| 【発明の名称】 |
薄膜磁気ヘッド |
| 【発明者】 |
【氏名】斎藤 達也
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| 【要約】 |
【課題】磁気抵抗効果素子によって情報を確実に読み出すことができ、狭トラック化を実現することの可能な薄膜磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】非磁性基板２上に、下地絶縁層３、磁気シールド層４、磁気抵抗効果素子１２が埋設された非磁性絶縁層５、下部磁気コア層６、ギャップ層７、下部コイル絶縁層８、コイル層９、上部コイル絶縁層１０及び上部磁気コア層１１が順次積層して形成され、磁気抵抗効果素子１２よりも矢印Ｙ方向の上部磁気コア層１１の他端部側の位置において、下地絶縁層３に第１の凹部３ａを形成することにより、下部コイル絶縁層８には第２の凹部８ａが設けられ、この第２の凹部８ａ内にコイル層９を収容するようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 非磁性基板と、この非磁性基板上に形成された下地絶縁層と、この下地絶縁層上に形成された磁気シールド層と、この磁気シールド層上に形成され磁気抵抗効果素子が埋設された非磁性絶縁層と、この非磁性絶縁層上に形成された下部磁気コア層と、この下部磁気コア層上に形成されたギャップ層と、このギャップ層上に形成された下部コイル絶縁層と、この下部コイル絶縁層上に形成されたコイル層と、このコイル層上に形成された上部コイル絶縁層と、この上部コイル絶縁層上に設けられ一端部が前記ギャップ層を介して前記下部磁気コア層と対向して磁気ギャップを形成し他端部が前記下部磁気コア層と接する上部磁気コア層とを備えてなり、前記磁気抵抗効果素子が前記上部磁気コア層の一端部と対向して配置され、前記下地絶縁層には前記磁気抵抗効果素子よりも前記上部磁気コア層の他端部側の位置において第１の凹部が形成されているとともに、前記下部コイル絶縁層には前記第１の凹部の形状が反映された第２の凹部が設けられ、この第２の凹部内に前記コイル層が配設されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】 前記コイル層の上面が、前記上部磁気コア層の一端部に対向する前記下部磁気コア層の対向面と同じ高さにあるか、若しくは前記対向面よりも下方に位置している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】 前記磁気抵抗効果素子の一端部は磁気記録媒体と対向する媒体対向面に露出されており、前記下部磁気コア層は、前記磁気抵抗効果素子の一端部と対向する前記磁気記録媒体の対向部分以外の領域からの磁界を前記磁気抵抗効果素子から遮断する磁気シールド機能を果たすことを特徴とする請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体に対し情報の書き込み及び読み出しを行う薄膜磁気ヘッドに係り、さらに詳しくは、磁気抵抗効果素子を用いて磁気記録媒体に書き込まれた情報の読み出し行う薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】図８乃至図１４は、この種の薄膜磁気ヘッドの従来技術を説明するためのものであり、図８に示すように、この薄膜磁気ヘッド２１は、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣセラミック等からなる非磁性基板２２上に、順に、アルミナ等からなる下地絶縁層２３、Ｆｅ−Ｎｉ合金等からなる磁気シールド層２４、アルミナ等からなり磁気抵抗効果素子３３が埋設された非磁性絶縁層２５、Ｆｅ−Ｎｉ合金等からなる下部磁気コア層２６が積層されて、下部磁気コア層２６上に、Ｆｅ−Ｎｉ合金等からなる下部磁極層２７とノボラック樹脂等からなる下部コイル絶縁層２８とが設けられており、下部磁極層２７及び下部コイル絶縁層２８上には、アルミナ等からなるギャップ層２９が下部コイル絶縁層２８に形成された凹部２８ａ内に至るように設けられている。
