JP3986292B2

JP3986292B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法

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Publication number: JP3986292B2
Application number: JP2001337421A
Authority: JP
Inventors: 慶一佐藤; 哲也六本木; 裕一渡部
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-11-02
Also published as: JP2002208113A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録再生装置に使用され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】
磁気記録再生装置における記録方式には、信号磁化の向きを記録媒体の面内方向（長手方向）とする長手磁気記録方式と、信号磁化の向きを記録媒体の面に対して垂直な方向とする垂直磁気記録方式とがある。垂直磁気記録方式は、長手磁気記録方式に比べて、記録媒体の熱揺らぎの影響を受けにくく、高い線記録密度を実現することが可能であると言われている。
【０００３】
長手磁気記録方式用の薄膜磁気ヘッドは、一般的に、記録媒体に対向する媒体対向面（エアベアリング面）と、互いに磁気的に連結され、媒体対向面側においてギャップ部を介して互いに対向する磁極部分を含む第１および第２の磁性層と、少なくとも一部が第１および第２の磁性層の間に、第１および第２の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備えた構造になっている。
【０００４】
一方、垂直磁気記録方式用の薄膜磁気ヘッドには、長手磁気記録方式用の薄膜磁気ヘッドと同様の構造のリングヘッドと、一つの主磁極によって記録媒体に対して垂直方向の磁界を印加する単磁極ヘッドとがある。単磁極ヘッドを用いる場合には、記録媒体としては一般的に、基板上に軟磁性層と磁気記録層とを積層した２層媒体が用いられる。
【０００５】
ところで、薄膜磁気ヘッドでは、トラック密度を上げるためにトラック幅の縮小が望まれている。そして、記録媒体に印加される磁界の強度を低下させることなくトラック幅を縮小するために、磁極部分を含む磁性層を、磁極部分と、この磁極部分に対して磁気的に接続されたヨーク部分とに分け、磁極部分の飽和磁束密度をヨーク部分の飽和磁束密度よりも大きくした薄膜磁気ヘッドも種々提案されている。
【０００６】
上述のように、磁極部分を含む磁性層を、磁極部分とヨーク部分とに分けた構造の薄膜磁気ヘッドの例は、特開２０００−５７５２２号公報、特開２０００−６７４１３号公報、特開平１１−１０２５０６号公報等に示されている。
【０００７】
上記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、いずれも、第１の磁性層と第２の磁性層のうち、記録媒体の進行方向の前側（薄膜磁気ヘッドを含むスライダにおける空気流出端側）に配置された第２の磁性層が、磁極部分とヨーク部分とに分けられている。
【０００８】
また、上記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、いずれも、ヨーク部分は、第１の磁性層と第２の磁性層との磁気的な接続部分から磁極部分まで、コイルを迂回するように配置されている。
【０００９】
特開２０００−５７５２２号公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層は、主磁性膜と補助磁性膜とを有している。このヘッドでは、主磁性膜の媒体対向面側の一部によって磁極部分が構成され、主磁性膜の他の部分と補助磁性膜とによってヨーク部分が構成されている。
【００１０】
特開２０００−６７４１３号公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層は、磁極部分を含む磁極部分層と、ヨーク部分を含むヨーク部分層とを有している。磁極部分層は、その後端面（媒体対向面とは反対側の面）、側面（媒体対向面およびギャップ部の面に垂直な面）および上面（ギャップ部とは反対側の面）でヨーク部分層と磁気的に接続されている。
【００１１】
特開平１１−１０２５０６号公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層は、磁極部分を含む磁極部分層と、ヨーク部分を含むヨーク部分層とを有している。磁極部分層は、その側面および上面でヨーク部分層と磁気的に接続されている。
【００１２】
一方、垂直磁気記録方式用の薄膜磁気ヘッドに関しては、「日経エレクトロニクス２０００年９月２５日号（ｎｏ．７７９），ｐ．２０６」における図２に、単磁極ヘッドの構造の一例が示されている。このヘッドでは、主磁極を含む磁性層は単層になっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば６０ギガビット／（インチ）²以上のような大きな面記録密度を有する磁気記録再生装置を実現しようとする場合には、垂直磁気記録方式を採用することが有望視されている。しかしながら、垂直磁気記録方式に適した薄膜磁気ヘッドであって、６０ギガビット／（インチ）²以上のような大きな面記録密度を有する磁気記録再生装置を実現するための性能を有するヘッドは実現できていない。それは、従来の薄膜磁気ヘッドが以下で説明するような問題点を有しているためである。
【００１４】
まず、前記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドは、いずれも、構造上、長手磁気記録方式用のヘッドであり、垂直磁気記録方式には適していない。具体的に説明すると、各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、いずれも、ギャップ部の厚みが小さいと共にスロートハイトが短く、ヨーク部分はコイルを迂回するように配置された構造であるため、磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界が小さいという問題点がある。また、前記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、いずれも、第２の磁性層の磁極部分をパターニングするためのエッチングや磁極部分の形成後の工程の影響で、磁極部分のギャップ部とは反対側のエッジが湾曲しやすい。そのため、前記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、記録媒体におけるビットパターン形状に歪みが生じ、そのため線記録密度を高めることが難しいという問題点がある。また、前記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、いずれも、ヨーク部分はコイルを迂回するように配置された構造であるため、磁路長が長くなり、そのため高周波特性が悪化するという問題点がある。
【００１５】
また、特開平１１−１０２５０６号公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、磁極部分層は、その側面および上面でのみヨーク部分層と磁気的に接続されている。そのため、このヘッドでは、磁極部分層とヨーク部分層との磁気的な接続部分の面積が小さく、そのため、この接続部分において磁束が飽和して、媒体対向面において磁極部分より発生される磁界が小さくなるという問題点がある。
【００１６】
一方、「日経エレクトロニクス２０００年９月２５日号（ｎｏ．７７９），ｐ．２０６」における図２に示された薄膜磁気ヘッドでは、主磁極を含む磁性層は単層になっている。このヘッドでは、媒体対向面における磁性層の厚みを小さくするために、磁性層全体が薄くなっている。そのため、このヘッドでは、磁性層の途中で磁束が飽和しやすく、媒体対向面において主磁極より発生される磁界が小さくなるという問題点がある。また、このヘッドでは、主磁極を平坦化する必要性を考えたとき、磁性層全体を平坦化しなければならず、そのため、このヘッドでは、磁路は四角く、長くなっている。このような構造は、磁界強度および高周波特性の観点から非効率的である。
【００１７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくでき、且つ磁路長を短縮して高周波特性を向上させることができるようにした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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、
記録媒体に対向する媒体対向面と、
記録媒体の進行方向の前後に所定の間隔を開けて互いに対向するように配置された磁極部分を含む第１および第２の磁性層と、
非磁性材料よりなり、第１の磁性層と第２の磁性層との間に設けられたギャップ層と、
媒体対向面から離れた位置において第１の磁性層と第２の磁性層とを磁気的に連結する連結部と、
少なくとも一部が第１および第２の磁性層の間に、第１および第２の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備え、
薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面は、媒体対向面におけるギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置され、
