記した製造時間の短縮と共に、磁極幅を高精度に極微
小化することもできる。以下、図１３を参照して、この
点について説明する。図１３は、トリム構造１００の形
成精度に関する記録ギャップ層１２のエッチング速度Ｅ
１の影響を説明するための図であり、図６（Ｂ）に対応
している。

【００４３】すなわち、上記「薄膜磁気ヘッドの製造方
法」において記録ギャップ層１２の形成材料として列記
した銅などの非磁性導電材料は、一般に、アルミナなど
の非磁性絶縁材料よりも、イオンミリングによるエッチ
ング速度が速いことが知られている。非磁性絶縁材料を
用いて記録ギャップ層１２を形成した比較例（図１１参
照）では、トリム構造１００を形成すべく、上部磁極１
３をマスクとして用いてイオンミリングにより記録ギャ
ップ層１２および下部磁極７を選択的にエッチングする
と、記録ギャップ層１２のエッチング速度Ｅ１が遅く、
エッチング量が減少するため、記録ギャップ層１２の加
工幅Ｗ３が先端部１３Ａの幅Ｗ１より大きくなると共に
（Ｗ３＞Ｗ１）、部分７Ｐの加工幅Ｗ２も先端部１３Ａ
の幅Ｗ１より大きくなってしまい（Ｗ２＞Ｗ１）、磁極
幅を高精度に極微小化することが困難になる（図１３
（Ａ）参照）。

【００４４】これに対して、非磁性導電材料を用いて記
録ギャップ層１２を形成した本実施の形態では、記録ギ
ャップ層１２のエッチング速度Ｅ１が速く、上部磁極１
３および下部磁極７のエッチング速度に近くなるので、
比較例と異なり、図６（Ｂ）に示したように、記録ギャ
ップ層１２の加工幅Ｗ３および下部磁極７の加工幅Ｗ２
の双方を先端部１３Ａの幅Ｗ１に一致させることが可能
になり（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３）、磁極幅を高精度に極微小
化することが可能になる。

【００４５】このことは、表１に示した結果から明らか
である。表１は、磁極幅の加工精度に関する実験結果を
表すものであり、上段は比較例，下段は本実施の形態に
ついてそれぞれ示している。ここでは、実験項目とし
て、平均磁極幅（μｍ），磁極幅の標準偏差（μｍ），
先端部１３Ａの加工幅Ｗ１と部分７Ｐの加工幅Ｗ２との
差（幅差＝Ｗ２−Ｗ１；μｍ）について示している。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１に示した結果から明らかなように、本
実施の形態では、いずれの実験項目についても比較例よ
り小さい値が得られた。すなわち、平均磁極幅がより小
さいことから、磁極幅をより極微小化することが可能な
ことが確認された。また、磁極幅の標準偏差および幅差
がより小さいことから、磁極幅のばらつきが少なく、ト
リム構造１００をより高精度に形成可能であることが確
認された。イオンミリングによる記録ギャップ層１２の
エッチング速度Ｅ１を調べたところ、比較例においては
エッチング速度Ｅ１が下部磁極７のエッチング速度Ｅ２
の０．５倍であるのに対して、本実施の形態においては
エッチング速度Ｅ１がエッチング速度Ｅ２の約０．５倍
より大きく約２倍以下であった。特に、エッチング速度
Ｅ１は、エッチング速度Ｅ２とほぼ等しいことがより好
ましい。

【００４８】なお、記録ギャップ層１２のエッチング速
度Ｅ１が下部磁極７のエッチング速度Ｅ２の約２倍より
大きくなると、図１３（Ｂ）に示したように、記録ギャ
ップ層１２が過剰にエッチングされるため、その加工幅
Ｗ３が、先端部１３Ａの幅Ｗ１や部分７Ｐの幅Ｗ２より
も極端に小さくなってしまう。このような場合には、先
端部１３Ａと部分７Ｐとの間における漏れ磁束の発生量
が増加し、信号磁束が不足する可能性が生じる。したが
って、エッチング速度Ｅ１があまりに大きすぎるのも好
ましくない。以上より、記録ギャップ層１２のエッチン
グ速度Ｅ１は、上記範囲内にあるのが好ましく、特に、
下部磁極７のエッチング速度Ｅ２にほぼ等しいのがより
好ましい。