【０００３】そして、ギャップ層２９に下部コイル絶縁層２８の凹部２８ａの形状が反映された凹部２９ａが設けられ、この凹部２９ａ内に配設されたコイル層３０上に上部コイル絶縁層３１が形成されており、上部コイル絶縁層３１上には、上部磁気コア層３２が一端部をギャップ層２９を介して下部磁極層２７に対向させ他端部を下部磁気コア層２６に接触させて設けられ、媒体対向面３４側の上部磁気コア層３２と下部磁極層２７との間が磁気ギャップＧとされ、上部コイル絶縁層３１の一端部に形成された傾斜面３１ａが上部磁気コア層３２によって覆われた状態となっている。
【０００４】このように構成された薄膜磁気ヘッド２１は、そのコイル層３０に記録電流が与えられると、下部磁気コア層２６、下部磁極層２７及び上部磁気コア層３２に記録磁界が誘導され、媒体対向面３４における磁気ギャップＧからの漏れ磁界により磁気記録媒体に対し情報の書き込みが行われ、また、この書き込まれた情報は磁気抵抗効果素子３３によって読み出されるようになっている。
【０００５】この薄膜磁気ヘッド２１の製造は、先ず、図９に示すように、非磁性基板２２に設けられた下地絶縁層２３上に磁気シールド層２４から下部磁極層２７までの各層を順次形成し、次いで、図１０に示すように、下部磁気コア層２６上に下部磁極層２７を覆うように下部コイル絶縁層２８を設ける。次に、図１１に示すように、ＣＭＰ法（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）により、下部コイル絶縁層２８の膜厚と下部磁極層２７の膜厚とが等しくなるように下部コイル絶縁層２８を研磨し、次いで、図１２に示すように、イオンミリング法により下部コイル絶縁層２８に凹部２８ａを形成する。
【０００６】次に、図１３に示すように、スパッタリング法により下部磁極層２７及び下部コイル絶縁層２８上にギャップ層２９を下部コイル絶縁層２８の凹部２８ａ内に至るように形成し、次いで、スパッタリング法、電解めっき法及びフォトリソグラフィー技術を組み合わせることによりギャップ層２９の凹部２９ａ内にコイル層３０を設け、コイル層３０上に上部コイル絶縁層３１を形成する。
【０００７】次に、図１４に示すように、ギャップ層２９上から上部コイル絶縁層３１上にわたりＦｅ−Ｎｉ合金等からなるめっき下地層３５形成して、めっき下地層３５上にレジスト層３６を塗布形成する。次いで、フォトリソグラフィー技術を用いてこのレジスト層３６を露光・現像しレジスト層３６を部分的に除去することにより、上部磁気コア層３２の形状に対応するパターンをレジスト層３６に形成したのち、レジスト層３６が除去された前記パターン部分に電解めっきを施して上部磁気コア層３２を形成する。そして、残ったレジスト層３６を除去して薄膜磁気ヘッド２１の製造が完了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来の薄膜磁気ヘッド２１にあっては、ギャップ層２９の凹部２９ａからコイル層３０が上方に突出しているため、ギャップ層２９の上面から上部コイル絶縁層３１の上面までの膜厚寸法Ｔ１が大きなものとなり、めっき下地層３５上に塗布されるレジスト層３６は流動性を有することから、図１４に示すように、ギャップ層２９の一端部上から上部コイル絶縁層３１の傾斜面３１ａにかけてのレジスト層３６の膜厚寸法Ｔ２が厚くなって、この部分においてフォトリソグラフィー技術による解像度が極端に悪くなり、その結果、レジスト層３６に形成される前記パターンの寸法精度が著しく低下し、図示Ｘ方向（図８の紙面に向かう）における上部磁気コア層３２の一端部の幅、すなわちトラック幅を精度良く形成することができず、狭トラック化を実現することができないという問題があった。