第２の磁性層は、磁極部分を含み、媒体対向面における幅がトラック幅を規定する磁極部分層と、ヨーク部分となるヨーク部分層とを有し、
磁極部分層の飽和磁束密度は、ヨーク部分層の飽和磁束密度以上であり、
ヨーク部分層は、連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とを磁気的に接続するものである。
【００１９】
本発明の薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層が磁極部分層とヨーク部分層とを有し、ヨーク部分層は、磁極部分層に磁束を導くための十分な体積を有し、また、磁極部分層の飽和磁束密度がヨーク部分層の飽和磁束密度以上であることから、第２の磁性層の途中における磁束の飽和を防止することができる。また、本発明では、薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面が、媒体対向面におけるギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置され、ヨーク部分層は、連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とを磁気的に接続するので、ヨーク部分層は、連結部と磁極部分層との間に短い磁気経路で且つ強い磁気的結合を形成することができる。これらのことから、本発明では、磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくし、且つ磁路長を短縮して高周波特性を向上させることが可能になる。
【００２０】
本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、第１の磁性層は記録媒体の進行方向の後側に配置され、第２の磁性層は記録媒体の進行方向の前側に配置されてもよい。
【００２１】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨーク部分層は、連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面との間を結ぶ直線状の磁気経路が形成されるような形状を有している。
【００２２】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、媒体対向面における磁極部分層と第１の磁性層との間の距離は、連結部の厚みよりも大きい。この場合、ヨーク部分層は、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面との接続位置から連結部との接続位置にかけて、徐々に第１の磁性層に近づいていてもよい。
【００２３】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨーク部分層の少なくとも一部は、第１の磁性層側に突出する弧状に形成されていてもよい。
【００２４】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨーク部分層は、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面と磁極部分層の幅方向の両側面とに磁気的に接続されていてもよい。
【００２５】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨーク部分層の媒体対向面側の端部は、媒体対向面から離れた位置に配置されていてもよい。
【００２６】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、磁極部分層のヨーク部分層と接する部分の幅は、磁極部分層の媒体対向面における幅よりも大きくてもよい。
【００２７】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、媒体対向面から磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面までの長さは２μｍ以上であってもよい。
【００２８】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、更に、磁極部分層のギャップ層とは反対側の面に接する非磁性層を備えていてもよい。この場合、非磁性層は媒体対向面に露出していてもよい。また、ヨーク部分層の一部は、非磁性層を介して磁極部分層のギャップ層とは反対側の面に隣接し、非磁性層を介して磁極部分層に磁気的に接続されていてもよい。また、非磁性層は、磁極部分層を構成する材料よりもドライエッチングに対するエッチング速度が小さい材料よりなっていてもよい。
【００２９】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、薄膜コイルの少なくとも一部は、第１の磁性層と第２の磁性層の中間の位置よりも第１の磁性層に近い位置に配置されていてもよい。
【００３０】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ギャップ層は、形成時に流動性を有する材料よりなり、少なくとも薄膜コイルの少なくとも一部の巻線間に充填される第１の部分と、第１の部分よりも耐食性、剛性および絶縁性が優れた材料よりなり、薄膜コイルの少なくとも一部および第１の部分を覆い、第１の磁性層、第２の磁性層および連結部に接する第２の部分とを有していてもよい。この場合、第１の部分は、有機系の非導電性非磁性材料またはスピンオングラス膜よりなっていてもよい。また、第２の部分は、無機系の非導電性非磁性材料よりなっていてもよい。
【００３１】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、更に、再生素子としての磁気抵抗効果素子を備えていてもよい。この場合、更に、媒体対向面側の一部が磁気抵抗効果素子を挟んで対向するように配置された、磁気抵抗効果素子をシールドするための第１および第２のシールド層を備えていてもよい。また、第１の磁性層は第２のシールド層を兼ねていてもよい。
【００３２】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドは、垂直磁気記録方式に用いられるものであってもよい。
【００３３】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、記録媒体に対向する媒体対向面と、記録媒体の進行方向の前後に所定の間隔を開けて互いに対向するように配置された磁極部分を含む第１および第２の磁性層と、非磁性材料よりなり、第１の磁性層と第２の磁性層との間に設けられたギャップ層と、媒体対向面から離れた位置において第１の磁性層と第２の磁性層とを磁気的に連結する連結部と、少なくとも一部が第１および第２の磁性層の間に、第１および第２の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備え、第２の磁性層は、磁極部分を含み、媒体対向面における幅がトラック幅を規定する磁極部分層と、ヨーク部分となるヨーク部分層とを有し、磁極部分層の飽和磁束密度がヨーク部分層の飽和磁束密度以上である薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、
第１の磁性層を形成する工程と、
薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面が、媒体対向面におけるギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置されるように、第１の磁性層の上にギャップ層、連結部および薄膜コイルを形成する工程と、
ギャップ層および連結部の上に第２の磁性層を形成する工程とを備え、
第２の磁性層を形成する工程は、
ギャップ層の上に磁極部分層を形成する工程と、
ヨーク部分層によって連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とが磁気的に接続されるように、ギャップ層および連結部の上にヨーク部分層を形成する工程とを含むものである。
【００３４】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第２の磁性層が磁極部分層とヨーク部分層とを有し、ヨーク部分層は、磁極部分層に磁束を導くための十分な体積を有し、また、磁極部分層の飽和磁束密度がヨーク部分層の飽和磁束密度以上となることから、第２の磁性層の途中における磁束の飽和を防止することができる。また、本発明では、薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面が、媒体対向面におけるギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置され、ヨーク部分層は、連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とを磁気的に接続するので、ヨーク部分層は、連結部と磁極部分層との間に短い磁気経路で且つ強い磁気的結合を形成することができる。これらのことから、本発明では、磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくし、且つ磁路長を短縮して高周波特性を向上させることが可能になる。