【００４９】また、本実施の形態では、トリム構造１０
０の形成手法としてイオンミリングを用いているので、
薄膜磁気ヘッドの製造の容易化の観点においても利点を
有する。すなわち、上記したように、非磁性絶縁材料に
より構成された記録ギャップ層１２をイオンミリングに
よりエッチングすると、記録ギャップ層１２のエッチン
グ速度Ｅ１が遅いため、製造時間の長期化を招いてしま
う。この場合、製造時間を短縮すべくエッチング速度Ｅ
１を速くするためには、例えば、エッチング手法として
反応性イオンビームエッチング（Reactive Ion Beam Et
ching ；ＲＩＢＥ）を用い、物理的および化学的なエッ
チング作用を利用して記録ギャップ層１２を加工する手
段が考えられる。しかしながら、ＲＩＢＥを用いた場合
には、化学的なエッチング作用を確保するために、エッ
チングガスの準備やエッチング温度の設定などの作業が
必要になるため、エッチング処理が煩雑になる。これに
対して、本実施の形態で利用するイオンミリングは、Ｒ
ＩＢＥとは異なり、エッチングガスの準備等の作業が不
要なため、エッチング処理が簡略化される。

【００５０】＜実施の形態の変形例＞なお、本実施の形
態では、図７に示したように、記録ギャップ層１２を全
体に形成し、フレームパターンを用いて選択的にめっき
処理を行うことにより上部磁極１３を形成するようにし
たが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、
上部磁極１３が形成されることとなる領域のみに記録ギ
ャップ層１２を選択的に形成するようにしてもよい。

【００５１】また、本実施の形態では、単一のめっき膜
からなる上部磁極１３を形成するようにしたが、必ずし
もこれに限られるものではなく、図１４および図１５に
示したように、複数の部分からなる上部磁極１１３を形
成するようにしてもよい。図１５は本実施の形態に対す
る変形例としての薄膜磁気ヘッドの平面構成を表し，図
１４は図１５に示したＸＩＶＡ−ＸＩＶＡ線に沿った断
面構成を表しており、図１４および図１５は図６および
図１０にそれぞれ対応している。なお、この薄膜磁気ヘ
ッドについて以下で説明する点以外の構成および各構成
要素の形成材料，形成方法，構造的特徴等は、上記実施
の形態の場合と同様である。

【００５２】この薄膜磁気ヘッドでは、例えば、記録ギ
ャップ層１１２が下部磁極７上に配設されている。上部
磁極１１３は、記録ギャップ層１１２上に配設された上
部ポールチップ１１３Ａおよび接続部１１３Ｂと、これ
らにオーバーラップした上部ヨーク１１３Ｃとを含んで
構成されており、開口部１１２Ｋを通じて下部磁極７と
磁気的に連結されている。上部ポールチップ１１３Ａ
は、先端部１３Ａに対応して一定幅Ｗ１を有する先端部
１１３Ａ１と、この先端部１１３Ａ１の幅Ｗ１よりも大
きな幅の後端部１１３Ａ２とを含み、上部ヨーク１１３
Ｃは、後端部１１３Ａ２の幅よりも大きな幅の前方部
と、この前方部の幅よりもさらに大きな幅の後方部とを
含んでいる。薄膜コイル１０９は、記録ギャップ層１１
２と上部磁極１１３とにより囲まれた空間に、例えばア
ルミナなどよりなる絶縁層１１５により埋設されてい
る。絶縁層１１５の前端の位置はＴＨ０位置に相当す
る。