【０００９】この問題の原因となっている凹部２９ａからのコイル層３０の突出は、下部磁極層２７及び下部コイル絶縁層２８の両膜厚をより厚くして、その分下部コイル絶縁層２８の凹部２８ａを深く形成することによって抑えることができるが、このようにすると、磁気ギャップＧと磁気抵抗効果素子３３との間隔Ｓが大きくなって、この薄膜磁気ヘッド２１が磁気ディスク装置に備わる回動アーム式のヘッド移送機構に支持されて使用されたときに、磁気ギャップＧによって磁気記録媒体（磁気ディスク）に書き込まれた情報を磁気抵抗効果素子３３によって読み出すことができなくなるという不具合が生ずることとなる。
【００１０】本発明は上述した従来技術の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、磁気抵抗効果素子によって情報を確実に読み出すことができ、狭トラック化を実現することの可能な薄膜磁気ヘッドを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の薄膜磁気ヘッドは、非磁性基板と、この非磁性基板上に形成された下地絶縁層と、この下地絶縁層上に形成された磁気シールド層と、この磁気シールド層上に形成され磁気抵抗効果素子が埋設された非磁性絶縁層と、この非磁性絶縁層上に形成された下部磁気コア層と、この下部磁気コア層上に形成されたギャップ層と、このギャップ層上に形成された下部コイル絶縁層と、この下部コイル絶縁層上に形成されたコイル層と、このコイル層上に形成された上部コイル絶縁層と、この上部コイル絶縁層上に設けられ一端部が前記ギャップ層を介して前記下部磁気コア層と対向して磁気ギャップを形成し他端部が前記下部磁気コア層と接する上部磁気コア層とを備えてなり、前記磁気抵抗効果素子が前記上部磁気コア層の一端部と対向して配置され、前記下地絶縁層には前記磁気抵抗効果素子よりも前記上部磁気コア層の他端部側の位置において第１の凹部が形成されているとともに、前記下部コイル絶縁層には前記第１の凹部の形状が反映された第２の凹部が設けられ、この第２の凹部内に前記コイル層が配設されていることを最も主要な特徴としている。
【００１２】また、上記構成において、前記コイル層の上面が、前記上部磁気コア層の一端部に対向する前記下部磁気コア層の対向面と同じ高さにあるか、若しくは前記対向面よりも下方に位置している構成とした。
【００１３】さらに、上記構成において、前記磁気抵抗効果素子の一端部は磁気記録媒体と対向する媒体対向面に露出されており、前記下部磁気コア層は、前記磁気抵抗効果素子の一端部と対向する前記磁気記録媒体の対向部分以外の領域からの磁界を前記磁気抵抗効果素子から遮断する磁気シールド機能を果たすようにした。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施形態を図１乃至図７に基づいて説明する。
【００１５】図１に示すように、この薄膜磁気ヘッド１は、非磁性基板２上に第１の凹部３ａが形成された下地絶縁層３が設けられ、下地絶縁層３上に、磁気シールド層４、磁気抵抗効果素子１２が埋設された非磁性絶縁層５、下部磁気コア層６、ギャップ層７及び下部コイル絶縁層８が順次積層して形成されて、下部コイル絶縁層８に第１の凹部３ａの形状が反映された第２の凹部８ａが設けられており、第２の凹部８ａ内に配設されたコイル層９上には上部コイル絶縁層１０が形成されて、上部コイル絶縁層１０上に上部磁気コア層１１が一端部１１ａをギャップ層７を介して下部磁気コア層６に対向させ他端部１１ｂを下部磁気コア層６に接触させて設けられ、磁気記録媒体に対向する媒体対向面１３側の上部磁気コア層１１と下部磁気コア層６との間が磁気ギャップＧとされている。
【００１６】非磁性基板２は、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣセラミック等の導電性を有する非磁性体からなるものである。