【００３５】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、磁極部分層を形成する工程は、ギャップ層および連結部の上に、磁極部分層を構成する材料よりなる被エッチング層を形成する工程と、被エッチング層をドライエッチングによって選択的にエッチングして、磁極部分層の外形を決定すると共に連結部を露出させる工程とを含んでいてもよい。
【００３６】
この場合、磁極部分層を形成する工程は、更に、被エッチング層を形成する工程の後で、研磨により、被エッチング層の上面を平坦化する工程を含んでいてもよい。また、磁極部分層を形成する工程は、更に、被エッチング層を形成する工程の前に、研磨により、被エッチング層の下地を平坦化する工程を含んでいてもよい。また、磁極部分層を形成する工程は、更に、被エッチング層を形成する工程の後で、被エッチング層の上に非磁性層を形成する工程と、非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応したマスクを形成する工程とを含み、被エッチング層をエッチングする工程は、マスクを用いて、非磁性層および被エッチング層をエッチングしてもよい。マスクを形成する工程は、非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応した空隙部を有するレジストフレームを形成し、このレジストフレームの空隙部内にマスクを形成してもよい。
【００３７】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、ヨーク部分層は電気めっき法によって形成されてもよい。この場合、ヨーク部分層を形成する工程は、磁極部分層における媒体対向面側の一部を覆うレジストカバーを形成する工程と、レジストカバー、磁極部分層、ギャップ層および連結部の上に、電気めっき法のための電極層を形成する工程と、電極層を用いて、電気めっき法によってヨーク部分層を形成する工程とを含んでもよい。
【００３８】
【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。
図１は本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。なお、図１は媒体対向面および基板の面に垂直な断面を示している。また、図１において記号Ｔで示す矢印は、記録媒体の進行方向を表している。図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。図３は図２における磁極部分の近傍を拡大して示す斜視図である。図４は図１に示した薄膜磁気ヘッドの媒体対向面の一部を示す正面図である。図５は図４における磁極部分層および非磁性層を拡大して示す正面図である。
【００３９】
図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、アルティック（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１と、この基板１の上に形成されたアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の絶縁材料よりなる絶縁層２と、この絶縁層２の上に形成された磁性材料よりなる下部シールド層３と、この下部シールド層３の上に、絶縁層４を介して形成された再生素子としてのＭＲ（磁気抵抗効果）素子５と、このＭＲ素子５の上に絶縁層４を介して形成された磁性材料よりなる上部シールド層６とを備えている。下部シールド層３および上部シールド層６の厚みは、それぞれ例えば１〜２μｍである。
【００４０】
ＭＲ素子５の一端部は、媒体対向面（エアベアリング面）ＡＢＳに配置されている。ＭＲ素子５には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。
【００４１】
薄膜磁気ヘッドは、更に、上部シールド層６の上に形成された非磁性層７と、この非磁性層７の上に形成された磁性材料よりなる第１の磁性層８と、この第１の磁性層８の上において薄膜コイル１０を形成すべき位置に形成された絶縁層９Ａと、この絶縁層９Ａの上に形成された薄膜コイル１０と、少なくとも薄膜コイル１０の巻線間に充填された絶縁層９Ｂとを備えている。絶縁層９Ａには、媒体対向面ＡＢＳから離れた位置において、コンタクトホール９ａが形成されている。
【００４２】
第１の磁性層８の厚みは例えば１〜２μｍである。第１の磁性層８を構成する磁性材料は、例えば鉄−ニッケル系合金すなわちパーマロイでもよいし、後述するような高飽和磁束密度材でもよい。
【００４３】
絶縁層９Ａは、アルミナ等の非導電性且つ非磁性の材料よりなり、その厚みは例えば０．１〜１μｍである。
【００４４】
薄膜コイル１０は、銅等の導電性の材料よりなり、その巻線の厚みは例えば０．３〜２μｍである。薄膜コイル１０の巻数は任意であり、巻線のピッチも任意である。ここでは、一例として、薄膜コイル１０の巻線の厚みを１．３μｍ、巻線の幅を０．８μｍ、巻線のピッチを１．３μｍ、巻数を８とする。
【００４５】
絶縁層９Ｂは、形成時に流動性を有する非導電性且つ非磁性の材料よりなる。具体的には、絶縁層９Ｂは、例えば、フォトレジスト（感光性樹脂）のような有機系の非導電性非磁性材料によって形成してもよいし、塗布ガラスよりなるスピンオングラス（ＳＯＧ）膜で形成してもよい。
【００４６】
薄膜磁気ヘッドは、更に、コンタクトホール９ａが形成された位置において第１の磁性層８の上に形成された磁性材料よりなる連結部１２と、薄膜コイル１０、絶縁層９Ａおよび絶縁層９Ｂを覆うように形成された絶縁層９Ｃとを備えている。薄膜コイル１０は、連結部１２の回りに巻回されている。
【００４７】
連結部１２の形状は、例えば、厚みが２〜４μｍ、奥行き（媒体対向面ＡＢＳに垂直な方向の長さ）が２〜１０μｍ、幅が５〜２０μｍである。連結部１２を構成する磁性材料は、例えば鉄−ニッケル系合金すなわちパーマロイでもよいし、後述するような高飽和磁束密度材でもよい。
【００４８】
絶縁層９Ｃは、絶縁層９Ｂよりも耐食性、剛性および絶縁性が優れた非導電性且つ非磁性の材料よりなる。このような材料としては、アルミナやシリコン酸化物（ＳｉＯ₂）等の無機系の非導電性非磁性材料を用いることができる。媒体対向面ＡＢＳにおける絶縁層９Ａおよび絶縁層９Ｃの合計の厚みは、例えば２〜４μｍである。また、この厚みは、連結部１２の厚み以上とする。
【００４９】
絶縁層９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、第１の磁性層８と後述する第２の磁性層１４との間に設けられるギャップ層９を構成する。絶縁層９Ｂは本発明におけるギャップ層の第１の部分に対応し、絶縁層９Ａ，９Ｃは本発明におけるギャップ層の第２の部分に対応する。
【００５０】
薄膜磁気ヘッドは、更に、媒体対向面ＡＢＳから少なくとも連結部１２まで、絶縁層９Ｃおよび連結部１２の上に形成された磁性材料よりなる第２の磁性層１４を備えている。第２の磁性層１４は、磁極部分を含む磁極部分層１４Ａと、ヨーク部分となるヨーク部分層１４Ｂとを有している。磁極部分層１４Ａは、媒体対向面ＡＢＳから、媒体対向面ＡＢＳと連結部１２との間の所定の位置にかけて、絶縁層９Ｃの上に形成されている。ヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２の第２の磁性層１４側の端部（以下、上端部と言う。）と磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳとは反対側の端面（以下、後端面と言う。）とを磁気的に接続する。また、ヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２の上端部と磁極部分層１４Ａの後端面との間を結ぶ直線状の磁気経路２０が形成されるような形状を有している。薄膜磁気ヘッドは、更に、磁極部分層１４Ａの上に形成された非磁性層１５を備えている。ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の一部は、非磁性層１５を介して磁極部分層１４Ａの上面に隣接し、非磁性層１５を介して磁極部分層１４Ａに磁気的に接続されている。薄膜磁気ヘッドは、更に、アルミナ等の非導電性且つ非磁性の材料よりなり、第２の磁性層１４を覆うように形成された保護層１７を備えている。
【００５１】
薄膜コイル１０の第２の磁性層１４側の面は、媒体対向面ＡＢＳにおけるギャップ層９の第２の磁性層１４側の端部（絶縁層９Ｃの磁性層１４側の端部）の位置よりも第１の磁性層８側の位置に配置されている。
【００５２】
磁極部分層１４Ａの厚みは、好ましくは０．１〜０．８μｍであり、更に好ましくは０．３〜０．８μｍである。ここでは、一例として、磁極部分層１４Ａの厚みを０．５μｍとする。また、媒体対向面ＡＢＳから磁極部分層１４Ａの後端面までの長さは２μｍ以上である。ここでは、一例として、この長さを１０μｍとする。
【００５３】
図３に示したように、磁極部分層１４Ａは、媒体対向面ＡＢＳ側に配置された第１の部分１４Ａ₁と、この第１の部分１４Ａ₁よりも媒体対向面ＡＢＳから離れた位置に配置された第２の部分１４Ａ₂とを含んでいる。第１の部分１４Ａ₁は、第２の磁性層１４における磁極部分となる。第１の磁性層８における磁極部分は、第１の磁性層８のうちギャップ層９を介して上記第１の部分１４Ａ₁に対向する部分を含む。
【００５４】