【００５３】この薄膜磁気ヘッドを製造する際には、例
えば、まず、非磁性導電材料よりなる記録ギャップ層１
１２を下部磁極７上に形成したのち、上記実施の形態に
おいて上部磁極１３を形成した場合と同様に、記録ギャ
ップ層１１２をシード層として用いてめっき処理により
上部ポールチップ１１３Ａおよび接続部１１３Ｂを選択
的に形成する。続いて、上部ポールチップ１１３Ａと接
続部１１３Ｂとの間の空間における記録ギャップ層１１
２上に薄膜コイル１０９を形成したのち、少なくともこ
の空間を覆うようにアルミナ層を形成する。続いて、少
なくとも上部ポールチップ１１３Ａおよび接続部１１３
Ｂが露出するまでＣＭＰ（化学機械研磨）法などにより
全体を研磨して平坦化したのち、この平坦面上に上部ヨ
ーク１１３Ｃを形成する。なお、上部ヨーク１１３Ｃの
形成方法としては、上部ポールチップ１１３Ａ等の場合
と同様にめっき処理を用いてもよいし、他の成膜手法を
用いるようにしてもよい。

【００５４】このような構成の薄膜磁気ヘッドまたはそ
の製造方法においても、上記実施の形態の場合と同様の
効果を得ることができる。ここで、記録ギャップ層１１
２が本発明における「ギャップ層」の一具体例に対応
し、上部磁極１１３が本発明における「第１の磁性層」
の一具体例に対応し、先端部１１３Ａ１が本発明におけ
る「第１の磁極先端部分」の一具体例に対応する。

【００５５】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、種々変形することができる。上記実施の形態におい
て説明した薄膜磁気ヘッドの構成および製造方法の詳細
は、必ずしも上記実施の形態において説明したものに限
らず、非磁性導電材料を用いて記録ギャップ層１２を形
成することにより、製造時間の短縮や磁極幅の高精度な
極微小化を達成することが可能な限り、自由に変形可能
である。

【００５６】また、例えば、上記実施の形態では、本発
明を複合型薄膜磁気ヘッドについて適用する場合につい
て説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、
書き込み用の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，記録・再生兼用の誘導型磁気変換素子を
有する薄膜磁気ヘッドまたは書き込み用の素子と読み出
し用の素子の積層順序を逆転させた構造の薄膜磁気ヘッ
ドにも適用可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項４のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドまたは請
求項５ないし請求項９のいずれか１項に記載の薄膜磁気
ヘッドの製造方法によれば、非磁性導電材料を用いてギ
ャップ層を形成したのち、このギャップ層を電極として
用いてめっき膜を成長させることにより、ギャップ層上
に少なくとも第１の磁極先端部分を形成するようにした
ので、非磁性絶縁材料を用いてギャップ層を形成してい
た従来の場合とは異なり、新たにめっき処理用の電極層
を形成する工程やこの新たに形成した電極層を選択的に
除去する工程が不要になる。したがって、製造工程数が
削減されるため、薄膜磁気ヘッドの製造時間を短縮する
ことができる。

【００５８】特に、請求項６ないし請求項８のいずれか
１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、少な
くとも第１の磁極先端部分をマスクとして用いて、イオ
ンミリングによりギャップ層を選択的に除去し、引き続
き第２の磁性層を所定の深さまで選択的にエッチングす
るようにしたので、非磁性絶縁材料により構成されたギ
ャップ層をエッチングする場合よりも、ギャップ層のエ
ッチング速度が速くなり、薄膜磁気ヘッドの製造時間を
短縮することができる。さらに、ギャップ層のエッチン
グ量が適正化されることから、磁極幅を高精度に極微小
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの
製造方法における一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】図２に示した断面図に対応する平面図である。

【図８】図３に示した断面図に対応する平面図である。

【図９】図４に示した断面図に対応する平面図である。

【図１０】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド
の平面構成を表す平面図である。

【図１１】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド
に対する比較例としての薄膜磁気ヘッドの断面構成を表
す断面図である。

【図１２】薄膜磁気ヘッドの製造に要する主な製造工程
を説明するための流れ図である。

【図１３】トリム構造の形成精度に関する記録ギャップ
層のエッチング速度の影響を説明するための図である。

【図１４】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド
に対する変形例としての薄膜磁気ヘッドの断面構成を表
す断面図である。