【００１７】下地絶縁層３は、磁気シールド層４及び非磁性基板２との密着性のよいアルミナ等の絶縁材料からなるもので、磁気抵抗効果素子１２よりも図示Ｙ方向の上部磁気コア層１１の他端部１１ｂ側の位置において第１の凹部３ａが形成されて、非磁性基板２に接する下面と第１の凹部３ａの内底面との間の膜厚が５μｍ程度となっている。
【００１８】磁気シールド層４は、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の軟磁性材料から形成され、媒体対向面１３に露出して設けられた磁気抵抗効果素子１２の一端部と対向する磁気記録媒体の対向部分以外の領域からの磁界を磁気抵抗効果素子１２から遮断する磁気シールドとしての機能を果たす。
【００１９】非磁性絶縁層５は、アルミナ等の非磁性絶縁材料からなる一対の絶縁層を積み重ねてなるもので、これら一対の絶縁層で磁気抵抗効果素子１２を挟持することにより、磁気抵抗効果素子１２が一端部を媒体対向面１３に露出させて図示Ｚ方向に上部磁気コア層１１の一端部１１ａと対向し非磁性絶縁層５に埋設された状態となっている。
【００２０】下部磁気コア層６は、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の軟磁性材料から形成されてなるもので、上部磁気コア層１１の他端部１１ｂと磁気的に結合されており、上部磁気コア層１１とで磁気ギャップＧを有する磁気回路を構成するとともに、磁気シールド層４と同様に、磁気抵抗効果素子１２の一端部と対向する磁気記録媒体の対向部分以外の領域からの磁界を磁気抵抗効果素子１２から遮断する磁気シールドとしての機能を果たす。
【００２１】ギャップ層７は、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３等の非磁性絶縁材料からなるもので、上部磁気コア層１１の一端部１１ａが接触された状態となっている。
【００２２】下部コイル絶縁層８は、ノボラック樹脂等の絶縁材料から形成されてなるもので、下地絶縁層３の第１の凹部３ａの形状が反映されて、従来技術に示した凹部２９ａよりも遙かに深い第２の凹部８ａが設けられ、媒体対向面１３側の傾斜面８ｂが形成された一端部で磁気ギャップＧのギャップ深さゼロの位置を規定している。
【００２３】コイル層９は、Ｃｕ等の電気抵抗の低い導電材料からなり、第２の凹部８ａ内の下部コイル絶縁層８上に平面視渦巻状に形成されて、その上面９ａが上部磁気コア層１１の一端部１１ａに対向する下部磁気コア層６の対向面６ａよりも下方に位置した状態となっている。
【００２４】上部コイル絶縁層１０は、ノボラック樹脂等の絶縁材料から形成されてなるもので、媒体対向面１３側の一端部には傾斜面１０ａが形成されており、また、コイル層９の上面９ａから上部磁気コア層１１に接する上面までの膜厚が１μｍ程度とされ、これにより、コイル層９と上部磁気コア層１１との絶縁が充分に確保されている。
【００２５】上部磁気コア層１１は、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の軟磁性材料から形成されてなるもので、図示Ｘ方向（図１の紙面に向かう）における上部磁気コア層１１の一端部１１ａの幅、すなわち図２に示す一端部１１ａの幅がトラック幅Ｔｗとされている。
【００２６】次に、このように構成された薄膜磁気ヘッド１の製造方法について説明すると、先ず、図３に示すように、非磁性基板２上に下地絶縁層３をスパッタリング法によって形成し、次いで、図４に示すように、この下地絶縁層３にイオンミリング法を用いて第１の凹部３ａを形成する。
【００２７】次に、図５に示すように、下地絶縁層３上に、磁気シールド層４、非磁性絶縁層５の一方の絶縁層、磁気抵抗効果素子１２、非磁性絶縁層５の他方の絶縁層、下部磁気コア層６、ギャップ層７及び下部コイル絶縁層８をスパッタリング法等を用いて順次積層し、下部コイル絶縁層８に下地絶縁層３の第１の凹部３ａの形状が反映された第２の凹部８ａを形成する。このとき、磁気抵抗効果素子１２は、下地絶縁層３の第１の凹部３ａよりも上部磁気コア層１１の一端部１１ａ側の、非磁性絶縁層５の一方の絶縁層の平坦面上に形成されるので、磁気抵抗効果素子１２を寸法精度良く形成することができ、このため、磁気抵抗効果素子１２による磁気記録媒体に書き込まれた情報の読み出し特性を良好なものとすることができる。