第１の部分１４Ａ₁は、トラック幅と等しい幅を有している。すなわち、第１の部分１４Ａ₁の媒体対向面ＡＢＳにおける幅がトラック幅を規定している。第２の部分１４Ａ₂の幅は、第１の部分１４Ａ₁との境界位置では第１の部分１４Ａ₁の幅と等しく、その位置から媒体対向面ＡＢＳより遠ざかる程、徐々に大きくなった後、一定の大きさになっている。ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の一部は、非磁性層１５を介して磁極部分層１４Ａの第２の部分１４Ａ₂の上に重なっている。
【００５５】
第１の部分１４Ａ₁の媒体対向面ＡＢＳにおける幅、すなわちトラック幅は、好ましくは０．５μｍ以下であり、更に好ましくは０．３μｍ以下である。ヨーク部分層１４Ｂと重なる部分における第２の部分１４Ａ₂の幅は、第１の部分１４Ａ₁の媒体対向面ＡＢＳにおける幅よりも大きく、例えば２μｍ以上である。
【００５６】
ヨーク部分層１４Ｂの厚みは、例えば１〜２μｍである。ヨーク部分層１４Ｂは、図１に示したように、磁極部分層１４Ａの後端面に磁気的に接続されていると共に、図３に示したように、磁極部分層１４Ａの幅方向の両側面に磁気的に接続されている。また、ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の端部は、媒体対向面ＡＢＳから例えば１．５μｍ以上離れた位置に配置されている。
【００５７】
磁極部分層１４Ａの飽和磁束密度は、ヨーク部分層１４Ｂの飽和磁束密度以上となっている。磁極部分層１４Ａを構成する磁性材料としては、飽和磁束密度が１．４Ｔ以上の高飽和磁束密度材を用いるのが好ましい。高飽和磁束密度材としては、鉄および窒素原子を含む材料、鉄、ジルコニアおよび酸素原子を含む材料、鉄およびニッケル元素を含む材料等を用いることができる。具体的には、高飽和磁束密度材としては、例えば、ＮｉＦｅ（Ｎｉ：４５重量％，Ｆｅ：５５重量％）、ＦｅＮやその化合物、Ｃｏ系アモルファス合金、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｍ（必要に応じてＯ（酸素原子）も含む。）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍ（必要に応じてＯ（酸素原子）も含む。）の中のうちの少なくとも１種類を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｎｉ，Ｎ，Ｃ，Ｂ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｕ（いずれも化学記号）の中から選択された少なくとも１種類である。
【００５８】
ヨーク部分層１４Ｂを構成する磁性材料としては、例えば、飽和磁束密度が１．０Ｔ程度となる鉄およびニッケル元素を含む材料を用いることができる。このような材料は、耐食性に優れ、且つ磁極部分層１４Ａを構成する材料よりも高抵抗である。また、このような材料を用いることにより、ヨーク部分層１４Ｂの形成が容易になる。
【００５９】
また、ヨーク部分層１４Ｂを構成する磁性材料としては、磁極部分層１４Ａを構成する磁性材料と同じ組成系のものを用いることもできる。この場合には、ヨーク部分層１４Ｂの飽和磁束密度を、磁極部分層１４Ａの飽和磁束密度よりも小さくするために、ヨーク部分層１４Ｂを構成する磁性材料としては、磁極部分層１４Ａを構成する磁性材料に比べて、鉄原子の組成比の小さい材料を用いるのが好ましい。
【００６０】
非磁性層１５の平面的な形状は、磁極部分層１４Ａと同様である。また、非磁性層１５は、媒体対向面ＡＢＳに露出している。非磁性層１５の厚みは、好ましくは０．５μｍ以下である。ここでは、一例として、非磁性層１５の厚みを０．３μｍとする。また、非磁性層１５は、省くことも可能である。
【００６１】
非磁性層１５を構成する材料としては、例えば、チタンまたはタンタルを含む材料（合金および酸化物を含む。）や、アルミナやシリコン酸化物（ＳｉＯ₂）等の無機系の非導電性非磁性材料を用いることができる。また、磁極部分層１４Ａをドライエッチングによって形成する場合には、非磁性層１５を構成する材料として、磁極部分層１４Ａを構成する材料、およびギャップ層９のうちの磁極部分層１４Ａに接する絶縁層９Ｃを構成する材料よりもドライエッチングに対するエッチング速度が小さい材料を用いるのが好ましい。このような材料としては、例えばチタンまたはタンタルを含む材料（合金および酸化物を含む。）を用いることができる。
【００６２】
図４および図５に示したように、媒体対向面ＡＢＳに露出する磁極部分層１４Ａの面の形状は、長方形でもよいし、記録媒体の進行方向Ｔの後側（スライダにおける空気流入端側）に配置される下辺が上辺よりも小さい台形または三角形でもよい。また、磁極部分層１４Ａの側面は凹面でもよい。また、媒体対向面ＡＢＳに露出する磁極部分層１４Ａの面における側辺と基板１の面とのなす角度は８０〜８８゜が好ましい。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面ＡＢＳと再生ヘッドと記録ヘッドとを備えている。再生ヘッドは、再生素子としてのＭＲ素子５と、媒体対向面ＡＢＳ側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層６を備えている。
【００６４】
記録ヘッドは、媒体対向面ＡＢＳ側において記録媒体の進行方向Ｔの前後に所定の間隔を開けて互いに対向するように配置された磁極部分を含む第１の磁性層８および第２の磁性層１４と、非磁性材料よりなり、第１の磁性層８と第２の磁性層１４との間に設けられたギャップ層９と、媒体対向面ＡＢＳから離れた位置において第１の磁性層８と第２の磁性層１４とを磁気的に連結する連結部１２と、少なくとも一部が第１の磁性層８および第２の磁性層１４の間に、これらの磁性層８，１４に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイル１０とを備えている。
【００６５】
本実施の形態では、薄膜コイル１０のうち磁性層８，１４の間に配置された部分の第２の磁性層１４側の面（図１における上側の面）は、媒体対向面ＡＢＳにおけるギャップ層９の第２の磁性層１４側の端部（図１における上側の端部）の位置よりも第１の磁性層８側（図１における下側）の位置に配置されている。
【００６６】
また、第２の磁性層１４は、磁極部分を含み、媒体対向面ＡＢＳにおける幅がトラック幅を規定する磁極部分層１４Ａと、ヨーク部分となるヨーク部分層１４Ｂとを有している。磁極部分層１４Ａの飽和磁束密度は、ヨーク部分層１４Ｂの飽和磁束密度以上となっている。ヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２の上端部と磁極部分層１４Ａの後端面とを磁気的に接続している。
【００６７】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、垂直磁気記録方式に用いるのに適している。この薄膜磁気ヘッドを垂直磁気記録方式に用いる場合、第２の磁性層１４の磁極部分層１４Ａにおける第１の部分１４Ａ₁が主磁極となり、第１の磁性層８の磁極部分が補助磁極となる。なお、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを垂直磁気記録方式に用いる場合には、記録媒体としては２層媒体と単層媒体のいずれをも使用することが可能である。
【００６８】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層１４が磁極部分層１４Ａとヨーク部分層１４Ｂとを有し、ヨーク部分層１４Ｂは、磁極部分層１４Ａに磁束を導くための十分な体積を有し、また、磁極部分層１４Ａの飽和磁束密度がヨーク部分層１４Ｂの飽和磁束密度以上であることから、第２の磁性層１４の途中における磁束の飽和を防止することができる。
【００６９】
また、本実施の形態では、薄膜コイル１０のうち磁性層８，１４の間に配置された部分の第２の磁性層１４側の面は、媒体対向面ＡＢＳにおけるギャップ層９の第２の磁性層１４側の端部の位置および連結部１２の上端部の位置よりも第１の磁性層８側の位置に配置されている。そして、ヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２の上端部と磁極部分層１４Ａの後端面とを磁気的に接続している。従って、ヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２と磁極部分層１４Ａとの間に短い磁気経路で且つ強い磁気的結合を形成することができる。
【００７０】
これらのことから、本実施の形態によれば、第２の磁性層１４の磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくし、且つ磁路長を短縮して高周波特性を向上させることが可能になる。磁極部分層１４Ａに高飽和磁束密度材を用いた場合には、特に、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくすることができ、保磁力の大きな記録媒体への記録も可能となる。
【００７１】
また、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、記録媒体の面に垂直な方向の磁界は長手方向の磁界よりも大きく、ヘッドが発生する磁気エネルギを効率よく、記録媒体に伝達することができる。従って、この薄膜磁気ヘッドによれば、記録媒体の熱揺らぎの影響を受けにくくして、線記録密度を高めることができる。
【００７２】