【図１５】図１４に示した薄膜磁気ヘッドの平面構成を
表す平面図である。

【符号の説明】

１…基板、２，８，１０，１１，１１５…絶縁層、３…
下部シールド層、４，６…シールドギャップ膜、５…Ｍ
Ｒ膜、７（７Ｐ）…下部磁極、９，１０９…薄膜コイ
ル、１２，１１２…記録ギャップ層、１２Ｋ，１１２Ｋ
…開口部、１３，１１３…上部磁極、１３Ａ，１１３Ａ
１…先端部、１３Ｂ…ヨーク部、１１３Ａ…上部ポール
チップ、１１３Ａ２…後端部、１１３Ｂ…接続部、１１
３Ｃ…上部ヨーク、１４，１１４…オーバーコート層、
２０…エアベアリング面、１００…トリム構造、ＴＨ…
スロートハイト。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ギャップ層に接しこれを挟むようにして
互いに対向すると共に記録媒体に面するように配置され
る第１および第２の磁極先端部分、を有する、互いに磁
気的に連結された第１および第２の磁性層と、これらの
第１および第２の磁性層の間の空間に配設された薄膜コ
イルと、前記薄膜コイルを前記第１および第２の磁性層
の間の空間に埋め込む絶縁層とを有する薄膜磁気ヘッド
であって、少なくとも前記第１の磁極先端部分はめっき膜よりな
り、前記ギャップ層は非磁性導電材料により構成されている
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】前記ギャップ層は、イオンミリングによ
るエッチング速度が前記第２の磁性層に対するエッチン
グ速度の０．５倍より大きく２倍以下の範囲内の非磁性
導電材料により構成されていることを特徴とする請求項
１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】前記ギャップ層は、銅（Ｃｕ），クロム
（Ｃｒ），タンタル（Ｔａ），アルミニウム（Ａｌ），
金（Ａｕ），ニオブ（Ｎｂ），タングステン（Ｗ），ル
テニウム（Ｒｕ），モリブデン（Ｍｏ），ベリリウム
（Ｂｅ），ニッケル銅（ＮｉＣｕ），ニッケルクロム
（ＮｉＣｒ），ニッケルリン（ＮｉＰ），ベリリウム銅
（ＢｅＣｕ）からなる群のうちの一つ、またはこれらの
群のうちの少なくとも一つを含む合金により構成されて
いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】前記第１の磁極先端部分を含む前記第１
の磁性層は、単一のめっき膜により構成されていること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に
記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】ギャップ層に接しこれを挟むようにして
互いに対向すると共に記録媒体に面するように配置され
る第１および第２の磁極先端部分、を有する、互いに磁
気的に連結された第１および第２の磁性層と、これらの
第１および第２の磁性層の間の空間に配設された薄膜コ
イルと、前記薄膜コイルを前記第１および第２の磁性層
の間の空間に埋め込む絶縁層とを有する薄膜磁気ヘッド
の製造方法であって、非磁性導電材料を用いて前記ギャップ層を形成する工程
と、前記ギャップ層を電極として用いてめっき膜を成長させ
ることにより、前記ギャップ層上に、少なくとも前記第
１の磁極先端部分を選択的に形成する工程とを含むこと
を特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項６】さらに、少なくとも前記第１の磁極先端部分をマスクとして用い
て、イオンミリングにより、前記ギャップ層を選択的に
エッチングし、引き続き前記第２の磁性層を所定の深さ
まで選択的にエッチングする工程を含むことを特徴とす
る請求項５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項７】前記非磁性導電材料として、イオンミリ
ングによるエッチング速度が前記第２の磁性層に対する
エッチング速度の０．５倍より大きく２倍以下の範囲内
のものを用いることを特徴とする請求項５または請求項
６に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】前記非磁性導電材料として、銅，クロ
ム，タンタル，アルミニウム，金，ニオブ，タングステ
ン，ルテニウム，モリブデン，ベリリウム，ニッケル
銅，ニッケルクロム，ニッケルリン，ベリリウム銅から
なる群のうちの一つ、またはこれらの群のうちの少なく
とも一つを含む合金を用いることを特徴とする請求項５
ないし請求項７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド
の製造方法。
【請求項９】前記第１の磁極先端部分を含む前記第１
の磁性層を、単一のめっき膜からなるように形成するこ
とを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれか１項
に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。