【００２８】次に、図６に示すように、スパッタリング法、電解めっき法及びフォトリソグラフィー技術を組み合わせることにより、第２の凹部８ａ内の下部コイル絶縁層８上にコイル層９を形成し、次いで、コイル層９上に上部コイル絶縁層１０を形成する。
【００２９】次に、図７に示すように、ギャップ層７上から上部コイル絶縁層１０上にわたりＦｅ−Ｎｉ合金等の軟磁性材料からなるめっき下地層１４を形成し、このめっき下地層１４上に流動性を有するレジスト層１５を塗布形成する。次に、フォトリソグラフィー技術を用いてこのレジスト層１５を露光・現像してレジスト層１５を部分的に除去し、上部磁気コア層１１の形状に対応するパターンをレジスト層１５に形成したのち、レジスト層１５が除去された前記パターン部分に電気めっきを施して、ギャップ層７上及び上部コイル絶縁層１０上に上部磁気コア層１１を形成する。そして、残ったレジスト層１５を除去することにより、薄膜磁気ヘッド１の製造が完了する。
【００３０】このように構成・製造された薄膜磁気ヘッド１は、例えば、磁気ディスク装置に組み込まれ回動アーム式のヘッド移送機構に支持されて使用され、そのコイル層９に記録電流が与えられると、下部磁気コア層６及び上部磁気コア層１１に記録磁界が誘導され、媒体対向面１３における磁気ギャップＧからの漏れ磁界により磁気記録媒体（磁気ディスク）に対し情報の書き込みが行われ、また、この書き込まれた情報は磁気抵抗効果素子１２によって読み出されるようになっている。
【００３１】しかして、この薄膜磁気ヘッド１にあっては、下地絶縁層３に第１の凹部３ａを形成することによって、下部コイル絶縁層８には従来技術に示した凹部２９ａよりも遙かに深い第２の凹部８ａを形成することができるため、磁気ギャップＧと磁気抵抗効果素子１２との間隔Ｓを変えることなく、第２の凹部８ａ内にコイル層９の全体を収容することができ、第２の凹部８ａからコイル層９が突出するのを抑えることができるので、その結果、図７に示すように、ギャップ層７の上面から上部コイル絶縁層１０の上面までの膜厚寸法Ｔ１を小さくすることができ、ギャップ層７の一端部上から上部コイル絶縁層１０の傾斜面１０ａにかけてのレジスト層１５の膜厚寸法Ｔ２を薄く形成できることから、レジスト層１５に形成される前記パターンの寸法精度の低下を招くことなく、上部磁気コア層１１の一端部１１ａの幅、すなわちトラック幅Ｔｗを狭トラック化に対応して精度良く形成することができるとともに、磁気ディスク装置に備わる回動アーム式のヘッド移送機構に支持されて使用されたときに、磁気ギャップＧによって磁気記録媒体（磁気ディスク）に書き込まれた情報を磁気抵抗効果素子１２によって読み出すことができなくなるという不具合を解消することができる。
【００３２】そして、第１の凹部３ａの深さが下地絶縁層３の膜厚寸法よりも浅く形成され、下地絶縁層３が非磁性基板２と磁気シールド層４とを完全に絶縁していることにより、磁気ディスク装置等にこの薄膜磁気ヘッド１を組み込む際に、これを取り扱う作業者に帯電した静電気が磁気抵抗効果素子１２に及ぼす損傷を防止できるようになっている。
【００３３】また、コイル層９の上面９ａが、上部磁気コア層１１の一端部１１ａに対向する下部磁気コア層６の対向面６ａよりも下方に位置した状態となっているので、コイル層９と上部磁気コア層１１との絶縁を充分に確保しつつ、ギャップ層７の上面から上部コイル絶縁層１０の上面までの膜厚寸法Ｔ１をより薄くすることができるため、トラック幅Ｔｗを狭トラック化に対応して一層精度良く形成することができる。