図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、第１の磁性層８を記録媒体の進行方向Ｔの後側（薄膜磁気ヘッドを含むスライダにおける空気流入端側）に配置し、第２の磁性層１４を記録媒体の進行方向Ｔの前側（薄膜磁気ヘッドを含むスライダにおける空気流出端側）に配置するのが好ましい。このような配置とすることにより、これとは逆の配置の場合に比べて、垂直磁気記録方式を用いた場合の記録媒体における磁化反転遷移幅が小さくなり、記録媒体において、より高密度の磁化パターンを形成することができ、その結果、線記録密度を高めることができる。
【００７３】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層１４のヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２の上端部と磁極部分層１４Ａの後端面との間を結ぶ直線状の磁気経路２０が形成されるような形状を有している。これにより、特に磁路長を短縮でき、高周波特性を向上させることが可能になる。
【００７４】
また、図３に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、媒体対向面ＡＢＳにおける磁極部分層１４Ａと第１の磁性層８との間の距離は、連結部１２の厚み以上としている。そして、ヨーク部分層１４Ｂは、磁極部分層１４Ａの後端面との接続位置から連結部１２との接続位置にかけて、徐々に第１の磁性層８に近づいている。これにより、特に磁路長を短縮でき、高周波特性を向上させることが可能になる。
【００７５】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、ヨーク部分層１４Ｂの少なくとも一部は、第１の磁性層８側に突出する弧状に形成されている。これにより、ヨーク部分層１４Ｂの一部が、薄膜コイル１０に近くなり、薄膜コイル１０によって発生される磁界をヨーク部分層１４Ｂで効率よく吸収することが可能になる。
【００７６】
また、図３に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、ヨーク部分層１４Ｂは、磁極部分層１４Ａの後端面と両側面とに磁気的に接続されている。これにより、磁極部分層１４Ａの体積が小さくても、ヨーク部分層１４Ｂと磁極部分層１４Ａとの接続部分の面積を増やすことができ、この接続部分における磁束の飽和を防止することができる。その結果、磁束を効率よくヨーク部分層１４Ｂから磁極部分層１４Ａへ導くことができ、記録媒体に印加される磁界を大きくすることができる。
【００７７】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の端部は、媒体対向面ＡＢＳから離れた位置に配置されている。これにより、ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の端部より発生される磁界によって記録媒体に情報の書き込みが生じることを防止することができる。
【００７８】
また、図２に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、磁極部分層１４Ａのヨーク部分層１４Ｂと接する部分の幅は、磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳにおける幅よりも大きくなっている。これにより、磁極部分層１４Ａのヨーク部分層１４Ｂと接する部分の面積を大きくすることができ、この部分での磁束の飽和を防止することができる。その結果、磁束を効率よくヨーク部分層１４Ｂから磁極部分層１４Ａへ導くことができ、且つ磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳにおける露出面積を小さくすることで、記録媒体に印加される磁界を大きくすることができる。
【００７９】
また、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、媒体対向面ＡＢＳから磁極部分層１４Ａの後端面までの長さを２μｍ以上とすることにより、磁極部分層１４Ａの厚みや幅を大きくすることなく、磁極部分層１４Ａのヨーク部分層１４Ｂと接する部分の面積を大きくして、この部分での磁束の飽和を防止することができる。その結果、磁束を効率よくヨーク部分層１４Ｂから磁極部分層１４Ａへ導くことができる。
【００８０】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面に接する非磁性層１５を備えている。これにより、磁極部分層１４Ａをドライエッチングによって形成する際や、ヨーク部分層１４Ｂを電気めっき法によって形成する際に、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面がダメージを受けることを防止でき、その面を平坦にすることができる。特に、本実施の形態では、非磁性層１５が媒体対向面ＡＢＳに露出しているので、媒体対向面ＡＢＳにおいて、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の端部を平坦に保つことができる。これにより、媒体対向面ＡＢＳにおいて磁極部分層１４Ａより発生される磁界を、トラックに交差する方向について均一化することができる。その結果、記録媒体におけるビットパターン形状の歪みを抑えて、線記録密度を向上させることができる。
【００８１】
また、本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の一部は、非磁性層１５を介して磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面に隣接し、非磁性層１５を介して磁極部分層１４Ａに磁気的に接続されている。その結果、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面からも、非磁性層１５を介してヨーク部分層１４Ｂから磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳ側へ磁束を導くことができる。
【００８２】
また、非磁性層１５を、磁極部分層１４Ａを構成する材料、およびギャップ層９のうちの磁極部分層１４Ａと接する部分を構成する材料よりもドライエッチングに対するエッチング速度が小さい材料で構成した場合には、磁極部分層１４Ａをドライエッチングによって形成する際に、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面がダメージを受けることを防止することができる。
【００８３】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、薄膜コイル１０のうち第１の磁性層８と第２の磁性層１４の間に配置された部分は、第１の磁性層８と第２の磁性層１４の中間の位置よりも第１の磁性層８に近い位置に配置されている。これにより、第２の磁性層１４よりも体積の大きな第１の磁性層８によって、薄膜コイル１０から発生する磁界を効率よく吸収でき、薄膜コイル１０が第２の磁性層１４に近い場合に比べて、第１の磁性層８および第２の磁性層１４における磁界の吸収率を高めることができる。
【００８４】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、ギャップ層９は、形成時に流動性を有する材料よりなり、少なくとも薄膜コイル１０の巻線間に充填された第１の部分（絶縁層９Ｂ）と、この第１の部分よりも耐食性、剛性および絶縁性が優れた材料よりなり、薄膜コイル１０および第１の部分を覆い、第１の磁性層８、第２の磁性層１４および連結部１２に接する第２の部分（絶縁層９Ａ，９Ｃ）とを有している。ギャップ層９の第２の部分は、媒体対向面ＡＢＳに露出している。薄膜コイル１０の巻線間に隙間なく非磁性材料を充填することは、スパッタリング法では困難であるが、有機系の材料のように流動性を有する非磁性材料を用いた場合には容易である。しかし、有機系の材料は、ドライエッチングに対する耐性、耐食性、耐熱性、剛性等の点で信頼性に乏しい。本実施の形態では、上述のように、形成時に流動性を有する材料によって薄膜コイル１０の巻線間に充填された第１の部分（絶縁層９Ｂ）を形成し、この第１の部分よりも耐食性、剛性および絶縁性が優れた材料によって、薄膜コイル１０および第１の部分を覆い、第１の磁性層８、第２の磁性層１４および連結部１２に接する第２の部分（絶縁層９Ａ，９Ｃ）を形成するようにしたので、薄膜コイル１０の巻線間に隙間なく非磁性材料を充填でき、且つギャップ層９の信頼性を高めることができる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、再生素子としてのＭＲ素子５を備えている。これにより、誘導型電磁変換素子を用いて再生を行う場合に比べて、再生性能を向上させることができる。また、ＭＲ素子５は、シールド層３，６によってシールドされているので、再生時の分解能を向上させることができる。
【００８６】
次に、図６ないし図８を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの第１の変形例について説明する。図６は第１の変形例の薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。なお、図６は媒体対向面および基板の面に垂直な断面を示している。図７は図６に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。図８は図７における磁極部分の近傍を拡大して示す斜視図である。
【００８７】
第１の変形例の薄膜磁気ヘッドでは、図１に示した薄膜磁気ヘッドに比べて、媒体対向面ＡＢＳから磁極部分層１４Ａの後端面までの長さが短くなっている。ここでは、一例として、この長さを５μｍとする。非磁性層１５の平面的な形状は、磁極部分層１４Ａと同様である。第１の変形例の薄膜磁気ヘッドのその他の構成は、図１に示した薄膜磁気ヘッドと同様である。
【００８８】
次に、図９を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの第２の変形例について説明する。図９は第２の変形例の薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。なお、図９は媒体対向面および基板の面に垂直な断面を示している。
【００８９】
第２の変形例の薄膜磁気ヘッドは、上記第１の変形例の薄膜磁気ヘッドにおける上部シールド層６および非磁性層７を省き、第１の磁性層８が上部シールド層６を兼ねるようにしたものである。この構成によれば、薄膜磁気ヘッドの構造が簡単になり、製造も簡単になる。第２の変形例の薄膜磁気ヘッドのその他の構成は、第１の変形例の薄膜磁気ヘッドと同様である。
【００９０】
次に、図１０ないし図２５を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。なお、ここでは、図６に示した薄膜磁気ヘッドを製造する場合を例にとって製造方法を説明するが、図１に示した薄膜磁気ヘッドを製造する場合も同様である。また、図９に示した薄膜磁気ヘッドを製造する場合も、上部シールド層６および非磁性層７を形成する工程が省かれること以外は、以下の説明と同様である。
【００９１】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、基板１の上に絶縁層２を形成する。次に、絶縁層２の上に下部シールド層３を形成する。なお、図１０ないし図２５では、基板１および絶縁層２を省略している。
【００９２】
次に、図１０に示したように、下部シールド層３の上に、絶縁層４の一部となる絶縁膜を形成し、この絶縁膜の上にＭＲ素子５と、このＭＲ素子５に接続される図示しないリードとを形成する。次に、ＭＲ素子５およびリードを、絶縁層４の他の一部となる新たな絶縁膜で覆い、ＭＲ素子５およびリードを絶縁層４内に埋設する。
【００９３】
次に、絶縁層４の上に上部シールド層６を形成し、その上に非磁性層７を形成する。次に、この非磁性層７の上に、第１の磁性層８を所定の形状に形成する。次に、図示しないが、非磁性層７および第１の磁性層８をアルミナ等の非磁性材料で覆い、第１の磁性層８が露出するまで非磁性材料を研磨して、第１の磁性層８の上面を平坦化する。
【００９４】
次に、図１１に示したように、第１の磁性層８の上に、アルミナ等の非導電性且つ非磁性の材料をスパッタして、絶縁層９Ａを形成する。次に、周知のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いて、連結部１２を形成すべき位置において、絶縁層９Ａにコンタクトホール９ａを形成する。
【００９５】
次に、図１２に示したように、周知のフォトリソグラフィ技術および成膜技術（例えば電気めっき法）を用いて、絶縁層９Ａの上に薄膜コイル１０を形成する。
【００９６】
次に、図１３に示したように、周知のフォトリソグラフィ技術を用いて、少なくとも薄膜コイル１０の巻線間に充填される絶縁層９Ｂを形成する。
【００９７】
次に、図１４に示したように、周知のフォトリソグラフィ技術および成膜技術（例えば電気めっき法）を用いて、コンタクトホール９ａが形成された位置において第１の磁性層８の上に連結部１２を形成する。連結部１２の厚みは、例えば２〜４μｍとする。
【００９８】
次に、図１５に示したように、スパッタ法を用いて、薄膜コイル１０、絶縁層９Ａ、絶縁層９Ｂおよび連結部１２を覆うように絶縁層９Ｃを形成する。この時点で、絶縁層９Ｃの厚みは、連結部１２の厚み以上、例えば２〜６μｍとする。
【００９９】
次に、図１６に示したように、例えば化学機械研磨を用いて、絶縁層９Ｃの厚みが所定の記録ギャップ長と等しくなるまで絶縁層９Ｃの表面を研磨して、絶縁層９Ｃおよび連結部１２の上面を平坦化する。この時点で、第１の磁性層８の上面から絶縁層９Ｃおよび連結部１２の上面までの距離は、例えば２〜４μｍとする。なお、この時点では、必ずしも連結部１２を露出させる必要はなく、後の工程で露出させてもよい。
【０１００】
次に、図１７に示したように、絶縁層９Ｃおよび連結部１２の上に、第２の磁性層１４の磁極部分層１４Ａを構成する材料よりなる被エッチング層１４Ａｅを形成する。被エッチング層１４Ａｅの厚みは、好ましくは０．１〜０．８μｍとし、更に好ましくは０．３〜０．８μｍとする。被エッチング層１４Ａｅの形成方法は、電気めっき法でもよいし、スパッタ法でもよい。被エッチング層１４Ａｅの表面の粗さが大きい場合（例えば、算術平均粗さＲａが１２オングストローム以上の場合）は、化学機械研磨等によって被エッチング層１４Ａｅの表面を研磨して平坦化することが好ましい。
【０１０１】
次に、被エッチング層１４Ａｅの上に、非磁性層１５ｅを形成する。非磁性層１５ｅの厚みは、好ましくは０．５μｍ以下とする。
【０１０２】
次に、図示しないが、非磁性層１５ｅの上に、スパッタ法により、電気めっき法のための電極層を形成する。この電極層の厚みは０．１μｍ以下とし、材料は例えば鉄−ニッケル合金とする。
【０１０３】
次に、図１８に示したように、フォトリソグラフィ技術を用いて、上記電極層の上に、フォトレジストによって、磁極部分層１４Ａの形状に対応した空隙部を有するレジストフレーム３１を形成する。次に、このレジストフレーム３１を用いて、電気めっき法（フレームめっき法）によって、上記電極層の上に、磁極部分層１４Ａの形状に対応したマスク３２となるめっき膜を形成する。このめっき膜の厚みは１〜４μｍとし、材料は例えば鉄−ニッケル合金とする。次に、レジストフレーム３１を除去する。
【０１０４】
次に、図１９に示したように、マスク３２を用いて、イオンミリング等のドライエッチング技術によって、非磁性層１５ｅおよび被エッチング層１４Ａｅをエッチングして、非磁性層１５および磁極部分層１４Ａの外形を決定する。このとき、マスク３２のうち、少なくとも媒体対向面ＡＢＳに対応する部分は完全に除去することが好ましいが、マスク３２が非磁性で、耐食性等の点で信頼性が十分にあれば、この限りではない。
【０１０５】
上記のエッチングにより、図４および図５に示したように、媒体対向面ＡＢＳに露出する磁極部分層１４Ａの面の形状を長方形、あるいは記録媒体の進行方向Ｔの後側（スライダにおける空気流入端側）に配置される下辺が上辺よりも小さい台形または三角形とする。また、磁極部分層１４Ａの側面は凹面でもよい。また、上記のエッチングにより、媒体対向面ＡＢＳにおける磁極部分層１４Ａの幅を、トラック幅の規格に一致するように規定してもよい。
【０１０６】
また、上記のエッチングにより、非磁性層１５および磁極部分層１４Ａの外形が決定されるのと同時に、絶縁層９Ｃがエッチングされると共に連結部１２が露出する。なお、このときに連結部１２が露出するように、連結部１２の厚みは予め所望の厚み以上に大きくしておく。
【０１０７】
なお、上述のようにめっき膜によるマスク３２を形成する代りに、フォトリソグラフィ技術を用いて、非磁性層１５ｅの上に、フォトレジストによって、磁極部分層１４Ａの形状に対応したレジストパターンを形成してもよい。そして、このレジストパターンをマスクとして、非磁性層１５ｅおよび被エッチング層１４Ａｅをエッチングして、非磁性層１５および磁極部分層１４Ａの外形を決定すると共に連結部１２を露出させ、その後、レジストパターンを除去してもよい。
【０１０８】
次に、図２０に示したように、フォトリソグラフィ技術を用いて、フォトレジストによって、磁極部分層１４Ａおよび非磁性層１５における媒体対向面ＡＢＳ側の一部を覆うレジストカバー３３を形成する。このレジストカバー３３の厚みは、後述するヨーク部分層形成用のフレームの厚み以下とするのが好ましい。
【０１０９】
次に、図２１に示したように、レジストカバー３３、磁極部分層１４Ａ（および非磁性層１５）、絶縁層９Ｃ（ギャップ層９）および連結部１２の上に、スパッタ法により、電気めっき法のための電極層３４を形成する。この電極層３４の厚みは０．１μｍ以下とし、材料は例えば鉄−ニッケル合金とし、下地にＴｉ（チタン）を成膜してもよい。
【０１１０】
次に、図２２に示したように、電極層３４の上に、フォトレジストによって、ヨーク部分層１４Ｂの形状に対応した空隙部を有するレジストフレーム３５を形成する。
【０１１１】
次に、図２３に示したように、レジストフレーム３５を用いて、電気めっき法（フレームめっき法）によって、電極層３４の上にヨーク部分層１４Ｂを形成する。次に、レジストフレーム３５を除去する。なお、ヨーク部分層１４Ｂは、リフトオフ法を用いて形成することも可能であるが、ヨーク部分層１４Ｂの形状を下地の形状に追従させるためには電気めっき法を用いるのが最も好ましい。
【０１１２】
次に、図２４に示したように、電極層３４のうち、ヨーク部分層１４Ｂの下に存在する部分以外の部分をドライエッチングで除去する。
【０１１３】
次に、図２５に示したように、レジストカバー３３を除去する。次に、第２の磁性層１４を覆うように保護層１７を形成する。次に、保護層１７の上に配線や端子等を形成し、スライダ単位で基板を切断し、媒体対向面ＡＢＳの研磨、浮上用レールの作製等を行って、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【０１１４】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドと同様の作用、効果の他に、以下のような作用、効果が得られる。