【００３４】尚、この実施形態では、コイル層９の上面９ａが、下部磁気コア層６の対向面６ａよりも下方に位置した状態となっているもので説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１，第２の凹部３ａ，８ａの深さを調節することにより、コイル層９の上面９ａが、上部磁気コア層１１の一端部１１ａに対向する下部磁気コア層６の対向面６ａと同じ高さとなるようにしてもよく、このようにしても、コイル層９と上部磁気コア層１１との絶縁を充分に確保しつつ、ギャップ層７の上面から上部コイル絶縁層１０の上面までの膜厚寸法Ｔ１をより薄くすることができるため、トラック幅Ｔｗを狭トラック化に対応して一層精度良く形成することができる。
【００３５】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３６】本発明の薄膜磁気ヘッドは、非磁性基板と、この非磁性基板上に形成された下地絶縁層と、この下地絶縁層上に形成された磁気シールド層と、この磁気シールド層上に形成され磁気抵抗効果素子が埋設された非磁性絶縁層と、この非磁性絶縁層上に形成された下部磁気コア層と、この下部磁気コア層上に形成されたギャップ層と、このギャップ層上に形成された下部コイル絶縁層と、この下部コイル絶縁層上に形成されたコイル層と、このコイル層上に形成された上部コイル絶縁層と、この上部コイル絶縁層上に設けられ一端部が前記ギャップ層を介して前記下部磁気コア層と対向して磁気ギャップを形成し他端部が前記下部磁気コア層と接する上部磁気コア層とを備えてなり、前記磁気抵抗効果素子が前記上部磁気コア層の一端部と対向して配置され、前記下地絶縁層には前記磁気抵抗効果素子よりも前記上部磁気コア層の他端部側の位置において第１の凹部が形成されているとともに、前記下部コイル絶縁層には前記第１の凹部の形状が反映された第２の凹部が設けられ、この第２の凹部内に前記コイル層が配設されているので、前記磁気ギャップと前記磁気抵抗効果素子との間隔を変えることなく、前記第２の凹部から前記コイル層が突出するのを抑えることができるので、前記上部磁気コア層の一端部の幅、すなわちトラック幅を狭トラック化に対応して精度良く形成することができるとともに、前記磁気ギャップによって磁気記録媒体に書き込まれた情報を前記磁気抵抗効果素子によって読み出すことができなくなるという不具合を解消することができる。
【００３７】また、前記コイル層の上面が、前記上部磁気コア層の一端部に対向する前記下部磁気コア層の対向面と同じ高さにあるか、若しくは前記対向面よりも下方に位置しているので、前記コイル層と前記上部磁気コア層との絶縁を充分に確保しつつ、前記トラック幅を狭トラック化に対応して一層精度良く形成することができる。
【００３８】また、前記磁気抵抗効果素子の一端部は磁気記録媒体と対向する媒体対向面に露出されており、前記下部磁気コア層は、前記磁気抵抗効果素子の一端部と対向する前記磁気記録媒体の対向部分以外の領域からの磁界を前記磁気抵抗効果素子から遮断する磁気シールド機能を果たすので、前記磁気記録媒体に対する情報の読み出し特性を良好なものとすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００９８
【氏名又は名称】アルプス電気株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年８月７日（２０００．８．７） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００２−５６５０９（Ｐ２００２−５６５０９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年２月２２日（２００２．２．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２４４０５２（Ｐ２０００−２４４０５２） |
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