【０１１５】
本実施の形態では、第２の磁性層１４の磁極部分層１４Ａを形成する工程は、ギャップ層９および連結部１２の上に、磁極部分層１４Ａを構成する材料よりなる被エッチング層１４Ａｅを形成する工程と、被エッチング層１４Ａｅおよびギャップ層９をドライエッチングによって選択的にエッチングして、磁極部分層１４Ａの外形を決定すると共に連結部１２を露出させる工程とを含む。本実施の形態では、被エッチング層１４Ａｅおよびギャップ層９をドライエッチングすることによって、磁極部分層１４Ａの後端面から連結部１２の上端部にかけて緩やかな傾斜を持つように、ヨーク部分層１４Ｂの下地の形状が決定される。従って、この下地の上にヨーク部分層１４Ｂを形成することにより、連結部１２と磁極部分層１４Ａとの間を結ぶ直線状の磁気経路を形成することが可能になる。
【０１１６】
また、本実施の形態において、被エッチング層１４Ａｅを形成する工程の後で、研磨により、被エッチング層１４Ａｅの上面を平坦化した場合には、媒体対向面ＡＢＳにおいて、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の端部を完全に平坦化することができる。これにより、媒体対向面ＡＢＳにおいて磁極部分層１４Ａより発生される磁界を、トラックに交差する方向について均一化することができ、その結果、記録媒体におけるビットパターン形状の歪みを抑えて、線記録密度を向上させることができる。
【０１１７】
また、本実施の形態では、被エッチング層１４Ａｅを形成する工程の前に、研磨により、被エッチング層１４Ａｅの下地となる絶縁層９Ｃおよび連結部１２の上面を平坦化している。これにより、媒体対向面ＡＢＳにおいて、磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の端部を平坦化することができる。また、被エッチング層１４Ａｅをスパッタ法によって形成する場合には、被エッチング層１４Ａｅの成膜時の膜厚均一性がよいため、媒体対向面ＡＢＳにおいて、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の端部も平坦化することができる。これらのことから、媒体対向面ＡＢＳにおいて磁極部分層１４Ａより発生される磁界を、トラックに交差する方向について均一化することができ、その結果、記録媒体におけるビットパターン形状の歪みを抑えて、線記録密度を向上させることができる。
【０１１８】
また、本実施の形態において、磁極部分層１４Ａを形成する工程は、被エッチング層１４Ａｅを形成する工程の後で、被エッチング層１４Ａｅの上に非磁性層１５ｅを形成する工程と、非磁性層１５ｅの上に、磁極部分層１４Ａの形状に対応したマスク３２を形成する工程とを含み、被エッチング層１４Ａｅをエッチングする工程は、このマスク３２を用いて、非磁性層１５ｅおよび被エッチング層１４Ａｅをエッチングしてもよい。この場合には、被エッチング層１４Ａｅの上面を非磁性層１５ｅで保護した状態で磁極部分層１４Ａの外形を決定でき、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の端部の平坦性を維持することが可能になる。
【０１１９】
また、マスク３２を形成する工程は、非磁性層１５ｅの上に、磁極部分層１４Ａの形状に対応した空隙部を有するレジストフレーム３１を形成し、このレジストフレーム３１の空隙部内にマスク３２を形成してもよい。この場合には、マスク３２をレジストで形成する場合に比べて、ドライエッチングに対する耐性に優れたマスク３２を形成することが可能になる。これにより、磁極部分層１４Ａを構成する材料がドライエッチングに対する耐性に優れている場合でも、マスク３２を用いたドライエッチングによって磁極部分層１４Ａの外形を決定することが可能になる。
【０１２０】
また、本実施の形態において、ヨーク部分層１４Ｂを形成する工程は、電気めっき法によってヨーク部分層１４Ｂを形成してもよい。この場合には、ヨーク部分層１４Ｂを容易に形成できると共に、ヨーク部分層１４Ｂを、その下地の形状によく追従した形状に形成することが可能になる。
【０１２１】
また、ヨーク部分層１４Ｂを形成する工程は、磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳ側の一部を覆うレジストカバー３３を形成する工程と、レジストカバー３３、磁極部分層１４Ａ、ギャップ層９および連結部１２の上に、電気めっき法のための電極層３４を形成する工程と、電極層３４を用いて、電気めっき法によってヨーク部分層１４Ｂを形成する工程とを含んでもよい。この場合には、磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳ側の一部の側面に電極層が付着し、残留することを防止することができ、電極層の付着、残留によってトラック幅が大きくなることを防止することができる。更に、電極層をドライエッチングによって除去する際に、エッチングされた材料が磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳ側の一部の側面に付着し、残留して薄膜磁気ヘッドの信頼性が低下してしまうことを防止することもできる。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、第２の磁性層が磁極部分層とヨーク部分層とを有し、ヨーク部分層は、磁極部分層に磁束を導くための十分な体積を有し、また、磁極部分層の飽和磁束密度がヨーク部分層の飽和磁束密度以上であることから、第２の磁性層の途中における磁束の飽和を防止することができる。また、本発明では、薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面が、媒体対向面におけるギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置され、ヨーク部分層は、連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とを磁気的に接続するので、ヨーク部分層は、連結部と磁極部分層との間に短い磁気経路で且つ強い磁気的結合を形成することができる。これらのことから、本発明によれば、磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくし、且つ磁路長を短縮して高周波特性を向上させることが可能になるという効果を奏する。
【０１４０】
また、請求項１ないし７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、磁極部分層を形成する工程は、ギャップ層および連結部の上に、磁極部分層を構成する材料よりなる被エッチング層を形成する工程と、被エッチング層およびギャップ層をドライエッチングによって選択的にエッチングして、磁極部分層の外形を決定すると共に連結部を露出させる工程とを含む。これにより、本発明によれば、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面から連結部の第２の磁性層側の端部にかけて緩やかな傾斜を持つように、ヨーク部分層の下地の形状を決定することができ、この下地の上にヨーク部分層を形成することにより、連結部と磁極部分層との間を結ぶ直線状の磁気経路を形成することが可能になるという効果を奏する。
【０１４１】
また、請求項２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、被エッチング層を形成する工程の後で、研磨により、被エッチング層の上面を平坦化するようにしたので、媒体対向面において、磁極部分層のギャップ層とは反対側の端部を完全に平坦化することができ、これにより、媒体対向面において磁極部分層より発生される磁界を、トラックに交差する方向について均一化することができ、その結果、記録媒体におけるビットパターン形状の歪みを抑えて、線記録密度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１４２】
また、請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、被エッチング層を形成する工程の前に、研磨により、被エッチング層の下地を平坦化するようにしたので、媒体対向面において、磁極部分層のギャップ層側の端部を平坦化することができる。また、これにより、被エッチング層をスパッタ法によって形成する場合には、媒体対向面において、磁極部分層のギャップ層とは反対側の端部も平坦化することができる。これらのことから、本発明によれば、媒体対向面において磁極部分層より発生される磁界を、トラックに交差する方向について均一化することができ、その結果、記録媒体におけるビットパターン形状の歪みを抑えて、線記録密度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１４３】
また、請求項４または５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、被エッチング層を形成する工程の後で、被エッチング層の上に非磁性層を形成し、この非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応したマスクを形成し、このマスクを用いて、非磁性層および被エッチング層をエッチングして、磁極部分層の外形を決定するようにしたので、被エッチング層の上面を非磁性層で保護した状態で磁極部分層の外形を決定でき、磁極部分層のギャップ層とは反対側の端部の平坦性を維持することが可能になるという効果を奏する。
【０１４４】
また、請求項５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、マスクを形成する工程は、非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応した空隙部を有するレジストフレームを形成し、このレジストフレームの空隙部内にマスクを形成するようにしたので、ドライエッチングに対する耐性に優れたマスクを形成することが可能になり、その結果、磁極部分層を構成する材料がドライエッチングに対する耐性に優れている場合でも、マスクを用いたドライエッチングによって磁極部分層の外形を決定することが可能になるという効果を奏する。
【０１４５】
また、請求項６または７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、電気めっき法によってヨーク部分層を形成するようにしたので、ヨーク部分層を容易に形成できると共に、ヨーク部分層を、その下地の形状によく追従した形状に形成することが可能になるという効果を奏する。
【０１４６】
また、請求項７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、ヨーク部分層を形成する工程は、磁極部分層における媒体対向面側の一部を覆うレジストカバーを形成する工程と、レジストカバー、磁極部分層、ギャップ層および連結部の上に、電気めっき法のための電極層を形成する工程と、電極層を用いて、電気めっき法によってヨーク部分層を形成する工程とを含むようにしたので、磁極部分層における媒体対向面側の一部の側面に電極層やエッチング時の付着物が残留することを防止することができ、電極層の残留によってトラック幅が大きくなったり、エッチング時の付着物の残留により薄膜磁気ヘッドの信頼性が低下したりすることを防止することができるという効果を奏する。
【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構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図３】図２における磁極部分の近傍を拡大して示す斜視図である。
【図４】図１に示した薄膜磁気ヘッドの媒体対向面の一部を示す正面図である。
【図５】図４における磁極部分層および非磁性層を拡大して示す正面図である。
【図６】本発明の一実施の形態における第１の変形例の薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。
【図７】図６に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図８】図７における磁極部分の近傍を拡大して示す斜視図である。
【図９】本発明の一実施の形態における第２の変形例の薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を示す断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に続く工程を示す断面図である。
【図１４】図１３に続く工程を示す断面図である。
【図１５】図１４に続く工程を示す断面図である。
【図１６】図１５に続く工程を示す断面図である。
【図１７】図１６に続く工程を示す断面図である。
【図１８】図１７に続く工程を示す断面図である。
【図１９】図１８に続く工程を示す断面図である。
【図２０】図１９に続く工程を示す断面図である。
【図２１】図２０に続く工程を示す断面図である。
【図２２】図２１に続く工程を示す断面図である。
【図２３】図２２に続く工程を示す断面図である。
【図２４】図２３に続く工程を示す断面図である。
【図２５】図２４に続く工程を示す断面図である。
【符号の説明】
３…下部シールド層、４…絶縁層、５…ＭＲ素子、６…上部シールド層、７…非磁性層、８…第１の磁性層、９…ギャップ層、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…絶縁層、１０…薄膜コイル、１２…連結部、１４…第２の磁性層、１４Ａ…磁極部分層、１４Ｂ…ヨーク部分層、１５…非磁性層。

Claims

記録媒体に対向する媒体対向面と、記録媒体の進行方向の前後に所定の間隔を開けて互いに対向するように配置された磁極部分を含む第１および第２の磁性層と、非磁性材料よりなり、前記第１の磁性層と第２の磁性層との間に設けられたギャップ層と、前記媒体対向面から離れた位置において前記第１の磁性層と第２の磁性層とを磁気的に連結する連結部と、少なくとも一部が前記第１および第２の磁性層の間に、前記第１および第２の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備え、前記第２の磁性層は、磁極部分を含み、媒体対向面における幅がトラック幅を規定する磁極部分層と、ヨーク部分となるヨーク部分層とを有し、前記磁極部分層の飽和磁束密度が前記ヨーク部分層の飽和磁束密度以上である薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記第１の磁性層を形成する工程と、
前記薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面が、媒体対向面における前記ギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および前記連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置されるように、前記第１の磁性層の上に前記ギャップ層、前記連結部および前記薄膜コイルを形成する工程と、
前記ギャップ層および前記連結部の上に前記第２の磁性層を形成する工程とを備え、
前記第２の磁性層を形成する工程は、
前記ギャップ層の上に前記磁極部分層を形成する工程と、
前記ヨーク部分層によって前記連結部の第２の磁性層側の端部と前記磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とが磁気的に接続されるように、前記ギャップ層および前記連結部の上に前記ヨーク部分層を形成する工程と
を含み、
媒体対向面における前記磁極部分層と前記第１の磁性層との間の距離は、前記連結部の厚みよりも大きく、
前記ヨーク部分層は、前記連結部の第２の磁性層側の端部と前記磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面との間を結ぶ直線状の磁気経路が形成されるような形状を有し、
前記磁極部分層を形成する工程は、
前記ギャップ層および前記連結部の上に、前記磁極部分層を構成する材料よりなる被エッチング層を形成する工程と、
前記被エッチング層およびギャップ層をドライエッチングによって選択的にエッチングして、前記磁極部分層の外形を決定し、前記連結部を露出させると共に、前記磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面から前記連結部の第２の磁性層側の端部にかけて傾斜を持つように、前記ヨーク部分層の下地の形状を決定する工程とを含む
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記磁極部分層を形成する工程は、更に、前記被エッチング層を形成する工程の後で、研磨により、前記被エッチング層の上面を平坦化する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記磁極部分層を形成する工程は、更に、前記被エッチング層を形成する工程の前に、研磨により、前記被エッチング層の下地を平坦化する工程を含むことを特徴とする請求項１または２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記磁極部分層を形成する工程は、更に、前記被エッチング層を形成する工程の後で、前記被エッチング層の上に非磁性層を形成する工程と、前記非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応したマスクを形成する工程とを含み、
前記被エッチング層をエッチングする工程は、前記マスクを用いて、前記非磁性層および前記被エッチング層をエッチングすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記マスクを形成する工程は、前記非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応した空隙部を有するレジストフレームを形成し、このレジストフレームの空隙部内に前記マスクを形成することを特徴とする請求項４記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記ヨーク部分層は電気めっき法によって形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記ヨーク部分層を形成する工程は、前記磁極部分層における媒体対向面側の一部を覆うレジストカバーを形成する工程と、前記レジストカバー、前記磁極部分層、前記ギャップ層および前記連結部の上に、電気めっき法のための電極層を形成する工程と、前記電極層を用いて、電気めっき法によってヨーク部分層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。